EP1310023A2 - Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der ausgangsleistung einer halbleiterlaserdiode - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur bestimmung der ausgangsleistung einer halbleiterlaserdiode

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EP1310023A2
EP1310023A2 EP01962612A EP01962612A EP1310023A2 EP 1310023 A2 EP1310023 A2 EP 1310023A2 EP 01962612 A EP01962612 A EP 01962612A EP 01962612 A EP01962612 A EP 01962612A EP 1310023 A2 EP1310023 A2 EP 1310023A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
laser diode
semiconductor laser
output power
diode
hld
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP01962612A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans-Ludwig Althaus
Gerhard Kuhn
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Infineon Technologies AG
Original Assignee
Infineon Technologies AG
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Filing date
Publication date
Application filed by Infineon Technologies AG filed Critical Infineon Technologies AG
Publication of EP1310023A2 publication Critical patent/EP1310023A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/06808—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the electrical laser parameters, e.g. voltage or current
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00—Semiconductor lasers
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/0617—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium using memorised or pre-programmed laser characteristics

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for determining the output power of a semiconductor laser diode according to the preambles of claims 1 and 8.
  • Wavelength of the light of a semiconductor laser diode are temperature-dependent.
  • the prerequisite is to operate the semiconductor laser diode with a constant diode current. Detuning the diode current would not only lead to a change in the output power, but also to a temperature change in the laser-active pn junction, and would therefore result in a detuning of the wavelength of the light from the semiconductor laser diode.
  • One possibility is to determine the temperature of the semiconductor laser diode with the aid of a PTC thermistor or temperature sensor which is located in the vicinity of the laser chip, for example at the edge of the housing
  • Semiconductor laser diode is arranged.
  • the signal generated by the sensor can then be used, for example, to control a Peltier element with which the semiconductor laser diode is in thermal contact.
  • the decisive parameter is the temperature of the laser-active area of the semiconductor laser diode, which, depending on the geometry of the semiconductor laser diode and the thermal ambient conditions, can deviate significantly (e.g. up to 40 ° C) from the measured temperature at the edge of the semiconductor laser diode.
  • the main disadvantage of this indirect measurement method is that the semiconductor laser diode can have the same edge temperature under different ambient conditions and diode currents. In the laser-active area of the semiconductor laser diode, however, different temperatures can prevail, so that the semiconductor laser diode has a different output power and wavelength with the same control signals.
  • Another disadvantage of this method lies in the fact that after a change in the temperature of the Peltier element, the new thermal equilibrium of the semiconductor laser diode only sets in with a certain time constant. For this reason, the regulation of these time constants is subject, which can lead to problems with regard to the stability of the temperature regulation, in particular in the case of high-frequency modulated semiconductor laser diodes.
  • Another option for temperature control is to use a monitor diode to control the output power to control part of the emitted light of the semiconductor laser diode. If the output power changes, the measured change signal is output to a control circuit.
  • this method has the advantage that changes in the temperature of the laser-active area can be detected on the monitor diode without a thermal time constant, it is technologically complex and expensive, depending on the operating state of the laser and the modulation method used, since an additional measuring diode is optically and must be electronically integrated into the system.
  • the invention is therefore based on the object of providing a method and a device for simple and precise determination of the output power of a semiconductor laser diode, no monitor diode being required.
  • the method according to the invention then provides that a defined measurement current Im, which is smaller than the threshold current of the semiconductor laser diode, is passed through the semiconductor laser diode in the forward direction through the semiconductor laser diode, which is operated with a defined diode current, and the forward voltage drop across the semiconductor laser diode is measured and the output power of the semiconductor laser diode is determined from the measured forward voltage using at least one calibration curve.
  • a defined measurement current Im which is smaller than the threshold current of the semiconductor laser diode
  • the method according to the invention takes a new path in the measurement of the output power of a semiconductor laser diode, since the determination of the output power is not based on additional measuring elements, but on the physical semiconductor property of the temperature dependence of the Forward voltage of the semiconductor laser diode takes place.
  • the physical effect is exploited that the forward voltage of a semiconductor laser diode changes with the temperature of the laser-active region of the semiconductor laser diode during operation with a constant measurement current flowing in the forward direction, which lies below the threshold current.
  • the output power of the semiconductor laser diode also changes with the temperature.
  • the exact temperature dependence of the forward voltage and thus also the dependency of the forward voltage on the respective output power is determined individually for a semiconductor laser diode on the basis of calibration curves to be recorded, a specific calibration curve being recorded for a large number of different diode currents.
  • This family of calibration curves necessary for the use of the semiconductor laser diode is preferably already determined by the module manufacturer and stored in a memory device of the module.
  • the output power of the laser-active region of the semiconductor laser diode can be precisely determined at any time simply by measuring the forward voltage.
  • the operation of the semiconductor laser diode is preferably interrupted.
  • the interruption is short and is typically about one microsecond.
  • a brief interruption is useful, on the one hand, to interrupt the data transmission only briefly and, on the other hand, not to cause the semiconductor laser diode to cool due to the interrupted operation.
  • the interruptions are preferably made at regular intervals.
  • the time interval between such measurement intervals should be based on the change rates and change probabilities of the ambient temperature and can be between approx. 1 second and more than one hour.
  • the measuring current used is as small as possible, i.e. is in the range of a few milliamperes, so that the ohmic heat generated does not lead to a falsification of the measurement result.
  • the determined output power of the semiconductor laser diode is preferably fed to a control device for regulating the output power of the semiconductor laser diode as a controlled variable.
  • the regulation can take place both via the diode current and via an externally changeable temperature of the semiconductor laser diode.
  • Actual output power from the associated setpoint is determined from the family of characteristics of the new diode current value to be adjusted, which corresponds to the desired setpoint of the output power at the determined forward voltage.
  • the temperature of the semiconductor laser diode is not kept constant, which leads to Variations in the frequency of the emitted laser light can result. If the frequency fluctuations occurring in the above-described regulation are not acceptable, it is necessary to regulate the output power of the emitted light additionally or exclusively by means of the temperature of the semiconductor laser diode.
  • the semiconductor laser diode can be coupled to a device for regulating the temperature, for example to a Peltier element.
  • the Peltier element is then controlled in such a way that if the actual forward voltage deviates from the target forward voltage, which corresponds to the desired output power for a fixed diode operating current, the temperature of the Peltier element is increased in order to lower the determined forward voltage or the temperature is reduced accordingly in order to increase the determined forward voltage to the setpoint.
  • the wavelength of the light emitted by the laser diode is determined by means of the measured forward voltage and on the basis of a calibration curve in addition to the output line and / or the temperature of the laser diode.
  • the laser wavelength is temperature-dependent and the current wavelength can be determined via the forward voltage and the temperature of the laser diode determined above.
  • the measuring device carries out the method explained above.
  • the measuring device preferably also has control means which interrupt a laser operation of the semiconductor laser diode and activate the means for generating a defined, constant measuring current during the interruption, so that the output power can be determined via the forward voltage of the semiconductor laser diode in the measurement interval of the interruption.
  • the control means preferably interrupt the laser operation of the semiconductor laser diode periodically.
  • the preferred use of the invention is to supply the determined output power of the semiconductor laser diode as an actual output power value to a control circuit for regulating the output power and / or the wavelength of the emitted light of a semiconductor laser diode.
  • the control circuit regulates the output power of the semiconductor laser diode in the manner described above.
  • Fig. 1 schematically a circuit arrangement with a semiconductor laser diode
  • FIG. 2 - a flow chart of the invention
  • Fig. 3b schematically a calibration curve that the
  • Fig. 3c schematically a calibration curve that the
  • FIG. 4a shows schematically a first temporal diode current profile of a semiconductor laser diode when the method according to the invention is carried out
  • 4b shows schematically a second temporal diode current profile of a semiconductor laser diode when the method according to the invention is carried out
  • FIG. 5a schematically the structure of a first
  • FIG. 5b schematically the structure of a second
  • FIG. 1 schematically shows a circuit structure with a semiconductor laser diode HLD, the output power of which is to be determined.
  • the semiconductor laser diode HLD is replaced by a controllable constant current source KS is supplied with a diode current Id, the constant current source KS being able to provide different diode currents Id.
  • the semiconductor laser diode is preferably a VCSEL diode.
  • Semiconductor laser diode HLD flows a constant measuring current I m in the forward direction through the semiconductor laser diode HLD.
  • the forward voltage Uf dropping across the semiconductor laser diode HLD is measured.
  • FIG. 2 shows the process steps when carrying out the measurement process. If the semiconductor laser diode HLD in
  • the measuring mode must first be activated, i.e. normal operation of the
  • the semiconductor laser diode HLD is interrupted and the measurement current Im, which is smaller than the threshold current of the semiconductor laser diode HLD, is sent in the forward direction through the semiconductor laser diode HLD (steps 201, 202).
  • the forward voltage Uf dropping across the semiconductor laser diode HLD is then measured (step 203).
  • the diode HLD is operated again with the operating diode current Ib (step 204).
  • the output power of the semiconductor laser diode is determined from the measured forward voltage Uf on the basis of a previously determined calibration curve or characteristic curve which is specific for the operating diode current Ib (step 205).
  • the calibration curve specifies the forward voltage as a function of the output power of the semiconductor laser diode for the predetermined measuring current Im and the defined operating diode current Ib.
  • the method according to the invention is in one Integrated control and regulating circuit for regulating the laser output power of a semiconductor laser diode.
  • the actual value of W is determined the output of the Halbleiteriaserdiode HLD with a predetermined desired value is compared (step 206). If the deviation of the actual value and the setpoint lies within a predetermined tolerance range, the output power is measured again at a given time without a control signal being generated.
  • a control signal is generated which, for example, controls the diode current and / or the temperature of the semiconductor laser diode (steps 207, 208).
  • the method steps of the inventive method are then run through again in the next measurement interval.
  • Figure 3a shows an example of three calibration curves, each with different operating diode currents II, 12 and 13, the relationship between the forward voltage Uf and
  • the desired target output power Wsoll is guaranteed for the three different diode operating currents II, 12, 13 if the flow voltage Uf has the associated values Ul, U2 and U3.
  • the curvature of the curves for constant current values II, 12, 13 is based on the temperature dependence of the WI (power-current) characteristic of a laser.
  • the power W of a laser decreases with increasing temperature.
  • the forward voltage Uf dropping across the semiconductor diode also decreases with increasing temperature. Accordingly, with increasing temperatures there is a lower forward voltage Uf, as shown in FIG. 3a.
  • FIG. 3a shows, by way of example, the calibration curves of only three different ones Diode operating currents.
  • the module manufacturer records and stores a much larger number of calibration curves for a correspondingly higher diode operating current.
  • the intervals between the different operating currents are expediently chosen to be so small that values in between can be linearly interpolated with sufficient accuracy.
  • the recorded calibration curves and the interpolated data make it possible to quickly and reliably determine the associated operating current for each determined forward voltage in order to obtain the desired output power of the semiconductor laser diode.
  • FIG. 3b shows the temperature T of the laser-active region of the laser diode as a function of the forward voltage Uf.
  • Different flux voltages U1, U2, U3 each correspond to a specific temperature T1, T2, T3 of the laser diode.
  • the associated calibration curve is determined and saved before the laser is operated.
  • the wavelength ⁇ of the laser diode can also be detected or set via the temperature of the laser diode.
  • the wavelength ⁇ of a laser diode is a function of temperature, usually one
  • Wavelength change of 0.4 nm per Kelvin occurs.
  • the wavelength ⁇ of the laser diode can thus be detected or controlled by means of a calibration curve which indicates the dependence of the wavelength on the temperature and the forward voltage Uf.
  • a current II is assigned to a measured forward voltage U3 in order to achieve a desired target output line Wsoll of the laser diode.
  • the forward voltage U3 corresponds to a certain temperature Tl of the laser diode, which in turn leads to a certain wavelength ⁇ l.
  • the target output power is, for example, 1 mW and the forward voltage is 1.8 volts.
  • the wavelength can also be regulated depending on the desired application.
  • the calibration curves used make it possible to carry out a simple regulation of the laser output power despite the complicated dependence of the laser output power Wout on the laser diode current and on the forward voltage, which in turn depends on the temperature.
  • a specific temperature T of the semiconductor laser diode is determined via the forward voltage Uf, for which purpose, for example, a previously determined calibration or calibration curve is used, which indicates the temperature of the laser-active region of the laser diode as a function of the forward voltage Uf.
  • a certain WI (power-current) characteristic curve of the laser is assigned to the temperature determined, a set of such characteristic curves being present and stored in a control device.
  • the current laser power W can be determined for the determined temperature by means of the associated WI characteristic curve and on the basis of the current. If the value of the current laser power W deviates from a target value Wsoll, the laser diode current Ib is changed accordingly.
  • the current power W is determined again and, if the setpoint Wsetpoint is not present, the laser diode current Ib is regulated again, etc., until the control has led to the setpoint output power Wsetpoint.
  • FIGS. 6a to 6d shows the dependence of the measured forward voltage Uf from the temperature T of the laser-active region of the semiconductor diode.
  • a certain temperature Tl results for a certain measured value Ufl.
  • This is assigned a certain WI characteristic curve (FIG. 6b), via which the current laser power Wl can be determined.
  • a change in the diode current Ib from II to II ⁇ leads to a changed temperature T1 ⁇ , which is determined via a changed value UF1 ⁇ of the forward voltage, and a different WI characteristic curve, on the basis of which the changed laser power Wl can be determined (FIG. 6c , 6d), etc. until the control has led to the desired target output power Wset.
  • FIG. 4a shows schematically the time profile of the diode current Id of a semiconductor laser diode, in which the output power of the semiconductor laser diode is measured as described above.
  • the diode current Id is equal to the diode operating current Ib during the operating mode and equal to the measuring current Im during the periodically spaced measuring intervals M, each comprising a time period Tm.
  • Ib lies above the threshold current of the semiconductor laser diode and Im below the threshold current.
  • the period Tm is typically about one microsecond.
  • the time interval between the measuring intervals M depends on the given application and can be between approximately 1 second and more than an hour.
  • FIG. 4b shows that it is equally possible to not periodically space the measuring intervals M.
  • a temperature measurement could be triggered, for example, by external parameters.
  • FIG. 5a shows the schematic structure of a first embodiment of a measuring device for determining the output power of a semiconductor laser diode.
  • a device 1 is provided which, during a measurement interval M, detects the forward voltage Uf dropping across the semiconductor laser diode HLD.
  • a further device 2 is connected to the device 1, which, based on the data of a predetermined calibration curve, derives from the detected forward voltage
  • Output power of the semiconductor laser diode determined. There may be further calibration curves, for example regarding the dependence of the wavelength on the temperature of the laser diode or the forward voltage.
  • the determined output power is sent to a control device (not shown) for regulating the output power of the semiconductor laser diode HLD, which, depending on the actual value of the output power, regulates and / or switches on the diode current Id provided by the adjustable constant current source KS and switches over between the operating mode and the measuring mode.
  • FIG. 5b shows a second embodiment of a measuring device, that of the one shown in FIG. 5a
  • the semiconductor laser diode (HLD) has a thermally coupled temperature control device (3) which, exclusively or together with a control of the diode current, ensures that the desired output power of the semiconductor laser diode (HLD) is achieved.
  • a temperature control device (3) is particularly necessary when there is a requirement to keep the frequency of the light emitted by the semiconductor laser diode (HLD) constant.
  • the devices 1 and 2 are to be understood functionally and can be implemented as software or hardware, wherein the devices can also be combined in one unit or formed as part of the control device for regulating the laser output power and / or the wavelength of the light emitted by the semiconductor laser diode.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Ausgangsleistung einer Halbleiterlaserdiode, die mit einem Diodenstrom (Id) betrieben wird. Erfindungsgemäß wird ein definierter Messstrom (Im), der kleiner als der Schwellstrom der Halbleiterlaserdiode (HLD) ist, in Durchlassrichtung durch die Halbleiterlaserdiode (HLD) geleitet, die dabei über der Halbleiterlaserdiode (HLD) abfallende Flussspannung (Uf) gemessen und aus der gemessenen Flussspannung (Uf) anhand mindestens einer Kalibrierkurve die Temperatur des laseraktiven Bereichs der Halbleiterlaserdiode (HLD) bestimmt. Die Erfindung ermöglicht eine einfache und präzise Bestimmung der Ausgangsleistung einer Halbleiterlaserdiode, wobei keine zusätzliche Messeinrichtung beispielsweise eine Monitordiode benötigt wird.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zur Bestimmung der Ausgangsleistung einer Halbleiteriaserdiode.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung der Ausgangsleistung einer Halbleiteriaserdiode gemäß den Oberbegriffen der Ansprüche 1 und 8.
Es ist allgemein bekannt, dass die Ausgangsleistung und die
Wellenlänge des Lichtes einer Halbleiteriaserdiode (HLD) temperaturabhängig sind.
Insbesondere in der optischen Nachrichtentechnik ist es jedoch von entscheidender Bedeutung, dass Ausgangsleistung und Wellenlänge der Lichtpulse der eingesetzten Halbleiteriaserdiode in einem sehr engen Toleranzbereich so konstant wie möglich gehalten werden. In Systemen, die beispielsweise im sogenannten dichten Wellenlängenmultiplex- Verfahren (DWDM) betrieben werden, beträgt der Abstand zwischen den einzelnen Signalkanälen nur 0,8nm.
Soll sowohl die Wellenlänge als auch die Ausgangsleistung des Lichtes der Halbleiteriaserdiode stabilisiert werden, müssen zwei Voraussetzungen erfüllt sein. Die erste notwendige
Voraussetzung besteht darin, die Halbleiteriaserdiode mit einem konstanten Diodenstrom zu betreiben. Eine Verstimmung des Diodenstromes würde nicht nur zu einer Änderung der Ausgangsleistung, sondern auch zu einer Temperaturänderung des laseraktiven pn-Überganges führen und somit eine Verstimmung der Wellenlänge des Lichtes der Halbleiteriaserdiode nach sich ziehen.
Daraus folgt direkt die zweite notwendige Voraussetzung, die Stabilisierung der Temperatur des laseraktiven Bereiches der Halbleiteriaserdiode . Hierzu sind aus dem Stand der Technik verschiedene Regelungsverfahren bekannt.
Eine Möglichkeit besteht darin, die Temperatur der Halbleiteriaserdiode mit Hilfe eines Kaltleiters bzw. Temperatursensors zu bestimmen, der in der Nähe des Laserchips, etwa am Rand des Gehäuses der
Halbleiteriaserdiode angeordnet ist. Das durch den Sensor erzeugte Signal kann dann beispielsweise zur Regelung eines Peltier-Elementes dienen, mit dem die Halbleiteriaserdiode in Wärmekontakt steht.
Der entscheidende Parameter ist jedoch die Temperatur des laseraktiven Bereiches der Halbleiteriaserdiode, die je nach Geometrie der Halbleiteriaserdiode und den thermischen Umgebungsbedingungen deutlich (z.B. bis zu 40°C) von der gemessenen Temperatur am Rande der Halbleiteriaserdiode abweichen kann. Der wesentliche Nachteil dieser indirekten Messmethode besteht darin, dass die Halbleiteriaserdiode bei unterschied- liehen Umgebungsbedingungen und Diodenströmen durchaus die gleiche Randtemperatur aufweisen kann. Im laseraktiven Bereich der Halbleiteriaserdiode können dabei aber durchaus unterschiedliche Temperaturen herrschen, so dass die Halbleiteriaserdiode bei gleichen Regelsignalen eine unterschiedliche Ausgangsleistung und Wellenlänge aufweist.
Ein weiterer Nachteil dieser Methode liegt darin begründet, dass sich nach einer Änderung der Temperatur des Peltier-Elementes das neue thermische Gleichgewicht der Halbleiteriaserdiode erst mit einer gewissen Zeitkonstanten einstellt. Aus diesem Grund unterliegt die Regelung dieser Zeitkonstanten, was insbesondere bei hochfrequent modulierten Halbleiterlaserdioden zu Problemen hinsichtlich der Stabilität der Temperaturregelung führen kann.
Eine weitere Möglichkeit der Temperaturregelung besteht darin, mit Hilfe einer Monitordiode die Ausgangsleistung eines Teiles des emittierten Lichtes der Halbleiteriaserdiode zu kontrollieren. Ändert sich die Ausgangsleistung, so wird das gemessene Änderungssignal an eine Regelschaltung abgegeben. Diese Methode weist zwar den Vorteil auf, dass Änderun- gen der Temperatur des laseraktiven Bereiches ohne thermische Zeitkonstante an der Monitordiode detektiert werden können, ist aber in Abhängigkeit vom Betriebszustand des Lasers und vom angewendeten Modulationsverfahren technologisch aufwendig und teuer, da eine zusätzliche Messdiode optisch und elektronisch in das System integriert werden muss.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur einfachen und präzisen Bestimmung der Ausgangsleistung einer Halbleiteriaserdiode bereitzustellen, wobei keine Monitordiode erforderlich ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Danach sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, dass durch die Halbleiteriaserdiode, die mit einem definierten Diodenstrom betrieben wird, ein definierter Messstrom Im, der kleiner ist als der Schwellstrom der Halbleiteriaserdiode, in Durchlassrichtung durch die Halbleiteriaserdiode geleitet, die dabei über der Halbleiteriaserdiode abfallende Flussspannung gemessen und aus der gemessenen Flussspannung anhand mindestens einer Kalibrierkurve die Ausgangsleistung der Halbleiteriaserdiode bestimmt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren schlägt einen neuen Weg bei der Messung der Ausgangsleistung einer Halbleiteriaserdiode ein, da die Bestimmung der Ausgangsleistung nicht über zusätzliche Messelemente, sondern über die physikalische Halbleitereigenschaft der Temperaturabhängigkeit der Flussspannung der Halbleiteriaserdiode erfolgt. Dabei wird der physikalische Effekt ausgenutzt, dass sich die Flussspannung einer Halbleiteriaserdiode beim Betrieb mit einem in Durchlassrichtung fließenden konstanten Messstrom, der unterhalb des Schwellstroms liegt, mit der Temperatur des laseraktiven Bereiches der Halbleiteriaserdiode verändert. Mit der Temperatur verändert sich ebenfalls die Ausgangsleistung der Halbleiteriaserdiode.
Die genaue Temperaturabhangigkeit der Flussspannung und somit auch die Abhängigkeit der Flussspannung von der jeweiligen Ausgangsleistung wird für eine Halbleiteriaserdiode individuell anhand aufzunehmender Kalibrierkurven bestimmt, wobei für eine Vielzahl unterschiedlicher Diodenstrome jeweils eine spezifische Kalibrierkurve aufzunehmen ist. Diese Schar der für den Einsatz der Halbleiteriaserdiode notwendigen Kalibrierkurven wird bevorzugt bereits beim Modulhersteller ermittelt und in einer Speichereinrichtung des Moduls gespeichert.
Aufgrund des Umstandes, dass zusatzliche Messelemente wie Monitordioden zur Bestimmung der Ausgangsleistung nicht erforderlich sind, handelt es sich zusatzlich um eine einfache und kostengünstige Losung.
Anhand der Daten aus der Schar von Kennlinien, die den Zusammenhang zwischen Flussspannung und Ausgangsleistung der Halbleiteriaserdiode für eine Vielzahl verschiedener Diodenstrome darstellen, kann allein durch Messung der Flussspannung die Ausgangsleistung des laseraktiven Bereiches der Halbleiteriaserdiode [jederzeit präzise bestimmt werden.
Für die Messung der Flussspannung wird der Betrieb der Halbleiteriaserdiode bevorzugt unterbrochen. Die Unterbrechung ist kurz und betragt typischerweise etwa eine Mikrosekunde. Wahrend der Dauer der Unterbrechung liegt ein Messintervall vor, in dem lediglich der konstante Messstrom durch die Halbleiteriaserdiode fließt und die dabei an der Halbleiteriaserdiode abfallende Flussspannung gemessen wird. Eine nur kurze Unterbrechung ist dabei sinnvoll, um zum einen die Datenübertragung nur kurz zu unterbrechen und zum anderen keine Abkühlung der Halbleiteriaserdiode aufgrund des unterbrochenen Betriebs herbeizuführen.
Die Unterbrechungen erfolgen bevorzugt in regelmäßigen Abständen. Der zeitliche Abstand solcher Messintervalle sollte sich dabei nach den Änderungsgeschwindigkeiten und Änderungswahrscheinlichkeiten der Umgebungstemperatur richten und kann zwischen ca. 1 Sekunde und mehr als einer Stunde liegen.
Es ist von Vorteil, wenn der verwendete Messstrom möglichst klein ist, d.h. im Bereich weniger Milliampere liegt, damit entstehende ohmsche Wärme nicht zu einer Verfälschung des Messergebnisses führt.
Die ermittelte Ausgangsleistung der Halbleiteriaserdiode wird bevorzugt einer Steuereinrichtung zur Regelung der Ausgangsleistung der Halbleiteriaserdiode als Regelgröße zugeführt. Die Regelung kann dabei abhängig von den jeweiligen technischen Anforderungen sowohl über den Diodenstrom als auch über eine extern veränderbare Temperatur der Halbleiteriaserdiode erfolgen.
Bei einer Regelung der Ausgangsleistung der mit einem ersten Diodenbetriebsstrom betriebenen Halbleiteriaserdiode mittels dessen Diodenstroms wird bei einer Abweichung des ermittelten Istwertes der Flussspannung und somit der zugehörigen
Ist-Ausgangsleistung vom zugehörigen Sollwert aus der Schar der Kennlinien der neu einzuregelnde Diodenstromwert ermittelt, der bei der ermittelten Flussspannung dem gewünschten Sollwert der Ausgangsleistung entspricht.
Bei dieser Art der Regelung wird die Temperatur der Halbleiteriaserdiode nicht konstant gehalten, was zu Schwankungen der Frequenz des emittierten Laserlichtes führen kann. Wenn die bei der vorangehend beschriebenen Regelung auftretenden Frequenzschwankungen nicht akzeptabel sind, ist es erforderlich, die Ausgangsleistung des emittierten Lichtes zusätzlich oder ausschließlich mittels der Temperatur der Halbleiteriaserdiode zu regeln. Dazu lässt sich die Halbleiteriaserdiode an eine Einrichtung zur Regelung der Temperatur beispielsweise an ein Peltier-Element koppeln. Das Peltier-Element wird dann derart angesteuert, dass bei einer Abweichung der Ist-Flussspannung von der Soll- Flussspannung, die bei einem fest eingestellten Diodenbetriebsstrom der gewünschten Ausgangsleistung entspricht, die Temperatur des Peltier-Elementes erhöht wird, um die ermittelte Flussspannung zu senken oder die Temperatur entsprechend gesenkt wird, um die ermittelte Flussspannung auf den Sollwert zu erhöhen.
In einer bevorzugten Ausgestaltung wird mittels der gemessenen Flussspannung und anhand einer Kalibrierkurve zusätzlich zu der Ausgangsleitung und/oder der Temperatur der Laserdiode die Wellenlänge des von der Laserdiode emittierten Lichtes ermittelt. So ist die Laser-Wellenlänge temperaturabhängig und kann über die Flußspannung und die darüber ermittelte Temperatur der Laserdiode die aktuelle Wellenlänge ermittelt werden.
Ebenso ist denkbar, das beschriebene Prinzip ausschließlich für die Regelung der Wellenlänge des emittierten Lichtes der Halbleiteriaserdiode einzusetzen. Dabei würden die Kennlinien entsprechend den Zusammenhang zwischen der ermittelten
Flussspannung und der Frequenz des emittierten Lichtes bei einer Vielzahl von Diodenbetriebsströmen aufweisen.
Die erfindungsgemäße Messvorrichtung zur Bestimmung der Ausgangsleistung einer Halbleiteriaserdiode, die mit einem Diodenstrom betrieben wird, weist folgende Elemente auf: a) Mittel zur Erzeugung eines definierten, konstanten Messstroms, b) Mittel zur Erfassung einer Flussspannung, die an einer Halbleiteriaserdiode abfällt, durch die der definierte Messstrom in Durchlassrichtung geleitet wird, und c) Mittel, die aus der gemessenen Flussspannung anhand mindestens einer, für den Diodenstrom bevorzugt spezifischen Kalibrierkurve die Ausgangsleistung der Halbleiteriaserdiode bestimmen. Die Messvorrichtung führt dabei das oben erläuterte Verfahren aus.
Bevorzugt weist die Messvorrichtung zusätzlich Steuermittel auf, die einen Laserbetrieb der Halbleiteriaserdiode unterbrechen und während der Unterbrechung die Mittel zur Erzeugung eines definierten, konstanten Messstroms aktivieren, so dass im Messintervall der Unterbrechung Bestimmung der Ausgangsleistung über die Flussspannung der Halbleiteriaserdiode erfolgen kann. Die Steuermittel unterbrechen den Laserbetrieb der Halbleiteriaserdiode dabei bevorzugt periodisch.
Die bevorzugte Verwendung der Erfindung besteht darin, die ermittelte Ausgangsleistung der Halbleiteriaserdiode als Ausgangsleistungs-Istwert einer Steuerschaltung zur Regelung der Ausgangsleistung und/oder der Wellenlänge des emittierten Lichts einer Halbleiteriaserdiode zuzuführen. Die Steuerschaltung regelt dabei in vorangehend beschriebener Weise die Ausgangsleistung der Halbleiteriaserdiode.
Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Figuren der Zeichnung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 - schematisch eine Schaltungsanordnung mit einer Halbleiteriaserdiode;
Fig. 2 - ein Ablaufdiagramm des erfindungsgemäßen
Verfahrens zur Bestimmung der Ausgangsleistung; Fig. 3a - schematisch drei Kalibrierkurven, die den Zusammenhang zwischen Flussspannung Uf und Ausgangsleistung bei drei unterschiedlichen Diodenströmen zeigen;
Fig. 3b - schematisch eine Kalibrierkurve, die den
Zusammenhang zwischen Flussspannung Uf und Laserdiodentemperatur zeigt;
Fig. 3c - schematisch eine Kalibrierkurve, die den
Zusammenhang zwischen Laser-Wellenlänge und Laserdiodentemperatur zeigt;
Fig. 4a - schematisch einen ersten zeitlichen Diodenstrom- verlauf einer Halbleiteriaserdiode bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 4b - schematisch einen zweiten zeitlichen Dioden- stromverlauf einer Halbleiteriaserdiode bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 5a - schematisch den Aufbau einer ersten
Ausführungsform einer Messvorrichtung zur Bestimmung der Temperatur des laseraktiven Bereiches einer Halbleiteriaserdiode;
Fig. 5b - schematisch den Aufbau einer zweiten
Ausführungsform einer Messvorrichtung zur Bestimmung der Temperatur des laseraktiven Bereiches einer Halbleiteriaserdiode und
Fig. 6a-6d - Diagramme zur Erläuterung des Verfahrens zur Regelung der Ausgangsleistung.
Figur 1 zeigt schematisch einen Schaltungsaufbau mit einer Halbleiteriaserdiode HLD, deren Ausgangsleistung bestimmt werden soll. Die Halbleiteriaserdiode HLD wird durch eine regelbare Konstantstromquelle KS mit einem Diodenstrom Id versorgt, wobei die Konstantstromquelle KS verschiedene Diodenströme Id bereitstellen kann.
Bei der Halbleiteriaserdiode handelt es sich bevorzugt um eine VCSEL-Diode.
Bei der Bestimmung der Ausgangsleistung der
Halbleiteriaserdiode HLD fließt ein konstanter Messstrom Im in Durchlassrichtung durch die Halbleiteriaserdiode HLD.
Dabei wird die über der Halbleiteriaserdiode HLD abfallende Flussspannung Uf gemessen.
Figur 2 zeigt die Verfahrensschritte bei der Durchführung des Messverfahrens. Wenn die Halbleiteriaserdiode HLD im
Betriebsmodus ist, muss zunächst der Messmodus aktiviert werden, das heißt, der normale Betrieb der
Halbleiteriaserdiode HLD wird unterbrochen und der Messstrom Im, der kleiner als der Schwellstrom der Halbleiteriaserdiode HLD ist, in Durchlassrichtung durch die Halbleiteriaserdiode HLD geschickt (Schritte 201, 202) . Daraufhin erfolgt die Messung der über der Halbleiteriaserdiode HLD abfallenden Flussspannung Uf (Schritt 203) . Nach Beendigung dieser Messung, die beispielsweise eine Mikrosekunde dauert, wird die Diode HLD wieder mit dem Betriebsdiodenstrom Ib betrieben (Schritt 204) .
Aus der gemessenen Flussspannung Uf wird anhand einer zuvor ermittelten Kalibrierkurve bzw. Kennlinie, die für den Betriebsdiodenstrom Ib spezifisch ist, die Ausgangsleistung der Halbleiteriaserdiode ermittelt (Schritt 205) . Die Kalibrierkurve gibt für den fest vorgegebenen Messstrom Im und den definierten Betriebsdiodenstrom Ib die Flussspannung in Abhängigkeit von der Ausgangsleistung der Halbleiteriaserdiode an.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist gemäß Figur 2 in einen Steuer- und Regelkreis zur Regelung der Laserausgangsleistung eines Halbleiteriaserdiode integriert. Dabei wird zunächst der ermittelte Istwert Wist der Ausgangsleistung der Halbleiteriaserdiode HLD mit einem vorgegebenen Sollwert verglichen (Schritt 206) . Liegt die Abweichung von Ist- und Sollwert innerhalb eines vorgegebenen Toleranzbereiches, so erfolgt zu gegebener Zeit eine erneute Messung der Ausgangsleistung, ohne dass ein Regelsignal erzeugt wird.
Liegt die Abweichung der gemessenen Ausgangsleistung außerhalb des Toleranzbereiches, so wird ein Regelsignal generiert, das beispielsweise den Diodenstrom und/oder die Temperatur der Halbleiteriaserdiode ansteuert (Schritte 207, 208). Danach werden die Verfahrensschritte des erfinderischen Verfahrens im nächstfolgenden Messintervall erneut durchlaufen .
Figur 3a zeigt beispielhaft drei Kalibrierkurven, die jeweils bei verschiedenen Betriebsdiodenströmen II, 12 bzw. 13 den Zusammenhang zwischen der Flussspannung Uf und der
Ausgangsleistung Wout der Halbleiteriaserdiode darstellen. Die gewünschte Soll-Ausgangsleistung Wsoll ist bei den drei verschiedenen Diodenbetriebsströmen II, 12, 13 jeweils gewährleistet, wenn bei die Flussspannung Uf die zugehörigen Werte Ul, U2 bzw. U3 aufweist.
Die Krümmung der Kurven für konstante Stromwerte II, 12, 13 beruht auf der Temperaturabhängigkeit der WI (Leistung- Strom) -Kennlinie eines Lasers. Dabei nimmt die Leistung W eines Lasers mit zunehmender Temperatur ab. Mit zunehmender Temperatur sinkt gemäß den Gesetzmäßigkeiten von Halbleitern auch die über der Halbleiterdiode abfallende Flussspannung Uf. Dementsprechend liegt bei zunehmenden Temperaturen eine geringere Flußspannung Uf vor, wie in Figur 3a dargestellt.
Die Darstellung der Figur 3a zeigt beispielhaft die Kalibrierkurven lediglich dreier verschiedener Diodenbetriebsströme. Beim Modulhersteller werden jedoch eine viel größere Zahl von Kalibrierkurven für entsprechend mehr Diodenbetriebsströme aufgenommen und gespeichert-. Dabei werden die Intervalle zwischen den unterschiedlichen Betriebsströmen zweckmäßigerweise so klein gewählt, dass sich dazwischen liegende Werte mit hinreichender Genauigkeit linear interpolieren lassen.
Die aufgenommenen Kalibierkurven und die interpolierten Daten erlauben es, zu jeder ermittelten Flussspannung schnell und zuverlässig den zugehörigen Betriebsstrom zu ermitteln, um die gewünschte Ausgangsleistung der Halbleiteriaserdiode zu erhalten.
Die Figur 3b zeigt die Temperatur T des laseraktiven Bereichs der Laserdiode in Abhängigkeit von der Flußspannung Uf. Unterschiedlichen FlußSpannungen Ul, U2, U3 entspricht dabei jeweils eine bestimmte Temperatur Tl, T2, T3 der Laserdiode. Die zugehörige Eichkurve wird vor dem Betrieb des Lasers ermittelt und gespeichert.
Gemäß Figur 3c kann über die Temperatur der Laserdiode auch die Wellenlänge λ der Laserdiode erfaßt bzw. eingestellt werden. So ist die Wellenlänge λ einer Laserdiode eine Funktion der Temperatur, wobei in der Regel eine
Wellenlängenänderung von 0,4 nm pro Kelvin auftritt. Somit kann mittels eine Kalibrierkurve, die die Abhängigkeit der Wellenlänge von der Temperatur angibt, und über die Flußspannung Uf die Wellenlänge λ der Laserdiode erfaßt bzw. kontrolliert werden.
Gemäß den Figuren 3a, 3b, 3c wird einer gemessenen Flussspannung U3 ein Strom II zugeordnet, um eine gewünschte Soll-Ausgangsleitung Wsoll der Laserdiode zu erreichen. Gleichzeitig entspricht die Flussspannung U3 einer bestimmter Temperatur Tl der Laserdiode, die wiederum zu einer bestimmten Wellenlänge λl führt. Die Soll-Ausgangsleistung liegt z.B. bei 1 mW und die Flußspannung bei 1,8 Volt.
Neben oder statt der Soll-Ausgangsleistung Wsoll kann je nach gewünschter Anwendung auch die Wellenlänge geregelt werden.
Die verwendeten Kalibrierkurven ermöglichen es, trotz der komplizierten Abhängigkeit der Laserausgangsleistung Wout vom Laserdiodenstrom und von der Flußspannung, die wiederum von der Temperatur abhängig ist, eine einfache Regelung der Laserausgangsleistung durchzuführen.
Das Regelungsverhalten der Fig. 3a läßt sich auch in folgender Weise erklären. Über die Flußspannung Uf wird eine bestimmte Temperatur T der Halbleiteriaserdiode ermittelt, wozu beispielsweise eine zuvor ermittelte Eich- bzw. Kalibrierkurve verwendet wird, die die Temperatur des laseraktiven Bereichs der Laserdiode in Abhängigkeit von der Flußspannung Uf angibt. Der ermittelten Temperatur ist eine bestimmte WI- (Leistung-Strom) Kennlinie des Lasers ■ zugeordnet, wobei eine Schaar solcher Kennlinien vorhanden und in einer Steuereinrichtung gespeichert ist. Für die ermittelte Temperatur läßt sich mittels der zugehörigen WI-Kennlinie und anhand des aktuellen Stroms die aktuelle Laserleistung W feststellen. Sofern der Wert der aktuellen Laserleistung W von einem Sollwert Wsoll abweicht, wird der Laserdiodenstrom Ib entsprechend geändert.
Eine neue Messung ergibt nun eine aufgrund des geänderten Stroms geänderte Temperatur T, der eine andere WI-Kennlinie des Lasers zugeordnet ist. Anhand dieser Kennlinie und des geänderten Stroms wird erneut die aktuelle Leistung W ermittelt und, sofern der Sollwert Wsoll nicht vorliegt, erneut der Laserdiodenstrom Ib geregelt, etc., bis die Regelung zu der Soll-Ausgangsleistung Wsoll geführt hat.
Dies ist in den Figuren 6a bis 6d schematisch dargestellt. Fig. 6a zeigt die Abhängigkeit der gemessenen Flußspannung Uf von der Temperatur T des laseraktiven Bereichs der Halbleiterdiode. Für einen bestimmten gemessenen Wert Ufl ergibt sich eine bestimmte Temperatur Tl. Dieser ist eine bestimmtes WI-Kennlinie zugeordnet (Fig. 6b) , über die sich die aktuelle Laserleistung Wl ermitteln läßt. Eine Änderung des Diodenstroms Ib von II auf II Λ führt zu einer geänderten Temperatur T1Λ, die über einen geänderten Wert UF1 λ der Flußspannung ermittelt wird, und einer anderen WI-Kennlinie, anhand der sich die geänderte Laserleistung Wl bestimmen läßt (Fig. 6c, 6d) , etc., bis die Regelung zu der gewünschten Soll-Ausgangsleistung Wsoll geführt hat.
Über Kalibrierkurven gemäß Figur 3a werden diese Schritte zusammengefaßt, so daß zu jeder ermittelten Flussspannung Uf sogleich der zugehörige Betriebsstrom I ermittelt werden kann, um die gewünschte Ausgangsleistung Wsoll der Halbleiteriaserdiode zu erhalten.
In Figur 4a ist schematisch der zeitliche Verlauf des Diodenstromes Id einer Halbleiteriaserdiode dargestellt, bei der die Ausgangsleistung der Halbleiteriaserdiode wie oben beschrieben gemessen wird. Der Diodenstrom Id ist während des Betriebmodus gleich dem Diodenbetriebsstom Ib und während der periodisch beabstandeten Messintervalle M, die jeweils einen Zeitraum Tm umfassen, gleich dem Messstrom Im. Ib liegt dabei oberhalb des Schwellstroms der Halbleiteriaserdiode und Im unterhalb des Schwellstroms. Der Zeitraum Tm beträgt typischerweise etwa eine Mikrosekunde. Der zeitliche Abstand zwischen den Messintervallen M richtet sich nach dem gegebenen Anwendungsfall und kann zwischen etwa 1 Sekunde und mehr als einer Stunde liegen.
In Figur 4b ist dargestellt, dass es ebensogut möglich ist, die Messintervalle M nicht periodisch zu beabstanden. Die Auslösung einer Temperaturmessung könnte dabei beispielsweise durch äußeren Parameter ausgelöst werden. Figur 5a zeigt den schematischen Aufbau einer ersten Ausfuhrungsform einer Messvorrichtung zur Bestimmung der Ausgangsleistung einer Halbleiteriaserdiode. Es ist eine Vorrichtung 1 vorgesehen, die wahrend eines Messintervalles M die über der Halbleiteriaserdiode HLD abfallende Flussspannung Uf erfasst.
Mit der Vorrichtung 1 ist eine weitere Vorrichtung 2 verbunden, die anhand der Daten einer vorgegebenen Kalibrierkurve aus der erfassten Flussspannung die
Ausgangsleistung der Halbleiteriaserdiode bestimmt. Es können weitere Kalibrierkurven vorhanden sein, etwa betreffend die Abhängigkeit der Wellenlange von der Temperatur der Laserdiode bzw. der Flussspannung.
Die ermittelte Ausgangsleistung wird an eine nicht dargestellte Steuereinrichtung zur Regelung der Ausgangsleistung der Halbleiteriaserdiode HLD geleitet, die abhängig von dem Istwert der Ausgangsleistung den durch die regelbare Konstantstromquelle KS bereitgestellten Diodenstrom Id regelt und/oder eine an sowie eine Umschaltung zwischen Betriebsmodus und Messmodus vornimmt.
In Figur 5b ist eine zweite Ausfuhrungsform einer Messvorrichtung dargestellt, die der in Figur 5a gezeigten
Messvorrichtung weitestgehend entspricht. Gleiche Bauelemente sind daher mit gleichen Bezugszeichen versehen. Im Unterschied zu Figur 5a weist die Halbleiteriaserdiode (HLD) eine daran thermisch gekoppelte Temperaturregelungs- einrichtung (3) auf, die ausschließlich oder zusammen mit einer Regelung des Diodenstroms dafür sorgt, dass die gewünschte Ausgangsleistung der Halbleiteriaserdiode (HLD) erzielt wird. Eine derartige Temperaturregelungseinrichtung (3) ist insbesondere dann notwendig, wenn Anforderung besteht, die Frequenz des von der Halbleiteriaserdiode (HLD) emittierten Lichtes konstant zu halten. Die Vorrichtungen 1 und 2 sind funktioneil zu verstehen und können als Software oder Hardware realisiert werden, wobei die Vorrichtungen auch in einer Einheit zusammengefasst oder als Teil der Steuereinrichtung zur Regelung der Laserausgangsleistung und/oder der Wellenlänge des von der Halbleiteriaserdiode emittierten Lichtes ausgebildet sein können.
Bezugszeichenliste
1 Vorrichtung zur Erfassung der Flussspannung
2 Vorrichtung zur Bestimmung der Ausgangsleistung der Halbleiteriaserdiode
3 Temperaturregelungseinrichtung HLD Halbleiteriaserdiode
Im Messstrom
Id Diodenstrom Ib Betriebsstrom
Uf Flussspannung
KS Konstantstromquelle
M Messintervall
Tm Dauer des Messintervalls Wout Ausgangsleistung der Halbleiteriaserdiode

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Bestimmung der Ausgangsleistung (W) einer Halbleiteriaserdiode, die mit einem Diodenstrom (Id) betrieben wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
a) ein definierter Messstrom (Im) , der kleiner als der Schwellstrom der Halbleiteriaserdiode (HLD) ist, in Durchlassrichtung durch die Halbleiteriaserdiode (HLD) geleitet,
b) die dabei über der Halbleiteriaserdiode (HLD) abfallende Flussspannung (Uf) gemessen und
c) aus der gemessenen Flussspannung (Uf) anhand mindestens einer Kalibrierkurve die Ausgangsleistung (W) der Halbleiteriaserdiode (HLD) bestimmt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Kalibrierkurve vorgesehen ist, die die Abhängigkeit zwischen der Flussspannung (Uf) und der Ausgangsleistung (Wout) der Halbleiteriaserdiode (HLD) bei konstantem Diodenstrom (Id) darstellt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass die Flussspannung (Uf) innerhalb zeitlicher Messintervalle gemessen wird, in denen der
Laserbetrieb der Halbleiteriaserdiode (HLD) unterbrochen wird.
4. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein möglichst geringer, bevorzugt im Milliamperebereich liegender Mess-
1. strom ( Im) verwendet wird .
5 . Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprü- ehe , d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , dass die ermittelte
Ausgangsleistung (W) der Halbleiteriaserdiode (HLD) einer Steuereinrichtung zur Regelung der Ausgangsleistung der Halbleiteriaserdiode (HLD) zugeführt wird .
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der Steuereinrichtung, wenn die Halbleiteriaserdiode mit einem ersten Diodenbetriebsstrom betrieben wird, bei einer Abweichung eines ermittelten Istwertes der Flussspannung von einem der gewünschten Ausgangsleistung entsprechenden Sollwert der Flussspannung anhand der Kalibrierkurven ein zweiter Diodenbetriebstrom ermittelt wird, der bei dem ermittelten Istwert der Flussspannung der gewünschen Ausgangsleistung der Halbleiteriaserdiode entspricht.
7. Verfahren nach mindestens einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mittels der gemessenen Flussspannung (Uf) und anhand einer Kalibrierkurve die Wellenlänge der Halbleiteriaserdiode ermittelt wird.
8. Messvorrichtung zur Bestimmung der Ausgangsleistung (W) einer Halbleiteriaserdiode (HLD) , die mit einem Diodenstrom (Id) betrieben wird,
gekennzeichnet durch
a) Mittel (KS) zur Erzeugung eines definierten, konstanten Messstroms (Im) , a) Mittel (1) zur Erfassung einer Flussspannung (Uf) , die an einer Halbleiteriaserdiode (HLD) abfällt, durch die der definierte Messstrom (Im) in Durchlassrichtung geleitet wird, und
b) Mittel (2), die aus der gemessenen Flussspannung (Uf) anhand mindestens einer Kalibrierkurve die Ausgangsleistung (W) der Halbleiteriaserdiode (HLD) bestimmen.
9. Messvorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zusätzlich Steuermittel vorgesehen sind, die einen Laserbetrieb der Halbleiteriaserdiode (HLD) unterbrechen und während der Unterbrechung die Mittel (KS) zur Erzeugung eines definierten, konstanten Messstroms (Im) aktivieren.
10. Messvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel den Laserbetrieb der Halbleiteriaserdiode (HLD) periodisch unterbrechen.
11. Messvorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (2) eine Speichereinrichtung aufweisen, in der für eine Vielzahl von Diodenströmen (Id) spezifische Kennlinien zwischen Flussspannung (Uf) und Ausgangsleistung (W) gespeichert sind,
12. Messvorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichereinrichtung auch mindestens eine spezifische Kennlinie für die Beziehung zwischen Temperatur (T) und Wellenlänge (λ) der Laserdiode enthält.
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