JPH05299755A - 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Info
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- JPH05299755A JPH05299755A JP9657492A JP9657492A JPH05299755A JP H05299755 A JPH05299755 A JP H05299755A JP 9657492 A JP9657492 A JP 9657492A JP 9657492 A JP9657492 A JP 9657492A JP H05299755 A JPH05299755 A JP H05299755A
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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ビームスプ
リッタ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】 半導体レーザー10から出射した光ビーム11の
一部を反射させて、光検出器14に検出されるモニター光
11Ｂとするビームスプリッタ20の反射面20ａを、反射率
の波長依存性が１ｎｍ当り１／500 以下となるように仕
上げる。
リッタ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】 半導体レーザー10から出射した光ビーム11の
一部を反射させて、光検出器14に検出されるモニター光
11Ｂとするビームスプリッタ20の反射面20ａを、反射率
の波長依存性が１ｎｍ当り１／500 以下となるように仕
上げる。
Description
【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。
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。
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。
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。
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。
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。
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】本発明による半導体レー
ザーの光出力安定化装置は、半導体レーザーから出射し
た光を一部反射させてモニター光とし、残余を透過させ
て使用光とするビームスプリッタと、上記モニター光の
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、
上記ビームスプリッタの反射面が、反射率の波長依存性
が１ｎｍ当り１／500以下となるように仕上げられてい
ることを特徴とするものである。
ザーの光出力安定化装置は、半導体レーザーから出射し
た光を一部反射させてモニター光とし、残余を透過させ
て使用光とするビームスプリッタと、上記モニター光の
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、
上記ビームスプリッタの反射面が、反射率の波長依存性
が１ｎｍ当り１／500以下となるように仕上げられてい
ることを特徴とするものである。
【０００８】
【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、ビー
ムスプリッタの反射面の反射率が光波長変化に応じて変
化し、それにより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。
前述したモードホッピング発生時の光出力変動は、ビー
ムスプリッタの反射面の反射率が光波長変化に応じて変
化し、それにより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。
【０００９】そこで本発明におけるようにこの反射面
を、反射率の波長依存性が極めて低いものとしておけ
ば、モードホッピングによる波長変動が生じても、モニ
ター用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。
を、反射率の波長依存性が極めて低いものとしておけ
ば、モードホッピングによる波長変動が生じても、モニ
ター用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。
【００１０】ビームスプリッタの反射面を上述のように
仕上げるためには、例えば、通常ビームスプリッタとし
て機能させるために必ず施されるコーティングを省いた
り、あるいは特殊なコーティグを施す等すればよい。
仕上げるためには、例えば、通常ビームスプリッタとし
て機能させるために必ず施されるコーティングを省いた
り、あるいは特殊なコーティグを施す等すればよい。
【００１１】具体的に数値を挙げて説明すると、ビーム
スプリッタの反射面に一般的なビームスプリッタコーテ
ィングが施されている場合、その反射率の波長依存性は
１ｎｍ当り１％程度ある。それに対してこの種のコーテ
ィングを省けば、反射率の波長依存性は１ｎｍ当り10-2
〜10-3％（つまり１／10000 〜１／100000）程度まで下
がる。したがって、モードホッピングにより波長が１ｎ
ｍ変化したとき、上記コーティングが施されている場
合、光出力は１％程度変動してしまうのに対し、コーテ
ィングが省かれている場合の光出力変動は10-2〜10-3％
程度に抑えられることになる。
スプリッタの反射面に一般的なビームスプリッタコーテ
ィングが施されている場合、その反射率の波長依存性は
１ｎｍ当り１％程度ある。それに対してこの種のコーテ
ィングを省けば、反射率の波長依存性は１ｎｍ当り10-2
〜10-3％（つまり１／10000 〜１／100000）程度まで下
がる。したがって、モードホッピングにより波長が１ｎ
ｍ変化したとき、上記コーティングが施されている場
合、光出力は１％程度変動してしまうのに対し、コーテ
ィングが省かれている場合の光出力変動は10-2〜10-3％
程度に抑えられることになる。
【００１２】なお、ビームスプリッタ反射面の反射率の
波長依存性は、半導体レーザーの光出力変動を抑える上
では低ければ低い程良い訳であるが、本発明において特
に１ｎｍ当り１／500 以下とする理由は以下の通りであ
る。
波長依存性は、半導体レーザーの光出力変動を抑える上
では低ければ低い程良い訳であるが、本発明において特
に１ｎｍ当り１／500 以下とする理由は以下の通りであ
る。
【００１３】例えば医用画像のような中間調画像を記録
したり伝送する場合、最も画像ムラが視認されやすい空
間周波数領域では、この画像ムラを抑えるために光量変
動を０．２％すなわち１／500 以下にする必要があるこ
とが実験で確認されている。一般にモードホッピングの
周波数は、半導体レーザーの個体差、温度、光出力等に
より低周波から高周波まで移り変わるので、モードホッ
ピングによる濃度変化の空間周波数が上記の空間周波数
領域に含まれる可能性が高い。また、モードホッピング
による波長跳びの幅は最大で１ｎｍ程度である。そこ
で、１ｎｍの波長変化に対して光量変動が１／500 以下
になっていれば、上記の濃度ムラを目立ち難くすること
ができる。
したり伝送する場合、最も画像ムラが視認されやすい空
間周波数領域では、この画像ムラを抑えるために光量変
動を０．２％すなわち１／500 以下にする必要があるこ
とが実験で確認されている。一般にモードホッピングの
周波数は、半導体レーザーの個体差、温度、光出力等に
より低周波から高周波まで移り変わるので、モードホッ
ピングによる濃度変化の空間周波数が上記の空間周波数
領域に含まれる可能性が高い。また、モードホッピング
による波長跳びの幅は最大で１ｎｍ程度である。そこ
で、１ｎｍの波長変化に対して光量変動が１／500 以下
になっていれば、上記の濃度ムラを目立ち難くすること
ができる。
【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。
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。
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】ここで、くさび型ビームスプリッタ20の前
側表面20ａには、この種のビームスプリッタにおいてビ
ームスプリッタとして機能させるために従来必ず施され
ていたコーティングが施されていない。そのため、この
表面20ａにおける反射率の波長依存性は、１ｎｍ当り10
-3％程度と極めて低くなっている。そこで、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、光検出器14の受光量が大きく変動せず、よっ
て光出力安定化制御が精度良く実行され得る。
側表面20ａには、この種のビームスプリッタにおいてビ
ームスプリッタとして機能させるために従来必ず施され
ていたコーティングが施されていない。そのため、この
表面20ａにおける反射率の波長依存性は、１ｎｍ当り10
-3％程度と極めて低くなっている。そこで、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、光検出器14の受光量が大きく変動せず、よっ
て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２を
参照して説明する。なおこの図２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。
参照して説明する。なおこの図２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の分岐は平行平板５によってなされる。
この平行平板５は、その前側表面５ａが光ビーム11を反
射させてモニター光11Ｂとする向きに配されている。上
記前側表面５ａには、コーティング４が施されている。
このコーティング４は一般的な誘電体多層膜からなるも
のであり、その分光反射率は例えば図３に示すようなも
のとなる。この図３に示される通り、反射率は極大値を
有し、その極大値近傍では波長変化に対する反射率の変
動は極く僅かである。したがって、用いる半導体レーザ
ー10の発振波長に対して上記極大値が一致あるいはほぼ
一致するようなコーティング４を施せば、平行平板５の
反射率の波長依存性は、容易に１ｎｍ当り１／500 以下
となる。そのようになっていれば、この場合も、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。
モニター光11Ｂの分岐は平行平板５によってなされる。
この平行平板５は、その前側表面５ａが光ビーム11を反
射させてモニター光11Ｂとする向きに配されている。上
記前側表面５ａには、コーティング４が施されている。
このコーティング４は一般的な誘電体多層膜からなるも
のであり、その分光反射率は例えば図３に示すようなも
のとなる。この図３に示される通り、反射率は極大値を
有し、その極大値近傍では波長変化に対する反射率の変
動は極く僅かである。したがって、用いる半導体レーザ
ー10の発振波長に対して上記極大値が一致あるいはほぼ
一致するようなコーティング４を施せば、平行平板５の
反射率の波長依存性は、容易に１ｎｍ当り１／500 以下
となる。そのようになっていれば、この場合も、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。
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１】本発明の第１実施例装置を示す概略図
【図２】本発明の第２実施例装置を示す概略図
【図３】本発明に用いられるビームスプリッタコーティ
ングの分光反射率特性の一例を示すグラフ
ングの分光反射率特性の一例を示すグラフ
４ ビームスプリッタコーティング ５ 平行平板 ５ａ 平行平板の反射面 10 半導体レーザー 11 光ビーム 11Ａ 使用光 11Ｂ モニター光 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 20ａ くさび型ビームスプリッタの反射面
Claims (2)
- 【請求項１】 半導体レーザーから出射した光を一部反
射させてモニター光とし、残余を透過させて使用光とす
るビームスプリッタと、 前記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、 前記ビームスプリッタの反射面が、反射率の波長依存性
が１ｎｍ当り１／500以下となるように仕上げられてい
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。 - 【請求項２】 前記ビームスプリッタとして、コーティ
ングが施されていないガラスからなるものが用いられて
いることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザーの
光出力安定化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9657492A JPH05299755A (ja) | 1992-04-16 | 1992-04-16 | 半導体レーザーの光出力安定化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9657492A JPH05299755A (ja) | 1992-04-16 | 1992-04-16 | 半導体レーザーの光出力安定化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05299755A true JPH05299755A (ja) | 1993-11-12 |
Family
ID=14168762
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9657492A Withdrawn JPH05299755A (ja) | 1992-04-16 | 1992-04-16 | 半導体レーザーの光出力安定化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05299755A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006279067A (ja) * | 2006-06-07 | 2006-10-12 | Fuji Photo Film Co Ltd | 半導体レーザー励起固体レーザー |
-
1992
- 1992-04-16 JP JP9657492A patent/JPH05299755A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006279067A (ja) * | 2006-06-07 | 2006-10-12 | Fuji Photo Film Co Ltd | 半導体レーザー励起固体レーザー |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990706 |