本发明专利技术一般涉及半导体激光器和激光器投影系统。根据本发明专利技术的一个实施例，提供一种校正半导体激光器中的输出功率变化的方法。根据该方法，利用输出功率反馈环来产生光强度反馈信号，该光强度反馈信号表征激光源针对图像信号的离散部分Ｖ１，Ｖｉ，……Ｖｊ的实际输出功率。生成误差信号Ｅ１，Ｅｉ，……Ｅｊ，这些误差信号Ｅ１，Ｅｉ，……Ｅｊ代表实际投影输出功率偏离图像信号的离散部分Ｖ１，Ｖｉ，……Ｖｊ的目标投影输出功率的程度。利用这些误差信号Ｅ１，Ｅｉ，……Ｅｊ来将经校正控制信号Ｇ１′，Ｇｉ′，……Ｇｊ′施加于半导体激光器的增益区段以投影图像信号的兼容离散部分Ｖ１′，Ｖｉ′，……Ｖｊ′。根据本发明专利技术的另一实施例，提供一种生成投影激光图像的系统。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】激光源中的功率变化的校正优先权本申请要求2008 年 10 月 23 日提交的题为 “Correction of Power Variations In Laser Sources (激光源中的功率变化的校正)”的美国专利申请No. 12Λ57，043的优先权。相关申请的交叉参照本申请与共同待审和共同转让的2008年4月7日提交的S/N 12/080, 852的美国专利申请相关，但不要求其优先权。
技术介绍
本专利技术总地地涉及半导体激光器，尤其涉及通过将校正的控制信号施加于半导体激光器的增益区段来校正激光器功率变化的方案。本专利技术的校正方案可与用来校正或最小化激光器功率变化或优化激光发射波长的其它方案结合，所述其它方案例如包括DBR和增益控制方案，其中控制DBR激光器的波长选择区段和/或增益区段以在倍频激光源中获得最佳的IR至绿光转换。作为示例而非限定，这类方案的示例在共同享有的待审美国专利申请 S/N 11/549，856、11/900，761、11/894，846 和 12/080, 852 中有披露，这些文献的公开内容通过引用结合于此。本专利技术还涉及根据本专利技术编程的激光器控制器和激光投影系统。
技术实现思路
本专利技术总地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)。可将SHG晶体配置成例如通过将lOeOnm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)来产生基波激光信号的较高次谐波。若干因素能够影响前述类型激光源的波长转换输出功率。作为示例而非限制，在包括IR半导体激光器和PPLN SHG晶体的激光源的背景下，在激光器的使用寿命中的IR功率的温度和时间相关变化可导致绿光输出功率的变化。相对于晶体输入面上的SHG波导的 IR光束配准中温度和时间相关的变化也可导致激光源的输出功率的变化。此外，在IR激光器的使用寿命中以及随着激光器的工作温度变化，IR激光器的较高阶空间模式内容可改变，并且由于较高阶模式通常不会有效地转换成绿光，所以绿光输出功率也会改变。激光腔内的模式跳变和不受控的大波长变化也可导致输出功率变化，因为PPLN SHG设备的带宽通常很小。例如，典型的PPLN SHG波长转换器件，半最大值全宽度(FWHM) 波长转换带宽仅在0. 16至0. 2nm的范围内，且主要取决于晶体的长度。如果在操作期间半导体激光器的输出波长移到这种允许带宽之外，则转换器件在目标波长的输出功率会急剧下降。特别在激光投影系统中，模式跳变尤其成问题，因为模式跳变会产生功率的瞬时变化，这种变化将成为图像中具体位置中的缺陷而一目了然。在利用波长转换器件的典型RGB投影系统中，来自任何前述源的IR功率变化可使绿光功率改变并在投影激光图像的色平衡中形成误差。本专利技术人已认识到通过将校正的控制信号施加于半导体激光器的增益区段来校正这些功率变化的潜在有益方案。例如，根据本专利技术的一个实施例，提供了一种校正半导体激光器中的输出功率变化的方法。根据该方法，利用输出功率反馈环来产生光强度反馈信号，该光强度反馈信号代表图像信号的离散部分VpVi,……Vj的激光源的实际输出功率。生成误差信号E1,Ei,…… Ej,这些误差信号代表实际投影输出功率偏离图像信号的离散部分VnVi,……、的目标投影输出功率的程度。利用这些误差信号E1Ai,……Ej来将经校正的控制信号G/，G/，…… G/施加于半导体激光器的增益区段以投影图像信号的兼容离散部分V/，V/，……V/。根据本专利技术的另一实施例，提供一种生成投影激光图像的系统。该系统包括至少一个激光源、光强度监视器和投影光学器件。光强度监视器形成输出功率反馈环的至少一部分，该输出功率反馈环配置成因变于光强度控制半导体激光器的增益区段。本专利技术人已认识到，尽管本专利技术的理念主要以具有或不具有相位匹配区段的DBR 激光器为背景描述，但是可以构想到，本文描述的控制方案也可在各种类型的半导体激光器中具有实用性，包括但不限于DFB激光器、法布里-佩罗特激光器以及许多类型的外腔激光器。附图说明以下对本专利技术的特定实施例的详细描述可在结合下列附图阅读时得到最好的理解，其中相同的结构使用相同的附图标记表示，在附图中图1是根据本专利技术特定实施例的适用于执行各种激光器控制方案的激光器投影系统的示意图；图2是本专利技术在一系列投影图像帧的背景下的特定方面的示意图；以及图3是本专利技术在同一投影图像帧内的一系列帧行的背景下的特定方面的示意图。具体实施例方式最先参照图1，本专利技术的概念可一般参照包括二分段DBR型半导体激光器12的激光源10方便地示出，但本专利技术的理念可在各种类型的半导体激光器的背景下实行，上面概括性地描述了各种类型的半导体激光器的设计和操作，并且在容易得到的涉及半导体激光器的设计和制造的技术文献中有介绍。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。由半导体激光器12射出的光束可直接耦合入波长转换器件14的波导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耦合。波长转换器件14将入射光ν转换成较高次谐波2v并输出经转换的信号。这种类型的配置在由较长波长的半导体激光器生成较短波长的激光束时尤其有用，并且可用作例如单色激光器投影系统100或多色RGB激光器投影系统的可见激光源10， 该激光器投影系统100包括例如激光源10、激光投影光学器件20、部分反射分束器25、光强监视器30以及控制器40，该控制器40可以是独立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。这些光学元件配合以在投影屏幕50上或像场中形成二维扫描的激光图像。该部分反射分束器25将由激光源10产生的光的一部分引向光强度监视器30。光强度监视器30配置成产生电信号或光信号，这些信号表征由激光源产生的光的强度的变化。与光强监视器30通信的控制器40接收或采样来自光强度监视器30的信号，并且能够被编程以因变于所采样的强度控制激光源，如以下进一步详细说明的。能够构想出利用各种可选配置来监视输出光束的强度而不背离本专利技术的范围。注意，在图1中仅示意性地示出分束器25、激光源10、光强度监视器30以及控制器40，并且它们相对于彼此的相应位置和取向以及任何系统外壳可根据利用该系统的具体领域的特殊需要而大范围地改变。作为示例而非限定，要注意分束器25和光强度监视器30可位于激光源10的外壳内部或外部。图1中示意性示出的DBR激光器12包括波长选择区段12A和增益区段12B。也可称为激光器12的DBR区段的波长选择区段12A通常包括位于激光腔的有源区外部的一阶或二阶布拉格光栅。该区段提供波长选择，因为光栅起到其反射系数取决于波长的镜面作用。DBR激光器12的增益区段12B提供激光器的主要光学增益。相位匹配区段还可用于在增益区段12B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、光强度监视器以及激光扫描投影光学器件，其中所述光强度监视器形成输出功率反馈环的至少一部分，所述输出功率反馈环配置成因变于光强度控制所述半导体激光器的增益区段，并且所述方法包括：通过利用图像信号驱动所述激光源和所述投影光学器件来投影激光图像，其中将一系列控制信号Ｇ１，Ｇｉ，……Ｇｊ施加于所述半导体激光器的增益区段以投影所述图像信号的一系列离散部分Ｖ１，Ｖｉ，……Ｖｊ；利用所述输出功率反馈环来产生光强度反馈信号，所述光强度反馈信号表征激光源针对所述图像信号的离散部分Ｖ１，Ｖｉ，……Ｖｊ的实际输出功率；生成误差信号Ｅ１，Ｅｉ，……Ｅｊ，所述误差信号Ｅ１，Ｅｉ，……Ｅｊ代表实际投影输出功率偏离图像信号的离散部分Ｖ１，Ｖｉ，……Ｖｊ的目标投影输出功率的程度；以及利用误差信号Ｅ１，Ｅｉ，……Ｅｊ来将经校正的控制信号Ｇ１’，Ｇｉ’，……Ｇｊ’施加于所述半导体激光器的增益部分以投影所述图像信号的兼容离散部分Ｖ１’，Ｖｉ’，．．．Ｖｊ’，其中经投影的激光图像中的所述图像信号的兼容离散部分Ｖ１’，Ｖｉ’，……Ｖｊ’的时间或物理布置使所述图像信号的兼容离散部分Ｖ１’，Ｖｉ’，……Ｖｊ’的图像内容可能模仿所述图像信号的离散部分Ｖ１，Ｖｉ，……Ｖｊ的图像内容。...
【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：J·高里尔，
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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