[发明专利]用于监测光输出功率的方法和装置以及粒子传感器装置

权利要求书

1.一种用于监测至少一个激光二极管(LD)的光输出功率P的方法，其中至少一个光电二极管(PD)与所述激光二极管(LD)关联，

·所述至少一个光电二极管(PD)能够与所述激光二极管(LD)一起操作，

·所述至少一个光电二极管(PD)检测所述激光二极管(LD)的光(LS)并将所述光(LS)转换成电流IPD，并且

·所述至少一个光电二极管(PD)热耦合至所述激光二极管(LD)，

其中在所述激光二极管(LD)的操作期间监测所述光输出功率P，所述监测基于所述激光二极管(LD)和所述光电二极管(PD)处的电流测量和/或电压测量。

2.根据权利要求1所述的方法，其中具有关联的光电二极管(PD)的所述激光二极管(LD)是具有集成的光电二极管(PD)的激光二极管(LD)，尤其是具有集成的光电二极管的VCSEL(垂直腔面发射激光器)。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其中发生：

·通过对依赖于激光二极管电流ILD的光电二极管电流IPD的测量来确定对应的瞬时光电二极管特性(B)；

·根据所述对应的瞬时光电二极管特性(B)确定所述激光二极管(LD)的瞬时阈值电流Ith；

·针对所述激光二极管(LD)处于激光器操作中所在的激光二极管电流区域确定所述瞬时光电二极管特性(B)的斜率PDSlope；以及

·针对至少一个指定的激光二极管电流ILDV捕获所述激光二极管电压ULD。

4.根据权利要求3所述的方法，其中所述瞬时阈值电流Ith通过如下步骤被确定：

·针对至少两个激光二极管电流值ILD1、ILD2捕获第一光电二极管电流值IPD1、IPD2，所述激光二极管(LD)在所述至少两个激光二极管电流值ILD1、ILD2处未处于激光器操作；

·针对至少两个激光二极管电流值ILD3、ILD4捕获第二光电二极管电流值IPD3、IPD4，所述激光二极管(LD)在所述至少两个激光二极管电流值ILD3、ILD4处处于激光器操作；

·在每个情况中线性外插所述第一光电二极管电流值IPD1、IPD2和所述第二光电二极管电流值IPD3、IPD4；以及

·确定两条产生的直线g和h的交点作为所述瞬时阈值电流Ith。

5.根据权利要求3和4中任一项所述的方法，其中所述至少一个激光二极管(LD)的对应的瞬时光输出功率P被估计为：

P_ist＝(ILD–Ith)*LDSlope

其中LDSlope表示激光二极管特性ULDK的斜率，瞬时输出功率P_ist的估计基于所述瞬时激光二极管特性ULDK的斜率LDSlope与所述瞬时激光二极管电流ILD、指定的激光二极管电流ILDV处的所述瞬时激光二极管电压ULD、所述瞬时光电二极管特性(B)的斜率PDSlope之间的先前确定的关系fkt，具体地

LDSlope＝fkt(ILD,ULD(ILDV),PDSlope)。

6.根据权利要求5所述的方法，其中所述至少一个激光二极管(LD)的所述光输出功率P通过如下步骤被反馈控制：

·比较所估计的瞬时光输出功率P_ist与光输出功率的期望值P_soll；以及

·以使得瞬时估计的光输出功率P_ist与光输出功率的期望值P_soll的偏差尽可能小的方式，反馈控制瞬时施加的激光二极管电流ILD。