JPH0260181A - 合波用レーザ光源装置 - 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等のレーザ光源から発せられる低
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
得ることを可能にする合波用レーザ光源装置に関し、特
に詳細には精密な合波を容易に実現、維持することので
きる合波用レーザ光源装置に関するものである。

（従来の技術） 周知のように、レーザビームを光偏向器により偏向して
走査する光走査装置は、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おり、このよう
な光走査装置においては、例えば読取りや記録のスピー
ドアップを図るために複数のレーザビームを合波して走
査光として用いることが検討されている。このレーザビ
ームの合波は、レーザ光源が半導体レーザである場合等
に特に求められる。すなわち半導体レーザは、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２０〜３０７ＦＬｗ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。

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−■６３４７２号、同５
Ｂ−１１３９５号、同５６−１０４８４５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、したがって前記半導体レーザを用いた
光走査装置を、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。

そこで上記の通り光出力が低い半導体レーザ等から十分
高エネルギーの走査ビームを得るためには複数のレーザ
光源を使用し、これらのレーザ光源から射出されたレー
ザビームを１本に合波することが望ましい。

複数のレーザ光源から発せられたレーザシームを上記の
ように１本のレーザビームに合波するためには、通常各
レーザ光源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ビームにするとともに互いに近
接して平行な光路に導き、これらのレーザビームを集束
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。

また、本出願人は、上記レーザビームの合波を効率よく
行なうことを可能とする、複数のレーザ光源を備えた合
波用レーザ光源装置を既に提案した（特願昭８３−３５
８３８号等）。かかる光源装置は、上記複数のレーザ光
源とともに、レーザ光源から射出される各レーザビーム
の光路上に配設され、各レーザビームを平行ビームにす
るコリメータ光学系と、上記レーザビームの光路上に配
設され、各レーザビームを互いに近接した平行な光路に
射出させる光路調整素子とを一体的に備えてなるもので
あり、このような光源装置を用いれば、該光源装置から
射出させたレーザビームを集束レンズに入射させるだけ
で、所望の位置において複数のレーザビームを一点に集
束させることができる。

（発明が解決しようとする課題） ところで上記光源装置を用いてレーザビームの合波を精
度よく行なうためには、光源装置がら射出されるレーザ
ビームが互いに平行な所定の光路をとるとともにそれぞ
れが平行ビームとなるように、光源装置内の各光学素子
が正しく位置調整されている必要がある。しかしながら
、実際には光源装置において一旦各光学素子の位置調整
を精密に行なっても、光源装置の取付は時や環境温度が
変化した際等に、上記光学素子の位置が変化して、レー
ザビームの光路、拡がり状態等の射出状態が変動してし
まうという不都合が認められていた。

すなわち、上記光源装置は通常定盤上にその底板をネジ
化めすることにより固定されるが、装置内の前記光路調
整素子は、定盤と直接接する上記底板に取り付けられる
ようになっているため、環境温度変化等により定盤が変
形すると、この変形はネジを介して底板に伝わって該底
板を変形させ、光路調整素子の位置を狂わせてしまう。

また、光源装置を所定の状態に調整した後に定盤にネジ
止めすると、底板がネジ止めにより変形して光路調整素
子の位置がずれ、上記所定の状態が崩れ易いという不都
合もある。さらに底板を定盤に固定しているネジが経時
的にゆるんだ場合にも光路調整素子の位置が変わってレ
ーザビームの射出状態が変化してしまう。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、定
盤への取付は時や、周囲の環境温度の変化、経時的なネ
ジのゆるみ等が生じた際にもレーザビームの射出状態が
大きく変動することのない合波用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。

（課題を解決するための手段） 本発明の合波用レーザ光源装置は、前述した複数のレー
ザ光源、コリメータ光学系、光路調整素子が、装置が取
り付けられる定盤と略垂直に延びた支柱にすべて直接ま
たは保持部材を介して取り付けられ、上記支柱が前記定
盤に固定されて定盤上に取付けられることを特徴とする
ものである。

なお、支柱と定盤との固定は、定盤の変形をできるだけ
支柱に伝えないように行なうことが望ましく、例えば支
柱が定盤から浮上するように、１本または２本のネジを
用いて両部材を固定するようにすれば、ネジ止めの際の
応力や温度変化等に伴なう定盤の変形が支柱の位置、形
状に影響しにくくなる。

（作　　用） 上記光源装置においては、支柱にすべての光学素子を取
り付け、この支柱を定盤に固定するようにしたので、各
光学素子は、定盤の変形や装置を定盤に固定する際の応
力等の影響を直接受けなくなり、光学素子に大きな位置
ずれは生じにくくなる。また、支柱の位置が若干変動し
たとしても、各光学素子の相対位置にはほとんど影響が
ないため、レーザビームの射出状態が、最終的な合波を
損ねるように変動するおそれはほとんどなくなる。

（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合波用レーザ光源装置
の斜視図であり、第２図は上記装置における光学素子の
保持手段の分解斜視図である。

図示の合波用レーザ光源装置は、レーザ射出軸が互いに
平行である、−例として１０個の半導体レーザ３Ａ、　
３Ｂ、　３Ｃ，３Ｄ、　３Ｅ、　３Ｆ、　３Ｇ。

３Ｈ，３１，３Ｊが２列に並んで、レーザ保持板２人に
固着され、該レーザ保持板２人を介して支柱２Ｄの上面
に取り付けられている。なお、各半導体レーザ３Ａ〜３
Ｊはそれぞれ支持枠１０により支持されており、この支
持枠１ｏが上記レーザ保持板２Ａにネジ１１により固定
されることによって、レーザ保持板２人に取り付けられ
る。また、上記支柱２Ｄの中間部分には一対のレンズ保
持板２Ｂが取り付けられており、これらのレンズ保持板
２Ｂには、上記半導体レーザ３八〜３Ｊと対向して、ネ
ジ１１により支持枠１８に固定された凹レンズ４が５個
ずつ取り付けられている。さらに支柱２Ｄの下端部には
、一対のミラー保持板２Ｇがネジ１１により固着されて
おり、このミラー保持板２Ｇ上には上記各凹レンズ４と
対向して反射ミラー５が５個ずつ配設されている。なお
、上記半導体レーザ３Ａ〜３Ｊ、凹レンズ４、および反
射ミラー５は、それぞれ上記支柱２Ｄに対して対称とな
るように配されている。また支柱２Ｄの一側方には側板
２Ｅが、他側方には後述する偏光ビームスプリッタやＩ
／２波長板を支持する光学索子保持板２Ｆがそれぞれネ
ジ１１により固首されており、また支柱２Ｄの底面には
底Ｍ２Ｃが取り付けられている。

上記レーザ保持板２Ａの内部には、各半導体レーザ３Ａ
〜３Ｊに対向して凸レンズ６が配設されている。（−例
として第１図のＸ−Ｘ線断面図である第３図に半導体レ
ーザ３Ａに対向する凸レンズ６を示す）。本装置におい
ては前記凹レンズ４とこの凸レンズ６とによりコリメー
タ光学系が構成されている。第３図：こ示すように半導
体レーザ３Ａから発せられたレーザビーム３ａはこのコ
リメータ光学系を通過することにより、平行ビームとな
り、他の半導体レーザ３Ｂ〜３Ｊから発せられたレーザ
ビーム３ｂ〜３ｊも同様にそれぞれの光路上に配設され
たコリメータ光学系により平行ビームとなる。

平行ビームとなったレーザビーム３ａｓ　ＢＣ，３ｅ。

３ｇ、　３ｉは、下方にそれぞれ配設された前記反射ミ
ラー５に反射された後、偏光ビームスブリッタフに入射
する。前記半導体レーザ３Ａ、３Ｃ，３Ｅ。

３Ｇ、３１はレーザビーム３ａ、　３ｃｓ　３ｅｑ　８
ｇｓ　３Ｉを同一平面内に射出するように配設されてお
り、またこれらのレーザビームの光路上にある各反射ミ
ラー５は、図示のように段差のあるミラー保持板２Ｇに
より上下方向に徐々にずれて保持されているので、レー
ザビーム３ａｓ　３ｃｓ　３ｅｓ　３ｇｓ　８１の反射
ミラー５による反射位置は上下方向にのみ少しずつずれ
、各反射ミラー５により反射されたレーザビーム３ａ、
　３ｃ、　Ｂｅｓ　ａｇ、　３１は互いに上下方向にご
く近接した平行な光路をとる。また、前記支柱２Ｄの裏
側においては、半導体レーザ３Ｂ、３Ｄ。

３Ｆ、３Ｈ，３Ｊから発せられたレーザビーム３ｂ。

３ｄ、　３ｒ、　３ｈ、　８ｊが全く同様に、反射ミラ
ー５に反射されて互いに上下方向にごく近接した平行な
光路をとる。また、支柱２Ｄを介して対向する位置に配
された半導体レーザから発せられたレーザビーム（例え
ばレーザビーム３ａと３ｂ、レーザビーム３Ｃと３ｄ）
の反射ミラー５に反射される高さは互いに等しくなって
おり、また、すべての半導体レーザ３Ａ〜３Ｊは、反射
ミラー５により反射されたレーザビーム３ａ〜３ｊにお
ける偏光方向が一様（第１図においては矢印ａ方向）に
なるように前記レーザ保持板２Ａに固定されている。な
お、上記光学素子保持板２Ｆにはレーザビーム３ａ〜３
ｊが保持板上の各素子に入射することを許す開口が形成
されている。

前記偏光ビームスプリッタ７は、矢印ａ方向に偏光する
光を反射する特性を有するものであり、レーザビーム３
ａｓ　３ｃｑ　３ｅ、　３ｇ、　３ｉはこの偏光ビーム
スプリッタにより反射される。一方、レーザビーム３ｂ
、　３ｄ、　３１’、３ｈ、　３ｊはミラー８により反
射されて光路を約９０”変更した後、ｌ／２波長板９を
通過することにより偏光方向を９０°変化せしめられ、
矢印す方向に偏光する光となる。前記偏光ビームスプリ
ッタ７は矢印す方向に偏光する光に対してはこれを透過
させるものであり、従ってレーザビーム３ｂ、　３ｄ、
　３ｆ’、　３ｈ、　３ｊは偏光ビームスプリッタ７を
通過して、レーザビーム３ｂはレーザビーム３ａと、レ
ーザビーム３ｄはレーザビーム３Ｃと、レーザビーム３
ｒはレーザビーム３ｅと、レーザビーム３ｈはレーザビ
ーム３ｇと、レーザビーム３ｊはレーザビーム３！とそ
れぞれ同一光路に射出される。このように互いに近接し
て平行な光路に射出された１０本のレーザビーム３３〜
３ｊのビーム断面は第４図に示すようになる。

ところで上記の光源装置は、定盤上に固定されて用いら
れるものであり以下に上記光源装置の定盤への固定につ
いて説明する。

第５図（ａ）、（ｂ）　、第６図（ａ）、（ｂ）　、第
７図（ａ）。

（ｂ）は、それぞれ光源装置を定盤へ固定する固定手段
の水平断面図および縦断面図である。

本発明の光源装置１は、その支柱２Ｄが定盤１２に固定
されることにより、定盤上に取り付けられるものとなっ
ている。なお、上述した実施例では光源装置の内部を保
護するために底板２Ｃが設けられており、支柱２Ｄはこ
の底板２Ｃを介して定盤１２に取り付けられるが、この
底板は必ずしも設けられている必要はない。まず、第５
図に示す例では、支柱２Ｄは、その底面の長手方向に並
んだ２つのネジ１３により定盤１２に該定盤から若干間
隔を空けて固定されるようになっており、光源装置１と
定盤１２の間の、上記ネジ１３の周囲には緩衝材１４が
配設されている。また、第６図に示す例は、第５図に示
す例で２本用いられていたネジ１３の片方がスプリング
１５におきかえられたものである。

さらに第７図に示す例では、支柱２Ｃの底面の中央部を
１本のネジにより定盤に固定するとともに、その外周部
分に比較的大きな環状の緩衝材１４′を取り付けたもの
である。これらの取付は方法によれば、光源装置は、１
本または２本のネジにより、定盤から浮上して取り付け
られているので、ネジ止めの際に光源装置側に変形が生
じるおそれはほとんどなく、また定盤が周囲の温度変化
等により変形しても、かかる変形の影響を光源装置側は
ほとんど受けることがない。従って光源装置内において
各光学素子の位置調整を正確に行なっておけば、光源装
置を定盤に取り付けたことにより、光学素子の位置精度
が崩されるおそれはない。また、上記ネジ等の固定手段
は、すべて支柱２Ｄに取り付けられるようになっており
、光源装置内のすべての光学素子はそれぞれ保持部材を
介してこの支柱に取り付けられているので、ネジ等を介
して支柱が若干位置ずれすることがあっても、各光学素
子間の相対位置には変化がなく、レーザビームの射出状
態が大きく乱されるといった不都合は生じない。なお、
ネジ止め等による支柱の変形量が極めて小さい場合には
緩衝材は必ずしも設けられなくてもよい。

なお、上述した光源装置においては、各光学素子を直接
または間接に支持するレーザ保持板２Ａ。

レンズ保持板２Ｂ、底蓋２Ｃ，支柱２Ｄ、側板２Ｅ１光
学素子保持板２Ｆ、　ミラー保持板２Ｇは、それぞれ別
体に形成された後、ネジ止め等により一体化されるよう
になっているが、これらの部材は、その一部または全部
が一体成形されてもよい。

第８図（ａ）は上記７つの部材がすべて一体成形された
保持部材ユニット２を示すものであり、第８図（ｂ）は
、レーザ保持板２Ａ、支柱、２Ｄ１光学素子保持板２Ｆ
のみが一体成形された保持部材ユニット２′を示すもの
である。この他にも、レーザ保持板２Ａとレンズ保゛持
板２Ｂと支柱２Ｄと光学素子保持板２Ｆ、またはレーザ
保持板２Ａとレンズ保持板２Ｂと支柱２Ｄ、またはレー
ザ保持板２Ａと支柱２Ｄ、またはレンズ保持板２Ｂと支
柱２Ｄ等を一体成形してもよい。このように光学素子の
保持部材の一部または全部を一体成形により作成すれば
、部品点数が減少するとともに各保持部材の接合面を高
精度に加工する手間が少なくなるので、製造コストの低
減、組み立て時間の短縮等が図れる他、接合部が温度変
化、経時変化等により位置ずれするといった不都合も回
避することができるので光源装置の合波の精度を一層高
めることができる。

（発明の効果） 以上説明したように、本発明の合波用レーザ光源装置に
よれば、装置内の光学素子をすべて同一の支柱に取り付
け、この支柱を定盤に固定するようにしたので、定盤へ
の取り付は時のゆがみや、定盤が変形した際の影響を最
小限に抑えることができる。従って本発明の光源装置を
用いればレーザビームの高精度な合波を容易に実現、維
持することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による合波用レーザ光源装置
の斜視図、 第２図は光学素子の保持手段の分解斜視図、第３図は第
１図のＸ−Ｘ線断面図、 第４図は上記光源装置から射出されたレーザビームのビ
ーム断面を示す概略図、 第５図（ａ）、（ｂ）　、第６図（ａ）、（ｂ）　、第
７図（ａ）。 （ｂ）は光源装置を定盤に固定する固定手段を示す概略
図、 第８図（ａ）　、（ｂ）は一体成形された保持手段ユニ
ットの斜視図である。 １・・・合波用レーザ光源装置 ２Ａ・・・レーザ保持板　　　２Ｂ・・・レンズ保持板
２Ｄ・・・支柱　　　　　　　２Ｆ・・・光学素子保持
板２Ｇ・・・ミラー保持板 ３Ａ、３Ｂ、３Ｃ，３Ｄ、３Ｅ、３Ｆ、３Ｇ、３Ｈ，３
１，３Ｊ・・・半導体レーザ ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ、３１’、３ｇ、３ｈ、
３１．３ｊ　−・・レーザビーム４・・・凹レンズ　　
　　　　５・・・反射ミラー６・・・凸レンズ　　　　
　　１２・・・定盤１３・・・ネジ　　　　　　　　Ｌ
４，１４　’・・・緩衝材１５・・・スプリング 第 図 第 第 図 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 複数のレーザ光源と、該複数のレーザ光源から射出され
   る各レーザビームの光路上に配設され各レーザビームを
   平行ビームにするコリメータ光学系と、前記レーザビー
   ムの光路上に配設され、各レーザビームを互いに近接し
   た平行な光路に射出させる光路調整素子とを備え、定盤
   上に取付けられる合波用光源装置において、 前記レーザ光源、前記コリメータ光学系、前記光路調整
   素子がすべて前記定盤と略垂直方向に延びた支柱に直接
   または保持部材を介して取り付けられ、前記支柱が前記
   定盤に固定されることにより該定盤上に取付けられるこ
   とを特徴とする合波用レーザ光源装置。