JPH0228613A - Semiconductor laser beam source unit - Google Patents

Semiconductor laser beam source unit

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JPH0228613A
JPH0228613A JP4917389A JP4917389A JPH0228613A JP H0228613 A JPH0228613 A JP H0228613A JP 4917389 A JP4917389 A JP 4917389A JP 4917389 A JP4917389 A JP 4917389A JP H0228613 A JPH0228613 A JP H0228613A
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JP
Japan
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laser
laser beam
semiconductor laser
beam splitter
wavelength plate
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JP4917389A
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Japanese (ja)
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Ichiro Miyagawa
一郎 宮川
Masaru Noguchi
勝 野口
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Fujifilm Holdings Corp
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Fuji Photo Film Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To align the longitudinal section directions of laser beams which are multiplexed in parallel to each other and to making fine adjustments in a polarizing direction and to increase the power of the multiplexed light by adjusting the polarizing direction by using a 1/2-wavelength plate in the case of multiplexing the laser beams by using a polarization beam splitter. CONSTITUTION:A 1st semiconductor laser 1 and a 2nd semiconductor laser 11 are provided so that the longitudinal beam section directions of the 1st laser beam 2 and 2nd laser beam 12 are parallel to each other in the optical paths behind the polarization beam splitter 5. Then a 1st 1/2-wavelength plate 4 is provided between the 1st semiconductor laser 1 and polarization beam splitter 5 and a 2nd 1/2-wavelength plate 14 is provided between the 2nd semiconductor laser 11 and polarization beam splitter 5 respectively. Further, the sum of the angle of rotation of the polarizing direction of the 1st laser beam 2 by the 1st 1/2-wavelength plate and the angle of rotation of the polarizing direction of the 2nd laser beam 2 by the 2nd 1/2-wavelength plate 12 is set to 90 deg.. Consequently, the beam shape of the multiplexed laser beam is made coincident and the utilization efficiency of the laser beams is increased.

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の分野) 本発明は光ビーム走査装置等に用いられる半導体レーザ
光源装置、特に詳細には複数の半導体レーザから射出さ
れたレーザビームを1本に合成するようにした半導体レ
ーザ光源装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of the Invention) The present invention relates to a semiconductor laser light source device used in a light beam scanning device, etc., and more particularly, to a semiconductor laser light source device for combining laser beams emitted from a plurality of semiconductor lasers into one laser beam. The present invention relates to a semiconductor laser light source device.

(従来の技術) 従来より、光ビームを光偏向器により偏向して走査する
光ビーム走査装置が、例えば各種走査記録装置、走査読
取装置等において広く実用に供されている。このような
光ビーム走査装置において光ビームを発生する手段の1
つとして、半導体レーザが従来から用いられている。こ
の半導体レーザは、ガスレーザ等に比べれば小型、安価
で消費電力も少なく、また駆動電流を変えることによっ
て直接変調が可能である等、数々の長所を有している。
(Prior Art) Conventionally, light beam scanning devices that scan a light beam by deflecting it with an optical deflector have been widely used in, for example, various scanning recording devices, scanning reading devices, and the like. One of the means for generating a light beam in such a light beam scanning device
As one example, semiconductor lasers have been conventionally used. This semiconductor laser has many advantages, such as being smaller, cheaper, and consumes less power than gas lasers, and can be directly modulated by changing the drive current.

しかしながら、その反面この半導体レーザは、連続発振
させる場合には現状では出力がたかだか20〜30Tr
LWと小さく、したが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。
However, on the other hand, this semiconductor laser currently has an output of at most 20 to 30 Tr when continuously oscillated.
Light beam scanning devices that require small LW and therefore high-energy scanning light, such as recording materials with low sensitivity (
It is extremely difficult to use it in a scanning recording device that records on DRAW materials such as metal films, amorphous films, etc.).

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(輝尽性蛍光体)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55−1242
9号、同55−116340号、同55−163472
号、同56−11395号、同56−104645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、蓄積性蛍光体を輝尽発光さ
せるためには、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、したが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
とも極めて難しい。
Also, some types of phosphors may be exposed to radiation (X-rays, α-rays, β-rays, γ-rays,
When this phosphor is irradiated with excitation light such as visible light, a portion of this radiation energy is accumulated in the phosphor. It is known that stimulable luminescence is exhibited, and by using such a stimulable phosphor, radiation image information of a subject such as a human body can be collected once it has a layer made of a stimulable phosphor (stimulable phosphor). Recording is performed on a stimulable phosphor sheet, the stimulable phosphor sheet is scanned with excitation light such as a laser beam to generate stimulated luminescence light, and the resulting stimulated luminescence light is read photoelectrically to generate an image signal. The present applicant has already proposed a radiation image information recording and reproducing system that outputs the radiation image of the subject as a visible image to a recording material such as a photographic light-sensitive material, CRT, etc. based on this image signal (Japanese Patent Application Laid-Open No. 1983-1991). -1242
No. 9, No. 55-116340, No. 55-163472
No. 56-11395, No. 56-104645, etc.). In this system, the use of a light beam scanning device using a semiconductor laser has been considered in order to read the image information by scanning the stimulable phosphor sheet on which radiation image information has been stored and recorded. In order to cause the body to stimulate luminescence, it is necessary to irradiate the phosphor with excitation light of sufficiently high energy. It is also extremely difficult to use it for reading information.

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、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。このよ
うに複数のレーザビームを合波する半導体レーザ光源装
置としては、例えば偏光方向が互いに90″異なるよう
に射出された2本のレーザビームを、互いに異なった方
向から偏光ビームスプリッタ−に入射させ、同一光路上
に射出させて合波する装置が知られている。
Therefore, as mentioned above, in order to obtain a sufficiently high-energy scanning beam from a semiconductor laser with low optical output, it is considered to use multiple semiconductor lasers and combine the laser beams emitted from these semiconductor lasers into one beam. It will be done. In a semiconductor laser light source device that combines multiple laser beams in this way, for example, two laser beams emitted with polarization directions different from each other by 90'' are incident on a polarizing beam splitter from different directions. , a device is known that emits light onto the same optical path and multiplexes it.

しかしながら半導体レーザから射出されコリメータレン
ズにより平行ビームとされたレーザビームの断面形状は
、半導体レーザのpn接合面と垂直な方向を長手方向と
する楕円形となっており、またレーザビームの偏光方向
は上記楕円の短軸方向となっているので、上記のように
偏光方向が90″異なる2本のレーザビームを偏光ビー
ムスプリッタに入射させて合波を行なうと、合波された
レーザビームの断面は、楕円が十文字に交差した形状に
なってしまう。このような断面が十文字の光は長軸方向
(短軸方向と言ってもよい)が直交する互にインコヒー
レントなレーザビームの重ね合わせであるから、合波さ
れたレーザビーム断面の径が一意的に決まらず、走査光
学系の設計が複雑になったり、場合によっては望みの走
査光学系が存在しない、という問題を生じて実用上好ま
しくない。
However, the cross-sectional shape of the laser beam emitted from the semiconductor laser and made into a parallel beam by the collimator lens is an ellipse whose longitudinal direction is perpendicular to the pn junction surface of the semiconductor laser, and the polarization direction of the laser beam is Since it is in the short axis direction of the ellipse, when two laser beams with polarization directions different by 90'' are input to the polarization beam splitter and combined, the cross section of the combined laser beam is , the ellipses end up intersecting each other in a criss-cross pattern. Light with a cross-section like this is a superposition of mutually incoherent laser beams whose major axes (or minor axes) are perpendicular to each other. Therefore, the diameter of the cross section of the combined laser beam cannot be uniquely determined, which may complicate the design of the scanning optical system, or in some cases, the desired scanning optical system may not exist, which is undesirable in practice. .

そこで、偏光ビームスプリッタにより合波されるレーザ
ビームの一方の光路上に1/2波長板を配し、断面形状
を変えることなく偏光方向のみを90″回転させ、合波
された2本のレーザビームのビーム断面の長手方向を一
致させるようにした半導体レーザ光源装置も提案されて
いる(特公昭80−53857号)。
Therefore, by placing a 1/2 wavelength plate on one optical path of the laser beams that are combined by the polarizing beam splitter and rotating only the polarization direction by 90'' without changing the cross-sectional shape, the two combined laser beams are A semiconductor laser light source device in which the longitudinal directions of the beam cross sections are made to coincide has also been proposed (Japanese Patent Publication No. 80-53857).

(発明が解決しようとする課題) ところで、上記のように偏光ビームスプリッタと172
波長板を用いて合波を行なう装置において合波光の光量
を最大にするためには、偏光ビームスプリッタに入射す
る2つのレーザビームの偏光方向を、ビームスプリッタ
による反射率および透過率がそれぞれ最大となる所定の
方向に正しく調整することが必要であり、そのためには
2つの半導体レーザおよび1ノ2波長板の位置精度を高
める必要がある。しかしながら、半導体レーザは、レー
ザ射出軸を中心とした回転方向において常に高精度にレ
ーザマウントに固定することは難しく、また半導体レー
ザは一旦固定されてしまうとその後の位置調整は通常行
なえない。一方1/2波長板は入射するレーザビームの
光路に垂直な面内において板の主軸を回転可能に配され
るのが一般的であり、装置に組み込まれた後も偏光方向
の微調整を行なうことができる。従って1/2波長板が
光路上に配されている一方のレーザビームについては、
偏光ビームスプリッタに入射する際の偏光方向を高精度
に調整し、偏光ビームスプリッタによる透過率または反
射率を最大にすることができるが、他方のレーザビーム
については半導体レーザの取付は精度によって光の利用
効率が低くなるおそれがある。
(Problem to be solved by the invention) By the way, as mentioned above, the polarizing beam splitter and the 172
In order to maximize the amount of combined light in a device that performs multiplexing using a wavelength plate, the polarization direction of the two laser beams incident on the polarization beam splitter must be set so that the reflectance and transmittance of the beam splitter are maximized, respectively. It is necessary to correctly adjust the wavelength in a predetermined direction, and for this purpose, it is necessary to improve the positional accuracy of the two semiconductor lasers and the 1/2 wavelength plate. However, it is difficult to always fix the semiconductor laser to a laser mount with high precision in the direction of rotation around the laser emission axis, and once the semiconductor laser is fixed, it is usually impossible to adjust the position thereafter. On the other hand, a half-wave plate is generally arranged so that its main axis can be rotated in a plane perpendicular to the optical path of the incident laser beam, and the polarization direction can be finely adjusted even after it is installed in the device. be able to. Therefore, for one laser beam with a 1/2 wavelength plate placed on the optical path,
The polarization direction when incident on the polarizing beam splitter can be adjusted with high precision to maximize the transmittance or reflectance of the polarizing beam splitter. However, regarding the other laser beam, the mounting of the semiconductor laser depends on the precision of the light. Utilization efficiency may become low.

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、偏
光ビームスプリッタを用いて半導体レーザから発せられ
たレーザビームを合波する装置において、合波されたレ
ーザビームのビーム形状を合わせることができ、かつレ
ーザビームの利用効率を最大限に高めることのできる半
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。
The present invention has been made in view of the above problems, and it is possible to match the beam shape of the combined laser beams in a device that combines laser beams emitted from semiconductor lasers using a polarizing beam splitter. It is an object of the present invention to provide a semiconductor laser light source device that is capable of achieving high efficiency and maximizing the efficiency of laser beam use.

(課題を解決するための手段) 本発明の半導体レーザ光源装置は、偏光ビームスプリッ
タにより合波される第1のレーザビームと第2のレーザ
ビームをそれぞれ射出する第1の半導体レーザと第2の
半導体レーザが、偏光ビームスプリッタ通過後の光路に
おいて第1のレーザビームと第2のレーザビームのビー
ム断面の長手方向が平行になる向きに配設され、上記第
1の半導体レーザと上記偏光ビームスプリッタの間に第
1の1/2波長板が、上記第2の半導体レーザと上記偏
光ビームスプリッタの間に第2の1/2波長板がそれぞ
れ設けられ、上記第1の1/2波長板による第1のレー
ザビームの偏光方向の回転角と、上記第2の1/2波長
板による第2のレーザビームの偏光方向の回転角の和が
90″であることを特徴とするものである。
(Means for Solving the Problems) A semiconductor laser light source device of the present invention includes a first semiconductor laser and a second laser beam that respectively emit a first laser beam and a second laser beam that are combined by a polarizing beam splitter. A semiconductor laser is disposed in an optical path after passing through the polarizing beam splitter so that the longitudinal directions of the beam cross sections of the first laser beam and the second laser beam are parallel to each other, and the first semiconductor laser and the polarizing beam splitter A first 1/2 wavelength plate is provided between the second semiconductor laser and the polarizing beam splitter, and a second 1/2 wavelength plate is provided between the second semiconductor laser and the polarizing beam splitter. The present invention is characterized in that the sum of the rotation angle of the polarization direction of the first laser beam and the rotation angle of the polarization direction of the second laser beam by the second half-wave plate is 90''.

なおここでレーザビームが合波されるとは、実用上1本
の光束として取り扱える程度に各レーザビームの光路が
平行に近接せしめられることを意味し、レーザビームの
光軸は必ずしも完全に一致していなくてもよい。
Note that when the laser beams are combined here, it means that the optical paths of each laser beam are parallel and close to each other to the extent that they can be practically treated as a single beam, and the optical axes of the laser beams do not necessarily coincide completely. It doesn't have to be.

また、合波されたレーザビームの断面の長手方向が水平
方向からも鉛直方向からも傾いていて、そのままの状態
では走査ビーム等として使用しにくい場合には、合波後
の光路上に、レーザビームの断面形状を所定の角度だけ
回転させて所望の向きにビーム断面の長手方向を調整す
るビーム断面形状回転手段を設ければよい。
In addition, if the longitudinal direction of the cross section of the combined laser beam is inclined both from the horizontal direction and the vertical direction and it is difficult to use it as a scanning beam etc. in that state, it is necessary to place the laser beam on the optical path after combining. What is necessary is to provide a beam cross-sectional shape rotation means that rotates the cross-sectional shape of the beam by a predetermined angle and adjusts the longitudinal direction of the beam cross-section to a desired direction.

(作  用) 上記光源装置においては、合波後のレーザビームの断面
の長手方向が互いに近接して平行になるように2つの半
導体レーザの向きが調整されており、かつ2つのレーザ
ビームの光路上にそれぞれ172波長板を設けて各レー
ザビームの偏光方向を偏光ビームスプリッタに合わせて
回転させるようにしたので、両レーザビームを、ビーム
断面を一定方向に揃えて合波することができる。またこ
のように両レーザビームの光路上にはそれぞれl/2波
長板が設けられているので、半導体レーザの取付位置が
若干回転しても、1/2波長板を微小回転させて偏光方
向を所定の向きに調整し、偏光ビームスプリッタによる
反射率、および透過率をそれぞれ最大にすることができ
る。
(Function) In the above light source device, the directions of the two semiconductor lasers are adjusted so that the longitudinal directions of the cross sections of the combined laser beams are close to each other and parallel to each other, and the light of the two laser beams is Since 172-wavelength plates are provided on each road and the polarization direction of each laser beam is rotated in accordance with the polarization beam splitter, both laser beams can be combined with their beam cross sections aligned in a fixed direction. In addition, since a 1/2 wavelength plate is provided on the optical path of both laser beams, even if the mounting position of the semiconductor laser is slightly rotated, the polarization direction can be adjusted by slightly rotating the 1/2 wavelength plate. By adjusting the polarizing beam splitter in a predetermined direction, it is possible to maximize the reflectance and transmittance of the polarizing beam splitter.

(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
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例による半導体レーザ光源装置
の斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view of a semiconductor laser light source device according to an embodiment of the present invention.

第1の半導体レーザ1から発せられる第1のレーザビー
ム2は、コリメータレンズ3を通過して平行ビームとな
った後、第1の1/2波長板4を通過して偏光ビームス
プリッタ5に入射する。一方、第2の半導体レーザ11
は、上記第1の半導体レーザ1とレーザ射出軸が直交す
る向きに配設され、この第2の半導体レーザ11から発
せられる第2のレーザビーム12は、コリメータレンズ
13を通過して平行ビームとなった後、第2の172波
長板14を通過して上記偏光ビームスプリッタ5に前記
第1のレーザビーム2と直交する方向から入射する。
A first laser beam 2 emitted from a first semiconductor laser 1 passes through a collimator lens 3 to become a parallel beam, and then passes through a first half-wave plate 4 and enters a polarizing beam splitter 5. do. On the other hand, the second semiconductor laser 11
is arranged such that its laser emission axis is perpendicular to that of the first semiconductor laser 1, and the second laser beam 12 emitted from the second semiconductor laser 11 passes through a collimator lens 13 and becomes a parallel beam. After that, the laser beam passes through the second 172-wavelength plate 14 and enters the polarizing beam splitter 5 from a direction perpendicular to the first laser beam 2.

上記偏光ビームスプリッタ5の偏光膜5aは、−例とし
てP偏光の光を透過し、S偏光の光を反射するものであ
る。第1のレーザビーム2の偏光方向A!は、P偏光方
向に相当する方向を矢印XIで、S偏光方向に相当する
方向を矢印y1で表わすと、矢印y1方向から時計回り
方向に45@傾いており、また第2のレーザビーム12
の偏光方向A2は、P偏光方向に相当する方向を矢印x
zで、S偏光方向に相当する方向を矢印y2で表わすと
、矢印x2方向から時計回り方向に45″傾いている。
The polarizing film 5a of the polarizing beam splitter 5 transmits, for example, P-polarized light and reflects S-polarized light. Polarization direction A of the first laser beam 2! The direction corresponding to the P polarization direction is indicated by arrow XI, and the direction corresponding to the S polarization direction is indicated by arrow y1.
The polarization direction A2 of is indicated by the arrow x in the direction corresponding to the P polarization direction.
When the direction corresponding to the S polarization direction in z is represented by an arrow y2, it is tilted 45'' clockwise from the direction of the arrow x2.

またコリメータレンズ3通過後の第1のレーザビーム2
の断面形状は、第2図(a)に示すように上記偏光方向
A、を短軸方向とする楕円となっており、またコリメー
タレンズ13通過後の第2のレーザビーム12の断面形
状は、第2図(b)に示すように上記偏光方向A2を短
軸方向とする楕円となっている。
Also, the first laser beam 2 after passing through the collimator lens 3
As shown in FIG. 2(a), the cross-sectional shape of the second laser beam 12 is an ellipse with the short axis direction being the polarization direction A, and the cross-sectional shape of the second laser beam 12 after passing through the collimator lens 13 is as follows. As shown in FIG. 2(b), it is an ellipse with the polarization direction A2 as the short axis direction.

上記第1の1/2波長板4は、入射する第1のレーザビ
ーム2の偏光方向を反時計回り方向に45″回転させる
ものであり、第2の172波長板14は、入射する第2
のレーザビーム12の偏光方向を反時計回り方向に45
″回転させるものである。従って第1の1/2波長板4
を通過した第1のレーザビーム2の偏光方向は、第3図
(a)に示すように矢印Y1方向となり、第1のレーザ
ビーム2はS偏向の光となる。一方、第2の172波長
板14を通過した第2のレーザビーム12の偏光方向は
、第3図(b)に示すように矢印x2方向となり、第2
のレーザビーム12はP偏光の光となる。従って第1の
レーザビーム2は偏光ビームスプリッタ5により反射さ
れるとともに、第2のレーザビーム12は該偏光ビーム
スプリッタ5を透過し、両レーザビームは同一光路上に
射出されて合波される。また第1および第2の半導体レ
ーザは、第2図(a)。
The first 1/2 wavelength plate 4 rotates the polarization direction of the incident first laser beam 2 counterclockwise by 45″, and the second 172-wave plate 14 rotates the incident second laser beam 2 by 45″.
The polarization direction of the laser beam 12 is 45 in the counterclockwise direction.
''. Therefore, the first 1/2 wavelength plate 4
The polarization direction of the first laser beam 2 that has passed through is in the direction of arrow Y1 as shown in FIG. 3(a), and the first laser beam 2 becomes S-polarized light. On the other hand, the polarization direction of the second laser beam 12 that has passed through the second 172-wavelength plate 14 is in the direction of arrow x2, as shown in FIG.
The laser beam 12 becomes P-polarized light. Therefore, the first laser beam 2 is reflected by the polarizing beam splitter 5, and the second laser beam 12 is transmitted through the polarizing beam splitter 5, and both laser beams are emitted onto the same optical path and combined. The first and second semiconductor lasers are shown in FIG. 2(a).

(b)に示すように、予め両レーザビーム2,12の断
面の楕円の長平方向が偏光ビームスプリッタ5通過後一
致するように配されており、第1のレーザビーム2、第
2のレーザビーム12は共にl/2波長板4.14を通
過してもその断面形状は変わらないので、第1のレーザ
ビーム2と第2のレーザビームI2が合波されてなる光
はP偏光成分とS偏光成分が混じった、断面形状が単一
の楕円形の光となる。従って本光源装置によれば、2本
のレーザビームを合波して高出力の光を得ることができ
るとともに、得られた光を走査レンズ、シリンドリカル
レンズ等を用いて望みのスポットに集束させることが容
易になる。また、本装置では、第1のレーザビーム2の
光路と第2のレーザビームの光路にそれぞれ172波長
板4.14が配されているので、半導体レーザ1,11
がレーザマウント等に固定される際に該レーザが所定の
位置から回転してしまい、偏光方向が正しく前述した方
向にならない場合には、1/2波長板4.14を僅かに
回転させる微調整を行なえば、第1のレーザビーム2、
第2のレーザビーム12共に、その偏光方向を常に偏光
ビームスプリッタ5による反射率および透過率が最大に
なる方向に合わせることができる。
As shown in (b), the laser beams 2 and 12 are arranged in advance so that the elongated directions of the ellipses of the cross sections coincide after passing through the polarizing beam splitter 5, and the first laser beam 2 and the second laser beam 12 do not change their cross-sectional shapes even if they both pass through the l/2 wavelength plate 4.14, the light resulting from the combination of the first laser beam 2 and the second laser beam I2 has a P polarization component and an S polarization component. The light has a single elliptical cross-sectional shape with mixed polarization components. Therefore, according to this light source device, it is possible to combine two laser beams to obtain high-output light, and also to focus the obtained light on a desired spot using a scanning lens, cylindrical lens, etc. becomes easier. In addition, in this device, since 172-wavelength plates 4 and 14 are arranged in the optical path of the first laser beam 2 and the optical path of the second laser beam, the semiconductor lasers 1 and 11
If the laser rotates from a predetermined position when it is fixed to a laser mount, etc., and the polarization direction does not correspond to the above-mentioned direction, make a fine adjustment by slightly rotating the 1/2 wavelength plate 4.14. If you do this, the first laser beam 2,
The polarization direction of the second laser beam 12 can always be adjusted to the direction in which the reflectance and transmittance of the polarizing beam splitter 5 are maximized.

なお、本発明の光源装置は、合波された際に2つのレー
ザビームの断面形状が略一致するように半導体レーザを
配するとともに、2つの1/2波長板を用いて偏光ビー
ムスプリッタに入射するまで1;2つのレーザビームの
偏光方向を互いに90@異なったものにするものであれ
ばよく、l/2波長板入射前のレーザビームの偏光方向
や1/2波長板による偏光方向の回転角は任意に設定す
ることが可能である。例えば第1図に示す装置において
、第1の半導体レーザ1および第2の半導体レーザ11
を回転させ、第4図(a)に示すように第1のレーザビ
ーム2の偏光方向へ1′が前記矢印y!力方向ら時計回
り方向に60″傾いた方向になり、第4図(b)に示す
ように第2のレーザビーム12の偏光方向A2′が前記
矢印x2方向から時計回り方向に30″傾いた方向にな
るように、両手導体レーザの位置を決めてもよい。その
場合には第1の1/2波長板4を、第1のレーザビーム
2の偏光方向を反時計回り方向に60″回転させるもの
とし、第2の1/2波長板14を、第2のレーザビーム
12の偏光方向を反時計回り方向に30°回転させるも
のとすればよい。この他、第1の1/2波長板による第
1のレーザビームの偏光方向の回転角と、第2の1/2
波長板に・よる第2のレーザビームの偏光方向の回転角
はそれぞれ、75@、15@等にしてもよく、レーザビ
ームの断面の長軸(短軸)の向きに応じ、両回転角の和
が90″になるように適宜1/2波長板の主軸の向きを
調整すればよい。
In addition, in the light source device of the present invention, the semiconductor lasers are arranged so that the cross-sectional shapes of the two laser beams substantially match when combined, and two 1/2 wavelength plates are used to input the laser beams into the polarizing beam splitter. Until 1: The polarization directions of the two laser beams need to be different from each other by 90@, and the polarization direction of the laser beam before entering the 1/2 wavelength plate or the rotation of the polarization direction by the 1/2 wavelength plate is sufficient. The angle can be set arbitrarily. For example, in the device shown in FIG. 1, a first semiconductor laser 1 and a second semiconductor laser 11
, and as shown in FIG. 4(a), 1' points in the direction of polarization of the first laser beam 2 in the direction of the arrow y! As shown in FIG. 4(b), the polarization direction A2' of the second laser beam 12 is tilted 30'' clockwise from the direction of the arrow x2. The position of the two-handed conductor laser may be determined so that the direction is the same. In that case, the first 1/2 wavelength plate 4 shall rotate the polarization direction of the first laser beam 2 by 60'' counterclockwise, and the second 1/2 wavelength plate 14 shall rotate the polarization direction of the first laser beam 2 by 60'' counterclockwise. The polarization direction of the laser beam 12 may be rotated by 30 degrees counterclockwise.In addition, the rotation angle of the polarization direction of the first laser beam by the first half-wave plate and the second 1/2 of
The rotation angle of the polarization direction of the second laser beam by the wave plate may be set to 75@, 15@, etc., respectively, and the rotation angles of both rotation angles may be set to 75@, 15@, etc., depending on the direction of the major axis (minor axis) of the cross section of the laser beam. The direction of the main axis of the 1/2 wavelength plate may be adjusted as appropriate so that the sum becomes 90''.

また、偏光ビームスプリッタにより合波された2本のレ
ーザビーム2,12の断面は、必ずしも第6図(a)に
示すように完全に一致していなくてもよく、2つのレー
ザビームの断面の長手方向が平行であって合波された光
を1本の光束として取り扱える範囲であれば、第6図(
b)に示すように短軸方向に若干ずれていてもよいし、
第6図(c)に示すように長袖方向に若干ずれていても
よい。さらに、第1の半導体レーザと、第2の半導体レ
ーザはそれぞれ複数個設けられていてもよく、第1の半
導体レーザ群から発せられたレーザビームを、偏光方向
が等しく互いに同一もしくは互いに平行に近接した光路
をとるように調整した後、1/2波長板を経て偏光ビー
ムスプリッタに入射させ、第2の半導体レーザ群から発
せられたレーザビームも同様にして偏光ビームスプリッ
タに入射させるようにしてもよい。
Furthermore, the cross sections of the two laser beams 2 and 12 combined by the polarizing beam splitter do not necessarily have to coincide completely as shown in FIG. If the longitudinal directions are parallel and the combined light can be treated as a single beam, then the
As shown in b), it may be slightly shifted in the short axis direction,
As shown in FIG. 6(c), it may be slightly shifted in the long sleeve direction. Furthermore, a plurality of first semiconductor lasers and a plurality of second semiconductor lasers may be provided, and the laser beams emitted from the first semiconductor laser group are arranged close to each other with equal polarization directions, the same as each other, or parallel to each other. The laser beam emitted from the second semiconductor laser group may also be made to enter the polarizing beam splitter in the same way. good.

ところで、第1図に示した本発明の光源装置においては
、各光学素子をその光軸が水平方向や鉛直方向に向くよ
うに配置するのが、装置の組み立て上農も簡単である。
By the way, in the light source device of the present invention shown in FIG. 1, it is easier to assemble the device by arranging each optical element so that its optical axis is directed horizontally or vertically.

しかしながら、その場合には、合波されたレーザビーム
の断面形状は、第3図または第5図に示すように長袖方
向が斜め方向に傾いたものとなり、かかる合波ビームを
通常水平方向または鉛直方向に搬送される被走査面上を
走査する走査光として用いると、走査面上で所望のスポ
ット径のビームが得にくくなる。このような不都合を回
避するためには、光源装置全体を合波ビームの光軸を中
心として回転させて、ビームの断面形状を所望の向きに
変えることが考えられるが、装置全体を回転させるため
には大がかりな装置保持機構が必要になる上、装置設置
後の微調整が行ないにくい。そこで合波後のレーザビー
ムの断面形状を回転させたい場合には、偏光ビームスプ
リッタ5通過後のレーザビームの光路上に、合波された
レーザビームの断面形状を所定の角度回転させるビーム
断面形状回転手段を設ければよい。このようなビーム断
面形状回転手段を備えた光源装置を第7図に示す。なお
、第7図に示す光源装置は、ビーム断面形状回転手段以
外は第1図に示した装置と同様の構成であるので、ここ
ではそれらの部分については説明を行なわない。
However, in that case, the cross-sectional shape of the combined laser beam is such that the long sleeve direction is inclined obliquely as shown in FIG. When used as scanning light to scan a surface to be scanned that is conveyed in a direction, it becomes difficult to obtain a beam with a desired spot diameter on the scanning surface. In order to avoid such inconvenience, it is conceivable to rotate the entire light source device around the optical axis of the combined beam to change the cross-sectional shape of the beam to the desired direction. In addition to requiring a large-scale device holding mechanism, it is difficult to make fine adjustments after the device is installed. Therefore, when it is desired to rotate the cross-sectional shape of the combined laser beam, a beam cross-sectional shape that rotates the cross-sectional shape of the combined laser beam by a predetermined angle is placed on the optical path of the laser beam after passing through the polarizing beam splitter 5. A rotating means may be provided. A light source device equipped with such beam cross-sectional shape rotation means is shown in FIG. The light source device shown in FIG. 7 has the same structure as the device shown in FIG. 1 except for the beam cross-sectional shape rotation means, so those parts will not be explained here.

第7図に示す光源装置においては、偏光ビームスプリッ
タ5により合波された第1のレーザビーム2と第2のレ
ーザビーム12の光路上に、上記ビーム断面形状回転手
段としてダブプリズム1oが設けられている。このダブ
プリズム1oは、前述したように、その長袖が水平方向
から45°傾いた状態で合波されたレーザビームの断面
を、時計回り方向に45@回転させるものであり、この
ダブプリズムIOを通過した合波ビームは、そのビーム
断面形状の長手方向が水平方向に延びたものとなる。従
ってこのような合波ビームは水平面または鉛直面を走査
する走査ビームとして好適に用いることができるものと
なり、光源装置全体を傾けることが不要となる。なお、
上記ダブプリズムは必ずしも入射する合波ビームのビー
ム断面をその長手方向が水平方向となるように回転させ
るものである必要はなく、長手方向が鉛直方向となるよ
うに回転させる等、合波されたレーザビームの用途等に
応じて任意の方向にビーム断面を回転させるものであっ
てもよい。さらにビーム断面形状回転手段とは、ビーム
の断面形状をレーザビームの射出軸を中心として回転さ
せることができ、その回転角度を適当な特性の回転手段
を選択することにより任意に決められるものであればよ
く、上述したダブプリズムに限らず任意の部材を用いる
ことができる。
In the light source device shown in FIG. 7, a Dove prism 1o is provided as the beam cross-sectional shape rotation means on the optical path of the first laser beam 2 and the second laser beam 12 that are combined by the polarizing beam splitter 5. ing. As mentioned above, this Dove prism IO rotates the cross section of the combined laser beam by 45 degrees clockwise with its long sleeve tilted at 45 degrees from the horizontal direction. The combined beam that has passed has a beam cross-sectional shape whose longitudinal direction extends in the horizontal direction. Therefore, such a combined beam can be suitably used as a scanning beam that scans a horizontal or vertical plane, and there is no need to tilt the entire light source device. In addition,
The above-mentioned Dove prism does not necessarily have to rotate the beam cross section of the incident combined beam so that its longitudinal direction is horizontal; it can be rotated so that its longitudinal direction is vertical, etc. The beam cross section may be rotated in any direction depending on the purpose of the laser beam. Furthermore, the beam cross-sectional shape rotating means is one that can rotate the cross-sectional shape of the beam around the emission axis of the laser beam, and the rotation angle can be arbitrarily determined by selecting a rotating means with appropriate characteristics. Any member other than the above-mentioned Dove prism may be used.

(発明の効果) 以上説明したように、本発明の半導体レーザ光源装置に
よれば、偏光ビームスプリッタを用いてレーザビームの
白波を行なう際に、l/2波長板を用いて偏光方向を調
節することにより、合波されたレーザビームの断面の長
手方向を平行に揃えることができる。これとともに本発
明装置においては、第1のレーザビームの光路上と第2
のレーザビームの光路上にそれぞれ1/2波長板を配設
したので、装置組立後の偏光方向の微調整が可能となり
、合波光のパワーを最大限に高めることができる。
(Effects of the Invention) As explained above, according to the semiconductor laser light source device of the present invention, when a polarization beam splitter is used to create a white wave of a laser beam, the polarization direction is adjusted using a 1/2 wavelength plate. By doing so, the longitudinal directions of the cross sections of the combined laser beams can be aligned in parallel. In addition, in the device of the present invention, the optical path of the first laser beam and the second
Since a 1/2 wavelength plate is disposed on each of the optical paths of the laser beams, it is possible to finely adjust the polarization direction after the device is assembled, and the power of the combined light can be maximized.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例による半導体レーザ光源装置
の概略斜視図、 第2図(a)、  (b)、第3図(a)、  (b)
。 第4図(a)、  (b)、第5図(a)、  (b)
はレーザビームの偏光方向とビーム断面を示す概略図、 第6図(a)、(b)、(C)は合波されたレーザビー
ムの断面の状態を示す概略図、第7図は本発明の他の実
施例による半導体レーザ光源装置の概略斜視図である。 1・・・第1の半導体レーザ 2・・・第1のレーザビーム 3.13・・・コリメータレンズ 4・・・第1の1/2波長板 5・・・偏光ビームスプリッタ lO・・・ダブプリズム 11・・・第2の半導体レーザ 12・・・第2のレーザビーム 14・・・第 のl/2 波長板 第 図 (G) (b) 第 図 (aン (bン
FIG. 1 is a schematic perspective view of a semiconductor laser light source device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2(a), (b), FIG. 3(a), (b)
. Figure 4 (a), (b), Figure 5 (a), (b)
6(a), (b), and (C) are schematic diagrams showing the cross-sectional state of the combined laser beam, and FIG. 7 is a schematic diagram showing the polarization direction and beam cross section of the laser beam. FIG. 3 is a schematic perspective view of a semiconductor laser light source device according to another embodiment. 1...First semiconductor laser 2...First laser beam 3.13...Collimator lens 4...First 1/2 wavelength plate 5...Polarizing beam splitter lO...Dub Prism 11...Second semiconductor laser 12...Second laser beam 14...1/2 wave plate (G) (b) (a) (b)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1)第1の半導体レーザから発せられた第1のレーザビ
ームと、第2の半導体レーザから発せられた第2のレー
ザビームを、各々の偏光方向が互いに90゜異なるよう
に調整した後、偏光ビームスプリッタに互いに異なる方
向から入射せしめ、該偏光ビームスプリッタ通過後略同
一光路に射出せしめて合波する半導体レーザ光源装置に
おいて、前記第1の半導体レーザと前記第2の半導体レ
ーザが、前記偏光ビームスプリッタ通過後の光路におい
て前記第1のレーザビームと前記第2のレーザビームの
ビーム断面の長手方向が平行になる向きに配設され、前
記第1の半導体レーザと前記偏光ビームスプリッタの間
に第1の1/2波長板が、前記第2の半導体レーザと前
記偏光ビームスプリッタの間に第2の1/2波長板がそ
れぞれ設けられ、前記第1の1/2波長板による前記第
1のレーザビームの偏光方向の回転角と、前記第2の1
/2波長板による前記第2のレーザビームの偏光方向の
回転角の和が90゜であることを特徴とする半導体レー
ザ光源装置。 2)前記第1のレーザビームと前記第2のレーザビーム
の前記偏光ビームスプリッタ通過後の光路上に両レーザ
ビームの断面形状を所定の角度回転させるビーム断面形
状回転手段が設けられていることを特徴とする請求項1
記載の半導体レーザ光源装置。
[Claims] 1) A first laser beam emitted from a first semiconductor laser and a second laser beam emitted from a second semiconductor laser are polarized so that their respective polarization directions differ by 90 degrees from each other. In the semiconductor laser light source device, the first semiconductor laser and the second semiconductor laser are made to enter a polarizing beam splitter from different directions, and after passing through the polarizing beam splitter, are emitted onto substantially the same optical path and combined. is arranged such that the longitudinal directions of the beam cross sections of the first laser beam and the second laser beam are parallel to each other in the optical path after passing through the polarizing beam splitter, and the first laser beam and the polarizing beam A first half-wave plate is provided between the splitters, a second half-wave plate is provided between the second semiconductor laser and the polarizing beam splitter, and the first half-wave plate is provided between the second semiconductor laser and the polarizing beam splitter. the rotation angle of the polarization direction of the first laser beam, and the rotation angle of the polarization direction of the first laser beam, and
A semiconductor laser light source device characterized in that the sum of rotation angles of the polarization direction of the second laser beam by the /2 wavelength plate is 90°. 2) Beam cross-sectional shape rotation means for rotating the cross-sectional shapes of both laser beams by a predetermined angle is provided on the optical paths of the first laser beam and the second laser beam after passing through the polarizing beam splitter. Claim 1
The semiconductor laser light source device described above.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2009098560A (en) * 2007-10-19 2009-05-07 Konica Minolta Business Technologies Inc Laser scanning optical device
US7778790B2 (en) 2006-03-29 2010-08-17 Nec Electronics Corporation Semiconductor integrated circuit device and delay fault testing method
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