JPH01172932A

JPH01172932A - レーザ光源

Info

Publication number: JPH01172932A
Application number: JP62331901A
Authority: JP
Inventors: Toshiya Takahashi; 俊也高橋; Tetsuo Yanai; 哲夫谷内
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1987-12-28
Filing date: 1987-12-28
Publication date: 1989-07-07

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】産業上の利用分野本発明は、光ディスクやレーザプリンタに用いられるレ
ーザ光源に関するものである。

従来の技術近年、レーザ光源の中で半導体レーザを用いたレーザ光
源は、１ｌｅ−Ｎｅなどのガスレーザを用いたものに比
べ、小型、軽量でかつ容易に変調もかけられるといった
優れた特徴を持つため、光ディスクやレーザプリンタな
どに広く使われている。−方、光ディスクの記憶容量は
ピントの面積に反比例するため、半導体レーザの波長を
短くしてより小さなピットを形成しようとする研究が進
められている。非線形光学素子もその一つで、入射され
た１次光をその２次の高調波に変換することによって、
もとの光源の１７２の波長の光を得ることができる。導
波路形非線形光学素子は、半導体レーザなどの出射光を
非線形光学素子上に形成された導波路に入射すると、そ
の２次高調波を導波路に対しである角度（１次光の波長
で定まる、８５０ｎ儀半導体レーザであれば約１６°）
で放射する素子である、また、これらの光源から出射さ
れる光を用いて、ディスク上にピットを形成したり、デ
ィスク上のピットを読み出したりするには、それらの光
をディスク上に回折限界で決る大きさのスポット（半導
体レーザならばφ１．４μｍ程度）に集光しなければな
らない、そのためには、集光レンズに平行光を入射する
ことが望ましい、半導体レーザの出射光は発散光である
ので、−旦平行先に変換する必要があり、光ディスク等
に用いられているレーザ光源も平行光を出射するような
形態で供給されているものが多い、以下、図面を参照し
ながら、従来の光ディスクに用いられている光ピツクア
ップ用の半導体レーザ光源の一例について説明する。

第５図は、従来の光ピツクアップに用いられている半導
体レーザ光源の説明図である。第５図において、５０１
は半導体レーザ、５０２はコリメートレンズ、５０３は
半導体レーザ光である。

半導体レーザ５０１から出射されるレーザ光６０３は球
面波であり、垂直、水平方向にそれぞれある広がり角を
もって広がる。コリメートレンズ５０２の焦点を、この
半導体レーザ光５０３の発光中心と一致させることによ
って、発散光を平行光に変換している。（例えば、末日
；”光学部品の使い方と留意点”、ＰＰ、８７、オプト
ロニクス社（１９８５））発明が解決しようとする問題点しかしながら上記のような構成では、半導体レーザの出
射光は変換できるが、導波路形非線形光学素子の出射光
は平行光に変換できず、平行光を出射するレーザ光源と
はなら竜い、以下、第６図を用いて問題点を説明する。

第６図は導波路形非線形光学素子から発生する２次□高
調波の出□射光の説明図で、第６図（ａｌは導波□路形
非線形光学素子を導波路が形成されている面の横方向か
ら見た図、第６図山）はそれを導波路が形成されている
方向から見た図である０両図において、１０１導波路形
非線形光学素子、６０１゜６０３．６０４はｌｏｔの出
射光、６０２は球面レンズ、６０７は非線形光学素子上
に形成された導波路である。

１））　　導波路形非線形光学素子１０１の出射光は、
半導体レーザの出射光のように垂直、平行方向ともに発
散光ではな（、一方は平行光６０１で、他方はある角度
をもって広がる発散光６０３゜６０４となっている。従
って、球面レンズ６０２のみでは両方を一挙に平行光に
はできない。

（２）　　第６図中）のように、導波路の１次光の入射
端から放射される２次高調波６０３と、出射端から放射
される２次高調波６０４は広がり角は一定であるが、発
光点が異なる。従って、１枚のレンズで平行光に変換し
ようとすると、同じ面内の発散光であっても、６０５と
６０６のように一方は平行光、他方は発散光となってし
まう。

問題点を解決するための手段上記問題点を解決するために本発明のレーザ光源は、光
源と、出射面が曲率の変化する凸シリンドリカルレンズ
状に加工された導波路形非線形光学素子という構成を備
えたものである。

作用本発明は上記した構成によって、凸シリンドリカルレン
ズを用いて一方の発散光のみを平行光に変換し、他方の
平行光はそのまま保存される。また、この凸シリンドリ
カルレンズは曲率が場所により異なるため、発光点がず
れていてもすべて平行光に変換することができる。従っ
て、平行光を出射するレーザ光源を形成できる。

実施例以下、本発明の第１の一実施例のレーザ光源について、
図面を参照しながら説明する。

第１図はレーザ光源の説明図で、第、１図（ａｌは導波
路形非線形光学素子を導波路が形成されている方向から
見た図、第１図（ｂｌはそれを側面から見た図である０
両図において、１００は半導体レーザなどの光源、１０
１は導波路形非線形光学素子、１０２は素子上に形成さ
れた導波路、１０３゜１０４は生成された高調波、１０
５．１０６はそれぞれ１０３，１０４が平行光に変換さ
れた高調波、１０７は出射端面である。

以上のように構成されたレーザ光源について、第１図を
用いて説明する。

光源１００から出射した光は導波路形非線形光学素子１
０１に入射される。導波路形非線形光学素子１０１では
、光源１００の高調波１０３゜１０４を導波路１０２に
対し角度αの方向に生成するが、これは第５図で説明し
たように、一方は平行光、他方は発散光となっている。

また、導波路の入射端近傍で生成される高調波１’０３
と、出射端近傍で生成される高調波１０４は発光点が異
なる。そこで、導波路形非線形光学素子１０１の出射端
面を凸シリンドリカルレンズ状に加工する。

出射面１０７の角度は、平行光側の光路が曲がらないよ
うに、出射光に対して垂直に、すなわち導波路と９０°
−α０の角度で加工されているものとする。この凸シリ
ンドリカルレンズ状の端面１０７は光の入射位置により
曲率が異なる。その曲率は、焦点が導波路形非線形光学
素子１０１上に形成された導波路に合うように、連続的
に変化している。今、第１図中）において、出射端から
発光点までの距離をｄとする。高調波１０３，１０４は
導波路１０２に対して角度αで出射するので、出射端面
１０７での焦点ずれはｄ　Ｃｏｇ　αで表される。従っ
て、凸シリンドリカルレンズ出射端面の曲率ｒは、次の
ようになる。

ｒ　＝　ｄ　Ｘｃｏｓ　ｔＸ／　ＡここでＡは、高調波１０３，１０４の水平方向への広が
り角、及び非線形光学素子１０１の屈折率により定まる
定数である。

以上のように、出射端面を加工することによって、導波
路形非線形光学素子からは平行光が出射されることとな
る。従って、平行光を出射するレーザ光源となる。

以下、本発明の第２の実施例のレーザ光源について、図
面を参照しながら説明する。

第２．３．４図は本発明の第２の実施例を示すレーザ光
源の説明図である。これらの図において、１０１．１０
２，１０５，１０６は第１図の構成と同様なものである
。第１図の構成と異なるのは、平行光を出射しない出射
端面２０１を設けた点である。

上記のように構成されたレーザ光源について、第２図を
用いて説明する。

出射端面を曲率が変化する凸シリンドリカルレンズ状に
１部を加工するのは第１図と同様であるが、第２図では
出射端面の上部を角度βでカットする。このように加工
することにより、曲率が大きすぎて波面収差の大きい平
行光となってしまう出射端近傍から発生する高調波２０
２や、高調波に変換されずに導波路を通過してくる１次
光２０３を、平行光１０５，１０６と分離することがで
きる０例えば、今、第２図のように導波路形非線形光学
素子をＬｉＮｂ０．、入射する１次光の波長を８５０ｎ
ｍ、角度β＝６２．５°とすると、出射端面上部の２次
光２０３は直進し、１次光２０４は全反射することとな
る。平行光に変換された２次光１０５，１０６は角度α
で出射するので、２０２゜２０３とは完全に分離するこ
とが可能となる。

２０２．２０３の進行方向は角度βを選ぶことにより、
変えることができる。

また、第３図では、出射端面２０１のカットの方向を第
２図とは変えているが、１次光２０２及び不要な２次光
２０３の方向が変化するだけで、第２図と同様の効果を
得ることができる。

また、第４図では出射端面２０１をすりガラス状に研摩
した例である。こうすることにより、１次光及び不要な
２次光は、端面で乱反射されコヒーレンシーなどの光学
的性質が失なわれるので、平行光に変換された２次光１
０３，１０４とレンズ等で容易に分離することが可能と
なる。

なお、以上の実施例において、高調波はすべて２次高調
波としたが、２次高調波に限るものではなく、３次以上
の高調波についても同様の実施例が適用できる。

発明の効果以上のように本発明は、導波路形非線形光学素子の出射
面を、曲率の変化する凸シリンドリカルレンズ状に加工
することにより、生成した高調波を平行光に変換して出
射することができる。従って、現在の半導体レーザ光源
と同じ出射形態であるので、現行の機器に同じような方
法で組み込むことができる。また、このように端面を加
工した非線形光学素子は、素子から発散光のまま出射し
た高調波を外部に設置したレンズで平行光に変換するも
のに比べ、素子と外部のレンズとのアライメントが不用
となるという効果をもたらす。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１図の一実施例を示すレーザ光源の
説明図、第２図、第３図、第４図は第２の一実施例を示
すレーザ光源の説明図、第５図は従来の半導体レーザ光
源を示す説明図、第６図は導波層形非線形光学素子から
発生する２次高調波の出射状態の説明図である。ｌＯＯ・・・・・・光源、１０１・・・・・・導波層形
非線形光学素子、１０２・・・・・・導波路、１Ｇ’３
．１（１４・・・・・・生成された高調波、１０５．１
０６・・・・・・平行光に変換された高調波、１Ｇ？・
・・・・・出射端面、２０１・・・・・・平行光を出射
しない出射端面、５０１・・・・・・半導体レーザ、ｒ
＋　ｒｉ４−Ｌ−・・・コリメートレンズ、５０３・・
・・・・半導体レーザ光、６０１．６０３．６０４・・
・・・・導波層形非線形光学素子出射光、６０２・・・
・・・球面レンズ、６０７・・・・・・導波路。代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名＋００−先
　源１ｐｌ−＝導戊路ｎ５杵繊＠尤宇素チｔｏｐ−４ｄＬ路ＩＱ！、＋０４＝　　１．調栽Ｉｎ５．Ｉｎ６−一手ナデ免にｇｔ侠ξれた。ＩＩ調藏
ｌ０７−　　出＃４１［Ｉ第１図第２図第３図第４図第５図　　　　５０１−＋４体レーデ５０２−コリメートレンズ５０３−千講俸し−ザ先第６図６θ２

Claims

【特許請求の範囲】

（１）光源と、前記光源の出射光を入射して前記光源の
高調波を生成する導波路形非線形光学素子とから構成さ
れ、前記導波路形非線形光学素子の出射面が曲率の変化
する凸シリンドリカルレンズ状に加工されていることを
特徴とするレーザ光源。
（２）凸シリンドリカルレンズ状の出射面は、出射する
高調波が平行光になるような曲率に加工されていること
を特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載のレーザ光
源。
（３）非線形光学素子の出射面の一部は曲率の変化する
凸シリンドリカルレンズ状に加工され、他の一部は出射
する高調波が平行光とならないような形状に加工されて
いることを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の
レーザ光源。