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DE4025497C2 - Verfahren und Schaltungsanordnung zur Korrektur der Strahlungsleistung einer Laserdiode - Google Patents

Verfahren und Schaltungsanordnung zur Korrektur der Strahlungsleistung einer Laserdiode

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Publication number
DE4025497C2
DE4025497C2 DE4025497A DE4025497A DE4025497C2 DE 4025497 C2 DE4025497 C2 DE 4025497C2 DE 4025497 A DE4025497 A DE 4025497A DE 4025497 A DE4025497 A DE 4025497A DE 4025497 C2 DE4025497 C2 DE 4025497C2
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
laser diode
function
signal
correction
current
Prior art date
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DE4025497A
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English (en)
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Inventor
Thomas Dr Zelenka
Thomas Jacobsen
Dietrich Asbach
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Heidelberger Druckmaschinen AG
Original Assignee
Linotype Hell AG
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Publication date
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Priority to US07/975,538 priority patent/US5313482A/en
Publication of DE4025497A1 publication Critical patent/DE4025497A1/de
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Korrektur der Strahlungsleistung einer La­ serdiode, bei dem ein Modulationssignal einen die Laserdiode beaufschlagenden Treiberstrom moduliert, welcher die von der Laserdiode abgegebene Strahlungs­ leistung bestimmt, der zeitliche Temperaturverlauf der Laserdiode in Abhängigkeit von dem Modulationssignal näherungsweise durch einen linearen Tiefpaß elek­ trisch nachgebildet wird und bei dem das Ausgangssignal des linearen Tiefpasses zu Korrektur des Treiberstromes verwendet wird, um die Abhängigkeit der abge­ gebenen Strahlungsleistung von der inneren Temperatur der Laserdiode zu kom­ pensieren.
Die Erfindung betrifft ferner eine Schaltungsanordnung zur Korrektur der Strah­ lungsleistung einer Laserdiode, bestehend aus einem ersten Generator zur Er­ zeugung eines die abgegebene Strahlungsleistung bestimmenden Treiberstromes für die Laserdiode, aus Mitteln zur Modulation des Treiberstromes in Abhängigkeit von einem Modulationssignal und aus einem mit dem Modulationssignal beauf­ schlagten linearen Tiefpaß, welcher näherungsweise den zeitlichen Verlauf der inneren Temperatur der Laserdiode in Abhängigkeit von dem Modulationssignal elektrisch nachbildet und dessen Ausgangssignal zur Korrektur des Treiberstro­ mes verwendet wird, um die Abhängigkeit der abgegebenen Strahlungsleistung von der inneren Temperatur der Laserdiode zu kompensieren.
Die Erfindung findet beispielsweise bei Laserdruckern und Laserrecordern An­ wendung, bei denen der Laserstrahl durch Laserdioden erzeugt wird.
Die Strahlungsleistungs-Abgabe einer solchen Laserdiode wird durch einen Trei­ berstrom gesteuert, der von einem die aufzuzeichnende Information enthaltenden Bildsignal moduliert wird. Die von der Laserdiode abgegebene Strahlung wird mit opti­ schen Mitteln zu einem Laserstrahl geformt, der durch ein Ablenksystem punkt- und zeilenweise über ein Aufzeichnungsmedium geführt wird.
Zur Aufzeichnung von Strich-Informationen arbeitet die Laserdiode im Schaltbe­ trieb, in dem die von der Laserdiode abgegebene Strahlung durch den vom Bildsignal modulierten-Treiberstrom ein- und ausgeschaltet wird. Um eine hohe Aufzeich­ nungsqualität zu erreichen, muß die Laserdiode schnell schalten und der Strahlungspe­ gel in den Einschaltintervallen möglichst konstant sein. Das Schaltverhalten der Laserdiode läßt sich durch Aufprägen eines zusätzlichen Vorstromes zur Einstel­ lung eines günstigen Arbeitspunktes verbessern. Die Forderung nach einem kon­ stanten Strahlungspegel in den Einschaltintervallen erfüllt die Laserdiode von Natur aus nicht, da die abgegebene Strahlungsleistung temperaturabhängig ist, und zwar derart, daß sie mit steigender Betriebstemperatur abnimmt.
Im Dauerbetrieb läßt sich der allmähliche Temperaturanstieg im Substrat der La­ serdiode und der dadurch bedingte Abfall der Strahlungsleistung durch Regelung der Gehäusetemperatur kompensieren. Eine Laserdiode weist im Schaltbetrieb aber noch einen dynamischen Temperatureffekt auf, dessen Ursache die Tempe­ raturänderung des Laserüberganges im Chip in Abhängigkeit von dem Modulati­ onssignal ist. Dadurch hängt die abgegebene Strahlungsleistung zusätzlich von dem Modulationssignal ab.
Auch wenn die Gehäusetemperatur durch die Regelung konstant gehalten wird, besteht weiterhin eine Temperaturdifferenz zwischen Substrat und Laserüber­ gang, die zu einem Temperaturausgleichsprozeß innerhalb der Laserdiode führt. Dieser innere Temperaturausgleichsprozeß beeinträchtigt das Schaltverhalten der Laserdiode in der Weise, daß die abgegebene Strahlungsleistung jeweils im Ein­ schaltzeitpunkt über den Nennpegel ansteigt und dann den Nennpegel erst all­ mählich innerhalb des Einschaltintervalls erreicht. Aufgrund dieses zeitlichen Verlaufes der Strahlungsleistung entsteht bei der Aufzeichnung einer Bildinforma­ tion auf dem Aufzeichnungsmedium ein störender Nachzieheffekt, welcher die Aufzeichnungsqualität erheblich beeinflußt.
Aus der GB 21 01 841 A ist bereits ein Verfahren zur Regelung der Strahlungs­ leistung einer Laserdiode bekannt, bei dem die abgegebene Strahlungsleistung mittels einer in der Laserdiode integrierten Photodiode (Monitordiode) innerhalb oder außerhalb des für die Aufzeichnung einer Zeile benötigten Zeitintervalls ge­ messen wird, bei dem aus der jeweils gemessenen Strahlungsleistung Korrektur­ werte ermitteln und die Korrekturwerte zeilenweise in Sample- and Hold-Schal­ tungen zwischenzuspeichert werden und bei dem die Strahlungsleistung über den Treiberstrom in Abhängigkeit von den gespeicherten Korrekturwerten geregelt wird.
Aus der DE 36 03 548 A1 ist ein ähnliches Verfahren zur Regelung der Strahlungs­ leistung einer Laserdiode bekannt.
Die bekannten Verfahren zur Regelung der Strahlungsleistung haben den Nach­ teil, daß aufgrund der Regelschleife Stabilitätsprobleme entstehen und die Schalt­ geschwindigkeit der Laserdioden verringert wird. Außerdem wird bei den bekann­ ten Maßnahmen in jeder Aufzeichnungszeile nur ein Meßwert erfaßt und zur Strahlungsleistungs-Regelung herangezogen. Da die Temperaturänderungen des Laserüberganges und die dadurch bedingten Strahlungsleistungsänderungen von der Wechselfrequenz des Bildsignals abhängig sind und innerhalb einer Aufzeich­ nungszeile sehr viele Wechsel des Bildsignals stattfinden, können die Strahlungs­ leistungsänderungen innerhalb der Aufzeichnungszeilen nicht mit der für eine gute Reproduktionsqualität erforderlichen Genauigkeit korrigiert werden.
Ferner ist es aus der EP 0 141 191 A2 bekannt, neben dem Treiberstrom auch noch den Vorstrom zu regeln, um eine konstante Strahlungsleistung zu erreichen.
In der DE 27 23 419 C2 wird ein Verfahren zur Korrektur der Strahlungsleistung ei­ ner Laserdiode angegeben, bei dem ein Modulationssignal einen die Laserdiode beaufschlagenden Treiberstrom moduliert, welcher die von der Laserdiode abge­ gebene Strahlungsleistung bestimmt, bei dem der zeitliche Temperaturverlauf der Laserdiode in Abhängigkeit von dem Modulationssignal näherungsweise durch ei­ ne Kompensationsschaltung in Form eines linearen Tiefpasses elektrisch nach­ gebildet wird und bei dem das Ausgangssignal des linearen Tiefpasses zu Korrek­ tur des Treiberstromes verwendet wird, um die Abhängigkeit der abgegebenen Strahlungsleistung von der inneren Temperatur der Laserdiode zu kompensieren.
Es wird ferner eine Schaltungsanordnung zur Korrektur der Strahlungsleistung ei­ ner Laserdiode angegeben, die aus einem ersten Generator zur Erzeugung eines die abgegebene Strahlungsleistung bestimmenden Treiberstromes für die Laser­ diode, aus Mitteln zur Modulation des Treiberstromes in Abhängigkeit von einem Modulationssignal und aus einer mit dem Modulationssignal beaufschlagten Kom­ pensationsschaltung in Form eines linearen Tiefpasses besteht, welcher nähe­ rungsweise den zeitlichen Verlauf der inneren Temperatur der Laserdiode in Ab­ hängigkeit von dem Modulationssignal elektrisch nachbildet und dessen Aus­ gangssignal zur Korrektur des Treiberstromes verwendet wird.
Aus der US 4 888 777 und der US 4 835 780 sind ähnliche Verfahren und Schaltungsanordnungen zur Korrektur der Strahlungsleistung einer Laserdiode bekannt, bei denen der zeitliche Temperaturverlauf der Laserdiode elektrisch mit Hilfe von Kompensationsschaltungen näherungsweise nachgebildet wird.
Wenn eine hohe Kompensationsgenauigkeit der temperaturabhängigen Änderun­ gen der von einer Laserdiode abgegebenen Strahlungsleistung gefordert wird, reicht eine Korrektur der Strahlungsleistung mit Hilfe der bekannten linear wirken­ den Kompensationsschaltungen oft nicht aus, da sich die Charakteristik einer La­ serdiode mit ihrem Arbeitspunkt ändert.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Schal­ tungsanordnung zur Korrektur der Strahlungsleistung einer Laserdiode anzuge­ ben, mit denen die Genauigkeit, mit der eine Kompensation der temperaturab­ hängigen Strahlungsleistungsänderungen erfolgt, erhöht wird.
Diese Aufgabe wird bezüglich des Verfahrens durch die Merkmale des Patentan­ spruchs 1 und bezüglich der Schaltungsanordnung durch die Merkmale der Pa­ tentansprüche 7 oder 8 gelöst, wobei die Oberbegriffe der Patentansprüche 1, 7 und 8 aus der DE 27 23 419 C2 bekannt sind.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Durch die nichtlineare Nachkorrektur des Ausgangssignals der Kompensations­ schaltung wird die Größe des Korrektursignals für den Treiberstrom in Abhängig­ keit vom Arbeitspunkt der Laserdiode geändert, wodurch in vorteilhafter Weise ei­ ne hohe Kompensationsgenauigkeit erreicht wird. Dadurch läßt sich bei Anwen­ dung des erfindungsgemäßen Verfahrens in Laserdruckern und Laserrecordern eine hohe Aufzeichnungsgenauigkeit erzielen. Gleichzeitig wird der störende Nachzieheffekt ohne Beeinträchtigung der Schaltgeschwindigkeit der Laserdiode vermieden, wodurch insgesamt eine gute Reproduktionsqualität erreicht wird.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Fig. 1 bis 6 erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 eine prinzipielle Schaltungsanordnung zur Ansteuerung einer Laserdiode (Stand der Technik),
Fig. 2 Zeitdiagramm zur Wirkungsweise der Schaltungsanordnung (Stand der Technik),
Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel für eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 4 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Schaltungsanordnung,
Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel für eine Schaltungsanordnung zur automatischen Steuerung und
Fig. 6 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Schaltungsanordnung zur auto­ matischen Steuerung.
Fig. 1 zeigt ein prinzipielles Ausführungsbeispiel für eine Schaltungsanordnung zur Ansteuerung einer Laserdiode (1) im Modulationsbetrieb nach dem Stand der Technik.
Eine Konstantstromquelle (2) erzeugt einen Treiberstrom I*T für die Laserdiode (1). Die Konstantstromquelle (2) ist mit der Anode der Laserdiode (1) verbunden, de­ ren Katode an die Betriebsspannung UB angeschlossen ist. Ein analoges Bildsi­ gnal B, welches mit einer aufzuzeichnenden Videoinformation moduliert ist, steuert als Modulationssignal über einen Modulationseingang (3) der Konstantstromquelle (2) den Treiberstrom I*T für die Laserdiode (1) und damit die von der Laserdiode (1) abgegebene Strahlungsleistung. Im Schaltbetrieb, einem Sonderfall des Modu­ lationsbetriebes, ist das Bildsignal B zweipegelig, und der Treiberstrom I*T bzw. die Strahlungsleistung wird durch das Bildsignal B ein- und ausgeschaltet.
Zur Verbesserung des Temperaturverhaltens der Laserdiode (1) und zur Kompen­ sation des störenden Nachzieheffektes weist die herkömmliche Schaltungsanord­ nung eine Kompensationsstufe in Form eines von dem Bildsignal B beaufschlag­ ten linearen Tiefpasses (5) auf, welcher das zeitliche thermische Verhalten des Laserübergangs in der Laserdiode (1) in Abhängigkeit vom Bildsignal B nach­ bildet. Der lineare Tiefpaß (5) erzeugt ein Korrektursignal K, das der zeitlichen Änderung der Temperatur im Laserübergang in Abhängigkeit vom zeitlichen Ver­ lauf des Bildsignals B entspricht.
Das Korrektursignal K wird als Steuersignal für den Treiberstrom IT an einen Steu­ ereingang (6) der Konstantstromquelle (2) gegeben. Das Korrektursignal K korri­ giert den Treiberstrom IT im Schaltbetrieb in der Weise, daß dieser in jedem Ein­ schaltintervall zunächst reduziert und dann allmählich auf den Nennpegel ange­ hoben wird, wodurch in jedem Einschaltintervall die thermisch bedingte Spitze der von der Laserdiode (1) abgegebenen Strahlungsleistung kompensiert und ein konstanter Leistungspegel erreicht wird.
In Fig. 2 sind Zeitdiagramme für den Schaltbetrieb der Laserdiode (1) nach dem Stand der Technik dargestellt. Die Diagramme a), b) und c) zeigen die zeitlichen Verläufe des Bildsignals B (Diagramm a), des Treiberstromes IT (Diagramm b) und die von der Laserdiode (1) abgegebene Strahlungsleistung P (Diagramm c) auf­ grund eines Temperaturausgleichsprozesses am Laserübergang der Laserdiode (1) ohne eine Kompensationsschaltung. Das Diagramm c) zeigt, daß die abgege­ bene Strahlungsleistung P jeweils im Einschaltzeitpunkt über den Leistungs- Nennpegel (100%) schwingt und innerhalb des jeweiligen Einschaltintervalls erst allmählich den Leistungs-Nennpegel erreicht, wodurch der ebenfalls schon er­ wähnte störende Nachzieheffekt auf dem Aufzeichnungsmedium entsteht. Das Er­ gebnis der Korrektur der von der Laserdiode (1) abgegebenen Strahlungsleistung P ist in den Diagrammen d), e) und f) dargestellt. Das Diagramm d) zeigt den zeit­ lichen Verlauf des Korrektursignals K und das Diagramm e) den zeitlichen Verlauf des durch das Korrektursignal K korrigierten Treiberstromes I*T. Im Diagramm f) ist der zeitliche Verlauf der korrigierten Strahlungsleistung P* dargestellt.
Der lineare Tiefpaß (5) in der bekannten Schaltungsanordnung nach Fig. 1 läßt sich elektrisch zum Beispiel durch ein RC-Glied, beziehungsweise durch eine Kombination von RC-Gliedern, nachbilden. In der einfachsten Form, die in Fig. 1a dargestellt ist, besteht der lineare Tiefpaß (5) aus drei RC-Gliedern (7), deren Eingänge zusammengeschaltet den Eingang des linearen Tiefpasses (5) bilden, während die Ausgänge der RC-Glieder (7) an die Eingänge eines Addierers (8) geführt sind, dessen Ausgang den Ausgang des linearen Tiefpasses (5) darstellt.
Bei der Approximation des thermischen Verhaltens der Laserdiode (1) durch einen linearen Tiefpaß lassen sich die RC-Glieder auf einfache Weise aus der Sprung­ antwort der Laserdiode (1) ermitteln.
Zuerst wird die Laserdiode (1) im Dauerbetrieb mit konstantem Treiberstrom IT an­ gesteuert, wobei die Temperatur T ansteigt und die abgegebene Strahlungslei­ stung P absinkt. Die abgegebene Strahlungsleistung P wird bei verschiedenen Temperaturen T gemessen und die Funktion P = f₁ (T) bestimmt. Anschließend wird die Laserdiode (1) durch einen Impuls des Bildsignals B eingeschaltet und dabei der zeitliche Verlauf der abgegebenen Strahlungsleistung P innerhalb des Einschaltintervalls als Funktion P = f₂ (t) ermittelt (Fig. 2; Diagramm c). Aus den beiden Funktionen P = f₁ (T) und P = f₂ (t) wird die gewünschte Funktion T = f (t) für das thermische Verhalten des Laserüberganges bestimmt. Aus dieser Funktion wird dann mit bekannten numerischen Approximations-Verfahren R und C der RC-Glieder (7) berechnet. Beispielsweise läßt sich die Berechnung von R und C an einem PC mit Hilfe des Programms "ASYSTANT" der Firma Keithley durchführen (Polynominal-Approximation).
Es ist bekannt, das Schaltverhalten einer Laserdiode durch Aufprägen eines Vor­ stromes (Bias) zu verbessern. Durch den Vorstrom wird der Arbeitspunkt der La­ serdiode zum Zwecke eines schnelleren Durchschaltens so eingestellt, daß er et­ was unterhalb der Stromschwelle liegt, an der der Laser-Effekt einsetzt. Zur Er­ zeugung des Vorstromes IB ist in der bekannten Schaltungsanordnung nach Fig. 1 eine zusätzliche, nur gestrichelt angedeutete Konstantstromquelle (9) vorgesehen, die nach Bedarf zugeschaltet werden kann. Die Amplitude des Vorstromes IB läßt sich mit einem Steuersignal S₁ an einem Steuereingang (11) der Konstantstrom­ quelle (9) einstellen.
Die Verwendung eines Vorstromes verbessert zwar wie erwähnt das Schaltverhal­ ten der Laserdiode, hat aber den Nachteil, daß die abgegebene Strahlungslei­ stung aufgrund des durch den Vorstrom eingestellten Arbeitspunktes bei ausge­ schalteter Laserdiode nicht auf Null absinkt. Dies führt bei empfindlichem Auf­ zeichnungsmaterial zu einer unerwünschten Vorbelichtung bzw. zur Belichtung ei­ nes Grundschleiers, was sich insbesondere bei eventuellen Nachbelichtungen des Aufzeichnungsmaterials störend bemerkbar macht.
Um eine Vorbelichtung bzw. um die Belichtung eines Grauschleiers zu vermeiden, war es bei Schaltungsanordnungen ohne Kompensationsstufen gelegentlich erfor­ derlich, eine Arbeitspunktverschiebung durch Abschalten des Vorstromes vorzu­ nehmen. In diesem Fall war ein großer Hub des Bildsignals notwendig, um die La­ serdiode von dem Ein- in den Auszustand und umgekehrt zu schalten. Aufgrund des großen Bildsignal-Hubes erhöhte sich die Temperatur im Laserübergang zu­ sätzlich, und größere störende Änderungen der abgegebenen Strahlungsleistung waren die Folge. Durch die eingeführte Kompensationsstufe werden diese Nach­ teile dadurch vermieden, daß die zusätzlichen Änderungen der abgegebenen Strahlungsleistung bei abgeschaltetem Vorstrom ebenfalls kompensiert werden.
Wenn eine hohe Kompensationsgenauigkeit der temperaturabhängigen Änderun­ gen der von der Laserdiode (1) abgegebenen Strahlungsleistung gefordert wird, reicht eine Korrektur der Strahlungsleistung mit Hilfe des linear wirkenden Tief­ passes (5) in der Schaltungsanordnung nach Fig. 1 oft nicht aus, da sich die Cha­ rakteristik einer Laserdiode mit ihrem Arbeitspunkt ändert.
Zur Erhöhung der Kompensationsgenauigkeit wird erfindungsgemäß eine nichtli­ neare Nachkorrektur-Funktion ermittelt und gespeichert. Mit der Nachkorrektur- Funktion wird dann das Ausgangssignal K des Tiefpasses (5) nachkorrigiert und das nachkorrigierte Ausgangssignal des Tiefpasses (5) als Korrektursignal K* für Treiberstrom IT verwendet.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Schaltungsanordnung zur Durchfüh­ rung des erfindungsgemäßen Verfahrens. Die Schaltungsanordnung nach Fig. 3 unterscheidet sich von der nach Fig. 1 durch einen einstellbaren Funktionsgenera­ tor (12), der in Reihe mit dem linearen Tiefpaß (5) geschaltet ist. Mit der in dem Funktionsgenerator (12) abgespeicherten Nachkorrektur-Funktion wird das im li­ nearen Tiefpaß (5) erzeugte Korrektursignal K in vorteilhafter Weise nachkorri­ giert, falls die näherungsweise gefundene Funktion zwecks erhöhter Kompensati­ onsgenauigkeit exakter an das tatsächliche Temperaturverhalten des Laserüber­ ganges angepaßt werden muß. Dies ist beispielsweise der Fall, wenn sich die von der Laserdiode (1) abgegebene Strahlungsleistung nicht linear mit der Temperatur ändert. Die Nachkorrektur-Funktion wird ermittelt, indem eine inverse Funktion IT = f (T, P=konstant) zu der gemessenen Funktion P = f (T, IT) gewonnen wird.
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Schaltungsanordnung, bei der eine weitere Konstantstromquelle (13) vorhanden ist. Die Konstantstromquelle (13) er­ zeugt einen Korrekturstrom IK in Abhängigkeit von dem Korrektursignal K, das der Konstantstromquelle (13) über einen Steuereingang (6′) zugeführt wird. Der korri­ gierte Treiberstrom I*T setzt sich in diesem Falle aus dem in der Konstantstrom­ quelle (3) erzeugten Treiberstrom IT, dem Korrekturstrom IK der Konstantstrom­ quelle (13) und ggf. dem in der Konstantstromquelle (9) erzeugten Vorstrom IB zu­ sammen. Durch die separate Erzeugung der Ströme ist diese Schaltungsanord­ nung besonders zur automatischen Steuerung geeignet.
Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine Schaltungsanordnung zur automati­ schen Steuerung der von der Laserdiode (1) abgegebenen Strahlungsleistung. Diese Schaltungsanordnung dient beispielsweise bei der gleichzeitigen Aufzeich­ nung von Aufzeichnungsmaterialien mit unterschiedlicher Empfindlichkeit zur au­ tomatischen Anpassung der Strahlungsleistung der Laserdiode (1) an die unter­ schiedliche Empfindlichkeit der Aufzeichnungsmaterialien.
Das analoge Steuersignal S₁, das an den Steuereingang (11) der Konstantstrom­ quelle (9) gegeben wird, steuert die Amplitude des Vorstromes IB. Das analoge Steuersignal 52 am Steuereingang (14) der Konstantstromquelle (2) ändert die Amplitude des Treiberstromes IT und damit die von der Laserdiode (1) abgegebe­ ne Strahlungsleistung.
Zur automatischen Anpassung des Korrektursignals IK an die Amplitudenänderung des Treiberstromes IT wird das von dem linearen Tiefpaß (5) erzeugte Korrektursi­ gnal K in einem Multiplizierer (15) mit dem Steuersignal 52 multipliziert. Das auf diese Weise gewonnene Korrektursignal K* wird dann an den Steuereingang (6′) der Konstantstromquelle (13) gegeben.
Fig. 6 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine Schaltungsanordnung zur automatischen Steuerung der von der Laserdiode (1) abgegebenen Strahlungs­ leistung, bei der der Korrekturstrom IK an die Amplitudenänderung des Treiber­ stromes IT, an die Amplitudenänderung des Vorstromes IB und an den Ein-/Aus- Zustand der Konstantstromquelle (9) angepaßt wird.
Das analoge Steuersignal S₂ am Steuereingang (14) der Konstantstromquelle (2) ändert die Amplitude des Treiberstromes IT. Das analoge Steuersignal S₁ am Steuereingang (11) der Konstantstromquelle (9) beeinflußt die Amplitude des Vorstromes IB. Das zweipegelige Steuersignal S₃ öffnet und schließt einen Schal­ ter (16), über den die Konstantstromquelle (9) mit der Laserdiode (1) verbunden wird. Das Bildsignal B und das analoge Steuersignal S₂ werden in einem Multipli­ zierer (17) miteinander multipliziert, um ein Kombinationssignal S′ zu erhalten. Ebenso wird aus dem Steuersignal S₃ und dem Steuersignal S₁ in einem weiteren Multiplizierer (18) ein Kombinationssignal S′′ gewonnen. Aus beiden Kombinati­ onssignalen S′ und S′′ wird dann mittels eines Addierers (19) ein modifiziertes Steuersignal S* gebildet, das anstelle des Bildsignals B in den Schaltungsanord­ nungen nach Fig. 1 bis Fig. 5 an den Eingang des linearen Tiefpasses (5) gegeben wird.
Der in der Schaltungsanordnung nach Fig. 3 vorhandene Funktionsgenerator (12) kann selbstverständlich auch in die Schaltungsanordnungen nach den Fig. 4 bis 6 eingeführt werden. Der lineare Tiefpaß (5) läßt sich, wie dargestellt, analog aus RC-Gliedern aufbauen. Er kann aber auch als Speicher ausgebildet sein, in dem die ermittelte Temperatur-Funktion des Laserüberganges abgespeichert wird.
Ferner liegt es im Rahmen der Erfindung, den Treiberstrom IT, den Vorstrom IB und den Korrekturstrom IK nicht in Konstantstromquellen, sondern mittels Spannungs­ quellen zu erzeugen.

Claims (9)

1. Verfahren zur Korrektur der Strahlungsleistung einer Laserdiode (1), bei dem
  • - ein Modulationssignal (B) einen die Laserdiode (1) beaufschlagenden Trei­ berstrom (IT) moduliert, welcher die von der Laserdiode (1) abgegebene Strahlungsleistung bestimmt,
  • - der zeitliche Temperaturverlauf der Laserdiode (1) in Abhängigkeit von dem Modulationssignal (B) näherungsweise durch einen linearen Tiefpaß (5) elektrisch nachgebildet wird und
  • - das Ausgangssignal des linearen Tiefpasses (5) zu Korrektur des Treiber­ stromes (IT) verwendet wird, um die Abhängigkeit der abgegebenen Strah­ lungsleistung von der inneren Temperatur der Laserdiode (1) zu kompensie­ ren, dadurch gekennzeichnet, daß zur Erhöhung der Kompensationsgenau­ igkeit
  • - eine nichtlineare Nachkorrektur-Funktion dadurch ermittelt wird, daß die Strahlungsleistung der Laserdiode (1) in Abhängigkeit von der Temperatur (T) und von dem Treiberstrom (IT) als Funktion P = f₁ (T, IT) festgestellt wird und aus der festgestellten Funktion P = f₁ (T, IT) die inverse Funktion IT = f₂ (T, P) als Nachkorrektur-Funktion gewonnen und gespeichert wird,
  • - das Ausgangssignal (K) des Tiefpasses (5) nach der gewonnenen Nachkor­ rektur-Funktion korrigiert wird und
  • - das korrigierte Ausgangssignal des linearen Tiefpasses (5) als Korrektursi­ gnal (K*) für den Treiberstrom (IT) verwendet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Ermittlung der Übertragungs-Funktion des linearen Tiefpasses (5)
  • - die Laserdiode (1) mit einem Sprungimpuls des Treiberstromes (IT) beauf­ schlagt wird und der Verlauf der abgegebenen Strahlungsleistung (P) in Ab­ hängigkeit von der Zeit (t) als erste Funktion P = f₁ (t) im Impulsintervall ge­ messen wird,
  • - die Laserdiode (1) im Dauerbetrieb betrieben wird und die abgegebene Strahlungsleistung (P) in Abhängigkeit von der Gehäusetemperatur (T) der Laser­ diode (1) als zweite Funktion P = f₂ (T) gemessen wird und
  • - aus der ersten und der zweiten Funktion die Obertragungs-Funktion T = f (t) des linearen Tiefpasses (5) ermittelt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Treiberstrom (IT) für die Laserdiode (1) in einer von dem Korrektursignal (K*) gesteuerten Konstantstromquelle (2) erzeugt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - der Treiberstrom (IT) in einer ersten Konstantstromquelle (2) erzeugt wird,
  • - ein Korrekturstrom (IK) in einer von dem Korrektursignal (K*) gesteuerten zweiten Konstantstromquelle (13) erzeugt wird und
  • - der Treiberstrom (IT) der Laserdiode (1) durch den Korrekturstrom (IK) korri­ giert wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Laserdiode (1) ein zusätzlicher Vorstrom (IB) zur Einstellung des Arbeits­ punktes der Laserdiode (1) aufgeprägt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß
  • - der Treiberstrom (IT) in einer von einem Steuersignal (S₂) gesteuerten ersten Konstantstromquelle (2) erzeugt wird,
  • - ein Korrekturstrom (IK) in einer durch ein modifiziertes Korrektursignal gesteu­ erten zweiten Konstantstromquelle (13) erzeugt wird, wobei das modifizierte Korrektursignal für die zweite Konstantstromquelle (13) zwecks automati­ scher Steuerung der Temperaturkompensation aus dem Korrektursignal (K*) und mindestens einem Steuersignal (S₁, S₂, S₃) gebildet wird,
  • - ein Vorstrom (IB) für die Laserdiode (1) in einer durch mindestens ein weite­ res Steuersignal (S₁, S3) steuerbaren dritten Konstantstromquelle (9) gewon­ nen wird und
  • - der Treiberstrom (IT) der Laserdiode (1) durch den Korrekturstrom (IK) korri­ giert wird.
7. Schaltungsanordnung zur Korrektur der Strahlungsleistung einer Laserdiode (1), bestehend aus
  • - einem ersten Generator (2) zur Erzeugung eines die abgegebene Strah­ lungsleistung bestimmenden Treiberstromes (IT) für die Laserdiode (1),
  • - Mitteln zur Modulation des Treiberstromes (IT) in Abhängigkeit von einem Modulationssignal (B) und
  • - einem mit dem Modulationssignal (B) beaufschlagten linearen Tiefpaß (5), welcher näherungsweise den zeitlichen Verlauf der inneren Temperatur der Laserdiode (1) in Abhängigkeit von dem Modulationssignal (B) nachbildet und dessen Ausgangssignal zur Korrektur des Treiberstromes (IT) verwendet wird, um die Abhängigkeit der abgegebenen Strahlungsleistung von der inne­ ren Temperatur der Laserdiode (1) zu kompensieren, gekennzeichnet durch
  • - einen zweiten Generator (13) zur Erzeugung eines Korrekturstromes (IK) für den Treiberstrom (IT), dessen Ausgang an die Laserdiode (1) angeschlossen ist,
  • - einen dritten Generator (9) zur Erzeugung eines Vorstromes (IB) für die La­ serdiode (1), dessen Ausgang an die Laserdiode (1) angeschlossen ist und dessen Steuereingang (11) mit einem ersten Steuersignal (S₁) beaufschlagt ist,
  • - einen Funktionsgenerator (12) mit gespeicherter Nachkorrektur-Funktion zur Korrektur des Ausgangssignals (K) des linearen Tiefpasses (5) in ein Korrek­ tursignal (K*) zwecks Erhöhung der Kompensationsgenauigkeit, dessen Ein­ gang an den Ausgang des linearen Tiefpasses (5) angeschlossen ist und
  • - eine Verknüpfungs-Stufe (15), deren erster Eingang mit dem Ausgang des Funktionsgenerators (12) verbunden ist, deren zweiter Eingang mit einem zweiten Steuersignal (S₂) beaufschlagt und mit einem Steuereingang (14) des ersten Generators (2) verbunden ist und deren Ausgang mit einem Steu­ ereingang (6) des zweiten Generators (13) verbunden ist.
8. Schaltungsanordnung zur Korrektur der Strahlungsleistung einer Laserdiode (1), bestehend aus
  • - einem ersten Generator (2) zur Erzeugung eines die abgegebene Strah­ lungsleistung bestimmenden Treiberstromes (IT) für die Laserdiode (1),
  • - Mitteln zur Modulation des Treiberstromes (IT) in Abhängigkeit von einem Modulationssignal (B) und
  • - einem linearen Tiefpaß (5), welcher näherungsweise den zeitlichen Verlauf der inneren Temperatur der Laserdiode (1) nachbildet und dessen Aus­ gangssignal zur Korrektur des Treiberstromes (IT) verwendet wird, um die Abhängigkeit der abgegebenen Strahlungsleistung von der inneren Tempera­ tur der Laserdiode (1) zu kompensieren, gekennzeichnet durch
  • - einen zweiten Generator (13) zur Erzeugung eines Korrekturstromes (IK) für den Treiberstrom (IT), dessen Ausgang an die Laserdiode (1) angeschlossen ist,
  • - einen dritten Generator (9) zur Erzeugung eines Vorstromes (IB) für die La­ serdiode (1), dessen Ausgang an die Laserdiode (1) angeschlossen und dessen Steuereingang (11) mit einem ersten Steuersignal (S₁) beaufschlagt ist,
  • - einen durch ein drittes Steuersignal (S₃) betätigbaren Schalter (16) zwischen der Laserdiode (1) und dem Ausgang des dritten Generators (9),
  • - einen mit einem zweiten Steuersignal (S₂), das an einen Steuereingang (14) des ersten Generators (1) geführt ist, und mit dem Modulationssignal (B) be­ aufschlagten ersten Multiplizierer (17),
  • - einen mit dem ersten Steuersignal (S₁) und mit dem dritten Steuersignal (S₃) beaufschlagten zweiten Multiplizierer (18),
  • - einen Addierer (19), dessen Eingänge mit den Ausgängen der Multiplizierer (17, 18) verbunden sind und dessen Ausgang an den Eingang des linearen Tiefpasses (5) angeschlossen ist, und
  • - einen Funktionsgenerator (12) mit gespeicherter Nachkorrektur-Funktion zur Korrektur des Ausgangssignals (K) des linearen Tiefpasses (5) in ein Korrek­ tursignal (K*) zwecks Erhöhung der Kompensationsgenauigkeit, dessen Ein­ gang an den Ausgang des linearen Tiefpasses (5) angeschlossen ist und dessen Ausgang mit einem Steuereingang (6′) des zweiten Generators (13) verbunden ist.
9. Schaltungsanordnung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Generatoren (2, 9, 13) als Konstantstromquellen ausgebildet sind.
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