校正电路、驱动电路、发光器件和电流脉冲波形的校正方法技术

在此描述了一种驱动电路和驱动电流校正方法。该驱动电路包括输出驱动电流的电流源，以及输出校正电流的校正电路。该校正电路包括第一RC时间常数电路。该电流源的输出端子连接到该校正电路的输出端子。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及校正要施加到表面发射半导体激光器的电流脉冲波形的校正电路、以及驱动电路和包括该校正电路的发光器件，该表面发射半导体激光器从上表面发射激光。 本专利技术还涉及施加到半导体激光器的电流脉冲波形的校正方法。
技术介绍
表面发射半导体激光器不同于现有技术中的法布里-珀罗(Fabry-Perot)谐振器半导体激光器，表面发射半导体激光器在与基底正交的方向上发光，并且其中可以以二维阵列状态在相同基底上安排许多谐振器结构。因此，在数据通信、打印机等的
，表面发射半导体激光器吸引了注意力。表面发射半导体激光器通常包括平台形(Mesa-shaped)谐振器结构，其中下部 DBR层、下部间隔层等、活性层(active layer)、上部间隔层、电流限制层、上部DBR层和接触层以此顺序层叠。在这样的半导体激光器中，通过谐振器结构的有效谐振器长度确定振荡波长，并且光输出的幅度将在对应于活性层的带隙(bandgap)的发射波长中最大。因此， 通常配置谐振器结构和活性层，使得谐振器结构的有效谐振器长度和活性层的发射波长彼此相等(参照JP-2008-306118(专利文献1))。
技术实现思路
在此描述了驱动电路和驱动电流校正方法。通过示例的方式，驱动电路包括输出驱动电流的电流源以及输出校正电流的校正电路。校正电流包括第一 RC时间常数电路。电流源的输出端子连接到校正电路的输出端子。附图说明图1根据本专利技术的实施例的发光器件的示意性配置示例的图；图2是示出图1的激光器驱动电路的内部配置示例的图；图3A到3C是示出在图1的激光器驱动电路中生成的电流脉冲的示例的曲线图；图4A到4C是示出图1的半导体激光器器件的光输出波形的示例的曲线图；图5A到5E是用于说明图2的电流源的输出波形和图2的校正电路的输出波形的合成的波形图；图6是示出衰减(droop)的施加功率依赖性的示例的曲线图；图7是示出脉冲模式(pulse pattern)密度和衰减曲线之间关系的示例的曲线图；图8是示出图1的激光器驱动电路的另一内部配置示例的图；图9A到9C是指示由图8的激光器驱动电路生成的电流脉冲波形的示例的曲线图10是示出图1的半导体激光器器件的I-L特性的示例的曲线图；图IlA到IlE是用于说明图8的电流源的输出波形和图8的校正电路的输出波形的合成的波形图；图12是示出图1的半导体器件的示意性配置和热电路的示例的视图；图13是用于说明热等式中包括的变量的波形图；图14A是示出通过求解热等式获得的活性层温度的时间变化的曲线图，图14B是示出通过实际测量获得的活性层温度和光输出之间关系的曲线图14B，并且图14C是示出从图8获得的光输出的时间变化的曲线图；以及图15是示出光输出的时间变化中实际测量值和计算值的曲线图。 具体实施例方式通常，表面发射半导体激光器中的腔长度非常小，其是大约1 λ到2λ (λ是振荡波长)，因此，通过腔长度来固定振荡波长。因此，表面发射半导体激光器可以以不同于活性层的发射波长(最大增益的波长)的波长振荡。因此，取决于波长失谐△ λ的设计，可以任意地选择阈值电流将最小的器件温度。然而，最实际的，阈值电流将最小的器件温度是在从0°C到60°C范围内的值。当希望在高温侧获得足够的光输出时，需要将波长失谐Δ λ设计为高。例如，在从660nm到680nm的波段的表面发射半导体激光器中，其中活性层53包括红色材料(GaInP 或Alfe^nP)，当在大约50°C的器件温度Ttl处波长失谐Δ λ是19nm时，阈值电流变为最小。 顺便提及，阈值电流具有温度依赖性的事实意味着在固定电流下的光输出也具有温度依赖性。例如，在具有680nm的振荡波长的表面发射半导体激光器中，当在50°C和ImW的驱动状态下周围温度增加10°c时，光输出减少大约20%。即使当脉冲操作表面发射半导体激光器时，器件温度也在施加电流脉冲到器件的同时逐渐增加，并且光输出随同温度增加逐渐减少。这是称为“衰减(droop)”的现象，其在半导体激光器中是公知的。当施加的功率高时，该现象显著地出现，并且例如发现随着施加的功率从0. 6mff变为lmW，光输出的减少量增加，如图6所示。当以量化方式估计衰减时，例如，使用以下等式。ΔΡ = (P1-P2)/P1X100(% )在上面的等式中，ΔΡ代表衰减(光输出减少)量。Pl代表当从上升开始已经过去1微秒时获得的光输出，并且P2代表当光输出处于正常状态时获得的光输出。作为校正衰减的方法，例如，存在JP-A-2002_254697(专利文献2)中描述的方法。 在专利文献2的第0038段中有这样的描述，其中“随着热生成量高度趋于依赖于流到其的电流而不是激光发射的存在，在偏置电流连续流动的情况下，即使在发光部分为间歇时，在类似的包络曲线的情况下光量减少”。在专利文献2描述的专利技术中，进行基于该思想的校正。在阈值高以及开关电流低的驱动条件下，上面的断言似乎是正确的。然而，在实际驱动中预期各种脉冲模式，因此，应该考虑“热生成量依赖于发光模式”。特别地，在如表面发射半导体激光器的低阈值激光器中，开关电流超过偏置电流的驱动状态不是例外。特别地，随着开关电流在高温环境下驱动的情况下变得更高，根据发光模式的衰减曲线(光输出减少曲线)的变化变得更加显著。例如，如图7所示，随着脉冲模式变得密集，衰减曲线减少到右边。如上所述，当衰减曲线根据如发光模式、电流值和温度的驱动条件的差别变化时， 在现有技术方法中不容易精确校正衰减。鉴于以上，希望提供一种校正电路以及驱动电路和具有该校正电路的发光器件， 该校正电路能够根据驱动条件的差别校正衰减。还希望提供一种校正电流脉冲波形的方法，其能够根据驱动条件的差别校正衰减。在根据本专利技术实施例的中，可以通过使用第一 RC时间常数电路减少其中光输出随着温度增加而减少的称为衰减的现象，因此，可以执行根据驱动条件的差别的衰减校正。在根据本专利技术实施例的中，可以通过使用第一 RC时间常数电路和包括多个第三时间常数电路的第二 RC时间常数电路，校正从电流源输出的电流脉冲波形，使得半导体激光器的光输出的脉冲波形接近矩形形状，该第三时间常数电路随着时间削弱电流脉冲的脉冲高度值，结果，不但可以减少由于衰减导致的波形圆形畸变(rounding)，而且可以减少由于波长失谐Δ λ导致的光输出的波形圆形畸变。下文中，将参照附图说明本专利技术的实施例。图1示出根据本专利技术实施例的发光器件1的示意性配置示例。发光器件1例如包括系统控制电路10、激光器驱动电路20和光学系统30，如图1所示。系统控制电路10通过激光器驱动电路20控制半导体激光器件31的驱动。光学系统30包括例如热敏电阻32、准直透镜33和物镜34。通过包括一个或多个表面发射半导体激光器(未示出)配置半导体激光器件31。通过包括例如在尽管未示出的基底上提供的激光器结构，配置半导体激光器件31中包括的表面发射半导体激光器(简称为半导体激光器)。激光器结构单元具有垂直腔结构，其中通过一对多层反射镜(未示出)包夹活性层，从上表面发射激光。活性层例如包括红色材料(GaInP或Alfe^nP)。此时，作为活性层的发射波长和表面发射半导体激光器的振荡波长之间的差的波长失谐△ λ 是15nm或更大。活性层可以本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种驱动电路，包括：电流源，其输出驱动电流；以及校正电路，其输出校正电流，所述校正电路包括第一ＲＣ时间常数电路，其中，所述电流源的输出端子连接到所述校正电路的输出端子。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：前田修，汤胁武志，大尾桂久，兴边孝一，仲埜博文，荒木田孝博，
申请(专利权)人：索尼公司，
类型：发明
国别省市：JP