JPH05267787A - 半導体レーザー光源 - Google Patents
半導体レーザー光源Info
- Publication number
- JPH05267787A JPH05267787A JP6206692A JP6206692A JPH05267787A JP H05267787 A JPH05267787 A JP H05267787A JP 6206692 A JP6206692 A JP 6206692A JP 6206692 A JP6206692 A JP 6206692A JP H05267787 A JPH05267787 A JP H05267787A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser beam
- semiconductor laser
- rod lens
- section
- cross
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】大量の情報を高速伝送しうる半導体レーザー光
源を、ビームの方向決めが容易できるようにする。 【構成】ボディ３０に、レーザービームＬＢを発する半
導体レーザー１０とロッドレンズ２０を取り付ける。こ
のとき、レーザービームＬＢの楕円状の光束断面Ｐ1が
真円状となるように、ロッドレンズ２０の軸１００を光
束断面Ｐ1の長軸に合わせるようにする。
源を、ビームの方向決めが容易できるようにする。 【構成】ボディ３０に、レーザービームＬＢを発する半
導体レーザー１０とロッドレンズ２０を取り付ける。こ
のとき、レーザービームＬＢの楕円状の光束断面Ｐ1が
真円状となるように、ロッドレンズ２０の軸１００を光
束断面Ｐ1の長軸に合わせるようにする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はリモートコントロールユ
ニット，光伝送ユニット，高速光通信用ユニット等に用
いられる半導体レーザー光源に関するものである。
ニット，光伝送ユニット，高速光通信用ユニット等に用
いられる半導体レーザー光源に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、GaAsＬＥＤ(波長９５０ｎｍ)
がリモコン用光源として用いられている。このGaAsＬＥ
Ｄの立ち上がり時間は１μｓｅｃであり、それに対し、
最近、高速光信号伝送用として用いられているAlGaAsＬ
ＥＤ(８５０ｎｍ)の立ち上がり時間は０．３μｓｅｃと
高速である。
がリモコン用光源として用いられている。このGaAsＬＥ
Ｄの立ち上がり時間は１μｓｅｃであり、それに対し、
最近、高速光信号伝送用として用いられているAlGaAsＬ
ＥＤ(８５０ｎｍ)の立ち上がり時間は０．３μｓｅｃと
高速である。
【０００３】しかし、AlGaAsＬＥＤでは１ＭＨｚ以上の
高周波信号の伝送が困難である。従って、AlGaAsＬＥＤ
による赤外光では、大量の情報を伝送する必要のあるオ
ーディオ・ビデオ信号やコンピュータ間通信用光信号の
空間伝送に対応することができない。
高周波信号の伝送が困難である。従って、AlGaAsＬＥＤ
による赤外光では、大量の情報を伝送する必要のあるオ
ーディオ・ビデオ信号やコンピュータ間通信用光信号の
空間伝送に対応することができない。
【０００４】そこで、最近、上記赤外ＬＥＤに比べて立
ち上がりが速く、高速パルスでの伝送が可能な半導体レ
ーザーが脚光を浴びている。
ち上がりが速く、高速パルスでの伝送が可能な半導体レ
ーザーが脚光を浴びている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、半導体レーザ
ーから出射されるレーザービームの広がり角には方向性
があり、その光束断面は円形ではなく楕円形になってい
る。つまり、レーザーチップのＰＮ接合面(以下「チッ
プ接合面」ともいう)に対して垂直方向に長い楕円状の
スポットが受光面に向けて形成されることになる。
ーから出射されるレーザービームの広がり角には方向性
があり、その光束断面は円形ではなく楕円形になってい
る。つまり、レーザーチップのＰＮ接合面(以下「チッ
プ接合面」ともいう)に対して垂直方向に長い楕円状の
スポットが受光面に向けて形成されることになる。
【０００６】その結果、楕円の長軸方向(光強度分布に
沿った方向)には所定位置に対するビームの照射が容易
であるが、楕円の短軸方向(チップ接合面に平行方向)に
は光強度分布が偏平過ぎてビームの方向決めが難しいと
いった問題が生じる。例えば、半導体レーザーを備えた
装置を設置する際、受光面に対する位置調整は困難であ
り、特に装置を手で持って行う操作はより一層困難であ
る。
沿った方向)には所定位置に対するビームの照射が容易
であるが、楕円の短軸方向(チップ接合面に平行方向)に
は光強度分布が偏平過ぎてビームの方向決めが難しいと
いった問題が生じる。例えば、半導体レーザーを備えた
装置を設置する際、受光面に対する位置調整は困難であ
り、特に装置を手で持って行う操作はより一層困難であ
る。
【０００７】本発明はこのような点に鑑みなされたもの
であって、ビームの方向決めが容易であり、かつ、大量
の情報を高速伝送しうる半導体レーザー光源を提供する
ことを目的とする。
であって、ビームの方向決めが容易であり、かつ、大量
の情報を高速伝送しうる半導体レーザー光源を提供する
ことを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の半導体レーザー光源は、レーザービームを発す
る半導体レーザーから成る発光手段と，該発光手段から
発せられたレーザービームの光束断面が真円状となるよ
うにレーザービームを発散又は収束させる光学系と，を
備えたことを特徴としている。
本発明の半導体レーザー光源は、レーザービームを発す
る半導体レーザーから成る発光手段と，該発光手段から
発せられたレーザービームの光束断面が真円状となるよ
うにレーザービームを発散又は収束させる光学系と，を
備えたことを特徴としている。
【０００９】前記光学系とは、例えばロッドレンズやシ
リンドリカルレンズである。
リンドリカルレンズである。
【００１０】
【作用】このような構成によると、楕円状の光束断面を
なすレーザービームは、その光束断面が真円状となるよ
うに光学系によって発散又は収束するため、照射を受け
る対象に対するレーザービームの広がり角の方向性はな
くなる。
なすレーザービームは、その光束断面が真円状となるよ
うに光学系によって発散又は収束するため、照射を受け
る対象に対するレーザービームの広がり角の方向性はな
くなる。
【００１１】例えば、ロッドレンズやシリンドリカルレ
ンズを光学系として用いた場合、これらのレンズには曲
面に方向性があるので、光束断面の楕円短軸方向につい
て長軸方向よりもレーザービームの発散を大きく行うこ
とにより光束断面を真円状にすれば、レーザービームの
照射はそれを受ける対象に対するレーザービームの傾斜
方向によっては影響を受けることがなくなる。
ンズを光学系として用いた場合、これらのレンズには曲
面に方向性があるので、光束断面の楕円短軸方向につい
て長軸方向よりもレーザービームの発散を大きく行うこ
とにより光束断面を真円状にすれば、レーザービームの
照射はそれを受ける対象に対するレーザービームの傾斜
方向によっては影響を受けることがなくなる。
【００１２】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。尚、レーザービームの光束断面は、図中のＹＸ平
面に対して平行な面とする。
する。尚、レーザービームの光束断面は、図中のＹＸ平
面に対して平行な面とする。
【００１３】図１は本発明の第１実施例の構成を概略的
に示す斜視図である。本実施例は、主として、半導体レ
ーザー１０，ロッドレンズ２０及びそれらを固定するボ
ディ(同図中、一点鎖線で輪郭を示す)３０から成ってい
る。
に示す斜視図である。本実施例は、主として、半導体レ
ーザー１０，ロッドレンズ２０及びそれらを固定するボ
ディ(同図中、一点鎖線で輪郭を示す)３０から成ってい
る。
【００１４】半導体レーザー１０は、キャンでハーメチ
ックシールされた一般的なパッケージタイプのレーザー
ダイオードである。半導体レーザー１０の内部には、１
本のレーザービーム(波長：８５０ｎｍ)ＬＢを発する１
個のレーザーチップ(図３中のレーザーチップ１５)が設
けられており、レーザーチップのチップ接合面から所定
位置に向けて(Ｚ方向に)レーザービームが発せられる。
ックシールされた一般的なパッケージタイプのレーザー
ダイオードである。半導体レーザー１０の内部には、１
本のレーザービーム(波長：８５０ｎｍ)ＬＢを発する１
個のレーザーチップ(図３中のレーザーチップ１５)が設
けられており、レーザーチップのチップ接合面から所定
位置に向けて(Ｚ方向に)レーザービームが発せられる。
【００１５】ロッドレンズ２０は、その軸１００と直交
する断面において同一径を有する丸棒状のレンズであ
る。
する断面において同一径を有する丸棒状のレンズであ
る。
【００１６】ボディ３０は箱状になっており、半導体レ
ーザー１０の頭部がボディ３０内に挿入固定されてい
る。一方、ロッドレンズ２０は、端面で箱の内壁と固定
されている。
ーザー１０の頭部がボディ３０内に挿入固定されてい
る。一方、ロッドレンズ２０は、端面で箱の内壁と固定
されている。
【００１７】半導体レーザー１０とロッドレンズ２０と
の位置関係を、以下のように設定する。まず、半導体レ
ーザー１０中のレーザーチップのチップ接合面をＹＺ平
面に対して平行にした状態で、放射されるレーザービー
ムＬＢの光束中心をＺ方向に対して平行にする。その結
果、レーザービームＬＢの光束断面Ｐ1はＸ方向に長い
楕円状となる。一方、ロッドレンズ２０の軸１００をＸ
方向に対して平行にする。
の位置関係を、以下のように設定する。まず、半導体レ
ーザー１０中のレーザーチップのチップ接合面をＹＺ平
面に対して平行にした状態で、放射されるレーザービー
ムＬＢの光束中心をＺ方向に対して平行にする。その結
果、レーザービームＬＢの光束断面Ｐ1はＸ方向に長い
楕円状となる。一方、ロッドレンズ２０の軸１００をＸ
方向に対して平行にする。
【００１８】レーザービームＬＢは、光束断面Ｐ1がチ
ップ接合面に対して垂直方向(Ｘ方向)に長い楕円状とな
るが、ロッドレンズ２０を通過することによって、真円
状の光束断面Ｐ2に変化する。ロッドレンズ２０につい
て、ＹＺ平面におけるレーザービームＬＢの光路及びＸ
Ｚ平面におけるレーザービームＬＢの光路を、それぞれ
図２及び図３に示す。
ップ接合面に対して垂直方向(Ｘ方向)に長い楕円状とな
るが、ロッドレンズ２０を通過することによって、真円
状の光束断面Ｐ2に変化する。ロッドレンズ２０につい
て、ＹＺ平面におけるレーザービームＬＢの光路及びＸ
Ｚ平面におけるレーザービームＬＢの光路を、それぞれ
図２及び図３に示す。
【００１９】Ｙ方向については、ロッドレンズ２０への
入射角1.5°，3.5°及び5°の光線が、ロッドレンズ２
０から出射角度7.5°，15.5°及び28°で発散する。そ
れに対して、Ｘ方向については、ロッドレンズ２０に曲
がりがないため、光路の変動は殆どない。尚、入射ビー
ムの強度を100％とすると、入射角1.5°，3.5°及び5°
の光線は、それぞれ95％,60％及び40％の強度でロッド
レンズ２０から出射される。
入射角1.5°，3.5°及び5°の光線が、ロッドレンズ２
０から出射角度7.5°，15.5°及び28°で発散する。そ
れに対して、Ｘ方向については、ロッドレンズ２０に曲
がりがないため、光路の変動は殆どない。尚、入射ビー
ムの強度を100％とすると、入射角1.5°，3.5°及び5°
の光線は、それぞれ95％,60％及び40％の強度でロッド
レンズ２０から出射される。
【００２０】本実施例から放射されるレーザービームＬ
ＢのＹ方向及びＸ方向への指向特性を、実線でそれぞれ
図４及び図５に示す。ロッドレンズ２０によって殆ど影
響を受けないＸ方向の指向特性に対し、Ｙ方向へも同じ
程度の指向特性を有していることが分かる。尚、図４中
の一点鎖線で示す赤外ＬＥＤの指向特性に対しても、殆
ど変わらない指向特性であることが分かる。
ＢのＹ方向及びＸ方向への指向特性を、実線でそれぞれ
図４及び図５に示す。ロッドレンズ２０によって殆ど影
響を受けないＸ方向の指向特性に対し、Ｙ方向へも同じ
程度の指向特性を有していることが分かる。尚、図４中
の一点鎖線で示す赤外ＬＥＤの指向特性に対しても、殆
ど変わらない指向特性であることが分かる。
【００２１】このように本実施例によると、レーザービ
ームＬＢは、ロッドレンズ２０を通過することによっ
て、光束断面Ｐ2が、リモートネットワーク等に適した
真円状の分布(半値：±15°)となる。つまり、信号検出
範囲がチップ接合面に対して平行方向にも広がるため、
ビームの方向決めが容易になる。
ームＬＢは、ロッドレンズ２０を通過することによっ
て、光束断面Ｐ2が、リモートネットワーク等に適した
真円状の分布(半値：±15°)となる。つまり、信号検出
範囲がチップ接合面に対して平行方向にも広がるため、
ビームの方向決めが容易になる。
【００２２】また、従来より用いられている赤外光の半
導体レーザー光源では、受光面を構成するピンフォトダ
イオードに対し光学系での小さなスポットへの集光は容
易ではない。そのため大きなピンフォトダイオードが用
いられている。しかし、ピンフォトダイオードが大きい
とバックグラウンドノイズが大きくなるといった問題が
ある。本実施例のようにレーザービームを用いた場合に
は小さなスポットへの集光が容易であるため、小さいピ
ンフォトダイオードを用いることができ、その結果、Ｓ
Ｎ比を向上させることができる。
導体レーザー光源では、受光面を構成するピンフォトダ
イオードに対し光学系での小さなスポットへの集光は容
易ではない。そのため大きなピンフォトダイオードが用
いられている。しかし、ピンフォトダイオードが大きい
とバックグラウンドノイズが大きくなるといった問題が
ある。本実施例のようにレーザービームを用いた場合に
は小さなスポットへの集光が容易であるため、小さいピ
ンフォトダイオードを用いることができ、その結果、Ｓ
Ｎ比を向上させることができる。
【００２３】また、異方性のない広範囲の照明が可能と
なるので、ＣＣＤカメラ防犯システムの赤外照明等とし
て半導体レーザーを発散光で用いる分野に応用できる。
なるので、ＣＣＤカメラ防犯システムの赤外照明等とし
て半導体レーザーを発散光で用いる分野に応用できる。
【００２４】図６は、本発明の第２実施例を示してい
る。本実施例は、ロッドレンズ２０の代わりにシリンド
リカルレンズ２５が用いられているほかは、第１実施例
と同様の構成となっており、その効果も同様である。
る。本実施例は、ロッドレンズ２０の代わりにシリンド
リカルレンズ２５が用いられているほかは、第１実施例
と同様の構成となっており、その効果も同様である。
【００２５】シリンドリカルレンズ２５は、その軸２０
０がＸ方向に対して平行に配されており、半導体レーザ
ー１０側にＹＸ平面と平行な平面を有し、その裏側にレ
ーザービームＬＢの放射方向に向けた凹面を有してい
る。但し、この凹面は、Ｘ方向に曲がりを有しない円柱
状の曲面である。
０がＸ方向に対して平行に配されており、半導体レーザ
ー１０側にＹＸ平面と平行な平面を有し、その裏側にレ
ーザービームＬＢの放射方向に向けた凹面を有してい
る。但し、この凹面は、Ｘ方向に曲がりを有しない円柱
状の曲面である。
【００２６】シリンドリカルレンズ２５通過前のレーザ
ービームＬＢの光束断面Ｐ3は、第１実施例と同様にＸ
方向に長い楕円状(径ｒX＞径ｒY)であるが、シリンドリ
カルレンズ２５を通過することによって、レーザービー
ムＬＢの光束断面Ｐ4は、真円状(径ＲX＝径ＲY)とな
る。従って、第１実施例と同様に、Ｙ方向への指向特性
が拡大される。
ービームＬＢの光束断面Ｐ3は、第１実施例と同様にＸ
方向に長い楕円状(径ｒX＞径ｒY)であるが、シリンドリ
カルレンズ２５を通過することによって、レーザービー
ムＬＢの光束断面Ｐ4は、真円状(径ＲX＝径ＲY)とな
る。従って、第１実施例と同様に、Ｙ方向への指向特性
が拡大される。
【００２７】第２実施例では片面が凹面であるシリンド
リカルレンズ２５が用いられているが、片面が凸面，両
面が凹面又は両面が凸面のシリンドリカルレンズを用い
てもよい。尚、凹面を有するシリンドリカルレンズを用
いた場合、レーザービームＬＢは直接発散されるが、凸
面を有するシリンドリカルレンズを用いた場合、第１実
施例に用いたロッドレンズ２０と同様に(図２)、一旦収
束された後、発散される。
リカルレンズ２５が用いられているが、片面が凸面，両
面が凹面又は両面が凸面のシリンドリカルレンズを用い
てもよい。尚、凹面を有するシリンドリカルレンズを用
いた場合、レーザービームＬＢは直接発散されるが、凸
面を有するシリンドリカルレンズを用いた場合、第１実
施例に用いたロッドレンズ２０と同様に(図２)、一旦収
束された後、発散される。
【００２８】
【発明の効果】以上説明した通り本発明によれば、レー
ザービームを発する半導体レーザーから成る発光手段を
備えることによって、大量の情報を高速伝送することが
可能となり、しかも、発光手段から発せられたレーザー
ビームの光束断面が真円状となるようにレーザービーム
を発散又は収束させる光学系(例えば、ロッドレンズや
シリンドリカルレンズ)を備えることによって、ビーム
の方向決めが容易となる。
ザービームを発する半導体レーザーから成る発光手段を
備えることによって、大量の情報を高速伝送することが
可能となり、しかも、発光手段から発せられたレーザー
ビームの光束断面が真円状となるようにレーザービーム
を発散又は収束させる光学系(例えば、ロッドレンズや
シリンドリカルレンズ)を備えることによって、ビーム
の方向決めが容易となる。
【００２９】その結果、半導体レーザーを備えた装置を
設置する際、受光面に対する位置調整を容易に行うこと
ができる。特に、装置を手で持って行う操作は、より一
層容易になる。
設置する際、受光面に対する位置調整を容易に行うこと
ができる。特に、装置を手で持って行う操作は、より一
層容易になる。
【００３０】また、光束断面が真円状になることで異方
性のない広範囲の照明が可能となるため、本発明はセキ
ュリティニーズとしての暗視照明用半導体レーザー光源
としても適用可能である。
性のない広範囲の照明が可能となるため、本発明はセキ
ュリティニーズとしての暗視照明用半導体レーザー光源
としても適用可能である。
【図１】本発明の第１実施例の概略構成を示す斜視図。
【図２】本発明の第１実施例のＹＺ平面における光路
図。
図。
【図３】本発明の第１実施例のＸＺ平面における光路
図。
図。
【図４】本発明の第１実施例のＹ方向への指向特性を示
すグラフ。
すグラフ。
【図５】本発明の第１実施例のＸ方向への指向特性を示
すグラフ。
すグラフ。
【図６】本発明の第２実施例の概略構成を示す斜視図。
１０ …半導体レーザー ２０ …ロッドレンズ ２５ …シリンドリカルレンズ ３０ …ボディ
Claims (3)
- 【請求項１】レーザービームを発する半導体レーザーか
ら成る発光手段と， 該発光手段から発せられたレーザービームの光束断面が
真円状となるようにレーザービームを発散又は収束させ
る光学系と， を備えたことを特徴とする半導体レーザー光源。 - 【請求項２】前記光学系がロッドレンズであることを特
徴とする請求項１に記載の半導体レーザー光源。 - 【請求項３】前記光学系がシリンドリカルレンズである
ことを特徴とする請求項１に記載の半導体レーザー光
源。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6206692A JPH05267787A (ja) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | 半導体レーザー光源 |
| US08/022,549 US5499262A (en) | 1992-03-18 | 1993-02-25 | Semiconductor laser light source unit |
| DE4307570A DE4307570A1 (en) | 1992-03-18 | 1993-03-10 | Semiconductor laser source emitting beam with circular cross-section - produces beam using cylindrical rod lens at right angles to axis of elliptical beam emerging from diode chip |
| US08/258,706 US5689521A (en) | 1992-03-18 | 1994-06-13 | Semiconductor laser light source unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6206692A JPH05267787A (ja) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | 半導体レーザー光源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05267787A true JPH05267787A (ja) | 1993-10-15 |
Family
ID=13189364
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6206692A Pending JPH05267787A (ja) | 1992-03-18 | 1992-03-18 | 半導体レーザー光源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05267787A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100972180B1 (ko) * | 2001-03-20 | 2010-07-26 | 톰슨 라이센싱 | 광학 구성부품을 조명하기 위한 장치, 광기록매체로부터 읽거나 광기록매체에 쓰기 위한 장치와 광 위상 요소의 위상 분포를 결정하기 위한 설계 방법 |
-
1992
- 1992-03-18 JP JP6206692A patent/JPH05267787A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100972180B1 (ko) * | 2001-03-20 | 2010-07-26 | 톰슨 라이센싱 | 광학 구성부품을 조명하기 위한 장치, 광기록매체로부터 읽거나 광기록매체에 쓰기 위한 장치와 광 위상 요소의 위상 분포를 결정하기 위한 설계 방법 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5499262A (en) | Semiconductor laser light source unit | |
| US5353294A (en) | Semiconductor laser device and semiconductor laser module | |
| US6324320B1 (en) | Optical apparatus for producing a high-brightness multi-laser radiation source | |
| CN109254359A (zh) | 减少集成激光二极管的反射的光子集成电路边缘耦合器结构 | |
| CN108872965A (zh) | 一种激光雷达 | |
| US11609311B2 (en) | Pulsed light irradiation/detection device, and optical radar device | |
| US6674941B2 (en) | Optical coupling for optical fibers | |
| JPH07294768A (ja) | 装置間光学結合方法、多重光路配列及び装置間光学結合装置 | |
| US20190178990A1 (en) | Optical set-up for a lidar system, lidar system and operating device | |
| WO2017219946A1 (en) | Optical transceiver with a mirrored submount and a laser diode for laser-to-fiber coupling | |
| JPH05267787A (ja) | 半導体レーザー光源 | |
| JPH05273492A (ja) | 半導体レーザー光源 | |
| US6827506B2 (en) | Duplex focusing device | |
| JPH03132610A (ja) | 光ビームの偏向兼集束装置 | |
| JP2008028614A (ja) | 面発光レーザー（ｖｃｓｅｌ）を用いた光空間通信 | |
| US6964529B2 (en) | Orientation-adjustable optical transceiver module | |
| JPH06281740A (ja) | 距離測定装置 | |
| JP4421252B2 (ja) | レーザ光送受光装置 | |
| JPS6059794A (ja) | 半導体レーザー用の安定化装置 | |
| US6925099B2 (en) | Control of VCSEL emission for better high-speed performance | |
| JP2002350543A (ja) | レーザー距離計 | |
| JP2787300B2 (ja) | 発光ダイオード | |
| KR102113651B1 (ko) | 차량용 헤드라이트 | |
| US6239916B1 (en) | Optical transmitter device | |
| JP2005101308A (ja) | レーザ光送受光装置 |