JPH0429383A - 光変調可能な高調波光源及びそれを用いた光情報処理装置 - 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、第２高調波を用いて短波長化した光ディスク
やレーザプリンタ等の光源に用いるレーザ光源に関する
。

〔従来の技術〕

従来例としては、例えば、オプティクスレター１３巻、
１０番、８０５頁から８０７頁、　１９８８年（Ｏｐｔ
、　Ｌｅｔｔｅｒ、　ＶｏＱ　１３．　ＮαｌＯ，ｐ８
０５〜ｐ８０７（１９８８））において論じられている
ように、非線型光学結晶ＫＴＰ　（ポタシウム・チタニ
ール・フォスフエイト）を用いた、第２次高調波発生を
利用したコヒーレント光源が提案されている、この光源
からは半導体レーザで端面励起したＹＡＧレーザの第２
高調波として波長５３２ｎｍの緑色光が安定して得られ
るという報告がある。

このような、比較的小型で、取り扱い易い短波長のコヒ
ーレント光源は１例えば光ディスクの光源として利用し
た時、情報の記憶密度を大幅に向上することができ、期
待が大きい、何故ならば、よく知られているように、光
ディスクの記憶密度は光スポツト径の二乗に反比例して
増加し、光スポツト径は光の波長に比例して減少するか
らである。

あるいは、該第２高調波を用いたコヒーレント光源は、
レーザプリンタ用の光源としても有効である。何故なら
ば、波長を短くすることにより、感光ドラム上でのスポ
ット径を同様に小さくすることができて、印字の解像度
を向上することが可能となるからである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記従来技術では、第２次高調波を、情報信号
の強度に応じて変調することが不可能である。すなわち
、光ディスクやレーザプリンタ等の光情報処理装置では
、デジタル、あるいはアナログによる何らかの情報信号
をもって、レーザ光の強度を変調することによって、始
めて情報の記録、あるいは印字が可能となるのである。

このため、レーザ光源自身を直接変調できない場合には
、外部に音響光学効果（Ａ１０）や、電気光学効果（Ｅ
ｌｏ）を利用した光強度の変調器を用いる必要があり、
装置の大型化や、調整の繁雑さ、あるいはコスト増につ
ながるという不利さが残ることになる。

このように、レーザ光を直接変調できない理由は、上記
Ｎｄ　：　ＹＡＧ　（＝オジイウムヤグ）レーザの準位
の寿命が長いため、励起用の半導体レーザの強度を変調
しても、追随できるのは高々〜２０ＫＨｚであり、光デ
ィスクやレーザプリンタで必要な２０ＭＨｚ程度の変調
は不可能であるからである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明では、変調可能な短波長レーザ光源を実現する目
的で、次のような手段を講じようとするものである。

そもそも、第２次高調波発生のためには、非線型光学特
性を有した誘電体あるいは有機材料の結晶が不可欠であ
り、該結晶に基本波を入射させることで、基本波の第２
次高調波を発生させるものである。

一方、このような誘電体結晶は超音波あるいは電気光学
波を立てることが可能である。すなわち。

いわゆる音響光学素子においては、例えば、Ｔｅａよ（
二酸化テルル）やＰｂＭｏＯ４（モリブデン酸鉛）のよ
うな誘電体結晶に、トランスデユーサ−をはりつけ、Ｍ
Ｈｚ以上の交流電圧を印加することにより、超音波を発
生させる。このような超音波あるいは電気光学波による
疎密波は、結晶中に生じた回折格子とみなすことが可能
である。このような回折格子が結晶中に存在しておれば
、入射したレーザビームが、回折を受け、その進路を曲
げることが可能となる。このような方式によって、結晶
中に入射したレーザ光の強度を変調することが可能とな
る。

つまり、結晶に超音波が存在していない時には、第２次
高調波は光軸上を進み、光軸上に光強度が存在する。し
かし、該結晶中に超音波が存在すると、第２次高調波の
進行方向が光の回折現象によって曲げられるため、該光
軸上には光強度が存在しなくなるにの時１曲げられた光
は、遮蔽板によりブロックするものとする。

〔作用〕

本発明においては、以上の音響光学的光変調の方式を、
第２次高調波を発生させる非線型光学結晶自身にあては
めるものである。すなわち、例えばＫＴＰ結晶にトラン
スデユーサをとりつけ、高周波を印加すれば、ＫＴＰ結
晶中に超音波が発生する。このような超音波は、入射レ
ーザ基本波、あるいは第２次高調波の進行方向を曲げる
ことになり、超音波をオン、オフすれば、あるいは、超
音波の振幅を変えれば、該基本波、あるいはその第２次
高調波の強度を変調することが可能となるのである。

又、例えば、Ｎｄ　：　ＹＡＧ結晶のようなレーザ媒体
自身に超音波を発生させ、生じるレーザ光を変調するこ
とが可能であることはいうまでもない。

〔実施例〕

以下本発明の一実施例を第１図により説明する。

高出力な半導体レーザ１からのレーザ光をレンズ２によ
り集光し、Ｎｄ　：　ＹＡＧ結晶３に端面がら入射させ
る。該結晶３により吸収された光は、いわゆるＹＡＧレ
ーザのパンピング光としての役割を遂たす。そして、入
射端面４とミラー５との間で、プラノコンケイプ（ｐｉ
ａｎｏ　−ｃｏｎｃａｖｅ）な共振器を構成し、波長１
１０６４ｎ、あるいは９４６ｎｍなどのレーザ発振が行
なわれる。この時、共振器内部におかれた非線型光学結
晶６１例えばＫＴＰ、あるいはＫＮｂＯ，などの素子に
トランスデユーサ７を取りつけ、交流電圧８を印加する
。

その結果、非線型光学結晶６上に、超音波９が発生し、
入射光１０が回折されて、進行方向が１０、あるいは１
１に曲げられる曲げた先に開口絞り１２を置けば、回折
光はブロックされる。このため、光軸上では光強度が、
変調を受ける。ここで、光の回折角θは次式で与えられ
る。

２　ｄ　ｓｉｎθ＝ｍλ ただし、ｍは整数、λはレーザ光の波長、ｄは超音波の
波長である。この時非線形光学結晶６は、第２次高調波
あるいはそれよりも高次の波長変換波を発生しており、
変調可能な、短波長光源を実現することが可能となる。

又、最近、有機材料の高い非線形光学効果に着目した高
次光発生が盛んに研究されており、バルク状の有機結晶
が得られるようになりつつある。

本発明は、このような有機結晶に、超音波を発生させる
ことで、同様に光強度の変調が可能となる。

第２図は、本発明の第２の実施例を示すものである。こ
の実施例は、第１図の実施例における超音波を、レーザ
発振媒体であるＮｄ　：　ＹＡＧ結晶自身に発生させる
ものである。やはり、半導体レーザ１からの光をレンズ
２により集光し、Ｎｄ：ＹＡＧ結晶３に入射せしめる。

該結晶の端面４とミラー５との間で共振器を構成し、波
長が１１０６４ｎ、あるいは９４６ｎｍなどのレーザ光
を発生せしめ、その共振器の内部に、ＫＴＰ、あるいは
ＫＮｂＯ３、さらには有機結晶などの高調波発生素子６
を置く。そして、内部共振器型の高調波を発生させる。

この時、Ｎｄ　：　ＹＡＧ結晶３に、トランスデユーサ
７を取りつけ、高周波電圧８を印加する。これにより、
超音波９を結晶中に生じせしめ、生じた回折格子によっ
て、レーザ発振光を１０．１１のように進行方向を曲げ
る。そして、開口絞り１２により回折光だけブロックす
る。がような構成により、結晶中での超音波をオン、オ
フすることで、光軸上の光強度を変調することが可能と
なるのである。

この時、例えばＮｄ：ＹＡＢにオディウムイットリウム
、アルミニウム、ホウ素結晶）のように、レーザ媒質で
あって、しかも非線型光学特性を自ら有する材料に、本
発明による超音波光変調機能を持たせることも可能であ
ることはいうまでもない。

第３図は本発明の第３の実施例である。すなわち、本発
明による変調可能な短波長ＳＨＧ　（第２高調波）光源
１３よりの光をビームスブリック１４を経て、光デイス
ク１５上にスポットとして絞り込む。光デイスク上の信
号によって変調された反射光を、ビームスプリッタ１４
および１６を経て、光検知器１７．１８に戻し、トラッ
キング信号、オートフォーカス信号、そして情報信号の
再生を行う。一方、記録時には、本発明による変調可能
な光源１３に、情報信号１９がら生成した高周波信号２
０によってトランスデユーサ７を駆動し、２１のように
光強度変調を実施して、光デイスク１５上に所望の信号
を記録するものである。

第４図は本発明による第４の実施例を示すものである。

すなわち、第３の実施例に示した光源１３と光ディスク
１５の関係において、トラッキングのための音響光学素
子２２を配置し、非常に高速のアクセスを可能としたも
のである。このように、直接変調可能な短波長光源と、
トラッキングアクセスのための音響光学素子とを組み合
わせることで、記録密度の増大と、アクセス時間の短縮
を狙う、光デイスクシステムの構築が可能となるのであ
る。

第５図は本発明による第５の実施例である。すなわち１
本発明による直接変調可能な短波長光源１３を、レーザ
ビームプリンタの光源として応用した実施例である。光
源１３からのビームは回転多面鏡２３により走査され、
Ｆθレンズ２４を経て感光ドラム２５上に至る。情報信
号によって直接変調された光源からの光は、感光ドラム
上に印字し、紙に転写されて従来よりも格段に高い解像
度をもってプリンティングを行うものである。

レーザ光の変調方法は、第３図の実施例に示したものと
全く同様である。

［発明の効果〕 以上説明して来たように、本発明によれば、システム応
用に不可欠なレーザ光変調を、短波長光源自身の内部で
実施することが可能となり、短波長光源を小型コンパク
ト化、低コスト化することが可能となって、光ディスク
の記録密度の向上、あるいはレーザプリンタの印字解像
度の向上など大きな効果を有しているのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第一の実施例を示す図、第２図は本発
明の第２の実施例を示す図、第３図は本発明による変調
可能光源を光デイスク装置の光源として応用した一実施
例を示す図、第４図は本発明による光源と音響光学素子
による光偏光器とを組み合せ、高速アクセスも可能とし
た高密度光ディスク装置の一実施例を示す図、第５図は
本発明による光源をレーザプリンタの光源として応用し
た一実施例を示す図である。 １・・・半導体レーザ、３・・・Ｎｄ　：　ＹＡＧ結晶
、６・・・ＫＴＰ結晶、９・・・超音波、１０．１１・
・・回折光、１５・・・光ディスク、１９・・・音響光
学偏向器、２０第 目 纂 国 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、励起用レーザ光を放射するレーザ光源と、該レーザ
   光源からのレーザを受けてレーザ発振するレーザ活性媒
   体であって、反射面との間で共振器を構成するレーザ活
   性媒体と、上記共振器内部に設けられ高調波を発生する
   高調波発生媒体とを有し、上記レーザ活性媒体と上記高
   調波発生媒体のいずれかに超音波を印加することにより
   、上記高調波を変調することを特徴とする光変調可能な
   高調波光源。 ２、請求項１において、上記共振器内部に絞りを設け、
   上記超音波の印加により回折された光を遮蔽することを
   特徴とする光変調可能な高調波光源。 ３、請求項１又は２に記載の光変調可能な高調波光源を
   用い、上記超音波を情報信号に応じて制御し、該高調波
   光源からの高調波を記録媒体上に照射して記録すること
   を特徴とする光情報処理装置。 ４、請求項３において、上記記録媒体が光ディスクであ
   ることを特徴とする光情報処理装置。 ５、請求項４において、上記記録媒体が感光ドラムであ
   ることを特徴とする光情報処理装置。