專(zhuān)利名稱(chēng)：提高激光器工作效率的方法
提高激光器工作效率的方法本申請(qǐng)為申請(qǐng)日為2005年5月17日、申請(qǐng)?zhí)枮?00580016827. 0、發(fā)明名稱(chēng)為“提
高激光器工作效率的方法”的在先發(fā)明申請(qǐng)的分案申請(qǐng)。本發(fā)明涉及提高激光器工作效率的方法，例如，用于在光學(xué)數(shù)據(jù)讀/寫(xiě)裝置中降 低激光器的工作溫度和/或增加這種裝置的光學(xué)輸出功率。另外，本發(fā)明還涉及被設(shè)置成 根據(jù)本方法工作的激光器。此外，本發(fā)明涉及包括這種根據(jù)本方法工作的激光器的數(shù)據(jù)存 儲(chǔ)設(shè)備。普遍公知的是，激光器用在諸如光盤(pán)(⑶)驅(qū)動(dòng)和數(shù)字化視頻光盤(pán)(DVD)驅(qū)動(dòng)的光 學(xué)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)讀/寫(xiě)驅(qū)動(dòng)中；這種驅(qū)動(dòng)通常用在當(dāng)代消費(fèi)產(chǎn)品中，例如用在語(yǔ)音系統(tǒng)、盤(pán)式視 頻記錄器和個(gè)人電腦(PC)中。另外，還普遍公知的是，與從這些載體讀取數(shù)據(jù)相比，當(dāng)向這 種CD和DVD驅(qū)動(dòng)中的數(shù)據(jù)載體寫(xiě)數(shù)據(jù)時(shí)，需要相當(dāng)大的激光器功率。響應(yīng)于執(zhí)行數(shù)據(jù)寫(xiě)入和數(shù)據(jù)讀取操作而調(diào)整激光器功率是已知的。例如，在已公 布的歐洲專(zhuān)利申請(qǐng)no. EP 1，162，611中，描述了一種在光盤(pán)播放器中控制激光二極管的方 法。該已公布的申請(qǐng)中，當(dāng)使用輸出的輻射從光盤(pán)或磁光盤(pán)讀取數(shù)據(jù)時(shí)，激光二極管消耗的 電學(xué)功率減小。激光二極管與可操作的激光二極管控制電路耦合，使得當(dāng)光盤(pán)播放器或磁 光盤(pán)播放器仍未穩(wěn)定并被置入鎖相狀態(tài)時(shí)，即使數(shù)據(jù)回放時(shí)鐘(PCK)信號(hào)被供給到激光二 極管控制電路，激光二極管連續(xù)地發(fā)射而不是間歇地發(fā)射。當(dāng)焦點(diǎn)被鎖在電路上時(shí)，播放器 處于鎖相狀態(tài)，這導(dǎo)致控制電路的模式切換電路將激光二極管的工作模式從連續(xù)工作切換 到間歇工作。上述PCK信號(hào)的頻率由倍頻電路倍頻以產(chǎn)生相應(yīng)的高頻信號(hào)，該高頻信號(hào)的 脈沖寬度是用于調(diào)制供給到激光二極管的電流的可調(diào)脈沖寬度。這樣，一直采用較高的激 光功率直到發(fā)生接通(pull-in)，在接通之后，激光二極管的電流降低以減小激光二極管中 的功率耗散。發(fā)明人意識(shí)到，盡管在較高頻率通過(guò)脈沖寬度調(diào)制來(lái)調(diào)整激光二極管的電流以執(zhí) 行光學(xué)存儲(chǔ)裝置中的各種讀取或?qū)懭牍δ芤呀?jīng)公知，但這種調(diào)整至今不能優(yōu)化地使用。另 外，發(fā)明人還意識(shí)到，在采用激光二極管向相關(guān)數(shù)據(jù)載體(例如CD和DVD記錄器)寫(xiě)入數(shù)據(jù) 和/或從其讀取數(shù)據(jù)的光學(xué)記錄器中，需要激光二極管工作在更高的功率，以獲得更快速 的數(shù)據(jù)記錄和數(shù)據(jù)讀出速率。這些光學(xué)記錄器的激光二極管中的功率耗散尤其與激光器功 率升高時(shí)所延長(zhǎng)的數(shù)據(jù)記錄相關(guān)。激光二極管功率耗散增加所遇到的問(wèn)題是二極管工作溫度升高。由于頻繁熱循環(huán) 和在這種激光二極管的激光腔中產(chǎn)生的熱感應(yīng)缺陷，溫度升高則易于降低激光二極管工作 壽命。另外，激光二極管工作溫度升高可能在某些條件下導(dǎo)致自發(fā)激光二極管的失效。激光二極管功率增加所遇到的另一個(gè)問(wèn)題是，用于讀取目的以減小的激勵(lì)電流連 續(xù)地操作這種二極管受到從激光二極管發(fā)射的輻射中相對(duì)增加的輸出噪聲的影響。例如， 由于光反饋不穩(wěn)定性而導(dǎo)致信噪比減小，這種噪聲增加可能對(duì)數(shù)據(jù)讀出可靠性產(chǎn)生不利影 響。發(fā)明人已經(jīng)意識(shí)到，激光器噪聲可以減小，同時(shí)通過(guò)為激光二極管供給脈沖寬度 調(diào)制(PWM)激勵(lì)電流可以從激光二極管輸出較少的功率。當(dāng)使用PWM激光二極管產(chǎn)生的輻射束讀取數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)流時(shí)，基于尼奎斯特采樣條件的考慮，有利的是，以數(shù)據(jù)讀取速率至少兩 倍的頻率來(lái)調(diào)制激勵(lì)電流。然而常規(guī)實(shí)驗(yàn)采用300 MHz到500 MHz量級(jí)之間的很高的PWM頻率。發(fā)明人意識(shí)到激光二極管的這種常規(guī)PWM控制并非最佳，因此，發(fā)明了一種在降 低激光器工作溫度的同時(shí)還至少部分解決上述激光二極管噪聲問(wèn)題的方法。這樣，本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種提高激光器工作效率的方法，例如，用于減小 光學(xué)存儲(chǔ)裝置中激光器工作溫度和/或增加激光器光學(xué)輸出。根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種提高激光器的激光器工作效率的方法，該激光 器包括在光學(xué)數(shù)據(jù)讀和/或?qū)懷b置中，該方法其特征在于，它包括以下步驟
a)產(chǎn)生具有一個(gè)或多個(gè)脈沖序列的脈沖激勵(lì)信號(hào)，其脈沖頻率基本在50MHz到250 MHz之間的范圍內(nèi)；以及
b)設(shè)置該一個(gè)或多個(gè)脈沖序列以調(diào)制流經(jīng)激光器的激勵(lì)電流，該脈沖橫跨激光器的激 光閾值。本發(fā)明的優(yōu)勢(shì)在于，通過(guò)利用這種激光器在不同的激勵(lì)頻率呈現(xiàn)的阻抗特性的差 異，可以提高激光器工作效率。優(yōu)選地，該方法還包括應(yīng)用激光器產(chǎn)生的光輻射以用于下面一個(gè)或多個(gè)目的的步 驟從光學(xué)數(shù)據(jù)載體讀取數(shù)據(jù)，向光學(xué)數(shù)據(jù)載體寫(xiě)入數(shù)據(jù)。和相似類(lèi)型的現(xiàn)有裝置相比，將 該方法應(yīng)用于激光器，可能獲得潛在更高的數(shù)據(jù)寫(xiě)入和/或數(shù)據(jù)讀取速度。優(yōu)選地，在該方法中，與以基本400 MHz的脈沖重復(fù)頻率激勵(lì)相比，以基本在50 MHz到250 MHz范圍內(nèi)的脈沖重復(fù)頻率使用本方法來(lái)激勵(lì)時(shí)，可以操作激光器以呈現(xiàn)較低 的電學(xué)阻抗。這種較低的頻率范圍的使用使得激光器及其相關(guān)的激光器驅(qū)動(dòng)器可以更有效 地工作。優(yōu)選地，為減小使用該方法的耗散，在一個(gè)或多個(gè)序列中的激勵(lì)脈沖之間將流經(jīng) 激光器的激勵(lì)電流基本減小至零。與400 MHz的頻率相比，在50 MHz到250 MHz范圍內(nèi)的 頻率較易實(shí)現(xiàn)將激勵(lì)電流基本減小至零。優(yōu)選地，為減小使用該方法的功率耗散，對(duì)于停止(dwell)周期，將脈沖之間的激 勵(lì)電流基本維持在零。更優(yōu)選地，停止周期至少與每個(gè)脈沖的激勵(lì)周期一樣長(zhǎng)，在所述激勵(lì) 周期期間向該激光器施加激勵(lì)電流。優(yōu)選地，為了防止違反尼奎斯特采樣定理，設(shè)置本方法使得脈沖頻率足夠高，以當(dāng) 從驅(qū)動(dòng)的數(shù)據(jù)載體讀取數(shù)據(jù)或向其寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)可以避免混疊。根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種用于光學(xué)數(shù)據(jù)讀和/或?qū)懷b置的光學(xué)撿拾單 元，該單元包括產(chǎn)生用于讀和/或?qū)懭霐?shù)據(jù)的光輻射的激光器，該激光器被設(shè)置成根據(jù)本 發(fā)明第一方面的方法工作。根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種光學(xué)數(shù)據(jù)讀和/或?qū)懷b置，該裝置包括產(chǎn)生 用于讀和/或?qū)懭霐?shù)據(jù)的光輻射的激光器，該激光器被設(shè)置成根據(jù)本發(fā)明的第一方面的方 法工作。根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種用于控制光學(xué)數(shù)據(jù)讀和/或?qū)懷b置操作的軟 件，該光學(xué)數(shù)據(jù)讀和/或?qū)懷b置包括產(chǎn)生用于讀和/或?qū)懭霐?shù)據(jù)的光輻射的激光器，該軟件 可在一個(gè)或多個(gè)計(jì)算裝置上執(zhí)行以實(shí)施根據(jù)本發(fā)明的第一方面的方法。
根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供了一種用于光學(xué)數(shù)據(jù)讀和/或?qū)懷b置的數(shù)據(jù)處理單 元，該光學(xué)數(shù)據(jù)讀和/或?qū)懷b置包括產(chǎn)生用于讀和/或?qū)懭霐?shù)據(jù)的光輻射的激光器，該處理 單元被構(gòu)造成用于執(zhí)行根據(jù)本發(fā)明的第一方面的方法。根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供了一種用于光學(xué)數(shù)據(jù)讀和/寫(xiě)裝置的激光器，該激 光器可以根據(jù)本發(fā)明的第一方面的方法工作。應(yīng)當(dāng)理解的是，在不偏離本發(fā)明的范圍的情況下，本發(fā)明的特征易于以任意組合 方式組合?，F(xiàn)在將僅參考附圖通過(guò)實(shí)例來(lái)描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中


圖1是光學(xué)存儲(chǔ)裝置的示意圖，該光學(xué)存儲(chǔ)裝置包括光學(xué)數(shù)據(jù)載體、包括有激光二極 管和光學(xué)傳感器的光學(xué)撿拾單元(OPU)以及用于相對(duì)于數(shù)據(jù)載體移動(dòng)撿拾單元的執(zhí)行裝 置；
圖2是圖1的激光二極管的激光作用特性圖3是圖1存儲(chǔ)裝置的激光二極管的相對(duì)阻抗特性的示意圖4的圖表示出了與施加至圖1的激光二極管的閾值電流相對(duì)的調(diào)制激勵(lì)電流。圖5的圖表示出了各種激光二極管激勵(lì)電流調(diào)制條件下與二極管激勵(lì)電流相對(duì) 的圖1激光二極管的光學(xué)輸出功率；
圖6是圖1的激光二極管的光學(xué)輸出的第一圖表，所述光學(xué)輸出是工作時(shí)提供給激光 二極管的激勵(lì)電流的函數(shù)，該二極管被設(shè)置成以常規(guī)模式操作；以及
圖7是圖1的激光二極管的光學(xué)輸出的第二圖表，所述光學(xué)輸出是工作時(shí)提供給激光 二極管的激勵(lì)電流的函數(shù)，該二極管被設(shè)置成根據(jù)本發(fā)明的模式工作。將參考附圖描述本發(fā)明的實(shí)施例，其中圖1是光學(xué)存儲(chǔ)裝置的示意圖，由10概括 表示。例如，存儲(chǔ)裝置10能夠形成CD讀/寫(xiě)設(shè)備、DVD讀/寫(xiě)設(shè)備和個(gè)人電腦的光學(xué)存儲(chǔ) 器的基礎(chǔ)；裝置10其它潛在的應(yīng)用也是可以實(shí)現(xiàn)的。裝置10包括驅(qū)動(dòng)電機(jī)20和用于嚙合光盤(pán)數(shù)據(jù)載體30的相關(guān)元件?？梢圆僮麟姍C(jī) 20以使載體30相對(duì)于光學(xué)撿拾單元(OPU)(以40概括表示)旋轉(zhuǎn)。單元40包括產(chǎn)生詢(xún)問(wèn) 輻射束的激光二極管50，該詢(xún)問(wèn)輻射束通過(guò)光學(xué)設(shè)備70聚焦，以工作時(shí)在載體30的數(shù)據(jù)承 載表面上產(chǎn)生精細(xì)聚焦的輻射光斑。撿拾單元(0PU)40還被布置成接收從數(shù)據(jù)承載表面反 射和反向散射回的輻射，該返回的輻射通過(guò)光學(xué)設(shè)備70傳播到光學(xué)傳感器60。傳感器60 依次產(chǎn)生傳送數(shù)據(jù)流的信號(hào)，該數(shù)據(jù)流被傳送至外部以進(jìn)行處理。該撿拾單元40機(jī)械耦合 至執(zhí)行單元80，可以操作該執(zhí)行單元以在箭頭90指示的方向上相對(duì)于載體30橫向移動(dòng)單 元40，以便選擇載體30的優(yōu)選區(qū)域。裝置10還包括用于控制裝置10的工作的處理控制單 元100，例如，用于預(yù)處理數(shù)據(jù)以通過(guò)傳感器60向載體30進(jìn)行寫(xiě)入和/或用于處理從載體 30讀取的數(shù)據(jù)，例如，以產(chǎn)生如110指示的輸出數(shù)據(jù)流。裝置10能夠以很多種不同的模式工作。為了優(yōu)化功能，由控制單元100施加至激 光二極管50的電學(xué)激勵(lì)或是連續(xù)性的或是暫時(shí)間歇性的，即脈沖的，這將在隨后進(jìn)行詳細(xì) 描述。在裝置10的工作模式中，它能夠在記錄模式和記錄暫停模式工作；記錄暫停模式對(duì) 應(yīng)于裝置10準(zhǔn)備在數(shù)據(jù)載體30上做記錄。在記錄模式和記錄暫停模式，發(fā)明人已經(jīng)意識(shí) 到，可以減小施加于激光二極管50的驅(qū)動(dòng)功率，尤其通過(guò)向激光器50應(yīng)用脈沖激勵(lì)電流， 使得a)以比常規(guī)采用更低的頻率施加脈沖電流以調(diào)制現(xiàn)有CD或DVD讀/寫(xiě)驅(qū)動(dòng)中的激光 二極管；以及
b)使用比常規(guī)采用的更高峰值二極管電流。發(fā)明人已經(jīng)證實(shí)上述a)和b)的組合可以產(chǎn)生與常規(guī)激光二極管結(jié)構(gòu)相當(dāng)?shù)募す?二極管光學(xué)輸出功率，但是激光二極管工作溫度降低。這種工作溫度的降低還提供了熱學(xué) 優(yōu)勢(shì)，可以利用該熱學(xué)優(yōu)勢(shì)以在給定的工作溫度提高激光輸出功率。有利地，當(dāng)使用裝置10 向其數(shù)據(jù)載體30記錄數(shù)據(jù)時(shí)，這種記錄不涉及讀取RF和DPD信號(hào)，僅涉及較不嚴(yán)格的擺動(dòng) 和伺服信號(hào)?，F(xiàn)在將詳細(xì)描述使用方式(a)和(b)所產(chǎn)生的優(yōu)勢(shì)。圖2中，所示出的以200表示 的圖表示出了激光二極管50的光學(xué)輸出功率，該光學(xué)輸出功率是激光二極管50的激勵(lì)電 流的函數(shù)。圖表200包括橫坐標(biāo)軸210，用于表示激勵(lì)電流從左到右增大。另外，圖表200 包括縱坐標(biāo)軸220，表示激光二極管50的光學(xué)輸出功率，其中輸出功率從圖表200的底部向 頂部增加。軸210、220的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)于零。激光二極管50的特性由曲線260表示。沿著曲 線260，示出了虛線230、240、250，使得
a)線230對(duì)應(yīng)于向數(shù)據(jù)載體30上寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)需要從激光二極管50輸出的光學(xué)功率；
b)線240對(duì)應(yīng)于從數(shù)據(jù)載體30讀取數(shù)據(jù)時(shí)需要從激光二極管50輸出的光學(xué)功率；
c)線250對(duì)應(yīng)于激光二極管50的激光閾值，在該激光閾值二極管50中的光學(xué)反饋僅 夠維持其中的激光作用。從圖2可以看出，與為數(shù)據(jù)寫(xiě)入目的以較高的功率工作相比，激光二極管50在為 數(shù)據(jù)讀取目的時(shí)以相當(dāng)?shù)偷墓β使ぷ?。線240相對(duì)比較接近由線250表示的激光閾值。在 激光閾值之下，激光二極管50的工作有噪聲且不可靠。然而實(shí)際上，對(duì)于用于數(shù)據(jù)記錄時(shí) 其中功率耗散增加，希望優(yōu)化激光二極管50的光學(xué)輸出并使二極管50充分遠(yuǎn)離激光閾值 工作以使得用于讀取目的的激光二極管50的光學(xué)輸出沒(méi)有噪聲。發(fā)明人還意識(shí)到對(duì)于向二極管50施加的脈沖激勵(lì)電流，激光二極管50的電學(xué)阻 抗特性以脈沖頻率為函數(shù)而變化。圖3提供的圖表中示出了這種阻抗特性，該圖表以300 概括表示。圖表300包括橫坐標(biāo)軸310，表示從0 mA到60 mA的平均激勵(lì)電流。另外，圖表 300包括縱坐標(biāo)軸320，表示相對(duì)于激勵(lì)電流的激光二極管50的電學(xué)阻抗Z ；縱坐標(biāo)320繪 出的范圍為0 ohm到100 ohm。在圖表300中，包括分別對(duì)應(yīng)于100 MHz和400 MHz脈沖 激勵(lì)的曲線330、340。圖3中可以理解，與400 MHz相比，激光二極管50在100 MHz呈現(xiàn) 更低的阻抗。另外，應(yīng)當(dāng)理解的是，常規(guī)CD和DVD讀/寫(xiě)裝置采用對(duì)應(yīng)于曲線340的400 MHz量級(jí)的激光二極管脈沖激勵(lì)，而裝置10采用50 MHz到250 MHz的較低脈沖頻率，在100 MHz時(shí)對(duì)應(yīng)于曲線330。在沿著縱坐標(biāo)軸320畫(huà)出的阻抗Z不是純電抗性而是包括有效的 實(shí)數(shù)電阻分量的情況下，與400 MHz量級(jí)的更常規(guī)脈沖激勵(lì)頻率相比，對(duì)于給定的平均激勵(lì) 電流，激光二極管50在100 MHz (即在50 MHz到250 MHz范圍內(nèi))的脈沖激勵(lì)頻率時(shí)的功 率耗散更低。當(dāng)脈沖激勵(lì)電流增加時(shí)，與大約400 MHz相比，在大約100 MHz處這種減少的 功率耗散持續(xù)，如圖300所示。對(duì)于激光二極管50的激勵(lì)電流，最優(yōu)選的脈沖激勵(lì)頻率是 基本150 MHz，例如在120 MHz到180 MHz的范圍內(nèi)。當(dāng)向激光二極管50施加脈沖激勵(lì)時(shí)，優(yōu)選地在激光閾值(如圖2的線250所示)下 以圖4所示的方式調(diào)制激勵(lì)電流。在圖4中，示出了由400概括表示的時(shí)間圖。圖表400包括橫坐標(biāo)軸410和縱坐標(biāo)軸420，橫坐標(biāo)軸410從左向右指示時(shí)間的流逝，縱坐標(biāo)軸420表 示施加到激光二極管50的脈沖激勵(lì)電流，其中在圖表400中激勵(lì)電流從底部向頂部增加。 虛線430對(duì)應(yīng)于激光閾值電流，相當(dāng)于線250。這樣，為了使控制單元100以脈沖模式操作 激光二極管50，優(yōu)選地向激光二極管50施加曲線440表示的激勵(lì)電流。優(yōu)選地，曲線440 對(duì)應(yīng)于頻率在50 MHz到250 MHz之間范圍的激勵(lì)，更優(yōu)選地在120 MHz到180 MHz之間， 最優(yōu)選地是基本為150 MHz，此時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生最大功率效率收益。為了進(jìn)一步闡述本發(fā)明，將參考圖5，其中圖表由500概括示出。圖表500包括橫 坐標(biāo)軸510，表示施加于激光二極管50的激勵(lì)電流，從左到右增大，還包括縱坐標(biāo)520，表示 光學(xué)輸出功率，從底到頂部增大。軸510、520的交點(diǎn)對(duì)應(yīng)于零。圖表500包括以下4條曲 線·
a)曲線530對(duì)應(yīng)于當(dāng)使用非脈沖的穩(wěn)定直流電流激勵(lì)時(shí)激光二極管50的光學(xué)輸出功
率；
b)曲線540對(duì)應(yīng)于當(dāng)使用450MHz頻率的脈沖電流激勵(lì)時(shí)(即常規(guī)已知⑶或DVD讀/ 寫(xiě)裝置所使用的)激光二極管50的光學(xué)輸出功率；
c)曲線550對(duì)應(yīng)于根據(jù)本發(fā)明在使用基本為100MHz頻率的脈沖激勵(lì)條件下，激光二 極管50的光學(xué)輸出功率；
d)曲線560對(duì)應(yīng)于同樣根據(jù)本發(fā)明在使用與上述(c)一樣頻率的脈沖激勵(lì)，但具有更 大的峰值脈沖電流的條件下，激光二極管50的光學(xué)輸出功率。從圖表500中可以看出，曲線540、550對(duì)應(yīng)于給定的平均激勵(lì)電流下激光二極管 50增加的光學(xué)輸出功率，如軸510所表示，因此對(duì)應(yīng)于經(jīng)過(guò)激光二極管50電學(xué)功率向光學(xué) 功率的轉(zhuǎn)換效率更高。本發(fā)明還提供益處在于，與450 MHz附近的相對(duì)較高頻率相比，在100 MHz附近相 對(duì)較低頻率下更容易實(shí)現(xiàn)激光二極管50的激勵(lì)電流的調(diào)制，尤其是在圖3中10 mA附近相 對(duì)較低的激勵(lì)電流處，其中曲線340對(duì)應(yīng)于比曲線330更高的阻抗。本發(fā)明不僅提供向數(shù)據(jù)載體30寫(xiě)入數(shù)據(jù)過(guò)程中的益處，還提供從其中讀取數(shù)據(jù) 時(shí)的益處，使得激光二極管50受到讀和寫(xiě)功能的脈沖激勵(lì)。參考圖6，示出了由600概括表示的圖。圖表600包括從左到右表示時(shí)間流逝對(duì)應(yīng) 的橫坐標(biāo)軸610。另外，圖表600還包括縱坐標(biāo)620，在其區(qū)域640中對(duì)應(yīng)于施加到激光二極 管50的脈沖激勵(lì)電流，在其區(qū)域630中對(duì)應(yīng)于激光二極管50的光學(xué)輸出功率。線650涉 及與上述激光閾值對(duì)應(yīng)的激勵(lì)電流，即線250、430。另外，線660對(duì)應(yīng)于激光二極管50基本 為零的光學(xué)輸出。光學(xué)脈沖670、680對(duì)應(yīng)于激光二極管50以全功率工作的周期，例如當(dāng) 執(zhí)行特定的記錄或搜索功能時(shí)；光學(xué)脈沖670、680分別與激勵(lì)電流脈沖700、710對(duì)應(yīng)。另 外，例如包括光學(xué)脈沖695的由690表示的一系列光學(xué)脈沖，對(duì)應(yīng)于720表示的脈沖激勵(lì)電 流，例如激勵(lì)電流脈沖725對(duì)應(yīng)于光學(xué)脈沖695。可以看出基本在激光閾值線650附近的區(qū) 域調(diào)制脈沖激勵(lì)電流720。另外，從圖表600應(yīng)當(dāng)理解的是，區(qū)域690對(duì)應(yīng)于激光二極管50 相對(duì)低效的工作。圖表600還示出了激光二極管50更常規(guī)的工作區(qū)域，此處區(qū)域690，720 對(duì)應(yīng)于400 MHz量級(jí)頻率處的激勵(lì)。與圖6相對(duì)照，激光二極管50可以以在圖5中曲線540、550表示的方式工作，以 增加激光二極管50的工作效率。為了闡述這種工作方式，現(xiàn)在將參考圖7，其中由800概括表示圖表。圖表800包括橫坐標(biāo)軸810，從左到右表示時(shí)間的流逝。另外，圖表800包括縱 坐標(biāo)軸820，在區(qū)域830對(duì)應(yīng)于施加至激光二極管50的激勵(lì)電流，在區(qū)域880對(duì)應(yīng)于激光二 極管50的光學(xué)輸出功率。在區(qū)域830，橫坐標(biāo)軸810對(duì)應(yīng)于向激光二極管50施加零電流。 另外，與線250、430、650的方式類(lèi)似，線840對(duì)應(yīng)于激光二極管50的激光閾值。峰值850、 860代表施加至激光二極管50的峰值激勵(lì)電流，并在時(shí)間上將其與圖6中的峰值700、710 相比。在峰值850、860之間的區(qū)域870中，示出了一系列電流脈沖，例如電流脈沖875。在區(qū)域880，激光二極管50的零光學(xué)輸出功率對(duì)應(yīng)于虛線890。光學(xué)輸出峰值900， 910分別對(duì)應(yīng)于電流峰值850，860。另外，峰值900、910之間由920表示的區(qū)域中的光學(xué)峰 值對(duì)應(yīng)于區(qū)域870中的電流峰值。當(dāng)比較圖6和圖7時(shí)，需要注意一些重要的差異，它有助于區(qū)分代表現(xiàn)有技術(shù)的圖 6和表示本發(fā)明的圖7。在圖6中，例如在區(qū)域720，以400 MHz量級(jí)的脈沖激勵(lì)頻率激勵(lì)激 光二極管50時(shí)，由于存在困難，供給到激光二極管50的激勵(lì)電流并不基本切換到零；與此 相反，在圖7中，當(dāng)以100 MHz量級(jí)的脈沖激勵(lì)頻率工作時(shí)，在區(qū)域870中的脈沖之間激勵(lì)電 流可以減小到零。另外，在區(qū)域870中的脈沖之間是周期的，例如停止時(shí)間878a，其中經(jīng)過(guò) 激光二極管50的激勵(lì)電流基本為零；優(yōu)選地，停止時(shí)間878a至少與相鄰的激勵(lì)周期878b 一樣長(zhǎng)。圖7中區(qū)域920中的光學(xué)輸出脈沖比圖6中區(qū)域690中的光學(xué)脈沖具有更大的幅 值；然而，盡管和區(qū)域690相比，二極管50中區(qū)域920涉及較少的損耗，但是區(qū)域920中產(chǎn) 生的平均光學(xué)功率與區(qū)域690中產(chǎn)生的平均光學(xué)功率相似。優(yōu)選地脈沖670、680、900和910與向數(shù)據(jù)載體30寫(xiě)入數(shù)據(jù)的光學(xué)寫(xiě)入脈沖對(duì)應(yīng)， 而區(qū)域690，920與從數(shù)據(jù)載體30讀取數(shù)據(jù)的讀取數(shù)據(jù)照明對(duì)應(yīng)。這樣，通過(guò)將激光激勵(lì)電流頻率從400 MHz減小到100 MHz以及增加向激光二極 管50施加的峰值脈沖電流的幅值二者相結(jié)合，當(dāng)用在諸如CD或DVD讀/寫(xiě)驅(qū)動(dòng)器中時(shí)，就 可能增加激光二極管50中電學(xué)功率到光學(xué)功率的轉(zhuǎn)換效率。盡管當(dāng)激勵(lì)光學(xué)數(shù)據(jù)載體讀/寫(xiě)裝置中的激光二極管時(shí)常規(guī)實(shí)踐基本上是采用 盡可能高的脈沖調(diào)制頻率，例如高達(dá)接近1 GHz的頻率，然而本發(fā)明利用了這樣一種工作狀 態(tài)，其中向激光二極管50施加的電流激勵(lì)充分地高，以避免向數(shù)據(jù)載體30讀和/或?qū)憯?shù)據(jù) 時(shí)的混疊效應(yīng)，但又足夠低，以使與現(xiàn)有方法相比該激勵(lì)電流具有更大的調(diào)制深度來(lái)激勵(lì) 激光二極管。由此得出的工作效率增益可以用于降低工作時(shí)激光二極管50發(fā)生的溫度升 高，或者用于在給定的工作溫度下增加激光二極管50的光學(xué)輸出；當(dāng)以提高的速度從光學(xué) 數(shù)據(jù)載體30讀取數(shù)據(jù)或向其寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)，增加光學(xué)輸出具有潛在的益處。應(yīng)當(dāng)理解的是，在不偏離所附權(quán)利要求書(shū)所定義的本發(fā)明范圍的情況下，前面描 述的本發(fā)明的實(shí)施例很容易進(jìn)行變型。所附權(quán)利要求書(shū)括號(hào)中的標(biāo)號(hào)是要幫助理解權(quán)利要求，而并非是要限制權(quán)利要求 的范圍。諸如“包括”、“包含”、“結(jié)合”、“含有”、“是”和“具有”這樣的表述，在解釋該描述 和其相關(guān)的權(quán)利要求時(shí)，應(yīng)以非排他的方式理解，也就是理解成允許沒(méi)有明確定義的其它 項(xiàng)目或元件的存在。單數(shù)的引用也應(yīng)理解成復(fù)數(shù)弓I用，反之亦然。
權(quán)利要求
1.一種提高激光器(50)的激光器工作效率的方法，所述激光器(50)在光學(xué)數(shù)據(jù)讀和 /或?qū)懷b置(10)中使用，該方法其特征在于，包括以下步驟a)產(chǎn)生具有一個(gè)或多個(gè)脈沖序列(690，720)的脈沖激勵(lì)信號(hào)，其脈沖頻率基本在50 MHz到250 MHz之間的范圍內(nèi)；以及b)設(shè)置所述一個(gè)或多個(gè)脈沖序列(690，720)以調(diào)制流經(jīng)激光器(50)的激勵(lì)電流，所 述脈沖橫跨激光器(50)的激光閾值(650)。
2.權(quán)利要求1所述的方法，其中所述方法還包括應(yīng)用激光器(50)產(chǎn)生的光輻射以用于 下面一個(gè)或多個(gè)目的的步驟從光學(xué)數(shù)據(jù)載體(30 )讀取數(shù)據(jù)，向光學(xué)數(shù)據(jù)載體(30 )寫(xiě)入數(shù) 據(jù)。
3.權(quán)利要求1所述的方法，其中與以基本400MHz的脈沖重復(fù)頻率激勵(lì)相比，以基本在 50 MHz到250 MHz范圍內(nèi)的脈沖重復(fù)頻率使用本方法來(lái)激勵(lì)時(shí)，可以操作激光器(50)以呈 現(xiàn)較低的電學(xué)阻抗。
4.權(quán)利要求1所述的方法，其中在一個(gè)或多個(gè)序列(690，720)中的激勵(lì)脈沖(725)之 間將經(jīng)過(guò)激光器(50 )的激勵(lì)電流基本減小到零。
5.權(quán)利要求4所述的方法，其中脈沖之間的激勵(lì)電流在停止周期(878a)基本維持在零。
6.權(quán)利要求5所述的方法，其中停止周期(878a)至少與向激光器(50)施加激勵(lì)電流 過(guò)程中每個(gè)脈沖(875)的激勵(lì)周期(878b) —樣長(zhǎng)。
7.權(quán)利要求1所述的方法，其中脈沖頻率足夠高，以當(dāng)從驅(qū)動(dòng)(10)的數(shù)據(jù)載體讀取數(shù) 據(jù)或向其寫(xiě)入數(shù)據(jù)時(shí)避免混疊。
8.一種用于光學(xué)數(shù)據(jù)讀和/或?qū)懷b置(10)的光學(xué)撿拾單元(40)，所述單元(40)包括 產(chǎn)生用于讀和/或?qū)懭霐?shù)據(jù)的光輻射的激光器(50)，所述激光器(50)被設(shè)置成根據(jù)權(quán)利要 求1所述的方法工作。
9.一種光學(xué)數(shù)據(jù)讀和/或?qū)懷b置(10)，所述裝置(10)包括產(chǎn)生用于讀和/或?qū)懭霐?shù)據(jù) 的光輻射的激光器(50)，所述激光器(50)被設(shè)置成根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法工作。
10.一種用于光學(xué)數(shù)據(jù)讀和/或?qū)懷b置(10)的數(shù)據(jù)處理單元(100)，所述光學(xué)數(shù)據(jù)讀 和/或?qū)懷b置(10)包括產(chǎn)生用于讀和/或?qū)懭霐?shù)據(jù)的光輻射的激光器(50)，該處理單元 (100)被構(gòu)造成用于執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法。
11.一種用于光學(xué)數(shù)據(jù)讀和/或?qū)懷b置(10)的激光器(50)，所述激光器(50)可以根據(jù) 權(quán)利要求1所述的方法工作。
全文摘要
描述了一種提高激光器(50)的激光器工作效率的方法，所述激光器(50)在光學(xué)數(shù)據(jù)讀和/或?qū)懷b置(10)中使用。所述方法不同之處在于，它包括以下步驟a)產(chǎn)生具有一個(gè)或多個(gè)脈沖序列的脈沖激勵(lì)信號(hào)，其脈沖頻率基本在50MHz到250MHz之間的范圍內(nèi)；以及b)設(shè)置所述一個(gè)或多個(gè)脈沖序列以調(diào)制流經(jīng)激光器(50)的激勵(lì)電流，所述脈沖橫跨激光器(50)的激光閾值。所述方法具有的有益之處在于，它能提高激光器(50)的工作效率，由此能夠驅(qū)動(dòng)激光器產(chǎn)生更多的光學(xué)輸出，或者用于降低工作時(shí)激光器(50)中發(fā)生的溫度升高。
文檔編號(hào)G11B7/125GK102136282SQ20111004722
公開(kāi)日2011年7月27日 申請(qǐng)日期2005年5月17日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月25日
發(fā)明者霍芬 P. 申請(qǐng)人:皇家飛利浦電子股份有限公司