本发明专利技术总地涉及半导体激光器和激光投影系统。根据本发明专利技术的一个实施例，提供一种操作激光投影系统的方法。根据该方法，利用激光投影系统来显示一像素化图像帧的序列，该像素化图像帧的序列包括相对高强度的活动投影周期Ｍｏｄ开启和相对低强度的非活动投影周期Ｍｏｄ关闭的交替序列。互补控制信号在相对高强度的活动投影周期Ｍｏｄ开启期间的活动状态Ｑ开启和相对低强度的非活动投影周期Ｍｏｄ关闭期间的非活动状态Ｑ关闭之间过渡。调节互补控制信号从非活动状态Ｑ关闭至活动状态Ｑ开启的过渡以占先于相对高强度的活动投影周期Ｍｏｄ开启的开始，从而使互补控制信号在相对高强度活动投影周期Ｍｏｄ开启开始时就被优化。披露并要求保护其它实施例。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】倍频激光源中的最优化信号控制优先权本申请要求2008年10月22日提交的题为“Optimized Signal C开启trol In Frequency-Doubled Laser Sources (倍频激光源中的最优化信号控制)，，的美国专利申请 No. 12/288, 639 的优先权。
技术介绍
本公开总地涉及半导体激光器，并更具体地涉及用于降低倍频半导体激光源中的功耗的方案。
技术实现思路
本公开总的涉及可按照各种方式配置的半导体激光器。作为示例且为了说明而非限制，通过将诸如分布式反馈(DFB)激光器、分布式布拉格反射器(DBR)激光器或法布里-佩罗特激光器之类的单波长半导体激光器与诸如二次谐波发生(SHG)晶体之类的光波长转换器件组合，可将短波长源配置成用于高速调制，所述SHG晶体例如为MgO掺杂的周期极化的铌酸锂(PPLN)。可例如通过将1060 nm的DBR或DFB激光器调谐至SHG晶体的光谱中心(这会将波长转换成530nm)来将SHG晶体配置成产生基波激光信号的较高次谐波。倍频激光器系统的功耗可以是将两种或更多种不同类型信号施加于系统的结果。 一种类型通常被称为增益控制信号，因为它被施加于顶半导体激光器的增益控制元件。另一些类型的控制信号通常被称为互补控制信号并被施加于激光器的互补控制元件。这些互补控制信号能以多种方式发挥作用并通常用来优化效率、稳定发射、提高发射质量等。作为示例而非限定，一种互补控制系统工作在半导体激光器的波长调谐方案下以控制半导体激光器的发射波长以当系统温度随时间漂移时保持激光器的波长与PPLN晶体或其它SHG器件的相位匹配波长对准。另一类型的互补控制信号工作在半导体激光器的相位部分并能用来将高频信号发送至激光器的相位部分以使激光器模式选择随机化或以某些其它方式控制相位部分来使发射优化。另外，可以预期到互补控制信号可用来配合光学对准机制以控制半导体激光器和SHG器件之间的光耦合并补偿热失配或机械失配。还可预期到互补控制信号被利用于控制半导体激光器的温度控制机制以优化发射。本专利技术人已认识到，尽管需要这些和其它类型的互补控制信号来帮助提高SHG转换效率、使图像质量优化或维持最优化耦合效率，然而它们通常不直接致力于产生功率。因此，本专利技术的一个目的是提供使专门用于这些互补控制信号的功率减至最小的方案。在多数激光投影系统中，激光源通常在很长一段时间内被切换至关闭以使施加于泵浦激光器的增益信号包括相对高强度的活动投影周期Modffia和相对低强度的非活动投影周期Mod^a的交替序列。由于在周期Moc^ia期间没有信号显示，因此一些互补控制信号也可设置成非活动状态Q^sia。这些互补控制信号则由与Modff貞和Moc^ia周期同步的一连续活动状态Qma和Q 构成，并因此节省大量功耗。在一些情形下，定义这些互补控制信号的波形被调整以当激光器在Modffia—开始就切换为开启时确保达到正确状态。例如，可以预期到使互补控制信号配置成在相对高强度活动投影周期Modffia开始前过渡到活动状态Qffia,以使互补控制信号在相对高强度活动投影周期Modffia—开始就被优化。互补控制信号也可包括振幅过冲，该振幅过冲使相对高强度活动投影周期Modffia的开始占先并在相对高强度活动投影周期Modff貞开始后随时间减小。在一个实施例中，互补控制信号包括经低通滤波的方波，该方波在相对高强度活动投影周期Modff貞开始前过渡至活动状态Qff启。根据本公开的一个实施例，提供一种操作激光投影系统的方法。根据该方法，利用激光投影系统来显示一系列像素化图像帧，这一系列像素化图像帧包括相对高强度的活动投影周期Modff貞和相对低强度的非活动投影周期Moc^ia的交替序列。互补控制信号在相对高强度活动投影周期Modff貞期间的活动状态Qff貞和相对低强度的非活动投影周期Moc^ia期间的非活动状态之间过渡。调节互补控制信号从非活动状态Q^sia至活动状态Qma的过渡以使相对高强度活动投影周期Modffia的开始占先，从而使互补控制信号在相对高强度活动投影周期Modffia开始时就被优化。披露并要求保护其它实施例。附图简述本公开特定实施例的以下详细描述可以在结合以下附图阅读时得到最好的理解， 其中使用相同的附图标记表示相同的结构，在附图中附图说明图1是根据本公开的具体实施例的适用于执行各种控制方案的扫描型激光投影系统的示意图；图2-4是可使用图1的扫描型投影系统产生的光栅扫描图案的示意图；图5-7是根据本公开各实施例的加热元件控制信号和波长转换输出强度信号的示图。详细描述最先参照图1，一般参考包括二部分或三部分的DBR型半导体激光器12的激光源 10方便地示出了本公开的概念，虽然本专利技术的理念可在各种类型半导体激光器的背景下实行，这些各种类型的半导体激光器的设计和操作在前面进行了概括地描述并且在很容易获得的涉及半导体激光器的设计和制造的科技文献中有所介绍。在图1所示类型的倍频光源的背景下，DBR激光器12光耦合于光波长转换器件14。图1示意地示出的DBR激光器12 包括波长选择部分12A、相位部分12B以及增益部分12C。由半导体激光器12发射的光束可以直接耦合到波长转换器件14的波导中，或者可通过准直和聚焦光学器件或某些其它类型的适宜光学元件或光学系统来耦合。例如，系统可包括例如一个或多个MEMS镜的活动元件以调节和维持半导体激光器12和波长转换器件14之间的光校准。在任何情形下，波长转换器件14将入射光ν转换成较高次谐波2v并输出具有波长转换强度的经转换信号。这种类型的配置在由较长波长半导体激光器产生较短波长的激光束时尤其有用， 并且可用作例如单色激光投影系统100或多色RGB激光投影系统的可见激光源10，该激光投影系统100或多色RGB激光投影系统包括例如激光源10、激光投影光学器件20、可选用的部分反射分束器25和光强度监视器30以及控制器40，控制器40可以是自给式激光器控制器或包含激光器控制器的可编程投影控制器。激光投影光学器件20可包括多种光学元件，包括但不局限于双轴、万向节安装的MEMS扫描镜22。这些光学元件协作以在投影屏幕50上或像场中形成二维扫描的激光器图像。半导体激光器12的波长选择部分12A——也可称为激光器12的DBR部分——通常包括定位在激光腔的有源区外部的一阶或二阶布拉格光栅。该部分提供波长选择，因为光栅用作为一镜面，其反射系数取决于波长。DBR激光器12的增益部分12C提供激光器的主要光学增益。相位部分12B还可用于在增益部分12B的增益材料和波长选择部分12A的反射材料之间形成可调相移。可将高频干扰信号送至相位部分12B以使激光器选择的光谱模式随机化，并因此消除在跨越连续多个图像帧扫描输出光束时的任何系统性组成缺陷。波长选择部分12A可以被提供为数种适当替代性配置，其可以采用或可以不采用布拉格光栅。也可预期在SHG晶体中利用布拉格谐振器或插入光学路径中的任何其它光谱选择组件。部分反射分束器25可配置成将由激光源10产生的一部分光引向光强度监视器 30。光强度监视器30可配置成产生表征由激光源10产生的光的强度变化的电信号或光信号。预期可利用多种替代性配置来监视输出光束的强度而本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种操作用于产生投影激光图像的系统的方法，所述系统包括至少一个激光源和关联的激光投影光学器件，其中所述激光源包括光耦合于波长转换器件的半导体激光器，所述半导体激光器包括用于激光源强度调制的增益控制元件以及用于控制所述半导体激光器的互补特征的一个或多个互补控制元件，并且所述方法包括：利用施加于所述增益控制元件的增益控制信号用于强度调制；利用施加于所述互补控制元件的互补控制信号以提高激光源的发射；以及利用所述激光源和投影光学器件以显示一像素化图像帧的序列，其由所述像素化图像帧的序列包括相对高强度的活动投影周期Ｍｏｄ开启和相对低强度的非活动投影周期Ｍｏｄ关闭的交替序列，所述互补控制信号在相对高强度活动投影周期Ｍｏｄ开启期间的活动状态Ｑ开启和相对低强度的非活动投影周期Ｍｏｄ关闭期间的非活动状态Ｑ关闭之间过渡，以及调节互补控制信号从非活动状态Ｑ关闭至活动状态Ｑ开启的过渡以占先于相对高强度活动投影周期Ｍｏｄ开启的开始，以使所述互补控制型号在相对高强度的活动投影周期Ｍｏｄ开启开始即被优化。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：V·巴蒂亚，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US
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