JPH0517528B2 - - Google Patents
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- JPH0517528B2 JPH0517528B2 JP56195362A JP19536281A JPH0517528B2 JP H0517528 B2 JPH0517528 B2 JP H0517528B2 JP 56195362 A JP56195362 A JP 56195362A JP 19536281 A JP19536281 A JP 19536281A JP H0517528 B2 JPH0517528 B2 JP H0517528B2
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- JP
- Japan
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- laser
- lens
- light
- collimator lens
- semiconductor laser
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Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 23
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 19
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 8
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 7
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 4
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B11/00—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
- G01B11/02—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
- G01B11/026—Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by measuring distance between sensor and object
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)
- Lens Barrels (AREA)
- Moving Of The Head For Recording And Reproducing By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、光デイスク等へのデータの記録、再
生を行なう光ヘツドの光源等に利用される半導体
レーザとコリメータレンズの位置決め方法に関す
るものである。
生を行なう光ヘツドの光源等に利用される半導体
レーザとコリメータレンズの位置決め方法に関す
るものである。
従来、光デイスク装置として、Te、Te−Se等
の薄膜を蒸着した回転式デイスク円板に、レーザ
光等の光ビームによつて２進データを記録し再生
する技術が多く報告されている。この種の技術の
代表的方法は、光ビームによつて、デイスク上に
溶解された微少スポツトを形成するもので、微少
スポツト部は反射率が弱い状態を示し、非スポツ
ト部は反射率の強い状態を示す。この様な状態に
２進データを有効に割り当てることによつて、デ
ータの記録および再生が可能になる。こゝで、記
録されるスポツト部の大きさは、例えば直径1.6μ
ｍ程である。
の薄膜を蒸着した回転式デイスク円板に、レーザ
光等の光ビームによつて２進データを記録し再生
する技術が多く報告されている。この種の技術の
代表的方法は、光ビームによつて、デイスク上に
溶解された微少スポツトを形成するもので、微少
スポツト部は反射率が弱い状態を示し、非スポツ
ト部は反射率の強い状態を示す。この様な状態に
２進データを有効に割り当てることによつて、デ
ータの記録および再生が可能になる。こゝで、記
録されるスポツト部の大きさは、例えば直径1.6μ
ｍ程である。
ところで、上記レーザ光の光源として半導体レ
ーザを用いる場合は、該半導体レーザの光束を一
度平行光にする必要がある。しかる後、該平行光
を対物レンズに通すことにより、直径1.6μｍ程度
にレーザ光を絞込むことができる。例えば、波長
8300Åの平行光なら開口数0.5程の対物レンズに
て直径約1.6μｍに絞込むことができる。
ーザを用いる場合は、該半導体レーザの光束を一
度平行光にする必要がある。しかる後、該平行光
を対物レンズに通すことにより、直径1.6μｍ程度
にレーザ光を絞込むことができる。例えば、波長
8300Åの平行光なら開口数0.5程の対物レンズに
て直径約1.6μｍに絞込むことができる。
第１図は半導体レーザと該レーザ光を平行光束
にするためのコリメータレンズとの位置決めを行
う場合の従来方法を説明する図である。第１図に
おいて、１は半導体レーザ、２はレーザ光を平行
光束にするためのコリメータレンズであり、該コ
リメータレンズ２の近傍にレーザ光を可視化する
ためのスクリーン３を配置し、該スクリーン３に
てレーザ光の光束径を測定する。一方、スクリー
ン３から数メートル離れた位置にも、レーザ光を
可視化するための第２のスクリーン４を配置し
て、該スクリーン４にて同じく光束径を測定し、
スクリーン３，４の位置での光束径が一致するま
で、レーザ１とレンズ２との位置関係を移動調整
する。
にするためのコリメータレンズとの位置決めを行
う場合の従来方法を説明する図である。第１図に
おいて、１は半導体レーザ、２はレーザ光を平行
光束にするためのコリメータレンズであり、該コ
リメータレンズ２の近傍にレーザ光を可視化する
ためのスクリーン３を配置し、該スクリーン３に
てレーザ光の光束径を測定する。一方、スクリー
ン３から数メートル離れた位置にも、レーザ光を
可視化するための第２のスクリーン４を配置し
て、該スクリーン４にて同じく光束径を測定し、
スクリーン３，４の位置での光束径が一致するま
で、レーザ１とレンズ２との位置関係を移動調整
する。
この従来方法の欠点は、調整に多大の時間と数
メートルの空間を要し、しかも平行レーザ光の光
束径が明瞭に測定できないため精度が悪いことで
ある。
メートルの空間を要し、しかも平行レーザ光の光
束径が明瞭に測定できないため精度が悪いことで
ある。
本発明は上記従来方法の欠点を解決すべくなさ
れたもので、わずかな空間で、短時間に、かつ高
精度に半導体レーザとコリメータレンズとの光軸
方向の位置関係を調整可能とする位置決め方法を
提供することにある。
れたもので、わずかな空間で、短時間に、かつ高
精度に半導体レーザとコリメータレンズとの光軸
方向の位置関係を調整可能とする位置決め方法を
提供することにある。
しかして、本発明の特徴とするところは、例え
ば頂角が直角な多角錐形ミラー等の反射部材を使
用してレーザ光を反射せしめ、該レーザ光が平行
光となつた時を、反射光が半導体レーザにもどる
ことによつて起こる自己結合効果による光出力を
モニタすることで判別するものである。
ば頂角が直角な多角錐形ミラー等の反射部材を使
用してレーザ光を反射せしめ、該レーザ光が平行
光となつた時を、反射光が半導体レーザにもどる
ことによつて起こる自己結合効果による光出力を
モニタすることで判別するものである。
以下、本発明を図示の実施例を参照して詳細に
説明する。
説明する。
第２図は本発明の原理を説明する図である。第
２図において、半導体レーザ１から発せられたレ
ーザ光は、拡がり角約60℃の分布をもつてコリメ
ータレンズ２に入射され、該レンズ２を通過した
レーザ光は、頂角が直角な多角錐ミラー６に、そ
の頂点を目指して図示のごとく入射する。ミラー
６に入射したレーザ光は、該ミラーで反射し、レ
ンズ２を通過して半導体レーザ１にもどつてく
る。こゝで、半導体レーザ１のレンズ２方向の出
力値に対してほゞ一定比率でモニタ光が得られる
ことは知られているが、レンズ２を固定し、レー
ザ１を光軸方向に微少に移動すると、モニタ光検
出器５の出力が急激に増加し減少するようなレー
ザ１とレンズ２との位置関係が存在するのを知る
ことができる。これは、ミラー６の反射光が平行
光になつてレーザー１にもどつてくることによつ
て起こる半導体レーザの自己結合効果のためであ
り、モニタ光検出器５の出力が最大となるような
レーザ１とレンズ２の位置関係を決めれば、これ
はとりもなおさず、レーザ１の発光点がレンズ２
の焦点に位置した場合であり、レンズ２を通過し
たレーザ光が平行光束になつたことを意味する。
２図において、半導体レーザ１から発せられたレ
ーザ光は、拡がり角約60℃の分布をもつてコリメ
ータレンズ２に入射され、該レンズ２を通過した
レーザ光は、頂角が直角な多角錐ミラー６に、そ
の頂点を目指して図示のごとく入射する。ミラー
６に入射したレーザ光は、該ミラーで反射し、レ
ンズ２を通過して半導体レーザ１にもどつてく
る。こゝで、半導体レーザ１のレンズ２方向の出
力値に対してほゞ一定比率でモニタ光が得られる
ことは知られているが、レンズ２を固定し、レー
ザ１を光軸方向に微少に移動すると、モニタ光検
出器５の出力が急激に増加し減少するようなレー
ザ１とレンズ２との位置関係が存在するのを知る
ことができる。これは、ミラー６の反射光が平行
光になつてレーザー１にもどつてくることによつ
て起こる半導体レーザの自己結合効果のためであ
り、モニタ光検出器５の出力が最大となるような
レーザ１とレンズ２の位置関係を決めれば、これ
はとりもなおさず、レーザ１の発光点がレンズ２
の焦点に位置した場合であり、レンズ２を通過し
たレーザ光が平行光束になつたことを意味する。
本発明を適用した場合、コリメータレンズ２と
多角錐ミラー６間の距離は50cmから１ｍ程で良
く、又、モニタ光検出器５の出力が最大となるレ
ーザ１とレンズ２の位置関係も、短時間に、かつ
1μｍ程度の高精度で得ることが可能である。例
えばレンズ２の開口数（N.A.）を0.5とし、半導
体レーザ１の波長（λ）が8300Åのレーザー１と
レンズ２との位置決めを行なう場合、レンズ２の
焦点深度はおおよそλ／（N.A.）2＝3.3μｍとな
り、レーザ１とレンズ２が1μｍ程度の精度で位
置決めすれば、充分な平行光を得ることができ
る。
多角錐ミラー６間の距離は50cmから１ｍ程で良
く、又、モニタ光検出器５の出力が最大となるレ
ーザ１とレンズ２の位置関係も、短時間に、かつ
1μｍ程度の高精度で得ることが可能である。例
えばレンズ２の開口数（N.A.）を0.5とし、半導
体レーザ１の波長（λ）が8300Åのレーザー１と
レンズ２との位置決めを行なう場合、レンズ２の
焦点深度はおおよそλ／（N.A.）2＝3.3μｍとな
り、レーザ１とレンズ２が1μｍ程度の精度で位
置決めすれば、充分な平行光を得ることができ
る。
第３図は本発明の一実施例の構成図を示したも
のである。第３図中、半導体レーザ１、コリメー
タレンズ２、モニタ光検出器５、多角錐形ミラー
６の配置関係は第２図と同様である。まず反導体
レーザ１を、該レーザの発光点がレンズ２の焦点
位置よりレンズ側に位置するように設定し、移動
手段１２により該レーザ１を光軸に沿つて微少に
該レンズ２から離れる方向に移動させる。該レー
ザ１の移動手段１２は、例えば１回転で50μｍだ
け１軸方向に移動可能なマイクロメータ付の微動
台からなり、該微動台にレーザ１を取付け、マイ
クロメータを移動制御回路１１で駆動して微少回
転させる。レーザ１を上記移動手段１２にてレン
ズ２から離れる方向に移動させると、該レンズ２
の焦点位置にレーザ１の発光点が位置したとき、
モニタ光検出器５の出力が最大になり、これをピ
ーク検出回路１０が検出して移動制御回路１１に
伝え、移動手段１２すなわちレーザ１の移動を停
止させることでレーザ１とレンズ２の位置決めが
達成する。なお、手動で位置決めの操作を行なう
場合は、ピーク検出回路１０の代りに検流計等に
よりモニタ光検出器５の出力を目視で確認し、検
流計出力が最大となるようにレーザ１の位置設定
を行なえばよい。
のである。第３図中、半導体レーザ１、コリメー
タレンズ２、モニタ光検出器５、多角錐形ミラー
６の配置関係は第２図と同様である。まず反導体
レーザ１を、該レーザの発光点がレンズ２の焦点
位置よりレンズ側に位置するように設定し、移動
手段１２により該レーザ１を光軸に沿つて微少に
該レンズ２から離れる方向に移動させる。該レー
ザ１の移動手段１２は、例えば１回転で50μｍだ
け１軸方向に移動可能なマイクロメータ付の微動
台からなり、該微動台にレーザ１を取付け、マイ
クロメータを移動制御回路１１で駆動して微少回
転させる。レーザ１を上記移動手段１２にてレン
ズ２から離れる方向に移動させると、該レンズ２
の焦点位置にレーザ１の発光点が位置したとき、
モニタ光検出器５の出力が最大になり、これをピ
ーク検出回路１０が検出して移動制御回路１１に
伝え、移動手段１２すなわちレーザ１の移動を停
止させることでレーザ１とレンズ２の位置決めが
達成する。なお、手動で位置決めの操作を行なう
場合は、ピーク検出回路１０の代りに検流計等に
よりモニタ光検出器５の出力を目視で確認し、検
流計出力が最大となるようにレーザ１の位置設定
を行なえばよい。
第４図は本発明の他の実施例の構成図を示した
ものである。第４図の場合、第２図に示した光路
中のコリメータレンズ２と、頂角が直角な多角錐
形ミラー６の間に、光量分離用ミラーとして偏光
ビームスプリツタ７と４分の１波長板８を挿入し
てある。光量分離用ミラーとして単なるハーフミ
ラーのみを前記光路中に挿入しても良いが、図の
ように偏光ビームスプリツタ７と４分の１波長板
８を挿入した方が、より精度よくかつ容易に光強
度分布を知ることが可能である。また、４分の１
波長板８は、半導体レーザ１から発せられたレー
ザ光の約半分が多角錐形ミラー６にて反射された
のち光強度分布検出用センサ９の方向に偏光ビー
ムスプリツタ７にて分離され、残りの半分の反射
光はレーザ１に自己結合効果を起こさせるために
該レーザ１の方にもどることが可能なような姿勢
に設定されている。また、光強度分布検出用セン
サ９の位置は該センサ９の中心軸が理想光軸に一
致するように設定されている。
ものである。第４図の場合、第２図に示した光路
中のコリメータレンズ２と、頂角が直角な多角錐
形ミラー６の間に、光量分離用ミラーとして偏光
ビームスプリツタ７と４分の１波長板８を挿入し
てある。光量分離用ミラーとして単なるハーフミ
ラーのみを前記光路中に挿入しても良いが、図の
ように偏光ビームスプリツタ７と４分の１波長板
８を挿入した方が、より精度よくかつ容易に光強
度分布を知ることが可能である。また、４分の１
波長板８は、半導体レーザ１から発せられたレー
ザ光の約半分が多角錐形ミラー６にて反射された
のち光強度分布検出用センサ９の方向に偏光ビー
ムスプリツタ７にて分離され、残りの半分の反射
光はレーザ１に自己結合効果を起こさせるために
該レーザ１の方にもどることが可能なような姿勢
に設定されている。また、光強度分布検出用セン
サ９の位置は該センサ９の中心軸が理想光軸に一
致するように設定されている。
ところで、前述の第３図のような方法で半導体
レーザ１の発光点をコリメータレンズ２の焦点位
置に位置決めできても、該レーザ１の発光方向が
該レンズ２の光軸と一致しない場合には、第５図
に示す如く光強度分布が光強度分布検出用センサ
９の中心軸に関してバランスしなくなり、例えば
図に示すような中心軸に関し４分割された光強度
分布検出用センサ９を使用すると、４分割された
各々のセンサの光力が一致しなくなる。この場
合、例えば４等分割された各々のセンサ出力が一
致するように半導体レーザ１の発光方向を修正し
てやれば、半導体レーザ１とコリメータレンズ２
の位置関係が、コリメータレンズ２の光軸に関し
光強度分布の点でもバランスした平行光束を得る
ように設定できる。第４図はそれを実現するもの
である。
レーザ１の発光点をコリメータレンズ２の焦点位
置に位置決めできても、該レーザ１の発光方向が
該レンズ２の光軸と一致しない場合には、第５図
に示す如く光強度分布が光強度分布検出用センサ
９の中心軸に関してバランスしなくなり、例えば
図に示すような中心軸に関し４分割された光強度
分布検出用センサ９を使用すると、４分割された
各々のセンサの光力が一致しなくなる。この場
合、例えば４等分割された各々のセンサ出力が一
致するように半導体レーザ１の発光方向を修正し
てやれば、半導体レーザ１とコリメータレンズ２
の位置関係が、コリメータレンズ２の光軸に関し
光強度分布の点でもバランスした平行光束を得る
ように設定できる。第４図はそれを実現するもの
である。
第４図において、４等分割された光強度分布検
出用センサ９の隣り合う出力同志を引算回路１３
に各々入力し、各々の差を求める。移動方向判定
回路１４は、引算回路１３の各々の出力が零であ
るか否かを判定し、零でない場合は、レーザ１の
出力光の方向が、例えば上下左右のどの方向に移
動すれば零になるかを判定し、移動制御回路１１
に指令する。移動制御回路１１は移動方向判定回
路１４の指令に従つて移動手段１２を駆動し、レ
ーザ１の方向を修正移動させる。こゝで、移動手
段１２はレーザ１を光軸方向だけでなく、上下左
右のどの方向にも移動できる構成とする。以上の
操作と第３図で説明した操作を繰り返し実行する
ことによつて、光強度分布の点でバランスした平
行光束を得るようなレーザ１とレンズ２の位置決
めができる。なお、レーザ１を移動する場合、モ
ニタ光検出器５と該レーザ１の相対位置関係を一
定に維持するためにレーザ１とモニタ光検出器５
とは図示しないホルダで一定に保持されているこ
とは当然である。
出用センサ９の隣り合う出力同志を引算回路１３
に各々入力し、各々の差を求める。移動方向判定
回路１４は、引算回路１３の各々の出力が零であ
るか否かを判定し、零でない場合は、レーザ１の
出力光の方向が、例えば上下左右のどの方向に移
動すれば零になるかを判定し、移動制御回路１１
に指令する。移動制御回路１１は移動方向判定回
路１４の指令に従つて移動手段１２を駆動し、レ
ーザ１の方向を修正移動させる。こゝで、移動手
段１２はレーザ１を光軸方向だけでなく、上下左
右のどの方向にも移動できる構成とする。以上の
操作と第３図で説明した操作を繰り返し実行する
ことによつて、光強度分布の点でバランスした平
行光束を得るようなレーザ１とレンズ２の位置決
めができる。なお、レーザ１を移動する場合、モ
ニタ光検出器５と該レーザ１の相対位置関係を一
定に維持するためにレーザ１とモニタ光検出器５
とは図示しないホルダで一定に保持されているこ
とは当然である。
以上説明したごとく、本発明によれば、半導体
レーザとコリメータレンズの光軸方向の位置関係
の調整を、わずかな空間で、短時間に、かつ高精
度で、しかも光軸に関し光強度分布がバランスし
た平行光束を得るように行なうことができる。
レーザとコリメータレンズの光軸方向の位置関係
の調整を、わずかな空間で、短時間に、かつ高精
度で、しかも光軸に関し光強度分布がバランスし
た平行光束を得るように行なうことができる。
第１図は従来の半導体レーザとコリメータレン
ズの位置決め方法を説明する図、第２図は本発明
の原理構成を説明する図、第３図及び第４図は本
発明の一実施例を示す図、第５図は光強度分布が
光軸の中心に関してバランスしない場合を示す図
である。 １……半導体レーザ、２……コリメータレン
ズ、５……モニタ光検出器、６……多角錐形ミラ
ー、７……光量分離用ミラー、８……４分の１波
長板、９……光強度分布センサ。
ズの位置決め方法を説明する図、第２図は本発明
の原理構成を説明する図、第３図及び第４図は本
発明の一実施例を示す図、第５図は光強度分布が
光軸の中心に関してバランスしない場合を示す図
である。 １……半導体レーザ、２……コリメータレン
ズ、５……モニタ光検出器、６……多角錐形ミラ
ー、７……光量分離用ミラー、８……４分の１波
長板、９……光強度分布センサ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 半導体レーザと該レーザから発せられたレー
ザ光の光束を平行にするためのコリメータレンズ
との光軸方向の位置決め方法であつて、 前記コリメータレンズの光軸を延長した位置に
多角錐形状の反射部材を配置し、該反射部材で反
射したレーザ光をコリメータレンズを透過して半
導体レーザにもどし、その時の該半導体レーザの
自己結合効果によるモニタ光が最大となるように
半導体レーザとコリメータレンズの光軸方向の位
置関係を調整することを特徴とする半導体レーザ
とコリメータレンズの位置決め方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19536281A JPS5897008A (ja) | 1981-12-04 | 1981-12-04 | 半導体レ−ザとコリメ−タレンズの位置決め方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19536281A JPS5897008A (ja) | 1981-12-04 | 1981-12-04 | 半導体レ−ザとコリメ−タレンズの位置決め方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5897008A JPS5897008A (ja) | 1983-06-09 |
| JPH0517528B2 true JPH0517528B2 (ja) | 1993-03-09 |
Family
ID=16339908
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19536281A Granted JPS5897008A (ja) | 1981-12-04 | 1981-12-04 | 半導体レ−ザとコリメ−タレンズの位置決め方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5897008A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6023822U (ja) * | 1983-07-22 | 1985-02-18 | キヤノン株式会社 | レ−ザユニツト |
| JPS60111212A (ja) * | 1983-11-19 | 1985-06-17 | Olympus Optical Co Ltd | コリメ−タ調整装置 |
| JP2011033665A (ja) * | 2009-07-30 | 2011-02-17 | Alps Electric Co Ltd | レンズ |
| JP2011150747A (ja) * | 2010-01-19 | 2011-08-04 | Sharp Corp | レーザユニット調整装置、これを備える光ピックアップ装置およびレーザユニット調整方法 |
| CN105892041B (zh) * | 2015-11-19 | 2018-05-01 | 中国工程物理研究院应用电子学研究所 | 基于跟踪探测器的多路激光发射光轴调节装置及方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5022577A (ja) * | 1973-06-26 | 1975-03-11 | ||
| JPS50110792A (ja) * | 1974-02-08 | 1975-09-01 | ||
| JPS5839905A (ja) * | 1981-09-03 | 1983-03-08 | Mitsubishi Electric Corp | 球面レンズと半導体レ−ザの軸合わせ方法及び装置 |
-
1981
- 1981-12-04 JP JP19536281A patent/JPS5897008A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5022577A (ja) * | 1973-06-26 | 1975-03-11 | ||
| JPS50110792A (ja) * | 1974-02-08 | 1975-09-01 | ||
| JPS5839905A (ja) * | 1981-09-03 | 1983-03-08 | Mitsubishi Electric Corp | 球面レンズと半導体レ−ザの軸合わせ方法及び装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5897008A (ja) | 1983-06-09 |
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