[发明专利]功率稳定的激光二极管阵列

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于控制光学功率稳定的激光二极管阵列的装置和方法，更具体而言，涉及一种垂直腔表面发射激光器(VCSEL)的阵列。

背景技术

由激光二极管产生的光学功率主要是结温和电流的函数。在激光二极管操作期间，结温升高并且光学功率降低。

某些应用(例如计算机直接制版(CTP))需要光学功率在系统操作期间保持恒定。为了防止光学功率发生变化，系统应该具备监测光学功率或结温的能力；这将允许通过电流的适当调制而施加必要的修正。

不推荐进行连续的功率测量，因为这会干扰光束路径，而且，对于激光二极管阵列而言单个结点的准确温度测量实际上是不可能的。从而，这样的测量实际上不能用于控制多个发射器的光学功率。

发明内容

简而言之，根据本发明的一个方面，提供了一种用于对发射激光二极管的光学功率稳定性进行控制的装置，该激光二极管在激光二极管结点处显现出温度改变，所述温度改变是根据激光二极管的工作周期进行预测的。所述装置包括：激光二极管，数据流分析器以及光学功率稳定器，所述激光二极管布置为在目标上发射光，所述数据流分析器配置为接收引入数据流并且对其进行分析，从而产生代表大于零的数据流的图像数据发生因子，所述光学功率稳定器配置为根据所述图像数据发生因子而对应用在激光二极管上的电流强度进行控制。

对于本领域技术人员而言，在结合附图阅读以下具体描述之后，本发明的这些和其它目的、特征和优点将会变得明朗，其中显示和描述了本发明的说明性实施例。

附图说明

参考附图(图，或简写为“FIG.”)，根据本文中以下部分对于实施例的描述，视作本发明的本主题可以得到更加清楚的理解，这种描述是以例子的形式给出的，其目的仅在于对本发明进行说明性的讨论，在附图中：

图1是计算机直接制版(CTP)成像头的示意图；

图2是布置在机械组件中的激光二极管阵列的示意图；

图3是用于激光二极管阵列的电子电流控制器的示意图；以及

图4是根据图像数据流的激光二极管控制器的示意性框图。

具体实施方式

在以下具体描述中，说明了很多具体细节，以便提供对于公开内容的透彻理解。然而，本领域技术人员将会理解，当前公开内容的教导可以在没有这些具体细节的情况下实施。在其它情况下，公知的方法、程序、部件和电路并没有进行具体描述，以免使得当前公开内容的教导变得模糊。

本发明公开了一种基于每个激光二极管发射器及与其相邻的发射器的平均操作工作周期对结温的改变进行估计的方法。

图1显示了典型的基于激光器的CTP成像系统10，其安装至旋转鼓12。印刷板14安装在鼓上。当鼓12在定位控制器22的控制下旋转时，板14一起旋转。鼓12的旋转方向26称为“快速扫描方向”。根据本发明，系统10能够配置为以扩张并收缩的一列的形式进行打印。

包括激光器阵列的成像头16联接至光学头18，光学头18将成像头16相对于鼓12进行定位。光学头18能够相对于鼓12横向移动。光学头18能够移动的方向是与鼓12的旋转轴线相同的方向28，并且称为“慢速扫描方向”。成像头16可以在快速扫描方向26或慢速扫描方向28上打印平行的列，但是通常成像头16通过同时在快速扫描方向26和慢速扫描方向28中打印而打印螺旋形的列。

定位控制器22对鼓12的旋转速度和光学头18的位置进行调整。通过使得鼓12旋转和/或使得光学头18移动，定位控制器22能够使得一个或更多激光器承载于印刷板14的表面上的基本上任何点。

成像头16中的激光器处于激光控制器20的控制之下，并且由供给至激光控制器20的图像数据24进行调制。典型地，定位控制器22发送定时信号至激光控制器20，从而使得正确的图像数据将在激光器阵列相对于印刷板14处于正确位置的时候供给至激光器。例如，激光控制器20可以是计算机，例如个人计算机、微型计算机或嵌入式处理器或微控制器。

图2显示了布置在机械组件208中的激光二极管204，该机械组件208装备有连附至该机械组件208的冷却元件212。结温的升高与暴露图像的数字数据内容相关联。随着相关激光二极管的操作时间增加，或者换言之随着每个发射器每一时间周期中数据中的“0”的数量减少，在特定发射器的结点处的温度将会升高。结温的升高导致由各个激光二极管产生的光学功率减小。为了稳定发射的光线的强度，需要增大发出电流强度，以便实现成像激光二极管的功率强度稳定性，从而在印刷板上产生稳定的图像。

该方法包括若干步骤：