發(fā)光裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種進(jìn)行脈沖發(fā)光的發(fā)光裝置。
【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，其特征在于，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)，所述電容性電抗特性電路部和所述電阻特性電路部選擇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，所述電容性電抗特性電路部和所述電阻特性電路部選擇使所述弛豫振蕩中的最初的振動(dòng)產(chǎn)生并且抑制其它振動(dòng)的特性。
[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，利用向所述電容性電抗特性電路部的沖擊電流來產(chǎn)生所述最初的振動(dòng)，在利用所述沖擊電流的向所述電容性電抗特性電路部的充電之后使電流在所述電阻特性電路部中流動(dòng)，由此，抑制所述其它振動(dòng)。
[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，通過使所述最初的振動(dòng)產(chǎn)生并且抑制所述其它振蕩，從而使所述光源產(chǎn)生單脈沖發(fā)光。
[0015]方案5所記載的發(fā)明是，一種發(fā)光裝置，其特征在于，在方案1至4的任一項(xiàng)所記載的發(fā)明中，具備:溫度測(cè)量部，對(duì)環(huán)境溫度進(jìn)行測(cè)量；以及電源部，基于所述溫度測(cè)量部的輸出，使對(duì)所述光源和所述微分電路施加的電壓可變。光源、特別是半導(dǎo)體激光器元件的發(fā)光強(qiáng)度容易受到環(huán)境的溫度變化的影響。根據(jù)方案5所記載的發(fā)明，基于環(huán)境溫度對(duì)施加到光源的電壓的值進(jìn)行控制，因此，抑制起因于環(huán)境的溫度變化的光源的發(fā)光強(qiáng)度的變動(dòng)。
[0016]方案6所記載的發(fā)明的特征在于，在方案1至5的任一項(xiàng)所記載的發(fā)明中，所述電容性電抗特性電路部為電容器，所述電阻特性電路部為電阻器。
[0017]方案7所記載的發(fā)明的特征在于，在方案6所記載的發(fā)明中，所述電容器為電容可變電容器。
[0018]方案8所記載的發(fā)明的特征在于，在方案6所記載的發(fā)明中，所述電阻器為可變電阻器。
[0019]方案9所記載的發(fā)明的特征在于，在方案1至8的任一項(xiàng)所記載的發(fā)明中，所述電阻特性電路部還具有熱敏電阻，對(duì)光源特性的溫度變化進(jìn)行校正。
[0020]方案10所記載的發(fā)明的特征在于，在方案1至9的任一項(xiàng)所記載的發(fā)明中，所述電容性電抗特性電路部和/或所述電阻特性電路部由分別具有不同的特性值的多個(gè)元件和選擇性地連接它們的開關(guān)元件構(gòu)成，通過選擇性地連接這些元件，從而能夠選擇微分電路的特性。
[0021]方案11所記載的發(fā)明的特征在于，在方案1至10的任一項(xiàng)所記載的發(fā)明中，所述光源的發(fā)光期間比利用所述開關(guān)元件的通電時(shí)間短。
[0022]方案12所記載的發(fā)明的特征在于，在方案11所記載的發(fā)明中，所述開關(guān)元件的接通/關(guān)斷中的接通狀態(tài)的期間為閉合電路，在關(guān)斷狀態(tài)下為開路。
[0023]方案13所記載的發(fā)明是，一種距離測(cè)定裝置，其特征在于，具備:射出部，由方案1至方案12的任一項(xiàng)所記載的發(fā)光裝置形成，將利用所述光源的弛豫振蕩的最初的振蕩的光朝向測(cè)定對(duì)象物射出；受光部，對(duì)從所述測(cè)定對(duì)象物反射的反射光進(jìn)行光接收；以及信號(hào)處理部，基于所述受光部的輸出信號(hào)來進(jìn)行到所述測(cè)定對(duì)象物的距離的計(jì)算。
[0024]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】
[0025]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。
[0026]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。
[0027]圖3是實(shí)施方式的發(fā)光裝置的框圖和電路圖。
[0028]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)。
[0029]圖5是說明微分電路的工作的概念圖。
[0030]圖6是示出發(fā)光波形的附圖代用照片(a)和(b)。
[0031]圖7是示出發(fā)光波形的附圖代用照片。
[0032]圖8是示出發(fā)光波形的附圖代用照片。
[0033]圖9是實(shí)施方式的電路圖(a)和(b)。
[0034]圖10是實(shí)施方式的電路圖(a)、(b)和(c)。
[0035]圖11是實(shí)施方式的框圖。
[0036]圖12是示出發(fā)光波形的附圖代用照片。
[0037]圖13是示出發(fā)光波形的附圖代用照片。
[0038]圖14是示出發(fā)光波形