發(fā)光裝置的調(diào)整方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及進(jìn)行脈沖發(fā)光的發(fā)光裝置的調(diào)整方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在進(jìn)行使用了激光的距離的測(cè)定、各種加工等的技術(shù)中，要求脈沖寬度為幾十~幾百皮秒以下這樣的短脈沖的激光。例如，在使用了脈沖激光的距離的測(cè)定中，能夠通過使用脈沖寬度窄的脈沖光來提高測(cè)距精度。作為生成脈沖寬度窄的激光的技術(shù)，已知日本特公平7 - 109911號(hào)公報(bào)、日本特開昭55 - 107282號(hào)公報(bào)、日本特開2002 - 368329號(hào)公報(bào)等所記載的技術(shù)。
[0003]在圖1中示出了 LD (激光二極管)中的驅(qū)動(dòng)電流與輸出光的關(guān)系。如圖1所示，當(dāng)驅(qū)動(dòng)電流在LD中流動(dòng)時(shí)，出現(xiàn)如下現(xiàn)象:最初產(chǎn)生脈沖狀的發(fā)光，該發(fā)光的振幅進(jìn)行振動(dòng)并逐漸變小，最終產(chǎn)生固定強(qiáng)度的發(fā)光。該現(xiàn)象在所有半導(dǎo)體激光器中出現(xiàn)。在上述的發(fā)光初始出現(xiàn)的逐漸收斂的發(fā)光強(qiáng)度的振動(dòng)被稱為弛豫振蕩(re 1 axat1n oscillat1n)。
[0004]在想要進(jìn)行短的脈沖寬度的發(fā)光的情況下，使用如圖2所示那樣使時(shí)間間隔短的驅(qū)動(dòng)電流流動(dòng)而僅進(jìn)行最初的脈沖發(fā)光的方法。然而，難以使用簡(jiǎn)單的電路來生成具有幾十~幾百皮秒級(jí)(picosecond order)的時(shí)間寬度的驅(qū)動(dòng)電流。
[0005]例如，200MHz左右的頻率的正弦波、矩形波能夠使用市售的1C來容易地得到。然而，還根據(jù)例如100MHz的高頻的周期為1(Γ8秒(10納秒=10000皮秒)的情況可知，得到具有幾十~幾百皮秒級(jí)的時(shí)間寬度的脈沖狀的驅(qū)動(dòng)電流并不是容易的事情。
[0006]能夠使用微波帶的高頻技術(shù)來得到具有幾十~幾百皮秒級(jí)的時(shí)間寬度的脈沖狀的驅(qū)動(dòng)電流。例如，能夠通過使用了 YIG諧振器的振蕩器來得到幾十GHz的信號(hào)，通過利用該技術(shù)，從而能夠得到具有幾十~幾百皮秒級(jí)的時(shí)間寬度的脈沖狀的驅(qū)動(dòng)電流。然而，根據(jù)電路規(guī)模、成本、調(diào)整的復(fù)雜度、功耗的多少這樣的方面，微波帶的高頻技術(shù)不適于例如向在戶外使用的測(cè)距裝置等的利用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]在這樣的背景下，本發(fā)明的目的在于提供能使用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)來進(jìn)行短脈沖寬度的發(fā)光的技術(shù)。
[0008]方案1所記載的發(fā)明是，一種發(fā)光裝置的調(diào)整方法，所述發(fā)光裝置具備:光源，在剛進(jìn)行發(fā)光驅(qū)動(dòng)用的通電之后產(chǎn)生弛豫振蕩；微分電路，并聯(lián)連接在剛通電之后作為低的阻抗的電容性電抗特性電路部和對(duì)在通電后經(jīng)過規(guī)定時(shí)間之后被充電到所述電容性電抗特性電路部中的電荷進(jìn)行放電的電阻特性電路部；以及開關(guān)元件，所述光源與所述微分電路串聯(lián)連接，所述開關(guān)元件是進(jìn)行對(duì)所述光源和所述微分電路的電壓施加的接通/關(guān)斷的開關(guān)，所述調(diào)整方法的特征在于，將所述電容性電抗特性電路部和所述電阻特性電路部的特性調(diào)整為得到所述弛豫振蕩中的一部分的振蕩的特性。
[0009]作為激光器的通常的特性已知在剛進(jìn)行發(fā)光驅(qū)動(dòng)用的通電之后產(chǎn)生弛豫振蕩這樣的現(xiàn)象，特別地，作為能夠容易實(shí)現(xiàn)該現(xiàn)象的光源，可舉出半導(dǎo)體激光器(LD)。在剛通電之后作為低的阻抗的電容性電抗特性電路部具有蓄積電荷的功能，具有在蓄積電荷時(shí)產(chǎn)生沖擊電流的特性。作為電容性電抗特性電路部，可舉出電容器元件。代替電容器元件，還能夠使用布線、導(dǎo)體圖案間的電容。
[0010]作為對(duì)在通電后經(jīng)過規(guī)定時(shí)間之后被充電到電容性電抗特性電路部中的電荷進(jìn)行放電的電阻特性電路部，能夠舉出各種電阻元件、使用了布線的電阻體、使用了各種導(dǎo)體、半導(dǎo)體的電阻體。電阻特性電路部的電壓-電流特性也可以不為線性。例如，作為電阻特性電路部，還能夠使用二極管等非線性元件、適當(dāng)?shù)卦O(shè)定了偏壓的FET等三端子元件。
[0011]開關(guān)元件為能夠選擇電路的接通/關(guān)斷即導(dǎo)通和非導(dǎo)通的元件。作為開關(guān)元件，能夠舉出雙極晶體管、FET等半導(dǎo)體開關(guān)。此外，作為開關(guān)元件，也能夠使用具有開關(guān)功能的1C。作為開關(guān)元件，也能夠使用在被施加閾值以上的電壓時(shí)從非導(dǎo)通狀態(tài)轉(zhuǎn)移為導(dǎo)通狀態(tài)的兩端子元件。在該情況下，通過使電源電壓發(fā)生變化來進(jìn)行接通/關(guān)斷的控制。關(guān)于光源與微分電路的串聯(lián)連接，除了直接連接的方式以外，其它電路、器件介于之間的結(jié)構(gòu)也是可能的。
[0012]方案2所記載的發(fā)明的特征在于，在方案1所記載的發(fā)明中，關(guān)于所述電容性電抗特性電路部，在剛通電之后使振蕩閾值電流以上的電流在所述光源中流動(dòng)并且進(jìn)而使光源的發(fā)光不到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài)的振蕩的程度的電流流動(dòng)的電容值和/或阻抗內(nèi)進(jìn)行調(diào)整。
[0013]方案3所記載的發(fā)明的特征在于，在方案2所記載的發(fā)明中，所述電阻特性電路部被調(diào)整為使與所述光源的振蕩閾值電流大致相等的電流流動(dòng)且光源不發(fā)光的程度的電阻值以上并且使在電阻產(chǎn)生的電壓降和電源電壓的差為與光源正向電壓相等的程度的電阻值以下。
[0014]方案4所記載的發(fā)明的特征在于，在方案3所記載的發(fā)明中，在使所述發(fā)光的峰值變大的情況下，將所述電容性電抗特性電路部的電容調(diào)整得大，將所述電阻特性電路部的電阻值調(diào)整得小，在使所述發(fā)光的峰值變小的情況下，將所述電容性電抗特性電路部的電容調(diào)整得小，將所述電阻特性電路部的電阻值調(diào)整得大。
[0015]方案5所記載的發(fā)明的特征在于，在方案1至4的任一項(xiàng)所記載的發(fā)明中，將所述電容性電抗特性電路部和所述電阻特性電路部的特性調(diào)整為進(jìn)行所述弛豫振蕩的僅最初的振動(dòng)的發(fā)光的特性。
[0016]根據(jù)本發(fā)明，得到能使用簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)來進(jìn)行短脈沖寬度的發(fā)光的技術(shù)。
【附圖說明】
[0017]圖1是示出激光二極管(LD)中的驅(qū)動(dòng)電流與發(fā)光強(qiáng)度的關(guān)系的圖。
[0018]圖2是示出激光二極管(LD)中的驅(qū)動(dòng)電流與發(fā)光強(qiáng)度的關(guān)系的圖。
[0019]圖3是實(shí)施方式的發(fā)光裝置的框圖和電路圖。
[0020]圖4是示出實(shí)施方式的電路圖和各部的電壓的變化的圖表(a) ~ (c)。
[0021]圖5是說明微分電路的工作的概念圖。
[0022]圖6是示出發(fā)光波形的附圖代用照片(a)和(b)。
[0023]圖7是示出發(fā)光波形的附圖代用照片。
[0024]圖8是示出發(fā)光波形的附圖代用照片。
[0025]圖9是實(shí)施方式的電路圖(a)和(b)。
[0026]圖10是實(shí)施方式的電路圖(a)、(b)和(c)。
[0027]圖11是實(shí)施方式的框圖。
[0028]圖12是示出發(fā)光波形的附圖代用照片。
[0029]圖13是示出發(fā)光波形的附圖代用照片。
[0030]圖14是示出發(fā)光波形的附圖代用照片。
[0031]圖15是實(shí)施方式的發(fā)光裝置的框圖(A)和(B)。
[0032]圖16是實(shí)施方式的發(fā)光裝置的框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]1.第一實(shí)施方式
(結(jié)構(gòu))
在圖3中示出了實(shí)施方式的發(fā)光裝置的框圖和電路圖。在圖3中示出了發(fā)光裝置100。在發(fā)光裝置100中，光源101、微分電路102、開關(guān)103被串聯(lián)連接，對(duì)該串聯(lián)連接的兩端施加電源電壓V。在該例子中，光源101為激光二極管(LD)，微分電路102為將電阻R(102a)與電容器C (102b)并聯(lián)連接的電路，開關(guān)103為FET。
[0034]作為電路常數(shù)，是一個(gè)例子，但是，可舉出使用電源電壓5V、使用200歐姆來作為電阻102a的電阻值、使用20pF來作為電容器102b的電容、使用頻率以幾十MHz左右為上限的矩形波來作為控制信號(hào)的例子。
[0035