JP2007103823A - 半導体レーザの駆動方法および装置、並びに補正パターンの導出方法および装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体レーザLD1〜LD7の光出力を光検出器PD1〜PD7により検出し、この光検出器の出力S10と、半導体レーザの目標光出力に対応した設定値S11との比較結果に基づいて半導体レーザLD1〜LD7の駆動電流を制御する定出力制御駆動方法において、上記設定値S11および/または光検出器の出力S10を、実際の光出力が一定化するように、駆動開始からの経過時間に応じて補正する補正パターンを予め作成しておき、半導体レーザLD1〜LD7を駆動開始させてから所定の期間、設定値S11および/または光検出器の出力S10を上記補正パターンに従って変化させる
【選択図】図18
Description
前述したように1つまたは複数の半導体レーザの光出力を光検出器により検出し、この光検出器の出力と、半導体レーザの目標光出力に対応した設定値との比較結果に基づいて半導体レーザの駆動電流を制御することにより、該半導体レーザを目標光出力が得られるように定出力制御する半導体レーザの駆動方法において、
前記設定値および/または光検出器の出力を、実際の光出力が一定化するように、駆動開始からの経過時間に応じて補正する補正パターンを予め作成しておき、
半導体レーザを駆動開始させてから所定の期間、前記設定値および/または光検出器の出力を前記補正パターンに従って変化させることを特徴とするものである。
1つまたは複数の半導体レーザの光出力を光検出器により検出し、この光検出器の出力と、半導体レーザの目標光出力に対応した設定値との比較結果に基づいて半導体レーザの駆動電流を制御することにより、該半導体レーザを目標光出力が得られるように定出力制御する構成を備えた半導体レーザの駆動装置において、
前記設定値および/または光検出器の出力を、実際の光出力が一定化するように、駆動開始からの経過時間に応じて補正する補正パターンを記憶した記憶手段と、
半導体レーザを駆動開始させてから所定の期間、前記設定値および/または光検出器の出力を前記補正パターンに従って変化させる制御手段とを備えたことを特徴とするものである。
上述した本発明による半導体レーザの駆動方法に用いられる前記補正パターンを導出するものであって、
駆動対象の半導体レーザを、前記光検出器の出力と、半導体レーザの目標光出力に対応した設定値との比較結果に基づいて駆動電流を制御することにより比較的高速で定出力制御駆動し、
このとき、実質的に該半導体レーザの発熱の影響を受けない位置に配された、前記光検出器とは別の光検出器によって前記駆動対象の半導体レーザの光出力を検出し、
この別の光検出器が検出する光出力が一定となるように、前記定出力制御駆動における前記設定値および/または光検出器の出力を比較的低速で変化させ、
この設定値および/または光検出器の出力の変化のパターンを前記補正パターンとして採取することを特徴とするものである。
上記と同様に、本発明による半導体レーザの駆動方法に用いられる前記補正パターンを導出するものであって、
駆動対象の半導体レーザを、前記光検出器の出力と、半導体レーザの目標光出力に対応した設定値との比較結果に基づいて駆動電流を制御することにより定出力制御駆動し、
そのとき該半導体レーザから発せられる光の少なくとも一部を、実質的に該半導体レーザの発熱の影響を受けない位置に配された、前記光検出器とは別の光検出器によって検出し、
該別の光検出器の出力の時間経過に伴う変化特性から、該出力を一定化することになる前記設定値および/または光検出器の出力の補正量を経過時間毎に計算により求め、
この計算による補正量と経過時間との関係を、前記補正パターンとして採取することを特徴とするものである。
上述した本発明による半導体レーザの駆動装置に用いられる前記補正パターンを導出する装置であって、
駆動対象の半導体レーザの光出力を検出する光検出器と、
前記半導体レーザを、前記光検出器の出力と、半導体レーザの目標光出力に対応した設定値との比較結果に基づいて駆動電流を制御することにより比較的高速で定出力制御駆動させる定出力駆動回路と、
実質的に前記半導体レーザの発熱の影響を受けない位置に配されて該半導体レーザの光出力を検出する、前記光検出器とは別の光検出器と、
この別の光検出器が検出する光出力が一定となるように、前記定出力制御駆動における設定値および/または光検出器の出力を比較的低速で変化させ、この設定値および/または光検出器の出力の変化のパターンを前記補正パターンとして採取する手段とを備えたことを特徴とするものである。
この画像露光装置は、図1に示すように、シート状の感光材料150を表面に吸着して保持する平板状の移動ステージ152を備えている。4本の脚部154に支持された厚い板状の設置台156の上面には、ステージ移動方向に沿って延びた2本のガイド158が設置されている。ステージ152は、その長手方向がステージ移動方向を向くように配置されると共に、ガイド158によって往復移動可能に支持されている。なお、この画像露光装置には、副走査手段としてのステージ152をガイド158に沿って駆動する後述のステージ駆動装置304(図17参照)が設けられている。
次に、上記画像露光装置の動作について説明する。スキャナ162の各露光ヘッド166において、ファイバアレイ光源66の合波レーザ光源を構成するGaN系半導体レーザLD1〜LD7(図11参照)の各々から発散光状態で出射したレーザ光B1,B2,B3,B4,B5,B6,およびB7の各々は、対応するコリメータレンズ11〜17によって平行光化される。平行光化されたレーザ光B1〜B7は、集光レンズ20によって集光され、マルチモード光ファイバ30のコア30aの入射端面上で収束する。なおGaN系半導体レーザLD1〜LD7は後述するようにAPC駆動され、それぞれ光出力が一定化するように制御される。
LD51、LD52、600 半導体レーザ
PD1〜PD7 光検出器
PD8 外部光検出器
30 マルチモード光ファイバ
50 デジタル・マイクロミラー・デバイス(DMD)
55 マイクロレンズアレイ
66 レーザモジュール
66 ファイバアレイ光源
300 全体制御部
303 D/A変換部
305 レーザ駆動部
400 定電流電源
401、451 比較部
402 加算部
403 入力部
404 加算部
452 設定値モニタ部
453 出力部
500 半導体レーザ
501 放熱体
502、601、602 光ファイバ
Claims (22)
- 1つまたは複数の半導体レーザの光出力を光検出器により検出し、この光検出器の出力と、半導体レーザの目標光出力に対応した設定値との比較結果に基づいて半導体レーザの駆動電流を制御することにより、該半導体レーザを目標光出力が得られるように定出力制御する半導体レーザの駆動方法において、
前記設定値および/または光検出器の出力を、実際の光出力が一定化するように、駆動開始からの経過時間に応じて補正する補正パターンを予め作成しておき、
半導体レーザを駆動開始させてから所定の期間、前記設定値および/または光検出器の出力を前記補正パターンに従って変化させることを特徴とする半導体レーザの駆動方法。 - 前記補正パターンを1つだけ用い、その補正パターンを複数の半導体レーザに対して共通に使用することを特徴とする請求項1記載の半導体レーザの駆動方法。
- 前記設定値および/または光検出器の出力を前記補正パターンに従って変化させる処理を、複数の半導体レーザに対して共通のタイミングで行うことを特徴とする請求項2記載の半導体レーザの駆動方法。
- 前記複数の半導体レーザの各々から出射したレーザ光が合波される場合に、前記設定値および/または光検出器の出力を前記補正パターンに従って変化させる処理を、複数の半導体レーザ間で時間的遅延を付けて行うことを特徴とする請求項2記載の半導体レーザの駆動方法。
- 共通の放熱体上に固定された複数の半導体レーザを駆動することを特徴とする請求項1から4いずれか1項記載の半導体レーザの駆動方法。
- 複数の半導体レーザと、それらから各々出射したレーザ光が入力されて該レーザ光を合波する光ファイバとを有する装置において、前記複数の半導体レーザを駆動することを特徴とする請求項1から5いずれか1項記載の半導体レーザの駆動方法。
- 前記半導体レーザとして、GaN系半導体レーザを駆動することを特徴とする請求項1から6いずれか1項記載の半導体レーザの駆動方法。
- 前記光検出器として、半導体レーザと共通のパッケージ内に配設されたものを用いることを特徴とする請求項1から7いずれか1項記載の半導体レーザの駆動方法。
- 1つまたは複数の半導体レーザの光出力を光検出器により検出し、この光検出器の出力と、半導体レーザの目標光出力に対応した設定値との比較結果に基づいて半導体レーザの駆動電流を制御することにより、該半導体レーザを目標光出力が得られるように定出力制御する構成を備えた半導体レーザの駆動装置において、
前記設定値および/または光検出器の出力を、実際の光出力が一定化するように、駆動開始からの経過時間に応じて補正する補正パターンを記憶した記憶手段と、
半導体レーザを駆動開始させてから所定の期間、前記設定値および/または光検出器の出力を前記補正パターンに従って変化させる制御手段とを備えたことを特徴とする半導体レーザの駆動装置。 - 前記制御手段が、1つの前記補正パターンを複数の半導体レーザに対して共通に使用するように構成されていることを特徴とする請求項9記載の半導体レーザの駆動装置。
- 前記制御手段が、前記設定値および/または光検出器の出力を前記補正パターンに従って変化させる処理を、複数の半導体レーザに対して共通のタイミングで行うように構成されていることを特徴とする請求項10記載の半導体レーザの駆動装置。
- 前記複数の半導体レーザの各々から出射したレーザ光が合波される構成において、該複数の半導体レーザを駆動する装置であって、
前記制御手段が、前記設定値および/または光検出器の出力を前記補正パターンに従って変化させる処理を、複数の半導体レーザ間で時間的遅延を付けて行うように構成されていることを特徴とする請求項10記載の半導体レーザの駆動装置。 - 共通の放熱体上に固定された複数の半導体レーザを駆動することを特徴とする請求項9から12いずれか1項記載の半導体レーザの駆動装置。
- 複数の半導体レーザと、それらから各々出射したレーザ光が入力されて該レーザ光を合波する光ファイバとを有する装置において、前記複数の半導体レーザを駆動することを特徴とする請求項9から13いずれか1項記載の半導体レーザの駆動装置。
- 前記半導体レーザとして、GaN系半導体レーザを駆動することを特徴とする請求項9から14いずれか1項記載の半導体レーザの駆動装置。
- 前記光検出器が、半導体レーザと共通のパッケージ内に配設されたものであることを特徴とする請求項9から15いずれか1項記載の半導体レーザの駆動装置。
- 請求項1から8いずれか1項記載の半導体レーザの駆動方法に用いられる前記補正パターンを導出する方法であって、
駆動対象の半導体レーザを、前記光検出器の出力と、半導体レーザの目標光出力に対応した設定値との比較結果に基づいて駆動電流を制御することにより比較的高速で定出力制御駆動し、
このとき、実質的に該半導体レーザの発熱の影響を受けない位置に配された、前記光検出器とは別の光検出器によって前記駆動対象の半導体レーザの光出力を検出し、
この別の光検出器が検出する光出力が一定となるように、前記定出力制御駆動における前記設定値および/または光検出器の出力を比較的低速で変化させ、
この設定値および/または光検出器の出力の変化のパターンを前記補正パターンとして採取することを特徴とする補正パターンの導出方法。 - 請求項1から8いずれか1項記載の半導体レーザの駆動方法に用いられる前記補正パターンを導出する方法であって、
駆動対象の半導体レーザを、前記光検出器の出力と、半導体レーザの目標光出力に対応した設定値との比較結果に基づいて駆動電流を制御することにより定出力制御駆動し、
そのとき該半導体レーザから発せられる光の少なくとも一部を、実質的に該半導体レーザの発熱の影響を受けない位置に配された、前記光検出器とは別の光検出器によって検出し、
該別の光検出器の出力の時間経過に伴う変化特性から、該出力を一定化することになる前記設定値および/または光検出器の出力の補正量を経過時間毎に計算により求め、
この計算による補正量と経過時間との関係を、前記補正パターンとして採取することを特徴とする補正パターンの導出方法。 - 前記定出力制御駆動を行うための光検出器として、駆動対象の半導体レーザと共通のパッケージ内に配設されたものを用いることを特徴とする請求項17または18記載の補正パターンの導出方法。
- 請求項9から16いずれか1項記載の半導体レーザの駆動装置に用いられる前記補正パターンを導出する装置であって、
駆動対象の半導体レーザの光出力を検出する光検出器と、
前記半導体レーザを、前記光検出器の出力と、半導体レーザの目標光出力に対応した設定値との比較結果に基づいて駆動電流を制御することにより比較的高速で定出力制御駆動させる定出力駆動回路と、
実質的に前記半導体レーザの発熱の影響を受けない位置に配されて該半導体レーザの光出力を検出する、前記光検出器とは別の光検出器と、
この別の光検出器が検出する光出力が一定となるように、前記定出力制御駆動における設定値および/または光検出器の出力を比較的低速で変化させ、この設定値および/または光検出器の出力の変化のパターンを前記補正パターンとして採取する手段とを備えたことを特徴とする補正パターンの導出装置。 - 前記定出力制御駆動を行うための光検出器として、駆動対象の半導体レーザと共通のパッケージ内に配設されたものが用いられていることを特徴とする請求項20記載の補正パターンの導出装置。
- 半導体レーザから発せられた光を空間光変調素子によって変調し、その変調された光により感光材料を露光させる露光装置において、
半導体レーザを駆動する装置として、請求項9から16いずれか1項記載の半導体レーザの駆動装置が用いられたことを特徴とする露光装置。
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