JPH02102072A - 半導体レーザの出力変換機構 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は半導体レーザの出力変換機構に関し、−層詳細
には、単一モードの半導体レーザより出力されたレーザ
光を光学素子と前記半導体レーザとの間で繰り返し反射
させることにより出力の安定した多数モードのレーザ光
を得ることの出来る半導体レーザの出力変換機構に関す
る。

［発明の背景］ レーザプリンタ等の記録装置あるいは光ディスク等の記
録媒体より情報を読み取る読取装置では記録用あるいは
読取用光源としてレーザダイオードを用いている。この
場合、これらの装置では情報の高精度な記録あるいは読
取を実現するため高出力のレーザダイオードが要求され
る。

ところで、高出力のレーザダイオードより出力されるレ
ーザ光は、通常、縦モードが単一モードとなっており、
この単一モードの周波数はレーザダイオードの状態によ
ってホッピングする不都合がある。すなわち、単一モー
ドのレーザダイオードより出力されるレーザ光の発振波
長はレーザダイオードの温度変化、電流変化あるいは経
時的変化によって、例えば、第１図ａの状態から第１図
すの状態に遷移する。この結果、レーザ光の出力が変動
し情報の記録あるいは読取が不正確となる不都合が生じ
る。なお、多数モードのレーザ光を出力するレーザダイ
オードを用いた場合、レーザ光の出力特性が安定する反
面、出力が単一モードのレーザダイオードの場合よりも
低く、結局、高精度な情報の記録あるいは読取の障害と
なってしまう。

そこで、単一モードのレーザ光を出力するレーザダイオ
ードの駆動信号に高周波成分を重畳することにより当該
レーザダイオードを駆動し、実質的に多数モードとなる
レーザ光を得るように構成したものがある。然しなから
、このように構成した場合、高周波成分を駆動信号に対
して重畳させるための複雑な制御回路が必要となり、極
めて高価なものとなると共に、重畳する高周波がノイズ
の原因となる欠点が惹起する。

［発明の目的］ 本発明は前記の不都合を克服するためになされたもので
あって、単一モードの半導体レーザより出力されたレー
ザ光を光学素子と前記半導体レーザとの間で繰り返し反
射させて取り出すことにより、極めて簡単な構成で前記
レーザ光を実質的に多数モードのレーザ光に変換するこ
との出来る半導体レーザの出力変換機構を提供すること
を目的とする。

［目的を達成するための手段］ 前記の目的を達成するために、本発明は単一モードの半
導体レーザより出力されるレーザ光の光路中に前記レー
ザ光の一部を前記半導体レーザに指向して反射する光学
素子を配設し、半導体レーザと前記光学素子との間でレ
ーザ光を反射往復させることにより多数モードのレーザ
光を生成するように構成することを特徴とする。

［実施態様］ 次に、本発明に係る半導体レーザの出力変換機構につい
て好適な実施態様を挙げ、添付の図面を参照しながら以
下詳細に説明する。

第２図において、参照符号１０は本発明に係る半導体レ
ーザの出力変換機構が適用される画像記録装置を示す。

この画像記録装置１０は単一モードのレーザ光り、を接
合面１２より出力するレーザダイオード１４を有し、前
記レーザ光り、はコリメータレンズ１６を介し本実施態
様に係る出力変換機構１８に導かれる。

出力変換機構１８は、第３図に示すように、レーザ光Ｌ
＋の光路中に略４５°の傾斜角度で配設されるハーフミ
ラ−２０と、ハーフミラ−２０によって光路が略９０°
偏向されたレーザ光Ｌ＋　の強度を調整するＮＤフィル
タ２２と、ＮＤフィルタ２２を通過したレーザ光り、を
反射させ再びハーフミラ−２０へと復帰させる全反射ミ
ラー２４とから構成される。なお、前記ハーフミラ−２
０によって反射されたレーザ光Ｌ１　は再びレーザダイ
オード１４に復帰する。

一方、ハーフミラ−２０を透過したレーザ光は、後述す
るように、多数モードのレーザ光Ｌ２として面倒れ補正
光学系を構成する第１のシリンドリカルミラー２６を介
しポリゴンミラー２８に入射する。ポリゴンミラー２８
は多数の反射面を有し、矢印六方向に高速回転すること
で前記レーザ光Ｌ２を矢印Ｂ方向に反射偏向する。ポリ
コンミラー２８によって反射されたレーザ光Ｌ２は面倒
れ補正光学系を構成する第２のシリンドリカルミラー３
０および走査レンズであるｆθレンズ３２を介して記録
ドラム３４上に導かれる。この場合、記録ドラム３４は
矢印Ｃ方向に回転しており、その表面上を前記レーザ光
Ｌ２が矢印り方向に主走査する。

本実施態様に係る画像記録装置は基本的には以上のよう
に構成されるものであり、次にその作用並びに効果につ
いて説明する。

先ず、画像信号に基づいて駆動されたレーザダイオード
１４の接合面１２より出力された単一モードのレーザ光
Ｌ１はコリメータレンズ１６によって平行光束とされた
後、出力変換機構１８を構成するハーフミラ−２０に入
射する。ハーフミラ−２０は前記レーザ光Ｌ＋　の一部
を略９０°偏向反射し、ＮＤフィルタ２２を介して全反
射ミラー２４に導く。全反射ミラー２４はＮＤフィルタ
２２によって強度調整されたレーザ光り、をその入射方
向に反射する。全反射ミラー２４によって反射されたレ
ーザ光り、は再びＮＤフィルタ２２を介してハーフミラ
−２０に入射した後、コリメータレンズ１６を介してレ
ーザダイオード１４に入射する。

このようにして、レーザダイオード１４と全反射ミラー
２４との間においてレーザ光り、の反射が繰り返される
。

この場合、レーザダイオード１４から出力された単一モ
ードのレーザ光ＬＩが再びレーザダイオード１４に入射
すると、レーザダイオード１４の活性層内の状態が変化
し、レーザダイオード１４が第４図に示す多数モードの
レーザ光Ｌ２を出力するに至る。従って、ハーフミラ−
２０を透過したレーザ光は多数モードのレーザ光Ｌ２と
して第１シリンドリカルミラー２６を介しポリゴンミラ
ー２８に入射する。

一方、ポリゴンミラー２８は矢印六方向に高速で回転し
ており、その反射面に入射したレーザ光Ｌ２は矢印Ｂ方
向に反射偏向された後、第２シリンドリカルミラー３０
およびｆθレンズ３２を介して記録ドラム３４に照射さ
れる。この場合、前記レーザ光Ｌ２は矢印Ｃ方向に回転
する記録ドラム３４上を矢印り方向に主走査し、その表
面に所望の画像情報を記録する。

ここで、前記記録ドラム３４が感光ドラムである場合、
その表面にはレーザ光Ｌ２の強度に応じた静電気が蓄積
される。従って、この記録ドラム３４にトナー等を被着
させた後、記録紙を摺接させれば前記記録紙上に画像等
を記録することが出来る。また、記録ドラム３４に感光
フィルムを被着させておけば、前記レーザ光Ｌ２により
当該感光フィルム上に画像を記録することが出来る。

この結果、前記記録ドラム３４に照射されるレーザ光Ｌ
２は出力変換機構１８によって多数モードに変換されて
いるため、レーザダイオード１４から当初出力される単
一モードのレーザ光Ｌ＋のホッピングがな（出力が安定
し、記録紙あるいは感光フィルム等に対して極めて高精
度に画像等の情報を記録することが出来る。

なお、上述した実施態様において、ＮＤフィルタ２２の
透過率を可変となるように構成しておけば、単一モード
のレーザ光り、と多数モードのレーザ光Ｌ２とを自在に
選択して取り出すことも可能である。

第５図は本発明に係る半導体レーザの出力変換機構の他
の実施態様を示したものである。この場合、参照符号３
６は光ディスク３８に記録された情報を読み取る読取装
置を示す。同図において、レーザダイオード４０より出
力された単一モードのレーザ光Ｌ＋　はコリメータレン
ズ４２によって平行光束とされた後、透光性平面板４４
の第１の面４６ａに入射する。この場合、前記第１面４
６ａに平行となる透光性平面板４４の第２の面４６ｂに
は反射防止コーティング４７が施されている。従って、
透光性平面板４４に入射したレーザ光Ｌ１は第１面４６
ａのみによってその一部が反射され、コリメータレンズ
４２を介して再びレーザダイオード４０に入射する。こ
の結果、前述した実施態様の場合と同様に、レーザ光り
、がレーザダイオード４０と透光性平面板４４との間で
反射を繰り返すことにより多数モードのレーザ光Ｌ２が
生成される。

透光性平面板４４によって多数モードに変換されたレー
ザＬ２は偏向プリズム４８およびピックアップ光学系５
０を介して光ディスク３８に導かれる。この場合、光デ
イスク３８上には情報に対応した多数のピットが形成さ
れており、このピットによって反射された前記レーザ光
Ｌ２は再びピックアップ光学系５０を介して偏向プリズ
ム４８に導かれる。次いで、偏向プリズム４８は情報を
担持した前記レーザ光Ｌ２を反射し集光光学系５２を介
して光検出器５４に導く。ここで、レーザ光Ｌ２は透光
性平面板４４によって多数モードに変換されているため
、前記レーザ光Ｌ２の出力が安定しており、従って、光
デイスク３８上の情報は極めて正確に読み取られること
になる。そこで、光検出器５４は前記レーザ光Ｌ２を電
気信号に変換し、この電気信号から光デイスク３８上に
記録された正確な情報を得ることが出来る。

なお、この読取装置３６に用いられた出力変換機構とし
ての透光性平面板４４は第２図および第３図に示す出力
変換機構１８と比較して構成が極めて簡単であるため、
−層安価に多数モードのレーザ光Ｌ２を得ることが出来
る。また、出力変換機構を構成するこの透光性平面板４
４は第２図に示す画像記録装置１０の出力変換機構１８
に代えて用いることも可能である。

［発明の効果］ 以上のように、本発明によれば、単一モードの半導体レ
ーザより出力されたレーザ光の光路中に前記レーザ光の
一部を半導体レーザに指向して反射する光学素子を配設
している。この場合、光学素子と前記半導体レーザとの
間でレーザ光を繰り返し反射させることで多数モードの
レーザ光を得ることが出来る。従って、単一モードの半
導体レーザを用いてホッピングの影響のない出力の安定
した多数モードのレーザ光を極めて簡易な構成で得るこ
とが出来、また、このレーザ光を用いて高精度な情報の
記録あるいは読取を行うことが可能となる。

以上、本発明について好適な実施態様を挙げて説明した
が、本発明はこの実施態様に限定されるものではなく、
本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の改良並び
に設計の変更が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図ａおよびｂは単一モードの半導体レーザより出力
されたレーザ光のホッピングの状態を示す出力特性図、 第２図は本発明に係る半導体レーザの出力変換機構が適
用される画像記録装置の概略構成図、第３図は第２図に
示す画像記録装置における出力変換機構の構成説明図、 第４図は第３図に示す出力変換機構によって得られた多
数モードのレーザ光の出力特性図、第５図は本発明に係
る半導体レーザの出力変換機構が適用される読取装置の
概略構成図である。 １０・・・画像記録装置 １８・・・出力変換機構 ２２・・・ＮＤフィルタ ３４・・・記録ドラム ３８・・・光ディスク ４４・・・透光性平面板 １４・・・レーザダイオード ２０・・・ハーフミラ− ２４・・・全反射ミラー ３６・・・読取装置 ４０・・・レーザダイオード ＦＩＧ、１ａ ＦＩＧ、１ｂ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）単一モードの半導体レーザより出力されるレーザ
   光の光路中に前記レーザ光の一部を前記半導体レーザに
   指向して反射する光学素子を配設し、半導体レーザと前
   記光学素子との間でレーザ光を反射往復させることによ
   り多数モードのレーザ光を生成するように構成すること
   を特徴とする半導体レーザの出力変換機構。
2. （２）請求項１記載の機構において、光学素子はハーフ
   ミラーよりなることを特徴とする半導体レーザの出力変
   換機構。
3. （３）請求項１記載の機構において、光学素子は多数モ
   ードのレーザ光を射出する面に反射防止コーティングを
   施した透光性平面板よりなることを特徴とする半導体レ
   ーザの出力変換機構。