專利名稱：調制半導體激光器的系統和方法
技術領域：
本發明總體上涉及半導體激光器的調制，更具體地涉及到調制分布式反饋 (DFB)或分布式布拉格反射器(DBR)半導體激光器的系統和方法，該系統和方法不 會產生不利的、熱導致的波長偏移。
背景技術：
激光器在顯示器技術(例如計算機屏幕和電視機等)中具有獨特的用途。在這些 顯示器中，由激光器產生三基色(紅、藍和綠)，這些基色以各種組合混合從而提供 彩色圖像。各激光器的輸出束可以光柵掃描的形式穿過屏幕或可固定和用于照亮形 成圖像的像素(例如，包含圖像的空間光調制器或活動圖像膠片)。激光器所提供具 有優異亮度特征的波束的能力可使得投射器比采用白熾燈的投射器更為有效且運 行更佳。半導體激光器，例如DBR和DFB激光器在基于激光器的顯示器中尤為有用，這 是因為它們的輸出束能有效地轉化為有用的基色波長。例如，可將調諧至(tunedto) 二次諧波發生(SHG)設備(例如非線性結晶)的波譜中心的1060 nmDBR或DFB半導 體激光器，用于產生530nm的波束。由此提供了低成本、致密且有效的非線性綠光 光源。通常，在涉及影像顯示器的技術中，需將用于產生基色強度的光功率調制到約 500MHz的基頻且具有約40dB的消光比(即最高光功率與最低光功率的比值)。已證實在現有技術中，要實現這樣的高調制速度和大消光比的組合，在實踐中和經濟上 都是很有難度的。現有技術中在半導體激光器和二次諧波發生器的組合物中獲得快速調制和大 消光比的一種技術是對半導體激光器輸出束的波長進行快速調制。該調制技術利用 了如下事實非線性SHG設備通常能將非常窄的范圍內的入射激光波長轉化為較長 波長的光。在操作中，半導體激光器波束的波長快速掃描通過非線性SHG設備的狹 窄譜寬，從而產生所需的強度調制。例如，如果需要最大的綠色功率，則將波長調 節到非線性晶體的中心波長，而如果在10ns后需要綠色功率為零，則將波長調節到 位于SHG設備譜寬之外的中心波長的一側或另一側。圖1A顯示了常規的DBR半導體激光器100和二次諧波發生(SHG)設備150。DBR 半導體激光器100包括DBR部分110、相部分120和增益部分130。當將連續波(CW) 電流注入增益部分130時，該增益部分會產生用于激光器的連續光功率。注入DBR 部分110的電流使得從激光器輸出的波長發生很大的變化，而流入相部分120的電流 則使得激光器輸出波束的波長發生很小的變化。SHG設備150接收由半導體激光器 IOO產生的波束，其轉變波長的輸出強度(例如綠色)取決于DBR激光器波長的對準 和SHG設備的波譜中心。然后，將SHG設備150的輸出波束導入輸出器，例如顯示 器屏幕。圖1B顯示了常規的DFB半導體激光器160和SHG設備170。注入DFB半導體激 光器160的電流控制了激光器的輸出強度，SHG設備170接收由半導體激光器160產 生的波束。轉變波長的輸出強度(例如綠光)取決于輸入DFB半導體激光器160的電 流。然后，將SHG設備170輸出的波束導入輸出器，例如顯示器屏幕。快速調制DBR半導體激光器輸出波長的最簡便的方法是將調制的電流注入 DBR半導體激光器100的DBR部分和相部分，同時保持增益部分的電流連續而恒 定。如圖2A中的表格所示，可用視頻信號在信號的每個比特期(bitperiod)命令具有 高達100%強度的綠光。比特期寬(period width)是系統頻率的反函數，例如，光柵 的各像素掃描在顯示器屏幕上的滯留時間。在圖2A所示的例子中，100%強度是可 能存在的信號中最亮的，而0%則是暗的。因此，如圖2A所示，第一個比特期所需 的視頻強度是100%，在第二個比特期強度下降到0%，而在第三個比特期上升到40%。采用常規的系統，注入DBR部分110的電流根據每個比特期所需的強度經過脈 寬調制。S卩，電流為"接通"的比特期的持續時間與該比特期的視頻信號強度成比 例(示于圖2A上部第一個波形中)。理想情況下，DBR半導體激光器輸出端的波長根 據載流子感應效應(carrier-induced effect)和對SHG設備150的輸出而偏移(示于圖2A 上部的第二個波形中)。如圖2A所示，SHG設備150根據所接收到的波束，輸出具 有理想顯示信號強度的轉換波束。然而，上述的簡單圖示忽略了注入激光器的電流 可能導致的不利熱效應。類似地，對于DFB激光器而言，注入DFB激光器160的電流根據每個比特期所 需的強度經過脈寬調制(如圖2B所示)。理想情況下，DFB半導體激光器的波長是恒 定的。然而，如圖2B所示，該波長會隨溫度而發生變化。通常，注入DBR半導體激光器DBR部分的電流會在DBR半導體激光器中產生 兩種效應。第一種是產生了載流子效應，該效應在該部分中提供了更多的載流子提 高了載流子的密度并減小了激光器中折光率。由此，產生了波長較短的波束。電流 的注入還導致了熱效應，該效應使得DBR半導體激光器設備的溫度升高。更具體 而言，比零更高的電流提高了DBR半導體激光器的溫度，從而提高了折光率，其 傾向于產生較長波長的波束。在載流子效應和熱效應的聯合影響下產生了集合的波 長偏移。對于需要獲得較大波長偏移的較大電流值，溫度升高的劇烈程度足以降低 并且有時可完全逆轉載流子感應的波長偏移。對于DFB激光器而言，電流的注入導 致DFB激光器溫度變化，由此使得波長發生紅移(即向較長波長偏移)。電流感應熱效應的另一個特征是它會提供較慢的波長調制過程。與載流子效應 ns級別的響應時間相比，導致激光器溫度上升的熱效應具有網 ms級別的響應時 間。熱效應的程度還取決于與激光器相關的散熱條件和電流幅度。熱效應的慢響應 意味著對于遠小于lMS(例如，20ns)的波寬，波長不會發生變化。較慢的熱效應導致 了不利的圖形形成效應，這是因為平均受熱取決于脈寬并由此取決于視頻信號的圖 形。換言之，視頻信號中特定比特時DBR或DFB半導體激光器的波長取決于先前比 特數據歷史。圖2A和2B顯示了電流注入和所致溫度升高能對激光器操作帶來的影響。圖2A和2B的表格中還顯示了激光器中溫度升高所導致的不良影響。尤其是在圖2A中， 當將電流注入施加于DBR半導體激光器100的DBR部分110上并使得電流恒定接通 時，DBR溫度如圖2A中DBR溫度波形所示地升高。由此，由激光器向SHG設備150 提供的實際DBR波長波形會發生變形，從SHG設備150所得輸出也會發生變形，從 而在SHG設備150的輸出端不能獲得原始視頻信號的所需強度。如圖2B所示，同樣 的不良影響也存在于DFB半導體激光器的操作中。由激光器160向SHG設備170提供 的實際DFB波長會發生變形，自SHG設備170形成的輸出也會發生變形。調制半導體激光器輸出的另一個例子是通過調制輸出強度而不是以上段落所 討論的波長來進行調帝i」。將調制電流施加到DFB激光器的全長或DBR激光器的增益 部分。調制電流的高振幅會導致了高輸出強度，而較低的振幅會導致輸出強度降低。 理想情況是保持激光器波長恒定。在由DBR或DFB激光器和SHG組成的光學系統 中，要求激光器輸出波長恒定并對準SHG的波譜中心。因此，需要調制半導體激光器與SHG的組合或這樣的半導體激光器的輸出，但 又不會產生造成不利的熱圖形形成效應的熱偏移的方法。理想情況下，該技術應能 與10ns級別的較短脈寬和40db的消光比相兼容，從而可傳輸較高比特率的信息。最 后，該調制技術應實施簡便、價廉，且不僅能與DBR激光器兼容，還可與較低成 本的DFB激光器兼容。發明概述本發明提供了用于調制半導體激光器所產生的輸出束強度的系統和方法，該系統和方法可克服現有技術中上述缺點。就此目的而言，該系統通常包含連接產生 脈動束的激光器的脈動電流源、具有接收該脈動束的輸入端的外調制器、以及由脈 動控制信號控制的用于傳輸輸出束的輸出端，其中通過隨時間變化改變脈動電流和 控制信號之間的相對相位角來調制該輸出束。優選所述脈動電流為可變相位，而所 述外調制器的控制信號為恒定相位，從而可使用相對較簡單和價廉的外調制器。雖 然外調制器可為強度調制器或波長調制器，出于簡便和成本原因，再次優選強度型 調制器。根據本發明的某些實施方式，脈動電流和控制信號均可在恒定的50%工作循環下操作。此外，雖然脈動電流和控制信號的脈寬可以是相等的，為了改善經調制的 輸出束的消光率，脈動電流的脈寬可比控制信號的脈寬略小。當采用強度型外調制器時，控制信號可為門信號，外調制器可有利地為視頻元 件，例如具有光反射面或光吸收面且以恒定轉速旋轉的反射輪或棱鏡。本發明還包括采用外調制器調制由半導體激光器產生的脈動束強度的方法，所 述方法包括以下步驟(l)向激光器提供脈動電流；(2)將脈動束接收入外調制器的 輸入端，該外調制器具有由脈動控制信號控制的輸出端，以及(3)改變脈動電流和 脈動控制信號之間的相對相位角，以調制由外調制器輸出端傳輸的激光。該系統和方法均能有利地消除波長偏移、以及如前所述的熱感應的圖形形成效 應，并且與成本相對較低的DFB半導體激光器兼容。下文將對本發明的其它特征和優點進行詳細描述，并且通過本文的說明書和權 利要求書以及附圖的描述或對本發明實踐的驗證，本發明的部分特征和優點對于本 領域技術人員而言是非常容易理解的。應理解上文的概述和下文的詳細描述僅是本發明的示例，是為理解本發明所請 求保護的性質和特征而提供的概述或框架。所附附圖是為了提供對本發明更好的理 解，其納入并組成本說明書的一部分。
了本發明的一個或多個實施方式，其與說明書一起用于解釋本發明的原理和操作。附圖簡要說明將結合以下附圖來描述本發明的上述和其它方面、特征以及優點，在不同的視 圖中相同的附圖標記表示相同的部件圖1A和1B是常規的三部分DBR半導體激光器和帶有SHG設備的常規DFB半導體激光器的示意圖；圖2A和2B是顯示了DBR半導體激光器和SHG的熱感應圖形形成效應、以及DBR半導體FB半導體激光器和SHG的熱感應圖形形成效應的圖表；圖3A和3B顯示了采用本發明光學強度外調制器的示例性影像顯示器系統； 圖4A、 4B和4C顯示了與本發明微分相位外波長調制方案相關的特性；它們顯示了本發明的不同實施方式；圖5顯示了包含DFB半導體激光器和外部強度調制器的光學系統的光強 度，它是根據本發明注入DFB激光器的電流和進入外部強度調制器的門信號之 間的相的函數；圖6顯示了用于示范本發明的DFB半導體激光器和AOM;圖7顯示了提供本發明微分相位調制方法的流程圖；圖8A、 8B和8C顯示了與本發明微分相位調制方案相關的特性，該方案對 DFB激光器和外調制器的電流脈沖為50y。恒定工作循環；以及圖9A、 9B和9C顯示了與本發明微分相位調制方案相關的特性，該方案對 DFB激光器具有S50y。的恒定工作循環，對于外調制器為50Q^。發明詳述本發明的一個示范性實施方式涉及能有效操作DBR或DFB半導體激光器并減 少與半導體激光器相關的熱效應的方法和相關系統。雖然本文所例舉和描述的特定實施方式是關于控制注入DBR半導體激光器或DFB半導體激光器中的電流以及控 制信號(在本文中也稱為脈動門信號)與外調制之間的相對相位角，本領域普通技術 人員應理解該系統和方法還在例如應用于注入電流會導致不利的熱效應的任何半 導體激光器中也很有利。此外，雖然本發明的DBR和DFB半導體激光器應用于涉及視頻信號處理和顯示 器應用中，該揭示并不覆蓋總體上涉及半導體激光器的本發明所有改進或變化。例 如，本發明還可用于諸如以下的領域光學數據存儲、圖像復制、光通訊以及靈敏 儀表等。在以下詳細描述的示例性實施方式中，參考構成說明書一部分的附圖，在附圖 中對可實踐本發明的特定示例性實施方式以圖示的方式顯示。這些實施方式經詳細 描述足以使本領域技術人員可實踐本發明，還應理解可不脫離本發明精神和范圍地 采用其它實施方式并進行邏輯、機械和/或電子上的改變。因此，以下的詳細描述 不應被視為是限制性的。根據本發明的示例性實施方式，如圖3A和3B大體上所示，將經過相調制的電 流注入DBR或DFB半導體激光器可有效地應用于影像顯示器系統。在圖3A中，視頻信號310進入視頻處理器320，而視頻處理器320則將信號遞送 給控制器330。控制器330與模擬激勵電路340交界，模擬激勵電路340將電流lG遞送 到半導體DBR或DFB激光器350，并將控制(門)信號IM(例如，調制電壓或電流)遞送 到外調制器360(例如，聲光調制器)。半導體激光器350的輸出也同樣經外調制器360 遞送到SHG設備370，然后遞送到顯示器380。類似地，在圖3B中，視頻信號310進 入視頻處理器320，視頻處理器320將信號遞送到控制器330。控制器330與模擬激勵 電路340交接，模擬激勵電路340將電流lM遞送到外調制器360，并將電流Ic遞送到 半導體DBR或DFB激光器350。半導體激光器350的輸出首先被遞送到SHG設備370， 然后通過外調制器360，再遞送到顯示器380。此外，雖然示例性實施方式中討論的是SHG設備，其它類型的波長可選擇的設 備也可用于提供輸出。例如，也可采用被動濾光片。被動濾光片不會改變從激光器 中輸出的波長。圖4A顯示了至ljDFB激光器(或DBR激光器的增益部分)的電流、和到外調制器的 控制信號(即脈動門信號)的特性。如圖所示，脈沖到DFB激光器(或DBR激光器增益 部分)的電流具有固定的工作循環。工作循環是電流為"接通"時的時間與比特期 的總時間的比值("接通"時間除以"接通"加"斷開"時間之和)。各個比特期對 DFB激光器的熱負載是恒定的，因此DFB激光器輸出的波長也是恒定的。各個比特 期的凈輸出強度由脈沖至UDFB激光器的電流和脈沖到外調制器的脈動門信號(即脈 動控制信號)之間的微分相位角或重疊積分(overlap integral)所決定(如以下圖5所 示)。由于外強度調制器不會改變DFB輸出的波長，系統的波長是恒定的，并與SHG 設備的中心波長對準，且不產生圖形形成效應。可始終實現SHG的最大轉換效率。圖5所示為脈沖至IJDFB半導體激光器的電流與脈沖到外調制器的門之間的微分 相位圖，還以重疊積分來表示。圖5顯示半導體激光器(例如DBF半導體激光器)的 波長保持恒定于1060nm，而微分相值發生變化，從而使得光束強度發生變化(調制)。圖4A、 4B和4C顯示了本發明的不同實施方式，其中采用DBR或DFB激光器以 及外調制器來產生微分相位，從而使得最終輸出的光強度得到調制。在各個實施方 式中，到外調制器的控制信號(即脈動門信號)具有恒定工作循環，對強度或波長調 幅進行調制。不論是DBR還是DFB激光器的強度或波長均可通過在比特期內具有不同時間延遲從而允許調整微分相位的電流來進行調制，這是因為用于激光器調制的 相位角變化更易于執行，或比起改變到外調制器的控制信號的相位角更為便宜。在需要高速操作的應用(例如激光器投影顯示器)中，脈沖到DBR或DFB激光器的電流在各個比特期進行相調節的同時負載快速視頻信號。采用低成本且簡單的外 調制器以恒定的速度進行簡單接通和斷開。在影像顯示器應用中，可將第二強度調 制器作為成像系統的一部分，從而在總的系統成本上僅增加很少的附加成本。例如，許多投影系統中普遍采用的多邊形掃描鏡的各面(eachfact)可用"好"(或"接通") 表面或"壞"(或"斷開")表面構成。當光束入射到"好"表面，該光束被導到靶 標顯示器屏幕上。當光束入射到"壞"表面，該光束通過散射、吸收、衍射或反射 而消失。在另一個例子中，可將雙位鏡(bi-positionmirror)集成在掃描鏡系統中從而 以50%或更小的工作循環來反射激光束接通和斷開。在各個比特期，對脈沖到DBR 或DFB激光器的電流的相位角進行調節以獲得所需的光強度。圖4A顯示了與本發明一個實施方式的微分調制方案相關的特性。在該實施方 式中，對半導體激光器和SHG設備均進行了強度調制(即對來自這些設備的光束進 行強度調制)。更具體而言，在該實施方式中，用電流脈沖對DFB半導體激光器或 DBR激光器的增益部分進行調制。脈沖到DFB激光器或DBR激光器增益部分的電 流具有固定的工作循環，而所具有的相位角則是可變的。固定的工作循環導致了對 DFB激光器或DBR激光器恒定的熱負載以及恒定的波長輸出。采用具有固定工作循 環和恒定脈動相位角的脈動控制(門)信號調制外調制器(例如聲學調制器)使得強度 得到調制。DFB激光器或DBR激光器增益部分的強度調制和外調制器的強度調制之 間的微分相位角決定了最終光束輸出的強度(即該系統包括激光器、外調制器、SHG 設備；或該系統包括激光器、SHG設備和外調制器)。當微分相位角為0。時，SHG 輸出的脈寬為對應于100%最大強度的比特期的50%。類似地，當微分相位角為90。 時，SHG輸出的脈寬為對應于50n/。最大強度的比特期的2515/。，而當微分相位角為 180°時，SHG輸岀的脈寬為對應于0。/。最大強度的比特期的0。/。。圖4B顯示了與本發明另一個實施方式的微分調制方案相關的特性。在該實施 方式中，對DBR半導體激光器進行了波長調制，對外調制器進行了強度調制(即由 激光器提供的光束具有改變的波長，而外調制器則提供強度被調制的輸出束)。更12具體而言，在該實施方式中，所采用的半導體激光器是DBR半導體激光器。在DBR 半導體激光器中，與僅能對強度進行調制的DFB激光器不同，DBR激光器的波長和 強度可分別通過改變到激光器DBR部分的電流和到激光器增益部分的電流而調 制。在該實施方式中，采用具有固定工作循環和可變相位角的電流脈沖來調制DBR 激光器的波長。這可產生兩種不同的波長， 一種對應于"接通"的電流，另一種對 應于到DBR激光器的DBR部分的"斷開"的電流。如前實施方式中所述，用固定 的工作循環和固定的相位角來調制外調制器的強度。該實施方式利用了SHG設備是 一種波長鑒別設備，其設置用于將對應于激光器"接通電流"的波長轉換為不同的 所需波長(例如綠光)，而對應于其它波長(即對應于"斷開"電流)束的激光束通過 SHG設備不發生改變。所得的結果是SHG設備輸出的光強度類似于前述實施方式中 的結果。DBR激光器波長調制和外調制器強度調制之間的微分相位角決定了SHG 設備最后的輸出強度。當微分相位角為0。時，SHG輸出的脈寬為對應于100n/。最大 強度的比特期的50%。類似地，當微分相位角為90。時，SHG輸出的脈寬為對應于 50%最大強度的比特期的25%，而當微分相位角為180。時，SHG輸出的脈寬為對應 于0%最大強度的比特期的0%。圖4C顯示了與本發明另一個實施方式的微分調制方案相關的特性。在該實施 方式中，對DBR半導體激光器進行了強度調制，對外調制器進行了波長調制(即由 激光器提供的光束具有改變的強度，而可為SHG設備的外調制器則提供具有改變波 長的輸出束)。更具體而言，在該實施方式中，所采用的半導體激光器是DFB激光 器或DBR激光器。完全如參考圖4A所描述地對DBF半導體激光器或DBR激光器的 增益部分進行強度調制。脈沖到DFB激光器或DBR激光器增益部分的電流具有固定 的工作循環，而所具有的相位角則是可變的。固定的工作循環導致了對DFB激光器 或DBR激光器恒定的熱負載以及恒定的波長輸出。然而，可作為SHG本身的外調 制器以固定的工作循環和固定的相位角而不是強度來調制激光器輸出的波長。在 SHG設備之后獲得的機構強度與前述實施方式中的強度是相同的。該實施方式利用 了SHG設備是一種波長鑒別設備，其設置用于將對應于外調制器"接通信號"的波 長轉換為不同的所需波長(例如綠光)，而對應于其它波長(即對應于"斷開"信號) 束的激光束通過SHG設備不發生改變。DBR激光器或DBR激光器增益部分的強度調制和外調制器的波長調制之間的微分相位角決定了輸出強度，SHG輸出脈寬。當微分相位角為0。時，SHG輸出的脈寬為對應于100n/。最大強度的比特期的50。/。。類 似地，當微分相位角為90。時，SHG輸出的脈寬為對應于50。/。最大強度的比特期的 25%。而當微分相位角為180。時，SHG輸出的脈寬為對應于Oy。最大強度的比特期 的0%。如圖6所示，在測試中將聲光調制器(AOM)710用作外部強度調制器。DFB激光 器700接收具有恒定工作循環和可變相的調制電流。由AOM710接收強度受到調制 的輸出，其中激光器輸出的是經恒定工作循環和恒定相位調制的強度，從而產生經 調制的輸出720。所用的工序示于圖7中。最初，在步驟810中接收并處理視頻信號。 然后，在步驟820中獲取與視頻信號相關的光功率或所需的視頻強度。然后，在所 獲得的強度的基礎上，在步驟830中確定相微分。接著，在步驟840中將電流脈沖注 入DFB激光器，在步驟850中將脈動控制信號(門信號)注入外部強度調制器中。最 后，在步驟860中使輸出束通過SHG設備并顯示。數個測試的結果示于圖8A-8C和9A-9C中。在圖8A、 8B禾口8C中，DFB工作循環 為50%， AOM工作循環為50。/。，這類似于上述圖3A所示的工作循環。圖8A中，微 分相位角為0。；圖8B中，微分相位角為90。；而圖8C中，微分相位角為180。。圖8C 中，由于AOM不理想的升降次數(rise and fall times),輸出光強度不為O。圖9A、 9B 和9C中，DFB激光器的電流脈沖工作循環為〈50。/。，以改善消光率，AOM的工作循 環為50%。圖9A中，微分相位角為0。；圖9B中，微分相位角為90。；而在圖9C中， 微分相位角為180。。本發明提供了超越常規系統的若干獨特的優點。通過應用本發明，在高頻電 流脈沖注入下，DBR或DFB激光器的溫度是恒定的。通過改變脈沖到激光器的電流 和脈沖到外調制器的脈動控制信號之間的微分相位角，可改變由與外調制器(例如 聲學調制器和/或SHG)相連的DBR或DFB激光器所提供的輸出束的輸出強度，但不 會產生熱感應的圖形形成效應。由此，本發明顯然提供了一種強度調制的方法和系統。雖然結合幾個示例性的 實施方式描述了該發明，但很明顯很多選擇、修改和改變對于本領域普通技術人員 將會是很顯見的或是很顯見的。因此，本揭示涵蓋了所有在本發明精神和范圍之內的選擇、修改、等價物和改變。
權利要求
1.一種用于調制由半導體激光器產生的輸出束強度的系統，所述系統包括與產生激光脈動束的所述激光器連接的脈動電流源，和由脈動控制信號控制的外調制器，所述外調制器具有(i)接收所述脈動束的輸入端，以及(ii)提供經調制的輸出束的輸出端，其中，通過隨時間改變所述脈動電流和所述控制信號之間的相對相位角來調制所述輸出束。
2. 如權利要求l所述的系統，其特征在于，脈動電流和控制信號均具 有恒定工作循環。
3. 如權利要求l所述的系統，其特征在于，脈動電流與控制信號之間的 相對相位角隨時間而改變，以調制所述輸出束。
4. 如權利要求l所述的系統，其特征在于，脈動電流的相位角隨時間改 變以調制所述輸出束。
5. 如權利要求l所述的系統，其特征在于，控制信號的相位角隨時間改 變以調制所述輸出束。
6. 如權利要求l所述的系統，其特征在于，通過二次諧波發生器將所述 脈動束間接傳輸到所述外調制器。
7. 如權利要求l所述的系統，其特征在于，所述脈動束直接傳輸到所述外調制器，將所述經調制的輸出束與二次諧波發生器耦合。
8. 如權利要求l所述的系統，其特征在于，所述脈動電流在恒定的50% 工作循環下工作。
9. 如權利要求l所述的系統，其特征在于，所述控制信號在恒定的50% 工作循環下工作。
10. 如權利要求l所述的系統，其特征在于，激光器是DFB和DBR固態激光器中的一種。
11. 如權利要求l所述的系統，其特征在于，外調制器是強度調制器和波長調制器中的一種。
12. 如權利要求l所述的系統，其特征在于，所述外調制器是視頻元件。
13. 如權利要求9所述的系統，其特征在于，所述外調制器是電吸收調制器。
14. 如權利要求9所述的系統，其特征在于，所述外調制器是馬赫-珍德 干涉儀調制器。
15. 如權利要求12所述的系統，其特征在于，所述外調制器是以恒定速 率旋轉的視頻元件，并具有至少一個光反射面和一個光吸收面。
16. 如權利要求l所述的系統，其特征在于，所述脈動電流和所述門信號 的比特期小于500 ns。
17. —種調制由半導體激光器產生的輸出束的強度的系統，所述系統包 括與產生激光脈動束的所述激光器連接的可變相位脈動電流源，和 外部強度調制器，其具有接收所述激光脈動束的輸入端(i)，和受到具有恒定相位的脈動門信號控制的(ii)輸出端，該輸出端提供輸出束，其中，通過隨時間改變所述脈動電流相對于所述門信號的所述恒定相位的相位角來調制所述輸出束。
18. —種調制由半導體激光器產生的輸出束的強度的系統，所述系統包括與產生激光脈動束的所述激光器連接的可變相位脈動電流源，其具有脈 動強度和恒定的波長，和外部波長調制器，其具有(i)接收所述脈動束的輸入端，和(ii)受到具有恒 定相位的脈動門信號控制的輸出端，所述輸出端提供輸出束，其中，通過隨時間改變所述脈動電流相對于所述門信號的所述恒定相位 的相位角來調制所述輸出束，從而調制特定波長的輸出強度的脈寬。
19. 一種調制由半導體激光器產生的輸出束的強度的系統，所述系統包括與產生激光脈動束的所述激光器連接的可變相位脈動電流源，其具有脈動波長和恒定強度，和外部強度調制器，其具有(i)接收所述脈動束的輸入端，和(ii)提供輸出束 的輸出端，所述輸出端受到具有恒定相位的脈動門信號的控制，其中，通過隨時間改變所述脈動電流相對于所述門信號的所述恒定相位 的相位角來調制所述輸出束，導致對特定波長的輸出強度的脈寬的調制。
20. 如權利要求17所述的系統，其特征在于，所述激光器是DFB激光器。
21. 如權利要求17所述的系統，其特征在于，所述脈動電流和所述門信 號均在實質上50%工作循環下工作。
22. —種調制由具有外調制器的半導體激光器產生的脈動束的強度的方 法，所述方法包括步驟向所述激光器提供脈動電流，以產生激光脈動束；將所述脈動束接收入外調制器的輸入端，所述外調制器具有這樣的輸出 端它受到脈動控制信號的控制，以及改變所述脈動電流和所述脈動控制信號之間的相對相位角，以調制由所 述外調制器的所述輸出端傳輸的激光。
全文摘要
本發明提供了調制由半導體激光器產生的輸出束的強度的系統和儀器。示范性的系統包括與產生激光脈動束的激光器連接的脈動電流源、具有接收脈動束的輸入端和由脈動控制信號控制的輸出端的外調制器，其中通過隨時間來改變由脈動電流供能的激光器與外調制器的控制信號之間的相對相位角，來調制由外調制器輸出端傳輸的輸出束。該外調制器可為強度型調制器，其輸出端由具有恒定相位的門信號控制，而為激光器供能的脈動電流源則可為可變相位，以便可用具有簡單結構的外調制器來對輸出束進行調制。所述系統和方法都能十分有利地與DFB激光器兼容，并能避免這樣的波長偏移和隨之熱誘導的形成圖像的影響，該波長偏移和形成圖像的影響通過用具有恒定工作循環的脈動電流供能激光器所導致。
文檔編號H04B10/155GK101326748SQ200680046434
公開日2008年12月17日 申請日期2006年11月30日 優先權日2005年12月8日
發明者C·-E·扎, M·H·胡, 西山伸彥 申請人:康寧股份有限公司