JPH05136513A - 半導体レーザーの光出力安定化装置 - Google Patents

半導体レーザーの光出力安定化装置

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JPH05136513A
JPH05136513A JP29895491A JP29895491A JPH05136513A JP H05136513 A JPH05136513 A JP H05136513A JP 29895491 A JP29895491 A JP 29895491A JP 29895491 A JP29895491 A JP 29895491A JP H05136513 A JPH05136513 A JP H05136513A
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JP
Japan
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light
semiconductor laser
beam splitter
monitor
photodetector
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JP29895491A
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English (en)
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Hiroaki Yasuda
裕昭 安田
Ichiro Miyagawa
一郎 宮川
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体レーザーから出射した光を光分岐手段
により使用光とモニター光とに分岐させ、このモニター
光の光量検出信号をフィードバック制御回路に入力して
半導体レーザーの光出力を安定化させる装置において、
半導体レーザーがモードホッピングを起こしたときの光
出力変動を防止する。 【構成】 上記光分岐手段としてくさび型ビームスプリ
ッタ20を用い、このくさび型ビームスプリッタ20で反射
した光をモニター光11Bとして光検出器14に受光させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体レーザーの光出力
安定化装置に関し、特に詳細には、半導体レーザーから
発せられた光を使用光とモニター光とに分岐し、このモ
ニター光の光量を検出して光出力を安定化するようにし
た半導体レーザーの光出力安定化装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来より、光走査記録装置や光通信装置
等において光ビームを発生する光源の1つとして、半導
体レーザーが広く用いられている。この半導体レーザー
は、ガスレーザー等に比べれば小型、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。
【0003】この半導体レーザーを用いた光源装置にお
いては、一定の光量指令信号、あるいは段階的または連
続的に変えられる光量指令信号が示す所定光量が正確に
得られるように、いわゆるAPC(Automatic Power
Control)回路を設けて光出力安定化制御を行なうこ
とが多い。このAPC回路は、半導体レーザーの後方出
射光(画像記録等に供される前方出射光とは反対の方向
に出射する光ビーム)や、あるいは上記前方出射光の一
部をビームスプリッタ等で分岐させたモニター光の光量
を光検出器により検出し、その検出光量を所定値に保つ
ように半導体レーザーの駆動電流をフィードバック制御
するものである。
【0004】なお、上述のように半導体レーザーから出
射した光を使用光とモニター光とに分岐する手段として
具体的には、平行平板や、キュービック型ビームスプリ
ッタが多く用いられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで半導体レーザ
ーにおいては、周囲温度の変化等によって発振波長が変
動するいわゆるモードホッピングという現象が起こり得
る。上記のように使用光から分岐されたモニター光の光
量を検出して半導体レーザーの光出力を安定化する場合
に、このモードホッピングが起きると、安定化されてい
るはずの光出力が変動するという不具合が認められてい
る。この光出力変動は、場合によっては目標光出力の1
%以上にも及ぶことがある。
【0006】本発明は上記のような事情に鑑みてなされ
たものであり、半導体レーザーのモードホッピングによ
る光出力の変動を招くことのない半導体レーザーの光出
力安定化装置を提供することを目的とするものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明による第1の半導
体レーザーの光出力安定化装置は、前述のように半導体
レーザーから出射した光を使用光とモニター光とに分岐
する光分岐手段と、このモニター光の光量を検出する光
検出器と、この光検出器が出力する光量信号を受け、該
光量信号を所定値に保つように半導体レーザー駆動電流
を制御するフィードバック制御回路とからなる半導体レ
ーザーの光出力安定化装置において、上記光分岐手段と
して、半導体レーザーから出射した光の一部を反射さ
せ、残余を透過させるくさび型ビームスプリッタが用い
られる一方、上記光検出器がこのくさび型ビームスプリ
ッタで反射した光をモニター光として受光するように配
置されていることを特徴とするものである。
【0008】また本発明による第2の半導体レーザーの
光出力安定化装置は、上記と同様に光分岐手段と、モニ
ター光の光量を検出する光検出器と、フィードバック制
御回路とから構成された半導体レーザーの光出力安定化
装置において、上記光分岐手段として、半導体レーザー
から出射した光の一部を反射させ、残余を透過させるキ
ュービック型ビームスプリッタが、上記光を直角以外の
方向に反射させる向きに配して用いられる一方、上記光
検出器がこのキュービック型ビームスプリッタで反射し
た光をモニター光として受光するように配置されている
ことを特徴とするものである。
【0009】
【作用および発明の効果】本発明者等の研究によると、
前述したモードホッピング発生時の光出力変動は、光分
岐手段においてモニター光とは異なる経路で一部の光が
反射し、その反射光がモニター光と干渉し、その干渉状
態がモードホッピングによる波長変動のために変化し
て、モニター用光検出器の受光量が変化することに起因
していることが判明した。
【0010】以下この点について、図5に示すように、
光ビーム11を分岐する光分岐手段として前述の平行平板
2が用いられる場合について説明する。この場合、平行
平板2の前側表面2aで反射した光11Bがモニター光と
して光検出器に導かれる。この前側表面2aを透過した
その他の光ビーム11は、使用光11Aとして完全に平行平
板2を透過する他、一部は平行平板2の後側表面2bで
も反射する。この反射光11Cはモニター光11Bと図中斜
線を付した部分で重なるので、両者が干渉し得る。そこ
でモードホッピングにより光ビーム11の波長が変動する
と、それに応じてこの干渉状態が変化するので、光検出
器の検出光量が変動してしまう。この検出光量の変動
は、半導体レーザーの光出力変動によるものではないか
ら、この検出光量変動に対応して光出力安定化制御がな
されると、使用光11Aの光量が目標値から外れてしまう
ことになる。
【0011】それに対して本発明の第1の装置において
は、図2に示すように光分岐手段としてくさび型ビーム
スプリッタ20が用いられているので、その後側表面20b
で反射した反射光11Cは、前側表面20aで反射したモニ
ター光11Bとは大きく角度が異なる方向に進行する。そ
こで、これらモニター光11Bと反射光11Cとが著しく干
渉し合うことがなくなる。そうであれば、モードホッピ
ングによる波長変動が生じても、光検出器の検出光量が
変動することがなく、半導体レーザーの光出力は精度良
く安定化され得る。
【0012】次に図6を参照して、光分岐手段としてキ
ュービック型ビームスプリッタ5が用いられる場合につ
いて説明する。従来このキュービック型ビームスプリッ
タ5は、その部分反射面5aが光ビーム11の進行方向に
対して45°の角度をなし、この光ビーム11を直角に反射
させてモニター光11Bとするように配置されていた。そ
のようにした場合、部分反射面5aで反射した光の一部
は図中破線で示すようにビームスプリッタ端面5bで反
射し、次に部分反射面5aで上記と反対方向に再度反射
し、次に別のビームスプリッタ端面5cで反射する、と
いう多重反射を起こす。この多重反射光11Dはモニター
光11Bと重なって干渉し得るので、モードホッピングが
起きたときは、上記と同様の問題を招くことになる。
【0013】それに対して本発明の第2の装置において
は、図4に示すように光分岐手段としてのキュービック
型ビームスプリッタ5が、その部分反射面5aが光ビー
ム11を直角以外の方向に反射させてモニター光11Bとす
る向きに配されているから、多重反射光11Dはモニター
光11Bとは異なる方向に出射するようになる。したがっ
てこの場合も、モニター光11Bと多重反射光11Dとが著
しく干渉することがなくなり、よって第1の装置と同様
に半導体レーザーの光出力は精度良く安定化され得る。
【0014】
【実施例】以下、図面に示す実施例に基づいて本発明を
詳細に説明する。図1は本発明の第1実施例による半導
体レーザーの光出力安定化装置を示すものであり、図2
はこの装置に用いられたくさび型ビームスプリッタ20を
示している。図示されるように半導体レーザー10から発
散光状態で射出された光ビーム11はコリメーターレンズ
12によって平行光化されて、くさび型ビームスプリッタ
20に入射する。光ビーム11の一部はこのくさび型ビーム
スプリッタ20を透過して、使用光11Aとされる。この使
用光11Aは本来の目的のために使用されるものであり、
例えば光ビーム走査装置にあっては走査用光偏向器に導
かれる。
【0015】一方光ビーム11の一部はくさび型ビームス
プリッタ20の前側表面20aで反射し、モニター光11Bと
される。このモニター光11Bは集光レンズ13によって集
光され、例えばフォトダイオード等からなる光検出器14
に受光される。この光検出器14はモニター光11Bの光量
を示す光量信号S1を出力し、この光量信号S1はフィ
ードバック制御回路15に入力される。本実施例において
はこのフィードバック制御回路15により、使用光11Aの
光量が一定となるように光出力安定化制御がなされる。
すなわちフィードバック制御回路15は上記光量信号S1
と基準信号とを比較し、前者が後者を上回る場合は半導
体レーザー10に注入する駆動電流Iを低下させ、その反
対の場合は駆動電流Iを増大させる制御を行なう。それ
によりモニター光11Bの光量、すなわちそれと対応する
使用光11Aの光量が一定の値に安定する。なおフィード
バック制御回路15としては、従来より知られている一般
的なものを用いればよい。
【0016】図2に詳しく示される通り、くさび型ビー
ムスプリッタ20は断面形状がくさび形、つまり前側表面
20aと後側表面20bとが互いに角度をなす形状とされて
いる。光ビーム11の一部は上記後側表面20bにおいても
反射するが、くさび型ビームスプリッタ20が上記のよう
な形状となっているので、この反射光11Cはモニター光
11Bとは大きく角度が異なる方向に進行する。したがっ
て、モニター光11Bと反射光11Cとが著しく干渉し合う
ことがないので、半導体レーザー10のモードホッピング
により光ビーム11の波長が変化しても、前述した通りの
理由で光出力安定化制御が精度良く実行され得る。
【0017】次に本発明の第2実施例について、図3お
よび図4を参照して説明する。なおこれらの図3および
図4において、既に説明したものと同等の要素に関して
は図1、図2中と同番号を付してあり、それらについて
は特に必要の無い限り説明を省略する。
【0018】この第2実施例においては、使用光11Aと
モニター光11Bの分岐はキュービック型ビームスプリッ
タ5によってなされる。このキュービック型ビームスプ
リッタ5は、その部分反射面5aが光ビーム11を直角以
外の方向に反射させてモニター光11Bとする向きに配さ
れている。そこで、このビームスプリッタ5の端面5
b、5cで反射した多重反射光11Dはモニター光11Bと
は異なる方向に出射するようになる。したがってこの場
合も、モニター光11Bと多重反射光11Dとが著しく干渉
することがないので、半導体レーザー10のモードホッピ
ングにより光ビーム11の波長が変化しても、光出力安定
化制御が精度良く実行され得る。
【0019】以上、使用光11Aの光量を一定値に安定化
させるように形成された実施例について説明したが、本
発明は、半導体レーザー10を直接変調するに当たり、連
続的あるいは段階的に変えられる光量指令信号に対して
使用光11Aの光量が所定値となるように光出力安定化制
御を行なう場合にも同様に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例装置を示す概略図
【図2】図1の装置のくさび型ビームスプリッタを詳し
く示す側面図
【図3】本発明の第2実施例装置を示す概略図
【図4】図3の装置のキュービック型ビームスプリッタ
を詳しく示す側面図
【図5】従来装置に用いられた光分岐手段の一例を示す
平面図
【図6】従来装置に用いられた光分岐手段の別の例を示
す平面図
【符号の説明】
5 キュービック型ビームスプリッタ 10 半導体レーザー 11 光ビーム 11A 使用光 11B モニター光 11C 反射光 11D 多重反射光 14 光検出器 15 フィードバック制御回路 20 くさび型ビームスプリッタ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体レーザーから出射した光を使用光
    とモニター光とに分岐する光分岐手段と、 このモニター光の光量を検出する光検出器と、 この光検出器が出力する光量信号を受け、該光量信号を
    所定値に保つように半導体レーザー駆動電流を制御する
    フィードバック制御回路とからなる半導体レーザーの光
    出力安定化装置において、 前記光分岐手段として、半導体レーザーから出射した光
    の一部を反射させ、残余を透過させるくさび型ビームス
    プリッタが用いられ、 前記光検出器がこのくさび型ビームスプリッタで反射し
    た光をモニター光として受光するように配置されている
    ことを特徴とする半導体レーザーの光出力安定化装置。
  2. 【請求項2】 半導体レーザーから出射した光を使用光
    とモニター光とに分岐する光分岐手段と、 このモニター光の光量を検出する光検出器と、 この光検出器が出力する光量信号を受け、該光量信号を
    所定値に保つように半導体レーザー駆動電流を制御する
    フィードバック制御回路とからなる半導体レーザーの光
    出力安定化装置において、 前記光分岐手段として、半導体レーザーから出射した光
    の一部を反射させ、残余を透過させるキュービック型ビ
    ームスプリッタが、前記光を直角以外の方向に反射させ
    る向きに配して用いられ、 前記光検出器がこのキュービック型ビームスプリッタで
    反射した光をモニター光として受光するように配置され
    ていることを特徴とする半導体レーザーの光出力安定化
    装置。
JP29895491A 1991-11-14 1991-11-14 半導体レーザーの光出力安定化装置 Withdrawn JPH05136513A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1154530A2 (en) * 2000-04-21 2001-11-14 Fujitsu Quantum Devices Limited Optical semiconductor module having a capability of temperature regulation
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Effective date: 19990204