JP2022518434A

JP2022518434A - 改良されたパルス形状および低減された周波数チャープを伴うパルス光学伝送機

Info

Publication number: JP2022518434A
Application number: JP2021541071A
Authority: JP
Inventors: ジャシーカン，; ブチャイブライメル，
Original assignee: オー－ネットコミュニケーションズ（ユーエスエー）インコーポレイテッド
Priority date: 2019-01-16
Filing date: 2020-01-16
Publication date: 2022-03-15
Also published as: WO2020150537A1; CN113632328A; EP3912235A4; KR20210126604A; EP3912235A1

Abstract

発生されるレーザパルスにおいて改良された光波形形状を伴うレーザパルスを発生させ、光学伝送機の光チャープの補償を提供する光学伝送機の設計。そのようなパルス光学伝送機は、光検出および測距システム（ＬｉＤＡＲ）、ならびに光学時間ドメイン反射率計（ＯＴＤＲ）システムおよび光学通信システム等の他の光学感知システムを含む種々の用途において使用されることができる。加えて、光学伝送機のための開示される設計は、レーザ出力の一定の横方向ビーム幅を維持するために使用されることができる。

Description

（関連出願の相互参照）
本特許文書は、出願人Ｏ－ＮｅｔＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ（ＵＳＡ）Ｉｎｃ．によって２０１９年１月１６日に出願された「ＰＵＬＳＥＤＯＰＴＩＣＡＬＴＲＡＮＳＭＩＴＴＥＲＷＩＴＨＩＭＰＲＯＶＥＤＰＵＬＳＥＳＨＡＰＥＡＮＤＲＥＤＵＣＥＤＦＲＥＱＵＥＮＣＹＣＨＩＲＰ」と題された米国仮出願第６２／７９３，０６９号の優先権および利益を主張する。

本特許文書は、レーザパルスを使用する種々の用途のためにレーザパルスを発生させる光学伝送機の設計を提供する。

本特許文書は、発生されるレーザパルスにおいて改良された光波形形状を伴うレーザパルスを発生させ、発生されるレーザパルスにおいて光チャープの補償を提供する光学伝送機の設計を提供する。加えて、光学伝送機のための開示される設計は、レーザ出力の一定の横方向ビーム幅を維持するために使用されることができる。そのようなパルス光学伝送機は、光検出および測距システム（ＬｉＤＡＲ）、ならびに光学時間ドメイン反射率計（ＯＴＤＲ）システムおよび光学通信システム等の他の光学感知システムを含む種々の用途において使用されることができる。

１つの側面では、開示される技術は、電気レーザ制御パルス信号に応答してレーザパルスを発生させるためのレーザと、レーザに結合され、レーザパルスを発生させるためにレーザに電気レーザ制御パルス信号を印加するレーザ駆動部回路と、第１の電気パルス信号を発生させるための第１の電気パルス発生器であって、第１の電気パルス信号は、時間単位における第１のパルス振幅と、第１のパルス幅とを有する、第１の電気パルス発生器と、第２のパルス振幅を有する第２の電気パルス信号を発生させるための第２の電気パルス発生器であって、第２のパルス振幅は、第１のパルス振幅未満であり、レーザ駆動回路にレーザにおける発振動作をトリガさせるために十分に高く、時間単位における第２のパルス幅は、第１のパルス幅を上回り、前パルス縁は、第１の電気パルス信号の前パルス縁より前方にある、第２の電気パルス発生器と、第１および第２の電気パルス発生器に結合され、第１および第２の電気パルス信号を受信し、組み合わせ、レーザ駆動部制御パルス信号を生産する信号混合器であって、信号混合器は、レーザ駆動部回路にさらに結合され、レーザ駆動部回路にレーザ駆動部制御パルス信号を印加し、レーザ駆動部回路に電気レーザ制御パルス信号を生産させる、信号混合器とを含むパルス光学伝送機を提供するために実装されることができる。

別の側面では、開示される技術は、電気レーザ制御パルス信号に応答してレーザパルスを発生させるためのレーザと、レーザに結合され、レーザパルスを発生させるためにレーザに電気レーザ制御パルス信号を印加するレーザ駆動部回路と、クロック信号に基づいて第１の電気パルス信号を発生させるための第１の電気パルス発生器であって、第１の電気パルス信号は、時間単位における第１のパルス振幅と、第１のパルス幅とを有する、第１の電気パルス発生器と、第１の電気パルス発生器と同一のクロック信号に基づいて第２の電気パルス信号を発生させるための第２の電気パルス発生器であって、第２の電気パルス発生器は、第１のパルス振幅未満の第２のパルス振幅と、第１のパルス幅を上回る時間単位における第２のパルス幅とを有するように第２の電気パルス信号をレンダリングするように構造化される、第２の電気パルス発生器と、第１および第２の電気パルス発生器に結合され、第１および第２の電気パルス信号を受信し、組み合わせ、レーザ駆動部制御パルス信号を生産する信号混合器であって、信号混合器は、レーザ駆動部回路にさらに結合され、レーザ駆動部回路にレーザ駆動部制御パルス信号を印加し、レーザ駆動部回路に電気レーザ制御パルス信号を生産させる、信号混合器とを含むパルス光学伝送機を提供するために実装されることができる。

別の側面では、開示される技術は、レーザパルスを発生させるためにパルス光学伝送機を動作させるための方法を提供するために実装されることができる。本方法は、共通クロック信号を動作させることと、共通クロック信号を第１の電気パルス発生器に印加し、時間単位における第１のパルス振幅と第１のパルス幅とを有する第１の電気パルス信号を発生させ、共通クロック信号を第２の電気パルス発生器に印加し、第１のパルス振幅未満の第２のパルス振幅と第１のパルス幅を上回る時間単位における第２のパルス幅とを有する第２の電気パルス信号を発生させることと、第１および第２の電気パルス信号の発生の後、第１および第２の電気パルス発生器をともにオフにすることと、第１および第２の電気パルス信号を組み合わせ、レーザ駆動部制御パルス信号を生産するステップと、レーザダイオードにレーザ駆動部制御パルス信号を印加し、レーザパルスを発生させることとを含むことができる。

さらに別の側面では、開示される技術は、レーザパルスを発生させるためにパルス光学伝送機を動作させるための方法を提供するために実装されることができる。本方法は、時間単位における第１のパルス振幅と第１のパルス幅とを有する第１の電気パルス信号を発生させるために第１の電気パルス発生器と、第１のパルス振幅未満の第２のパルス振幅と第１のパルス幅を上回る時間単位における第２のパルス幅とを有する第２の電気パルス信号を発生させるために第２の電気パルス発生器とを動作させることと、第１および第２の電気パルス信号の発生の後、第１および第２の電気パルス発生器をともにオフにすることと、第１および第２の電気パルス信号を組み合わせ、レーザ駆動部制御パルス信号を生産することと、レーザダイオードにレーザ駆動部制御パルス信号を印加し、レーザパルスを発生させることと、時間単位における第１の電気パルス信号を後の時間に遅延させ、第１および第２の電気パルス信号を組み合わせ、レーザダイオードを駆動し、遅延される第１の電気パルス信号に応答してレーザパルスを生産する間、第１の電気パルス信号を用いることなく、第２の電気パルス信号の前縁および前部を印加し、レーザ駆動部制御パルス信号を生産し、レーザダイオードを駆動し、発振することとを含む。

それらおよび他の実装が、図面、説明、および請求項により詳細に説明される。

図１は、駆動回路網を伴うパルスレーザダイオードの実施例を示す。

図２は、図２Ａ～図２Ｄを含み、図１におけるパルスレーザダイオードおよびその駆動回路網における光チャープおよび波形の歪みの実施例を示す。図２は、図２Ａ～図２Ｄを含み、図１におけるパルスレーザダイオードおよびその駆動回路網における光チャープおよび波形の歪みの実施例を示す。

図３Ａは、光チャープおよび波形の歪みを低減させるための２つのパルス発生器を含むパルス光学伝送機アーキテクチャの実施例を示す。

図３Ｂは、図３Ａにおける２つのパルス発生器の動作パルスと先行パルスとの間の関係と、動作パルスに対する先行パルスの調整とをさらに示す。

図４は、図４Ａ～図４Ｄを含み、図３Ａおよび図３Ｂの実施例に基づく駆動回路網を伴うレーザダイオードのレーザ出力において光チャープ補償を提供するために、図３Ａにおける２つのパルス発生器を動作させるための実施例を示す。図４は、図４Ａ～図４Ｄを含み、図３Ａおよび図３Ｂの実施例に基づく駆動回路網を伴うレーザダイオードのレーザ出力において光チャープ補償を提供するために、図３Ａにおける２つのパルス発生器を動作させるための実施例を示す。

図１は、種々の用途において使用される典型的なパルスレーザ伝送機の実施例を示す。本実施例では、レーザダイオード（ＬＤ）１１０が、クロック回路１０２と、パルス発生器回路１０４と、レーザダイオード駆動部（ＬＤＤ）とを含む駆動回路に結合される。駆動回路は、レーザダイオード１１０を駆動してレーザパルスを生産する電流パルス発生器になるように設計される。駆動電流が、閾値電流を下回る低電流（レーザダイオードが、駆動電流に応答してシミュレートされる放射を発生させる刺激モードにおいて動作されるとき）から、閾値電流を上回るより高い電流（レーザダイオードが、シミュレートされる放射の増幅が光学損失を超過する発振モードにおいて動作されるとき）に変化するとき、このタイプのパルス変調されるダイオードレーザは、レーザ電流の遷移周期の間に、望ましくない大きい歪み、周波数における望ましくない大きいチャープ、および出力レーザビームの望ましくない広い幅を被るまたは呈する傾向にある。駆動電流が閾値電流を下回る低電流であるとき、レーザダイオードは、シミュレートされる放射を発生させる刺激モードにおいて動作されるが、閾値電流を下回るこの低電流における自然放射の存在は、レーザダイオードにおける発振動作の欠如に起因して、レーザビームの出力光に、広いスペクトルと広い横方向ビーム幅との両方を有するようにさせる。この電流遷移周期において、レーザダイオードからの光学信号またはレーザ出力は、その元の電気信号波形から歪曲され得、レーザダイオードからのレーザ出力の中で透過または発生される光周波数も、周波数チャープの形態の有意な変化を呈し得る。加えて、レーザダイオード出力の横方向ビーム幅は、駆動電流が閾値電流を上回ると、駆動電流が閾値電流を下回るときの広いビーム幅から狭い指向性ビーム幅に変化し、レーザダイオードを発振モードにおいて動作させる。

図２は、図１のレーザ伝送機の動作を示す。図２は、図２Ａと、図２Ｂと、図２Ｃと、図２Ｄとを含む。図２Ａは、図１における単一のパルス発生器１０４を示し、パルス発生器１０４は、理想的には同じまたはほぼ同じパルス形状およびパルス持続時間にあるレーザパルスを発生させるようにレーザダイオード１１０を駆動するために使用される、所望のパルス振幅とパルス形状とパルス持続時間とを伴う電気パルス信号を発生させる。しかしながら、レーザダイオード１１０を駆動するための電気パルス信号の前縁によって引き起こされる遷移に起因して、発生される光パルスの光周波数は、周波数内に望ましくない光チャープを含有する。結果として、レーザダイオード１１０によって発生される光パルスは、元の電気信号波形から歪曲され、発生される光パルスの時間的形状もまた、歪曲される。レーザダイオード出力の周波数におけるこの光チャープは、光学経路および光学受信機の性能に依存して、光学受信機出力信号内に歪みをもたらすことができる。

図２Ｂは、単一のパルス発生器１０４の設計に基づいて図１におけるレーザダイオードに印加される駆動電流パルスの振幅に対するレーザダイオードの光パワー出力の依存性の実施例を示す。駆動電流パルスの前縁（Ｉ_ＬＤ）は、初期の時間に示されるように、発振電流閾値（Ｉ_{ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ}）の振幅を下回る低値から増加し、その間、レーザダイオードは、Ｐ_{ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ}未満の出力光パワーを用いて広いビーム幅および広いスペクトル範囲を伴う光を放射する自然放射モードにある。続いて、駆動電流パルス（Ｉ_ＬＤ）の振幅は、発振電流閾値（Ｉ_{ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ}）の振幅を上回って増加し続け、レーザダイオード内の光放射は、自然放射モードから発振モードに変化し、発振モードでは、レーザダイオードは、Ｐ_{ＴＨＲＥＳＨＯＬＤ}を上回る出力光パワーを用いて狭いビーム幅およびより狭いスペクトル範囲を伴うレーザ光を放射する。図２Ｃは、時間ドメインにおけるレーザパルス形状を示す時間の関数としてレーザダイオード出力の光強度を示す。図２Ｄは、レーザダイオードが自然放射モードにあるときの広い初期のスペクトル範囲と、レーザダイオードが発振モードにあるときのより狭いスペクトル範囲とを示す単一の電流パルスによって駆動されているときの経時的なレーザダイオード出力の光学スペクトル範囲の変化をさらに図示する。

本特許文書は、上記の光学出力波形の歪み、光チャープ、および出力ビーム幅を低減させるために使用されることができる駆動回路網を伴う新しいパルスレーザダイオード伝送機を開示する。レーザダイオードのために開示される駆動回路網は、レーザダイオードへの２つの駆動電流パルス、すなわち、通常のパルス電流および先行パルス電流を発生させるために設計され、これは、ともに追加され、レーザダイオードを駆動するための駆動電流パルスを発生させる。先行パルス信号は、レーザダイオードが低光パワーレベルにおいて刺激モードから発振モードに変化するように強制するために使用されることができる。これは、いくつかの技法の組み合わせによって達成される。第１に、先行パルス信号の振幅が、発生され、レーザダイオードが発振モードにおいて動作するための発振電流閾値を少し上回るが閾値よりあまり高くないレベルにおいて駆動電流振幅を発生させる。第２に、先行パルス信号は、レーザダイオードによって所望のレーザパルスを発生させるための動作パルスに関して、所望のパルス持続時間より長いパルス持続時間を有する。第３に、レーザダイオードを駆動するために電流を発生させるために動作パルスが使用されるときまでに、レーザダイオードがすでにレーザモードにおいて動作され、所望のレーザパルス出力のために具体的に設計されるパルス形状およびパルス持続時間におけるレーザダイオードへの駆動電流を動作パルスが増加させることになるように、動作パルスの前縁の到達の前に自然放射からレーザ放射に遷移するようにレーザダイオードを駆動するために先行パルス信号が使用されるように、先行パルス信号の前縁は、時間的に動作パルスの前縁の前にトリガされる。第４に、先行パルス信号の後縁および動作パルスの後縁が、時間的に一致するように送信され、そのため、両方のパルス信号が、同時にオフにされる。レーザダイオードを駆動することにおける先行パルス信号および通常のパルス信号の組み合わせのこの使用の結果として、大きい光歪みおよび光チャープはまた、より低いパワーレベルにおいて生じる。したがって、先行パルス信号による遷移周期によって生産されるこれらの大きい光歪み、周波数チャープ、および大きいビーム幅は、このように駆動されるレーザダイオードを使用する光透過システムに対するわずかな影響を生産する。種々のレーザ透過システム（例えば、ＯＴＤＲおよびＬｉＤＡＲシステム）は、開示されるレーザ伝送機技術から恩恵を得ることができる。

図３Ａは、望ましくない光チャープ、望ましくない波形の歪み、および望ましくない広いビーム幅を低減させるための２つのパルス発生器を含むパルス光学伝送機アーキテクチャの実施例を示す。図３Ａの実施例内のこの光学伝送機３００は、クロック信号を発生させるためのクロック発生器３０２と、クロック発生器３０２に電気的に結合され、クロック発生器３０２から同一のクロック信号を受信し、その同一のクロック信号に基づいて第１の電気パルス信号および第２の電気パルス信号を発生させる２つのパルス発生器（パルス発生器１（３０４）およびパルス発生器２（３０３））とを含む。信号混合器３０５が、パルス発生器１（３０４）およびパルス発生器２（３０３）から第１の電気パルス信号および第２の電気パルス信号を受信し、２つのパルス信号を相互に追加し、レーザダイオード駆動部（ＬＤＤ）回路３０６の下流への制御パルス信号を生産するように、結合される。レーザダイオード駆動部（ＬＤＤ）回路３０６は、信号混合器３０５からＬＤＤ制御パルス信号を受信し、受信されるＬＤＤ制御パルス信号に応答してＬＤＤ駆動部信号を生産するように、結合される。レーザダイオード（ＬＤ）３１０が、ＬＤＤ回路３０６に結合され、ＬＤＤ駆動部信号によって励起され、光学伝送機３００の光学出力としてレーザパルスを生産する。

第１の発生器３０４（パルス発生器１）によって発生されるパルスは、その発振閾値を上回る、レーザダイオード３１０を動作させるために十分に高い振幅を有する動作パルス信号である。第２の発生器３０３（パルス発生器２）は、時間的に、例えば、前時間において動作パルス信号より幅広いより低い振幅パルス信号を発生させる。パルス発生器１（３０４）およびパルス発生器２（３０３）は両方とも、同一の縁時間においてパルス信号をオフにするように制御または動作されることができる。パルス発生器１（３０４）およびパルス発生器２（３０３）の両方のこの動作は、持続的レーザバイアス電流が始終印加されてその振幅がレーザ閾値を少し上回るパルス発生のためのいくつかの他の光学伝送機と比較して、背景雑音を低減させることができる。先行パルス信号および動作パルス信号の両方の後縁のこの同時のオフ切替は、短距離内に位置する標的を測定することにおけるＬｉＤＡＲおよびＯＴＤＲ測定において有利であり得る。レーザダイオードを駆動するためのこの２つのパルス発生器システムを用いると、レーザチャープおよび波形は、ある背景雑音を伴って低減される。したがって、開示される技術は、そのようなパルス光学伝送機が使用されるとき、システム感度、受信機の検出正確度、およびＬｉＤＡＲシステムのダイナミックレンジを改良するために使用されることができる。

図３Ａにおけるパルス光学伝送機の別の側面では、パルス発生器２（３０３）からのパルスおよびパルス発生器１（３０４）からのパルスは、レーザダイオード３１０への駆動パルスを事前に成形するように振幅および時間的な遅延が調整され、したがって、レーザダイオード３１０から出力されるパルスレーザの光波形を成形し、種々の用途におけるレーザチャープおよびパルス歪みを補償することができる。そのような事前成形の用途の実施例は、例えば、水からの水素の存在のための自由空間光透過の間を含む。この調整は、第１のパルス発生器３０４および第２のパルス発生器３０３に結合される制御回路を使用することによって達成されることができ、制御回路は、同一のクロック信号に応答してそれぞれ第１の電気パルス信号および第２の電気パルス信号の発生の完了後にそれらをともに遮断することを含む発生器の動作を制御する。図示される実施例では、同一のクロック回路３０２が、この調整を実施するために使用されることができる。具体的には、先行パルス信号の振幅およびパルス持続時間が、レーザダイオード３１０によって生産されるレーザパルスを発生させるための特定の設計に基づくように動作パルスのパルス形状、パルス振幅、またはパルス持続時間を維持しながら、調整または調節されることができる。

図３Ｂは、図３Ａにおける２つのパルス発生器３０４および３０３によって生産される動作パルス信号と先行パルス信号との間の関係をさらに示す。２つのパルス発生器３０４および３０３によって生産される動作パルス信号および先行パルス信号は、電圧または電流信号であり得、ともに混合され、ＬＬＤ３０６への共通の信号を生産し、これは、それに応答して、レーザパルス３１２を生産するためにレーザダイオード３１０を駆動する駆動電流パルスを生産する。図３Ｂに示されるように、２つのパルス発生器３０４および３０３によって生産されるパルス信号および先行パルス信号は両方とも、閾値レーザ出力パワーのための発振閾値電流より高い、レーザダイオード３１０への駆動電流に対応する信号振幅を有する。しかしながら、それらの振幅は、異なる。先行パルス信号の振幅は、動作パルスがない状態において先行パルス信号が単独でＬＤＤ３０６に発振モードにおいてではあるが発振モード内の低パワー出力においてレーザダイオード３１０を駆動させ得るように、閾値レーザ出力パワーのための発振閾値電流に対応するレベルを少し上回るように設定される。動作パルス信号の振幅もまた、閾値レーザ出力パワーのための発振閾値電流に対応するレベルを上回るように設定されるが、先行パルス信号の振幅より高く設定される。また、図３Ｂに示されるように、先行パルス信号の前縁が、最初に発射され、動作パルスのための所望のパルス持続時間より長いパルス持続時間を有し、レーザダイオードによって所望のレーザパルスを発生させる。したがって、パルス／パルスの前縁が、レーザダイオードに、レーザ閾値レベルを少し上回る比較的に低い光パワーにおける自然放射からレーザ放射への遷移を受けさせる。この設計下において、レーザダイオードが先行パルス信号によって引き起こされる発振モードにすでになった後の動作パルス信号の到達は、動作パルス信号によって追加された駆動電流のエネルギーをより効率的にレーザ出力に転換する。

図３Ｂは、先行パルス信号の前縁ｔ１と動作パルス信号の前縁ｔ２との間の時間差が、調整可能であるまたは調節され得ることをさらに示す。両方の信号が、同一の後縁ｔ３を有するため、先行パルス信号の持続時間は、ｔ１とｔ２との間の時間差を調整または調節するように調整されることができる。加えて、先行パルス信号の振幅もまた、調整されることができる。所与の動作パルス信号に関して、先行パルス信号上のそれらの２つの調整は、レーザダイオード出力パルスにおける波形の歪みまたは光チャープの低減を最適化するために使用されることができる。動作パルスのパルス形状、振幅、または持続時間は、レーザ出力パルスの所望のパルス形状、振幅、または持続時間のために具体的に設計されることができる。

実装において、同一のクロック回路３０２は、発生器１および発生器２をトリガまたは制御するために使用されることができる。発生器１のパルス振幅および幅は、所望の光学信号のための光パルスを発生させるためのものである。発生器２のパルス振幅は、レーザ閾値を少し上回る低いレーザ電流を発生させるためのものである。発生器２のパルス幅は、発生器１のものより幅広い。発生器２の振幅およびパルス幅を調整することによって、小さい光チャープおよびビーム幅を伴う最良の光学伝送機信号を発生させることができる。

図４は、図３における２つパルス発生器光学伝送機の調整に基づくチャープ補償の実施例を図示する。波長は、パルス発生器２からのパルスを印加するとき、ドリフトされるが、ピークパワーは、パルス発生器１によって発生される主要パルスのものと比較すると、非常に小さい。パルス発生器１からの主要パルスを印加するとき、波長は、高ピーク光パワーを伴う一定の状態になる。したがって、この一過性のチャープは、非常に小さく、無視されることができる。図２と同様に、図４は、それぞれ、図２Ａと図２Ｂと図２Ｃと図２Ｄとの比較のための、図４Ａと図４Ｂと図４Ｃと図４Ｄとを含む。図４Ｃおよび図２Ｃを比較すると、図４Ｃにおける光パルスは、所望のレーザ出力パルスを発生させることに関わる、動作パルスの到達の前に予め発振モードにおいてレーザダイオードを駆動するための先行パルス信号の使用に起因して、図２Ｃにおける光パルスより著しく少ない歪みを示す。

本特許文書は、多くの詳細を含有するが、これらは、任意の発明または請求され得るものの範囲への限定としてではなく、むしろ、特定の発明の特定の実施形態に特有であり得る特徴の説明として解釈されるべきである。別個の実施形態との関連で本特許文書に説明されるある特徴もまた、単一の実施形態において組み合わせて実装されることができる。逆に、単一の実施形態との関連で説明される種々の特徴もまた、複数の実施形態において別個に、または任意の適した副次的組み合わせにおいて実装されることができる。また、特徴が、ある組み合わせにおいて作用するものとして上記に説明され、さらに、そのようなものとして最初に請求され得るが、請求される組み合わせからの１つ以上の特徴は、ある場合には、組み合わせから削除されることができ、請求される組み合わせは、副次的組み合わせまたは副次的組み合わせの変形例を対象とし得る。

いくつかの実装および実施例のみが、説明され、他の実装、向上、および変形例も、本特許文書に説明および図示されるものに基づいて成されることができる。

Claims

パルス光学伝送機であって、
電気レーザ制御パルス信号に応答してレーザパルスを発生させるためのレーザと、
前記レーザに結合され、前記レーザパルスを発生させるために前記レーザに前記電気レーザ制御パルス信号を印加するレーザ駆動部回路と、
第１の電気パルス信号を発生させるための第１の電気パルス発生器であって、前記第１の電気パルス信号は、時間単位における第１のパルス振幅と、第１のパルス幅とを有する、第１の電気パルス発生器と、
第２のパルス振幅を有する第２の電気パルス信号を発生させるための第２の電気パルス発生器であって、前記第２のパルス振幅は、前記第１のパルス振幅未満であり、前記レーザ駆動回路に前記レーザにおける発振動作をトリガさせるために十分に高く、時間単位における第２のパルス幅は、前記第１のパルス幅を上回り、前パルス縁は、前記第１の電気パルス信号の前パルス縁より前方にある、第２の電気パルス発生器と、
前記第１および第２の電気パルス発生器に結合され、前記第１および第２の電気パルス信号を受信し、組み合わせ、レーザ駆動部制御パルス信号を生産する信号混合器であって、前記信号混合器は、前記レーザ駆動部回路にさらに結合され、前記レーザ駆動部回路に前記レーザ駆動部制御パルス信号を印加し、前記レーザ駆動部回路に前記電気レーザ制御パルス信号を生産させる、信号混合器と
を備える、パルス光学伝送機。
前記第１および第２のパルス発生器に結合され、前記第１および第２の電気パルス信号の発生を完了した後に前記第１および第２のパルス発生器をともにオフにし、雑音を低減させる制御回路を備える、請求項１に記載のパルス光学伝送機。
前記第１および第２のパルス発生器に結合され、前記第１および第２のパルス振幅と前記第１および第２の電気パルス信号間の時間遅延とを調節し、前記発生されるレーザパルスにおけるチャープまたは歪みを低減させる制御回路を備える、請求項１に記載のパルス光学伝送機。
前記第２の電気パルス発生器は、前記第２の振幅と前記第１および第２の電気パルス信号間の時間遅延の間の時間差とを調整することにおいて動作するように構造化される、請求項１に記載のパルス光学伝送機。
１つ以上の標的を光学的に感知するためのレーザパルスを生産するための光学伝送機を含む光検出および測距（ＬｉＤＡＲ）システムであって、前記光学伝送機は、
電気レーザ制御パルス信号に応答してレーザパルスを発生させるためのレーザと、
前記レーザに結合され、前記レーザパルスを発生させるために前記レーザに前記電気レーザ制御パルス信号を印加するレーザ駆動部回路と、
第１の電気パルス信号を発生させるための第１の電気パルス発生器であって、前記第１の電気パルス信号は、時間単位における第１のパルス振幅と、第１のパルス幅とを有する、第１の電気パルス発生器と、
第２のパルス振幅を有する第２の電気パルス信号を発生させるための第２の電気パルス発生器であって、前記第２のパルス振幅は、前記第１のパルス振幅未満であり、前記レーザ駆動回路に前記レーザにおける発振動作をトリガさせるために十分に高く、時間単位における第２のパルス幅は、前記第１のパルス幅を上回り、前パルス縁は、前記第１の電気パルス信号の前パルス縁より前方にある、第２の電気パルス発生器と、
前記第１および第２の電気パルス発生器に結合され、前記第１および第２の電気パルス信号を受信し、組み合わせ、レーザ駆動部制御パルス信号を生産する信号混合器であって、前記信号混合器は、前記レーザ駆動部回路にさらに結合され、前記レーザ駆動部回路に前記レーザ駆動部制御パルス信号を印加し、前記レーザ駆動部回路に前記電気レーザ制御パルス信号を生産させる、信号混合器と
を含む、ＬｉＤＡＲシステム。
前記光学伝送機は、前記第１および第２のパルス発生器に結合され、前記第１および第２の電気パルス信号の発生を完了した後に前記第１および第２のパルス発生器をともにオフにし、雑音を低減させる制御回路を含む、請求項５に記載のＬｉＤＡＲシステム。
前記光学伝送機は、前記第１および第２のパルス発生器に結合され、前記第１および第２のパルス振幅と前記第１および第２の電気パルス信号間の時間遅延とを調節し、前記発生されるレーザパルスにおけるチャープまたは歪みを低減させる制御回路を含む、請求項５に記載のＬｉＤＡＲシステム。
前記第２の電気パルス発生器は、前記第２の振幅と前記第１および第２の電気パルス信号間の時間遅延の間の時間差とを調整することにおいて動作するように構造化される、請求項５に記載のＬｉＤＡＲシステム。
光学感知のためのレーザパルスを生産するための光学伝送機を備える光学伝送機を含む光学時間ドメイン反射率計（ＯＴＤＲ）システムであって、前記光学伝送機は、
電気レーザ制御パルス信号に応答してレーザパルスを発生させるためのレーザと、
前記レーザに結合され、前記レーザパルスを発生させるために前記レーザに前記電気レーザ制御パルス信号を印加するレーザ駆動部回路と、
第１の電気パルス信号を発生させるための第１の電気パルス発生器であって、前記第１の電気パルス信号は、時間単位における第１のパルス振幅と、第１のパルス幅とを有する、第１の電気パルス発生器と、
第２のパルス振幅を有する第２の電気パルス信号を発生させるための第２の電気パルス発生器であって、前記第２のパルス振幅は、前記第１のパルス振幅未満であり、前記レーザ駆動回路に前記レーザにおける発振動作をトリガさせるために十分に高く、時間単位における第２のパルス幅は、前記第１のパルス幅を上回り、前パルス縁は、前記第１の電気パルス信号の前パルス縁より前方にある、第２の電気パルス発生器と、
前記第１および第２の電気パルス発生器に結合され、前記第１および第２の電気パルス信号を受信し、組み合わせ、レーザ駆動部制御パルス信号を生産する信号混合器であって、前記信号混合器は、前記レーザ駆動部回路にさらに結合され、前記レーザ駆動部回路に前記レーザ駆動部制御パルス信号を印加し、前記レーザ駆動部回路に前記電気レーザ制御パルス信号を生産させる、信号混合器と
を含む、ＯＴＤＲシステム。
前記光学伝送機は、前記第１および第２のパルス発生器に結合され、前記第１および第２の電気パルス信号の発生を完了した後に前記第１および第２のパルス発生器をともにオフにし、雑音を低減させる制御回路を含む、請求項９に記載のＯＴＤＲシステム。
前記光学伝送機は、前記第１および第２のパルス発生器に結合され、前記第１および第２のパルス振幅と前記第１および第２の電気パルス信号間の時間遅延とを調節し、前記発生されるレーザパルスにおけるチャープまたは歪みを低減させる制御回路を含む、請求項９に記載のＯＴＤＲシステム。
前記第２の電気パルス発生器は、前記第２の振幅と前記第１および第２の電気パルス信号間の時間遅延の間の時間差とを調整することにおいて動作するように構造化される、請求項９に記載のＯＴＤＲシステム。
レーザパルスを発生させるためのパルス光学伝送機を動作させるための方法であって、
時間単位における第１のパルス振幅と第１のパルス幅とを有する第１の電気パルス信号を発生させるために第１の電気パルス発生器と、前記第１のパルス振幅未満の第２のパルス振幅と前記第１のパルス幅を上回る時間単位における第２のパルス幅とを有する第２の電気パルス信号を発生させるために第２の電気パルス発生器とを動作させることと、
前記第１および第２の電気パルス信号の発生の後、前記第１および第２の電気パルス発生器をともにオフにすることと、
前記第１および第２の電気パルス信号を組み合わせ、レーザ駆動部制御パルス信号を生産することと、
レーザダイオードに前記レーザ駆動部制御パルス信号を印加し、レーザパルスを発生させることと、
時間単位における前記第１の電気パルス信号を後の時間に遅延させ、前記第１および前記第２の電気パルス信号を組み合わせ、前記レーザダイオードを駆動し、前記遅延される第１の電気パルス信号に応答してレーザパルスを生産する間、前記第１の電気パルス信号を用いることなく、前記第２の電気パルス信号の前縁および前部を印加し、前記レーザ駆動部制御パルス信号を生産し、前記レーザダイオードを駆動し、発振することと
を含む、方法。
前記第１および第２のパルス振幅と前記第１および第２の電気パルス信号間の時間遅延とを調節し、前記発生されるレーザパルスにおけるチャープまたは歪みを低減させることを含む、請求項１３に記載の方法。
前記第２の振幅を調節し、前記発生されるレーザパルスにおけるチャープまたは歪みを低減させることを含む、請求項１３に記載の方法。
前記第１および第２の電気パルス信号間の時間遅延を調節し、前記発生されるレーザパルスにおけるチャープまたは歪みを低減させることを含む、請求項１３に記載の方法。