用于获得校正图案的方法技术

驱动半导体激光器，这样高输出功率激光束稳定地获得而没有长的启动时间。多个半导体激光器的光输出通过光电探测器检测。半导体激光器基于光电探测器的输出和对应于用于半导体激光器的目标光输出的设定值之间的比较结果、通过自动功率控制器来驱动。校正图案预先产生，所述校正图案校正设定值和/或光电探测器的输出。根据从驱动启动起经过一预定时间段的校正图案变化设定值和/或输出。利用单个校正图案，对多个半导体激光器共用。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用于驱动半导体激光器的方法和设备。本专利技术也涉及一种用于产生校正图案的方法，所述校正图案用于驱动半导体激光器的方法中，用于校正在自动功率控制和/或光电检测器的输出中所使用的设定值。进一步地，本专利技术涉及用光对光敏材料曝光的曝光设备，所述光从半导体激光器发射并通过空间光调制元件调制。
技术介绍
半导体激光器实际中使用在很多领域。日本未审查专利出版物No. 2005-055881 公开了一种激光曝光设备，所述激光曝光设备用空间光调制元件调制从半导体激光器发射的光，并用被调制的光曝光光敏材料。此外，发射具有波长在400nm附近的激光束的GaN型半导体激光器是公知的， 这例如在日本未审查专利出版物No.2004-096062中公开。日本未审查专利出版物 No. 2005-055881公开了 曝光设备利用该类型的半导体激光器作为曝光光源。在半导体激光器的应用中，例如当半导体激光器应用在前述的曝光设备中时， 希望驱动半导体激光器，使得它们的光输出是恒定的。以这种方式驱动半导体激光器的已知的方法包括ACC(自动电流控制)驱动方法以及APC(自动功率控制)驱动方法， 如在日本未审查专利出版物No. 8(1996)-274395中公开。注意，日本未审查专利出版物 No. 2001-267669公开了一种用于半导体激光器的驱动方法，其中半导体激光器通过紧随半导体激光器的初始驱动之后的ACC方法而被驱动，这样驱动电流值逐渐增加，然后此后通过APC方法驱动。半导体激光器的驱动电流/光输出性能由于自热等而改变。因此，认识到其中驱动电流被控制成恒定的ACC驱动方法具有在激光器打开之后光输出改变的缺点。该缺点特别是在高输出半导体激光器中显著地发生。相似地，该缺陷在其中安装有多个半导体激光器的激光器设备中显著发生。此外，蓝紫GaN型半导体激光器具有更差的照明效率，且产生比红色激光器更多的热量。因此，在蓝紫色GaN型半导体激光器中所述光输出更显著地改变。有鉴于这些情况，APC驱动方法通常用于活动稳定的光输出。在APC驱动方法中， 所述驱动电流这样被控制让半导体激光器所发射的激光束的一部分进入监测的光电检测器；和产生反馈回路，这样与半导体激光器的光输出成比例产生的监测电流变得恒定。但是，在APC驱动方法中，所发射的光的一部分用作至反馈回路的输入，导致将被用于特定目的的光量减少。此外，必须需要额外的成本来提供光量反馈回路电路。此外，在APC方法中，存在这种光输出将在特定的条件下变得不稳定的问题。艮口， 半导体激光器通常由容纳在罐型封装之内的半导体激光器芯片构成。用于检测朝向半导体芯片的后部发射的光的监测光电检测器也容纳在所述封装中。所述APC方法通常通过利用监测光电检测器来实现，以获得稳定的光输出。但是，存在其中光输出不稳定的情况，甚至在采用APC驱动方法的情况下，特别是当半导体激光器是高输出激光器时，例如GaN型半导体激光器。这是因为放置在半导体激光芯片附近的光电检测器(例如光电二极管)的量子效率由于半导体激光器芯片所产生的热而改变。相应地，光电检测器的光输入量/输出性能改变。在这种情况下，即使利用如下的驱动方法也难于稳定光输出，所述驱动方法利用在日本未审查专利出版物No. 2001-267669中所公开的ACC驱动方法和APC驱动方法。同时，在例如如上所述的激光曝光设备中，半导体激光器的光输出是确定曝光过程所用的时间的一个因素。因此，需要以低成本获得稳定的高输出激光束。但是，在ACC驱动方法被用于获得稳定的光输出的情况下，激光曝光设备必须等待直到半导体激光器的温度在它们被打开之后稳定。这产生了制造时间的损失，由此增加了激光曝光设备的产距时间。产距时间的增加恶化了曝光工艺的生产率。将半导体激光器恒定地保持在ON状态中可以考虑作为消除前述等待状态所造成的时间损失的方法。但是激光器的寿命由它们发射光的时间量来确定。因此，半导体激光器的有效寿命减小一段时间量，即它们处于ON状态且没有被用于执行曝光工艺的一段时间量。例如，在激光器被用于曝光的时间在激光器处于ON状态的总时间的百分比是50%的情况下，半导体激光器的寿命减小大约1/2。有鉴于前述的情况研发本专利技术。本专利技术的目的是提供一种用于驱动半导体激光器的方法和设备，使得能够简单地、以低成本和短启动时间来获得稳定的高输出激光束。本专利技术的另一目的是提供一种和设备，所述校正图案用在驱动半导体激光器的方法和设备中，用于校正用于自动功率控制和/或光电检测器的输出的设定值。本专利技术的再一目的是缩短用光对光敏材料曝光的曝光设备的产距时间，所述光从半导体激光器发射并通过空间光调制元件调制。
技术实现思路
根据本专利技术的用于驱动半导体激光器的方法是用于驱动至少一个半导体的方法， 包括步骤用至少一个光电检测器检测所述至少一个半导体激光器的输出；将所述至少一个光电检测器的输出电流与对应于至少一个半导体激光器的目标光输出的设定值进行比较；以及基于所述比较结果、控制所述至少一个半导体激光器的驱动电流；其中预先产生根据从其启动驱动开始所经历的时间量而限定的校正图案，所述校正图案使得能够获得大体上均勻的光输出；以及所述至少一个光电检测器的设定值和/或输出电流根据从至少一个半导体激光器的驱动启动开始经过一预定时间段的校正图案而改变。注意，在本说明书中，光电检测器的“输出电流”指的是输出光电流或者电压。注意，在根据本专利技术的用于驱动至少一个半导体激光器的方法中，可以共用单个校正图案来驱动多个半导体激光器。在共用单个校正图案来驱动多个半导体激光器的情况下，对多个半导体激光器执行共同的定时，这对于根据校正图案变化至少一个光电检测器的设定值和/或输出电流来说是有利的。进一步地，在共用单个校正图案来驱动多个半导体激光器的情况下，且在从多个半导体激光器发出的激光束被多路复用的情况下，在多个半导体激光器之中以时滞执行根据所述校正图案变化所述至少一个光电检测器的设定值和/或输出电流，这是有利的。优选地，根据本专利技术的用于驱动半导体激光器的方法将被用于驱动多个半导体激光器，所述多个半导体激光器固定到共同的散热片上。优选地，根据本专利技术的用于驱动半导体激光器的方法将被应用于驱动这样的设备的多个半导体激光器，所述设备包括多个半导体激光器和多路复用光纤，由多个半导体激光器中的每个所发射的激光束进入所述多路复用光纤以由此被多路复用。进一步地，根据本专利技术的用于驱动半导体激光器的方法将被用于驱动GaN型半导体激光器，这是有利的。根据本专利技术的用于驱动半导体激光器的方法将被用于这样的情况是有利的其中用于APC驱动方法中的至少一个光电检测器设置在封装内，所述至少一个半导体激光器也设置在所述封装内。根据本专利技术用于驱动半导体激光器的设备是通过下述步骤驱动至少一个半导体激光器的设备用至少一个光电检测器检测所述至少一个半导体激光器的输出；将所述至少一个光电检测器的输出电流与对应于至少一个半导体激光器的目标光输出的设定值进行比较；以及基于所述比较结果、控制所述至少一个半导体激光器的驱动电流，所述设备包括存储器装置，在所述存储器装置中，使得能够获得大体上均勻的光输出的校正图案被记录，所述校正图案根据从其开始驱动时所经历的时间量来限定；以及控制装置，所述控制装置用本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种用于获得校正图案的方法，所述校正图案应用在用于驱动至少一个半导体激光器的方法中，所述用于驱动至少一个半导体激光器的方法，包括：用至少一个光电检测器检测所述至少一个半导体激光器的输出；将所述至少一个光电检测器的输出与对应于至少一个半导体激光器的目标光输出的设定值进行比较；以及基于所述比较结果、控制所述至少一个半导体激光器的驱动电流；其中预先产生根据从其启动驱动开始所经历的时间量而被限定的校正图案，所述校正图案使得能够获得大体上均匀的光输出；以及根据从至少一个半导体激光器的启动驱动起经过一预定时间段的单个校正图案变化所述至少一个光电检测器的设定值和／或输出；所述用于获得校正图案的方法包括步骤：通过基于所述至少一个光电检测器的输出和对应于用于所述至少一个半导体激光器的目标光输出的设定值之间的比较结果控制其驱动电流，而在自动功率控制下驱动至少一个半导体激光器；用至少一个其他光电检测器检测所述至少一个半导体激光器的光输出的至少一部分，所述至少一个其他光电检测器设置在大体上不受所述至少一个半导体激光器产生的热影响的位置处；根据所述至少一个其他光电检测器的在所经过的时间设定增量处的输出的变化性能，计算对于至少一个其他光电检测器的在所经过的时间设定增量处的设定值和／或输出的校正量；以及指定校正量和时间经过之间的关系作为所述校正图案。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：寺村友一，
申请(专利权)人：富士胶片株式会社，
类型：发明
国别省市：JP