调制半导体激光器的系统和方法

专利名称：调制半导体激光器的系统和方法
技术领域：
本发明总体上涉及半导体激光器的调制，更具体地涉及到调制分布式反馈 (DFB)或分布式布拉格反射器(DBR)半导体激光器的系统和方法，该系统和方法不 会产生不利的、热导致的波长偏移。
背景技术：
激光器在显示器技术(例如计算机屏幕和电视机等)中具有独特的用途。在这些 显示器中，由激光器产生三基色(红、蓝和绿)，这些基色以各种组合混合从而提供 彩色图像。各激光器的输出束可以光栅扫描的形式穿过屏幕或可固定和用于照亮形 成图像的像素(例如，包含图像的空间光调制器或活动图像胶片)。激光器所提供具 有优异亮度特征的波束的能力可使得投射器比采用白炽灯的投射器更为有效且运 行更佳。半导体激光器，例如DBR和DFB激光器在基于激光器的显示器中尤为有用，这 是因为它们的输出束能有效地转化为有用的基色波长。例如，可将调谐至(tunedto) 二次谐波发生(SHG)设备(例如非线性结晶)的波谱中心的1060 nmDBR或DFB半导 体激光器，用于产生530nm的波束。由此提供了低成本、致密且有效的非线性绿光 光源。通常，在涉及影像显示器的技术中，需将用于产生基色强度的光功率调制到约 500MHz的基频且具有约40dB的消光比(即最高光功率与最低光功率的比值)。已证实在现有技术中，要实现这样的高调制速度和大消光比的组合，在实践中和经济上 都是很有难度的。现有技术中在半导体激光器和二次谐波发生器的组合物中获得快速调制和大 消光比的一种技术是对半导体激光器输出束的波长进行快速调制。该调制技术利用 了如下事实非线性SHG设备通常能将非常窄的范围内的入射激光波长转化为较长 波长的光。在操作中，半导体激光器波束的波长快速扫描通过非线性SHG设备的狭 窄谱宽，从而产生所需的强度调制。例如，如果需要最大的绿色功率，则将波长调 节到非线性晶体的中心波长，而如果在10ns后需要绿色功率为零，则将波长调节到 位于SHG设备谱宽之外的中心波长的一侧或另一侧。图1A显示了常规的DBR半导体激光器100和二次谐波发生(SHG)设备150。DBR 半导体激光器100包括DBR部分110、相部分120和增益部分130。当将连续波(CW) 电流注入增益部分130时，该增益部分会产生用于激光器的连续光功率。注入DBR 部分110的电流使得从激光器输出的波长发生很大的变化，而流入相部分120的电流 则使得激光器输出波束的波长发生很小的变化。SHG设备150接收由半导体激光器 IOO产生的波束，其转变波长的输出强度(例如绿色)取决于DBR激光器波长的对准 和SHG设备的波谱中心。然后，将SHG设备150的输出波束导入输出器，例如显示 器屏幕。图1B显示了常规的DFB半导体激光器160和SHG设备170。注入DFB半导体激 光器160的电流控制了激光器的输出强度，SHG设备170接收由半导体激光器160产 生的波束。转变波长的输出强度(例如绿光)取决于输入DFB半导体激光器160的电 流。然后，将SHG设备170输出的波束导入输出器，例如显示器屏幕。快速调制DBR半导体激光器输出波长的最简便的方法是将调制的电流注入 DBR半导体激光器100的DBR部分和相部分，同时保持增益部分的电流连续而恒 定。如图2A中的表格所示，可用视频信号在信号的每个比特期(bitperiod)命令具有 高达100%强度的绿光。比特期宽(period width)是系统频率的反函数，例如，光栅 的各像素扫描在显示器屏幕上的滞留时间。在图2A所示的例子中，100%强度是可 能存在的信号中最亮的，而0%则是暗的。因此，如图2A所示，第一个比特期所需 的视频强度是100%，在第二个比特期强度下降到0%，而在第三个比特期上升到40%。采用常规的系统，注入DBR部分110的电流根据每个比特期所需的强度经过脉 宽调制。S卩，电流为"接通"的比特期的持续时间与该比特期的视频信号强度成比 例(示于图2A上部第一个波形中)。理想情况下，DBR半导体激光器输出端的波长根 据载流子感应效应(carrier-induced effect)和对SHG设备150的输出而偏移(示于图2A 上部的第二个波形中)。如图2A所示，SHG设备150根据所接收到的波束，输出具 有理想显示信号强度的转换波束。然而，上述的简单图示忽略了注入激光器的电流 可能导致的不利热效应。类似地，对于DFB激光器而言，注入DFB激光器160的电流根据每个比特期所 需的强度经过脉宽调制(如图2B所示)。理想情况下，DFB半导体激光器的波长是恒 定的。然而，如图2B所示，该波长会随温度而发生变化。通常，注入DBR半导体激光器DBR部分的电流会在DBR半导体激光器中产生 两种效应。第一种是产生了载流子效应，该效应在该部分中提供了更多的载流子提 高了载流子的密度并减小了激光器中折光率。由此，产生了波长较短的波束。电流 的注入还导致了热效应，该效应使得DBR半导体激光器设备的温度升高。更具体 而言，比零更高的电流提高了DBR半导体激光器的温度，从而提高了折光率，其 倾向于产生较长波长的波束。在载流子效应和热效应的联合影响下产生了集合的波 长偏移。对于需要获得较大波长偏移的较大电流值，温度升高的剧烈程度足以降低 并且有时可完全逆转载流子感应的波长偏移。对于DFB激光器而言，电流的注入导 致DFB激光器温度变化，由此使得波长发生红移(即向较长波长偏移)。电流感应热效应的另一个特征是它会提供较慢的波长调制过程。与载流子效应 ns级别的响应时间相比，导致激光器温度上升的热效应具有网 ms级别的响应时 间。热效应的程度还取决于与激光器相关的散热条件和电流幅度。热效应的慢响应 意味着对于远小于lMS(例如，20ns)的波宽，波长不会发生变化。较慢的热效应导致 了不利的图形形成效应，这是因为平均受热取决于脉宽并由此取决于视频信号的图 形。换言之，视频信号中特定比特时DBR或DFB半导体激光器的波长取决于先前比 特数据历史。图2A和2B显示了电流注入和所致温度升高能对激光器操作带来的影响。图2A和2B的表格中还显示了激光器中温度升高所导致的不良影响。尤其是在图2A中， 当将电流注入施加于DBR半导体激光器100的DBR部分110上并使得电流恒定接通 时，DBR温度如图2A中DBR温度波形所示地升高。由此，由激光器向SHG设备150 提供的实际DBR波长波形会发生变形，从SHG设备150所得输出也会发生变形，从 而在SHG设备150的输出端不能获得原始视频信号的所需强度。如图2B所示，同样 的不良影响也存在于DFB半导体激光器的操作中。由激光器160向SHG设备170提供 的实际DFB波长会发生变形，自SHG设备170形成的输出也会发生变形。调制半导体激光器输出的另一个例子是通过调制输出强度而不是以上段落所 讨论的波长来进行调帝i」。将调制电流施加到DFB激光器的全长或DBR激光器的增益 部分。调制电流的高振幅会导致了高输出强度，而较低的振幅会导致输出强度降低。 理想情况是保持激光器波长恒定。在由DBR或DFB激光器和SHG组成的光学系统 中，要求激光器输出波长恒定并对准SHG的波谱中心。因此，需要调制半导体激光器与SHG的组合或这样的半导体激光器的输出，但 又不会产生造成不利的热图形形成效应的热偏移的方法。理想情况下，该技术应能 与10ns级别的较短脉宽和40db的消光比相兼容，从而可传输较高比特率的信息。最 后，该调制技术应实施简便、价廉，且不仅能与DBR激光器兼容，还可与较低成 本的DFB激光器兼容。发明概述本发明提供了用于调制半导体激光器所产生的输出束强度的系统和方法，该系统和方法可克服现有技术中上述缺点。就此目的而言，该系统通常包含连接产生 脉动束的激光器的脉动电流源、具有接收该脉动束的输入端的外调制器、以及由脉 动控制信号控制的用于传输输出束的输出端，其中通过随时间变化改变脉动电流和 控制信号之间的相对相位角来调制该输出束。优选所述脉动电流为可变相位，而所 述外调制器的控制信号为恒定相位，从而可使用相对较简单和价廉的外调制器。虽 然外调制器可为强度调制器或波长调制器，出于简便和成本原因，再次优选强度型 调制器。根据本发明的某些实施方式，脉动电流和控制信号均可在恒定的50%工作循环下操作。此外，虽然脉动电流和控制信号的脉宽可以是相等的，为了改善经调制的 输出束的消光率，脉动电流的脉宽可比控制信号的脉宽略小。当采用强度型外调制器时，控制信号可为门信号，外调制器可有利地为视频元 件，例如具有光反射面或光吸收面且以恒定转速旋转的反射轮或棱镜。本发明还包括采用外调制器调制由半导体激光器产生的脉动束强度的方法，所 述方法包括以下步骤(l)向激光器提供脉动电流；(2)将脉动束接收入外调制器的 输入端，该外调制器具有由脉动控制信号控制的输出端，以及(3)改变脉动电流和 脉动控制信号之间的相对相位角，以调制由外调制器输出端传输的激光。该系统和方法均能有利地消除波长偏移、以及如前所述的热感应的图形形成效 应，并且与成本相对较低的DFB半导体激光器兼容。下文将对本发明的其它特征和优点进行详细描述，并且通过本文的说明书和权 利要求书以及附图的描述或对本发明实践的验证，本发明的部分特征和优点对于本 领域技术人员而言是非常容易理解的。应理解上文的概述和下文的详细描述仅是本发明的示例，是为理解本发明所请 求保护的性质和特征而提供的概述或框架。所附附图是为了提供对本发明更好的理 解，其纳入并组成本说明书的一部分。


了本发明的一个或多个实施方式，其与说明书一起用于解释本发明的原理和操作。附图简要说明将结合以下附图来描述本发明的上述和其它方面、特征以及优点，在不同的视 图中相同的附图标记表示相同的部件图1A和1B是常规的三部分DBR半导体激光器和带有SHG设备的常规DFB半导体激光器的示意图；图2A和2B是显示了DBR半导体激光器和SHG的热感应图形形成效应、以及DBR半导体FB半导体激光器和SHG的热感应图形形成效应的图表；图3A和3B显示了采用本发明光学强度外调制器的示例性影像显示器系统； 图4A、 4B和4C显示了与本发明微分相位外波长调制方案相关的特性；它们显示了本发明的不同实施方式；图5显示了包含DFB半导体激光器和外部强度调制器的光学系统的光强 度，它是根据本发明注入DFB激光器的电流和进入外部强度调制器的门信号之 间的相的函数；图6显示了用于示范本发明的DFB半导体激光器和AOM;图7显示了提供本发明微分相位调制方法的流程图；图8A、 8B和8C显示了与本发明微分相位调制方案相关的特性，该方案对 DFB激光器和外调制器的电流脉冲为50y。恒定工作循环；以及图9A、 9B和9C显示了与本发明微分相位调制方案相关的特性，该方案对 DFB激光器具有S50y。的恒定工作循环，对于外调制器为50Q^。发明详述本发明的一个示范性实施方式涉及能有效操作DBR或DFB半导体激光器并减 少与半导体激光器相关的热效应的方法和相关系统。虽然本文所例举和描述的特定实施方式是关于控制注入DBR半导体激光器或DFB半导体激光器中的电流以及控 制信号(在本文中也称为脉动门信号)与外调制之间的相对相位角，本领域普通技术 人员应理解该系统和方法还在例如应用于注入电流会导致不利的热效应的任何半 导体激光器中也很有利。此外，虽然本发明的DBR和DFB半导体激光器应用于涉及视频信号处理和显示 器应用中，该揭示并不覆盖总体上涉及半导体激光器的本发明所有改进或变化。例 如，本发明还可用于诸如以下的领域光学数据存储、图像复制、光通讯以及灵敏 仪表等。在以下详细描述的示例性实施方式中，参考构成说明书一部分的附图，在附图 中对可实践本发明的特定示例性实施方式以图示的方式显示。这些实施方式经详细 描述足以使本领域技术人员可实践本发明，还应理解可不脱离本发明精神和范围地 采用其它实施方式并进行逻辑、机械和/或电子上的改变。因此，以下的详细描述 不应被视为是限制性的。根据本发明的示例性实施方式，如图3A和3B大体上所示，将经过相调制的电 流注入DBR或DFB半导体激光器可有效地应用于影像显示器系统。在图3A中，视频信号310进入视频处理器320，而视频处理器320则将信号递送 给控制器330。控制器330与模拟激励电路340交界，模拟激励电路340将电流lG递送 到半导体DBR或DFB激光器350，并将控制(门)信号IM(例如，调制电压或电流)递送 到外调制器360(例如，声光调制器)。半导体激光器350的输出也同样经外调制器360 递送到SHG设备370，然后递送到显示器380。类似地，在图3B中，视频信号310进 入视频处理器320，视频处理器320将信号递送到控制器330。控制器330与模拟激励 电路340交接，模拟激励电路340将电流lM递送到外调制器360，并将电流Ic递送到 半导体DBR或DFB激光器350。半导体激光器350的输出首先被递送到SHG设备370， 然后通过外调制器360，再递送到显示器380。此外，虽然示例性实施方式中讨论的是SHG设备，其它类型的波长可选择的设 备也可用于提供输出。例如，也可采用被动滤光片。被动滤光片不会改变从激光器 中输出的波长。图4A显示了至ljDFB激光器(或DBR激光器的增益部分)的电流、和到外调制器的 控制信号(即脉动门信号)的特性。如图所示，脉冲到DFB激光器(或DBR激光器增益 部分)的电流具有固定的工作循环。工作循环是电流为"接通"时的时间与比特期 的总时间的比值("接通"时间除以"接通"加"断开"时间之和)。各个比特期对 DFB激光器的热负载是恒定的，因此DFB激光器输出的波长也是恒定的。各个比特 期的净输出强度由脉冲至UDFB激光器的电流和脉冲到外调制器的脉动门信号(即脉 动控制信号)之间的微分相位角或重叠积分(overlap integral)所决定(如以下图5所 示)。由于外强度调制器不会改变DFB输出的波长，系统的波长是恒定的，并与SHG 设备的中心波长对准，且不产生图形形成效应。可始终实现SHG的最大转换效率。图5所示为脉冲至IJDFB半导体激光器的电流与脉冲到外调制器的门之间的微分 相位图，还以重叠积分来表示。图5显示半导体激光器(例如DBF半导体激光器)的 波长保持恒定于1060nm，而微分相值发生变化，从而使得光束强度发生变化(调制)。图4A、 4B和4C显示了本发明的不同实施方式，其中采用DBR或DFB激光器以 及外调制器来产生微分相位，从而使得最终输出的光强度得到调制。在各个实施方 式中，到外调制器的控制信号(即脉动门信号)具有恒定工作循环，对强度或波长调 幅进行调制。不论是DBR还是DFB激光器的强度或波长均可通过在比特期内具有不同时间延迟从而允许调整微分相位的电流来进行调制，这是因为用于激光器调制的 相位角变化更易于执行，或比起改变到外调制器的控制信号的相位角更为便宜。在需要高速操作的应用(例如激光器投影显示器)中，脉冲到DBR或DFB激光器的电流在各个比特期进行相调节的同时负载快速视频信号。采用低成本且简单的外 调制器以恒定的速度进行简单接通和断开。在影像显示器应用中，可将第二强度调 制器作为成像系统的一部分，从而在总的系统成本上仅增加很少的附加成本。例如，许多投影系统中普遍采用的多边形扫描镜的各面(eachfact)可用"好"(或"接通") 表面或"坏"(或"断开")表面构成。当光束入射到"好"表面，该光束被导到靶 标显示器屏幕上。当光束入射到"坏"表面，该光束通过散射、吸收、衍射或反射 而消失。在另一个例子中，可将双位镜(bi-positionmirror)集成在扫描镜系统中从而 以50%或更小的工作循环来反射激光束接通和断开。在各个比特期，对脉冲到DBR 或DFB激光器的电流的相位角进行调节以获得所需的光强度。图4A显示了与本发明一个实施方式的微分调制方案相关的特性。在该实施方 式中，对半导体激光器和SHG设备均进行了强度调制(即对来自这些设备的光束进 行强度调制)。更具体而言，在该实施方式中，用电流脉冲对DFB半导体激光器或 DBR激光器的增益部分进行调制。脉冲到DFB激光器或DBR激光器增益部分的电 流具有固定的工作循环，而所具有的相位角则是可变的。固定的工作循环导致了对 DFB激光器或DBR激光器恒定的热负载以及恒定的波长输出。采用具有固定工作循 环和恒定脉动相位角的脉动控制(门)信号调制外调制器(例如声学调制器)使得强度 得到调制。DFB激光器或DBR激光器增益部分的强度调制和外调制器的强度调制之 间的微分相位角决定了最终光束输出的强度(即该系统包括激光器、外调制器、SHG 设备；或该系统包括激光器、SHG设备和外调制器)。当微分相位角为0。时，SHG 输出的脉宽为对应于100%最大强度的比特期的50%。类似地，当微分相位角为90。 时，SHG输出的脉宽为对应于50n/。最大强度的比特期的2515/。，而当微分相位角为 180°时，SHG输岀的脉宽为对应于0。/。最大强度的比特期的0。/。。图4B显示了与本发明另一个实施方式的微分调制方案相关的特性。在该实施 方式中，对DBR半导体激光器进行了波长调制，对外调制器进行了强度调制(即由 激光器提供的光束具有改变的波长，而外调制器则提供强度被调制的输出束)。更12具体而言，在该实施方式中，所采用的半导体激光器是DBR半导体激光器。在DBR 半导体激光器中，与仅能对强度进行调制的DFB激光器不同，DBR激光器的波长和 强度可分别通过改变到激光器DBR部分的电流和到激光器增益部分的电流而调 制。在该实施方式中，采用具有固定工作循环和可变相位角的电流脉冲来调制DBR 激光器的波长。这可产生两种不同的波长， 一种对应于"接通"的电流，另一种对 应于到DBR激光器的DBR部分的"断开"的电流。如前实施方式中所述，用固定 的工作循环和固定的相位角来调制外调制器的强度。该实施方式利用了SHG设备是 一种波长鉴别设备，其设置用于将对应于激光器"接通电流"的波长转换为不同的 所需波长(例如绿光)，而对应于其它波长(即对应于"断开"电流)束的激光束通过 SHG设备不发生改变。所得的结果是SHG设备输出的光强度类似于前述实施方式中 的结果。DBR激光器波长调制和外调制器强度调制之间的微分相位角决定了SHG 设备最后的输出强度。当微分相位角为0。时，SHG输出的脉宽为对应于100n/。最大 强度的比特期的50%。类似地，当微分相位角为90。时，SHG输出的脉宽为对应于 50%最大强度的比特期的25%，而当微分相位角为180。时，SHG输出的脉宽为对应 于0%最大强度的比特期的0%。图4C显示了与本发明另一个实施方式的微分调制方案相关的特性。在该实施 方式中，对DBR半导体激光器进行了强度调制，对外调制器进行了波长调制(即由 激光器提供的光束具有改变的强度，而可为SHG设备的外调制器则提供具有改变波 长的输出束)。更具体而言，在该实施方式中，所采用的半导体激光器是DFB激光 器或DBR激光器。完全如参考图4A所描述地对DBF半导体激光器或DBR激光器的 增益部分进行强度调制。脉冲到DFB激光器或DBR激光器增益部分的电流具有固定 的工作循环，而所具有的相位角则是可变的。固定的工作循环导致了对DFB激光器 或DBR激光器恒定的热负载以及恒定的波长输出。然而，可作为SHG本身的外调 制器以固定的工作循环和固定的相位角而不是强度来调制激光器输出的波长。在 SHG设备之后获得的机构强度与前述实施方式中的强度是相同的。该实施方式利用 了SHG设备是一种波长鉴别设备，其设置用于将对应于外调制器"接通信号"的波 长转换为不同的所需波长(例如绿光)，而对应于其它波长(即对应于"断开"信号) 束的激光束通过SHG设备不发生改变。DBR激光器或DBR激光器增益部分的强度调制和外调制器的波长调制之间的微分相位角决定了输出强度，SHG输出脉宽。当微分相位角为0。时，SHG输出的脉宽为对应于100n/。最大强度的比特期的50。/。。类 似地，当微分相位角为90。时，SHG输出的脉宽为对应于50。/。最大强度的比特期的 25%。而当微分相位角为180。时，SHG输出的脉宽为对应于Oy。最大强度的比特期 的0%。如图6所示，在测试中将声光调制器(AOM)710用作外部强度调制器。DFB激光 器700接收具有恒定工作循环和可变相的调制电流。由AOM710接收强度受到调制 的输出，其中激光器输出的是经恒定工作循环和恒定相位调制的强度，从而产生经 调制的输出720。所用的工序示于图7中。最初，在步骤810中接收并处理视频信号。 然后，在步骤820中获取与视频信号相关的光功率或所需的视频强度。然后，在所 获得的强度的基础上，在步骤830中确定相微分。接着，在步骤840中将电流脉冲注 入DFB激光器，在步骤850中将脉动控制信号(门信号)注入外部强度调制器中。最 后，在步骤860中使输出束通过SHG设备并显示。数个测试的结果示于图8A-8C和9A-9C中。在图8A、 8B禾口8C中，DFB工作循环 为50%， AOM工作循环为50。/。，这类似于上述图3A所示的工作循环。图8A中，微 分相位角为0。；图8B中，微分相位角为90。；而图8C中，微分相位角为180。。图8C 中，由于AOM不理想的升降次数(rise and fall times),输出光强度不为O。图9A、 9B 和9C中，DFB激光器的电流脉冲工作循环为〈50。/。，以改善消光率，AOM的工作循 环为50%。图9A中，微分相位角为0。；图9B中，微分相位角为90。；而在图9C中， 微分相位角为180。。本发明提供了超越常规系统的若干独特的优点。通过应用本发明，在高频电 流脉冲注入下，DBR或DFB激光器的温度是恒定的。通过改变脉冲到激光器的电流 和脉冲到外调制器的脉动控制信号之间的微分相位角，可改变由与外调制器(例如 声学调制器和/或SHG)相连的DBR或DFB激光器所提供的输出束的输出强度，但不 会产生热感应的图形形成效应。由此，本发明显然提供了一种强度调制的方法和系统。虽然结合几个示例性的 实施方式描述了该发明，但很明显很多选择、修改和改变对于本领域普通技术人员 将会是很显见的或是很显见的。因此，本揭示涵盖了所有在本发明精神和范围之内的选择、修改、等价物和改变。
权利要求
1.一种用于调制由半导体激光器产生的输出束强度的系统，所述系统包括与产生激光脉动束的所述激光器连接的脉动电流源，和由脉动控制信号控制的外调制器，所述外调制器具有(i)接收所述脉动束的输入端，以及(ii)提供经调制的输出束的输出端，其中，通过随时间改变所述脉动电流和所述控制信号之间的相对相位角来调制所述输出束。
2. 如权利要求l所述的系统，其特征在于，脉动电流和控制信号均具 有恒定工作循环。
3. 如权利要求l所述的系统，其特征在于，脉动电流与控制信号之间的 相对相位角随时间而改变，以调制所述输出束。
4. 如权利要求l所述的系统，其特征在于，脉动电流的相位角随时间改 变以调制所述输出束。
5. 如权利要求l所述的系统，其特征在于，控制信号的相位角随时间改 变以调制所述输出束。
6. 如权利要求l所述的系统，其特征在于，通过二次谐波发生器将所述 脉动束间接传输到所述外调制器。
7. 如权利要求l所述的系统，其特征在于，所述脉动束直接传输到所述外调制器，将所述经调制的输出束与二次谐波发生器耦合。
8. 如权利要求l所述的系统，其特征在于，所述脉动电流在恒定的50% 工作循环下工作。
9. 如权利要求l所述的系统，其特征在于，所述控制信号在恒定的50% 工作循环下工作。
10. 如权利要求l所述的系统，其特征在于，激光器是DFB和DBR固态激光器中的一种。
11. 如权利要求l所述的系统，其特征在于，外调制器是强度调制器和波长调制器中的一种。
12. 如权利要求l所述的系统，其特征在于，所述外调制器是视频元件。
13. 如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述外调制器是电吸收调制器。
14. 如权利要求9所述的系统，其特征在于，所述外调制器是马赫-珍德 干涉仪调制器。
15. 如权利要求12所述的系统，其特征在于，所述外调制器是以恒定速 率旋转的视频元件，并具有至少一个光反射面和一个光吸收面。
16. 如权利要求l所述的系统，其特征在于，所述脉动电流和所述门信号 的比特期小于500 ns。
17. —种调制由半导体激光器产生的输出束的强度的系统，所述系统包 括与产生激光脉动束的所述激光器连接的可变相位脉动电流源，和 外部强度调制器，其具有接收所述激光脉动束的输入端(i)，和受到具有恒定相位的脉动门信号控制的(ii)输出端，该输出端提供输出束，其中，通过随时间改变所述脉动电流相对于所述门信号的所述恒定相位的相位角来调制所述输出束。
18. —种调制由半导体激光器产生的输出束的强度的系统，所述系统包括与产生激光脉动束的所述激光器连接的可变相位脉动电流源，其具有脉 动强度和恒定的波长，和外部波长调制器，其具有(i)接收所述脉动束的输入端，和(ii)受到具有恒 定相位的脉动门信号控制的输出端，所述输出端提供输出束，其中，通过随时间改变所述脉动电流相对于所述门信号的所述恒定相位 的相位角来调制所述输出束，从而调制特定波长的输出强度的脉宽。
19. 一种调制由半导体激光器产生的输出束的强度的系统，所述系统包括与产生激光脉动束的所述激光器连接的可变相位脉动电流源，其具有脉动波长和恒定强度，和外部强度调制器，其具有(i)接收所述脉动束的输入端，和(ii)提供输出束 的输出端，所述输出端受到具有恒定相位的脉动门信号的控制，其中，通过随时间改变所述脉动电流相对于所述门信号的所述恒定相位 的相位角来调制所述输出束，导致对特定波长的输出强度的脉宽的调制。
20. 如权利要求17所述的系统，其特征在于，所述激光器是DFB激光器。
21. 如权利要求17所述的系统，其特征在于，所述脉动电流和所述门信 号均在实质上50%工作循环下工作。
22. —种调制由具有外调制器的半导体激光器产生的脉动束的强度的方 法，所述方法包括步骤向所述激光器提供脉动电流，以产生激光脉动束；将所述脉动束接收入外调制器的输入端，所述外调制器具有这样的输出 端它受到脉动控制信号的控制，以及改变所述脉动电流和所述脉动控制信号之间的相对相位角，以调制由所 述外调制器的所述输出端传输的激光。
全文摘要
本发明提供了调制由半导体激光器产生的输出束的强度的系统和仪器。示范性的系统包括与产生激光脉动束的激光器连接的脉动电流源、具有接收脉动束的输入端和由脉动控制信号控制的输出端的外调制器，其中通过随时间来改变由脉动电流供能的激光器与外调制器的控制信号之间的相对相位角，来调制由外调制器输出端传输的输出束。该外调制器可为强度型调制器，其输出端由具有恒定相位的门信号控制，而为激光器供能的脉动电流源则可为可变相位，以便可用具有简单结构的外调制器来对输出束进行调制。所述系统和方法都能十分有利地与DFB激光器兼容，并能避免这样的波长偏移和随之热诱导的形成图像的影响，该波长偏移和形成图像的影响通过用具有恒定工作循环的脉动电流供能激光器所导致。
文档编号H04B10/155GK101326748SQ200680046434
公开日2008年12月17日 申请日期2006年11月30日 优先权日2005年12月8日
发明者C·-E·扎, M·H·胡, 西山伸彦 申请人:康宁股份有限公司