JP2002204025A - レーザー光源および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体発光素子と、この半導体発光素子から
発せられた光の波長を選択する導波路型の波長選択素子
とが直接結合されてなるレーザー光源において、半導体
発光素子のモードホップによるノイズの発生を防止する
とともに、半導体発光素子の内部パワーが大きくなって
損傷を招くことを防止する。 【解決手段】 半導体発光素子10と、そこから発せられ
た光の波長を選択する導波路型の波長選択素子20とを直
接結合し、半導体発光素子10の波長選択素子20と反対側
の端面10ｂと該波長選択素子20とによって、この波長選
択素子20により選択された波長の光を共振させる共振器
を構成する。そして半導体発光素子10および波長選択素
子20の直接結合された各一端面10ａ、20ｂの間の光学系
を、該端面にＡＲコートを形成する等して反射防止光学
系とした上で、上記共振器によって発振したレーザービ
ーム11を、半導体発光素子10の、波長選択素子20と反対
側の端面から出射させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレーザー光源に関
し、特に詳細には、半導体発光素子から発せられた光
を、波長選択素子を含む外部共振器によって波長選択し
つつ発振させてレーザービームを得るようにしたレーザ
ー光源に関するものである。

【０００２】また本発明は、上述のようなレーザー光源
を記録用光源として用いた画像形成装置に関するもので
ある。

【０００３】

【従来の技術】従来、例えば特開平１０−２５４００１
号公報に示されるように、半導体レーザー等の半導体発
光素子に狭帯域バンドパスフィルター等の波長選択素子
を備えた外部共振器を組み合わせた構成を有し、この外
部共振器の作用によって発振するレーザービームの波長
を所望波長にロックするレーザー光源が公知となってい
る。ここで、上記の外部共振器としては、通常のミラー
からなるものや、その他、光導波路に沿って形成したグ
レーティングにより導波光を波長選択しつつ反射回折さ
せるもの等を用いることができる。

【０００４】なおこの従来のレーザー光源においては、
半導体発光素子のファブリペロー共振器と上記外部共振
器とにより複合共振器が構成され、それぞれの共振器に
よる発振波長でレーザー光源が駆動し得る。

【０００５】また同公報には、上述のような半導体発光
素子に光波長変換素子を結合し、発振したレーザービー
ムをこの光波長変換素子によって第２高調波等に波長変
換する技術も示されている。この光波長変換素子として
は、例えば、非線形光学効果を有する強誘電体結晶基板
に一方向に延びる光導波路が形成されるとともに、この
光導波路に基板の自発分極の向きを反転させたドメイン
反転部が周期的に形成されてなり、該光導波路において
ドメイン反転部の並び方向に導波する基本波を波長変換
するものが知られている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
に波長選択素子を備えた外部共振器を半導体発光素子に
組み合わせてなるレーザー光源においては、半導体発光
素子の駆動電流が変化した際に素子の光学長変化に起因
してその発振波長が変動し、縦モードが跳ぶモードホッ
プという現象が認められる。そこで、このレーザー光源
を階調画像を記録する画像形成装置の記録用光源として
用いた場合には、駆動電流が変わる変調動作時にノイズ
が発生して、高品質の画像を形成できないという問題が
生じる。

【０００７】また、上記のモードホップが生じる電流領
域付近では、このモードホップのためにレーザー光源の
駆動電流対光出力特性の再現性が損なわれるので、再現
性の高い変調出力を得ることができず、ひいては形成画
像の濃度再現性が劣化することになる。

【０００８】ここで、記録用光源として用いられる上記
レーザー光源が強度変調される場合、パルス幅変調され
る場合について、それぞれ図１５および図１６を参照し
て詳しく説明する。強度変調の場合、図１５に示すよう
に比較的高い光強度Ｌａと、比較的低い光強度Ｌｂが設
定されるものとすると、それぞれの場合とも、記録光の
立ち上がり時にモードホップによるノイズ（矢印で示し
た部分）が発生する。

【０００９】またパルス幅変調の場合、図１６に示すよ
うに比較的長いパルス幅Ｔａと、比較的短いパルス幅Ｔ
ｂが設定されるものとすると、それぞれの場合とも、上
記と同様に記録光の立ち上がり時にモードホップによる
ノイズ（矢印で示した部分）が発生する。またこの場合
はそれに加えて、光出力の立ち上がり途中で切られるよ
うな短いパルス幅（例えばＴｂ）内で上記モードホップ
が生じるタイミングが不安定であることから、レーザー
光源の駆動電流対光出力特性の再現性が著しく不良とな
るのである。

【００１０】また、上記従来のレーザー光源を基本波光
源として前述の光波長変換素子と組み合わせて用いる場
合は、第２高調波出力が基本波出力の２乗に比例すると
いう事情があるため、半導体発光素子の発振波長変化に
起因するモードホップによって第２高調波出力が特に大
きく変動したり、駆動電流対第２高調波出力特性の再現
性が著しく不良となる。そのため、これらのレーザー光
源と光波長変換素子とを組み合わせて画像形成装置の記
録用光源として用いる場合は、レーザー光源を直接変調
せずに出力一定として用い、ＡＯＭ（音響光学光変調
器）等の外部変調器を使用せざるを得ず、それが画像形
成装置のコストアップ、大型化につながっていた。

【００１１】モードホップを抑制するために、半導体発
光素子の駆動電流に高周波を重畳する技術も公知となっ
ている。しかし、この高周波重畳を行なう場合は、高価
な高周波回路が必要になることからレーザー光源がコス
トアップする、高周波回路からノイズが発生する、とい
った問題が新たに生じる。

【００１２】以上説明した問題を回避できるレーザー光
源として、例えば、文献Appl.Phys.Lett.47(3),1,Augus
t 1985,pp.183-185に示されるように、実質的に外部共
振器による選択波長のみで発振するようにしたレーザー
光源も提案されている。このレーザー光源は、半導体発
光素子と波長選択機能を持つ外部共振器とを直接結合
し、そして、それらの直接結合される端面には選択され
る波長に対してＡＲ（反射防止すなわち無反射）のコー
トを施したものである。そのようにすると、半導体発光
素子の両端面でファブリペローモードが立つことが実質
上なくなるので、実質的に外部共振器のみによってレー
ザービームが発振し、その発振波長は該外部共振器によ
る選択波長となる。

【００１３】しかし、上記文献に示されたレーザー光源
は、外部共振器によって発振したレーザービームを波長
選択素子を通過させて使用光として取り出すようにして
いるので、半導体発光素子の内部パワーが大きくなっ
て、その損傷を招きやすいという問題が認められる。

【００１４】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、半導体発光素子と、この半導体発光素子から発
せられた光の波長を選択する導波路型の波長選択素子と
が結合されてなるレーザー光源において、前述したモー
ドホップによるノイズの発生を防止し、さらに、半導体
発光素子の内部パワーが大きくなって損傷を招くことも
防止することを目的とする。

【００１５】また本発明は、半導体発光素子と、この半
導体発光素子から発せられた光の波長を選択する導波路
型の波長選択素子とが結合されてなるレーザー光源を記
録用光源として用いた画像形成装置において、前述した
モードホップによるノイズの影響を低減して、高画質の
画像を形成可能とすることを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明による第１のレー
ザー光源は、前述したように、半導体発光素子と、この
半導体発光素子から発せられた光の波長を選択する導波
路型の波長選択素子とが直接結合されてなり、前記半導
体発光素子の前記波長選択素子と反対側の端面と、該波
長選択素子とによって、この波長選択素子により選択さ
れた波長の光を共振させる共振器が構成され、前記半導
体発光素子および波長選択素子の直接結合された各一端
面の間の光学系が、該波長選択素子によって選択される
波長に対して反射防止光学系とされたレーザー光源にお
いて、前記共振器によって発振したレーザービームを、
前記半導体発光素子の、前記波長選択素子と反対側の端
面から出射させる構成を有することを特徴とするもので
ある。

【００１７】なお上述の「直接結合」とは、半導体発光
素子と波長選択素子とがレンズ光学系を介さないで結合
されていることを指すものであり、結合される要素が物
理的に互いに直接接していない場合も含むものとする。

【００１８】また本発明による第２のレーザー光源は、
半導体発光素子と、この半導体発光素子から発せられた
光の波長を選択する導波路型の波長選択素子とが結合さ
れてなり、前記半導体発光素子の前記波長選択素子と反
対側の端面と、該波長選択素子とによって、この波長選
択素子により選択された波長の光を共振させる共振器が
構成され、前記半導体発光素子および波長選択素子の互
いに結合する側の各一端面の間の光学系が、該波長選択
素子によって選択される波長に対して反射防止光学系と
されたレーザー光源において、前記半導体発光素子およ
び波長選択素子と、前記共振器によって発振したレーザ
ービームを波長変換して出射させる光波長変換素子との
３者が互いに直接結合されていることを特徴とするもの
である。

【００１９】この第２のレーザー光源においては、第１
のレーザー光源と同様に半導体発光素子と導波路型の波
長選択素子とが直接結合された上でそれらの一方に光波
長変換素子が直接結合されてもよいし、あるいは、半導
体発光素子と導波路型の波長選択素子との間に光波長変
換素子を配した状態でそれら３者が互いに直接結合され
てもよい。

【００２０】なお本発明による各レーザー光源におい
て、上記の反射防止光学系を構成するには、例えば、半
導体発光素子および波長選択素子の直接結合される各端
面にそれぞれ、該波長選択素子によって選択される波長
に対する反射防止コート、すなわち無反射コートを形成
すればよい。なおその場合、上記反射防止光学系の、波
長選択素子によって選択される波長に対する反射率は
０．５％以下に設定することが望ましい。

【００２１】また、前記半導体発光素子および波長選択
素子の直接結合される各端面の、該波長選択素子によっ
て選択される波長に対する反射率を互いに略同等とした
上で、これらの端面間の距離を、前記波長選択素子によ
って選択される波長の略半整数倍としても、上述の反射
防止光学系を構成することができる。

【００２２】あるいは、前記半導体発光素子および波長
選択素子の直接結合される各端面の、該波長選択素子に
よって選択される波長に対する反射率を、そこに形成す
るＡＲコートの反射率を調整する等して０．１〜０．８
％とした上で、これらの端面の間の距離を、波長選択素
子によって選択される波長の（半整数±０．２５）倍の
範囲内に設定しても、上述の反射防止光学系を構成する
ことができる。

【００２３】また本発明のレーザー光源において、波長
選択素子としては、反射型のグレーティングにより波長
選択する素子を好適に用いることができる。

【００２４】また本発明のレーザー光源において、半導
体発光素子および波長選択素子の直接結合される各端面
間の距離は、波長選択素子で選択される波長の１．５倍
以下とするのが望ましい。

【００２５】さらに、波長選択素子の半導体発光素子と
反対側の端面は、その光導波路の延びる方向に対して斜
めにカットされていることが好ましい。

【００２６】一方、本発明による画像形成装置は、上に
説明した本発明のレーザー光源を階調画像記録用の光源
として備えたことを特徴とするものである。

【００２７】

【発明の効果】本発明による第１のレーザー光源におい
ては、半導体発光素子の波長選択素子と反対側の端面
と、該波長選択素子とによって、この波長選択素子によ
り選択された波長の光を共振させる共振器が構成された
上で、半導体発光素子および波長選択素子の直接結合さ
れた各一端面の間の光学系が、該波長選択素子によって
選択される波長に対して反射防止光学系とされているの
で、半導体発光素子の両端面でファブリペローモードが
立つことが実質上なくなるので、実質的に上記共振器の
みによってレーザービームが発振し、発振波長はこの共
振器による選択波長となる。

【００２８】そこでこの第１のレーザー光源において
は、前述のモードホップが生じることが回避され、それ
によるノイズの発生が防止される。

【００２９】さらに、この本発明による第１のレーザー
光源においては、上記共振器によって発振したレーザー
ビームを、半導体発光素子の、波長選択素子と反対側の
端面から出射させるようにしているので、外部共振器に
よって発振したレーザービームを波長選択素子を通過さ
せて使用光として取り出すようにした従来のレーザー光
源と比べれば、半導体発光素子の内部パワーを低く抑え
ることができ、その損傷を防止可能となる。

【００３０】従来の、外部共振器で発振したレーザービ
ームを波長選択素子を通過させて取り出す構成では、半
導体発光素子は、半導体発光素子と波長選択素子との結
合損失および波長選択素子の透過損失の分だけ余計にレ
ーザーパワーを発しなければならない。しかるに、半導
体発光素子の波長選択素子と反対側の端面からレーザー
ビームを取り出す場合は、上記結合損失や透過損失は共
振器のロスとなるだけで、半導体発光素子の内部パワー
増大には寄与しない。

【００３１】半導体発光素子の端面破壊に至る内部パワ
ーは、比較的破壊に強いＩｎＧａＡｓ系半導体発光素子
でも１８〜１９ＭＷ／ｃｍ^２ とされており、面積３μ
ｍ^２の発光点なら５４０〜５７０ｍＷの内部パワーに相
当する。現実の半導体発光素子は欠陥等の理由からもっ
と低い値で破壊するのが一般的であるから、この値の数
分の一程度の１００ｍＷ以上の光出力を取り出したい場
合には、内部パワーを特に低く抑えることが重要であ
る。したがって、半導体発光素子の波長選択素子と反対
側からレーザービームを取り出す構成は、特に高出力レ
ーザーに対して効果的である。

【００３２】また本発明による第２のレーザー光源にお
いても、第１のレーザー光源と同様に、半導体発光素子
の波長選択素子と反対側の端面と、該波長選択素子とに
よって、この波長選択素子により選択された波長の光を
共振させる共振器が構成された上で、半導体発光素子お
よび波長選択素子の互いに結合する側の各一端面の間の
光学系が、該波長選択素子によって選択される波長に対
して反射防止光学系とされているので、半導体発光素子
の両端面でファブリペローモードが立つことが実質上な
くなり、その結果、実質的に上記共振器のみによってレ
ーザービームが発振し、発振波長はこの共振器による選
択波長となる。

【００３３】そこでこの第２のレーザー光源において
も、前述のモードホップが生じることが回避され、それ
によるノイズの発生が防止される。

【００３４】なお、この第２のレーザー光源は発振した
レーザービームを波長変換する構成を有しており、その
場合は前述したように第２高調波出力が基本波出力の２
乗に比例するために、モードホップによって波長変換波
出力が特に大きく変動したり、駆動電流対波長変換波出
力特性の再現性が著しく不良となるところ、上記構成に
よってこの問題を防止できるから、本レーザー光源は実
用上の価値が特に高いものとなる。

【００３５】ここで図１７は、半導体発光素子への外部
からの帰還（フィードバック）光量に対する、そのＡＲ
（反射防止すなわち無反射）コート面からの帰還光量の
比と、波長選択素子によって選択された主たる発振モー
ドの第２モードまたはバックグラウンドレベルに対する
光量比（抑圧比：ｄＢ）との関係を示すものである。こ
こに示される通り、外部からの帰還光量がＡＲコート面
からの帰還光量の１００倍を超えると、第２モードを十
分に抑圧できることが明らかである。

【００３６】なおこの図１７のデータは、ＩｎＧａＡｓ
活性層を有し、発光スポットサイズが１μｍ×３μｍ、
ＡＲコートの反射率が０．０７％〜５％である半導体発
光素子を使用した場合のものであり、このときの外部か
らの帰還光の帰還効率は２０〜６０％であった。

【００３７】さらに、本発明による第２のレーザー光源
において、共振器によって発振したレーザービームを半
導体発光素子の、波長選択素子と反対側の端面から出射
させるようにすれば、外部共振器によって発振したレー
ザービームを波長選択素子を通過させて使用光として取
り出すようにした本発明のレーザー光源に比べ、半導体
発光素子の内部パワーを低く抑えることができ、その損
傷を防止できる。

【００３８】半導体発光素子および波長選択素子の直接
結合される各一端面とで構成される反射防止光学系の、
選択波長に対する反射率を０．５％以下にしておくこと
により、実現可能な５０％の外部帰還効率の下で、波長
選択素子により選択された波長での発振を実現すること
ができる。

【００３９】半導体発光素子の発光スポットと同じ導波
光プロファイルが得られる導波路型波長選択素子と半導
体発光素子とを、選択波長の１．５倍以下の距離で直接
結合することにより、５０％以上の外部帰還効率を得る
ことができた。

【００４０】そして、通常の安価なＡＲコートでも上記
反射防止光学系の反射率を０．５％以下にできるので、
不要な発振を生じる可能性の有る端面からの反射光の約
１００倍以上の帰還光が波長選択素子から得られること
となる。そのため、波長選択素子で選択された波長の光
が発振光の大部分を占めるようになり、安定な駆動を実
現できる。

【００４１】さらに、波長選択素子の半導体発光素子と
反対側の端面を、その光導波路の延びる方向に対して斜
めにカットした場合は、この端面で反射した光が波長選
択素子の光導波路に再入射することがなくなる。そうで
あれば、この再入射した光が半導体発光素子にいわゆる
戻り光となって入射することがなくなるので、この戻り
光によるノイズの発生や出力変動の問題を防止すること
ができる。

【００４２】一方、本発明による画像形成装置は、上に
説明した通りモードホップによるノイズの発生を防止で
きる本発明のレーザー光源を階調画像記録用の光源とし
て備えたものであるから、上記ノイズによる画質劣化を
防止して、高画質の階調画像を記録可能となる。

【００４３】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図１は、本発明の第１の実施形態
によるレーザー光源を示すものである。図示されるよう
にこのレーザー光源は、レーザービーム11を発する半導
体発光素子である半導体レーザーチップ10と、この半導
体レーザーチップ10の一端側に直接接合された導波路型
の波長選択素子20とから構成されている。

【００４４】半導体レーザーチップ10は活性領域を含む
光導波路12を有し、波長選択素子20に直接接合される端
面10ａには、発振波長λ（本例では後述するようにλ＝
950ｎｍ）に対して反射率0.5％以下となるＡＲ（無反
射）コートが施され、それと反対側の端面10ｂには、発
振波長λに対するＬＲ（低反射）コートが施されてい
る。この半導体レーザーチップ10の素子長は、一例とし
て１ｍｍである。

【００４５】波長選択素子20は、例えば強誘電体である
ＬｉＮｂＯ_３ にＭｇＯが例えば５mol％ドープされた
ものの結晶からなる基板（以下、ＭｇＯ−ＬＮ基板と称
する）21にチャンネル光導波路22が形成され、そしてこ
のチャンネル光導波路22における光伝搬方向に沿ってＤ
ＢＲグレーティング23が形成されてなるものである。

【００４６】ここでＤＢＲグレーティング23のピッチΛ
g は、導波光の波長をλ、チャンネル光導波路22の実効
屈折率をＮeff とすると Λg ＝ｑλ／２Ｎeff （ｑ＝１，２，３，……） である。本例ではｑ＝１、λ＝950 ｎｍ、Ｎeff ＝2.21
として、Λg ＝0.214μｍに設定されている。また、グ
レーティング長は１〜３ｍｍ程度とし、チップ長も１〜
３ｍｍ程度として、発振波長λに対して90％以上の反射
率が得られるようにされている。

【００４７】そして、チャンネル光導波路22の端面を含
む波長選択素子20の両端面20ａ、20ｂは切断、光学研磨
され、その研磨面上には発振波長λに対するＡＲ（無反
射）コートが施されている。なお波長選択素子20は、そ
のモードフィールド径が、半導体レーザーチップ10の発
光のモードフィールド径とほぼ同等となる構成とされて
いる。

【００４８】この波長選択素子20と半導体レーザーチッ
プ10とは、それぞれの光導波路22、12の端面どうしが対
面して、端面20ａと端面10ａとが互いに近接する状態に
配設されている。このときの端面20ａと端面10ａとの間
の距離は１．５μｍ以下とされる。なお、波長選択素子
20と半導体レーザーチップ10とは、端面20ａと端面10ａ
とが密接する状態に配設されてもよい。このように波長
選択素子20と半導体レーザーチップ10とを配設すること
により両者は、各々における導波光が結合する直接結合
（butt coupling）状態となる。

【００４９】以下、このレーザー光源の作用について説
明する。半導体レーザーチップ10の端面10ｂ（前方端
面）からは、中心波長950 ｎｍのレーザービーム11が発
せられる。このレーザービーム11は使用光として、後述
の画像形成等の所定の用途に用いられる。

【００５０】半導体レーザーチップ10の端面10ａ（後方
端面）からも中心波長950 ｎｍの光が発せられ、この光
は波長選択素子20の光導波路22内に入射してそこを導波
し、ＤＢＲグレーティング23で反射回折して半導体レー
ザーチップ10に戻る。このとき、ＤＢＲグレーティング
23の波長選択作用により、反射回折する光の波長が選択
される。このように波長選択された光が半導体レーザー
チップ10に戻ることにより、該半導体レーザーチップ10
の発振波長が選択、ロックされ、波長λ＝950ｎｍのレ
ーザービーム11が得られる。

【００５１】特に本装置においては、半導体レーザーチ
ップ10の端面10ａおよび波長選択素子20の端面20ａに前
述のＡＲコートが施されているので、実質的に、半導体
レーザーチップ10の両端面10ａ、10ｂ間でファブリペロ
ーモードが立つことも、また半導体レーザーチップ10の
端面10ｂと波長選択素子20の端面20ａとの間でファブリ
ペローモードが立つこともなくなる。つまり本装置にお
いては、レーザービーム11を反射回折させるＤＢＲグレ
ーティング23と半導体レーザーチップ10の端面10ｂとの
間でファブリペロー型の外部共振器が構成され、実質的
にこの共振器のみによってレーザービーム11が発振し、
その発振波長はこの共振器による選択波長となる。

【００５２】そこでこのレーザー光源においては、半導
体レーザーチップ10に注入される駆動電流が変化してそ
の光学長が変化しても、それによって発振波長が変動す
ることがない。したがって、駆動電流変化によってモー
ドホップが生じることがなくなり、このモードホップに
よるノイズの発生が防止される。

【００５３】そうであれば、このレーザー光源を階調画
像形成装置の記録用光源等に適用した場合等において
は、直接変調動作させた際の変調出力の再現性も良好な
ものとなる。

【００５４】図２と図３はそれぞれ、半導体レーザー自
身と外部共振器とによって複合共振器が構成される従来
のレーザー光源と、本実施形態のレーザー光源におけ
る、駆動電流値の変化と発振波長との関係を概略的に示
すものである。図２の従来装置の場合は、電流値の変化
に伴って発振波長が跳ぶモードホップ現象が見られる
が、図３の本実施形態の場合は、電流値が変化しても発
振波長が一定に維持され得るようになっている。

【００５５】また図４と図５はそれぞれ、上述した従来
のレーザー光源と本実施形態のレーザー光源における、
駆動電流値の変化と半導体レーザー出力との関係を概略
的に示すものである。図４の従来装置の場合は、電流値
の変化に伴うモードホップに起因して大きなノイズが生
じているが、図５の本実施形態の場合はそのようなノイ
ズの発生が防止されて、駆動電流対出力の関係の線形性
が保たれている。

【００５６】さらにこの第１実施形態のレーザー光源に
おいては、上記共振器によって発振したレーザービーム
11を、半導体レーザーチップ10の、波長選択素子20と反
対側の端面10ｂから出射させる構成を有するので、外部
共振器によって発振したレーザービームを波長選択素子
を通過させて使用光として取り出すようにした従来のレ
ーザー光源と比べれば、半導体レーザーチップ10の内部
パワーを低く抑えることができ、その損傷を防止可能と
なる。

【００５７】またこの第１実施形態のレーザー光源にお
いては、波長選択素子20の端面20ｂが、その光導波路22
の延びる方向に対して斜めにカットされているので、こ
の端面20ｂで反射した光が波長選択素子20の光導波路22
に再入射することがなくなる。そうであれば、この再入
射した光が半導体レーザーチップ10にいわゆる戻り光と
なって入射することがなくなるので、この戻り光による
ノイズの発生や出力変動の問題を防止することができ
る。

【００５８】本実施形態では波長選択素子として、Ｍｇ
Ｏ−ＬＮ基板にチャンネル光導波路およびＤＢＲグレー
ティングを形成してなるものを用いたが、その他例え
ば、特願２０００−０８５９７３号および同２０００−
０８５９７４号明細書に開示されているような、Ｓｉま
たは石英基板に屈折率が１．７５〜２．３のコア材料か
らなるチャンネル光導波路およびＤＢＲグレーティング
を形成してなる波長選択素子を用いることもできる。

【００５９】次に図６を参照して、本発明の第２の実施
形態によるレーザー光源について説明する。なおこの図
６において、図１中の要素と同等の要素には同番号を付
してあり、それらについての重複した説明は省略する
（以下、同様）。

【００６０】この第２の実施形態のレーザー光源は、図
１に示した第１実施形態のものと比較すると、半導体レ
ーザーチップ10の前方端面10ｂ側に導波路型の光波長変
換素子30が直接結合されている点のみが異なるものであ
って、その他の構成は基本的に図１のものと同様とされ
ている。

【００６１】光波長変換素子30は、非線形光学効果を有
する強誘電体であるＬｉＮｂＯ_３にＭｇＯが例えば５ m
ol％ドープされたものの結晶からなる基板（以下、Ｍｇ
Ｏ−ＬＮ基板と称する）31に、そのＺ軸と平行な自発分
極の向きを反転させたドメイン反転部32が周期的に形成
されてなる周期ドメイン反転構造と、この周期ドメイン
反転構造に沿って延びるチャンネル光導波路33が形成さ
れてなるものである。

【００６２】このチャンネル光導波路33の両端面を含む
素子端面30ａ、30ｂは光学研磨され、端面30ａには基本
波であるレーザービーム11に対するＡＲ（無反射）コー
トが施され、端面30ｂには後述する第２高調波15および
レーザービーム11に対するＡＲコートが施されている。

【００６３】この光波長変換素子30と半導体レーザーチ
ップ10とは、それぞれの光導波路33、12の端面どうしが
対面して、端面30ａと端面10ｂとが互いに近接する状態
に配設されている。このときの端面30ａと端面10ｂとの
間の距離は２μｍ以下とされる。なお、光波長変換素子
30と半導体レーザーチップ10とは、端面30ａと端面10ｂ
が密接する状態に配設されてもよい。このように光波長
変換素子30と半導体レーザーチップ10とを配設すること
により両者は、それぞれにおける導波光が結合する直接
結合（butt coupling）状態となる。

【００６４】この第２実施形態のレーザー光源において
は、光波長変換素子30に入射した基本波としてのレーザ
ービーム11が、波長が１／２の第２高調波15に変換さ
れ、この第２高調波15およびレーザービーム11が光波長
変換素子30の端面30ｂから出射する。光波長変換素子30
の端面30ｂにレーザービーム11をカットする適宜のコー
トを施しておくことにより、この端面30ｂからほぼ第２
高調波15のみを出射させることも可能である。

【００６５】なお、本実施形態において、波長選択素子
20によって選択される半導体レーザーチップ10の発振波
長は1.02μｍである。半導体レーザーチップ10の後方端
面10ａおよび波長選択素子20の端面20ａには、この選択
波長1.02μｍに対するＡＲコート（ともに反射率は４
％）が施されている。さらにこれらの端面10ａ、20ａ間
の距離は、上記選択波長の略半整数倍となる1.5μｍと
されている。このようにすることにより、半導体レーザ
ーチップ10から図中右方に進んでこれらの端面10ａ、20
ａで反射した光は互いに弱め合うように干渉することに
なり、この光に対する反射防止効果がより高いものとな
る。

【００６６】なお、半導体レーザーチップ10の後方端面
10ａおよび波長選択素子20の端面20ａには選択波長に対
するＡＲコートが施されるのが望ましいが、それらの端
面10ａ、20ａ間の距離を上述のように選択波長の略半整
数倍とした上で、それらの端面10ａ、20ａに施すコート
の反射率を略等しく設定すれば、特にそれらのコートを
ＡＲコートとしなくても、選択波長に対する反射防止効
果が得られる。

【００６７】現実の組立てにおいては、調整のずれや固
定時のずれにより、上記端面10ａ、20ａ間の距離にバラ
ツキが生じ得る。この距離のバラツキは約０．２μｍ程
度であり、１μｍ程度の波長λに対してはλ／４程度の
量となる。端面10ａ、20ａにそれぞれ反射率０．１％程
度のＡＲコートを施すことも技術的には可能であるが、
そのようなＡＲコートは高価である。このバラツキと安
価なコートとを組み合わせることを想定すると、端面10
ａ、20ａにそれぞれ反射率０．１〜０．８％のＡＲコー
トを施し、端面10ａ、20ａ間の距離を選択波長の半整数
倍でかつ、λ／４以内の誤差で固定するのが好ましい。
そのような条件で組み立てることで、反射防止光学系の
反射率を０．５％以下に設定することができる。

【００６８】上記の構成により本実施形態でも、実質的
に、半導体レーザーチップ10の前方端面10ｂと波長選択
素子20のＤＢＲグレーティング23とで構成される外部共
振器のみによってレーザービーム11が発振するようにな
る。そこでこの場合も、第１実施形態ににおけるのと同
様の効果が得られる。

【００６９】そして、このようにレーザービーム11を第
２高調波15に変換して出力する場合は、第２高調波出力
が基本波出力の２乗に比例するという事情があるため、
半導体レーザーチップ10の発振波長変化に起因するモー
ドホップによって第２高調波出力が特に大きく変動した
り、駆動電流対第２高調波出力特性の再現性が著しく不
良となりやすいが、本実施形態ではこの発振波長の変化
やモードホップを抑制できるから、第２高調波15の出力
変動等を防止できる効果が特に高いものとなる。

【００７０】図７と図８はそれぞれ、半導体レーザー自
身と外部共振器とによって複合共振器が構成されて光波
長変換素子を備えた従来のレーザー光源と、本実施形態
のレーザー光源における、半導体レーザー駆動電流値の
変化と第２高調波出力との関係を概略的に示すものであ
る。図７の従来装置の場合は、半導体レーザー駆動電流
値の変化に伴うモードホップに起因して大きなノイズが
生じているが、図８の本実施形態の場合はそのようなノ
イズの発生が防止されている。

【００７１】また本実施形態では、光波長変換素子30の
光出射側の端面30ｂが、その光導波路33の延びる方向に
対して斜めにカットされている。そうであれば、この再
入射した光が半導体レーザーチップ10にいわゆる戻り光
となって入射することがなくなるので、この戻り光によ
るノイズの発生や出力変動の問題を防止することができ
る。

【００７２】次に、図９を参照して本発明の第３の実施
形態について説明する。この第３の実施形態のレーザー
光源は、図６に示した第２実施形態のものと比べると、
基本的に、波長選択素子20が半導体レーザーチップ10の
後方端面10ａ側ではなく、その前方端面10ｂと光波長変
換素子30との間に配設されている点が異なるものであ
る。この波長選択素子20は、半導体レーザーチップ10と
光波長変換素子30とに対してそれぞれ直接結合されてい
る。

【００７３】この実施形態においては、第１実施形態や
第２実施形態におけるのと異なり、半導体レーザーチッ
プ10から前方側（つまり使用光としての第２高調波15が
出射する側）に出射した光の一部が、波長選択素子20の
ＤＢＲグレーティング23により反射回折して半導体レー
ザーチップ10に戻る。そしてＤＢＲグレーティング23の
波長選択作用により、反射回折する光の波長が選択され
る。このように波長選択された光が半導体レーザーチッ
プ10に戻ることにより、該半導体レーザーチップ10の発
振波長が選択、ロックされる。

【００７４】また本実施形態では、半導体レーザーチッ
プ10の端面10ｂおよび波長選択素子20の端面20ｂに、発
振波長に対するＡＲコートが施されている。そこでこの
場合は実質的に、半導体レーザーチップ10の両端面10
ａ、10ｂ間でファブリペローモードが立つことも、また
半導体レーザーチップ10の端面10ａと波長選択素子20の
端面20ｂとの間でファブリペローモードが立つこともな
くなる。つまり本装置においては、ＤＢＲグレーティン
グ23と半導体レーザーチップ10の端面10ａとの間でファ
ブリペロー型の外部共振器が構成され、実質的にこの共
振器のみによってレーザービーム11が発振し、その発振
波長はこの共振器による選択波長となる。

【００７５】そこでこのレーザー光源においては、半導
体レーザーチップ10の駆動電流が変化してその光学長が
変化しても、それによって発振波長が変動することがな
い。したがって、この駆動電流変化によってモードホッ
プが生じることがなくなり、このモードホップによるノ
イズの発生が防止される。

【００７６】そして、この場合も第２実施形態における
のと同様に、半導体レーザーチップ10の発振波長の変化
や、それに起因するモードホップによって第２高調波出
力が特に大きく変動したり、駆動電流対第２高調波出力
特性の再現性が著しく不良となりやすいが、本実施形態
ではこの発振波長の変化やモードホップを抑制できるか
ら、第２高調波15の出力変動等を確実に防止できる。

【００７７】次に、図１０を参照して本発明の第４の実
施形態について説明する。この第４の実施形態のレーザ
ー光源は、図９に示した第３実施形態のものと比べる
と、波長選択素子20の端面20ａがその光導波路22の延び
る方向に対して斜めにカットされ、また光波長変換素子
30の両端面30ａ、30ｂもその光導波路33の延びる方向に
対して斜めにカットされている点が異なるものである。

【００７８】以上のように各端面20ａ、端面30ａおよび
30ｂを斜めにカットすることにより、この場合も、それ
らの端面20ａ、端面30ａおよび30ｂで反射した光が半導
体レーザーチップ10にいわゆる戻り光となって入射する
ことがなくなるので、この戻り光によるノイズの発生や
出力変動の問題を防止することができる。

【００７９】次に、図１８を参照して本発明の第５実施
形態について説明する。この第５の実施形態のレーザー
光源は、先に説明したものとそれぞれ基本的に同様の構
成を有する半導体レーザー10、波長選択素子20および光
波長変換素子30から構成されており、この場合は半導体
レーザー10と波長選択素子20との間に光波長変換素子30
が位置する状態で、それら３者が互いに直接結合されて
いる。

【００８０】そしてこの実施形態においては、半導体レ
ーザー10が発するレーザービーム11の波長に対して、該
半導体レーザー10の光波長変換素子30側の端面およびそ
れと反対側の端面にはそれぞれＡＲコート、ＨＲ（高反
射）コートが、光波長変換素子30の両端面にはともにＡ
Ｒコートが、そして波長選択素子20の光波長変換素子30
側の端面およびそれと反対側の端面にはともにＡＲコー
トが施されている。

【００８１】このような構成においても、波長選択素子
20に入射した基本波としてのレーザービーム11の一部が
そこで波長選択されつつ反射回折して半導体レーザー10
に戻り、それにより半導体レーザー10の発振波長が選
択、ロックされるので、安定した出力の第２高調波15を
得ることができる。つまり本装置では、半導体レーザー
10の波長選択素子20と反対側の端面と該波長選択素子20
とによって、波長選択素子20で選択された波長の光を共
振させる外部共振器が構成されており、該共振器により
発振したレーザービーム11が光波長変換素子30によって
第２高調波15に変換される。

【００８２】このような構成では特に、波長選択素子20
の選択波長に対する反射回折の効率を高くするのが好ま
しい。そうした場合は、半導体レーザー10と波長選択素
子20とで構成される外部共振器の内部パワーを大きくで
きるので、より大きな第２高調波出力を得ることができ
る。

【００８３】次に図１９を参照して、本発明の第６の実
施形態によるレーザー光源について説明する。この第６
の実施形態のレーザー光源は、図１８に示した第５実施
形態のものと比べると半導体レーザー10、波長選択素子
20および光波長変換素子30の配置関係が異なるものであ
り、この場合は、半導体レーザー10と光波長変換素子30
との間に波長選択素子20が位置する状態で、それら３者
が互いに直接結合されている。

【００８４】またこの場合、半導体レーザー10、波長選
択素子20および光波長変換素子30のそれぞれの両端面の
コートも、図１８のレーザー光源におけるものと同様と
されている。したがってこの第６の実施形態のレーザー
光源においても、半導体レーザー10の波長選択素子20と
反対側の端面と該波長選択素子20とによって、波長選択
素子20で選択された波長の光を共振させる外部共振器が
構成され、基本的に、図１８に示した第５実施形態のレ
ーザー光源と同様の効果が得られる。

【００８５】次に、本発明のレーザー光源の使用形態に
ついて説明する。図１１は、一例として図１に示したレ
ーザー光源の使用形態を示すものである。図示の通りこ
のレーザー光源の半導体レーザーチップ10および波長選
択素子20は、それぞれ銅等の熱伝導性の高い金属からな
るブロック41、42に保持されている。そして金属ブロッ
ク42は金属ブロック41に固定され、この金属ブロック41
がペルチェ素子50の上面（温度制御面）上に固定されて
いる。

【００８６】また、半導体レーザーチップ10から発散光
状態で出射したレーザービーム11を平行光化するコリメ
ーターレンズ45と、平行光化されたレーザービーム11の
一部を分岐させるビームスプリッタ46と、分岐されたレ
ーザービーム11の強度を検出するフォトダイオード等か
らなる光検出器51とが設けられている。

【００８７】以上説明した各要素は、パッケージベース
60およびそれに被着されたパッケージカバー61からなる
パッケージ内に収納されている。ビームスプリッタ46を
透過したレーザービーム11は、パッケージカバー61に設
けられた窓ガラス62を透過してパッケージ外に出射し、
所定の用途に用いられる。

【００８８】また、ＤＢＲグレーティング23と半導体レ
ーザーチップ10の端面10ｂとで構成される外部共振器の
近傍の温度を検出するサーミスタ52が設けられ、このサ
ーミスタ52の温度検出信号Ｓ１は温度制御回路53に入力
される。温度制御回路53はこの温度検出信号Ｓ１に対応
したペルチェ素子駆動制御信号Ｓ２をペルチェ素子50に
入力して、該ペルチェ素子50の駆動を制御する。それに
より、上記外部共振器の近傍の温度が一定に保たれ、温
度変化に起因する発振波長の変動が確実に防止される。

【００８９】また上記光検出器51が出力する光強度検出
信号Ｓ３は、半導体レーザー駆動制御回路54にフィード
バック（帰還）される。半導体レーザー駆動制御回路54
はこの光強度検出信号Ｓ３に基づいて、半導体レーザー
チップ10に供給する駆動電流Ｓ４の値を変化させ、それ
によりレーザービーム11の光出力を所定の値に制御す
る。

【００９０】次に、本発明のレーザー光源の別の使用形
態について説明する。図１２は、図６に示したレーザー
光源の使用形態を示すものである。図示の通りこのレー
ザー光源の半導体レーザーチップ10および波長選択素子
20は、それぞれ銅等の熱伝導性の高い金属からなるブロ
ック41、42に保持されている。また光波長変換素子30
も、銅等の熱伝導性の高い金属からなるブロック43に保
持されている。そして金属ブロック41、42は金属ブロッ
ク43に固定され、この金属ブロック43がペルチェ素子50
の上面（温度制御面）上に固定されている。

【００９１】また光波長変換素子30の端面30ｂからは、
この光波長変換素子30に基本波として入力されたレーザ
ービーム11と第２高調波15とが出射するが、レーザービ
ーム11は、コリメーターレンズ45とビームスプリッタ46
との間に配された基本波カットフィルタ47によってカッ
トされる。したがってこの場合は、ビームスプリッタ46
により一部分岐された第２高調波15の光強度が光検出器
51によって検出され、半導体レーザー駆動制御回路54に
より、第２高調波15の光強度が所定の値となるように半
導体レーザーチップ10の駆動が制御される。

【００９２】次に、本発明による画像形成装置の実施形
態について説明する。図１３は、本発明による画像形成
装置の一つの実施形態を示すものである。この画像形成
装置は記録媒体80にカラー画像を形成するものであっ
て、図示されるように３個のレーザー光源71、72および
73と、これらのレーザー光源71、72および73から発せら
れた記録用レーザービーム81、82および83をそれぞれ図
示の面内のみで収束させるシリンドリカルレンズ74、75
および76と、これらのシリンドリカルレンズ74、75およ
び76によるレーザービーム81、82および83の共通の収束
位置にミラー面が位置するように配設されて、これらの
レーザービーム81、82および83を反射偏向させる回転多
面鏡（ポリゴンミラー）77と、上記シリンドリカルレン
ズ74、75および76とともに面倒れ補正光学系を構成する
シリンドリカルレンズ78と、偏向したレーザービーム8
1、82および83を記録媒体80の上において偏向位置によ
らず一定のスポット径に収束させるｆθレンズ79とを有
している。

【００９３】上記レーザー光源71、72および73として
は、基本的に図１１に示したような構成を有して、それ
ぞれの発振波長λ１、λ２およびλ３が互いに異なるも
のが用いられる。

【００９４】また、画像データ供給源93から出力される
カラー画像を担持する画像データのうち、青色濃度を示
す画像データＤＢを受けてそれに基づいた変調信号ＭＢ
を出力する変調回路84と、この変調信号ＭＢに基づいて
レーザー光源71に供給する駆動電流を制御する半導体レ
ーザー駆動回路85と、レーザー光源71の共振器部分の温
度を所定の目標温度に設定する温度調節回路86とが設け
られている。

【００９５】なお半導体レーザー駆動回路85としては、
変調信号ＭＢに基づいてレーザー光源71に供給する駆動
電流の値を制御するものや、あるいは変調信号ＭＢに基
づいてレーザー光源71に供給するパルス駆動電流のパル
ス幅を制御するものや、さらには、変調信号ＭＢに基づ
いてレーザー光源71に供給するパルス駆動電流のパルス
数を制御するもの等を適用することができる。

【００９６】上述のように半導体レーザー駆動回路85
が、変調信号ＭＢに基づいてレーザー光源71に供給する
駆動電流の値を制御するものとされた場合は、記録用レ
ーザービーム81が画像データＤＢに基づいて強度変調さ
れる。

【００９７】そのようにする場合は、例えば先の図１１
に示した光検出器51および半導体レーザー駆動制御回路
54等を用いて、光検出器51が検出する光強度が所定値と
なるように半導体レーザー駆動電流にフィードバックを
かけてもよいし、あるいは、予め駆動電流値とレーザー
ビーム81の強度との対応関係を計測しておき、その関係
に従って駆動電流を制御するようにしてもよい。後者の
場合も、上記光検出器51等のモニタ手段を設けておけ
ば、画像形成装置の休止期間の適当な時期に上記の対応
関係を計測して、各光強度に対する駆動電流の値を適切
に設定することができる。

【００９８】一方半導体レーザー駆動回路85が、変調信
号ＭＢに基づいてレーザー光源71に供給するパルス駆動
電流のパルス幅を制御するものとされた場合は、記録用
レーザービーム81が画像データＤＢに基づいてパルス幅
変調される。そのようにする場合は、予め駆動電流値と
レーザービーム81の強度との対応関係を計測しておき、
その関係を前提として記録用レーザービーム81のパルス
幅を変調信号ＭＢ毎に設定すればよい。このときも、上
記光検出器51等のモニタ手段を設けておけば、画像形成
装置の休止期間の適当な時期に上記の対応関係を計測す
ることができる。

【００９９】また温度調節回路86は、例えば図１１に示
したサーミスタ52および温度制御回路53等から構成し
て、それらによって、レーザー光源71の共振器部分の温
度を制御するペルチェ素子（図示せず）等の駆動を制御
すればよい。

【０１００】一方、画像データ供給源93から出力される
カラー画像を担持する画像データのうち、緑色濃度を示
す画像データＤＧを受けてそれに基づいた変調信号ＭＧ
を出力する変調回路87と、この変調信号ＭＧに基づいて
レーザー光源72に供給する駆動電流を制御する半導体レ
ーザー駆動回路88と、レーザー光源72の共振器部分の温
度を所定の目標温度に設定する温度調節回路89とが設け
られている。これらの変調回路87、半導体レーザー駆動
回路88および温度調節回路89は、基本的に前記変調回路
84、半導体レーザー駆動回路85および温度調節回路86と
同様に形成すればよい。

【０１０１】また画像データ供給源93から出力されるカ
ラー画像を担持する画像データのうち、赤色濃度を示す
画像データＤＲを受けてそれに基づいた変調信号ＭＲを
出力する変調回路90と、この変調信号ＭＲに基づいてレ
ーザー光源73に供給する駆動電流を制御する半導体レー
ザー駆動回路91と、レーザー光源73の共振器部分の温度
を所定の目標温度に設定する温度調節回路92とが設けら
れている。これらの変調回路90、半導体レーザー駆動回
路91および温度調節回路92も、基本的に前記変調回路8
4、半導体レーザー駆動回路85および温度調節回路86と
同様に形成すればよい。

【０１０２】以下、上記構成の画像形成装置の作用につ
いて説明する。レーザー光源71、72および73から発せら
れる互いに波長が異なるレーザービーム81、82および83
は回転多面鏡77によって反射偏向され、記録媒体80の上
を図中のＸ方向に走査（主走査）する。それとともに記
録媒体80は図示外の副走査手段により、上記主走査方向
Ｘと略直交するＹ方向に一定速度で送られて副走査がな
される。それによりレーザービーム81、82および83が記
録媒体80の上を２次元的に走査する。

【０１０３】ここで記録媒体80としては、波長がそれぞ
れλ１、λ２およびλ３であるレーザービーム81、82お
よび83が照射されると各々青色、緑色および赤色に発色
する発色層を有するものが用いられている。したがっ
て、それぞれ画像データＤＢ、ＤＧおよびＤＲに基づい
て変調されているレーザービーム81、82および83が記録
媒体80の上を２次元的に走査することにより、上記各発
色層が各画像データに基づいて発色し、該記録媒体80に
画像データＤＢ、ＤＧおよびＤＲが担持するカラー画像
が記録される。なお波長λ１、λ２およびλ３は各々青
色、緑色および赤色領域の波長ではなく、この場合はい
わゆる疑似カラー画像が形成される。

【０１０４】上記のレーザー光源71、72および73は、基
本的に図１１に示したような構成を有するものであっ
て、半導体レーザーチップに注入される駆動電流が変化
してその光学長が変化しても、それによって発振波長が
変動することがない。したがって、駆動電流変化によっ
てモードホップが生じることがなくなり、このモードホ
ップによるノイズの発生が防止される。

【０１０５】本実施形態の画像形成装置は、そのような
レーザー光源71、72および73を階調画像記録用の光源と
して用いたものであるから、レーザービーム81、82およ
び83を強度変調する場合も、またパルス幅変調、さらに
はパルス数変調する場合も、上記モードホップに起因す
るノイズの発生を防止して、高画質の階調画像を形成可
能となる。そして、レーザー光源71、72および73を変調
動作させた際の変調出力の再現性も良好であることか
ら、画像濃度の再現性も良好に保たれるようになる。

【０１０６】なお記録媒体80として、上記レーザービー
ム81、82および83が照射された後、適宜の湿式あるいは
乾式の現像処理を受けると各々青色、緑色および赤色に
発色する層を有するものを用いることも可能である。さ
らに、本実施形態ではポジ型の記録媒体80を用いている
が、ネガ型の記録媒体を用い、そこに形成されたネガ像
を用いて別の記録媒体にポジ像を形成するようにしても
よい。

【０１０７】次に、本発明による画像形成装置の別の実
施形態について説明する。図１４は、本発明による画像
形成装置の別の実施形態を示すものである。この画像形
成装置も記録媒体80’にカラー画像を形成するものであ
るが、この場合記録媒体80’としては、それぞれ青色、
緑色および赤色の波長領域にあるレーザービーム111、1
12および113が照射されると各々イエロー、マゼンタお
よびシアンに発色する発色層を有するものが用いられて
いる。

【０１０８】そこでレーザー光源101としては、例えば
図１２に示した基本構成を有し、基本波としてのレーザ
ービームを光波長変換素子により青色領域のレーザービ
ーム（第２高調波）111に変換して出力するものが適用
されている。また同様にレーザー光源102も、例えば図
１２に示した基本構成を有し、基本波としてのレーザー
ビームを光波長変換素子により緑色領域のレーザービー
ム（第２高調波）112に変換して出力するものが適用さ
れている。

【０１０９】他方レーザー光源103としては、例えば図
１１に示した基本構成を有して、赤色領域のレーザービ
ーム113を出力するものが適用されている。

【０１１０】本実施形態の画像形成装置においては、図
１３に示した画像形成装置におけるのと同様にしてレー
ザービーム111、112および113の変調、並びに該レーザ
ービーム111、112および113による記録媒体80’の２次
元走査がなされ、この記録媒体80’にカラー画像が形成
される。

【０１１１】そして、この実施形態で用いられているレ
ーザー光源101、102および103も、半導体レーザーチッ
プに注入される駆動電流が変化してその光学長が変化し
ても、それによって発振波長が変動することがないもの
である。したがって、駆動電流変化によってモードホッ
プが生じることがなくなり、このモードホップによるノ
イズの発生が防止される。

【０１１２】そこで、レーザービーム111、112および11
3を強度変調する場合も、またパルス幅変調、さらには
パルス数変調する場合も、上記モードホップに起因する
ノイズの発生を防止して、高画質の階調画像を形成可能
となる。そして、レーザー光源101、102および103を変
調動作させた際の変調出力の再現性も良好であることか
ら、画像濃度の再現性も良好に保たれる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施形態によるレーザー光源を示
す概略側面図

【図２】従来のレーザー光源における駆動電流値と発振
波長との関係を概略的に示すグラフ

【図３】上記第１実施形態のレーザー光源における駆動
電流値と発振波長との関係を概略的に示すグラフ

【図４】従来のレーザー光源における駆動電流値と半導
体レーザー出力との関係を概略的に示すグラフ

【図５】上記第１実施形態のレーザー光源における駆動
電流値と半導体レーザー出力との関係を概略的に示すグ
ラフ

【図６】本発明の第２実施形態によるレーザー光源を示
す概略側面図

【図７】従来のレーザー光源における駆動電流値と第２
高調波出力との関係を概略的に示すグラフ

【図８】上記第２実施形態のレーザー光源における駆動
電流値と第２高調波出力との関係を概略的に示すグラフ

【図９】本発明の第３実施形態によるレーザー光源を示
す概略側面図

【図１０】本発明の第４実施形態によるレーザー光源を
示す概略側面図

【図１１】本発明のレーザー光源の使用形態の一例を示
す一部破断側面図

【図１２】本発明のレーザー光源の別の使用形態を示す
一部破断側面図

【図１３】本発明の画像形成装置の一つの実施形態を示
す概略図

【図１４】本発明の画像形成装置の別の実施形態を示す
概略図

【図１５】従来のレーザー光源における強度変調時のノ
イズ発生状況を示すグラフ

【図１６】従来のレーザー光源におけるパルス幅変調時
のノイズ発生状況を示すグラフ

【図１７】半導体発光素子への外部からの帰還光量に対
する、そのＡＲコート面からの帰還光量の比と、波長選
択素子によって選択された発振モードの第２モードまた
はバックグラウンドレベルに対する光量比との関係を示
すグラフ

【図１８】本発明の第５実施形態によるレーザー光源を
示す概略平面図

【図１９】本発明の第６実施形態によるレーザー光源を
示す概略平面図

【符号の説明】

10 半導体レーザーチップ 10ａ、10ｂ 半導体レーザーチップの端面 11 レーザービーム 12 半導体レーザーチップの光導波路 15 第２高調波 20 波長選択素子 20ａ、20ｂ 波長選択素子の端面 21 ＭｇＯ−ＬＮ基板 22 波長選択素子の光導波路 23 ＤＢＲグレーティング 30 光波長変換素子 30ａ、30ｂ 光波長変換素子の端面 31 ＭｇＯ−ＬＮ基板 32 ドメイン反転部 33 光波長変換素子の光導波路 41、42、43 金属ブロック 45 コリメーターレンズ 46 ビームスプリッタ 47 基本波カットフィルタ 50 ペルチェ素子 51 光検出器 52 サーミスタ 53 温度制御回路 54 半導体レーザー駆動制御回路 60 パッケージベース 61 パッケージカバー 62 窓ガラス 71、72、73 レーザー光源 74、75、76、78 シリンドリカルレンズ 77 回転多面鏡 79 ｆθレンズ 80、80’ 記録媒体 81、82、83 レーザービーム 84、87、90 変調回路 85、88、91 半導体レーザー駆動回路 86、89、92 温度調節回路 101、102、103 レーザー光源 111、112、113 レーザービーム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 特願2000−326383(P2000−326383) (32)優先日 平成12年10月26日(2000．10．26) (33)優先権主張国 日本（ＪＰ） Ｆターム(参考） 2C362 AA03 AA43 AA59 AA61 AA75 DA29 2K002 AA06 AB12 CA03 DA06 GA04 HA20 5C072 AA03 CA06 DA04 DA21 DA23 HA02 XA05 5F073 AA83 AB23 AB27 AB29 BA07 CA07 EA03 EA15 EA27 FA25 GA02 GA12

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体発光素子と、この半導体発光素子
   から発せられた光の波長を選択する導波路型の波長選択
   素子とが直接結合されてなり、 前記半導体発光素子の前記波長選択素子と反対側の端面
   と、該波長選択素子とによって、この波長選択素子によ
   り選択された波長の光を共振させる共振器が構成され、 前記半導体発光素子および波長選択素子の直接結合され
   た各一端面の間の光学系が、該波長選択素子によって選
   択される波長に対して反射防止光学系とされたレーザー
   光源において、 前記共振器によって発振したレーザービームを、前記半
   導体発光素子の、前記波長選択素子と反対側の端面から
   出射させる構成を有することを特徴とするレーザー光
   源。
2. 【請求項２】 半導体発光素子と、この半導体発光素子
   から発せられた光の波長を選択する導波路型の波長選択
   素子とが結合されてなり、 前記半導体発光素子の前記波長選択素子と反対側の端面
   と、該波長選択素子とによって、この波長選択素子によ
   り選択された波長の光を共振させる共振器が構成され、 前記半導体発光素子および波長選択素子の互いに結合す
   る側の各一端面の間の光学系が、該波長選択素子によっ
   て選択される波長に対して反射防止光学系とされたレー
   ザー光源において、 前記半導体発光素子および波長選択素子と、前記共振器
   によって発振したレーザービームを波長変換して出射さ
   せる光波長変換素子との３者が互いに直接結合されてい
   ることを特徴とするレーザー光源。
3. 【請求項３】 前記半導体発光素子および波長選択素子
   の前記直接結合がなされた各端面にそれぞれ、該波長選
   択素子によって選択される波長に対する反射防止コート
   が形成されることにより、前記反射防止光学系が構成さ
   れていることを特徴とする請求項１または２記載のレー
   ザー光源。
4. 【請求項４】 前記反射防止光学系の、前記波長選択素
   子によって選択される波長に対する反射率が０．５％以
   下であることを特徴とする請求項１から３いずれか１項
   記載のレーザー光源。
5. 【請求項５】 前記半導体発光素子および波長選択素子
   の直接結合された各端面の、該波長選択素子によって選
   択される波長に対する反射率が互いに略同等とされ、 これらの端面の間の距離が、前記波長選択素子によって
   選択される波長の略半整数倍とされていることを特徴と
   する請求項１から４いずれか１項記載のレーザー光源。
6. 【請求項６】 前記半導体発光素子および波長選択素子
   の直接結合された各端面の、該波長選択素子によって選
   択される波長に対する反射率が０．１〜０．８％であ
   り、 これらの端面の間の距離が、前記波長選択素子によって
   選択される波長の（半整数±０．２５）倍の範囲内にあ
   ることを特徴とする請求項５記載のレーザー光源。
7. 【請求項７】 前記波長選択素子として、反射型のグレ
   ーティングにより波長選択する素子が用いられているこ
   とを特徴とする請求項１から６いずれか１項記載のレー
   ザー光源。
8. 【請求項８】 前記半導体発光素子および波長選択素子
   の直接結合された各端面の間の距離が、前記波長選択素
   子によって選択される波長の１．５倍以下であることを
   特徴とする請求項１から７いずれか１項記載のレーザー
   光源。
9. 【請求項９】 前記波長選択素子の前記半導体発光素子
   と反対側の端面が、その光導波路の延びる方向に対して
   斜めにカットされていることを特徴とする請求項１から
   ８いずれか１項記載のレーザー光源。
10. 【請求項１０】 請求項１から９いずれか１項記載のレ
    ーザー光源を、階調画像記録用の光源として備えている
    ことを特徴とする画像形成装置。