DE4025497A1 - Verfahren und schaltungsanordnung zur korrektur der lichtleistungs-abgabe einer laserdiode - Google Patents
Verfahren und schaltungsanordnung zur korrektur der lichtleistungs-abgabe einer laserdiodeInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf diejenigen Gebiete der Technik, in denen zur
Erzeugung von Laserstrahlen Laserdioden eingesetzt werden, beispielsweise
auf die elektronische Reproduktionstechnik, und betrifft ein Verfahren und
eine Schaltungsanordnung zur Korrektur der Lichtleistungs-Abgabe einer
Laserdiode.
In der elektronischen Reproduktionstechnik finden zur Aufzeichnung Laser-
Drucker und Laser-Recorder Anwendung, bei denen der Laserstrom in zunehmendem
Maße durch Laserdioden erzeugt wird.
Die Lichtleistungs-Abgabe einer solchen Laserdiode wird durch einen
Treiberstrom gesteuert, der von einem die aufzuzeichnende Information
enthaltenden Bildsignal moduliert wird. Das von der Laserdiode abgegebene
Licht wird mit optischen Mitteln zu einem Lichtstrahl geformt, der durch ein
Ablenksystem (Polygonspiegel) punkt- und zeilenweise über das Aufzeichnungsmedium
geführt wird.
Zur Aufzeichnung von Strich-Informationen arbeitet die Laserdiode im
Schaltbetrieb, in dem das von der Laserdiode abgegebene Licht durch den
vom Bildsignal modulierten Treiberstrom ein- und ausgeschaltet wird. Um
eine hohe Aufzeichnungsqualität zu erreichen, muß die Laserdiode schnell
schalten und der Lichtpegel in den Einschalt-Intervallen möglichst konstant
sein. Das Schaltverhalten der Laserdiode läßt sich durch Aufprägen eines
zusätzlichen Vorstromes zur Einstellung eines günstigen Arbeitspunktes
verbessern. Die Forderung nach einem konstanten Lichtpegel in den
Einschalt-Intervallen erfüllt die Laserdiode von Natur aus nicht, da die
abgegebene Lichtleistung temperaturabhängig ist, und zwar derart, daß sie
mit steigender Betriebstemperatur abnimmt.
Im Dauerbetrieb läßt sich der allmähliche Temperaturanstieg im Substrat der
Laserdiode und der dadurch bedingte Lichtleistungsabfall durch Regelung
der Gehäusetemperatur kompensieren. Eine Laserdiode weist im Schaltbetrieb
aber noch einen dynamischen Temperatureffekt auf, dessen Ursache die
Temperaturänderung des Laserüberganges im Chip in Abhängigkeit von der
Modulation der Laserdiode bzw. vom Bildsignal ist. Dadurch hängt die
abgegebene Lichtleistung zusätzlich von der Modulation bzw. vom Bildsignal
ab.
Auch wenn die Gehäusetemperatur durch die Regelung konstant gehalten
wird, besteht weiterhin eine Temperaturdifferenz zwischen Substrat und
Laserübergang, die zu einem Temperaturausgleichsprozeß innerhalb der
Laserdiode führt. Dieser innere Temperaturausgleichsprozeß beeinträchtigt
das Schaltverhalten der Laserdiode in der Weise, daß die abgegebene
Lichtleistung im Einschaltzeitpunkt über den Nennpegel ansteigt und dann
den Nennpegel erst allmählich innerhalb des Einschalt-Intervalls erreicht.
Aufgrund dieses zeitlichen Verlaufes der Lichtleistung entsteht bei der
Aufzeichnung einer Bildinformation auf dem Aufzeichnungsmedium ein
störender Nachzieheffekt, welcher die Aufzeichnungsqualität erheblich
beeinflußt.
Es sind bereits verschiedene Maßnahmen zur Korrektur der Lichtleistungs-
Abgabe einer Laserdiode bekannt.
Es ist beispielsweise schon vorgeschlagen worden, die von der Laserdiode
abgegebene Lichtleistung jeweils innerhalb des für die Aufzeichnung einer
Zeile benötigten Zeitintervalls zu messen und die Lichtleistung über den
Treiberstrom in Abhängigkeit von dem Meßergebnis zu regeln.
Aus der GB-PS 21 01 841 ist es auch schon bekannt, die abgegebene Lichtleistung
mittels einer in der Laserdiode integrierten Photodiode (Monitordiode)
innerhalb oder außerhalb des für die Aufzeichnung einer Zeile benötigten
Zeitintervalls zu messen, aus der jeweils gemessenen Lichtleistung Korrekturwerte
zu ermitteln, die Korrekturwerte zeilenweise in Sample- and
Hold-Schaltungen zwischenzuspeichern und die Lichtleistung über den
Treiberstrom in Abhängigkeit von den gespeicherten Korrekturwerten zu
regeln.
Ferner ist es aus der EP-OS 01 41 191 bekannt, neben dem Treiberstrom auch
noch den Vorstrom zu regeln, um eine konstante Lichtleistung zu erreichen.
Die bekannten Maßnahmen zur Korrektur der Lichtleistungs-Abgabe durch
Regelung haben den Nachteil, daß aufgrund der Regelschleife Stabilitätsprobleme
entstehen und die Schaltgeschwindigkeit der Laserdioden verringert
wird. Außerdem wird bei den bekannten Maßnahmen in jeder Aufzeichnungszeile
nur ein Meßwert erfaßt und zur Lichtleistungs-Regelung herangezogen.
Da die Temperaturänderungen des Laserüberganges und die
dadurch bedingten Lichtleistungsänderungen von der Wechselfrequenz des
Bildsignals abhängig sind und innerhalb einer Aufzeichnungszeile sehr viele
Wechsel des Bildsignals stattfinden, können die Lichtleistungsänderungen
innerhalb der Aufzeichnungszeilen nicht mit der für eine gute Aufzeichnungsqualität
erforderlichen Genauigkeit korrigiert werden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine
Schaltungsanordnung zur Korrektur der Lichtleistungs-Abgabe einer Laserdiode
anzugeben, mit denen eine genauere Stabilisierung der Lichtleistung
und ein verbessertes Schaltverhältnis erreicht wird. Dadurch läßt sich bei
Anwendung der Laserdioden in Laser-Druckern und Laser-Recordern insbesondere
der störende Nachzieheffekt ohne Beeinträchtigung der Schaltgeschwindigkeit
kompensieren und insgesamt eine gute Aufzeichnungsqualität
bei einer hohen Aufzeichnungsgeschwindigkeit erreichen.
Diese Aufgabe wird in bezug auf das Verfahren durch die im kennzeichnenden
Teil des Patentanspruchs 1 und in bezug auf die Schaltungsanordnung
durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 10 angegebenen
Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen
angegeben.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Fig. 1 bis 6 erläutert.
Es zeigt
Fig. 1 eine prinzipielle Schaltungsanordnung zur Ansteuerung einer
Laserdiode,
Fig. 2 ein Zeitdiagramm,
Fig. 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Schaltungsanordnung,
Fig. 4 eine Variante der Schaltungsanordnung,
Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel für eine Schaltungsanordnung zur automatischen
Steuerung und
Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Schaltungsanordnung zur
automatischen Steuerung.
Fig. 1 zeigt ein prinzipielles Ausführungsbeispiel für eine Schaltungsanordnung
zur Ansteuerung einer Laserdiode 1 im Modulationsbetrieb.
Eine Konstantstromquelle 2 erzeugt einen Treiberstrom IT* für die Laserdiode
1. Die Konstantstromquelle 2 ist mit der Anode der Laserdiode 1 verbunden,
deren Katode an die Betriebsspannung UB angeschlossen ist. Ein analoges
Bildsignal B, welches mit einer aufzuzeichnenden Video-Information moduliert
ist, steuert als Modulationssignal über einen Modulationseingang 3 der
Konstantsstromquelle 2 den Treiberstrom IT* für die Laserdiode 1 und damit
die von der Laserdiode 1 abgegebene Lichtleistung.
Im Schaltbetrieb, einem Sonderfall des Modulationsbetriebes, ist das Bildsignal
B zweipegelig, und der Treiberstrom IT* bzw. die Lichtleistung wird
durch das Bildsignal B ein- und ausgeschaltet.
Fig. 2 zeigt für den Schaltbetrieb der Laserdiode 1 in Diagrammen a), b) und
c) die zeitlichen Verläufe des Bildsignals B (Diagramm a), des Treiberstromes IT
(Diagramm b) und die von der Laserdiode 1 abgegebene Lichtleistung P (Diagramm
c) aufgrund des in der Beschreibungseinleitung erläuterten Temperaturausgleichsprozesses
am Laserübergang der Laserdiode 1 ohne die
erfindungsgemäßen Maßnahmen. Das Diagramm c) zeigt, daß die
abgegebene Lichtleistung P jeweils im Einschaltzeitpunkt über den Leistungs-
Nennpegel (100%) schwingt und innerhalb des jeweiligen Einschalt-Intervalls
erst allmählich den Leistungs-Nennpegel erreicht, wodurch der ebenfalls
schon in der Beschreibungseinleitung erwähnte störende Nachzieheffekt auf
dem Aufzeichnungsmedium entsteht.
Zur Verbesserung des Temperaturverhaltens der Laserdiode 1 und zur Kompensation
des störenden Nachzieheffektes weist die Schaltungsanordnung
erfindungsgemäß einen von dem Bildsignal B beaufschlagten linearen Tiefpaß
5 auf, welcher das zeitliche thermische Verhalten des Laserübergangs in
der Laserdiode 1 in Abhängigkeit vom Bildsignal B nachbildet. Der lineare
Tiefpaß 5 erzeugt ein Korrektursignal K, das der zeitlichen Änderung der
Temperatur im Laserübergang in Abhängigkeit vom zeitlichen Verlauf des
Bildsignals B entspricht.
Das Korrektursignal K wird als Steuersignal für den Treiberstrom IT an einen
Steuereingang 6 der Konstantstromquelle 2 gegeben. Das Korrektursignal K
korrigiert den Treiberstrom IT im Schaltbetrieb in der Weise, daß dieser in
jedem Einschalt-Intervall zunächst reduziert und dann allmählich auf den
Nennpegel angehoben wird, wodurch in jedem Einschalt-Intervall die thermisch
bedingte Spitze der von der Laserdiode 1 abgegebenen Lichtleistung
kompensiert und ein konstanter Leistungspegel erreicht wird.
In Fig. 2 ist das Ergebnis der erfindungsgemäßen Korrektur der von der
Laserdiode 1 abgegebenen Lichtleistung P in den Diagrammen d), e) und f)
dargestellt. Das Diagramm d) zeigt den zeitlichen Verlauf des Korrektursignals
K und das Diagramm e) den zeitlichen Verlauf des durch das Korrektursignal
K korrigierten Treiberstromes IT*. Im Diagramm f) ist der
zeitliche Verlauf der korrigierten Lichtleistung P* dargestellt.
Zurück zur Fig. 1. Der lineare Tiefpaß 5 läßt sich elektrisch zum Beispiel durch
ein RC-Glied beziehungsweise durch eine Kombination von RC-Gliedern
nachbilden. In der einfachsten Form, die in Fig. 1a dargestellt ist, besteht der
lineare Tiefpaß 5 aus drei RC-Gliedern 7, deren Eingänge zusammengeschaltet
den Eingang des linearen Tiefpasses 5 bilden, während die Ausgänge der
RC-Glieder 7 an die Eingänge eines Addierers 8 geführt sind, dessen Ausgang
den Ausgang des linearen Tiefpasses 5 darstellt.
Bei der Approximation des thermischen Verhaltens der Laserdiode 1 durch
einen linearen Tiefpaß lassen sich die RC-Glieder auf einfache Weise aus der
Sprungantwort der Laserdiode 1 ermitteln.
Zuerst wird die Laserdiode 1 im Dauerbetrieb mit konstantem Treiberstrom IT
angesteuert, wobei die Temperatur T ansteigt und die abgegebene Lichtleistung
P absinkt. Die abgegebene Lichtleistung P wird bei verschiedenen Temperaturen
T gemessen und die Funktion P=f₁(T) bestimmt.
Anschließend wird die Laserdiode 1 durch einen Impuls des Bildsignals 8
eingeschaltet und dabei der zeitliche Verlauf der abgegebenen Lichtleistung
P innerhalb des Einschalt-Intervalls als Funktion P=f₂(t) ermittelt (Fig. 2;
Diagramm c). Aus den beiden Funktionen P=f₁(T) und P=f₂(t) wird die
gewünschte Funktion T=f(t) für das thermische Verhalten des Laserüberganges
bestimmt. Aus dieser Funktion wird dann mit bekannten numerischen
Approximations-Verfahren R und C der RC-Glieder 7 berechnet. Beispielsweise
läßt sich die Berechnung von R und C an einem PC mit Hilfe des Programms
"ASYSTANT" der Firma Keithley durchführen (Polynominal-Approximation).
Es ist bekannt, das Schaltverhalten einer Laserdiode durch Aufprägen eines
Vorstromes (Bias) zu verbessern. Durch den Vorstrom wird der Arbeitspunkt
der Laserdiode zum Zwecke eines schnelleren Durchschaltens so eingestellt,
daß er etwas unterhalb der Stromschwelle liegt, an der der Laser-Effekt
einsetzt. Zur Erzeugung des Vorstromes IB ist in der Schaltungsanordnung
nach Fig. 1 eine zusätzliche, nur gestrichelt angedeutete Konstantstromquelle
9 vorgesehen, die nach Bedarf zugeschaltet werden kann. Die Amplitude
des Vorstromes IB läßt sich mit einem Steuersignal S₁ an einem Steuereingang
11 der Konstantstromquelle 9 einstellen.
Die Verwendung eines Vorstromes verbessert zwar wie erwähnt das Schaltverhalten
der Laserdiode, hat aber den Nachteil, daß die abgegebene Lichtleistung
aufgrund des durch den Vorstrom eingestellten Arbeitspunktes bei
ausgeschalteter Laserdiode nicht auf Null absinkt. Dies führt bei empfindlichem
Aufzeichnungsmaterial zu einer unerwünschten Vorbelichtung bzw.
zur Belichtung eines Grundschleiers, was sich insbesondere bei eventuellen
Nachbelichtungen des Aufzeichnungsmaterials störend bemerkbar macht.
Um eine Vorbelichtung bzw. um die Belichtung eines Grauschleiers zu
vermeiden, war es bei herkömmlichen Schaltungsanordnungen gelegentlich
erforderlich, eine Arbeitspunktverschiebung durch Abschalten des Vorstromes
vorzunehmen. In diesem Fall war ein großer Hub des Bildsignals notwendig,
um die Laserdiode von dem Ein- in den Auszustand und umgekehrt
zu schalten. Aufgrund des großen Bildsignal-Hubes erhöhte sich die Temperatur
im Laserübergang zusätzlich, und größere störende Änderungen der
abgegebenen Lichtleistung waren die Folge.
Dieser Nachteil herkömmlicher Schaltungsanordnungen wird beim Anmeldungsgegenstand
in vorteilhafter Weise dadurch vermieden, daß die zusätzlichen
Änderungen der abgegebenen Lichtleistung bei abgeschaltetem
Vorstrom ebenfalls kompensiert werden.
Fig. 3 zeigt eine Weiterbildung der in Fig. 1 dargestellten Schaltungsanordnung.
Die Schaltungsanordnung nach Fig. 3 unterscheidet sich von der nach
Fig. 1 durch einen einstellbaren Funktionsgenerator 12, der in Reihe mit dem
linearen Tiefpaß 5 geschaltet ist. Mit dem Funktionsgenerator 12 läßt sich das
im linearen Tiefpaß 5 erzeugte Korrektursignal K in vorteilhafter Weise nachkorrigieren,
falls die näherungsweise gefundene Funktion zwecks erhöhter
Kompensationsgenauigkeit exakter an das tatsächliche Temperaturverhalten
des Laserüberganges angepaßt werden muß. Dies ist beispielsweise der Fall,
wenn sich die von der Laserdiode 1 abgegebene Lichtleistung nicht linear mit
der Temperatur ändert. Die Charakteristik des Funktionsgenerators 12 wird
ermittelt, indem eine inverse Funktion IT=f (T, P = konstant) zu der gemessenen
Funktion P=f(T, IT) ermittelt wird.
Fig. 4 zeigt eine Variante der Schaltungsanordnung nach Fig. 1, bei der eine
weitere Konstantstromquelle 13 vorhanden ist. Die Konstantstromquelle 13
erzeugt einen Korrekturstrom IK in Abhängigkeit von dem Korrektursignal K,
das der Konstantstromquelle 13 über einen Steuereingang 6′ zugeführt wird.
Der korrigierte Treiberstrom IT* setzt sich in diesem Falle aus dem in der Konstantstromquelle 3
erzeugten Treiberstrom IT, dem Korrekturstrom IK der
Konstantstromquelle 13 und ggf. dem in der Konstantstromquelle 9 erzeugten
Vorstrom IB zusammen. Durch die separate Erzeugung der Ströme ist
diese Schaltungsanordnung besonders zur automatischen Steuerung geeignet.
Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Schaltungsanordnung zur automatischen
Steuerung der von der Laserdiode 1 abgegebenen Lichtleistung.
Diese Schaltungsanordnung dient beispielsweise bei der gleichzeitigen
Aufzeichnung von Aufzeichnungsmaterialien mit unterschiedlichen Empfindlichkeiten
zur automatischen Anpassung der Lichtleistung der Laserdiode 1
an die unterschiedlichen Empfindlichkeiten.
Das analoge Steuersignal S₁, das an den Steuereingang 11 der Konstantstromquelle
9 gegeben wird, steuert die Amplitude des Vorstromes IB. Das
analoge Steuersignal S₂ am Steuereingang 14 der Konstantstromquelle 2
ändert die Amplitude des Treiberstromes IT und damit die von der Laserdiode
1 abgegebene Lichtleistung.
Zur automatischen Anpassung des Korrektursignals IK an die Amplitudenänderung
des Treiberstromes IT wird das von dem linearen Tiefpaß 5 erzeugte
Korrektursignal K in einem Multiplizierer 15 mit dem Steuersignal S₂
multipliziert. Das auf diese Weise gewonnene Korrektursignal K* wird dann
an den Steuereingang 6′ der Konstantstromquelle 13 gegeben.
Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Schaltungsanordnung
zur automatischen Steuerung der von der Laserdiode 1 abgegebenen Lichtleistung,
bei der der Korrekturstrom IK an die Amplitudenänderung des
Treiberstromes IT, an die Amplitudenänderung des Vorstromes IB und an den
Ein-/Aus-Zustand der Konstantstromquelle 9 angepaßt wird.
Das analoge Steuersignal S₂ am Steuereingang 14 der Konstantstromquelle 2
ändert die Amplitude des Treiberstromes IT. Das analoge Steuersignal S₁ am
Steuereingang 11 der Konstantstromquelle 9 beeinflußt die Amplitude des
Vorstromes IB. Das zweipegelige Steuersignal S₃ öffnet und schließt einen
Schalter 16, über den die Konstantstromquelle 9 mit der Laserdiode 1 verbunden
wird. Das Bildsignal B und das analoge Steuersignal S₂ werden in einem
Multiplizierer 17 miteinander multipliziert, um ein Kombinationssignal S′ zu
erhalten. Ebenso wird aus dem Steuersignal S₃ und dem Steuersignal S₁ in
einem weiteren Multiplizierer 18 ein Kombinationssignal S′′ gewonnen. Aus
beiden Kombinationssignalen S′ und S′′ wird dann mittels eines Addierers 19
ein modifiziertes Steuersignal S* gebildet, das anstelle des Bildsignals B in den
Schaltungsanordnungen nach Fig. 1 bis Fig. 5 an den Eingang des linearen
Tiefpasses 5 gegeben wird.
Der in Fig. 3 zusätzlich dargestellte Funktionsgenerator 12 kann selbstverständlich
auch in die Schaltungen nach den Fig. 4 bis 6 eingeführt werden.
Der lineare Tiefpaß 5 läßt sich, wie dargestellt, analog aus RC-Gliedern aufbauen.
Er kann aber auch als Speicher ausgebildet sein, in dem die ermittelte
Temperatur-Funktion des Laserüberganges abgespeichert wird.
Ferner liegt es im Rahmen der Erfindung, den Treiberstrom IT, den Vorstrom
IB und den Korrekturstrom IK nicht in Konstantstromquellen, sondern mittels
Spannungsquellen zu erzeugen.
Claims (16)
1. Verfahren zur Korrektur der Lichtleistung einer Laserdiode (1), bei dem
die Laserdiode (1) von einem die abgegebene Lichtleistung bestimmenden
Treiberstrom (IT) beaufschlagt wird und bei dem die abgegebene
Lichtleistung bzw. der Treiberstrom (IT) durch ein Modulationssignal (B)
moduliert wird, wobei die abgegebene Lichtleistung von der inneren
Temperatur der Laserdiode (1) abhängig ist, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Kompensation der Temperaturabhängigkeit der abgegebenen
Lichtleistung der zeitliche Verlauf der inneren Temperatur der Laserdiode
(1) in Abhängigkeit von dem Modulationssignal (B) näherungsweise
durch einen linearen Tiefpaß (5) elektrisch nachgebildet und das Ausgangssignal
des linearen Tiefpasses (5) als Korrektursignal (K) für den
Treiberstrom (IT) zwecks Kompensation der Temperaturabhängigkeit
verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der lineare
Tiefpaß (5) mit mindestens einem RC-Glied, vorzugsweise durch eine
Kombination von RC-Gliedern, realisiert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das von
dem linearen Tiefpaß (5) erzeugte Ausgangssignal zwecks Erhöhung der
Kompensationsgenauigkeit nachkorrigiert und das nachkorrigierte Ausgangssignal
als Korrektursignal (K*) verwendet wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Ermittlung der Nachkorrektur-Funktion
- - die Lichtleistung (P) der Laserdiode (1) in Abhängigkeit von der Temperatur (T) und dem Treiberstrom (IT) als Funktion P=f₁(TiIT) festgestellt wird, und
- - aus der Funktion P=f₁(TiIT) die inverse Funktion IT=f₂(T,P) als Nachkorrektur- Funktion erstellt wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß zur Ermittlung der Übertragungsfunktion des linearen Tiefpasses (5)
- - die Laserdiode (1) mit einem Sprung des Treiberstromes (IT) beaufschlagt wird und der Verlauf der abgegebenen Lichtleistung (P) in Abhängigkeit von der Zeit (t) als erste Funktion P=f₁(t) im Impulsintervall gemessen wird,
- - die Laserdiode (1) im Dauerbetrieb betrieben und die abgegebene Lichtleistung (P) in Abhängigkeit von der Gehäusetemperatur (T) der Laserdiode (1) als zweite Funktion P=f₂(T) gemessen wird, und
- - aus beiden Funktionen die Übertragungsfunktion T=f(t) ermittelt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß der korrigierte Treiberstrom (I *) in einer von dem Korrektursignal
(K) gesteuerten Konstantstromquelle (2) erzeugt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß
- - der Treiberstrom (IT) in einer ersten Konstantstromquelle (2) erzeugt wird,
- - ein Korrekturstrom (IK) in einer von dem Korrektursignal (K) gesteuerten zweiten Konstantstromquelle (13) erzeugt wird, und
- - der Treiberstrom (IT) durch den Korrekturstrom (IK) korrigiert wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet,
daß der Laserdiode (1) ein zusätzlicher Vorstrom (IB) zur Einstellung des
Arbeitspunktes aufgeprägt wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet,
daß
- - der Treiberstrom (IT) in einer von einem Steuersignal (S₂) gesteuerten ersten Konstantstromquelle (2) erzeugt wird,
- - ein Korrekturstrom (IK) in einer durch ein modifiziertes Korrektursignal (K*) gesteuerten zweiten Konstantstromquelle (13) erzeugt wird,
- - ein Vorstrom (IB) für die Laserdiode (1) in einer durch mindestens ein weiteres Steuersignal (S₁; S₃) steuerbaren dritten Konstantstromquelle (9) gewonnen wird, und
- - das modifizierte Korrektursignal (K*) für die zweite Konstantstromquelle (13) zwecks automatischer Steuerung der Temperaturkompensation aus dem Korrektursignal (K) und mindestens einem der Steuersignale (S₁; S₂; S₃) gebildet wird.
10. Schaltungsanordnung zur Korrektur der Lichtleistung einer Laserdiode
(1), bestehend aus einem Generator (2) zur Erzeugung eines die abgegebene
Lichtleistung bestimmenden Treiberstromes (IT) und aus Mitteln
zur Modulation des Treiberstromes (IT) in Abhängigkeit von einem Modulationssignal
(B), gekennzeichnet durch einen von dem Modulationssignal
(B) beaufschlagten linearen Tiefpaß (5), welcher näherungsweise
den zeitlichen Verlauf der inneren Temperatur der Laserdiode (1) in
Abhängigkeit von dem Modulationssignal (B) nachbildet und dessen
Ausgang an einen Steuereingang (6) des Generators (2) angeschlossen ist,
wobei das Ausgangssignal des linearen Tiefpasses (5) als Korrektursignal
(K) für den Treiberstrom (IT) verwendet wird.
11. Schaltungsanordnung zur Korrektur der Lichtleistung einer Laserdiode
(1), bestehend aus einem Generator (2) zur Erneuerung eines die abgegebene
Lichtleistung bestimmenden Treiberstromes (IT) und aus Mitteln zur
Modulation des Treiberstromes (IT) in Abhängigkeit von einem Modulationssignal
(B), gekennzeichnet durch
- - einen zweiten Generator (13) zur Erzeugung eines Korrekturstromes (IK), welcher mit der Laserdiode (1) verbunden ist, und
- - durch einen linearen Tiefpaß (5), welcher näherungsweise den zeitlichen Verlauf der inneren Temperatur der Laserdiode (1) in Abhängigkeit von dem Modulationssignal (B) nachbildet und dessen Ausgang an den Steuereingang (6′) des zweiten Generators (13) angeschlossen ist, wobei das Ausgangssignal des linearen Tiefpasses (5) als Korrektursignal (K) für den Korrekturstrom (IK) verwendet wird.
12. Schaltungsanordnung nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch
- - einen an die Laserdiode (1) anschließbaren dritten Generator (9) zur Erzeugung eines Vorstromes (IB) zur Arbeitspunkteinstellung.
13. Schaltungsanordnung zur Korrektur der Lichtleistung einer Laserdiode
(1), bestehend aus einem Generator (2) zur Erzeugung eines die abgegebene
Lichtleistung bestimmenden Treiberstromes (IT) und aus Mitteln
zur Modulation des Treiberstromes (IT) in Abhängigkeit von einem Modulationssignal
(B), gekennzeichnet durch
- - einen an die Laserdiode (1) angeschlossenen zweiten Generator (13) zur Erzeugung eines Korrekturstromes (IK),
- - einen an die Laserdiode (1) angeschlossenen dritten Generator (9) zur Erzeugung eines Vorstromes (IB),
- - einen mit dem Modulationssignal (B) beaufschlagten linearen Tiefpaß (5), welcher näherungsweise den zeitlichen Verlauf der inneren Temperatur der Laserdiode (1) in Abhängigkeit von dem Modulationssignal (B) nachbildet, und durch
- - eine an den Ausgang des linearen Tiefpasses (5) angeschlossene Verknüpfungsstufe (15), deren zweiter Eingang mit einem Steuersignal (S₂) beaufschlagt ist, und deren Ausgang mit dem Steuereingang (6′) des zweiten Generators (13) verbunden ist, wobei das Steuersignal (S₂) an einen Steuereingang (14) des ersten Generators (2) geführt ist.
14. Schaltungsanordnung zur Korrektur der Lichtleistung einer Laserdiode
(1), bestehend aus einem Generator (2) zur Erzeugung eines die abgegebene
Lichtleistung bstimmenden Treiberstromes (IT) und aus Mitteln
zur Modulation des Treiberstromes (IT) in Abhängigkeit von einem Modulationssignal
(B), gekennzeichnet durch
- - einen an die Laserdiode (1) angeschlossenen zweiten Generator (13) zur Erzeugung eines Korrekturstromes (IK),
- - einen dritten Generator (9) zur Erzeugung eines Vorstromes (IB), dessen Steuereingang (11) mit einem Steuersignal (S₁) beaufschlagt ist,
- - einen durch ein Steuersignal (S₃) betätigten Schalter (16) zwischen Laserdiode (1) und drittem Generator (9),
- - einen durch ein Steuersignal (S₂), das an den Steuereingang (14) des ersten Generators (2) geführt ist, und durch das Modulationssignal (B) beaufschlagten ersten Multiplizierer (17),
- - einen durch das Steuersignal (S₁) und durch das Steuersignal (S₃) beaufschlagten zweiten Multiplizierer (18),
- - einen Addierer (19), dessen Eingänge mit den Ausgängen der Multiplizierer (17; 18) verbunden sind, und durch
- - einen linearen Tiefpaß (5), welcher näherungsweise den zeitlichen Verlauf der inneren Temperatur der Laserdiode (1) nachbildet, dessen Eingang an den Ausgang des Addierers (19) und dessen Ausgang an den Steuereingang (6) des zweiten Generators (13) angeschlossen ist.
15. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch
gekennzeichnet, daß zu dem linearen Tiefpaß (5) ein zusätzlicher Funktionsgenerator
(12) in Reihe geschaltet ist.
16. Schaltungsanordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, daß die Generatoren (2; 9; 13) als Konstantstromquellen
ausgebildet sind.
Priority Applications (3)
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---|---|---|---|
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US07/975,538 US5313482A (en) | 1990-08-11 | 1991-08-10 | Method and circuit arrangement for correcting the light power output of a laser diode |
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Applications Claiming Priority (1)
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