一种激光器电路，具有用于将电流递送给激光器设备的电流源。使用脉宽调制激光器驱动电流，并且依据所估计的结温度来设置激光器驱动电流的振幅和占空比。以此方式，对于不同的操作温度和期望的光学输出功率，可以保持较高的效率。
1、众所周知，激光器需要比激光发射阈值电流更高的驱动电流，以便发射相当大的光学输出功率。在该激光发射电流以下，光子生成效率非常低，使得激光发射电流可以主要被视为对效率损失的主要贡献。因此，从效率的视角来看，使驱动电流最大使得驱动电流显著高于激光发射电流是有益的。
2、针对最大效率的最大驱动电流很大程度上取决于(诸如垂直腔表面发射激光器vcsel)激光器的结温度。在结温度升高时，可以预期作为正向电流的函数的光学输出功率的较早翻转(在局部最大值之后)，并且这种最大效率取决于结温度。激光照射源的主要目标是确保以尽可能高的效率发射特定量的光。
>11、该激光器电路使用脉宽调制激光器驱动电流的振幅和占空比两者，以使得能够在不同的结温度下高效操作。通过使得能够高效进行操作，不仅节省了能量，而且还减轻了功耗问题。12、具体地，温度的增加会导致控制器实现电流的振幅的减小以转移到高效操作点，并且增加占空比以维持类似的平均电流。
13、已知激光器的平均输出功率可以通过调节pwm控制信号的占空比或通过调节驱动电流来控制。如上文所解释的，因为增加激光发射电流的贡献会削弱效率，所以降低驱动电流以降低功率并非有益。由于用于最大效率的驱动电流振幅取决于温度，所以仅通过控制pwm控制信号的占空比来降低激光器的输出功率也并不可取。
14、因此，本专利技术结合了这两种方法，以实现高效操作以及维持期望输出。
15、电流源可以包括开关元件，该开关元件与激光器设备并联耦合或与激光器设备串联耦合，其中开关元件被布置为控制到激光器设备的电流的占空比。
16、这可能起到分流开关或串联开关的作用。相反，电流源本身可以生成脉宽调制输出电流。
17、控制器例如适于控制脉宽调制激光器驱动电流的电流振幅和占空比，以实现期望效率和期望光学输出功率。期望光学输出功率可以例如是恒定的。
18、控制器例如适于控制脉宽调制激光器驱动电流的电流振幅和占空比，以与最大效率相对应的振幅操作，并且以用于递送期望的光学输出功率的占空比操作。通过实现以最大效率进行操作，不仅节省了能量，而且还减轻了功耗问题。可以基于激光器设备的已知特性来估计最大效率点，或可以监测效率以提供反馈控制。
19、传感器布置可以包括用于测量激光器设备的外壳温度的温度传感器。外壳温度可以用于提供对激光器设备结温度的估计。这可以例如使用与设备和设备外壳有关的热信息。
20、传感器布置可以附加地或备选地包括用于测量光学输出功率的光通量传感器。所测量的光学输出功率可以与数据结合使用，该数据将光学输出功率表征为特定设备的结温度的函数。该表征信息可以例如在激光器设备本身的制造过程期间或在整个激光器电路的组装和工厂校准期间获得。
21、还可以提供电流振幅测量设备以用于测量激光器设备电流。这提供了驱动电流的反馈测量。根据电流源的设置使用电流驱动激光器，但是测量电流使得能够检测电流设置中的误差。
22、控制器还可以适于确定激光器的输出功率，并且还依据输出功率设置激光器驱动电流的振幅和占空比。
23、以此方式，提供反馈控制回路以使得输出功率能够维持在期望的恒定水平，而非基于驱动条件来假设输出功率。
24、激光器设备可以包括垂直腔表面发射激光器。备选地，激光器设备可以包括一个或多个激光二极管。
25、激光器电路例如是用于递送恒定光输出功率的照明电路。
26、本专利技术还提供了一种控制激光器设备的方法，包括：
27、估计激光器设备的结温度；
28、依据结温度设置脉宽调制激光器驱动电流的振幅；
29、依据激光器设备所需的功率来设置脉宽调制激光驱动电流的占空比，以及
30、将激光器驱动器电流递送到激光器设备。
31、该方法可以包括：控制设置脉宽调制激光器驱动电流的电流振幅和占空比，以实现期望的效率和期望的光学输出功率。
32、然后，该方法可以包括：设置脉宽调制激光器驱动电流的电流振幅和占空比以与最大效率相对应的振幅操作，并且以用于递送期望的光学输出功率的占空比操作。
33、本专利技术还提供了一种计算机程序，包括计算机程序代码装置，该计算机程序代码装置适于当所述程序在计算机上运行时，实现上文所定义的方法。
34、根据以下所描述的(多个)实施例，本专利技术的这些和其他方面变得显而易见，并且参考下文所描述的(多个)实施例，进行阐述。
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【技术保护点】
1.一种激光器电路(100)，包括：
2.根据权利要求1所述的激光器电路，其中所述电流源(104)包括开关元件(108)，所述开关元件(108)与所述激光器设备(102)并联耦合或与所述激光器设备(102)串联耦合，其中所述开关元件(108)被布置为控制到所述激光器设备(102)的所述电流的所述占空比。
3.根据权利要求1或2所述的激光器电路，其中所述控制器(106)适于控制所述脉宽调制激光器驱动电流的所述电流振幅和所述占空比，以实现期望的效率和期望的光学输出功率。
4.根据权利要求3所述的激光器电路，其中所述控制器(106)适于控制所述脉宽调制激光器驱动电流的所述电流振幅和所述占空比，以与最大效率相对应的振幅操作，且以用于递送所述期望的光学输出功率的占空比操作。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的激光器电路，其中所述传感器布置包括用于测量所述激光器设备的外壳温度的温度传感器(110)。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的激光器电路，其中所述传感器布置包括用于测量光学输出功率的光通量传感器(112)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的激光器电路，还包括用于测量激光器设备电流的电流振幅测量设备(114)。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的激光器电路，其中所述控制器(106)还适于确定所述激光器的所述输出功率并且还依据所述输出功率来设置所述激光器驱动电流的所述振幅和所述占空比。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的激光器电路，其中所述激光器设备(102)包括垂直腔表面发射激光器。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的激光器电路，其中所述激光器设备(102)包括一个或多个激光二极管。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的激光器电路，包括用于递送恒定光输出功率的照明电路。
12.一种控制激光器设备(102)的方法，包括：
13.根据权利要求12所述的方法，包括：控制设置所述脉宽调制激光器驱动电流的所述电流振幅和所述占空比，以实现期望的效率和期望的光学输出功率。
14.根据权利要求13所述的方法，包括：设置所述脉宽调制激光器驱动电流的所述电流振幅和所述占空比，以与最大效率相对应的振幅操作，且以用于递送所述期望的光学输出功率的占空比操作。
15.一种计算机程序，包括计算机程序代码装置，所述计算机程序代码装置适于当所述程序在计算机上运行时，实现根据权利要求12至14中任一项所述的方法。
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【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种激光器电路(100)，包括：
2.根据权利要求1所述的激光器电路，其中所述电流源(104)包括开关元件(108)，所述开关元件(108)与所述激光器设备(102)并联耦合或与所述激光器设备(102)串联耦合，其中所述开关元件(108)被布置为控制到所述激光器设备(102)的所述电流的所述占空比。
3.根据权利要求1或2所述的激光器电路，其中所述控制器(106)适于控制所述脉宽调制激光器驱动电流的所述电流振幅和所述占空比，以实现期望的效率和期望的光学输出功率。
4.根据权利要求3所述的激光器电路，其中所述控制器(106)适于控制所述脉宽调制激光器驱动电流的所述电流振幅和所述占空比，以与最大效率相对应的振幅操作，且以用于递送所述期望的光学输出功率的占空比操作。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的激光器电路，其中所述传感器布置包括用于测量所述激光器设备的外壳温度的温度传感器(110)。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的激光器电路，其中所述传感器布置包括用于测量光学输出功率的光通量传感器(112)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的激光器电路，还包括用于测量激光器设备电流的电流振幅测量设备(114)...
【专利技术属性】
技术研发人员：K·阿鲁兰杜，M·温特，O·V·维多文，
申请(专利权)人：昕诺飞控股有限公司，
类型：发明
国别省市：
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