JP2889596B2 - Ｌｄ光源装置 - Google Patents
Ｌｄ光源装置Info
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- light
- semiconductor laser
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B6/00—Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
- G02B6/24—Coupling light guides
- G02B6/42—Coupling light guides with opto-electronic elements
- G02B6/4201—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
- G02B6/4204—Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/005—Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/02—Structural details or components not essential to laser action
- H01S5/022—Mountings; Housings
- H01S5/0225—Out-coupling of light
- H01S5/02257—Out-coupling of light using windows, e.g. specially adapted for back-reflecting light to a detector inside the housing
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- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はLD光源装置に関する。
［従来の技術］ LD即ち半導体レーザーは、近来、種々の光学装置の光
源として利用されている。半導体レーザーから放射され
る光束は、周知の如く発散性であり、そのままでは使い
勝手が悪いので、近来、半導体レーザーを光源とし、こ
の光源からの光束をコリメートして取り出し得るように
ユニット化したLD光源装置が提案されている（例えば、
特開昭63−314516号公法）。
源として利用されている。半導体レーザーから放射され
る光束は、周知の如く発散性であり、そのままでは使い
勝手が悪いので、近来、半導体レーザーを光源とし、こ
の光源からの光束をコリメートして取り出し得るように
ユニット化したLD光源装置が提案されている（例えば、
特開昭63−314516号公法）。
第２図は、このようなLD光源装置を単純化して示して
いる。
いる。
半導体レーザー１とコリメート光学系２とは、所定の
位置関係を保って外装部材３に内装されている。外装部
材３は開口部3Aを有し、この開口部はカバーガラス４で
閉ざされている。
位置関係を保って外装部材３に内装されている。外装部
材３は開口部3Aを有し、この開口部はカバーガラス４で
閉ざされている。
コリメート光学系２はマイクロフレネルレンズであ
り、半導体レーザー１は、その発光部がコリメート光学
系２の物体側焦点の位置近傍にあるように配備される。
り、半導体レーザー１は、その発光部がコリメート光学
系２の物体側焦点の位置近傍にあるように配備される。
半導体レーザー１から放射される発散性の光束はコリ
メート光学系２に入射すると平行光束に変換され、カバ
ーガラス４を介して開口部3Aより外部へ取り出される。
メート光学系２に入射すると平行光束に変換され、カバ
ーガラス４を介して開口部3Aより外部へ取り出される。
［発明が解決しようとする課題］ マイクロフレネルレンズによるコリメート光学系には
有効に利用できるN.Aがあり、現在開発されているN.A最
大のものはN.A＝0.5程度であり、これよりも大きいN.A
を持ったコリメート光学系は製造困難とされている。
有効に利用できるN.Aがあり、現在開発されているN.A最
大のものはN.A＝0.5程度であり、これよりも大きいN.A
を持ったコリメート光学系は製造困難とされている。
N.Aが0.5程度のコリメート光学系を用いると、半導体
レーザー１からの発散性の光束の内、最大発散角対応方
向に於いては、第２図に示すように、光線ＡやＢは、コ
リメート光学系のコリメート作用を持つ領域外に入射
し、コリメート光学系２を直進的に透過してしまう。第
２図に於いて、光線A,Bは上述の通り、コリメート作用
を受けない光線であり、光線群Ｃは、コリメート光学系
２によりコリメートされた光線群を示している。
レーザー１からの発散性の光束の内、最大発散角対応方
向に於いては、第２図に示すように、光線ＡやＢは、コ
リメート光学系のコリメート作用を持つ領域外に入射
し、コリメート光学系２を直進的に透過してしまう。第
２図に於いて、光線A,Bは上述の通り、コリメート作用
を受けない光線であり、光線群Ｃは、コリメート光学系
２によりコリメートされた光線群を示している。
光線ＡやＢが外装部材３外に射出した場合、これらは
コリメートされていないので、これらがコリメートされ
た光線群とともに光学系５に入射すると、光学系５の作
用に対して有害成分として振舞うことになる。このた
め、このような有害成分の光学系５への入射を防止する
ために、コリメートされない光線をアパーチュア６によ
り遮光する必要があった。
コリメートされていないので、これらがコリメートされ
た光線群とともに光学系５に入射すると、光学系５の作
用に対して有害成分として振舞うことになる。このた
め、このような有害成分の光学系５への入射を防止する
ために、コリメートされない光線をアパーチュア６によ
り遮光する必要があった。
光学系５を開口部3Aから十分に離して配備すれば、ア
パーチュアを用いなくても光学系５に光線A,B等の有害
成分が入射しないようにできるが、このようにすると光
学系５とLD光源装置との間隔が大きくなって、光学系全
体が大型化する問題がある。
パーチュアを用いなくても光学系５に光線A,B等の有害
成分が入射しないようにできるが、このようにすると光
学系５とLD光源装置との間隔が大きくなって、光学系全
体が大型化する問題がある。
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであっ
て、その目的とする所は半導体レーザーからの光の内、
コリメートされた光のみを取り出し得るようにした新規
なLD光源装置の提供にある。
て、その目的とする所は半導体レーザーからの光の内、
コリメートされた光のみを取り出し得るようにした新規
なLD光源装置の提供にある。
［課題を解決するための手段］ 以下、本発明を説明する。
本発明のLD光源装置は「コリメート機能を有する光源
装置」であって、半導体レーザーと、コリメート光学系
と、外装部材とを有する。
装置」であって、半導体レーザーと、コリメート光学系
と、外装部材とを有する。
「半導体レーザー」は、発散性のレーザー光束を放射
する。
する。
「コリメート光学系」は、半導体レーザーからの発散
性の光束の一部をコリメートする。コリメート光学系
は、N.A（開口数）が略0.5であるマイクロフレネルレン
ズである。
性の光束の一部をコリメートする。コリメート光学系
は、N.A（開口数）が略0.5であるマイクロフレネルレン
ズである。
「外装部材」は、遮光性であって、コリメートされた
光束の射出用の開口部を形成されている。この開口部は
カバーガラスで閉ざされる。外装部材の内部空間には半
導体レーザーとコリメート光学系とが保持部材により所
定の位置関係に保持される。
光束の射出用の開口部を形成されている。この開口部は
カバーガラスで閉ざされる。外装部材の内部空間には半
導体レーザーとコリメート光学系とが保持部材により所
定の位置関係に保持される。
そして、上記『開口部』の大きさは、半導体レーザー
から放射される光のうち、コリメート光学系によりコリ
メートされた光を全て、そしてコリメートされた光のみ
を外装部材外に射出させるように定められる。
から放射される光のうち、コリメート光学系によりコリ
メートされた光を全て、そしてコリメートされた光のみ
を外装部材外に射出させるように定められる。
［作用］ 上記のように、本発明のLD光源装置では、外装部材の
開口部は、コリメート光学系によるコリメート作用を受
けない光を外部に対して遮断するとともに、コリメート
された光は全て外部へ射出させるような大きさに定めら
れている。
開口部は、コリメート光学系によるコリメート作用を受
けない光を外部に対して遮断するとともに、コリメート
された光は全て外部へ射出させるような大きさに定めら
れている。
［実施例］ 以下、具体的な実施例に即して説明する。
第１図（Ｉ）に於いて、符号1,2は第２図に於けると
同じく、半導体レーザーとコリメート光学系とを示して
いる。また、符号30は外装部材、符号40はカバーガラ
ス、符号50は保持部材をそれぞれ示している。
同じく、半導体レーザーとコリメート光学系とを示して
いる。また、符号30は外装部材、符号40はカバーガラ
ス、符号50は保持部材をそれぞれ示している。
外装部材30は、箱形状であって開口部30Aを有し、こ
の開口部30Aはカバーガラス40により閉ざされている。
かくして外装部材の内部は気密状態になっている。
の開口部30Aはカバーガラス40により閉ざされている。
かくして外装部材の内部は気密状態になっている。
半導体レーザー１とコリメート光学系２とは、保持部
材50に保持され、保持部材50により外装部材30の内部空
間の所定の位置に固定されている。この実施例では、半
導体レーザー１とコリメート光学系２とが同一の保持部
材50により保持されているが、半導体レーザー１とコリ
メート光学系２とは、これらを別個の保持部材で保持す
るようにしても良い。
材50に保持され、保持部材50により外装部材30の内部空
間の所定の位置に固定されている。この実施例では、半
導体レーザー１とコリメート光学系２とが同一の保持部
材50により保持されているが、半導体レーザー１とコリ
メート光学系２とは、これらを別個の保持部材で保持す
るようにしても良い。
コリメート光学系は、全体として透明な板状材料にフ
レネルレンズをマイクロレンズとして形成したものであ
る。半導体レーザー１はコリメート光学系２の物体側焦
点の近傍に発光部が位置するように配備され、半導体レ
ーザー１から放射された光のうちで上記マイクロフレネ
ルレンズに入射した光がコリメートされるようになって
いる。コリメート光学系２に於いてコリメート機能を持
つマイクロフレネルレンズは、そのN.Aが略0.5であり、
半導体レーザー１の発光部からマイクロフレネルレンズ
の周辺を見込む角は53度程度である。
レネルレンズをマイクロレンズとして形成したものであ
る。半導体レーザー１はコリメート光学系２の物体側焦
点の近傍に発光部が位置するように配備され、半導体レ
ーザー１から放射された光のうちで上記マイクロフレネ
ルレンズに入射した光がコリメートされるようになって
いる。コリメート光学系２に於いてコリメート機能を持
つマイクロフレネルレンズは、そのN.Aが略0.5であり、
半導体レーザー１の発光部からマイクロフレネルレンズ
の周辺を見込む角は53度程度である。
半導体レーザー１から放射される光束は、第１図（I
I）に示すように発散性であるが、この光束の発散の発
散角は均一ではなく、発散光束の光束断面形状は楕円形
である。図に示すように、光束の発散角の内で最大の角
θＭを最大発散角、最小の角θＮを最小発散角と称す
る。
I）に示すように発散性であるが、この光束の発散の発
散角は均一ではなく、発散光束の光束断面形状は楕円形
である。図に示すように、光束の発散角の内で最大の角
θＭを最大発散角、最小の角θＮを最小発散角と称す
る。
第１図（Ｉ）では、図面に平行な面内に最大発散角が
あり、最小発散角は図面に直交する面内にある。最大発
散角はe-2全角で定義して66度程度である。従って、半
導体レーザー１からの光束は、その一部がマイクロフレ
ネルレンズからはみ出しコリメートされずにコリメート
光学系２を透過する。このようにコリメートされない光
線を符号A1,B1で示す。光線B1はマイクロフレネルレン
ズの周辺すれすれに通る光線である。この光線B1が外装
部材30の開口部近傍の内側側面（勿論遮光性である）に
入射する位置の間隔を図の如くBBとする。また符号Ｃ
は、第２図におけると同じくコリメート光学系２により
コリメートされた光束を示している。この光束の径（最
大発散角対応方向の径）を図の如くCCとする。
あり、最小発散角は図面に直交する面内にある。最大発
散角はe-2全角で定義して66度程度である。従って、半
導体レーザー１からの光束は、その一部がマイクロフレ
ネルレンズからはみ出しコリメートされずにコリメート
光学系２を透過する。このようにコリメートされない光
線を符号A1,B1で示す。光線B1はマイクロフレネルレン
ズの周辺すれすれに通る光線である。この光線B1が外装
部材30の開口部近傍の内側側面（勿論遮光性である）に
入射する位置の間隔を図の如くBBとする。また符号Ｃ
は、第２図におけると同じくコリメート光学系２により
コリメートされた光束を示している。この光束の径（最
大発散角対応方向の径）を図の如くCCとする。
なお、半導体レーザー１からの放射光は、最小発散角
に対応する方向ではマイクロフレネルレンズからはみ出
すことがない。
に対応する方向ではマイクロフレネルレンズからはみ出
すことがない。
第１図（Ｉ）に於いて、Ｄは外装部材30に設けられた
開口部30Aの径を示している。勿論この径Ｄは半導体レ
ーザー１の放射光束の最大発散角に対応する方向の径で
ある。
開口部30Aの径を示している。勿論この径Ｄは半導体レ
ーザー１の放射光束の最大発散角に対応する方向の径で
ある。
本発明の特徴は、上記BB,CC,Dの大小関係を BB＞Ｄ＞CC と定めた点にある。このようにすると、コリメート光学
系２によりコリメートされた光束Ｃは全て開口部30Aを
介して取り出されるが、コリメート光学系２によりコリ
メートされなかった光束は全て外装部材により遮断され
てLD光源装置外へ漏れだすことがない。
系２によりコリメートされた光束Ｃは全て開口部30Aを
介して取り出されるが、コリメート光学系２によりコリ
メートされなかった光束は全て外装部材により遮断され
てLD光源装置外へ漏れだすことがない。
開口部30Aの形状としては、直径Ｄの円形状等が可能
である。
である。
半導体レーザー１の最小発散角方向に関しては、コリ
メートされた光束を遮断しないという条件を保ちつつ、
開口部30Aの幅（第１図（Ｉ）で図面に直交する方向の
幅）をマイクロフレネルレンズの径より小さく設定する
こともできる。従って、開口部30Aの形状は、第１図
（Ｉ）の上下方向を長軸方向とする長円形状とすること
もできる。
メートされた光束を遮断しないという条件を保ちつつ、
開口部30Aの幅（第１図（Ｉ）で図面に直交する方向の
幅）をマイクロフレネルレンズの径より小さく設定する
こともできる。従って、開口部30Aの形状は、第１図
（Ｉ）の上下方向を長軸方向とする長円形状とすること
もできる。
［発明の効果］ 以上、本発明によれば新規なLD光源装置を提供でき
る。この装置は、上記の如き構成と成っているから半導
体レーザーからの光束のうち、コリメートされた光束の
みを、そしてコリメートされた光束の全てを有効光束と
して取り出すことができ、コリメートされない有害成分
の漏出を防止することができる。
る。この装置は、上記の如き構成と成っているから半導
体レーザーからの光束のうち、コリメートされた光束の
みを、そしてコリメートされた光束の全てを有効光束と
して取り出すことができ、コリメートされない有害成分
の漏出を防止することができる。
第１図は、本発明の実施例を説明するための図、第２図
は、従来技術とその問題点を説明するための図である。 １……半導体レーザー、２……コリメート光学系、30…
…外装部材、30A……開口部、40……カバーガラス
は、従来技術とその問題点を説明するための図である。 １……半導体レーザー、２……コリメート光学系、30…
…外装部材、30A……開口部、40……カバーガラス
Claims (1)
- 【請求項１】コリメート機能を有する光源装置であっ
て、 半導体レーザーと、 半導体レーザーからの発散性の光束の一部をコリメート
するコリメート光学系と、 コリメートされた光束の射出用の開口部を形成され、こ
の開口部をカバーガラスで閉ざされ、内部空間に上記半
導体レーザーとコリメート光学系とを保持部材により所
定の位置関係に保持する、遮光性の外装部材とを有し、 上記コリメート光学系は、N.Aが略0.5であるマイクロフ
レネルレンズであり、 上記半導体レーザーから放射される光束のうち、上記コ
リメート光学系によりコリメートされた光束の全てで、
且つ、コリメートされた光束のみが上記外装部材外に射
出するように、上記開口部の大きさを定めたことを特徴
とするLD光源装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1181845A JP2889596B2 (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | Ｌｄ光源装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1181845A JP2889596B2 (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | Ｌｄ光源装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0346614A JPH0346614A (ja) | 1991-02-27 |
| JP2889596B2 true JP2889596B2 (ja) | 1999-05-10 |
Family
ID=16107824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1181845A Expired - Fee Related JP2889596B2 (ja) | 1989-07-14 | 1989-07-14 | Ｌｄ光源装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2889596B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02114956U (ja) * | 1989-02-28 | 1990-09-14 |
-
1989
- 1989-07-14 JP JP1181845A patent/JP2889596B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0346614A (ja) | 1991-02-27 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |