脉冲谐振激光二极管阵列驱动器的制作方法

背景技术：

1、例如激光雷达(lidar)的基于激光的测距系统经常使用脉冲激光二极管驱动器电路以产生短的高电流脉冲，所述电流脉冲通过激光二极管以发射激光的对应脉冲。激光的反射脉冲将由激光雷达系统接收并用于确定激光雷达系统与反射点之间的距离。激光雷达系统的空间分辨率部分地由激光的脉冲的宽度确定。举例来说，通常希望产生具有约5ns或更小的宽度的光的脉冲。然而，脉冲激光二极管驱动器电路和激光二极管的寄生电感通常必须要克服以达成所需的短脉冲宽度。举例来说，许多激光二极管具有可贡献1nh电感的至少一条接合线，由此限制电流脉冲的切换率，除非存在极高的高电压。因此，一些常规脉冲激光二极管驱动器电路使用经常大于40v到100v的高源极电压来达成所需的脉冲宽度。例如gan场效应晶体管(fet)的开关装置经常用于常规脉冲激光二极管驱动器电路中，因此所述装置能够承受如此高的电压。然而，使用gan技术的脉冲激光二极管驱动器电路可能更昂贵和/或可能更难以与基于硅的架构整合。

2、一些激光雷达系统使用激光二极管的阵列作为激光光源。一些激光二极管阵列包括多个边缘发光激光二极管(eel)，而一些激光二极管阵列包括多个垂直腔表面发射激光(vcsel)。不同于单边缘发光激光二极管，激光二极管阵列含有组织成行和/或列的许多单独激光二极管，以减少对激光二极管施加脉冲所需的连接的数目。举例来说，配置为100行和100列的vcsel阵列将含有10,000个激光二极管。用于驱动这种vcsel阵列的一种典型方法涉及将vcsel阵列的所有10,000个阳极连接到共阳极节点(例如，封装插脚)并且将每一行中的所有100个阴极连接到相应的阴极行节点(例如，相应的封装插脚)以形成共阳极vcsel阵列。在这个实例中，将存在一个阳极节点和100个行阴极节点。用于驱动这种vcsel阵列的另一种典型方法涉及将vcsel阵列的所有10,000个阴极连接到共阴极节点(例如，封装插脚)并且将每一行中的所有100个阳极连接到相应的阳极行节点(例如，相应的封装插脚)以形成共阴极vcsel阵列。在这个实例中，将存在一个阴极节点和100个行阳极节点。

3、作为另一个实例，配置成四行和四列的边缘发光激光二极管阵列将含有16个激光二极管。用于驱动这种激光二极管阵列的一种典型方法涉及将激光二极管阵列的所有16个阳极连接到共阳极节点(例如，封装插脚)并且将每一行中的所有四个阴极连接到相应的阴极行节点(例如，相应的封装插脚)以形成共阳极激光二极管阵列。在这个实例中，将存在一个阳极节点和四个行阴极节点。用于驱动这种边缘发光激光二极管阵列的另一种典型方法涉及将激光二极管阵列的所有16个阴极连接到共阴极节点(例如，封装插脚)并且将每一行中的所有四个阳极连接到相应的阳极行节点(例如，相应的封装插脚)以形成共阴极激光二极管阵列。在这个实例中，将存在一个阴极节点和四个行阳极节点。

技术实现思路

1、在一些实施方案中，一种脉冲激光二极管阵列驱动器包括：电感器，所述电感器具有第一端子和第二端子，所述第一端子被配置成接收源极电压；源极电容器，所述源极电容器具有直接电连接到所述电感器的所述第一端子以提供所述源极电压的第一电容器端子和电耦合到接地的第二电容器端子；旁路电容器，所述旁路电容器具有直接电连接到所述电感器的所述第二端子的第一端子和直接电连接到接地的第二端子；旁路开关，所述旁路开关具有直接电连接到所述电感器的所述第二端子的第一节点和直接电连接到接地的第二节点；激光二极管阵列，所述激光二极管阵列具有一行或多行，每一行包括两个或更多个激光二极管，每个相应激光二极管的第一节点共同连接到单个共同节点，并且所述一行或多行中的每一行的每个相应激光二极管的第二节点共同连接到相应行节点；以及一个或多个激光二极管开关，每个激光二极管开关具有直接电连接到相应行节点的相应第一节点和直接连接到接地的相应第二节点。所述一个或多个激光二极管开关和所述旁路开关被配置成控制通过所述电感器的电流以生成通过所述激光二极管阵列的每一行的相应高电流脉冲，所述高电流脉冲中的每一个对应于在所述激光二极管阵列的那一行处形成的谐振波形的峰值电流。

2、在一些实施方案中，一种脉冲激光二极管阵列驱动器包括：电感器，所述电感器具有第一端子和第二端子，所述第一端子被配置成接收源极电压；源极电容器，所述源极电容器具有直接电连接到所述电感器的所述第一端子以提供所述源极电压的第一电容器端子和电耦合到接地的第二电容器端子；旁路电容器，所述旁路电容器具有直接电连接到所述电感器的所述第二端子的第一端子和直接电连接到接地的第二端子；旁路开关，所述旁路开关具有直接电连接到所述电感器的所述第二端子的第一节点和直接电连接到接地的第二节点；共阳极激光二极管阵列，所述共阳极激光二极管阵列具有一行或多行，每一行包括两个或更多个激光二极管，所有所述激光二极管的各自阳极共同连接到单个共阳极节点，并且所述多个行的每一行的所述激光二极管中的每一个的各自阴极共同连接到相应行阴极节点；以及一个或多个激光二极管开关，每个激光二极管开关具有直接电连接到相应行阴极节点的相应第一节点和直接连接到接地的相应第二节点。所述一个或多个激光二极管开关和所述旁路开关被配置成控制通过所述电感器的电流以生成通过所述共阳极激光二极管阵列的每一行的相应高电流脉冲，所述高电流脉冲中的每一个对应于在所述共阳极激光二极管阵列的那一行处形成的谐振波形的峰值电流。

3、在一些实施方案中，一种脉冲激光二极管阵列驱动器包括：电感器，所述电感器具有第一端子和第二端子，所述第一端子被配置成接收源极电压；源极电容器，所述源极电容器具有直接电连接到所述电感器的所述第一端子以提供所述源极电压的第一电容器端子和电耦合到接地的第二电容器端子；旁路电容器，所述旁路电容器具有直接电连接到所述电感器的所述第二端子的第一端子和直接电连接到接地的第二端子；旁路开关，所述旁路开关具有直接电连接到所述电感器的所述第二端子的第一节点和直接电连接到接地的第二节点；共阴极激光二极管阵列，所述共阴极激光二极管阵列具有一行或多行，每一行包括两个或更多个激光二极管，所有所述激光二极管的各自阴极共同连接到单个共阴极节点，并且所述一行或多行的每一行的所述激光二极管中的每一个的各自阳极共同连接到相应列阳极节点；以及一个或多个激光二极管开关，每个激光二极管开关具有直接电连接到相应列阳极节点的相应第一节点和直接连接到接地的相应第二节点。所述一个或多个激光二极管开关和所述旁路开关被配置成控制通过所述电感器的电流以生成通过所述共阴极激光二极管阵列的每一行的相应高电流脉冲，所述高电流脉冲中的每一个对应于在所述共阴极激光二极管阵列的那一行处形成的谐振波形的峰值电流。

技术特征：

1.一种脉冲激光二极管阵列驱动器，所述脉冲激光二极管阵列驱动器包括：

2.如权利要求1所述的脉冲激光二极管阵列驱动器，其中：

3.如权利要求2所述的脉冲激光二极管阵列驱动器，其中：

4.如权利要求1所述的脉冲激光二极管阵列驱动器，其中：

5.如权利要求4所述的脉冲激光二极管阵列驱动器，其中：

6.如权利要求1所述的脉冲激光二极管阵列驱动器，其中：

7.如权利要求1所述的脉冲激光二极管阵列驱动器，其中：

8.如权利要求1所述的脉冲激光二极管阵列驱动器，其中：

9.如权利要求1所述的脉冲激光二极管阵列驱动器，其中：

10.如权利要求1所述的脉冲激光二极管阵列驱动器，所述脉冲激光二极管阵列驱动器还包括：

11.如权利要求1所述的脉冲激光二极管阵列驱动器，其中：

12.一种脉冲激光二极管阵列驱动器，所述脉冲激光二极管阵列驱动器包括：

13.如权利要求12所述的脉冲激光二极管阵列驱动器，所述脉冲激光二极管阵列驱动器还包括：

14.如权利要求12所述的脉冲激光二极管阵列驱动器，其中：

15.如权利要求12所述的脉冲激光二极管阵列驱动器，其中：

16.如权利要求12所述的脉冲激光二极管阵列驱动器，其中：

17.如权利要求12所述的脉冲激光二极管阵列驱动器，其中：

18.一种脉冲激光二极管阵列驱动器，所述脉冲激光二极管阵列驱动器包括：

19.如权利要求18所述的脉冲激光二极管阵列驱动器，其中：

20.如权利要求18所述的脉冲激光二极管阵列驱动器，其中：

21.如权利要求18所述的脉冲激光二极管阵列驱动器，其中：

22.如权利要求18所述的脉冲激光二极管阵列驱动器，其中：

23.如权利要求18所述的脉冲激光二极管阵列驱动器，其中：

技术总结
一种脉冲激光二极管阵列驱动器包括：电感器，所述电感器具有被配置成接收源极电压的第一端子；源极电容器，所述源极电容器耦合在所述电感器的所述第一端子与接地之间；旁路电容器，所述旁路电容器连接在所述电感器的第二端子与接地之间；旁路开关，所述旁路开关连接在所述电感器的所述第二端子与接地之间；激光二极管阵列，所述激光二极管阵列具有一行或多行激光二极管；以及一个或多个激光二极管开关，每个激光二极管开关连接在所述激光二极管阵列的相应行节点与接地之间。所述激光二极管开关和所述旁路开关被配置成控制通过所述电感器的电流以生成通过所述激光二极管阵列的每一行的相应高电流脉冲，所述高电流脉冲中的每一个对应于在所述激光二极管阵列的那一行处形成的谐振波形的峰值电流。

技术研发人员：J·H·科利斯,S·E·罗森鲍姆,S·B·莫林
受保护的技术使用者：斯兰纳亚洲有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15