JPH04363084A - 半導体レーザ光源 - Google Patents
半導体レーザ光源Info
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- JPH04363084A JPH04363084A JP23442291A JP23442291A JPH04363084A JP H04363084 A JPH04363084 A JP H04363084A JP 23442291 A JP23442291 A JP 23442291A JP 23442291 A JP23442291 A JP 23442291A JP H04363084 A JPH04363084 A JP H04363084A
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 42
- 201000009310 astigmatism Diseases 0.000 claims abstract description 45
- NCGICGYLBXGBGN-UHFFFAOYSA-N 3-morpholin-4-yl-1-oxa-3-azonia-2-azanidacyclopent-3-en-5-imine;hydrochloride Chemical compound Cl.[N-]1OC(=N)C=[N+]1N1CCOCC1 NCGICGYLBXGBGN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 abstract description 19
- 230000002411 adverse Effects 0.000 abstract description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 5
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 5
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 1
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- Semiconductor Lasers (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【発明の利用分野】本発明は、光ディスク装置やレーザ
プリンタ装置の光源として用いて好適な非点収差を補正
した半導体レーザ光源に関する。
プリンタ装置の光源として用いて好適な非点収差を補正
した半導体レーザ光源に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体レーザは最近、横モードの安定化
，長寿命化，可視化など大幅な改善がなされ、光通信へ
の応用分野だけでなく、精密光学系を必要とする光ディ
スク装置、レーザプリンタ装置などへの適用も盛んに考
えられている。半導体レーザは小型，高効率，高速かつ
直接変調可能などのすぐれた特長を有するが、その共振
器の構造からして、ビームウエスト位置が接合面に垂直
方向と、平行な方向とで、一般に光軸方向にずれている
。すなわち、非点隔差を有するため、理想的な点光源が
つくる無収差波面に比べて、波面即ち等位相面に歪みを
もたらすという問題を有する。半導体レーザに非点隔差
がある場合、接合面に垂直な方向のビームウエスト位置
が共振器の端面側に平行な方向のビームウエスト位置が
端面より奥にある。
，長寿命化，可視化など大幅な改善がなされ、光通信へ
の応用分野だけでなく、精密光学系を必要とする光ディ
スク装置、レーザプリンタ装置などへの適用も盛んに考
えられている。半導体レーザは小型，高効率，高速かつ
直接変調可能などのすぐれた特長を有するが、その共振
器の構造からして、ビームウエスト位置が接合面に垂直
方向と、平行な方向とで、一般に光軸方向にずれている
。すなわち、非点隔差を有するため、理想的な点光源が
つくる無収差波面に比べて、波面即ち等位相面に歪みを
もたらすという問題を有する。半導体レーザに非点隔差
がある場合、接合面に垂直な方向のビームウエスト位置
が共振器の端面側に平行な方向のビームウエスト位置が
端面より奥にある。
【０００３】図１はこのような非点隔差を持つ光源の結
像関係の一例を示す図である。図において、１は基準３
面体Ｏｘｙｚの軸Ｏｚに沿って光ビームを放出する光源
、Ｘは接合面に平行な軸Ｏｘ方向のビームウエスト位置
、Ｙは垂直な軸Ｏｙ方向のビームウエスト位置を示し、
距離ＸＹが非点隔差である。また破線ｌは軸Ｏｘ方向の
光線、実線ｍは軸Ｏｙ方向の光線を示す。Ｘ′，Ｙ′は
結像光学系２によるＸ，Ｙの像位置である。
像関係の一例を示す図である。図において、１は基準３
面体Ｏｘｙｚの軸Ｏｚに沿って光ビームを放出する光源
、Ｘは接合面に平行な軸Ｏｘ方向のビームウエスト位置
、Ｙは垂直な軸Ｏｙ方向のビームウエスト位置を示し、
距離ＸＹが非点隔差である。また破線ｌは軸Ｏｘ方向の
光線、実線ｍは軸Ｏｙ方向の光線を示す。Ｘ′，Ｙ′は
結像光学系２によるＸ，Ｙの像位置である。
【０００４】図１に示したような非点隔差を持つ光源か
らの光線は、水平面ｘＯｚ内に含まれる光線ｌと、これ
に垂直な平面ｙＯｚ内に含まれる光線ｍとで、収束する
位置ずれΔＳをもたらす。この像位置ずれΔＳを非点収
差という。
らの光線は、水平面ｘＯｚ内に含まれる光線ｌと、これ
に垂直な平面ｙＯｚ内に含まれる光線ｍとで、収束する
位置ずれΔＳをもたらす。この像位置ずれΔＳを非点収
差という。
【０００５】このような収差が存在すると、半導体レー
ザを、光ディスク装置、レーザプリンタ装置などの精密
光学系の光源として使用する場合、レンズ，ミラーなど
の光源以外の光学系が無収差となっていても、いわゆる
回折限界の系を得ることはできない。したがって、光学
系の解像度を充分保証し、かつ光源の光利用効率を向上
させるためには、半導体レーザ自身のもつ収差を補正す
ることが必要である。従来から、半導体レーザの非点収
差を補正するためシリンドリカルレンズを利用したもの
がある。しかし、シリンドリカルレンズは光軸に対し、
回転対称となっていないため、調整が極めて困難であっ
た。
ザを、光ディスク装置、レーザプリンタ装置などの精密
光学系の光源として使用する場合、レンズ，ミラーなど
の光源以外の光学系が無収差となっていても、いわゆる
回折限界の系を得ることはできない。したがって、光学
系の解像度を充分保証し、かつ光源の光利用効率を向上
させるためには、半導体レーザ自身のもつ収差を補正す
ることが必要である。従来から、半導体レーザの非点収
差を補正するためシリンドリカルレンズを利用したもの
がある。しかし、シリンドリカルレンズは光軸に対し、
回転対称となっていないため、調整が極めて困難であっ
た。
【０００６】すなわち、シリンドリカルレンズは収束パ
ワーが方向によって異なるため、光軸に対する角度位置
の他、光軸方向における位置、非点収差に対するパワー
の方向性の位置を調整する必要があり、位置調整が困難
であるという欠点があった。また、半導体レーザの収差
量にバラツキがある場合には、個々の半導体レーザの特
性に応じたシリンドリカルレンズの設計・製作が必要で
ある等の欠点もあり、しかも半導体レーザと一体化して
取扱うことは不可能であった。
ワーが方向によって異なるため、光軸に対する角度位置
の他、光軸方向における位置、非点収差に対するパワー
の方向性の位置を調整する必要があり、位置調整が困難
であるという欠点があった。また、半導体レーザの収差
量にバラツキがある場合には、個々の半導体レーザの特
性に応じたシリンドリカルレンズの設計・製作が必要で
ある等の欠点もあり、しかも半導体レーザと一体化して
取扱うことは不可能であった。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、半導
体レーザの有する非点収差を、設計・製作が簡単でかつ
安価な光学素子でもって補正することができ、しかも半
導体レーザと一体化して非点収差の補正された光源とし
て取扱うことができる小型で安価な半導体レーザ光源を
提供することである。
体レーザの有する非点収差を、設計・製作が簡単でかつ
安価な光学素子でもって補正することができ、しかも半
導体レーザと一体化して非点収差の補正された光源とし
て取扱うことができる小型で安価な半導体レーザ光源を
提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、かかる目的を
達成するために、設計・製作が簡単でかつ安価な平行平
面板を用い、この平面平面板を半導体レーザから送出さ
れる光束中に傾けて半導体レーザとともに固定配置し、
半導体レーザと平行平面板を一体化して非点収差の補正
された光源とすることを特徴とする
達成するために、設計・製作が簡単でかつ安価な平行平
面板を用い、この平面平面板を半導体レーザから送出さ
れる光束中に傾けて半導体レーザとともに固定配置し、
半導体レーザと平行平面板を一体化して非点収差の補正
された光源とすることを特徴とする
【０００９】
【作用】一般に、平行平面板を結像光学系に挿入したと
き、該平行平面板の厚み、屈折率及び光線の入射角度に
応じて非点収差が生じる現象はよく知られている（例え
ば、久保田広著「光学」岩波書店、１９６４年、第１２
８頁〜第１３１頁）。本発明は、この現象を逆に利用し
、半導体レーザから送出される非点収差をもった光束中
に平行平面板を傾けて配置することによって、光源自体
の非点収差を補正するものである。
き、該平行平面板の厚み、屈折率及び光線の入射角度に
応じて非点収差が生じる現象はよく知られている（例え
ば、久保田広著「光学」岩波書店、１９６４年、第１２
８頁〜第１３１頁）。本発明は、この現象を逆に利用し
、半導体レーザから送出される非点収差をもった光束中
に平行平面板を傾けて配置することによって、光源自体
の非点収差を補正するものである。
【００１０】収束光束が傾けられた平行平面板を通過す
るとき、非点収差が発生することは従来から知られてい
ることであるが、これは非点収差が全くない点光源から
の光束が平行平面板を通過するとどれくらいの非点収差
が発生するかを示したものであり、非点収差のない点光
源の場合を扱ったものである。これに対し本発明は、半
導体レーザ自身の有する非点収差つまり光源自身の非点
収差を問題としており、平行平面板が光源自体の非点収
差の補正に極めて有用であることを見出し、半導体レー
ザから送出される非点収差をもった光束中に平行平面板
を傾けて配置するとともに、半導体レーザと平行平面板
を一体化することによって、非点収差をもつ半導体レー
ザを光ディスク装置やレーザプリンタ装置などの光源と
して使用するに際して、非点収差による悪影響のない点
光源として扱えるようにした点に本発明の特徴がある。
るとき、非点収差が発生することは従来から知られてい
ることであるが、これは非点収差が全くない点光源から
の光束が平行平面板を通過するとどれくらいの非点収差
が発生するかを示したものであり、非点収差のない点光
源の場合を扱ったものである。これに対し本発明は、半
導体レーザ自身の有する非点収差つまり光源自身の非点
収差を問題としており、平行平面板が光源自体の非点収
差の補正に極めて有用であることを見出し、半導体レー
ザから送出される非点収差をもった光束中に平行平面板
を傾けて配置するとともに、半導体レーザと平行平面板
を一体化することによって、非点収差をもつ半導体レー
ザを光ディスク装置やレーザプリンタ装置などの光源と
して使用するに際して、非点収差による悪影響のない点
光源として扱えるようにした点に本発明の特徴がある。
【００１１】また半導体レーザと平行平面板を一体化し
て接近配置することによって、正確に非点収差を補正す
ることが出来る。即ち、前述したように、半導体レーザ
からの光線は、接合面内に含まれる光線と、これに垂直
な平面内に含まれる光線とで、収束する位置ずれを有す
る。この位置ずれ（非点収差）を正確に補正するために
は平行平面板の傾きを、どちらかの平面内に正確に合わ
せる必要がある。また傾きの角度が設計式通りにならな
くても補正は出来ない。このような正確な位置合わせの
ためには、半導体レーザと平行平面板が出来るだけ接近
して且つ強固に配置されるのが望ましい。従って本願発
明のように一体化した構成とする必要がある。
て接近配置することによって、正確に非点収差を補正す
ることが出来る。即ち、前述したように、半導体レーザ
からの光線は、接合面内に含まれる光線と、これに垂直
な平面内に含まれる光線とで、収束する位置ずれを有す
る。この位置ずれ（非点収差）を正確に補正するために
は平行平面板の傾きを、どちらかの平面内に正確に合わ
せる必要がある。また傾きの角度が設計式通りにならな
くても補正は出来ない。このような正確な位置合わせの
ためには、半導体レーザと平行平面板が出来るだけ接近
して且つ強固に配置されるのが望ましい。従って本願発
明のように一体化した構成とする必要がある。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を用いて詳細に説明す
る。図２は本発明の一実施例を示す図である。図におい
て、１は半導体レーザであり、この半導体レーザ１から
は、図１に示したように接合面に平行な方向とこれに垂
直な方向とでは収束点が異なる非点収差をもつ光ビーム
が放出される。３は厚みｄ，屈折率ｎの平行平面板であ
り、半導体レーザ１から送出される光ビーム中に傾けて
配置されている。この平行平面板によって生じる非点隔
差Δは、前述の久保田広著「光学」（岩波書店、１９６
４年）第１３１頁によれば、 Δ ＝（ｄ／
ｎｃｏｓｉ’）｛１−（ｃｏｓ２ｉ／ｃｏｓ２ｉ’）｝
で与えられる。但し、ｉは入射角（傾き角）、ｉ′は屈
折角であり、ｉ′＝ｓｉｎ−１（ ｓｉｎ ｉ ／ ｎ
）である。この式にもとづいて、平行平面板の厚さｄ
，屈折率ｎ，入射角（傾き角）ｉを選定することにより
、半導体レーザ１で生じる非点収差を補正することがで
きる。
る。図２は本発明の一実施例を示す図である。図におい
て、１は半導体レーザであり、この半導体レーザ１から
は、図１に示したように接合面に平行な方向とこれに垂
直な方向とでは収束点が異なる非点収差をもつ光ビーム
が放出される。３は厚みｄ，屈折率ｎの平行平面板であ
り、半導体レーザ１から送出される光ビーム中に傾けて
配置されている。この平行平面板によって生じる非点隔
差Δは、前述の久保田広著「光学」（岩波書店、１９６
４年）第１３１頁によれば、 Δ ＝（ｄ／
ｎｃｏｓｉ’）｛１−（ｃｏｓ２ｉ／ｃｏｓ２ｉ’）｝
で与えられる。但し、ｉは入射角（傾き角）、ｉ′は屈
折角であり、ｉ′＝ｓｉｎ−１（ ｓｉｎ ｉ ／ ｎ
）である。この式にもとづいて、平行平面板の厚さｄ
，屈折率ｎ，入射角（傾き角）ｉを選定することにより
、半導体レーザ１で生じる非点収差を補正することがで
きる。
【００１３】図３は一例としてｎ＝１．５とした場合の
ｉとΔとの関係をｄをパラメータとして図示したもので
ある。例えば、厚さ０．５ｍｍ、屈折率１．５の平行平
面板を使用すれば、入射角（傾き角）２０°で非点収差
２２μｍの補正が可能である。また、本実施例では、半
導体レーザ１と平行平面板３を同一のマウント５上に配
置し、角度調整板６を矢印の如く移動することにより、
平行平面板３の角度を調整した後これを固定すれば、半
導体レーザ１と平行平面板３を一体化して非点収差の補
正された光源を得ることができ、半導体レーザの持つ、
超小型、低コストなコヒーレント光源としての特徴を生
かすことができる。
ｉとΔとの関係をｄをパラメータとして図示したもので
ある。例えば、厚さ０．５ｍｍ、屈折率１．５の平行平
面板を使用すれば、入射角（傾き角）２０°で非点収差
２２μｍの補正が可能である。また、本実施例では、半
導体レーザ１と平行平面板３を同一のマウント５上に配
置し、角度調整板６を矢印の如く移動することにより、
平行平面板３の角度を調整した後これを固定すれば、半
導体レーザ１と平行平面板３を一体化して非点収差の補
正された光源を得ることができ、半導体レーザの持つ、
超小型、低コストなコヒーレント光源としての特徴を生
かすことができる。
【００１４】
【発明の効果】以上の如く本発明によれば、半導体レー
ザの有する非点収差を、設計・製作が簡単でかつ安価な
平行平面板でもって補正することができ、しかも半導体
レーザと平行平面板を一体化して非点収差の補正された
光源とするので、光ディスク装置やレーザプリンタ装置
などの光源として用いることにより、回折限界の光スポ
ットを得ることができ、かつ光源の光利用効率を向上さ
せることとができる。このように本発明によれば、非点
収差のある半導体レーザを用いるにもかかわらず、この
非点収差を十分低レベルに抑えた点光源として扱える小
型で安価な半導体レーザ光源を得ることができる。
ザの有する非点収差を、設計・製作が簡単でかつ安価な
平行平面板でもって補正することができ、しかも半導体
レーザと平行平面板を一体化して非点収差の補正された
光源とするので、光ディスク装置やレーザプリンタ装置
などの光源として用いることにより、回折限界の光スポ
ットを得ることができ、かつ光源の光利用効率を向上さ
せることとができる。このように本発明によれば、非点
収差のある半導体レーザを用いるにもかかわらず、この
非点収差を十分低レベルに抑えた点光源として扱える小
型で安価な半導体レーザ光源を得ることができる。
【図１】非点収差を持つ光源の結像関係を示す模式図
【
図２】本発明の一実施例の構成を示す概念図
図２】本発明の一実施例の構成を示す概念図
【図３】本
発明の動作を説明するグラフの図
発明の動作を説明するグラフの図
１…半導体レーザ、２…結像光学系、３…平行平面板、
Ｘ…接合面に平行な方向のビームウエスト位置、Ｙ…接
合面に垂直な方向のビームウエスト位置。
Ｘ…接合面に平行な方向のビームウエスト位置、Ｙ…接
合面に垂直な方向のビームウエスト位置。
Claims (2)
- 【請求項１】非点隔差Δを有する半導体レーザと、該半
導体レーザから送出される光束中に、該光束が入射角ｉ
で入射するように傾けて挿入される屈折率ｎ、厚さｄの
透光性平行平面板とを一体に構成し、 Δ ≒（ｄ／ｎｃｏｓｉ’）｛１−
（ｃｏｓ２ｉ／ｃｏｓ２ｉ’）｝ ｉ’
＝ｓｉｎ−１（ｓｉｎｉ／ｎ）の条件を略満足するよう
に構成され、かつ、上記半導体レーザの接合面に平行ま
たは垂直な面内で上記平行平面板が傾いていることを特
徴とする半導体レーザ光源。 - 【請求項２】３０μｍ以下の非点隔差を有する半導体レ
ーザと、該半導体レーザから送出される光束中に傾けて
挿入される厚さ１．０ｍｍ〜０．２５ｍｍの平行平面板
とを一体に構成し、上記非点隔差による非点収差が補正
されるように、上記半導体レーザの接合面に平行または
垂直な面内で上記平行平面板が傾いていることを特徴と
する半導体レーザ光源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3234422A JPH0722219B2 (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 半導体レーザ光源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3234422A JPH0722219B2 (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 半導体レーザ光源 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61213950A Division JPS6290990A (ja) | 1986-09-12 | 1986-09-12 | 半導体レ−ザ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04363084A true JPH04363084A (ja) | 1992-12-15 |
| JPH0722219B2 JPH0722219B2 (ja) | 1995-03-08 |
Family
ID=16970775
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3234422A Expired - Lifetime JPH0722219B2 (ja) | 1991-09-13 | 1991-09-13 | 半導体レーザ光源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0722219B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5777961A (en) * | 1994-06-27 | 1998-07-07 | Nec Corporation | Astigmatic difference correcting method for optical head and apparatus therefor |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6290990A (ja) * | 1986-09-12 | 1987-04-25 | Hitachi Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
-
1991
- 1991-09-13 JP JP3234422A patent/JPH0722219B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6290990A (ja) * | 1986-09-12 | 1987-04-25 | Hitachi Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5777961A (en) * | 1994-06-27 | 1998-07-07 | Nec Corporation | Astigmatic difference correcting method for optical head and apparatus therefor |
| US5978345A (en) * | 1994-06-27 | 1999-11-02 | Nec Corporation | Astigmatic difference correcting method for optical head and apparatus therefor |
| US6094406A (en) * | 1994-06-27 | 2000-07-25 | Nec Corporation | Astigmatic difference correcting method for optical head and apparatus therefor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0722219B2 (ja) | 1995-03-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19951003 |