DE4225621A1 - Vorrichtung und verfahren zur zufuhr eines lichtbuendels mit steuerbarer intensitaet - Google Patents

Vorrichtung und verfahren zur zufuhr eines lichtbuendels mit steuerbarer intensitaet

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Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Zufuhr eines von einer Laserdiode erzeugten Lichtbündels mit steuer­ barer Intensität.
Durch eine Laserdiode kann kohärentes Licht emittiert werden, dessen Intensität etwa proportional dem Strom ist, der durch die Diode in einem dynamischen Bereich von 20:1 fließt. Die Lichtintensität einer Laserdiode kann dadurch moduliert werden, daß eine zeitliche Änderung des durch die Diode fließenden Stroms erfolgt. Eine derartige Modu­ lation ist für viele Anwendungszwecke vorteilhaft verwendbar, bei­ spielsweise für Abbildungssysteme, bei denen eine Laserdiode als Lichtquelle für eine Aufzeichnung von kontinuierlichen Ton-Abbildungen von Pixel zu Pixel erfolgt.
Die Betriebscharakteristik einer Laserdiode ist temperaturabhängig und kann sich stark in Abhängigkeit von Änderungen der Umgebungstempe­ ratur oder durch Selbsterhitzung ändern. Derartige Temperaturänderungen können beträchtliche Änderungen der Intensität des emittierten Lichts verursachen, obwohl die Stromstärke durch die Diode konstant ist.
Zur Steuerung und Stabilisation des von einer Laserdiode emittierten Lichts kann eine Servoschaltung mit einer Rückkopplungsschleife benutzt werden. Ein Teil des von der Diode emittierten Lichts wird als Rück­ kopplungssignal benutzt und einem Fotodetektor zugeführt. Die Größe des von dem Fotodetektor erzeugten Signals ist proportional zu der Intensi­ tät des von der Laserdiode emittierten Lichts. Durch Vergleich des durch den Fotodetektor erzeugten Signals mit einem Eingangssignal (Bezugs­ signal) kann ein der Differenz der beiden Signale entsprechendes Fehler­ signal erzeugt werden, das zum Einstellen des Stroms benutzt werden kann, der durch die Laserdiode fließt, um dadurch die Intensität des emittierten Lichts einzustellen.
Bei derartigen Rückkopplungsschaltungen besteht die Schwierigkeit, daß die Rückkopplungsschleifen-Verstärkung abnimmt, wenn der durch die Laserdiode fließende Strom verhältnismäßig klein ist (also bei einer geringen Lichtintensität), weil die Laserdiode in einem nicht linearen Bereich arbeitet. In diesem Bereich verursachen verhältnismäßig große Änderungen der Größe der Stromstärke durch die Laserdiode nur kleine Änderungen der Intensität des von der Laserdiode emittierten Lichts und damit kleine Änderungen des Rückkopplungssignals. Deshalb ist es wünschenswert, das Fehlersignal zu integrieren, um das Fehlersignal auf Null zu reduzieren, was zur Folge hat, daß Nachteile im Hinblick auf den Zusammenhang zwischen Verstärkung und Bandbreite in Kauf genommen werden müssen.
Bekannte integrierende Rückkopplungsschaltungen können aber eine nicht ausreichende Bandbreite bei Anwendungszwecken zur Verfügung stellen, bei denen sich das Eingangssignal schnell innerhalb eines großen dynami­ schen Bereichs ändert. Ein derartiger Anwendungszweck ist die bereits erwähnte kontinuierliche Ton-Abbildung, für die typischerweise eine extrem schnelle Modulation des von der Laserdiode in einem großen dyna­ mischen Bereich emittierten Lichts benötigt wird.
Eine zusätzliche Schwierigkeit ergibt sich, wenn eine Fotodiode (typischerweise findet eine PIN-Diode Verwendung) als Fotodetektor in der Rückkopplungsschleife benutzt wird. Wegen der Kapazität des Diodenüber­ gangs ist der Spannungsabfall über der Fotodiode frequenzabhängig, so daß ein beträchtlicher Fehler in die Schleife eingeführt werden kann, wenn dieser Spannungsabfall als Rückkopplungssignal benutzt wird und eine beträchtliche Änderung der Frequenz auftritt.
Bei einer bekannten Schaltung fließt der Strom von der Diode durch einen Widerstand und die resultierende Spannung über dem Widerstand wird einem Verstärker mit einem Verstärkungsgrad 1 (Einheitsverstärker) zuge­ führt. Der Ausgang dieses Verstärkers ist das Rückkopplungssignal für die Servoschleife.
Der Ausgang des Einheitsverstärkers wird ebenfalls zu der Foto­ diode rückgekoppelt, um im Idealfall eine konstante Spannung mit dem Wert Null (Wechselspannung) über der Fotodiode beizubehalten (um die Effekte der Kapazität des Übergangs der Fotodiode aufzuheben). Der Ver­ stärker hat jedoch ein Bandbreitenprodukt mit endlicher Verstärkung, was bedeutet, daß bei höheren Frequenzen eine von Null verschiedene Spannung über der Fotodiode auftritt und Fehler in das System eingeführt werden. Ferner benötigt bei hohen Frequenzen der Einheitsverstärker einen hohen Eingangsstrom und ist im allgemeinen verrauscht.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, Schwierigkeiten der genannten Art möglichst weitgehend zu vermeiden. Diese Aufgabe wird erfindungs­ gemäß durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 11 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Gemäß der Erfindung wird deshalb ein Regelkreis oder eine Servo­ schaltung zur Steuerung der Lichtintensität des von einer Laserdiode emittierten Lichts vorgesehen, welche Lichtintensität durch ein analoges Eingangssignal moduliert wird. Es können beträchtlich verbesserte Band­ breiten erzielt werden, wenn die Laserdiode mit geringen Lichtintensi­ täten betrieben wird. Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung liefert die Servoschleife eine -3 dB Bandbreite von etwa 50 MHz in einem dynamischen Bereich von 20:1.
Der Regelkreis stelle kontinuierlich die Stromstärke durch die Laser­ diode ein, wodurch die Intensität des emittierten Lichts derart einge­ stellt wird, daß sie dem Eingangssignal entspricht. Ein Teil des von der Laserdiode emittierten Lichts wird als Rückkopplungssignal benutzt und einem Fotodetektor zugeführt, der einen Strom erzeugt, der proportional der Intensität des auffallenden Lichts ist. Die Differenz zwischen dem Eingangssignalstrom und dem Strom, der durch den Fotodetektor erzeugt wird, ist ein Fehlersignal (Strom), der durch einen Transimpedanz-Ver­ stärker integriert wird, der an seinem Ausgang ein Spannungssteuersignal erzeugt. Das Steuersignal wird gepuffert und einem Breitband-Transkon­ duktanz-Verstärker zugeführt, der den durch den Laser fließenden Strom steuert.
Der Transimpedanz-Verstärker enthält vorzugsweise einen Operations­ verstärker, einen einstufigen diskreten Verstärker, der durch den Ope­ rationsverstärker angetrieben wird, und eine Parallelschaltung mit einem Widerstand und Kondensator, welche eine Lastimpedanz für den diskreten Verstärker bilden. Diese Elemente wirken zusammen, um die Integration in einem großen Frequenzbereich der Fehlersignale durchzuführen. Bei niedrigeren Frequenzen integriert der Operationsverstärker den Fehler­ strom, in Kombination mit einem Rückkopplungskondensator, der zwischen dessen Ausgang und invertierendem Eingang angeschlossen ist. Der integrierte Fehlerstrom wird durch die Lastimpedanz des diskreten Verstärkers in eine Spannung umgewandelt.
Bei höheren Frequenzen erscheint der Rückkopplungskondensator, der mit dem Operationsverstärker verbunden ist, als Kurzschlußschaltung, welche einen effektiven Bypass für den Operationsverstärker bildet und den Fehlerstrom direkt dem Emitter des diskreten Verstärkers zuführt. Der diskrete Verstärker arbeitet deshalb in einen Konfiguration mit gemeinsamer Basis, welche durch eine niedrige Eingangsimpedanz,eine hohe Ausgangsimpedanz und eine Stromverstärkung gekennzeichnet ist, die nahe der Einheit ist. Die hochfrequenten Komponenten des Fehlersignals werden deshalb durch den Lastkondensator effektiv integriert.
Durch Benutzung der durch den Fotodetektor erzeugten Stromstärke als Rückkopplungssignal,was im Gegensatz zu der Benutzung des Spannungs­ abfalls über dem Fotodetektor steht, werden Fehler aufgrund frequenz­ abhängiger Änderungen des Spannungsabfalls im wesentlichen vermieden oder beseitigt.
Da ferner das Fehlersignal (Strom) über einem breiten Frequenz­ band integriert wird, wird die Charakteristik der Laserdiode effektiv über dieses Band linearisiert, so daß eine genaue Steuerung der Licht­ intensität der Laserdiode selbst bei hohen Frequenzen des Eingangs­ signals erfolgen kann.
Gemäß der Erfindung wird deshalb ein Regelkreis zur Steuerung der Intensität des von einer Laserdiode emittierten Lichts vorgesehen, wobei ein Teil des von der Laserdiode emittierten Lichts als optisches Rück­ kopplungssignal benutzt wird und einem Fotodetektor zugeführt wird. Die Differenz zwischen einem Strom, der durch den Fotodetektor erzeugt wird und einem Bezugsstrom ergibt einen Fehlerstrom, der über einen Weg mit niedriger Impedanz an einen integrierenden Verstärker geliefert wird. Der integrierte Fehlerstrom wird benutzt, um die Stromstärke durch die Laserdiode und damit die Intensität des emittierten Lichts zu steuern.
Anhand der Zeichnung soll die Erfindung beispielsweise näher er­ läutert werden. Es zeigen:
Fig. 1 ein Schaltbild eines Regelkreises gemäß der Erfindung zur Steuerung der Intensität des von einer Laserdiode emittierten Lichts; und
Fig. 2 eine detaillierte Darstellung des optischen Wegs in der Regelschleife in Fig. 1.
Der in Fig. 1 dargestellte Regelkreis 2 ermöglicht die Steuerung der Intensität des von einer Laserdiode emittierten Lichts, das durch ein analoges Eingangssignal moduliert wird. Ein multiplizierender Digital/Ana­ log-Wandler 4 empfängt an seinem Eingang 3 digitale Daten und an seinem Eingang 5 einen zu multiplizierenden Wert. Das resultierende analoge Ausgangssignal des Wandlers 4 wird über einen Widerstand 6 an die Anode eines Fotodetektors in Form einer Fotodiode 10 weitergeleitet und dem invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers 8 zugeführt. Die Kathode der Fotodiode 10 ist mit einer Spannungsquelle für ein Potential +V verbunden, welches zur Erzeugung einer Gegenvorspannung für die Fotodiode dient. Der nicht invertierende Eingang des Verstärkers 8 ist geerdet. Ein Kondensator 15 ist zwischen Erde und dem Ausgang des Verstärkers 8 verbunden, der ebenfalls mit der Basis eines Transistors 14 verbunden ist. Ein Rückkopplungskondensator 12 ist zwischen dem Emitter des Transistors 14 und dem invertierenden Eingang des Verstärkers 8 ver­ bunden. Ein Widerstand 16 ist zwischen dem Emitter des Transistors 14 und einer Spannungsquelle für ein Potential -V verbunden.
Eine Lastimpedanz bestehend aus einer Parallelschaltung eines Wider­ stands 18 und einem Kondensator 20 ist zwischen Erde und einem Verbin­ dungspunkt 21 an dem Kollektor des Transistors 14 angeschlossen. Ein Konstantstromquelle 22, die einen Strom Ib zuführt, ist zwischen der Spannungsquelle für das Potential +V und dem Verbindungspunkt 21 ange­ schlossen. Ein Eingang eines Pufferverstärkers 24 ist ebenfalls mit dem Verbindungspunkt 21 verbunden.
Im folgenden wird der Widerstand oder die Kapazität einer Komponente ausgedrückt durch "R" bzw. "C", mit einem Index, der dem Bezugszeichen in der Zeichnung entspricht. Wie im folgenden noch detailliert erläutert wird, ist das Produkt R18C20 vorzugsweise gleich dem Produkt R16C12.
Die Komponenten innerhalb der gestrichelten Linie werden im folgen­ den als integrierender Transimpedanz-Verstärker 7 bezeichnet.
Das Ausgangssignal des Pufferverstärkers 24 gelangt zu der Basis eines Transistors 30. Ein Widerstand 28 ist zwischen dem Emitter des Transistors 30 und der Spannungsquelle für das Potential +V ange­ schlossen. Der Widerstand 28 und der Transistor 30 arbeiten zusammen als Transkonduktanz-Verstärker 26.
Die Anode der Laserdiode 32 ist mit dem Kollektor des Transistors 30 verbunden und die Kathode der Diode 32 ist geerdet. Von der Laser­ diode 32 emittiertes Licht tritt durch einen Strahlenteiler 34 hindurch. Ein Teil des durch den Strahlenteiler 34 durchtretenden Lichts verläuft entlang einem optischen Weg 36 und trifft auf die Fotodiode 10 auf. Der Hauptanteil des in den Strahlenteiler 34 eintretenden Lichts tritt aus dem Strahlenteiler als Lichtbündel-Ausgangssignal aus.
Die Transistoren 14 und 30 sind vorzugsweise derart ausgelegt, daß sie innerhalb eines Frequenzbereichs arbeiten, der sich bis zu 1-2 GHz erstreckt, welche Transistoren im Handel erhältlich sind. Der Puffer­ verstärker 24 weist vorzugsweise ein Paar von Emitterfolger-Verstärkern in Kaskadenschaltung auf, unter Verwendung von Transistoren, die wie die Transistoren 14 und 30 ausgebildet sein können.
Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, enthält der optische Weg eine An­ zahl von optischen Elementen. Eine Kollimatorlinse 38 ist vorgesehen, um von der Laserdiode emittiertes Licht zu empfangen. Durch die Linse 38 hindurchtretendes Licht gelangt zu einem Polarisator 40. Das polarisierte Licht wird dann auf den Strahlenteiler 34 gerichtet. Vorzugsweise wird etwa 20% des in den Strahlenteiler 34 eintretenden Lichts auf einen Dreh­ spiegel 42 gerichtet und gelangt durch eine Fokussierlinse 44 zu der Fotodiode 10. Der Drehspiegel 42 ermöglicht die Anordnung der Fotodiode 10 auf derselben Montageebene wie diejenige der Laserdiode 32, wodurch der Abstand zwischen den Dioden gering gehalten werden kann.
Der Polarisator 40 dient dazu, das entlang dem optischen Weg 36 ge­ führte Rückkopplungssignal zu linearisieren. Ohne einen Polarisator 40 würde sich der relative Prozentsatz des Lichts, das aus dem Strahlen­ teiler 34 austritt, bei niedrigen Lichtintensitäten ändern, wodurch Fehler in das System eingeführt würden.
Das entlang dem Weg 36 verlaufende optische Rückkopplungssignal ist für die Lichtintensität des von der Laserdiode 32 emittierten Lichts kennzeichnend. Vorzugsweise ist die Länge des optischen Wegs 36 begrenzt, um die Einführung von nachteilig hohen Phasenverzögerungen in der Rück­ kopplungsschleife zu vermeiden.
Im folgenden soll die Arbeitsweise der Schaltung in Fig. 1 näher erläutert werden. Der multiplizierende Wandler 4 erzeugt einen Strom Idac an seinem Ausgang, der das Produkt der empfangenen digitalen Daten und des zu multiplizierenden Werts repräsentiert. Die digitalen Daten und der zu multiplizierende Wert können aus einer üblichen Quelle stammen, beispielsweise aus einem Mikroprozessor oder einem Speicher (nicht dar­ gestellt). Die digitalen Daten können beispielsweise Informationen zur Herstellung einer Abbildung auf einem fotografischen Film oder einem anderen Medium repräsentieren, während der zu multiplizierende Wert einen Korrekturfaktor für die Kompensation von Differenzen der Abtast­ geschwindigkeiten eines Scanners repräsentieren kann, der das Laser­ bündel über der Abbildungsebene abtastet.
Wenn das optische Rückkopplungssignal über dem Weg 36 auf die Fotodiode 10 auffällt, wird durch die Fotodiode ein Strom Id erzeugt. Der Strom Id ist proportional zu der Intensität des auftreffenden Rückkopplungssignals. Da die Ströme zu und weg von dem Verbindungspunkt 5 gleich sein müssen, ist die Differenz (falls vorhanden) zwischen Idac und Id gleich einem Fehlerstrom Ie. Dies bedeutet, daß die Größe von Ie die Differenz zwischen der tatsächlichen Intensität des von der Laserdiode 32 emittierten Lichts und der "korrekten" Intensität repräsentiert, die durch Id repräsentiert wird. Der als Servoschaltung dienende Regelkreis 2 steuert das Ausgangssignal der Laserdiode derart, daß Ie praktisch auf dem Wert Null gehalten wird.
Bei niedrigen Frequenzen arbeitet der Transistor 14 als Trans­ konduktanz-Verstärker für den Ausgang des Verstärkers 8. Die Signal­ komponente dessen Kollektorstroms fließt durch den Widerstand 18 und wird in eine Steuerspannung umgewandelt, die proportional dem Widerstand R18 ist. Der Kondensator 20 hat bei diesen Frequenzen nur einen geringen Einfluß. Der Transistor 14 arbeitet auch als Emitterfolger-Verstärker in dem Rückkopplungsweg des Verstärkers 8 und führt den Ausgang des letzteren Verstärkers zu dem Kondensator 12. Der Kondensator 12 liefert die gewünschte Integration des Fehlersignals Ie und erzeugt eine Steuer­ spannung, die dem Pufferverstärker 24 zugeführt wird.
Die negative Rückkopplung um den Verstärker 8 hält die Spannung an dem invertierenden Eingangsanschluß auf dem Wert Null. Dadurch ergibt sich eine Impedanz mit dem Wert Null für den Strom Id von der Fotodiode 10. Mit der niedrigen Impedanz arbeitet die Fotodiode 10 als eine Stromquelle, wodurch im wesentlichen der Effekt deren Übergangskapazi­ tät beseitigt werden kann und dadurch der Frequenzbereich der Fotodiode erweitert werden kann.
Die Steuerspannung wird durch den Pufferverstärker 24 gepuffert, der vorzugsweise ein Einheitsverstärker ist, und dem Transkonduktanz- Verstärker 26 (der Basis des Transistors 30) zugeführt. Der durch den Kollektor des Transistors 30 fließende Strom, der der gleiche wie der durch die Laserdiode 32 fließende Strom ist, wird effektiv durch die Spannung gesteuert, die der Basis des Transistors 30 zugeführt wird.
Bei hohen Frequenzen wird die Verstärkung des Verstärkers 8 verringert und der Kondensator 15 zeigt eine sehr niedrige Impedanz. Der Verstärker 8 hat deshalb keinen wesentlichen Einfluß auf die Operationen der Schaltung. Da die Impedanz des Kondensators 12 niedrig ist, ergibt sich ein Weg mit niedriger Impedanz durch diesen Kondensator, den Basis-Emitter-Übergang des Transistors 14 und den Kondensator 15. Da­ durch ergibt sich die gewünschte Stromquellen-Operation der Fotodiode 10. Mit einem derartigen Stromweg arbeitet ferner der Transistor 14 als Verstärker mit einer gemeinsamen Basis bei diesen Frequenzen. Der Aus­ gang dieser Verstärkerstufe tritt vorherrschend durch den Kondensator 20 hindurch, der als Integrator für das Fehlersignal dient, da die Spannung über einen Kondensator das Integral der Stromstärke durch diesen ist.
Die Überschneidungsfrequenz für diese Betriebsarten entspricht der Zeitkonstanten R16C12 in dem Fall des Verstärkers 8 und der Zeitkon­ stanten R18C20 für den Ausgang des Transistors 14. Diese Zeitkonstanten sind deshalb vorzugsweise gleich und entsprechen der Größenordnung von 50-100 kHz. In dieser Weise kann der integrierende Verstärker 7 ein integriertes Fehlersignal für einen großen Frequenzbereich erzeugen, wodurch die Betriebsbandbreite des Systems beträchtlich erhöht werden kann.

Claims (19)

1. Vorrichtung zur Zufuhr eines von einer Laserdiode emittierten Lichtbündels
mit steuerbarer Intensität, mit
einer mit der Laserdiode (32) verbundenen Stromsteuereinrichtung (26), die auf ein Steuersignal zur Modulation der Stromstärke des Stroms durch die Laserdiode anspricht,
einer mit der Laserdiode verbundenen optischen Rückkopplungsein­ richtung (36), durch die ein Teil des von der Laserdiode emittierten Lichts zu einem Fotodetektor (10) gelangt, der einen ersten Strom (Id) erzeugt, dessen Stromstärke von der Intensität des von der Rückkopplungseinrichtung empfangenen Lichts abhängt,
einem integrierenden Verstärker (7) mit einem Eingangsweg mit niedriger Impedanz zum Empfang eines Fehlerstroms (Ie), der gleich der Differenz zwi­ schen dem ersten Strom (Id) und einem zeitlich veränderlichen Bezugsstrom (Idac) ist, und ein Ausgangssignal erzeugt, welches das Integral des Fehler­ stroms ist, sowie mit
einer Umwandlungseinrichtung zum Empfang des Ausgangssignals des integrierenden Verstärkers (7) und zu dessen Umwandlung in das Steuer­ signal für eine Zufuhr zu der Stromsteuereinrichtung (26).
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stromsteuer­ einrichtung (26) einen Transkonduktanz-Verstärker enthält.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die opti­ sche Rückkopplungseinrichtung (36) eine Kollimatorlinse (38), einen Polari­ sator (40), einen Strahlenteiler (34), einen Drehspiegel (42) und eine Fokussierlinse (44) enthält, die derart angeordnet sind, daß von der Laser­ diode (32) emittiertes Licht durch die Kollimatorlinse (38) und den Polarisator (40) durchtritt, bevor es in den Strahlenteiler (34) gelangt, und daß ein Teil des durch den Strahlenteiler (34) abgezweigten Lichts durch den Drehspiegel (42) reflektiert und über die Fokussierlinse zu dem Fotodetektor (10) gelangt.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Fotodetektor (10) durch eine PIN-Diode gebildet ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der zeitlich veränderliche Strom (Idac) durch einen Digital/Analog- Wandler (4) erzeugt wird.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die integrierende Verstärkereinrichtung (7) ein Transimpedanz-Ver­ stärker ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der integrierende Verstärker (7) zwei miteinander verbundene Ver­ stärker aufweist, wobei für die Frequenzen unterhalb einer vorherbestimm­ ten Frequenz der erste Verstärker den Fehlerstrom (Ie) integriert und für Frequenzen oberhalb der vorherbestimmten Frequenz der zweite Verstärker den Fehlerstrom an eine integrierende Einrichtung weiterleitet.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Ver­ stärker ein integrierender Operationsverstärker (8) ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Ver­ stärker als Transkonduktanz-Verstärker für Frequenzen unterhalb der vor­ herbestimmten Frequenz arbeitet und als Stromverstärker mit einem Ver­ stärkungsfaktor 1 für Frequenzen oberhalb der vorherbestimmten Frequenz arbeitet.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Umwandlungseinrichtung einen Parallelwiderstand und einen Konden­ sator aufweist, die zur Umwandlung des integrierten Fehlerstroms in eine Spannung angeschlossen sind.
11. Verfahren zur Zufuhr eines von einer Laserdiode erzeugten Lichtbündels mit steuerbarer Intensität, bei dem
ein Teil des von der Laserdiode emittierten Lichts als optisches Rückkopplungssignal abgezweigt wird,
das optische Rückkopplungssignal einem Fotodetektor zur Erzeugung eines ersten Stroms zugeführt wird, dessen Größe von der Intensität des zugeführten Lichts abhängt,
ein Fehlerstrom erzeugt wird, der gleich der Differenz zwischen dem ersten Strom und einem mit der Zeit veränderlichen Bezugsstrom ist,
der Fehlerstrom einem integrierenden Verstärker zugeführt wird, der einen Weg mit niedriger Eingangsimpedanz aufweist, um ein inte­ griertes Fehlersignal zu erzeugen, und bei dem
das integrierte Fehlersignal in ein Steuersignal umgewandelt wird, um die Größe des durch die Laserdiode fließenden Stroms zu modulieren, und um dadurch die Intensität des von der Laserdiode emittierten Lichts einzustellen.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß das Steuer­ signal einem Transkonduktanz-Verstärker zugeführt wird, der zur Einstellung der Größe des Stroms benutzt wird, der durch die Laser­ diode fließt.
13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß das von der Laserdiode emittierte Licht durch eine Kollimatorlinse und einen Polarisator hindurchtritt, bevor es zu einem Strahlenteiler gelangt, der den Teil des Lichts abzweigt, das für das optische Rückkopplungssignal benutzt wird.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das optische Rückkopplungssignal einer PIN-Diode zugeführt wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der zeitlich veränderliche Bezugsstrom durch einen Digital/Analog- Wandler erzeugt wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß der Fehlerstrom einem integrierenden Transimpedanz-Verstärker zugeführt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der inte­ grierende Verstärker einen ersten Verstärker enthält, der mit einem zweiten Verstärker verbunden ist, wobei für Frequenzen unter einer vorherbestimmten Frequenz der erste Verstärker den Fehlerstrom inte­ griert und für Frequenzen über der vorherbestimmten Frequenz der zweite Verstärker den Fehlerstrom an eine integrierende Einrichtung weiterleitet.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Verstärker ein integrierender Operationsverstärker ist.
19. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Verstärker als Transkonduktanz-Verstärker für Frequenzen unter der vorherbestimmten Frequenz und als Einheits-Stromverstärker für Frequenzen über der vorherbestimmten Frequenz arbeitet.
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US07/741,087 US5123024A (en) 1991-08-06 1991-08-06 Apparatus and method for controlling the light intensity of a laser diode

Publications (2)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004063200A1 (de) * 2004-12-23 2006-07-06 Atmel Germany Gmbh Signalverstärkungsverfahren und Verstärkeranordnung

Families Citing this family (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5374817A (en) * 1988-05-11 1994-12-20 Symbol Technologies, Inc. Pre-objective scanner with flexible optical support
US5280165A (en) * 1989-10-30 1994-01-18 Symbol Technolgoies, Inc. Scan pattern generators for bar code symbol readers
GB2258753B (en) * 1991-08-15 1995-02-15 Northern Telecom Ltd Injection laser modulation
US5237579A (en) * 1992-01-22 1993-08-17 Ricoh Co. Ltd. Semiconductor laser controller using optical-electronic negative feedback loop
US5369423A (en) * 1992-05-21 1994-11-29 Xerox Corporation Method and apparatus for the automatic calibration of an analog raster output scanner
JP2954422B2 (ja) * 1992-05-22 1999-09-27 株式会社日立製作所 光送信モジュール
US5248879A (en) * 1992-10-19 1993-09-28 Ncr Corporation Circuit for adjusting the sensitivity of a sensor using a digital counter and a low-pass filter
US5442648A (en) * 1994-07-19 1995-08-15 Spectra Physics Lasers, Inc. Noise rejection circuitry and laser system using the same
US5524015A (en) * 1994-07-19 1996-06-04 Spectra-Physics Lasers, Inc. Optical noise reduction circuitry for laser systems
AU682982B2 (en) * 1994-09-14 1997-10-23 Wood Nang Cheung A low noise photon coupled circuit
WO1997001202A1 (en) * 1995-06-23 1997-01-09 British Telecommunications Public Limited Company Laser drive circuit
EP1149443A4 (de) * 1998-09-11 2006-03-22 New Focus Inc Abstimmbarer laser
JP2001077426A (ja) * 1999-06-30 2001-03-23 Fuji Photo Film Co Ltd 半導体発光装置
TW552805B (en) * 2001-05-17 2003-09-11 Koninkl Philips Electronics Nv Output stabilization for a laser matrix
US6696887B2 (en) * 2001-09-27 2004-02-24 Matthew S. Taubman Transistor-based interface circuitry
US6697396B2 (en) 2001-10-02 2004-02-24 Honeywell International Inc. Laser light sources having integrated detector and intensity control and methods of producing same
US7295783B2 (en) * 2001-10-09 2007-11-13 Infinera Corporation Digital optical network architecture
US7085300B2 (en) * 2001-12-28 2006-08-01 Finisar Corporation Integral vertical cavity surface emitting laser and power monitor
US8971362B2 (en) * 2002-10-08 2015-03-03 Infinera Corporation Monitoring of a laser source with front and rear output photodetectors to determine frontal laser power and power changes over laser lifetime
JP4655457B2 (ja) * 2003-08-08 2011-03-23 富士ゼロックス株式会社 光量制御装置及びこれを用いた画像形成装置
US20060151704A1 (en) * 2004-12-30 2006-07-13 Cordingley James J Laser-based material processing methods, system and subsystem for use therein for precision energy control
US7505492B2 (en) * 2007-05-11 2009-03-17 Corning Incorporated Alignment of lasing wavelength with wavelength conversion peak using modulated wavelength control signal
US8204091B2 (en) * 2008-07-03 2012-06-19 Corning Incorporated Wavelength normalization in phase section of semiconductor lasers
JP2011066089A (ja) * 2009-09-15 2011-03-31 Ricoh Co Ltd 半導体レーザ制御装置及び画像形成装置
CN103730831B (zh) * 2013-12-20 2016-06-29 重庆南方数控设备有限责任公司 恒定功率激光输出控制系统及方法
DE102016222186B3 (de) * 2016-11-11 2018-04-12 Trumpf Laser- Und Systemtechnik Gmbh Verfahren zum Kalibrieren zweier Scannereinrichtungen jeweils zur Positionierung eines Laserstrahls in einem Bearbeitungsfeld und Bearbeitungsmaschine zum Herstellen von dreidimensionalen Bauteilen durch Bestrahlen von Pulverschichten

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59146457A (ja) * 1983-02-10 1984-08-22 Olympus Optical Co Ltd 光出力自動制御装置
US4625315A (en) * 1984-08-27 1986-11-25 Minnesota Mining And Manufacturing Company Apparatus and circuitry for stabilizing laser diode output for analog modulation
US4709369A (en) * 1985-06-18 1987-11-24 Spectra-Physics, Inc. Power control system for controlling the power output of a modulated laser diode
US4771431A (en) * 1985-08-30 1988-09-13 Konishiroku Photo Industry Co., Ltd. Semiconductor laser drive
JPS6269577A (ja) * 1985-09-21 1987-03-30 Ushio Inc パルス放電型レ−ザの出力制御装置
US4733398A (en) * 1985-09-30 1988-03-22 Kabushiki Kaisha Tohsiba Apparatus for stabilizing the optical output power of a semiconductor laser
US4868836A (en) * 1986-02-27 1989-09-19 Spectra-Physics, Inc. Laser diode power control and modulator circuit
US4837787A (en) * 1986-06-04 1989-06-06 Konishiroku Photo Industry Co., Ltd. Semiconductor laser device with light emission inhibiting means
GB2208962B (en) * 1987-08-19 1991-05-08 Plessey Co Plc Power supply
US4796266A (en) * 1987-12-21 1989-01-03 Bell Communications Research, Inc. Laser driver circuit with dynamic bias
US4916706A (en) * 1988-06-14 1990-04-10 Brother Kogyo Kabushiki Kaisha Excitation system for exciting a semiconductor laser device
JPH0273682A (ja) * 1988-09-08 1990-03-13 Nippon Digital Equip Kk レーザダイオード駆動方法及び装置
US4949345A (en) * 1989-06-30 1990-08-14 Microelectronics And Computer Technology Corporation Method and apparatus for reducing the effect of random polarization on the power/energy output of lasers
JP2945042B2 (ja) * 1989-11-22 1999-09-06 株式会社リコー レーザダイオード駆動装置
KR940011268B1 (ko) * 1989-12-21 1994-12-03 가부시키가이샤 도시바 반도체레이저를 위한 안정된 궤환제어장치
US4995045A (en) * 1990-02-01 1991-02-19 Northern Telecom Limited Laser control circuit
US5019769A (en) * 1990-09-14 1991-05-28 Finisar Corporation Semiconductor laser diode controller and laser diode biasing control method

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004063200A1 (de) * 2004-12-23 2006-07-06 Atmel Germany Gmbh Signalverstärkungsverfahren und Verstärkeranordnung
DE102004063200B4 (de) * 2004-12-23 2007-07-05 Atmel Germany Gmbh Signalverstärkungsverfahren und Verstärkeranordnung
US7279969B2 (en) 2004-12-23 2007-10-09 Atmel Germany Gmbh Signal amplification method and amplifier array

Also Published As

Publication number Publication date
GB2258561A (en) 1993-02-10
JP3357395B2 (ja) 2002-12-16
JPH05198877A (ja) 1993-08-06
GB9216223D0 (en) 1992-09-09
DE4225621B4 (de) 2007-05-03
US5123024A (en) 1992-06-16
GB2258561B (en) 1995-05-10

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