JP2001326415A - Optical module and light source device - Google Patents

Optical module and light source device

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JP2001326415A
JP2001326415A JP2000146109A JP2000146109A JP2001326415A JP 2001326415 A JP2001326415 A JP 2001326415A JP 2000146109 A JP2000146109 A JP 2000146109A JP 2000146109 A JP2000146109 A JP 2000146109A JP 2001326415 A JP2001326415 A JP 2001326415A
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JP
Japan
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light
optical module
light source
waveguides
incident
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Application number
JP2000146109A
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Japanese (ja)
Inventor
Naoki Nishida
直樹 西田
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Minolta Co Ltd
Original Assignee
Minolta Co Ltd
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Publication date
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  • Light Receiving Elements (AREA)
  • Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)
  • Laser Beam Printer (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical module in which the quantity of light of a radiated luminous flux can be adjusted precisely even during the scanning of a scanning line and which is small and of a simple structure, and to provide a light source device. SOLUTION: The optical module is provided with waveguides 25, 26, 27 wherein beams of incident light which are radiated from light sources 21, 22, 23 and which are incident from incident faces 25a 26a 27a are guided to outgoing faces 25b, 26b, 27b. The optical module is provided with a grating coupler 40 which is composed of a grating formed so as to be adjacent to the waveguides 25, 26, 27, and which branches the beams of incident light from the waveguides 25, 26, 27 so as to be radiated to a prescribed direction. The optical module is provided with light receiving elements 41, 42, 43 which receive the beams of light branched by the grating coupler 40 and which detect quantities of the beams of incident lights On the basis of the quantities of the beams of incident light detected by the light receiving elements 41, 42, 43, outputs of the light sources 21, 22, 23 are made variable.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光源からの光を導
波路を介して射出する光モジュール及び光源装置に関
し、特に、光源の出力をフィードバックして調整できる
光モジュール及び光源装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical module and a light source device for emitting light from a light source through a waveguide, and more particularly to an optical module and a light source device capable of adjusting the output of a light source by feedback.

【0002】[0002]

【従来の技術】レーザプリンタや複写機は、光源から射
出される光束を走査して感光体に書き込みを行う。ま
た、複数の光束を使用して感光体の周方向あるいは軸方
向の異なる位置に集光することによって高速に走査する
ことができるようになっている。複数の光束を近接して
射出するために、光源装置は図8(a)、(b)の平面
図及び側面図に示すような導波路を用いた光モジュール
を有している。
2. Description of the Related Art A laser printer or a copying machine scans a light beam emitted from a light source to write on a photosensitive member. In addition, high-speed scanning can be performed by condensing a plurality of light beams at different positions in the circumferential direction or axial direction of the photoconductor. In order to emit a plurality of light beams in close proximity, the light source device has an optical module using a waveguide as shown in the plan views and side views of FIGS. 8A and 8B.

【0003】光モジュール30は基板24上に下部クラ
ッド層28が形成され、下部クラッド層28上に導波路
25、26、27が形成されている。導波路25、2
6、27の上部は上部クラッド層29により覆われてい
る。上部クラッド層29及び下部クラッド層28は導波
路25、26、27よりも低い屈折率になっており、入
射面25a、26a、27aから入射した光束を閉じこ
めて出射面25b、26b、27bに導波する。
The optical module 30 has a lower cladding layer 28 formed on a substrate 24 and waveguides 25, 26, 27 formed on the lower cladding layer 28. Waveguide 25, 2
The upper portions of 6 and 27 are covered with an upper cladding layer 29. The upper cladding layer 29 and the lower cladding layer 28 have a lower refractive index than the waveguides 25, 26, and 27, confine the light beams incident from the entrance surfaces 25a, 26a, and 27a and guide them to the exit surfaces 25b, 26b, and 27b. Waves.

【0004】基板24上には光源21、22、23が一
体に形成されている。光源21、22、23は、図9に
示すような半導体レーザーから成っており、それぞれ導
波路25、26、27の入射面25a、26a、27a
に結合されている。
Light sources 21, 22, and 23 are integrally formed on a substrate 24. The light sources 21, 22, and 23 are composed of semiconductor lasers as shown in FIG. 9, and the incident surfaces 25a, 26a, and 27a of the waveguides 25, 26, and 27, respectively.
Is joined to.

【0005】図9において、半導体レーザーの基板12
上には下部クラッド層13及び上部クラッド層15に挟
まれた活性層14が形成され、基板12の下面及び上部
クラッド層15の上面に電極11、16が配されてい
る。電極11、16間に電圧を印加することによって活
性層14の二面に形成される発光点14a、14b(1
4aは不図示)から光束L1、L2が射出される。
In FIG. 9, a semiconductor laser substrate 12 is shown.
An active layer 14 sandwiched between a lower clad layer 13 and an upper clad layer 15 is formed thereon, and electrodes 11 and 16 are arranged on the lower surface of the substrate 12 and the upper surface of the upper clad layer 15. By applying a voltage between the electrodes 11 and 16, the light emitting points 14a and 14b (1
4a are not shown), light beams L1 and L2 are emitted.

【0006】発光点14aからの光束L1は導波路2
5、26、27の入射面25a、26a、27aに向け
て射出され、感光体の書き込みのために用いられる。発
光点14bから射出される光束L2は図示しない受光素
子に照射される。受光素子は受光した光量を検出し、そ
の検出結果に基づいて、制御部(不図示)によってAP
C(Automatic Power Control)調整が行われる。
The light beam L1 from the light emitting point 14a is
The light is emitted toward the incident surfaces 25a, 26a, and 27a of 5, 26, and 27, and is used for writing on the photoconductor. The light beam L2 emitted from the light emitting point 14b is applied to a light receiving element (not shown). The light receiving element detects the amount of light received, and based on the detection result, the control unit (not shown) controls the AP.
C (Automatic Power Control) adjustment is performed.

【0007】これにより、半導体レーザーの駆動電流を
変化させ、半導体レーザーの周囲温度の変化等に起因す
る発光強度の変動を打ち消して光源21、22、23か
ら射出される光束の光量を一定にする。その結果、形成
画像に生じる縞等を防止できるようになっている。
As a result, the driving current of the semiconductor laser is changed, and the fluctuation of the light emission intensity caused by the change of the ambient temperature of the semiconductor laser is canceled to make the light amount of the light beam emitted from the light sources 21, 22, 23 constant. . As a result, stripes and the like generated in the formed image can be prevented.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の光源装置10によると、各部品の熱膨張率に相違
があるため、周囲温度の変動等が生じると各導波路2
5、26、27と各光源21、22、23との相対位置
がずれ、光モジュール30と光源21、22、23との
結合効率が変動する。
However, according to the conventional light source device 10 described above, since the coefficients of thermal expansion of the respective components are different, if the ambient temperature fluctuates, etc., each waveguide 2
The relative positions of the light sources 5, 26, 27 and the light sources 21, 22, 23 deviate, and the coupling efficiency between the optical module 30 and the light sources 21, 22, 23 fluctuates.

【0009】制御部によるAPC調整は光源21、2
2、23から射出された光束L2に基づいて行われてお
り、結合効率の変動に伴う導波路25、26、27内を
通る光束の光量の変動は検知することができない。この
ため、導波路25、26、27から射出される光量を一
定にできず、良好な画像が形成できない問題があった。
また、光モジュール30に直接光源を結合する場合だけ
でなく、光源からの光束を導く光ファイバーやプリズム
等を光モジュールに結合する場合も結合効率が変動する
ため同様の問題がある。
APC adjustment by the control unit is performed by the light sources 21 and 2.
This is performed based on the light beam L2 emitted from the light emitting devices 2 and 23, and it is not possible to detect a change in the light amount of the light beam passing through the waveguides 25, 26 and 27 due to a change in the coupling efficiency. For this reason, the amount of light emitted from the waveguides 25, 26, and 27 cannot be made constant, and there has been a problem that a good image cannot be formed.
In addition to the case where a light source is directly coupled to the optical module 30 and the case where an optical fiber or a prism for guiding a light beam from the light source is coupled to the optical module, the same problem arises because the coupling efficiency varies.

【0010】また、特開平9−230259号公報に
は、感光体を走査するための同期を検知するセンサによ
って、光束の光量の変動を検知する光ビーム書込装置が
開示されている。しかしながら、この方法によると、複
数の光束を感光体に照射する場合には、各光束の集光位
置のずれ分だけセンサを大きくする必要があり、光ビー
ム書込装置が大型になる問題がある。また、例えば各走
査ラインの先頭で光量が検出されるので、走査ラインの
走査中に光量を調整できない問題もある。
Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-230259 discloses a light beam writing device that detects a change in the amount of light beam by a sensor that detects synchronization for scanning a photosensitive member. However, according to this method, when irradiating the photosensitive member with a plurality of light beams, it is necessary to increase the size of the sensor by the shift of the condensing position of each light beam, and there is a problem that the light beam writing device becomes large. . Further, for example, since the light amount is detected at the head of each scanning line, there is a problem that the light amount cannot be adjusted during scanning of the scanning line.

【0011】本発明は、走査ラインの走査中であっても
射出される光束の光量を正確に調節することができると
ともに小型で簡単な構造の光モジュール及び光源装置を
提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide an optical module and a light source device which are capable of accurately adjusting the amount of emitted light beam even during scanning of a scanning line, and have a small and simple structure. .

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1に記載された発明は、入射面から入射した入
射光を出射面に導く導波路と、前記導波路に接して形成
されるグレーティングから成って前記入射光を前記導波
路から分岐して所定方向に射出するグレーティングカプ
ラと、前記グレーティングカプラにより分岐された光を
受光してその光量を検出する受光素子とを備えたことを
特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a waveguide for guiding incident light incident from an entrance surface to an exit surface, and a waveguide formed in contact with the waveguide. A grating coupler that is formed of a grating and branches the incident light from the waveguide and emits the light in a predetermined direction; and a light receiving element that receives light branched by the grating coupler and detects the amount of light. Features.

【0013】この構成によると、入射面から入射する光
束は導波路によって出射面に導かれて射出される。ま
た、導波路内で該光束はグレーティングカプラによって
所定の方向に分岐され、受光素子によって受光して分岐
光の光量を検出する。検出した光量に基づいて光源の出
力を調整することにより、入射面に結合される光源や光
ファイバー等の結合効率の劣化を打ち消すことができる
ようになる。
According to this configuration, the light beam incident from the entrance surface is guided to the exit surface by the waveguide and exits. The light beam is branched in a predetermined direction by the grating coupler in the waveguide, and is received by the light receiving element to detect the amount of the branched light. By adjusting the output of the light source based on the detected light amount, it is possible to cancel the deterioration of the coupling efficiency of the light source and the optical fiber coupled to the incident surface.

【0014】また請求項2に記載された発明は、請求項
1に記載された光モジュールにおいて、前記導波路を複
数設け、夫々の前記導波路からの前記分岐光を異なる方
向に射出したことを特徴としている。
According to a second aspect of the present invention, in the optical module according to the first aspect, a plurality of the waveguides are provided, and the branched light beams from the respective waveguides are emitted in different directions. Features.

【0015】また請求項3に記載された発明は、請求項
1または請求項2に記載された光モジュールにおいて、
前記グレーティングカプラのグレーティングは夫々の前
記導波路に対応して異なる周期を有することを特徴とし
ている。
According to a third aspect of the present invention, in the optical module according to the first or second aspect,
The grating of the grating coupler has a different period corresponding to each of the waveguides.

【0016】また請求項4に記載された発明は、請求項
1に記載された光モジュールにおいて、前記導波路を複
数設け、夫々の前記導波路からの前記分岐光を同じ方向
に射出したことを特徴としている。
According to a fourth aspect of the present invention, in the optical module according to the first aspect, a plurality of the waveguides are provided, and the branch light from each of the waveguides is emitted in the same direction. Features.

【0017】また請求項5に記載された発明は、請求項
1〜請求項4のいずれかに記載の光モジュールと、前記
入射面に光束を照射する光源と、前記受光素子の検出結
果に基づいて前記光源の出力を制御する制御部とを備え
たことを特徴としている。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an optical module according to any one of the first to fourth aspects, a light source for irradiating the incident surface with a light beam, and a detection result of the light receiving element. And a control unit for controlling the output of the light source.

【0018】この構成によると、光源から射出された光
束は入射面から入射して導波路によって出射面に導かれ
て2次光源として射出される。また、導波路内で該光束
はグレーティングカプラによって所定の方向に分岐さ
れ、受光素子によって受光して光量を検出する。検出し
た光量に基づいて2次光源の光量が一定になるように制
御部により光源の出力が調整される。
According to this structure, the light beam emitted from the light source enters from the incident surface, is guided to the emission surface by the waveguide, and is emitted as the secondary light source. Further, the light beam is branched in a predetermined direction by a grating coupler in the waveguide, and is received by a light receiving element to detect a light amount. The output of the light source is adjusted by the control unit so that the light amount of the secondary light source becomes constant based on the detected light amount.

【0019】また請求項6に記載された発明は、請求項
5に記載された光源装置において、前記光モジュールと
前記光源とを一体に設けたことを特徴としている。
According to a sixth aspect of the present invention, in the light source device according to the fifth aspect, the optical module and the light source are provided integrally.

【0020】[0020]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。説明の便宜上、従来例の図8、図9
と同一の部分については同一の符号を付している。図1
は第1実施形態の光源装置を備えた光ビーム書込装置を
示す概略斜視図である。光ビーム書込装置1は、レーザ
プリンタやデジタル複写機等に搭載され、画像を形成で
きるようになっている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. For convenience of explanation, FIGS.
The same reference numerals are given to the same parts as. FIG.
1 is a schematic perspective view showing a light beam writing device provided with a light source device of a first embodiment. The light beam writing device 1 is mounted on a laser printer, a digital copier, or the like, and can form an image.

【0021】光源装置10には光源が内蔵されており、
集光位置の異なる複数の光束が射出される。光源装置1
0から射出された光束は、コリメータレンズ2によりコ
リメートされた後に、ポリゴンミラー3を照射する。ポ
リゴンミラー3で反射する光束はポリゴンミラー3の回
転に伴って走査される。走査レンズ4によって走査速度
を一定にした後、感光体(不図示)上に焦点を結ぶこと
により感光体の所望位置を感光して書き込みが行われ
る。
The light source device 10 has a built-in light source.
A plurality of light beams having different light condensing positions are emitted. Light source device 1
The luminous flux emitted from 0 illuminates the polygon mirror 3 after being collimated by the collimator lens 2. The light beam reflected by the polygon mirror 3 is scanned as the polygon mirror 3 rotates. After the scanning speed is made constant by the scanning lens 4, a desired position on the photoconductor is exposed by focusing on a photoconductor (not shown), and writing is performed.

【0022】また、ポリゴンミラー3で反射した光束
は、各走査ラインの先頭位置で反射ミラー5を照射す
る。反射ミラー5で反射した光束は、受光センサ6によ
り捉えられて複数の光束の同期を検知できるようになっ
ている。
The light beam reflected by the polygon mirror 3 irradiates the reflection mirror 5 at the leading position of each scanning line. The light beam reflected by the reflecting mirror 5 is captured by the light receiving sensor 6 so that the synchronization of the plurality of light beams can be detected.

【0023】光源装置10は図2(a)、(b)の平面
図及び側面図に示すような光モジュール30を有してい
る。光モジュール30は基板24上に下部クラッド層2
8が形成され、下部クラッド層28上に導波路25、2
6、27が形成されている。導波路25、26、27の
上部は上部クラッド層29により覆われている。上部ク
ラッド層29及び下部クラッド層28は導波路25、2
6、27よりも低い屈折率になっており、入射面25
a、26a、27aから入射した光束を閉じこめて出射
面25b、26b、27bに導波する。
The light source device 10 has an optical module 30 as shown in the plan and side views of FIGS. 2 (a) and 2 (b). The optical module 30 has a lower cladding layer 2 on a substrate 24.
8 are formed, and the waveguides 25, 2
6, 27 are formed. The upper portions of the waveguides 25, 26, 27 are covered by an upper cladding layer 29. The upper cladding layer 29 and the lower cladding layer 28 are
The refractive index is lower than 6, 27,
Light beams incident from a, 26a, and 27a are confined and guided to emission surfaces 25b, 26b, and 27b.

【0024】導波路25、26、27の上面には所定周
期で形成されるグレーティングから成るグレーティング
カプラ40が接して設けられている。図4に示すよう
に、グレーティングカプラ40は、導波路25、26、
27を通る導波光L3の一部を回折により上部クラッド
層29側に分岐させるようになっている(分岐光L
4)。
A grating coupler 40 made of a grating formed at a predetermined period is provided in contact with the upper surfaces of the waveguides 25, 26, and 27. As shown in FIG. 4, the grating coupler 40 includes waveguides 25, 26,
A part of the guided light L3 passing through 27 is branched to the upper clad layer 29 side by diffraction (branched light L
4).

【0025】分岐光L4の分岐角度θはグレーティング
のピッチをP、導波光の波長をλ、回折の次数をq、導
波路の実効屈折率をNeffとすると、 sinθ=Neff+qλ/P ・・・(1) で表される。従って、グレーティングのピッチPを可変
することによって分岐角度θを可変することができる。
Assuming that the pitch of the grating L is P, the wavelength of the guided light is λ, the order of diffraction is q, and the effective refractive index of the waveguide is Neff, sin θ = Neff + qλ / P 1) It is represented by Therefore, the branch angle θ can be changed by changing the pitch P of the grating.

【0026】また、導波光L3の光量に対する分岐光L
4の光量の比(以下、「分岐比」という)Rはグレーテ
ィング部分の長さをLとすると、 R=k{1−exp(−2αL)} ・・・(2) で表される。ここで、kは比例定数であり、αは放射損
失係数である。
Further, the split light L with respect to the light quantity of the guided light L3
The light amount ratio R (hereinafter, referred to as “branch ratio”) R is represented by R = k {1−exp (−2αL)} (2) where L is the length of the grating portion. Here, k is a proportionality constant, and α is a radiation loss coefficient.

【0027】図5に放射損失係数α(縦軸)とグレーテ
ィングの高さH(横軸)との関係を示すと、放射損失係
数αはグレーティングの高さHによって変化する。従っ
て、グレーティングの長さL及びグレーティングの高さ
Hを適切に選択することによって分岐比Rを所望の値に
することができる。
FIG. 5 shows the relationship between the radiation loss coefficient α (vertical axis) and the height H of the grating (horizontal axis). The radiation loss coefficient α changes with the height H of the grating. Therefore, by appropriately selecting the grating length L and the grating height H, the branching ratio R can be set to a desired value.

【0028】図2において、上部クラッド層29の上面
にはフォトダイオードから成る受光素子41、42、4
3が設けられている。受光素子41、42、43は各導
波路25、26、27からグレーティングカプラ40に
よって分岐された分岐光L4の方向に対応して配され、
各分岐光L4を受光して受光量を検知できるようになっ
ている。
Referring to FIG. 2, light receiving elements 41, 42, 4 comprising photodiodes are provided on the upper surface of the upper cladding layer 29.
3 are provided. The light receiving elements 41, 42, and 43 are arranged corresponding to the directions of the branched light L4 branched from the waveguides 25, 26, and 27 by the grating coupler 40,
Each branch light L4 is received, and the amount of received light can be detected.

【0029】このような光モジュール30は以下のよう
な方法により製造することができる。まず、シリコン等
から成る基板24上にCVDによってフッ素をドーピン
グしながら石英を7μm堆積して下部クラッド層28を
形成する。次に、石英をCVDによってドーピングを行
わずに5μm堆積する。そして、フォトリソ工程により
所定の形状にパターニングした後、反応性イオンエッチ
ング加工を行うことにより導波路25、26、27を形
成する。
Such an optical module 30 can be manufactured by the following method. First, 7 μm of quartz is deposited on a substrate 24 made of silicon or the like while doping fluorine by CVD to form a lower cladding layer 28. Next, 5 μm of quartz is deposited by CVD without doping. After patterning into a predetermined shape by a photolithography process, reactive ion etching is performed to form waveguides 25, 26, and 27.

【0030】次に、石英を0.2μm堆積してフォトリ
ソ工程により所定のグレーティング形状にパターニング
した後、反応性イオンエッチング加工を行うことにより
グレーティングカプラ40を形成する。このとき、各導
波路25、26、27に対応する位置のグレーティング
はそれぞれ異なる周期に形成される。次に、フッ素をド
ーピングしながら石英を7μm堆積して上部クラッド層
29を形成する。
Next, after 0.2 μm of quartz is deposited and patterned into a predetermined grating shape by a photolithography process, a reactive ion etching process is performed to form a grating coupler 40. At this time, gratings at positions corresponding to the waveguides 25, 26, and 27 are formed with different periods. Next, quartz is deposited to a thickness of 7 μm while doping with fluorine to form an upper cladding layer 29.

【0031】そして、上部クラッド層29上にCVD等
によりフォトダイオード用の材料を堆積し、パターニン
グ後、反応性イオンエッチング加工を行って受光素子4
1、42、43を形成する。これにより、光モジュール
30を得ることができる。上記の製造方法により得られ
た本実施形態の光モジュール30は以下に示すようにな
っている。
Then, a material for a photodiode is deposited on the upper cladding layer 29 by CVD or the like, and after patterning, reactive ion etching is performed to form a light receiving element 4.
1, 42 and 43 are formed. Thereby, the optical module 30 can be obtained. The optical module 30 of the present embodiment obtained by the above-described manufacturing method is as follows.

【0032】 基板の材料 :シリコン 導波路の材料 :石英 導波路の実効屈折率Neff :1.459 上部クラッド層、下部クラッド層と導波路との屈折率差:0.3% 導波路の断面 :5μm×5μm グレーティングの形状 :矩形 グレーティングの高さH :0.2μm グレーティングの長さL :100μm グレーティングの周期P :0.53μm(導波路25) 0.43μm(導波路26) 0.37μm(導波路27)Substrate material: silicon Waveguide material: quartz Effective refractive index Neff of waveguide: 1.459 Difference in refractive index between upper cladding layer, lower cladding layer and waveguide: 0.3% Waveguide cross section: 5 μm × 5 μm Grating shape: rectangular Grating height H: 0.2 μm Grating length L: 100 μm Grating period P: 0.53 μm (waveguide 25) 0.43 μm (waveguide 26) 0.37 μm (conductive) Wave 27)

【0033】これによって、導波光L3の波長λが78
0nmの時に、光モジュール30は以下の特性を有して
いる。ここで、分岐角度θは出射面の方向を正にしてい
る。
Thus, the wavelength λ of the guided light L3 is 78
At 0 nm, the optical module 30 has the following characteristics. Here, the branch angle θ is set such that the direction of the exit surface is positive.

【0034】 [0034]

【0035】図2において、基板24上には光源21、
22、23が光モジュール30と一体に形成されてい
る。光源21、22、23は、前述の図9に示すような
半導体レーザーから成っており、それぞれ導波路25、
26、27の入射面25a、26a、27aに結合され
ている。
In FIG. 2, a light source 21 is provided on a substrate 24.
22 and 23 are formed integrally with the optical module 30. The light sources 21, 22, and 23 are composed of semiconductor lasers as shown in FIG.
26, 27 are coupled to incident surfaces 25a, 26a, 27a.

【0036】光源装置10の構成を図3のブロック図に
示すと、光源装置10は光源21、22、23の出力を
制御する制御部31を有している。光源21、22、2
3から射出される光束は、導波路25、26、27を導
波してグレーティングカプラ40によって分岐する。そ
して、受光素子41、42、43により各分岐光L4の
光量が検出される。
FIG. 3 is a block diagram showing the configuration of the light source device 10. The light source device 10 has a control unit 31 for controlling the outputs of the light sources 21, 22, and 23. Light sources 21, 22, 2
The light beam emitted from 3 is guided by the waveguides 25, 26, and 27 and is branched by the grating coupler 40. Then, the light amounts of the respective branched lights L4 are detected by the light receiving elements 41, 42, and 43.

【0037】受光素子41、42、43により検出され
た結果は、記憶部34に記憶された所定の分岐光の光量
データと比較部32によって比較される。比較部32に
よる比較の結果、分岐光の光量が所定の範囲にない場合
は光モジュール30から所定の光量の光束が射出されて
いないと判断し、駆動部33によって光源21、22、
23の駆動電流を可変して光源21、22、23の出力
が可変される。
The results detected by the light receiving elements 41, 42, 43 are compared by the comparing section 32 with predetermined light quantity data of the branched light stored in the storage section 34. As a result of the comparison by the comparing unit 32, when the light amount of the branched light is not in the predetermined range, it is determined that the light flux of the predetermined light amount is not emitted from the optical module 30, and the driving unit 33 determines that the light sources 21, 22,
The output of the light sources 21, 22, and 23 is varied by varying the drive current of the.

【0038】分岐光の光量が所定の範囲内の時は駆動部
33は光源21、22、23の駆動電流を維持する。こ
れにより、導波路25、26、27の出射面25b、2
6b、27bからは常に一定の光量の光束が射出される
ように調整される。
When the light quantity of the branched light is within a predetermined range, the drive section 33 maintains the drive current of the light sources 21, 22, and 23. Thereby, the emission surfaces 25b, 2b of the waveguides 25, 26, 27
Adjustments are made so that a constant amount of light is always emitted from 6b and 27b.

【0039】本実施形態によると、導波路25、26、
27に接して設けられるグレーティングカプラ40によ
って導波光L3を分岐して、光モジュール30に一体に
形成される受光素子41、42、43により検出される
分岐光L4の光量に基づいて光源21、22、23の光
量を調整する。このため、光量調整のための構成を小型
で簡単にすることができ、走査ラインの走査中であって
も調整可能となる。
According to the present embodiment, the waveguides 25, 26,
The waveguide light L3 is branched by a grating coupler 40 provided in contact with 27, and the light sources 21, 22 are determined based on the amounts of the branched light L4 detected by the light receiving elements 41, 42, 43 formed integrally with the optical module 30. , 23 are adjusted. Therefore, the configuration for adjusting the light amount can be made small and simple, and the adjustment can be performed even during the scanning of the scanning line.

【0040】また、周囲温度の変化等による光源21、
22、23と光モジュール30との相対位置変化によっ
て結合効率が低下した際であっても、それに追随して光
モジュール30から出射される出射光を一定に維持する
ことができる。
Further, the light source 21 due to a change in the ambient temperature, etc.
Even when the coupling efficiency is reduced due to a change in the relative position between the optical modules 22 and 23 and the optical module 30, the emitted light emitted from the optical module 30 can be kept constant in accordance with the reduction.

【0041】また、複数の導波路25、26、27に対
して分岐光L4の分岐角度を可変しているので、導波路
25、26、27が接近しても受光素子41、42、4
3を互いに干渉しない位置に配することができる。これ
により、導波路25、26、27が接近した出射面25
b、26b、27bの近傍にグレーティングカプラ40
を形成することができ、出射光の変動の検知精度を向上
させることができる。
Further, since the branch angle of the branch light L4 with respect to the plurality of waveguides 25, 26, and 27 is variable, even if the waveguides 25, 26, and 27 approach, the light receiving elements 41,, and
3 can be arranged at positions where they do not interfere with each other. As a result, the exit surface 25 where the waveguides 25, 26, and 27 approach each other.
b, 26b, 27b, the grating coupler 40
Can be formed, and the detection accuracy of the fluctuation of the emitted light can be improved.

【0042】次に、図6(a)、(b)は、第2実施形
態の光源装置10を示す平面図及び側面図である。第1
実施形態と異なる点は、受光素子41、42、43を下
部クラッド層28を形成する前に形成し、グレーティン
グカプラ40によって導波光L3(図4参照)を基板2
4側に回折して分岐するようにしている。その他の構成
は第1実施形態と同様である。このような構成によって
も第1実施形態と同様の効果を得ることができる。
FIGS. 6A and 6B are a plan view and a side view showing a light source device 10 according to a second embodiment. First
The difference from the embodiment is that the light receiving elements 41, 42, 43 are formed before the lower cladding layer 28 is formed, and the guided light L3 (see FIG.
The light is diffracted and branched to the four sides. Other configurations are the same as those of the first embodiment. With such a configuration, the same effect as in the first embodiment can be obtained.

【0043】次に、図7(a)、(b)は、第3実施形
態の光源装置10を示す平面図及び側面図である。第1
実施形態と異なる点は、各導波路25、26、27の分
岐光の光量を検出するために、受光素子41、42、4
3に替えて1つの受光素子44が設けられており、グレ
ーティンカプラ40のグレーティングは一定の周期で形
成されている点である。その他の構成は第1実施形態と
同様である。
FIGS. 7A and 7B are a plan view and a side view showing a light source device 10 according to a third embodiment. First
The difference from the embodiment is that the light receiving elements 41, 42, 4
One is that one light receiving element 44 is provided instead of 3, and the grating of the grating coupler 40 is formed at a constant period. Other configurations are the same as those of the first embodiment.

【0044】本実施形態によると、各導波路25、2
6、27から分岐光L4が同一の方向に分岐して受光素
子44を照射する。各導波路25、26、27から射出
される光量を検出する際に、光源21、22、23を別
々に駆動することによって受光素子44によって各分岐
光の光量を検出することができる。そして、制御部31
(図3参照)によって光源21、22、23の出力を調
整して光モジュール30から射出される光束の光量を一
定に維持することができる。
According to the present embodiment, each of the waveguides 25, 2
The branched light L4 is radiated from the light receiving elements 44 from 6, 27 in the same direction. When detecting the amount of light emitted from each of the waveguides 25, 26, and 27, the light amount of each branch light can be detected by the light receiving element 44 by separately driving the light sources 21, 22, and 23. And the control unit 31
By adjusting the outputs of the light sources 21, 22, and 23 (see FIG. 3), the light amount of the light beam emitted from the optical module 30 can be kept constant.

【0045】以上に説明した第1〜第3実施形態におい
て、光モジュール30と光源21、22、23とを一体
に構成しているが、これらを別体に形成し、光ファイバ
ーやプリズムを光モジュール30に結合して光源からの
光束を入射しても良い。また、各導波路25、26、2
7毎に光源21、22、23を設けているが、1つの光
源から分岐させて各入射面25a、26a、27aに入
射させるようにしても良い。この場合には、分岐後の各
光束の光量を調節する調節手段か別途必要となる。
In the first to third embodiments described above, the optical module 30 and the light sources 21, 22, and 23 are integrally formed. However, these are formed separately, and the optical fiber and the prism are connected to the optical module. The light beam from the light source may be incident on the light source 30 by being coupled thereto. Further, each of the waveguides 25, 26, 2
The light sources 21, 22, and 23 are provided for every 7, but one light source may be branched so as to be incident on each of the incident surfaces 25a, 26a, and 27a. In this case, an adjusting means for adjusting the light amount of each light beam after branching is separately required.

【0046】[0046]

【発明の効果】請求項1の発明によると、導波路に接し
て設けられるグレーティングカプラによって導波光を分
岐して、光モジュールに一体に形成される受光素子によ
り検出される分岐光の光量に基づいて光源の光量を調整
する。このため、光量調整のための構成を小型で簡単に
することができ、走査ラインの走査中であっても調整可
能である。
According to the first aspect of the present invention, the guided light is branched by the grating coupler provided in contact with the waveguide, and based on the amount of the branched light detected by the light receiving element formed integrally with the optical module. To adjust the light intensity of the light source. Therefore, the configuration for adjusting the light amount can be made small and simple, and the adjustment can be performed even during the scanning of the scanning line.

【0047】また、周囲温度の変化等による光源と光モ
ジュールとの相対位置変化によって結合効率が低下した
際であっても、それに追随して光モジュールから出射さ
れる出射光を正確に一定に維持することができる。
Further, even when the coupling efficiency is reduced due to a change in the relative position between the light source and the optical module due to a change in the ambient temperature or the like, the light emitted from the optical module is kept accurately and consistently. can do.

【0048】また請求項2の発明によると、複数の導波
路に対して分岐光の分岐方向を可変しているので、各導
波路が接近しても対応する各受光素子を互いに干渉しな
い位置に配することができる。これにより、各導波路が
接近した出射面の近傍にグレーティングカプラを形成す
ることができ、出射光の変動の検知精度を向上させるこ
とができる。
According to the second aspect of the present invention, since the branching direction of the branched light is made variable with respect to the plurality of waveguides, the respective light receiving elements are located at positions where they do not interfere with each other even if the respective waveguides approach. Can be arranged. Accordingly, a grating coupler can be formed in the vicinity of the emission surface where each waveguide approaches, and the detection accuracy of the variation of the emitted light can be improved.

【0049】また請求項3の発明によると、グレーティ
ングカプラのグレーティングを各導波路に対応して異な
る周期に形成することにより、各導波路に対する各分岐
光の分岐方向を簡単に異ならせることができる。
According to the third aspect of the present invention, the gratings of the grating couplers are formed with different periods corresponding to the respective waveguides, so that the branching directions of the respective branched light beams with respect to the respective waveguides can be easily changed. .

【0050】また請求項4の発明によると、グレーティ
ングカプラによる分岐光の分岐方向が同じなのでグレー
ティングカプラの形成が容易であり、受光素子も一つで
よく構成が簡単になる。
According to the fourth aspect of the present invention, since the branching directions of the branched light by the grating coupler are the same, the formation of the grating coupler is easy, and the number of light receiving elements is one and the structure is simplified.

【0051】また請求項5、請求項6の発明によると、
導波路に接して設けられるグレーティングカプラによっ
て導波光を分岐して、光モジュールに一体に形成される
受光素子により検出される分岐光の光量に基づいて光源
の光量を調整する。このため、光源装置を小型で簡単に
することができ、走査ラインの走査中であっても光量調
整が可能である。
According to the fifth and sixth aspects of the present invention,
The guided light is branched by a grating coupler provided in contact with the waveguide, and the light amount of the light source is adjusted based on the light amount of the branched light detected by the light receiving element formed integrally with the optical module. For this reason, the light source device can be made compact and simple, and the light amount can be adjusted even during scanning of the scanning line.

【0052】また、周囲温度の変化等による光源と光モ
ジュールとの相対位置変化によって結合効率が低下した
際であっても、それに追随して光モジュールから出射さ
れる出射光を簡単に一定に維持することができる。
Further, even when the coupling efficiency is reduced due to a change in the relative position between the light source and the optical module due to a change in the ambient temperature or the like, the light emitted from the optical module can be easily kept constant following the change. can do.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明の第1実施形態の光源装置を備えた光
ビーム書込装置を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a light beam writing device including a light source device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の第1実施形態の光源装置を示す平面
図及び側面図である。
FIG. 2 is a plan view and a side view showing the light source device according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の第1実施形態の光源装置の構成を示
すブロック図である。
FIG. 3 is a block diagram illustrating a configuration of a light source device according to the first embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の第1実施形態の光源装置のグレーテ
ィングカプラを示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view showing a grating coupler of the light source device according to the first embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の第1実施形態の光源装置のグレーテ
ィングカプラのグレーティングの高さを放射損失係数の
関係を示す図である。
FIG. 5 is a diagram illustrating the relationship between the height of the grating of the grating coupler and the radiation loss coefficient of the light source device according to the first embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の第2実施形態の光源装置を示す平面
図及び側面図である。
FIG. 6 is a plan view and a side view showing a light source device according to a second embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の第3実施形態の光源装置を示す平面
図及び側面図である。
FIG. 7 is a plan view and a side view showing a light source device according to a third embodiment of the present invention.

【図8】 従来の光源装置を示す平面図及び側面図であ
る。
FIG. 8 is a plan view and a side view showing a conventional light source device.

【図9】 従来の光源を示す斜視図である。FIG. 9 is a perspective view showing a conventional light source.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光ビーム書込装置 2 コリメータレンズ 3 ポリゴンミラー 4 走査レンズ 5 反射ミラー 6 受光センサ 10 光源装置 11、16 電極 12 基板 13 下部クラッド層 14 活性層 15 上部クラッド層 21、22、23 光源 24 基板 25、26、27 導波路 28 下部クラッド層 29 上部クラッド層 30 光モジュール 31 制御部 32 比較部 33 駆動部 34 記憶部 40 グレーティングカプラ 41、42、43、44 受光素子 Reference Signs List 1 light beam writing device 2 collimator lens 3 polygon mirror 4 scanning lens 5 reflection mirror 6 light receiving sensor 10 light source device 11, 16 electrode 12 substrate 13 lower cladding layer 14 active layer 15 upper cladding layer 21, 22, 23 light source 24 substrate 25 , 26, 27 Waveguide 28 Lower cladding layer 29 Upper cladding layer 30 Optical module 31 Control unit 32 Comparison unit 33 Drive unit 34 Storage unit 40 Grating coupler 41, 42, 43, 44 Light receiving element

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 31/12 G02B 6/12 B 5F089 H01S 5/0683 H01L 31/02 D Fターム(参考) 2C362 AA10 AA11 AA14 AA15 AA17 AA53 AA61 AA63 DA08 2H037 AA04 BA02 BA11 CA33 DA03 DA06 2H047 KA03 KA12 MA07 RA08 TA05 TA43 TA47 5F073 AB13 AB21 AB25 AB27 AB29 BA07 FA02 FA06 GA02 GA12 5F088 BA16 BB10 EA09 EA11 JA13 JA14 JA20 KA06 5F089 AA02 AB20 AC10 AC13 AC16 AC30 CA15 CA16 FA03 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) H01L 31/12 G02B 6/12 B 5F089 H01S 5/0683 H01L 31/02 DF term (reference) 2C362 AA10 AA11 AA14 AA15 AA17 AA53 AA61 AA63 DA08 2H037 AA04 BA02 BA11 CA33 DA03 DA06 2H047 KA03 KA12 MA07 RA08 TA05 TA43 TA47 5F073 AB13 AB21 AB25 AB27 AB29 BA07 FA02 FA06 GA02 GA12 5F088 BA16 BB10 EA09 EA11 JA13 CA16 AC20 FA20 AC20

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 入射面から入射した入射光を出射面に導
く導波路と、前記導波路に接して形成されるグレーティ
ングから成って前記入射光を前記導波路から分岐して所
定方向に射出するグレーティングカプラと、前記グレー
ティングカプラにより分岐された光を受光してその光量
を検出する受光素子とを備えたことを特徴とする光モジ
ュール。
1. A waveguide for guiding incident light incident from an incident surface to an exit surface, and a grating formed in contact with the waveguide, the incident light being branched from the waveguide and emitted in a predetermined direction. An optical module, comprising: a grating coupler; and a light receiving element that receives light split by the grating coupler and detects the amount of light.
【請求項2】 前記導波路を複数設け、夫々の前記導波
路からの前記分岐光を異なる方向に射出したことを特徴
とする請求項1に記載の光モジュール。
2. The optical module according to claim 1, wherein a plurality of said waveguides are provided, and said branch light from each of said waveguides is emitted in a different direction.
【請求項3】 前記グレーティングカプラのグレーティ
ングは夫々の前記導波路に対応して異なる周期を有する
ことを特徴とする請求項2に記載の光モジュール。
3. The optical module according to claim 2, wherein the gratings of the grating coupler have different periods corresponding to the respective waveguides.
【請求項4】 前記導波路を複数設け、夫々の前記導波
路からの前記分岐光を同じ方向に射出したことを特徴と
する請求項1に記載の光モジュール。
4. The optical module according to claim 1, wherein a plurality of the waveguides are provided, and the branched light beams from the respective waveguides are emitted in the same direction.
【請求項5】 請求項1〜請求項4のいずれかに記載の
光モジュールと、前記入射面に光束を照射する光源と、
前記受光素子の検出結果に基づいて前記光源の出力を制
御する制御部とを備えたことを特徴とする光源装置。
5. An optical module according to claim 1, wherein said light source irradiates a light beam onto said incident surface.
A light source device comprising: a control unit that controls an output of the light source based on a detection result of the light receiving element.
【請求項6】 前記光モジュールと前記光源とを一体に
設けたことを特徴とする請求項5に記載の光源装置。
6. The light source device according to claim 5, wherein the optical module and the light source are provided integrally.
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