一种操作频率经转换的光源的方法包括使半导体激光器的波长控制信号在初始信号范围上扫过并测量从耦合到半导体激光器的波长转换器件发射的输出束的光功率。然后可使半导体激光器的波长控制信号在至少一个截取的信号范围上扫过并测量所导致的输出束的光功率。至少一个截取的信号范围以与波长控制信号在在前信号范围上扫过的输出束的最大功率相对应的点为中心。确定波长控制信号的操作信号范围，使得操作信号范围的中点与在在前信号范围上扫过所导致的输出束的最大光功率相对应。然后可在操作信号范围中开始波长控制信号的闭环反馈控制。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及半导体激光器、激光器控制器、波长经转换的光源(wavelengthconverted light source)以及包含半导体激光器的其它光学系统。更具体地,本专利技术涉及从频率经转换的光源产生稳定输出束的方法，该频率经转换的光源尤其包括光耦合到二次谐波发生(SHG)晶体或另一种类型的波长转换器件的半导体激光器。
技术介绍
通过将诸如红外或近红外分布反馈式(DFB)激光器、分布式布拉格反射器(DBR)激光器或法布里-珀罗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相组合，可形成短波长频率经转换的光源。通常，SHG晶体用于产生半导体激光器的基波束的较高次谐波。为实现此目的，优选将基波束的波长调谐至波长转换SHG晶体的相匹配频带的光谱中心，而且基波束优选与波长转换晶体的输入面处的波导部分对准。诸如MgO掺杂的周期性极化铌酸锂(MgO = PPLN)之类的SHG晶体的相匹配频带可具有小于I纳米的带宽。例如，在一些MgO = PPLN晶体中，相匹配带宽可小于约O. 25nm。然而，由半导体激光器发射的基波束的波长可在几纳米的范围内调谐。因此，调谐半导体激光器发射的基波束，使得基波束的波长对应于相匹配频带的光谱中心，从而优化波长转换器件的光输出可能是有挑战性的。由于在频率经转换的光源中发生的热波动，尤其是在频率经转换的光源的启动期间，将激光调谐至相匹配频带的光谱中心更加复杂。例如，激光器波长调谐机制可热耦合至半导体激光器，使得每当激光发射电流和/或激光器温度改变时调谐信号改变。此外，SHG晶体的相匹配频带的光谱中心可随温度变化而波动。两种情况可导致从波长转换器件发射的光的功率和/或波长改变。尽管在频率经转换的光源的操作期间可发生热波动，然而特别大的热波动发生在频率经转换的光源接通时(例如，在冷启动期间)。这些大的热波动可持续五至十秒，在这期间可能难以调谐半导体激光器的基波束与SHG晶体的相匹配频带的光谱中心，由此延长了频率经转换的光源的启动时间。因此，需要操作频率经转换的光源使得从频率经转换的光源发射的输出束快速稳定的替换方法。
技术实现思路
根据本文所示和所述的一个实施例，一种操作频率经转换的光源的方法，该频率经转换的光源包括光耦合到波长转换器件的半导体激光器，该方法包括使半导体激光器的波长控制信号在初始信号范围上扫过并测量所导致的从波长转换器件发射的频率经转换的输出束的光功率。然后可使半导体激光器的波长控制信号在至少一个截取的信号范围上扫过并测量所导致的频率经转换的输出束的光功率。至少一个截取的信号范围小于在前的信号范围，且至少一个截取的信号范围以与波长控制信号在在前信号范围上扫过的频率经转换的输出束的最大光功率相对应的点为中心。确定波长控制信号的操作信号范围，使得操作信号范围的中点与波长控制信号在在前信号范围上扫过所导致的频率经转换的输出束的最大光功率相对应。之后可开始在操作信号范围中的波长控制信号的闭环反馈控制。在本文所示和所述的另一个实施例中，频率经转换的光源包括光耦合到波长转换器件的半导体激光器和电耦合到半导体激光器的封装控制器。该封装控制器可用于控制由半导体激光器发射的基波束的波长。该封装控制器还可被编程为当频率经转换的光源通电时，向半导体激光器的波长选择区段提供波长控制信号，使半导体激光器的波长控制信号在初始信号范围上扫过，并测量所导致的从波长转换器件发射的频率经转换的输出束的 光功率。该封装控制器还可被编程为使半导体激光器的波长控制信号在至少一个截取的信号范围上扫过并测量所导致的频率经转换的输出束的光功率。至少一个截取的信号范围小于在前的信号范围，且该至少一个截取的信号范围以与波长控制信号在在前信号范围上扫过导致的频率经转换的输出束的最大光功率相对应的点为中心。之后，该封装控制器可用于基于波长控制信号在在前信号范围上扫过导致的频率经转换的输出束的输出功率确定波长控制信号的操作信号范围，并开始在操作信号范围中的波长控制信号的闭环反馈控制。将在以下详细描述中阐述本专利技术的附加特征和优点，这些特征和优点一部分对于本领域的技术人员来说根据说明书就能理解，或者可通过实施包括以下详细描述、权利要求书以及附图的本文所述的本专利技术认识到。应当理解的是，以上一般描述和以下详细描述两者给出本专利技术的实施例，并且它们旨在提供用于理解所要求保护的本专利技术的本质和特性的概观或框架。包括的附图提供了对本专利技术的进一步的理解，且被结合在本说明书中并构成说明书的一部分。附图示出本专利技术的各个实施例，并与本描述一起用于说明本专利技术的原理和操作。附图说明图I是根据本文中所示和所描述的一个实施例的频率经转换的光源的示意图；图2描绘结合本文所示和所述的频率经转换的光源的一个或多个实施例使用的半导体激光器的一个实施例；图3描绘结合本文中所示和所述的频率经转换的光源的一个或多个实施例使用的波长转换器件的一个实施例；图4图解示出根据本文所述的至少一个实施例施加到半导体激光器的波长选择区段的因变于时间的波长控制信号的功率以及从波长转换器件发射的频率经转换的输出束的相应功率；图5图解示出在频率经转换的光源的启动期间利用的波长控制信号的一部分以及从波长转换器件发射的频率经转换的输出束的相应功率；图6是本文所述的启动算法的一个实施例的图示，示出当波长控制信号在连续截取的范围上扫过时半导体激光器的波长变化以及频率经转换的激光源的光学输出功率的相应变化；以及图7图解描绘本文所述的启动算法和随后波长控制信号的闭环控制及从波长转换器件发射的频率经转换的输出束的相应功率。优选实施例的详细描述将详细参照本专利技术的实施例，在附图中示出了该实施例的示例。在可能时，在所有附图中使用相同的附图标记来指示相同或类似的部件。在图I中示出了用于与本文中描述的控制方法结合使用的频率经转换的光源的一个实施例。该频率经转换的光源一般包括半导体激光器、自适应光学器件、波长转换器件以及封装控制器。半导体激光器的输出通过自适应光学器件被光耦合到波长转换器件的输入面中。封装控制器电耦合到半导体激光器和 自适应光学器件，且配置成控制半导体激光器的输出和半导体激光器与波长转换器件的对准。在本文中将进一步描述频率经转换的光源的各组件和配置以及控制频率经转换的光源以产生稳定输出束的方法。图I概括地描绘本文所述的频率经转换的光源100的一个实施例。应当理解实线和实箭头指示频率经转换的激光源的各组件之间的电互连。这些实线和箭头还指示在各组件之间传播的电信号，包括但不限于，电子控制信号、数据信号等。此外，还应理解，虚线和虚箭头指示由半导体激光器和波长转换器件发射的不同波长的光束。应理解本文中使用的术语“光”和“光束”一般指电磁波谱的紫外(“UV”)、可见和红外(“IR”)部分中的各种波长的光。开始参照图1，本专利技术的特定实施例的概念可通过一般参考频率经转换的光源100而方便地示出，该频率经转换的光源100可包括例如光耦合到波长转换器件120的半导体激光器110。由半导体激光器发射的基波光束119 (诸如红外光束)可直接耦合到波长转换器件120的波导部分中，或者可利用自适应光学器件140耦合到波长转换器件120的波导部分中。波长转换器件120将半导体激光器11本文档来自技高网...
【技术保护点】
【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，D·皮库拉，M·M·拉贾，
申请(专利权)人：康宁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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