專利名稱：激光源中的功率變化的校正的制作方法
激光源中的功率變化的校正優(yōu)先權(quán)本申請(qǐng)要求2008 年 10 月 23 日提交的題為 “Correction of Power Variations In Laser Sources (激光源中的功率變化的校正)”的美國(guó)專利申請(qǐng)No. 12Λ57，043的優(yōu)先權(quán)。相關(guān)申請(qǐng)的交叉參照本申請(qǐng)與共同待審和共同轉(zhuǎn)讓的2008年4月7日提交的S/N 12/080, 852的美國(guó)專利申請(qǐng)相關(guān)，但不要求其優(yōu)先權(quán)。
背景技術(shù)：
本發(fā)明總地地涉及半導(dǎo)體激光器，尤其涉及通過(guò)將校正的控制信號(hào)施加于半導(dǎo)體激光器的增益區(qū)段來(lái)校正激光器功率變化的方案。本發(fā)明的校正方案可與用來(lái)校正或最小化激光器功率變化或優(yōu)化激光發(fā)射波長(zhǎng)的其它方案結(jié)合，所述其它方案例如包括DBR和增益控制方案，其中控制DBR激光器的波長(zhǎng)選擇區(qū)段和/或增益區(qū)段以在倍頻激光源中獲得最佳的IR至綠光轉(zhuǎn)換。作為示例而非限定，這類方案的示例在共同享有的待審美國(guó)專利申請(qǐng) S/N 11/549，856、11/900，761、11/894，846 和 12/080, 852 中有披露，這些文獻(xiàn)的公開(kāi)內(nèi)容通過(guò)引用結(jié)合于此。本發(fā)明還涉及根據(jù)本發(fā)明編程的激光器控制器和激光投影系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明總地涉及可按照各種方式配置的半導(dǎo)體激光器。作為示例且為了說(shuō)明而非限制，通過(guò)將諸如分布式反饋(DFB)激光器、分布式布拉格反射器(DBR)激光器或法布里-佩羅特激光器之類的單波長(zhǎng)半導(dǎo)體激光器與諸如二次諧波發(fā)生(SHG)晶體之類的光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器件組合，可將短波長(zhǎng)源配置成用于高速調(diào)制，所述SHG晶體例如為MgO摻雜的周期極化的鈮酸鋰(PPLN)?？蓪HG晶體配置成例如通過(guò)將lOeOnm的DBR或DFB激光器調(diào)諧至SHG晶體的光譜中心(這會(huì)將波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換成530nm)來(lái)產(chǎn)生基波激光信號(hào)的較高次諧波。若干因素能夠影響前述類型激光源的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換輸出功率。作為示例而非限制，在包括IR半導(dǎo)體激光器和PPLN SHG晶體的激光源的背景下，在激光器的使用壽命中的IR功率的溫度和時(shí)間相關(guān)變化可導(dǎo)致綠光輸出功率的變化。相對(duì)于晶體輸入面上的SHG波導(dǎo)的 IR光束配準(zhǔn)中溫度和時(shí)間相關(guān)的變化也可導(dǎo)致激光源的輸出功率的變化。此外，在IR激光器的使用壽命中以及隨著激光器的工作溫度變化，IR激光器的較高階空間模式內(nèi)容可改變，并且由于較高階模式通常不會(huì)有效地轉(zhuǎn)換成綠光，所以綠光輸出功率也會(huì)改變。激光腔內(nèi)的模式跳變和不受控的大波長(zhǎng)變化也可導(dǎo)致輸出功率變化，因?yàn)镻PLN SHG設(shè)備的帶寬通常很小。例如，典型的PPLN SHG波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器件，半最大值全寬度(FWHM) 波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換帶寬僅在0. 16至0. 2nm的范圍內(nèi)，且主要取決于晶體的長(zhǎng)度。如果在操作期間半導(dǎo)體激光器的輸出波長(zhǎng)移到這種允許帶寬之外，則轉(zhuǎn)換器件在目標(biāo)波長(zhǎng)的輸出功率會(huì)急劇下降。特別在激光投影系統(tǒng)中，模式跳變尤其成問(wèn)題，因?yàn)槟Ｊ教儠?huì)產(chǎn)生功率的瞬時(shí)變化，這種變化將成為圖像中具體位置中的缺陷而一目了然。
在利用波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器件的典型RGB投影系統(tǒng)中，來(lái)自任何前述源的IR功率變化可使綠光功率改變并在投影激光圖像的色平衡中形成誤差。本發(fā)明人已認(rèn)識(shí)到通過(guò)將校正的控制信號(hào)施加于半導(dǎo)體激光器的增益區(qū)段來(lái)校正這些功率變化的潛在有益方案。例如，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供了一種校正半導(dǎo)體激光器中的輸出功率變化的方法。根據(jù)該方法，利用輸出功率反饋環(huán)來(lái)產(chǎn)生光強(qiáng)度反饋信號(hào)，該光強(qiáng)度反饋信號(hào)代表圖像信號(hào)的離散部分VpVi,……Vj的激光源的實(shí)際輸出功率。生成誤差信號(hào)E1,Ei,…… Ej,這些誤差信號(hào)代表實(shí)際投影輸出功率偏離圖像信號(hào)的離散部分VnVi,……、的目標(biāo)投影輸出功率的程度。利用這些誤差信號(hào)E1Ai,……Ej來(lái)將經(jīng)校正的控制信號(hào)G/，G/，…… G/施加于半導(dǎo)體激光器的增益區(qū)段以投影圖像信號(hào)的兼容離散部分V/，V/，……V/。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供一種生成投影激光圖像的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括至少一個(gè)激光源、光強(qiáng)度監(jiān)視器和投影光學(xué)器件。光強(qiáng)度監(jiān)視器形成輸出功率反饋環(huán)的至少一部分，該輸出功率反饋環(huán)配置成因變于光強(qiáng)度控制半導(dǎo)體激光器的增益區(qū)段。本發(fā)明人已認(rèn)識(shí)到，盡管本發(fā)明的理念主要以具有或不具有相位匹配區(qū)段的DBR 激光器為背景描述，但是可以構(gòu)想到，本文描述的控制方案也可在各種類型的半導(dǎo)體激光器中具有實(shí)用性，包括但不限于DFB激光器、法布里-佩羅特激光器以及許多類型的外腔激光器。


以下對(duì)本發(fā)明的特定實(shí)施例的詳細(xì)描述可在結(jié)合下列附圖閱讀時(shí)得到最好的理解，其中相同的結(jié)構(gòu)使用相同的附圖標(biāo)記表示，在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明特定實(shí)施例的適用于執(zhí)行各種激光器控制方案的激光器投影系統(tǒng)的示意圖；圖2是本發(fā)明在一系列投影圖像幀的背景下的特定方面的示意圖；以及圖3是本發(fā)明在同一投影圖像幀內(nèi)的一系列幀行的背景下的特定方面的示意圖。
具體實(shí)施例方式最先參照?qǐng)D1，本發(fā)明的概念可一般參照包括二分段DBR型半導(dǎo)體激光器12的激光源10方便地示出，但本發(fā)明的理念可在各種類型的半導(dǎo)體激光器的背景下實(shí)行，上面概括性地描述了各種類型的半導(dǎo)體激光器的設(shè)計(jì)和操作，并且在容易得到的涉及半導(dǎo)體激光器的設(shè)計(jì)和制造的技術(shù)文獻(xiàn)中有介紹。在圖1所示類型的倍頻光源的背景下，DBR激光器 12光耦合于光波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器件14。由半導(dǎo)體激光器12射出的光束可直接耦合入波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器件14的波導(dǎo)或者可通過(guò)準(zhǔn)直和聚焦光學(xué)器件或某些其它類型的適宜光學(xué)元件或光學(xué)系統(tǒng)耦合。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器件14將入射光ν轉(zhuǎn)換成較高次諧波2v并輸出經(jīng)轉(zhuǎn)換的信號(hào)。這種類型的配置在由較長(zhǎng)波長(zhǎng)的半導(dǎo)體激光器生成較短波長(zhǎng)的激光束時(shí)尤其有用，并且可用作例如單色激光器投影系統(tǒng)100或多色RGB激光器投影系統(tǒng)的可見(jiàn)激光源10， 該激光器投影系統(tǒng)100包括例如激光源10、激光投影光學(xué)器件20、部分反射分束器25、光強(qiáng)監(jiān)視器30以及控制器40，該控制器40可以是獨(dú)立激光器控制器或包含激光器控制器的可編程投影控制器。激光投影光學(xué)器件20可包括多種光學(xué)元件，包括但不局限于雙軸、萬(wàn)向節(jié)安裝的MEMS掃描鏡22。這些光學(xué)元件配合以在投影屏幕50上或像場(chǎng)中形成二維掃描的激光圖像。該部分反射分束器25將由激光源10產(chǎn)生的光的一部分引向光強(qiáng)度監(jiān)視器30。光強(qiáng)度監(jiān)視器30配置成產(chǎn)生電信號(hào)或光信號(hào)，這些信號(hào)表征由激光源產(chǎn)生的光的強(qiáng)度的變化。與光強(qiáng)監(jiān)視器30通信的控制器40接收或采樣來(lái)自光強(qiáng)度監(jiān)視器30的信號(hào)，并且能夠被編程以因變于所采樣的強(qiáng)度控制激光源，如以下進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明的。能夠構(gòu)想出利用各種可選配置來(lái)監(jiān)視輸出光束的強(qiáng)度而不背離本發(fā)明的范圍。注意，在圖1中僅示意性地示出分束器25、激光源10、光強(qiáng)度監(jiān)視器30以及控制器40，并且它們相對(duì)于彼此的相應(yīng)位置和取向以及任何系統(tǒng)外殼可根據(jù)利用該系統(tǒng)的具體領(lǐng)域的特殊需要而大范圍地改變。作為示例而非限定，要注意分束器25和光強(qiáng)度監(jiān)視器30可位于激光源10的外殼內(nèi)部或外部。圖1中示意性示出的DBR激光器12包括波長(zhǎng)選擇區(qū)段12A和增益區(qū)段12B。也可稱為激光器12的DBR區(qū)段的波長(zhǎng)選擇區(qū)段12A通常包括位于激光腔的有源區(qū)外部的一階或二階布拉格光柵。該區(qū)段提供波長(zhǎng)選擇，因?yàn)楣鈻牌鸬狡浞瓷湎禂?shù)取決于波長(zhǎng)的鏡面作用。DBR激光器12的增益區(qū)段12B提供激光器的主要光學(xué)增益。相位匹配區(qū)段還可用于在增益區(qū)段12B的增益材料和波長(zhǎng)選擇區(qū)段12A的反射材料之間形成可調(diào)相移。波長(zhǎng)選擇區(qū)段12A可以采用或不采用布拉格光柵的數(shù)種適當(dāng)替代性配置來(lái)提供。圖1所示的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器件14的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換效率取決于DBR激光器12和波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器件14之間的波長(zhǎng)匹配。波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器件14中產(chǎn)生的較高次諧振光波的輸出功率可隨著DBR 激光器12的輸出波長(zhǎng)相對(duì)于波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器件14的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換帶寬的配準(zhǔn)改變時(shí)劇烈地改變。 例如，當(dāng)對(duì)半導(dǎo)體激光器進(jìn)行調(diào)制以產(chǎn)生數(shù)據(jù)時(shí)，激光器上的熱負(fù)載不斷地變化。所導(dǎo)致的激光器溫度和激光發(fā)射波長(zhǎng)的變化導(dǎo)致相關(guān)聯(lián)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器件的轉(zhuǎn)換效率的變化。結(jié)果，較高次諧波光的輸出功率將背離其目標(biāo)值。若干附加因素能夠影響經(jīng)波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換的激光源的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換輸出功率。例如，激光腔內(nèi)的模式跳變和不受控的大波長(zhǎng)變化是輸出功率誤差的常見(jiàn)有嫌疑的來(lái)源。盡管前述共同享有的待審美國(guó)專利S/N 11/549, 856 (D 20106)旨在使激光腔內(nèi)的模式跳變和未受控的大波長(zhǎng)變化的不利效果減至最小，然而本發(fā)明作為解決波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換激光源中的輸出功率誤差的替代或補(bǔ)償手段而給出。如前所述，本發(fā)明總地涉及通過(guò)將經(jīng)校正的控制信號(hào)施加于半導(dǎo)體激光器的增益區(qū)段來(lái)最小化輸出功率變化的控制方案。更具體地，一并參閱圖1和圖2，所示出的激光投影系統(tǒng)100包括激光源、光強(qiáng)度監(jiān)視器30以及投影光學(xué)器件20。光強(qiáng)度監(jiān)視器30形成輸出功率反饋環(huán)32的至少一部分，所述輸出功率反饋環(huán)32配置成因變于光強(qiáng)度控制半導(dǎo)體激光器12的增益區(qū)段12B。根據(jù)該控制方案，一開(kāi)始通過(guò)利用圖像信號(hào)驅(qū)動(dòng)激光源10和投影光學(xué)器件20來(lái)投影激光圖像。一系列控制信號(hào)GpGi,……G^——這些控制信號(hào)可包括或不包括最初校準(zhǔn)或校正分量——施加于半導(dǎo)體激光器12的增益區(qū)段12B以投影圖像信號(hào)的一系列離散部分V1, Vi,……V」。分別地，圖像信號(hào)的離散部分V1, Vi,……Vj可對(duì)應(yīng)于單個(gè)圖像像素、單個(gè)圖像行內(nèi)的多個(gè)圖像像素或跨多個(gè)圖像行的多個(gè)圖像像素。一旦投影，利用前述輸出功率反饋環(huán)32來(lái)產(chǎn)生光強(qiáng)度反饋信號(hào)，該光強(qiáng)度反饋信號(hào)表征激光源10針對(duì)圖像信號(hào)的離散部分V1, Vi,……Vj的實(shí)際輸出功率。接著，生成誤差信號(hào)E1, Ei,……Ej,這些誤差信號(hào)E1, Ei,……EjR表實(shí)際投影輸出功率偏離圖像信號(hào)的離散部分VnVi,……、的目標(biāo)投影輸出功率的程度。利用這些誤差信號(hào)EnEi,……Ej
7來(lái)將經(jīng)校正的控制信號(hào)誤差信號(hào)G/，G/，……G/施加于半導(dǎo)體激光器12的增益區(qū)段12B 以投影圖像信號(hào)的兼容的離散部分V/，V/，……V/。如本文中參照?qǐng)D2和圖3詳細(xì)闡述的那樣，經(jīng)投影的激光源中的圖像信號(hào)的兼容離散部分V/，V/，……V/的時(shí)間或物理布置使圖像信號(hào)的兼容離散部分V/，V/，……V/的圖像內(nèi)容可能模仿圖像信號(hào)的離散部分 V15Vi,……Vj的圖像內(nèi)容。例如，參見(jiàn)圖2，圖像信號(hào)包括一連串像素幀F(xiàn)1、F2等。圖像信號(hào)的離散部分V1出現(xiàn)在第一投影像素幀F(xiàn)l中，而圖像信號(hào)的兼容離散部分V/出現(xiàn)在之后的投影像素幀F(xiàn)2 中。每個(gè)像素幀包括多個(gè)這些離散部分。圖像信號(hào)的離散部分V1, Vi,……Vj和兼容離散部分V/,ν/，……V/占據(jù)投影激光圖像的兩個(gè)不同像素幀F(xiàn)1、F2中的大致等同的像素。 如此，由于視頻內(nèi)容從幀至幀緩慢地變化，因此可利用第一像素幀F(xiàn)l的投影中產(chǎn)生的誤差信號(hào)EnEi,……E^來(lái)為投影幀大致同一區(qū)域內(nèi)的下一像素幀F(xiàn)2中的圖像信號(hào)的兼容分立部分V/,ν/，……V/的投影施加校正控制信號(hào)G1 ’，Gi ’，……G/。換句話說(shuō)，由于連續(xù)幀的內(nèi)容非常相似，所以我們可預(yù)期幀i+Ι的誤差信號(hào)類似于幀i的誤差信號(hào)。因此，通過(guò)當(dāng)顯示幀i時(shí)監(jiān)視誤差信號(hào)，我們可以預(yù)測(cè)針對(duì)幀i+Ι預(yù)期的誤差信號(hào)，并因此確定可對(duì)激光器作出補(bǔ)償?shù)氖┘佑诩す馄鞯脑鲆鎱^(qū)段的校正信號(hào)。圖3示出相似的方案，差別在于圖像信號(hào)的兼容離散部分V/，V/，……V/以及離散部分VpVi,……Vj出現(xiàn)在同一像素幀的相鄰幀行內(nèi)。同樣，由于視頻內(nèi)容從行至行緩慢地變化，因此可利用給定像素幀F(xiàn)l的一行的投影中產(chǎn)生的誤差信號(hào)E1, Ei,……Ej來(lái)為同一圖像幀F(xiàn)l的下一行的大致等同像素中的圖像信號(hào)的兼容離散部分V/，Vi',……V/ 的投影施加經(jīng)校正的控制信號(hào)G/，G/，……G/。這種方法類似于前一方法，除了將校正以每行為基礎(chǔ)施加于每行而不是以每幀為基礎(chǔ)施加于每個(gè)幀。還構(gòu)想，一種附加方法可通過(guò)將校正施加于同一像素的大致等同像素而以逐像素基礎(chǔ)施加校正。在每個(gè)前述實(shí)施例中，圖像信號(hào)包括一連串像素幀，并且該方法還可包括將像素的經(jīng)校正控制信號(hào)G/，G/，……G/存儲(chǔ)在一連串像素幀中并利用后繼產(chǎn)生的誤差信號(hào)E1, Ei,……Ej來(lái)更新經(jīng)校正的控制信號(hào)G1^G/,……G/的步驟。更具體地，控制器40可實(shí)現(xiàn)為具有兩個(gè)輸入和一個(gè)輸出的數(shù)字信號(hào)處理器。對(duì)控制器40的輸入可以是目標(biāo)投影輸出功率和測(cè)得的輸出功率?？刂破?0可編程以分配包含對(duì)每個(gè)像素的校正的緩存器。隨著時(shí)間流逝，可針對(duì)給定時(shí)隙采樣目標(biāo)輸出功率和測(cè)得的輸出功率并作比較。根據(jù)從比較產(chǎn)生的誤差，可更新對(duì)采樣時(shí)隙的校正并在下一視頻幀或下一視頻行期間施加對(duì)該時(shí)隙的新校正。盡管控制信號(hào)G1, Gi,……Gj和經(jīng)校正控制信號(hào)GAGi'，……G/根據(jù)本發(fā)明可采取多種形式，然而在一個(gè)實(shí)施例中，可如下地將控制信號(hào)施加于半導(dǎo)體激光器12的增益區(qū)段12B G1,^ = MV1, υ)且G1,,,.../ =f(Nuu ^‘ )+g(E1,Ei,...Ej)其中f^Vu,...」)和f^Vu,.../ )代表與圖像信號(hào)的離散部分V1, Vi,... Vj和兼容離散部分V/，V/，... V/對(duì)應(yīng)的經(jīng)校準(zhǔn)投影函數(shù)，而g(E1; Ei,... Ej)代表與所產(chǎn)生的誤差信號(hào)E1, Ei,……Ej對(duì)應(yīng)的校正因子函數(shù)。校正因子函數(shù)g(E1; Ei, ...Ej)可僅代表對(duì)圖像信號(hào)的每個(gè)兼容離散部分V/，Vi',……V/的一系列校正電流C1, Ci,……C」。對(duì)于一系列校正電流C1, Ci,... Cj的校正因子函數(shù)g^pEyuip可包括加法或乘法函數(shù)。例如，盡管特定校正電流C可僅通過(guò)將校正值B加至激光器的增益控制信號(hào)G(G' =G+B)來(lái)產(chǎn)生，但在以比實(shí)際像素速率慢的速率下采樣輸出功率的情形下，可基于若干像素的平均值判斷誤差。由于各像素可具有不同的強(qiáng)度值，因此僅僅將同一校正值與全部像素相加可能造成誤差。在乘法形式中，其中G' =GX (1+B)，在強(qiáng)度百分比基礎(chǔ)上執(zhí)行校正?？梢岳斫猓景l(fā)明的以上詳細(xì)描述旨在提供用于理解所要求保護(hù)的本發(fā)明的本質(zhì)和特性的概觀或框架。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，可在不背離本發(fā)明的精神和范圍的情況下對(duì)本發(fā)明作出各種修改和變化。因而，本發(fā)明旨在涵蓋本發(fā)明所有這些修改和變型，只要它們落在所附權(quán)利要求書(shū)及其等效物的范圍內(nèi)。例如，雖然在本文中描述的控制方案涉及通過(guò)控制施加至半導(dǎo)體激光器的增益區(qū)段或波長(zhǎng)選擇DBR區(qū)段的驅(qū)動(dòng)電流來(lái)校正半導(dǎo)體激光器內(nèi)的輸出功率變化，然而可以構(gòu)想，在激光器工作方案中引入本發(fā)明的波長(zhǎng)恢復(fù)操作的方法不僅限于施加于激光器僅這些部分的驅(qū)動(dòng)電流。另外，預(yù)期用于本發(fā)明背景中的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器件可包括PPLN SHG晶體、其它類型的傳統(tǒng)或尚在研發(fā)的SHG晶體或任何其它類型的傳統(tǒng)或尚在研發(fā)的波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器件。還應(yīng)理解，本文中描述或要求保護(hù)為“因變于”特定狀態(tài)、條件、值或其它類型的變量或參數(shù)執(zhí)行的特定步驟或操作不應(yīng)理解為將步驟或操作的執(zhí)行限制為僅因變于指定的變量或參數(shù)。相反，應(yīng)當(dāng)理解附加的因素可在步驟或操作的執(zhí)行中起作用。例如，本發(fā)明的特定實(shí)施例描述了波長(zhǎng)恢復(fù)操作因變于增益電流控制信號(hào)而發(fā)起，但這種描述不應(yīng)被理解為將該操作的執(zhí)行限定為單單因變于增益電流控制信號(hào)。注意，在本文中采用類似“優(yōu)選”、“常見(jiàn)”和“通常”之類的術(shù)語(yǔ)時(shí)不是旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍或者暗示某些特征是關(guān)鍵性的、必要的、或甚至比本發(fā)明要求保護(hù)的結(jié)構(gòu)或功能更重要。相反，這些術(shù)語(yǔ)僅旨在強(qiáng)調(diào)可在或不在本發(fā)明的具體實(shí)施例中采用的替代或附加的特征。此外，要注意對(duì)值、參數(shù)、或變量“因變于”另一值、參數(shù)、或變量的引用不應(yīng)當(dāng)視為意味著該值、參數(shù)、或變量因變于一個(gè)且僅一個(gè)值、參數(shù)、或變量。為了描述和定義本發(fā)明，注意在本文中利用術(shù)語(yǔ)“基本上”和“大約”來(lái)表示可歸因于任何數(shù)量比較、值、測(cè)量或其它表示的固有不確定程度。本文中還利用術(shù)語(yǔ)“顯著”和“大約”來(lái)表示例如“顯著高于零”的定量表示背離例如“零”的規(guī)定參考值的程度，并且應(yīng)解釋為要求該定量表示與規(guī)定的參考值相差可辨別的量。還應(yīng)注意，本文中對(duì)本發(fā)明的組件以特定方式“配置”或“編程”以使特定屬性具體化、或以特定方式起作用的敘述都是結(jié)構(gòu)性的敘述，與期望用途的敘述相反。更具體地， 本文中組件被“配置”或“編程”的方式的引用表示該組件已有的物理?xiàng)l件，并且同樣視為該組件的結(jié)構(gòu)特征的明確敘述。
權(quán)利要求
1.一種操作用于產(chǎn)生投影激光圖像的系統(tǒng)的方法，所述系統(tǒng)包括至少一個(gè)激光源、光強(qiáng)度監(jiān)視器以及激光掃描投影光學(xué)器件，其中所述光強(qiáng)度監(jiān)視器形成輸出功率反饋環(huán)的至少一部分，所述輸出功率反饋環(huán)配置成因變于光強(qiáng)度控制所述半導(dǎo)體激光器的增益區(qū)段， 并且所述方法包括通過(guò)利用圖像信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述激光源和所述投影光學(xué)器件來(lái)投影激光圖像，其中將一系列控制信號(hào)G1, Gi,……G^施加于所述半導(dǎo)體激光器的增益區(qū)段以投影所述圖像信號(hào)的一系列離散部分V1, Vi,……、；利用所述輸出功率反饋環(huán)來(lái)產(chǎn)生光強(qiáng)度反饋信號(hào)，所述光強(qiáng)度反饋信號(hào)表征激光源針對(duì)所述圖像信號(hào)的離散部分V1, Vi,……、的實(shí)際輸出功率；生成誤差信號(hào)E1, Ei,……Ep所述誤差信號(hào)E1, Ei,……E^代表實(shí)際投影輸出功率偏離圖像信號(hào)的離散部分V1, Vi,……、的目標(biāo)投影輸出功率的程度；以及利用誤差信號(hào)E1, Ei,……E^來(lái)將經(jīng)校正的控制信號(hào)G1^Gi'，……G/施加于所述半導(dǎo)體激光器的增益部分以投影所述圖像信號(hào)的兼容離散部分V/，V，...V/，其中經(jīng)投影的激光圖像中的所述圖像信號(hào)的兼容離散部分V/，V/，……V/的時(shí)間或物理布置使所述圖像信號(hào)的兼容離散部分V/，V/，……V/的圖像內(nèi)容可能模仿所述圖像信號(hào)的離散部分 V15Vi,……Vj的圖像內(nèi)容。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述圖像信號(hào)包括一系列像素幀；以及所述圖像信號(hào)的兼容離散部分V/，V/, ...V/在其中投影圖像信號(hào)的離散部分V1, Vi,……、的像素幀之后投影的像素幀中出現(xiàn)。
3.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述圖像信號(hào)的離散部分VpVi,……Vj和兼容離散部分ν/，ν/，……V/占據(jù)投影激光圖像的不同像素幀中的大致等同的像素。
4.如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述圖像信號(hào)的所述離散部分V1,Vi,…… Vj和兼容離散部分V1 ’，V/，……V/對(duì)應(yīng)于單個(gè)圖像像素、單個(gè)圖像行內(nèi)的多個(gè)圖像像素或跨多個(gè)圖像行的多個(gè)圖像像素。
5.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述圖像信號(hào)包括一系列像素幀，每個(gè)像素幀包括一系列幀行；所述圖像信號(hào)的兼容離散部分V/，V/，……V/和離散部分V1, Vi,……Vj出現(xiàn)在同一像素幀中；并且所述圖像信號(hào)的兼容離散部分V/，V/, ...V/在其中投影圖像信號(hào)的離散部分V1, Vi,……、的像素行之后投影的像素行中出現(xiàn)。
6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述圖像信號(hào)的離散部分VpVi,……Vj和兼容離散部分ν/，ν/，……V/占據(jù)相鄰幀行的大致等同的像素。
7.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述圖像信號(hào)的所述離散部分V1,Vi,…… Vj和兼容離散部分V1 ’，V/，……V/對(duì)應(yīng)于單個(gè)圖像像素、單個(gè)圖像行內(nèi)的多個(gè)圖像像素或跨多個(gè)圖像行的多個(gè)圖像像素。
8.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述圖像信號(hào)包括一系列像素幀，每個(gè)像素幀包括像素的二維陣列；所述圖像信號(hào)的兼容離散部分V/，V/，……V/和離散部分V1, Vi,……Vj出現(xiàn)在同一像素幀內(nèi)；以及所述圖像信號(hào)的兼容離散部分V/，V/, ...V/在其中投影圖像信號(hào)的離散部分V1, Vi,……Vj的像素之后投影的像素中出現(xiàn)。
9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述圖像信號(hào)的離散部分VpVi,……Vj和兼容離散部分ν/，ν/，……V/占據(jù)同一幀的大致等同的像素。
10.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述圖像信號(hào)包括一連串像素幀，并且所述方法還可包括將像素的經(jīng)校正控制信號(hào)G1^Gi',……G/存儲(chǔ)在一連串像素幀中并利用后繼產(chǎn)生的誤差信號(hào)E1, Ei,……Ej來(lái)更新經(jīng)校正的控制信號(hào)G1^G/,……G/。
11.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制信號(hào)G1,Gi……G^和經(jīng)校正控制信號(hào)G1W，……G/如下地施加于所述增益區(qū)段Guu...3 = f(yuu..)以及Gu,.../ =MVu,.../ )+g(E1,Ei,...EJ)其中f^i,...」)和MVlii,.../ )代表與所述圖像信號(hào)的離散部分V1, Vi,... Vj和可兼容離散部分V/，V/，... V/對(duì)應(yīng)的經(jīng)校準(zhǔn)投影函數(shù)，而g(E1; Ei,... Ej)代表與所產(chǎn)生的誤差信號(hào)E1, Ei,……E^Jf應(yīng)的校正因子函數(shù)。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述校正因子函數(shù)g(E1;Ei, ...Ep代表對(duì)所述圖像信號(hào)的每個(gè)兼容離散部分V/，V/，……V/的一系列校正電流CnCi,……C」。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，對(duì)于一系列校正電流C1,Ci,... Cj的校正因子函數(shù)g(E1; Ei,... Ej)包括加法或乘法函數(shù)。
14.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述激光源包括光耦合到波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器件的半導(dǎo)體激光器；以及所述實(shí)際投影的輸出功率的變化可至少部分歸因于所述半導(dǎo)體激光器和波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換器件之間的波長(zhǎng)失配。
15.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述半導(dǎo)體激光器包含在多色激光投影系統(tǒng)中。
16.一種用于產(chǎn)生投影激光圖像的系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括至少一個(gè)激光源、光強(qiáng)度監(jiān)視器以及投影光學(xué)器件，其中所述光強(qiáng)度監(jiān)視器形成輸出功率反饋環(huán)的至少一部分，所述輸出功率反饋環(huán)配置成因變于光強(qiáng)度控制所述半導(dǎo)體激光器的增益區(qū)段，并且所述系統(tǒng)被編程以通過(guò)利用圖像信號(hào)驅(qū)動(dòng)所述激光源和所述投影光學(xué)器件來(lái)投影激光圖像，其中將一系列控制信號(hào)G1, Gi,……G^施加于所述半導(dǎo)體激光器的增益區(qū)段以投影圖像信號(hào)的一系列離散部分V1, Vi,……Vj;利用所述輸出功率反饋環(huán)來(lái)產(chǎn)生光強(qiáng)度反饋信號(hào)，所述光強(qiáng)度反饋信號(hào)表征所述激光源針對(duì)所述圖像信號(hào)的離散部分V1, Vi,……、的實(shí)際輸出功率；生成誤差信號(hào)E1, Ei,……Ep所述誤差信號(hào)E1, Ei,……E^代表實(shí)際投影輸出功率偏離所述圖像信號(hào)的離散部分V1, Vi,……Vj的目標(biāo)投影輸出功率的程度；以及利用誤差信號(hào)E1, Ei,……E^來(lái)將經(jīng)校正的控制信號(hào)G1^Gi'，……G/施加于半導(dǎo)體激光器的增益部分以投影所述圖像信號(hào)的兼容離散部分V/，V，...V/，其中經(jīng)投影的激光圖像中的所述圖像信號(hào)的兼容離散部分V/，V/，……V/的時(shí)間或物理布置使所述圖像信號(hào)的兼容離散部分V/，V/，……V/的圖像內(nèi)容可能模仿所述圖像信號(hào)的離散部分V1, Vi,……Vj的圖像內(nèi)容。
全文摘要
本發(fā)明一般涉及半導(dǎo)體激光器和激光器投影系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供一種校正半導(dǎo)體激光器中的輸出功率變化的方法。根據(jù)該方法，利用輸出功率反饋環(huán)來(lái)產(chǎn)生光強(qiáng)度反饋信號(hào)，該光強(qiáng)度反饋信號(hào)表征激光源針對(duì)圖像信號(hào)的離散部分V1，Vi，……Vj的實(shí)際輸出功率。生成誤差信號(hào)E1，Ei，……Ej，這些誤差信號(hào)E1，Ei，……Ej代表實(shí)際投影輸出功率偏離圖像信號(hào)的離散部分V1，Vi，……Vj的目標(biāo)投影輸出功率的程度。利用這些誤差信號(hào)E1，Ei，……Ej來(lái)將經(jīng)校正控制信號(hào)G1′，Gi′，……Gj′施加于半導(dǎo)體激光器的增益區(qū)段以投影圖像信號(hào)的兼容離散部分V1′，Vi′，……Vj′。根據(jù)本發(fā)明的另一實(shí)施例，提供一種生成投影激光圖像的系統(tǒng)。
文檔編號(hào)H01S5/06GK102197552SQ200980142618
公開(kāi)日2011年9月21日 申請(qǐng)日期2009年10月22日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月23日
發(fā)明者D·A·洛伯, D·O·里基茨, D·皮庫(kù)拉, J·高里爾, M·H·胡 申請(qǐng)人:康寧股份有限公司