JPH01125736A - マルチ半導体レーザ光源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の分野） 本発明は半導体レーザから発せられる低出力のレーザビ
ームを合波して高出力のレーザビームを得るマルチ半導
体レーザ光源装置に関し、特に詳細には上記合波を正確
に行なうことのできるマルチ半導体レーザ光源装置に関
するものである。

（従来の技術） 従来より半導体レーザは、各種走査記録装置および走査
読取装置における走査光発生手段等として用いられてい
る。この半導体レーザは、ガスレーザ等に比べて小型、
安価で消費電力も少なく、また駆動電流をコントロール
することによって出力を変化させる、いわゆるアナログ
直接変調が可能である等、種々の長所を有している。特
にこの半導体レーザを前記走査記録装置において用いた
場合には画像情報に応じて発せられる信号により上記直
接変調を行なえばよいので、極めて便利である。

しかしながら、半導体レーザは上記のような長所を有す
る反面、連続発振させる場合には現状では出力がたかだ
か２０〜８０ｍｖと小さく、従って高エネルギーの走査
光を必要とする光ビーム走査装置、例えば感度の低い記
録材料（金属膜、アモルファス膜等のＤＲＡＷ材料等）
に記録する走査記録装置等に用いるのは極めて困難であ
る。

また、ある種の蛍光体に放射線（Ｘ線、α線。

β線、γ線、電子線、紫外線等）を照射すると、この放
射線エネルギーの一部が蛍光体中に蓄積され、この蛍光
体に可視光等の励起光を照射すると、蓄積されたエネル
ギーに応じて蛍光体が輝尽発光を示すことが知られてお
り、このような蓄積性蛍光体を利用して、人体等の被写
体の放射線画像情報を一旦蓄積性蛍光体からなる層を有
する蓄積性蛍光体シートに記録し、この蓄積性蛍光体シ
ートをレーザ光等の励起光で走査して輝尽発光光を生ぜ
しめ、得られた輝尽発光光を光電的に読み取って画像信
号を得、この画像信号に基づき被写体の放射線画像を写
真感光材料等の記録材料、ＣＲＴ等に可視像として出力
させる放射線画像情報記録再生システムが本出願人によ
り既に提案されている（特開昭５５−１２４２９号、同
５５−１１８３４０号、同５５−１８３４７２号、同５
Ｂ−１１３９５号、同５８−１０４８４５号など）。

このシステムにおいて放射線画像情報が蓄積記録された
蓄積性蛍光体シートを走査して画像情報の読取りを行な
うのに、半導体レーザを用いた光ビーム走査装置の使用
が考えられているが、蓄積性蛍光体シートを高速に読み
取るためには十分に高エネルギーの励起光を該蛍光体に
照射する必要があり、従って前記半導体レーザを用いた
光ビーム走査装置を、この放射線画像情報記録再生シス
テムにおいて画像情報読取りのために使用することは極
めて難しい。

そこで上記の通り光出力が低い半導体レーザから十分高
エネルギーの走査ビームを得るためには複数の半導体レ
ーザを使用し、これらの半導体レーザから射出されたレ
ーザビームを１本に合波することが考えられる（この場
合、各レーザビームは走査点までの光路途中で１本に合
波されていてもよいし、また走査点上で１本に合波され
てもよい）。

複数の半導体レーザから発せられたレーザビームを上記
のように１本のレーザビームに合波するためには、通常
各半導体レーザから発せられたレーザビームをそれぞれ
コリメータレンズにより平行光にした後、集束レンズに
より同一の集束位置に集束させるようになっている。従
ってレーザビームの合波を高精度に行なうためには、各
レーザビームについて所定の集束位置に正しく集束する
ようにその位置制御を精密に行なう必要がある。

上記のようなレーザビームの位置制御は、各半導体レー
ザに対するコリメータレンズの位置をそれぞれ微調整す
ることにより行なわれるのが一般的である。また、この
コリメータレンズの位置調整は、各コリメータレンズに
移動手段を接続するとともに各半導体レーザから発せら
れたレーザビームの集束位置を検出し、この検出値に基
づいて上記移動手段を駆動せしめることにより自動的に
行なうことも可能である。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、各半導体レーザから発せられたレーザビ
ームについて上記のようにコリメータレンズを動かして
、その集束位置を調整する場合には、コリメータレンズ
を非常に微小なレベルで移動させなくてはならないため
、位置調整が難しいという不都合がある。かかる位置調
整の問題点について第４図を参照して説明する。

第４図は合波を行なうマルチ半導体レーザ光源装置から
１つの半導体レーザを例として取り出し、この半導体レ
ーザから発せられるレーザビームの光路を示したもので
ある。半導体レーザ１０１から発せられるレーザビーム
１０２はコリメータレンズ１０３により平行ビームとさ
れた後、集束レンズｌＯＢを通過して位置ＰＸ’におい
て集束せしめられる。このレーザビーム１０２は所定の
集束位置において他のレーザビームと合波されるが上記
集束位置Ｐｘ’が所定の集束位置である位置ＰｘからΔ
Ｘだけずれている場合には、コリメータレンズ１０３を
図中破線で示す位置にΔＸだけ移動させる必要がある。

ΔＸとΔＸの関係は、コリメータレンズ１０３の焦点距
離をｆｌ。２、集束レンズ１０６の焦点距離をｆ　１０
６とするとΔＸ＝　（ｆ　ｒｏｂ　／　ｆ　１０３　）
・ΔＸで表わされる。例えば上述した放射線画像情報読
取再生システムにおける放射線画像情報の読取りにおい
ては、レーザビームの走査位置精度は走査面上でビーム
径が約１００μｍであるとすると、その１／１０の±１
０μｍ程度に要求されるため、上記光源装置を放射線画
像情報を読取る光走査装置において用いるためには、レ
ーザビームの集束位置を上記走査位置精度を満たすレベ
ルで調整する必要がある。このため、−例として上記Δ
Ｘが１０μ７７ＬＳｆ＋ｏｉが６ｍｓ　ｆｌｏｂが３８
０　ｍｔｔであるとすると、ΔＸは（ｆ＋ｏｉ／ｆ＋ｏ
６）ΔＸで表されるのでΔｘ−１７６μｍとなるが、こ
のような１μｍ以下の微小なレベルでマルチレーザ光源
装置の各コリメータレンズの位置調整を行なうことは非
常に困難である。また上述したようにこのコリメータレ
ンズの位置調整を自動的に行なう場合にも、このような
微小レベルでコリメータレンズを調整することのできる
移動手段を用いなければならず、移動手段の選択が難し
いという問題がある。

一方、マルチ半導体レーザ光源装置は、上記集束位置の
位置ずれの問題に加えて、各半導体レーザから発せられ
るレーザビームのうち、レーザ素子のｐｎ接合面と同一
平面内に発散される光成分の発光位置と、レーザ射出軸
を含みｐｎ接合面と垂直な面内に発散される光成分の発
光位置が異なる、いわゆる非点隔差が生じるため、各レ
ーザビームとも上記コリメータレンズ、集束レンズとい
った球面レンズによってはレーザビーム全体を完全に一
点に集束させることができないといった問題がある。

すなわち、前述したコリメータレンズ１０１が、第５図
（ａ）に示すように半導体レーザ１０１から発せられた
レーザビーム１０２のうち、レーザ素子１０１ａのｐｎ
接合面（第５図（ｂ）参照）と同一平面上に発散された
光成分を平行ビームにするように配されていると、第５
図（ｂ）に示すように、半導体レーザｌｏｔのレーザ射
出軸を含み上記ｐｎ接合面１０１ｂと垂直な平面内に発
せられた光成分は、その発光位置が第５図（ａ）に示す
光成分の発光位置と異なっているので、上記コリメータ
レンズ１０３により平行ビームにされることができず、
第５図（ｂ　　゛）においてコリメータレンズ１０３を
通過したレーザビーム１０２は、例えばやや内方に集束
したビームとなる。したがって、平行ビームが前記集束
レンズ１０Ｂにより集束せしめられる位置が所定の集束
位置であるとすると、第５図（ａ）に示す方向における
レーザビームの集束位置Ｐｘは所定の集束位置となるが
、第５図（ｂ）に示す方向においてはやや内方に集束し
たレーザビームが集束レンズ１０Ｂに入射するため、レ
ーザビームの集束位置Ｐｙ′は所定の集束位置からΔ２
だけずれてしまう。

このように互いに垂直な２つの方向においてレーザビー
ムの集束位置が異なり、レーザビームが所定の一点にお
いて正確に集束しない場合には、所定の集束位置におい
てレーザビームを正しく合波することができなくなる。

また上記非点隔差の程度は各半導体レーザ毎に異なって
いるため、各レーザビームの合波は一層不正確なものと
なる。

本発明は上述した２つの問題点に鑑みてなされたもので
あり、レーザビームの集束位置の微調整を自動的かつ容
易に行なうことができるとともに、上記非点隔差の影響
を回避してレーザビームの正確な合波を行なうことので
きるマルチ半導体レーザ光源装置を提供することを目的
とするものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明のマルチ半導体レーザ光源装置は、複数の半導体
レーザ、各半導体レーザ光源から発せられたレーザビー
ムの光路上にそれぞれ設けられ、該レーザビームを平行
ビームとするコリメータ光学系、および前記平行ビーム
となった各レーザビームを同一位置に集束させうる集束
用光学素子を備えてなるマルチ半導体レーザ光源装置に
おいて、 前記コリメータ光学系が、入射する前記レーザビーム全
体を屈折させる第１のレンズと、この第１のレンズの後
方に設けられ、焦点距離の絶対値が前記第１のレンズの
焦点距離の絶対値よりも大きく、前記レーザビームのう
ち該レーザビームを発する半導体レーザのｐｎ接合面と
同一面内に発散される光成分とレーザ射出軸を含み前記
ｐｎ接合面と垂直な面内に発散される光成分のいずれか
一方のみを屈折させる第１のシリンドリカル光学素子と
、前記第１のレンズの後方に設けられ、焦点距離の絶対
値が前記第１のレンズの焦点距離の絶対値よりも大きく
、前記２つの光成分の他方のみを屈折させる第２のシリ
ンドリカル光学素子とからなり、 前記第１のシリンドリカルレンズと第２のシリンドリカ
ルレンズを、それぞれその光軸と円柱面の母線により形
成される面に垂直な方向に移動させる移動手段、 前記各レーザビームの集束位置を検出する位置検出手段
、および 該位置検出手段からの出力に基づいて前記移動手段を制
御する制御手段を備えたことを特徴とするものである。

なお、上記位置検出手段は、上記集束用光学素子による
レーザビームの集束位置を直接検出するものであっても
よいし、レーザビームの一部がモニタ光として分岐させ
られる場合には、このモニタ光を検出することによって
間接的に上記集束位置を検出するものであってもよい。

また、上記第１のシリンドリカル光学素子および第２の
シリンドリカル光学素子は、その焦点距離が上記のよう
に第１のレンズより大きく、所定のレンズ作用をする部
材であればよく、通常の光透過型のシリンドリカルレン
ズの他、シリンドリカルレンズと同様の屈折力を有する
凹面シリンドリカルミラー。

凸面シリンドリカルミラー等であってもよい。さらに集
束用光学素子も前述した集束レンズの他、凹面ミラーで
あってもよい。

（作　　用） 本装置においては、上記のような位置検出手段、第１お
よび第２のシリンドリカル光学素子の移動手段、および
制御手段を備えているので、各レーザビームの光路調整
を自動的に行なうことができる。これとともに、本装置
においては、従来のコリメータレンズに代って上記のよ
うに複数のレンズ部材を備えたコリメータ光学系を設け
、この光、学系のうち焦点距離の大きい第１および第２
のシリンドリカル光学素子をそれぞれ移動可能としたこ
とにより、レーザビームが集束位置において位置ずれし
た場合に、位置ずれした方向に屈折力を有するシリンド
リカル光学素子を比較的大きく動かして高精度なレーザ
ビームの位置調整を行なうことができる。すなわち、集
束用光学素子の焦点距離をｆ１移動させる第１または第
２のシリンドリカル光学素子の焦点距離をｆ′とすると
、レーザビームを集束位置においてΔＸ（Ｙ）（ΔＸは
第１のシリンドリカル光学素子による調整量、ΔＹは第
２のシリンドリカル光学素子による調整量）だけ移動さ
せたい場合に第１または第２のシリンドリカル光学素子
を移動させる量Δｘ（ｙ）（ΔＸは第１のシリンドリカ
ル光学素子の移動量、Δｙは第２のシリンドリカル光学
素子の移動量）はΔｘ　（ｙ）■（ｆ’　／ｆ）Δｘ　
（ｙ）で近似され、ｆ′が大きくなる程Δｘ　（ｙ）も
大きくなる。従って第１のレンズとの組み合わせ、配置
等により２つのシリンドリカル光学素子の焦点距離をそ
れぞれ大きくして、上記ｆ′を大きくすることにより、
レーザビームの集束位置の微調整を、２つのシリンドリ
カル光学素子をそれぞれを従来のコリメータレンズより
大きく動かして行なうことが可能となる。

これとともに本装置において上記２つのシリンドリカル
光学素子は、非点隔差のある２つの方向の片方の光成分
のみをそれぞれ屈折させるものであるので、一方の光成
分は、第１のレンズ＋第１のシリンドリカル光学素子＋
集束用光学素子、他方の光成分は、第１のレンズ＋第２
のシリンドリカル光学素子士集束用光学素により集束せ
しめられる。従って第１および第２のシリンドリカル光
学素子の特性を非点隔差に応じて−選ぶことにより、上
記２つの光成分の集束位置を一致させることができる。

このように本装置においては、２のつシリンドリカル光
学素子を有するコリメータ光学系を設けたことにより、
集束位置の補正を容易に行なうことができるとともに、
非点隔差による１本のビーム内その集束位置のバラつき
を解消し、レーザビームを所定の位置に点像として集束
させることができる。従ってこの集束位置において各レ
ーザビームの合波を高精度に行なうことができる。

（実　施　例） 以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する
。

第１図は本発明の一実施例によるマルチ半導体レーザ光
源装置の概略図である。

図示のマルチレーザ光源装置は一例として光走査装置と
して用いられるものであり、３つの半導体レーザ１．１
’　、１’を備えている。これらの半導体レーザ１．１
’　、１’は、互いにレーザ素子１ａ、　ｌａ’　、　
ｌａ’のビーム射出軸を平行に揃えて配置され、各半導
体レーザ１，１’、１’のそれぞれに対して第１のレン
ズである球面レンズ３゜３’　、３’と、第１のシリン
ドリカルレンズ４゜４’　、４’と、第２のシリンドリ
カルレンズ５゜５’　、５’とからなるコリメータ光学
系１０．１０’　。

１０’および反射ミラー１５．１５’　、　１５’が配
置されている。各半導体レーザ１，１’　、１″から射
出しなレーザビーム２．２’　、２’は、後述するよう
に上記コリメータ光学系１０．１０’　、　１０’によ
って平行ビームとされ、これらの平行ビームとなったレ
ーザビーム２．　２’　、　２’は上記反射ミラー１５
、１５’　、　１５’により反射されて、共通のガルバ
ノメータミラー８に入射する。なお、ガルバノメータミ
ラー８の手前には入射するレーザビームを透過光と反射
光とに分割するビームスプリッタ７が設けられているが
、このビームスプリッタ７に入射するレーザビームの大
部分は透過光となる。

ガルバノメータミラー８は図中Ｂ方向に往復回動じ、上
記レーザビーム２．２’　、２’を偏向する。偏向され
た平行ビーム２．２’　、２’は、共通の集束レンズ６
によって１つの集束位置Ｐに集中されるとともにこの集
束位置において集束される。従ってこの集束位置の軌跡
に沿って被走査面を配すれば、被走査面は、各半導体レ
ーザ１，１′、１′が射出したレーザビームが合波され
て高エネルギーとなった走査ビームによって走査される
。なお、通常上記被走査面は平面とされ、そのために上
記集束レンズ６としてはｆθレンズが用いられる。

本装置において上記コリメータ光学系１０．１０’　。

１０″内の前記球面レンズ３．　３’　、　　３″と前
記第１および第２のシリンドリカルレンズ４．４’　。

４’、５．５’、５’は、それぞれ各半導体レーザ１，
１’　、１’に応じた焦点距離のものが選ばれている。

また各コリメータ光学系内において各シリンドリカルレ
ンズ４．４’　、４’　、５．５’　。

５′の焦点距離はそれぞれ球面レンズ３．　３’　。

３′の焦点距離よりも大きくなっている。以下、例とし
て半導体レーザ１から発せられたレーザビーム２および
このレーザビーム２上の光学素子のみを取り出して第２
図に示し、この第２図を参照して前記コリメータ光学系
ＩＯの作用について説明する。なお、第２図においては
レンズ作用を行なわない反射ミラー１５．ビームスプリ
ッタ７、ガルバノメータミラ−８は省略している。

第２図（ａ）は上記レーザビーム２と光学素子の平面図
であり、第２図（ｂ）はその側面図である。

前述のように半導体レーザ１から発せられたレーザビー
ム２は、まず球面レンズ３に入射する。

半導体レーザ１から発せられるレーザビーム２のうち、
第２図（ａ）に示す、レーザ素子１ａのｐｎ接合面１ｂ
と同一平面上に発散される光成分の発光位置ＡＩと、第
２図（ｂ）に示す、レーザ射出軸を含みｐｎ接合面と垂
直な平面上に発散される光成分の発光位置Ａ２はレーザ
射出軸方向に異なっている。。また前記第１のシリンド
リカルレンズ４は前記ｐｎ接合面１ｂと平行な方向にの
み屈折力を有しており、また前記第２のシリンドリカル
レンズ５はｐｎ接合面１ｂと垂直方向にのみ屈折力を有
している。第１のシリンドリカルレンズと第２のシリン
ドリカルレンズの屈折力の方向性は他のレーザビーム２
’　、２’の光路上に置かれたレンズについても同様で
ある。

第２図（ａ）において、レーザビーム２は上記球面レン
ズ３と第１のシリンドリカルレンズ４とにより平行ビー
ムとなる。すなわち、第２図（ａ）において発光位置Ａ
１と球面レンズ３の距離は球面レンズ３の焦点距離より
やや短くなっており、球面レンズ３を通過したレーザビ
ーム２は平行ビームよりやや外方に拡がつたビームとし
て第１のシリンドリカルレンズ４に入射する。シリンド
リカルレンズ４は上記レーザビーム２をやや内方に屈折
させて平行ビームとするのに適した比較的焦点距離の長
いレンズであり、レーザビーム２はこのシリンドリカル
レンズ４を通過して平行ビームとなる。続いてレーザビ
ーム２は第２のシリンドリカルレンズ５に入射するが、
第２のシリンドリカルレンズ５は上記ｐｎ接合面と平行
な方向には屈折力を有していないので、レーザビーム２
は第２図（ａ）において平行ビームのままこのシリンド
リカルレンズ５を通過する。シリンドリカルレンズ５を
通過したレーザビームは光路上に設けられた前記集束レ
ンズ６により集束位置Ｐｘ’に集束せしめられる。

一方、第２図（ｂ）において前記発光位置Ａ２から発せ
られたレーザビーム２は球面レンズ３に入射するが、こ
の球面レンズ３と発光位置Ａ２との距離も球面レンズ３
の焦点位置より短くなっており、第２図（ｂ）において
も球面レンズ３を通過したレーザビーム２は平行ビーム
よりやや外方に拡がったビームとなる。このレーザビー
ムは前記第１のシリンドリカルレンズ４をレンズ作用を
受けることなく通過した後、第２のシリンドリカルレン
ズ５に入射する。このシリンドリカルレンズ５は入射す
るレーザビームを平行ビームとするのに適した焦点距離
の長いレンズが予め選択されており、第２図（ｂ）にお
いてレーザビーム２は球面レンズ３と第２のシリンドリ
カルレンズ５とにより平行ビームとなり、前記集束レン
ズ６に入射して集束位置Ｐｙ′に集束せしめられる。こ
のように、本実施例装置においては、第２図（ａ）に示
す面内と第２図（ｂ）に示す面内の両方で平行ビームが
集束レンズ６に入射するので、第２図（ｂ）におけるレ
ーザビーム２の集束位置Ｐｙ′と第２図（ａ）における
集束位置Ｐｘ’　は等しくなり、レーザビームは所定の
集束位置に正確に点像として集束せしめられる。

このように本装置では、非点隔差の生じる２つの面内の
片方についてのみレーザビームの光路をそれぞれ調整し
うる２つのシリンドリカルレンズを設けたことにより、
上記２つの面内における発光位置が互いに異なってもレ
ーザビーム全体を同一位置で集束させることができる。

また上記非点隔差の状態は半導体レーザ毎に異なるので
、半導体レーザに応じて適切な焦点距離のシリンドリカ
ルレンズを選択して適切な位置に配置することにより、
上記３つの半導体レーザ１．１’　、　　１’から発せ
られたレーザビーム２．　２’　、　　２’をすべて所
定の位置に集束させることができる。

ところで上記のようにコリメータ光学系によりそれぞれ
所定の位置に集束せしめられるレーザビームは、装置を
使用していくうちに何らかの原因により各レーザビーム
の点像の位置がそれぞれ所定の位置からずれてしまうこ
とがある。そこで前記第１のシリンドリカルレンズ４．
４’　、４’および第２のシリンドリカルレンズ５．５
’　、５’は上記集束位置のずれを補正するために後述
する移動手段により移動可能となっている。すなわち、
第１のシリンドリカルレンズ４および第２のシリンドリ
カルレンズ５を例に挙げると、第１のシリンドリカルレ
ンズ４は第２図（ａ）に示す矢印Ｘ方向に、第２のシリ
ンドリカルレンズ５は第２図（ｂ）に示す矢印ｙ方向に
それぞれ移動する。なお上記移動方向は、それぞれのシ
リンドリカルレンズ４．５について、その光軸と円柱面
４ａ、５ａの母線とにより形成される面と垂直な方向で
ある。また前記球面レンズ３の焦点距離ｆ３は６ａｍ、
第１のシリンドリカルレンズ４の焦点距離ｆ１は１８０
ａｍ。

第２のシリンドリカルレンズ５の焦点距離ｆ５は２００
１７１１、集束レンズ６の焦点距離°ｆｓは３８０　ａ
ｍとなっており、第１および第２のシリンドリカルレン
ズ４，５の焦点距離は球面レンズ３の焦点距離に比べて
大きくなっている。本装置ではこのように焦点距離の大
きいシリンドリカルレンズを移動させることにより、レ
ーザビーム２の集束位置の補正を容易に行なうことがで
きるようになっている。すなわち、例えばレーザビーム
２の集束位置が矢印Ｘ方向に位置ずれしており、第２図
（ａ）に示した集束位置Ｐｘ’が所定の集束位置ＰＸか
らΔＸだけずれていた場合には、前記第１のシリンドリ
カルレンズ４を図中破線で示す位置に移動させて上記集
束位置Ｐｘ’を正しい集束位置Ｐｘに移動させる調整を
行なう。レーザビーム２の集束位置をＰｘ’からＰｘに
上記ΔＸだけ移動させるのに必要な第１のシリンドリカ
ルレンズ４の移動量ΔＸは、Δｘ−（ｆ４／ｆｓ）　　
φΔＸで表わされるので、−例としてΔＸが１０μｍで
あるとすると（１８０／３８０　）　　９１０μｍ−５
μｍとなる。これに対して従来の装置のように、第１の
シリンドリカルレンズ４を設けずに焦点距離の短い球面
レンズ３のみによりレーザビーム２を平行ビームとし、
集束位置の補正も球面レンズ３を移動させて行なう場合
には、集束位置を１０μｍ移動させるのに必要な球面レ
ンズ３の移動１１　（６／３８０　）　ａ１０μｍ−１
７６μｍとなる。従って本装置において、集束位置を上
記Ｘ方向に移動させるためのレンズの移動量が従来の約
３０倍となり、レンズの位置調整が容易になる。

また、レーザビーム２の集束位置が矢印ｙ方向にずれて
おり、第２図（ｂ）に示した集束位置ｐｙ′が所定の集
束位置ｐｙからΔＹだけずれていた場合には、第２のシ
リンドリカルレンズ５を図中破線で示す位置にΔｙだけ
移動させて、上記集束位置ｐｙ／を正しい集束位置Ｐｙ
に移動させる調整を行なう。この第２のシリンドリカル
レンズ５の移動量Δｙは、ΔＹ＝（ｆｓ／ｆａ）　　・
ΔＹで表わされるので、ΔＹが１０μ瓦であるとすると
、Δｙは（２００／３６０　）　　Φ１０μ７ＦＬ÷５
．６μｍとなり、上述したＸ方向の場合と同様にレンズ
の移動量が比較的大きくなる。

ところで本実施例装置は、上述したレーザビームの集束
位置の検出および第１．第２のコリメータのレンズの調
整を以下に説明するように自動的に行なうものである。

さらに各レーザビームの集束位置の検出は、上記集束レ
ンズ６に入射したレーザビーム（走査光）の集束位置を
直接検出する代りに上記ビームスブリッタフにより反射
されたモニタ用のレーザビーム２ａ、、２ａ’　、　２
ａ’をモニタ用集束レンズ１Ｂに入射させることにより
集束させ、その集束位置Ｐ′を検出することにより行な
われるようになっている。

上記モニタ用のレーザビーム２ａ、　２ａ’　、　２ａ
’のモニタ用集束レンズ１６による集束位置Ｐ′は、Ｐ
ＳＤ等の位置検出器９により２次元的に検出される。位
置検出器９は上記モニタ用集束レンズｔｅから該レンズ
の焦点距離だけ離れて配設されており、この位置検出器
９の検出する集束位置Ｐ′が所定の集束位置にない場合
には、被走査面上における前記集束位置Ｐも所定の位置
からずれていることになる。前記第１のシリンドリカル
レンズ４．４′、４′および第２のシリンドリカルレン
ズ５゜５’、５’は上記位置検出器９の出力に基づいて
、前述したようにそれぞれ前記Ｘ方向とｙ方向に移動せ
しめられるが、これらのシリンドリカルレンズの移動手
段としては例えば第３図（ａ）　、　（ｂ）に示すもの
がある。

第１のシリンドリカルレンズ４　（４’　、４”）、お
よび第２のシリンドリカルレンズ５　（５’　、　　５
′）はそれぞれの周囲を鏡筒４Ａ、５Ａにより支持され
ており、これらの鏡筒はその周面をそれぞれ移動手段１
．１．１１１により取り囲まれている。移動手段１１は
上記鏡筒４Ａの上面に当接する板バネ等の弾性部材１１
ａと、鏡筒４Ａの下面に当接し、モータｌｌｂにより移
動されて鏡筒４Ａを上方へ押圧する移動ヘッドｌｉｅか
らなっており、移動手段１１１は上記鏡筒５Ａの左面に
当接する板バネ等の弾性部材Ｌｌｌａと、鏡筒５Ａの右
面に当接し、モータ１１１ｂにより駆動されて鏡筒５Ａ
を左方に押圧する移動ヘッド１ｌｌｃからなっている。

すなわち、第１および第２のシリンドリカルレンズ４　
（４’　、　４’）、５（５’、５’）は、それぞれ上
記弾性部材１１ａ、１ｌｌａによって常時下方および右
方に付勢されているがレンズ移動回路１２により必要に
応じて２つのモータｌｌｂ、　１ｌｌｂが適宜駆動され
て移動ヘッドｌｌｃ、１１１ｃ回転せしめられることに
より、これらの移動ヘッドｌｌｃ、１１１ｃが上方およ
び左方に移動して第１および第２のシリンドリカルレン
ズをそれぞれ押す。これにより第１のシリンドリカルレ
ンズ４　（４’　、４’　）が矢印Ｘ方向に、第２のシ
リンドリカルレンズ５　（５’　、５’）が矢印ｙ方向
にそれぞれ移動せしめられてその位置調整が行なわれる
。またこれらの移動手段１１．１１１の駆動は前記位置
検出器９からの検出信号に基づいて作動する制御手段１
３（第１図参照）によって自動的に制御される。

上記制御手段１３は、前記位置検出器９からの信号に基
づいてレーザビームの集束位置を知るとともにこの集束
位置が所定の位置からずれている時に第１のシリンドリ
カルレンズレンズ４．４’　。

４′、および／または第２のシリンドリカルレンズ５．
５’　、５’を移動せしめるべく上記レンズ移動回路１
２．１２’　、　１２’に駆動信号を出力するものであ
り、本実施例においては、位置信号検出回路１３ａ　ｓ
基準信号出力回路１３ｂ　、比較器１８ｃ　ｓレンズ移
動制御回路１３ｄ　、光源駆動切換回路１３ｅからなっ
ている。本装置はその使用に先立って、上記光源駆動切
換回路１３ｅによって、前記半導体レーザ１，１’　、
１’をそれぞれ作動させる光源駆動回路１４．１４’　
、　１４’が順番に駆動せしめられる。

まず光源駆動回路１４によって半導体、レーザ１が駆動
せしめられると、半導体レーザ１から発振されたレーザ
ビーム２のうちのビームスブリッタフにより反射された
レーザビーム２ａの集束位置が前記位置検出器９により
検出される。この位置検出器９は、検出した集束位置に
応じて検出信号を発し、この検出信号は位置信号検出回
路１３ａにより適当な形の位置信号に変換された後比較
器１３ｅに入力される。この比較器１３ｃは、上記位置
信号と前記基準信号出力回路ｔａｂから出力される基準
位置信号とを比較し、両信号が一致しないときは不一致
の情報信号を前記レンズ移動制御回路１３ｄへ送り、レ
ンズ移動制御回路１３ｄからは、位置信号が基準位置信
号に一致する方向にレーザビーム２を移動させるべく駆
動信号が２つのシリンドリカルレンズのレンズ移動回路
１２に送られ、レンズ移動回路１２は駆動信号に応じて
２つのシリンドリカルレンズ４，５．を適宜移動させる
。また上記位置信号と基準位置信号が比較器１３ｃにお
いて一致すると、一致の情報信号が光源駆動切換回路１
３ｅに送られ、この光源駆動切換回路１３ｅは光源駆動
回路１４の駆動を停止させ代って光源駆動回路１４’を
駆動させる。半導体レーザ１′から出力されるレーザビ
ーム２′の集束位置の調整も上述したレーザビーム２と
同様に行なわれ、レーザビーム２の集束位置の調整が終
了すると続いてレーザビーム２′の集束位置の調整が同
様に行なわれる。このようにして半導体レーザ１．　１
’　、　　１’から発せられるレーザビーム２．２’　
、２’は、それぞれ予め基準信号出力回路に入力されて
いる基準位置信号に基づいて第１および第２のシリンド
リカルレンズ４゜４’　、４’　、５．５’　、５’が
位置調整されることにより、自動的にその集束位置を調
整される。

このように本実施例のマルチレーザ光源装置によれば、
合波用のレーザビームの集束位置の調整を自動的に行な
うことができるとともに、従来のコリメータレンズに代
り、２つのシリンドリカルレンズを有するコリメータ光
学系によりレーザビームを平行ビームとし、これらのシ
リンドリカルレンズの焦点距離の絶対値を大きくし、か
つ該レンズをそれぞれ移動可能としたことにより、これ
らの焦点距離の長いシリンドリカルレンズの一方または
両方を比較的大きく動かしてレーザビームの集束位置を
調整することができる。従って集束位置の調整が従来よ
り行ない易くなり、シリンドリカルレンズを上述したよ
うな簡単な構造の移動手段により位置調整することも可
能となる。さらに本実施例装置においては上記２のつシ
リンドリカルレンズの特性によって非点隔差の補正を行
なうこともでき、各レーザビームを所定の位置に正しく
点像に結像させることができるので、高精度なレーザビ
ームの合波が実現される。

なお、本発明における第１および第２のシリンドリカル
光学素子は必ずしも前述したような光透過型のシリンド
リカルレンズに限らず、同様の焦点距離を有する凹面シ
リンドリカルミラーであってもよい。また、第１のレン
ズを半導体レーザから自身の焦点距離よりもやや離して
配置し、第１のレンズを通過するレーザビームを平行ビ
ームよりやや内方に集束するビームとすれば、両シリン
ドリカルレンズとして凹面レンズ（凸面ミラー）を用い
てもよい。さらに集束用光学素子は上記球面レンズに限
られるものではなくｒθレンズやトーリックレンズなど
であってもよい。また、各レーザビームは、上記実施例
のように集束レンズ入射前にその光路を互いに近接させ
て平行にされていれば共通の集束レンズにより同一位置
に集束させることができるが、各レーザビームの光路を
互いに離したり、非平行とした場合には各レーザビーム
について別々の集束レンズを配してもよい。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明のマルチ半導体レーザ光源
装置によれば、各レーザビームの光路上に２つのシリン
ドリカル光学素子を有するコリメータ光学系を配設した
ことにより、半導体レーザの非点隔差の影響を回避して
レーザビームを所定の一点に正しく集束させることがで
きる。これとともに本装置によれば、各レーザビームの
集束位置の調整を自動的に行なうことができ、かつ上記
シリンドリカル光学素子の焦点距離の絶対値を比較的大
きくしたことにより、レーザビームの集束位置調整を従
来のコリメータレンズに比ベシリンドリカル光学素子を
大きく移動させて行なうことができるようになる。従っ
て本装置によれば容易に複数のレーザビームを所定の一
点に集束させることができるようになり、レーザビーム
を高精度に位置調整する必要がある光走査装置等におい
ても好適に使用することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例によるマルチ半導体レーザ光
源装置の概略図、 第２図（ａ）　、　（ｂ）はレーザビームの光路を示す
平面図および側面図、 第３図（ａ）　、　（ｂ）は第１のシリンドリカルレン
ズと第２のシリンドリカルレンズをその移動手段ととも
に示す正面図、 第４図は従来の光源装置における光学素子の配置を示す
平面図、 第５図（ａ）　、　（ｂ）は従来の光源装置における光
学素子の配置を示す平面図および側面図である。 １．１’　、１’・・・半導体レーザ １ｂ・・・ｐｎ接合面 ２．２’　、２’・・・レーザビーム ３．３’　、３’・・・球面レンズ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　複数の半導体レーザ、各半導体レーザ光源から発せら
   れたレーザビームの光路上にそれぞれ設けられ、該レー
   ザビームを平行ビームとするコリメータ光学系、および
   前記平行ビームとなった各レーザビームを同一位置に集
   束させうる集束用光学素子を備えてなるマルチ半導体レ
   ーザ光源装置において、 前記コリメータ光学系が、入射する前記レーザビーム全
   体を屈折させる第１のレンズと、この第１のレンズの後
   方に設けられ、焦点距離の絶対値が前記第１のレンズの
   焦点距離の絶対値よりも大きく、前記レーザビームのう
   ち該レーザビームを発する半導体レーザのｐｎ接合面と
   同一面内に発散される光成分とレーザ射出軸を含み前記
   ｐｎ接合面と垂直な面内に発散される光成分のいずれか
   一方のみを屈折させる第１のシリンドリカル光学素子と
   、前記第１のレンズの後方に設けられ、焦点距離の絶対
   値が前記第１のレンズの焦点距離の絶対値よりも大きく
   、前記２つの光成分の他方のみを屈折させる第２のシリ
   ンドリカル光学素子とからなり、 前記第１のシリンドリカル光学素子と第２のシリンドリ
   カル光学素子を、それぞれその光軸と円柱面の母線によ
   り形成される面に垂直な方向に移動させる移動手段、 前記各レーザビームの集束位置を検出する位置検出手段
   、および 該位置検出手段からの出力に基づいて前記移動手段を制
   御する制御手段を備えたことを特徴とするマルチ半導体
   レーザ光源装置。