JPH02250024A - 半導体レーザを使用した光学装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光メモリ装置用の光学装置または光学系測定
用のコリメート光源などに使用されるもので、レーザ光
束をビーム整形するアナモルフィックスプリズムなどに
よるビーム整形面が設けられている光学装置に係り、特
に半導体レーザの有している非点隔差を補正することの
できる光学装置に関する。

〔従来の技術１ 第６図は従来の光メモリ装置用の光学装置を示す光学部
品の配置図である。

半導体レーザ１から発せられたレーザ光束は、コリメー
トレンズ２により平行光束とされ、アナモルフィックプ
リズム３のビーム整形面３ａによりビーム整形される。

さらに全反射プリズム４により反射されるなどして対物
レンズ５により集光され、光ディスク６の記録面に微小
スポットが形成される。この収束されたレーザにより情
報の書き込みが行なわれ、またこの光ディスク６からの
反射光が半導体レーザからの照射光路と分離され受光素
子により検知されて情報が再生される。

第５図は半導体レーザ内のチップ１ａを斜視図により示
している。半導体レーザ１のチップ１ａから照射される
レーザ光束の断面は、縦長円となっており、θ上方向の
径がθ〃力方向径よりも大きくなっている。前記アナモ
ルフィックプリズム３のビーム整形面３ａの傾斜面方向
に、レーザ光束のθ〃力方向入射され、ビーム整形面３
ａによりこのθ〃力方向径が拡大されて、断面がほぼ真
円形状のビーム光束が得られるようになっている。

〔発明が解決しようとする課題１ 第５図に示すように、半導体レーザでは、θ上方向とθ
〃力方向で見かけ上の発光点位置の差が生じており、こ
れが非点隔差ΔＺとなっている。

この非点隔差ΔＺは半導体レーザを使用した光学装置に
少なからず影響を与える場合がある。例えば光メモリ装
置用の光学装置では、情報の書き込みのためにかなり大
きなレーザパワーが必要となるために、焦点距離が７ｍ
ｍ程度の短いコリメートレンズを使用してカップリング
効率を高めている。このようにコリメートレンズの焦点
距離を短くすると、半導体レーザの非点隔差ΔＺが光デ
ィスクのスポット像に与える影響が非常に太き（なる、
そのため従来は非点隔差ΔＺが３〜４μｍ以下程度の小
さい半導体レーザ１を選別して使用していた。ところが
このように非点隔差ΔＺの小さい半導体レーザ１は発振
スペクトル特性がシングルモードのものに限られる。と
ころがシングルモードでは、戻り光ノイズによるＳ／Ｎ
比が悪化する問題がある。シングルモードに比べてマル
チモードでは、Ｓ／Ｎ比は向上されるが、非点隔差ΔＺ
が２０μｍ程度と大きくなるため、その影響を無視する
ことができなくなる。

本発明は上記課題を解決するものであり、半導体レーザ
のもつ非点隔差を補正できるようにして、レーザのカッ
プリング効率を上げた場合であっでも非点隔差による悪
影響を排除できるようにした半導体レーザを使用した光
学装置を提供することを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、半導体レーザの照射光路上に、この半導体レ
ーザから発せられるレーザ光束のうちの放射角の狭い方
向の光束径を拡大するために、この光束径の方向に傾斜
して形成されたビーム整形面が配置されている光学装置
において、前記半導体レーザとビーム整形面との間には
、レーザ光束を発散光束の状態で前記ビーム整形面に照
射するレンズが配置されていることを特徴とするもので
ある。

さらに、本発明は、半導体レーザの照射光路上に、この
半導体レーザから発せられるレーザ光束のうちの放射角
の広い方向の光束径を縮小するために、この光束径の方
向に傾斜して形成されたビーム整形面が配置されている
光学装置において、前記半導体レーザとビーム整形面と
の間には、レーザ光束を収束光束の状態で前記ビーム整
形面に照射するレンズが配置されていることを特徴とす
るものである。

［作用］ 上記手段では、半導体レーザから発せられるレーザ光束
が、レンズによりわずかに発散されてビーム整形面に入
射される。傾斜して配置されているビーム整形面に発散
光束が入射すると、入射角の非対称性により非点収差が
発生する。レーザ光束の断面の径の小さい方向が傾斜面
に入射してこの方向の光束径を拡大している場合には、
非点収差が半導体レーザの非点隔差を相殺する方向とな
る。

またレーザ光束の断面の径が大きい方向がビーム整形面
の傾斜方向に入射してこの方向の径が縮小される場合に
は、ビーム整形面に対しわずかに収束するレーザ光束が
入射される。この収束光束により非点収差が生じ、この
場合もこの非点収差が半導体レーザの非点隔差を相殺す
る方向となる。

［実施例］ 以下本発明の実施例を第１図〜第４図の図面によって説
明する。

第１図は本発明による光学装置の第１実施例を示してい
る。

第１図において、符号ｌは半導体レーザであり、符号１
３はアナモルフィックプリズムである。このアナモルフ
ィックプリズム１３のビーム整形面１３ａの傾斜方向に
、半導体レーザｌから発せられるレーザ光束のうちのθ
〃力方向向けられて入射する。このビーム整形面１３ａ
によりレーザ光束のθ〃力方向拡大され、これにより断
面形状がほぼ真円のレーザ光束となるようにビーム整形
される。

半導体レーザｌとアナモルフィックプリズム１３との間
にはレンズ１１が介装されている。半導体レーザ１の発
光点Ｏから発せられたレーザ光束はこのレンズ１１によ
りわずかに発散する光束とされて前記ビーム整形面１３
ａに入射する。

ビーム整形面１３ａに発散光が斜めに入射すると、ビー
ム整形面１３ａへの入射角度が、ビーム整形面１３ａの
上下において相違する（第１図の０１と０２参照）、こ
のように入射角の非対称性が生じることにより、ビーム
整形面１３ａを通過したレーザ光束に非点収差が生じる
。第３図はこの非点収差が生じる状態を模式的に説明す
るための図である。仮にθ〃力方向θ上方向の見かけの
発光点位置の差がなく、両方向の光が同じ発光点Ｏから
発せられることとする。さらにビーム整形面１３ａを通
過した光束が集光レンズ１５により集光されると仮定す
る。この場合、θ〃力方向焦点位置Ｆ１とθ上方向の焦
点位置Ｆ２との間に非点収差２が生じる。この非点収差
の生じる方向と第５図に示す半導体レーザの非点隔差Δ
Ｚの方向とが互いに相殺される方向となる。すなわち、
第３図に示すようにθ〃力方向焦点位置Ｆ＋は送光方向
へずれているため、第５図に示すθＩ力方向みかけ上の
焦点位置ｆ、をｆ２方向へずらすことになり、これによ
り半導体レーザの非点隔差△Ｚを補正できることになる
。

第４図は上記実施例の光学装置の応用例であり、光メモ
リ装置の光学装置を示している。半導体レーザ１から発
せられるレーザビームは、レンズ１１により発散光とな
り、アナモルフィックプリズム１３を通過して、全反射
プリズム１６により反射される。そして、対物レンズ１
７により集光され、光ディスクＤの記録面に微小スポッ
トが形成される。半導体レーザ１から発せられるビーム
を変調することにより、光ディスクＤの記録面に情報が
記録される。また再生の際には、光ディスクＤの記録面
から反射されたビームが受光素子（図示せず）により検
出される。

また第１図に示す光学装置は、光メモリ装置用の光学装
置に限られず、例えば光学系の測定や実験に使用される
コリメート光源に使用することにより、非点収差のない
コリメート光を得ることができるようになる。

第２図は、本発明の第２実施例を示している。

この実施例では、アナモルフィックプリズム１３のビー
ム整形面１３ａが出光側に位置している。そして半導体
レーザ１から発せられるレーザ光束のθ上方向がビーム
整形面１３ａの傾斜方向へ向けられている。これにより
半導体レーザから発せられるビームはθ上方向が縮小さ
れ、これによってほぼ真円の断面を有するレーザ光束に
整形される。また半導体レーザｌとアナモルフィックプ
リズム１３との間にはレンズ１８が介装されており、こ
のレンズ１８によりレーザ光束がわずかに収束されてビ
ーム整形面１３ａに入射する。この場合ビーム整形面１
３ａの傾斜方向ではビームの出射角度にθ、と０４で示
すような差が生じ、非点収差が生じる。この非点収差の
方向は第３図に示した実施例とは逆方向であり、しかも
この場合には第３図の場合とは逆にθ上方向がビーム整
形面１３ａの傾斜方向である。よってこの場合もビーム
整形面１３ａにより生じる非点収差により、半導体レー
ザの非点隔差ΔＺが補正される。

第２図に示す実施例では、光の密度が高く強いパワーの
レーザ光束を得ることができ、また非点隔差による影響
がほとんどないレーザ光束を得ることができる。この光
学装置は、コリメート光源などの測定装置などに適して
いる。

［効果］ 以上のように、本発明によれば、半導体レーザの非点隔
差を補正することができ、しかも従来の光学装置を複雑
化することはない、非点隔差の影響のないレーザ光束を
得ることができるため、光メモリ装置などに適するよう
になる。また非点隔差の大きいマルチモードの半導体レ
ーザな使用することができ、Ｓ／Ｎを向上させることが
できるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の半導体レーザを使用した光学装置の第
１実施例を示す部品配置図、第２図は光学装置の第２実
施例を示す部品配置図、第３図は非点収差が生じる状態
を模式的に示す説明図、第４図は本発明の光学装置の応
用例を示すものであり、光メモリ装置用の光学装置を示
す部品配置図、第５図は半導体レーザから発せられるレ
ーザ光束を示す斜視図、第６図は従来の光メモリ装置用
の光学装置の部品配置図である。 １・・・半導体レーザ、１１．１８・・・レンズ、１３
・・・アナモルフィックプリズム、１３ａ・・・ビーム
整形面。 第３ 図 第４ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体レーザの照射光路上に、この半導体レーザか
   ら発せられるレーザ光束のうちの放射角の狭い方向の光
   束径を拡大するために、この光束径の方向に傾斜して形
   成されたビーム整形面が配置されている光学装置におい
   て、前記半導体レーザとビーム整形面との間には、レー
   ザ光束を発散光束の状態で前記ビーム整形面に照射する
   レンズが配置されていることを特徴とする半導体レーザ
   を使用した光学装置 ２、半導体レーザの照射光路上に、この半導体レーザか
   ら発せられるレーザ光束のうちの放射角の広い方向の光
   束径を縮小するために、この光束径の方向に傾斜して形
   成されたビーム整形面が配置されている光学装置におい
   て、前記半導体レーザとビーム整形面との間には、レー
   ザ光束を収束光束の状態で前記ビーム整形面に照射する
   レンズが配置されていることを特徴とする半導体レーザ
   を使用した光学装置