JP5007015B2 - レーザシステムを制御及び較正する方法及びシステム - Google Patents
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Description
Imod=Kmod×(Iavg−Ith) (1)
に基づいて、開ループ構成において電流Imodの値を調整する。Kmodは温度に依存するレーザダイオード10に関する線形係数であり、Ithは同様に温度に依存するレーザダイオード10の閾値電流である。式1は、図2Aにおける例示グラフ600に図示したように、レーザダイオード10の、パワー、駆動電流、及び温度の間の関係に基づくものである。
Kmod=Imod/(Iavg−Ith)=2.7/(5−2)=0.9 (2)
10:レーザダイオード
12:光検出器
13:ファイバ
18:ImonAD変換器
19:Iref信号源
20、22:電流源
34:Kmod信号源
36:Ith電流源
44、50:インダクタ
46、54:キャパシタ
60:差動増幅器
61、63:スイッチ
62、64:制御回路
102:コントローラ
103:メモリ
104:駆動回路
114:インタフェースブロック
120:IavgDA変換器
122:ImodDA変換器
132、134、136:テーブル
160:差動増幅器
Claims (21)
- レーザを制御するレーザシステムのための方法であって、
前記レーザの温度に対応する温度信号を生成するステップと、
前記レーザに対する駆動電流の平均成分に関する第1の制御信号Iavg を生成するステップと、
前記駆動電流の変調成分に関する第2の制御信号Imod を生成するステップと、
を含み、
該第2 の制御信号Imod を生成するステップが、下記の式:
Imod = Kmod×(Iavg −Ith)
を用いて前記変調成分を算出するステップを含み(Kmod は前記温度における線形係数信号、Ith は前記温度における前記レーザの閾値電流信号)、
さらに、
前記閾値電流信号を較正するステップを含み、該較正ステップが、
前記レーザの第2の温度に対応する温度信号を生成するステップと、
前記レーザの閾値電流に関する基準信号を決定するステップと、
前記レーザの光出力パワーを光学的に検出するステップと、
前記検出された光出力パワーに対応する電力信号を生成するステップと、
前記電力信号が前記基準信号に等しくなるまで前記第1の制御信号を調整するステップと、
前記温度信号と前記第1の制御信号とを前記レーザシステムのメモリに記憶するステップと
を含み、
前記第1の制御信号は、前記第2の温度における前記閾値電流信号であり、前記記憶するステップは、前記温度信号と前記第1の制御信号とをテーブルとして記憶するステップと前記温度信号と前記第1の制御信号とを関数として記憶するステップとからなるグループから選択されたステップを含み、
前記較正するステップに続きかつ前記第2の制御信号を生成するステップに先立ち、前記閾値電流信号を再較正するステップをさらに含み、該再較正するステップは、
前記温度信号に基づいて前記閾値電流信号の新値を求めるステップと、
前記温度信号に基づいて、前記メモリ内の前記閾値電流信号の記憶値を求めるステップと、
前記新値と前記記憶値との差分を求めるステップと、
前記差分を、他の温度における前記閾値電流信号の複数の記憶値に対するオフセットとして前記メモリに記憶するステップと、
を含む、方法。 - 前記温度信号に基づいて前記線形係数信号と前記閾値電流信号とを決定するステップをさらに含む、請求項1に記載の方法。
- 前記線形係数信号と前記閾値電流信号とを決定するステップが、前記温度信号に基づいて前記線形係数信号と前記閾値電流信号とを参照するステップと前記温度信号に基づいて前記線形係数信号と前記閾値電流信号とを算出するステップとからなるグループから選択されたステップを含む、請求項2に記載の方法。
- 前記第2 の制御信号を生成するステップが、
前記温度信号に基づいて前記閾値電流信号を決定するステップと、
前記第1の制御信号と前記閾値電流信号との差分を求めるステップと、
前記差分に基づいて前記第2の制御信号を決定するステップと、
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記閾値電流信号を決定するステップが、前記温度信号に基づいて前記閾値電流信号を参照するステップと前記温度信号に基づいて前記閾値電流信号を算出するステップとからなるグループから選択されたステップを含み、前記第2の制御信号を決定するステップが、前記差分に基づいて前記第2の制御信号を参照するステップと前記差分に基づいて前記第2の制御信号を算出するステップとからなるグループから選択されたステップを含む、請求項4に記載の方法。
- 前記第1の制御信号を生成するテップが、
前記温度信号に基づいて基準信号を決定するステップと、
前記レーザの光出力パワーを光学的に検出するステップと、
前記検出した光出力パワーに対応する電力信号を生成するステップと、
前記基準信号と前記電力信号との差分を求めるステップと、
前記差分から前記第1の制御信号を調整するステップと、
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記基準信号を決定するステップが、前記温度信号に基づいて前記基準信号を参照するステップと前記温度信号に基づいて前記基準信号を算出するステップとからなるグループから選択されたステップを含む、請求項6に記載の方法。
- 前記第1の制御信号を調整するステップが、
前記基準信号が前記電力信号より大きく、かつ、前記第1の制御信号が最大値より小さい場合に、前記第1の制御信号を増分するステップと、
前記電力信号が前記基準信号より大きく、かつ、前記第1の制御信号が最小値より大きい場合に、前記第1の制御信号を減分するステップと、
を含む、請求項6に記載の方法。 - 前記基準信号を決定するステップが、前記温度信号に基づいて前記基準信号を参照するステップと前記温度信号に基づいて前記基準信号を算出するステップとからなるグループから選択されたステップを含む、請求項1に記載の方法。
- 前記較正するステップに先立ち、
前記レーザシステムを自動較正モードに置くステップと、前記レーザシステムをオーブン内に置くステップと、前記オーブン内部の第3の温度を変更するステップと、
をさらに含む、請求項1に記載の方法。 - 前記閾値電流信号の新値を求めるステップが、前記電力信号が前記基準信号に等しくなるまで前記第1の制御信号を調整するステップを含み、該第1の制御信号の値は前記閾値電流信号の新値である、請求項1に記載の方法。
- 前記閾値電流信号の新値を求めるステップが、前記レーザがオンであることを検知するステップをさらに含む、請求項11に記載の方法。
- 前記閾値電流信号の記憶値を求めるステップが、前記温度信号に基づいて前記記憶値を参照するステップと前記温度信号に基づいて前記記憶値を算出するステップとからなるグループから選択されたステップを含む、請求項11に記載の方法。
- 前記第2の制御信号を生成するステップが、
前記温度信号に基づいて、前記閾値電流信号の第2の記憶値を求めるステップと、
前記第2の記憶値に前記オフセットを付加するステップと、
を含む、請求項1に記載の方法。 - 前記第1および第2の制御信号がディジタル制御信号である、請求項1に記載に記載の方法。
- レーザの光出力パワーを光学的に検出し、該検出された光出力パワーに対応する電力信号を生成する手段と、
テーブルと関数とからなるグループから選択する態様で複数値の温度信号に対する複数値の閾値電流信号、および前記レーザの閾値出力信号に関する閾値基準信号を記憶するメモリと、
温度センサからの前記温度信号と、前記温度信号に基づく前記メモリからの前記閾値電流信号とを受信するよう結合され、さらに、前記レーザに駆動電流の平均成分を供給する第1のレーザドライバに第1の制御信号Iavgを送信し、前記レーザに駆動電流の変調成分を供給する第2のレーザドライバに第2の制御信号Imodを送信するように結合された、コントローラと、
を備え、
該コントローラが、下記の式:
Imod = Kmod×(Iavg −Ith)
を用いて前記第2の制御信号Imodを調整し(Kmodは前記温度信号に基づく線形係数信号、Ithは前記温度信号に基づく前記閾値電流信号)、また、
レーザの第2の温度に対応する温度信号を生成し、
前記レーザの閾値出力信号に関する閾値基準信号を決定し、
前記電力信号が前記閾値基準信号に等しくなるまで前記第1の制御信号を調整し、
前記温度信号と前記第1の制御信号とを前記レーザシステムのメモリに記憶する、
という各ステップを実行することにより前記閾値電流信号を較正するものであり、
前記第1の制御信号は、前記第2の温度における前記閾値電流信号であり、前記記憶するステップは、前記温度信号と前記第1の制御信号とをテーブルとして記憶するステップと前記温度信号と前記第1の制御信号とを関数として記憶するステップとからなるグループから選択されたステップを含み、
前記コントローラがさらに、
前記較正するステップに続きかつ前記第2の制御信号を送信するステップに先立ち、
前記温度信号に基づいて前記閾値電流信号の新値を求め、
前記温度信号に基づいて、前記メモリ内の前記閾値電流信号の記憶値を求め、
前記新値と前記記憶値との差分を求め、
前記差分を、他の温度における前記閾値電流信号の複数の記憶値に対するオフセットとして前記メモリに記憶する、
という各ステップを実行することにより前記閾値電流信号の再較正を行うものである、
レーザシステム。 - 前記メモリが、複数値の前記温度信号に基づく複数値の線形係数信号をさらに記憶する、請求項16に記載のレーザシステム。
- 前記メモリが、前記第1の制御信号と前記閾値電流信号との差分に基づく複数値の前記第2の制御信号をさらに記憶する、請求項16に記載のレーザシステム。
- 前記メモリが、テーブルと関数とからなるグループから選択する態様で複数値の温度信号に対する複数値の基準信号をさらに記憶し、前記コントローラが、光センサから電力信号を受信するよう結合され、該コントローラは、前記温度信号に基づいて前記メモリから前記基準信号を受信するようさらに結合され、該コントローラが、前記基準信号と前記電力信号との差分に基づいて前記第1の制御信号を調整する、請求項16に記載のレーザシステム。
- 前記メモリが、前記閾値電流信号の記憶値に付加されるオフセットをさらに記憶し、前記コントローラが、該オフセットを前記閾値電流信号の記憶値に付加して、該閾値電流信号の新値を得る、請求項16に記載のレーザシステム。
- 前記第1および第2の制御信号がディジタル制御信号である、請求項16に記載のレーザシステム。
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