[发明专利]半导体激光器的驱动方法和设备、及导出半导体激光器的驱动电流样式的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及驱动半导体激光器的方法和设备。

本发明还涉及一种生成在驱动半导体激光器的方法中使用的驱动电流样式的方法。

此外，本发明还涉及一种用从半导体激光器发射出并由空间光调制元件进行过调制的光对感光材料进行曝光的曝光设备。

背景技术

半导体激光器在很多领域中都有实践应用。日本未审查专利公开第2005-055881号公开了一种激光曝光设备，该设备用空间光调制元件调制从半导体激光器发出的光，并且用经过调制的光对感光材料进行曝光。

此外，我们知道有发射出波长处于400nm附近的激光束的GaN型半导体激光器，例如在日本未审查专利公开第2004-096062号中公开的GaN型半导体激光器。日本未审查专利公开第2005-055881号公开了曝光设备采用这种类型的半导体激光作为曝光光源。

在半导体激光器的应用中，比如当在前面提到的曝光设备中采用它们时，希望将半导体激光器驱动成它们的光输出恒定不变。已知的以这种方式驱动半导体激光器的方法包括ACC(自动电流控制)驱动方法和APC(自动功率控制)驱动方法，如日本未审查专利公开第8(1996)-274395号中公开的方法。

半导体激光器的驱动电流/光输出属性会由于自身发热之类的原因而发生改变。因此，人们认识到，将驱动电流控制为恒定的ACC驱动方法具有在打开激光器之后光输出会发生改变的缺点。这一缺陷在高输出半导体激光器中表现得尤为显著。类似地，这一缺陷会在安装有多个半导体激光器的激光设备中表现得很明显。此外，蓝紫光GaN型半导体激光器发光效率较差并且会产生比红光激光器量更大的热。因此，光输出变化在蓝紫光GaN型半导体激光器中更为明显。

鉴于这些情况，通常采用APC驱动方法来获得稳定的光输出。在APC驱动方法中，驱动电流是这样控制的：使得半导体激光器发射的激光束的一部分进入监测光检测器；并且创建反馈环路，使得与半导体激光器的光输出成比例地产生的监测电流变得恒定不变。

不过，在APC驱动方法中，使用发射光的一部分作为反馈环路的输入，造成了要用于原本用途的光量减少的缺点。此外，需要额外的成本来提供光量反馈环路电路。

同时，在激光曝光设备中，比如在前面介绍的那种激光曝光设备中，半导体激光器的光输出是确定曝光处理的节拍时间(takttime)的因子。因此，期望以低成本获得稳定的高输出激光束。不过，在采用ACC驱动方法来获得稳定光输出的情况下，激光曝光设备在打开半导体激光器之后直到半导体激光器的温度稳定时都必须处于待机状态。这会产生生产时间的损失，从而增加了激光曝光设备的节拍时间。节拍时间的增加会降低曝光处理的产出率。

可以考虑使半导体激光器恒定保持在ON状态下来作为消除由前述待机状态造成的时间损耗的方法。不过，激光器的寿命是由它们发光的时间量来决定的。因此，它们处于ON状态并且没有用来进行曝光处理时所占用的时间量会使半导体激光器的有效寿命减少。在利用激光器来进行曝光的时间在激光器处于ON状态的总时间中所占的百分比为例如50％的情况下，半导体激光器的寿命会减少接近1/2。

本发明是鉴于前述情况而研发的。本发明的一个目的是提供能够简单地、低成本地并且不需要较长的启动时间地获得稳定高输出激光束的半导体激光器驱动方法和设备。

本发明的另一个目的是提供导出在半导体激光器驱动方法和设备中采用的驱动电流样式的方法和设备。

本发明的再另一个目的是缩短用从半导体激光器发射出并且由空间光调制元件进行过调制的光对感光材料进行曝光的曝光设备的节拍时间。

发明内容

按照本发明的半导体激光器的驱动方法是通过自动电流控制或自动功率控制驱动至少一个半导体激光器的方法，包括步骤：

为半导体激光器生成驱动电流值的样式，该样式是按照从启动对半导体激光器的驱动开始所经过的时间量来定义的，该样式能够实现由自动电流控制或自动功率控制获得与目标光输出基本上相同的光输出；和

在从半导体激光器的驱动开始的预定时间段内按照所述样式以逐步递增的方式改变半导体激光器的驱动电流。

优选的是：

共同利用单独一个样式来驱动多个半导体激光器。

在共同利用单独一个样式来驱动多个半导体激光器的情况下，优选的是：

将所述样式定义为驱动电流值与恒定电流值的比值。

在如上所述共同利用单独一个样式来驱动多个半导体激光器的情况下，优选的是：