JPH053564B2 - - Google Patents

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JPH053564B2
JPH053564B2 JP59211760A JP21176084A JPH053564B2 JP H053564 B2 JPH053564 B2 JP H053564B2 JP 59211760 A JP59211760 A JP 59211760A JP 21176084 A JP21176084 A JP 21176084A JP H053564 B2 JPH053564 B2 JP H053564B2
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JP
Japan
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semiconductor laser
hologram
light
emitting light
optical scanning
Prior art date
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JP59211760A
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Japanese (ja)
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JPS6190123A (en
Inventor
Hideto Iwaoka
Takahiro Shiozawa
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Yokogawa Electric Corp
Original Assignee
Yokogawa Electric Corp
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Publication date
Application filed by Yokogawa Electric Corp filed Critical Yokogawa Electric Corp
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Publication of JPS6190123A publication Critical patent/JPS6190123A/en
Publication of JPH053564B2 publication Critical patent/JPH053564B2/ja
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  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 ≪産業上の利用分野≫ 本発明は、ホログラムを用いて光ビームの方向
を高速で偏向する光走査装置に関するものであ
る。さらに詳しくは、本発明は、光信号を利用し
て信号あるいは画像等を記録、表示する装置に使
用して有効であつて、信号変調して用いる半導体
レーザ光源の波長の安定化を図つた光走査装置に
関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION <<Industrial Application Field>> The present invention relates to an optical scanning device that uses a hologram to deflect the direction of a light beam at high speed. More specifically, the present invention provides an optical system that is effective for use in devices that record and display signals or images using optical signals, and that stabilizes the wavelength of a semiconductor laser light source used by signal modulation. The present invention relates to a scanning device.

≪従来の技術≫ 第2図は、従来のホログラムを用いた光走査装
置の要部構成図である。この装置は、点光源から
の発散光としての物体光1と、平行光としての参
照光2(いずれも破線で示す)により、露光し作
製したホログラム31,32,33…に平行ビー
ムを入射し、ホログラム円板3の後方に配置され
た走査面であるところの結像面4に、再生光5に
よる再生像を得るように構成してある。
<<Prior Art>> FIG. 2 is a block diagram of main parts of a conventional optical scanning device using a hologram. This device uses object light 1 as diverging light from a point light source and reference light 2 as parallel light (both shown by broken lines) to make parallel beams incident on holograms 31, 32, 33, etc., which have been exposed and produced. , so that a reproduced image is obtained by reproduction light 5 on an imaging plane 4 which is a scanning plane disposed behind the hologram disk 3.

ホログラム・スキヤナの応用としては、POS
(Point of Sales)のバーコード・リーダ、レー
ザ・プリンタ等が考えられる。光源の半導体レー
ザを変調して用いるのは、後者のレーザ・プリン
タのような場合である。
As an application of hologram scanner, POS
(Point of Sales) barcode readers, laser printers, etc. can be considered. The latter case, such as a laser printer, uses a semiconductor laser as a light source by modulating it.

従来レーザプリンタの光走査には、ポリゴン・
ミラーが多く用いられていたが、量産性、価格等
で優れたホログラム・スキヤナに置換えることが
望まれている。
Conventional laser printers use polygons and
Mirrors were often used, but it is desired to replace them with hologram scanners, which are superior in terms of mass production and cost.

≪発明が解決しようとする問題点≫ しかし半導体レーザを変調して用いるシステム
にホログラム・スキヤナを用いる場合、次のよう
な問題を生じる。
<<Problems to be Solved by the Invention>> However, when a hologram scanner is used in a system that modulates a semiconductor laser, the following problems occur.

第3図および第4図は典型的な半導体レーザの
波長温度特性を示すもので、半導体レーザの波長
が温度で変化することを示している。この様な半
導体レーザを第5図に示すような従来の方法で変
調(例えば記録信号が論理1のときは一定の電流
Iopを流して発光させ、論理0のときは電流を0
とし発光させない)すると、半導体レーザの発熱
量が変調信号によつて変化するので、半導体レー
ザの温度が変化し、その結果半導体レーザの発振
波長が変化する。光走査にミラーを用いる場合、
この波長変化は走査位置に影響を与えないが、回
折現象を利用するホログラム・スキヤナの場合に
は波長変化により走査位置が変化してしまう。
FIGS. 3 and 4 show wavelength-temperature characteristics of typical semiconductor lasers, and show that the wavelength of the semiconductor laser changes with temperature. Such a semiconductor laser is modulated by the conventional method shown in Figure 5 (for example, when the recording signal is a logic 1, a constant current is modulated).
Flow Iop to emit light, and when the logic is 0, the current is 0
Then, the amount of heat generated by the semiconductor laser changes depending on the modulation signal, so the temperature of the semiconductor laser changes, and as a result, the oscillation wavelength of the semiconductor laser changes. When using a mirror for optical scanning,
This wavelength change does not affect the scanning position, but in the case of a hologram scanner that utilizes a diffraction phenomenon, the scanning position changes due to the wavelength change.

この走査位置の変化量を計算すると次のように
なる。半導体レーザの波長をλr、レーザ光のホロ
グラム・スキヤナへの入射角をθrとし、ホログラ
ム上の干渉縞が入射面に垂直であると仮定し、そ
の空間周波数をf、レーザ光の回折角をθdとする
と、次の関係が成り立つ。
The amount of change in scanning position is calculated as follows. Assume that the wavelength of the semiconductor laser is λ r , the angle of incidence of the laser beam on the hologram/scanner is θ r , the interference fringes on the hologram are perpendicular to the plane of incidence, the spatial frequency is f , and the diffraction angle of the laser beam is Let θ d be the following relationship.

sinθd=fλr−sinθr ……(1) したがつて、波長λrが△λr変化したときの回折角
の変化△θdは、 △θd=f△λr/cosθd ……(2) となる。ここで、f=1800(本/mm)、θd=45
(deg)(直線格子のホログラム・スキヤナの値)、
△λr=0.5×10-6(mm)とすると、 △θd=1.27×10-3(rad) だけ回転角が変化する。レーザ・プリンタに応用
する場合を考えて、レーザ光の入射位置から300
mmのところに感光ドラムがあるとすると、この場
合のドラム上のレーザ光の位置の変化△xは、 △x≒300×△θd=0.38−mm− となる。
sinθ d = fλ r − sinθ r ……(1) Therefore, the change in the diffraction angle △θ d when the wavelength λ r changes by △λ r is △θ d = f△λ r /cosθ d …… (2) becomes. Here, f = 1800 (lines/mm), θ d = 45
(deg) (value of linear grid hologram scanner),
If △λ r =0.5×10 -6 (mm), the rotation angle changes by △θ d =1.27×10 -3 (rad). Considering the case where it is applied to a laser printer, it is
Assuming that the photosensitive drum is located at mm, the change Δx in the position of the laser beam on the drum in this case is Δx≒300×Δθ d =0.38−mm−.

従来方式で変調された半導体レーザにおいて
は、上記計算に用いた0.5−nm−程度の波長変
化が実際に生じ、この結果生じる0.38−mm−程度
のレーザ光の位置変化は、レーザ・プリンタへの
応用を考えた場合重大な問題となる。しかもこの
波長変化は、モード・ホツプとして不連続に生じ
るため、例えば第6図に示すように印字した直線
が段状に切れることになる。
In a conventionally modulated semiconductor laser, the wavelength change of about 0.5-nm used in the above calculation actually occurs, and the resulting positional change of the laser beam of about 0.38-mm is the difference between a laser beam and a printer. This becomes a serious problem when considering applications. Furthermore, since this wavelength change occurs discontinuously as a mode hop, a printed straight line is broken into steps, as shown in FIG. 6, for example.

≪問題点を解決するための手段≫ 本発明の第1の発明に係る装置は、透過形また
は反射形ホログラムデイスクを用いた光走査装置
において、前記ホログラム面を照射する半導体レ
ーザと、この半導体レーザを発光時に前記半導体
レーザの熱的応答時間より充分速い周波数で変調
し非発光時に前記半導体レーザの閾値電流以下の
バイアス電流を流す変調回路とを備えたことを特
徴とする。
<Means for Solving the Problems> A device according to a first aspect of the present invention is an optical scanning device using a transmission type or reflection type hologram disk, which includes a semiconductor laser that irradiates the hologram surface, and a semiconductor laser that irradiates the hologram surface. The present invention is characterized by comprising a modulation circuit that modulates the semiconductor laser at a frequency that is sufficiently faster than the thermal response time of the semiconductor laser when emitting light, and flows a bias current that is less than a threshold current of the semiconductor laser when the semiconductor laser is not emitting light.

本発明の第2の発明に係る装置は、上記の装置
に、前記半導体レーザの周囲温度を一定に保つ温
度制御部を加えたことを特徴とする。
A device according to a second aspect of the present invention is characterized in that a temperature control section for keeping the ambient temperature of the semiconductor laser constant is added to the above device.

≪作用≫ 第1の発明に係る上記構成の装置によれば、発
光時と非発光時の半導体レーザの平均発熱量を等
しくすることができる。
<<Operation>> According to the device having the above structure according to the first aspect of the invention, it is possible to equalize the average amount of heat generated by the semiconductor laser when emitting light and when not emitting light.

第2の発明に係る上記構成の装置によれば、半
導体レーザに関連する温度を一定に保つことによ
り、その波長を安定化することができる。
According to the device having the above configuration according to the second aspect of the invention, by keeping the temperature related to the semiconductor laser constant, the wavelength of the semiconductor laser can be stabilized.

≪実施例≫ 以下本発明を図面を用いて詳しく説明する。第
1図は本発明に係るホログラムを用いた光走査装
置の一実施例を示すブロツク構成図である。10
は2値の記録信号をe1を入力する入力端子、11
はこの入力端子10からの信号を変調する変調回
路、12はこの変調回路11からの変調電流出力
i1により駆動される半導体レーザ、13はこの半
導体レーザ12からの出力光を適当に収束させる
レンズ、3はこのレンズ13を通過した再生光が
そのホログラム面に照射されるとともに軸Cのま
わりに回転するホログラムデイスク、4はこのホ
ログラムデイスク3の回転に伴つて回折光14が
走査される結像面、15は前記半導体レーザが取
付けられるマウント、16はこのマウント15を
覆う発泡スチロール等の断熱材、17は前記マウ
ント15の温度を検出するトランジスタ温度セン
サなどの温度検出器、18はこの温度検出器17
からの検出信号を入力する温度制御回路、19は
この温度制御回路18からの出力信号により吸熱
作用または発熱作用を行う吸発熱器で、例えばペ
ルチエ素子と放熱器の組合せを用いる。温度検出
器17、温度制御回路18、吸発熱器19は温度
制御部30を構成している。
<<Example>> The present invention will be described in detail below with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an optical scanning device using a hologram according to the present invention. 10
is an input terminal for inputting a binary recording signal e1 , 11
is a modulation circuit that modulates the signal from this input terminal 10, and 12 is a modulation current output from this modulation circuit 11.
i 1 is a semiconductor laser driven by 1; 13 is a lens that appropriately converges the output light from this semiconductor laser 12; 3 is a lens that passes through this lens 13, and the reproduction light is irradiated onto the hologram surface, and is A rotating hologram disk; 4 is an imaging surface on which the diffracted light 14 is scanned as the hologram disk 3 rotates; 15 is a mount to which the semiconductor laser is mounted; 16 is a heat insulating material such as polystyrene foam that covers the mount 15; 17 is a temperature detector such as a transistor temperature sensor that detects the temperature of the mount 15; 18 is this temperature detector 17;
The temperature control circuit 19 inputs the detection signal from the temperature control circuit 18 is a heat absorber or heat absorber that performs heat absorption or heat generation based on the output signal from the temperature control circuit 18, and uses a combination of a Peltier element and a heat radiator, for example. The temperature detector 17, the temperature control circuit 18, and the heat absorber 19 constitute a temperature control section 30.

上記のような構成の装置の動作を次に説明す
る。第7図は変調回路11の動作を説明するため
のタイムチヤートである。第7図Aに示すような
2値の記録信号e1が入力端子10を介して変調回
路11に加わると、第7図Bに示すような変調電
流出力i1が変調回路11から半導体レーザ12に
加えられる。第7図Bの変調電流出力i1は発光時
に半導体レーザ12の熱的応答より速い周波数で
変調された(振幅Iaの)電流を、非発光時に半導
体レーザ12の閾値電流以下のバイアス電流Ibを
流す。発光時のピーク電流値をIa、半導体レーザ
の動作電圧をVa(電流が変化してもほとんど変わ
らない)、変調のデユーテイ比をDrとすると、発
光時と非発光時の平均発熱量の差Wcは、 Wc=DrIaVa−IbVa ……(3) となり、ピーク電流値Iaおよびデユーテイ比Dr
を適当に選ぶことにより、平均発熱量の差Wcを
0にすることができる。光出力を考慮すると(3)式
は Wc=DrIaVa−DrPa−IbVa ……(4) となる。ただしPaは発光時のピーク光出力で通
常消費電力の数%程度であり、閾値電流以下では
光出力は無視できる程小さい。
The operation of the apparatus configured as described above will be explained next. FIG. 7 is a time chart for explaining the operation of the modulation circuit 11. When a binary recording signal e 1 as shown in FIG. 7A is applied to the modulation circuit 11 via the input terminal 10, a modulation current output i 1 as shown in FIG. added to. The modulated current output i 1 in FIG. 7B is a current (amplitude Ia) modulated at a frequency faster than the thermal response of the semiconductor laser 12 when emitting light, and a bias current Ib below the threshold current of the semiconductor laser 12 when not emitting light. Flow. If the peak current value during light emission is Ia, the operating voltage of the semiconductor laser is Va (almost unchanged even if the current changes), and the modulation duty ratio is Dr, then the difference in the average heat generation amount during light emission and non-light emission is Wc is Wc=DrIaVa−IbVa (3), and the peak current value Ia and duty ratio Dr
By appropriately selecting , it is possible to make the difference in average calorific value Wc to 0. Considering the optical output, equation (3) becomes Wc=DrIaVa−DrPa−IbVa (4). However, Pa is the peak light output during light emission, which is about several percent of the normal power consumption, and below the threshold current, the light output is so small that it can be ignored.

半導体レーザを出た光はレンズにより適当に収
束され、ホログラムデイスクに入射する。入射し
た光はホログラムにより回折されるとともに、ホ
ログラムデイスク3の回転にともなつて回折角が
変化し、この結果レーザ光14が走査される。
The light emitted from the semiconductor laser is appropriately focused by a lens and is incident on the hologram disk. The incident light is diffracted by the hologram, and as the hologram disk 3 rotates, the diffraction angle changes, and as a result, the laser beam 14 is scanned.

半導体レーザ12が取付けられたマウント15
の温度は温度検出器17によりモニターされ、温
度制御回路18と吸発熱器19により一定となる
ようにフイードバツク制御される。マウント15
の温度を室温程度に保つ為には、半導体レーザ1
2の発熱を吸収するだけでよいので、吸発熱器は
吸熱作用のみを行う簡単な構成のものでよい。
Mount 15 to which semiconductor laser 12 is attached
The temperature is monitored by a temperature detector 17, and feedback controlled by a temperature control circuit 18 and a heat absorber 19 to keep it constant. mount 15
In order to maintain the temperature of the semiconductor laser 1 at around room temperature,
Since it is only necessary to absorb the heat generated in step 2, the heat absorbing device may have a simple structure that only performs heat absorption.

上記の温度制御部はさらに次のような機能をも
果している。すなわち、第3図に示すようなステ
ツプ状の波長温度特性において、波長が不安定と
なる温度Bを避けて安定な温度Aとなるように半
導体レーザの周囲温度を制御することができる。
The temperature control section described above also performs the following functions. That is, in the step-like wavelength-temperature characteristic shown in FIG. 3, the ambient temperature of the semiconductor laser can be controlled so as to avoid the temperature B at which the wavelength becomes unstable and reach the stable temperature A.

このような構成の装置によれば、半導体レーザ
を信号変調したときに半導体レーザの発熱が一定
になるとともに半導体レーザの周囲温度が一定か
つ安定温度に保たれるので、半導体レーザからの
出力光の波長か安定化する。この結果、光走査装
置はレーザ光の波長変化により走査位置が変化す
ることなく、安定な走査が可能となる。
According to a device having such a configuration, when the semiconductor laser is signal-modulated, the heat generation of the semiconductor laser becomes constant and the ambient temperature of the semiconductor laser is kept constant and stable, so that the output light from the semiconductor laser is kept constant. Stabilize the wavelength. As a result, the optical scanning device can perform stable scanning without changing the scanning position due to changes in the wavelength of the laser beam.

第8図は第1図の装置における光走査部(特願
昭58−150755の光走査装置と同じ)の記録(作
製)時と再生(走査)時の状態を示す要部斜視図
である。これらの図において、3はホログラムデ
イスク(光走査部)で、ここにはホログラム用感
光材料が塗付されている乾板で作られた複数個の
ホログラム31,32,33…が回転方向(矢印a
で示す方向)に設置されている。このホログラム
デイスク3は、矢印a方向に回転(移動)し、ひ
とつのホログラムで1回の走査を行なうことがで
きる。なお、ここでは、透過型ホログラム円板を
用いた例を示す。4は結像面である。
FIG. 8 is a perspective view of a main part showing the state of the optical scanning section (same as the optical scanning device of Japanese Patent Application No. 58-150755) in the apparatus shown in FIG. 1 during recording (fabrication) and reproduction (scanning). In these figures, numeral 3 denotes a hologram disk (light scanning section), on which a plurality of holograms 3 1 , 3 2 , 3 3 . (arrow a
(direction shown). This hologram disk 3 rotates (moves) in the direction of arrow a, and can perform one scan with one hologram. Note that here, an example using a transmission type hologram disk is shown. 4 is an imaging plane.

まず、ホログラム作製時において用いられる物
体光源22は収束球面波が用いられており、O点
にその収束点がある。また、参照光源21は、物
体光源22と同一波長(例えば波長λC=0.63μm)
の発散球面波が用いられR点にその点光源があ
る。これらの物体光源22と参照光源21とは、
いずれも、ここから出射する光ビームのホログラ
ムへの入射角が、走査中心で0°以外の角度、すな
わち斜めとなるように設置され、これらの各光源
からの光によつて、ホログラム31,32,33
上に干渉縞を記録させる。
First, the object light source 22 used in producing the hologram uses a convergent spherical wave, and its convergence point is at point O. Further, the reference light source 21 has the same wavelength as the object light source 22 (for example, wavelength λ C =0.63 μm).
A diverging spherical wave is used, and its point light source is at point R. These object light source 22 and reference light source 21 are
Both are installed so that the incident angle of the light beam emitted from the hologram to the hologram is at an angle other than 0° at the scanning center, that is, at an angle, and the light from each of these light sources causes the hologram 3 1 , 3 2 , 3 3
Interference fringes are recorded on top.

再生(走査)時に用いられる再生光源20(第
1図の半導体レーザ12およびレンズ13に対
応)は、参照光とは異なつた波長(例えば半導体
レーザ光の波長λR=0.78μm)の発散球面波が用
いられ、Q点にその点光源があり参照光源の点光
源Rとは異なつた位置にある。この再生光源20
からの光ビームは、ホログラムデイスク3への入
射角が、走査中心で0°以外、すなわち斜めになる
ように入射しており、ホログラムからの再生光
は、各ホログラム31,32,33…にあらかじめ
記録された干渉縞によつて高回折効率で回折され
る。この回折光は、ホログラムデイスク3の回転
(移動)に伴い、結像面4上に小さな光スポツト
で、S1→S2→S3と直線、無収差走査する。
A reproduction light source 20 (corresponding to the semiconductor laser 12 and lens 13 in FIG. 1) used during reproduction (scanning) emits a diverging spherical wave of a wavelength different from that of the reference light (for example, the wavelength λ R of the semiconductor laser light = 0.78 μm). is used, and the point light source is at point Q, which is at a different position from the point light source R, which is the reference light source. This reproduction light source 20
The light beam from the hologram is incident on the hologram disk 3 at an angle other than 0° at the scanning center, that is, obliquely, and the reproduced light from the hologram is transmitted to each hologram 3 1 , 3 2 , 3 3 It is diffracted with high diffraction efficiency by interference fringes recorded in advance on... As the hologram disk 3 rotates (moves), this diffracted light scans a small optical spot on the imaging plane 4 in a straight line from S 1 to S 2 to S 3 without aberration.

ここで、本光走査部においては、参照光源21
と再生光源20の位置および物体光源22の焦点
位置を、次の(5)式、(6)式を満足するように、所定
の位置に選定し、これによつて直線、無収差走査
を実現している。また、同時に再生光のホログラ
ムへの入射角がブラツク入射角に等しいか、また
はブラツグ入射角に近い値となるように選定して
ある。すなわち、(7)式のブラツグ条件を満足する
ことによつて高回折効率を得ている。
Here, in the main optical scanning section, the reference light source 21
The position of the reproduction light source 20 and the focal position of the object light source 22 are selected at predetermined positions so as to satisfy the following equations (5) and (6), thereby achieving linear, aberration-free scanning. are doing. At the same time, the angle of incidence of the reproduction light on the hologram is selected to be equal to or close to the Black angle of incidence. That is, high diffraction efficiency is obtained by satisfying the Bragg condition of equation (7).

fC(〓Cp,〓CR、r、θ、、λC)≒fR
(〓RO、〓RR、r、θ、、λR) ……(5) φC(〓Cp、〓CR、r、θ、、λC)≒
φR(〓Rp、〓RR、r、θ、、λR) ……(6) θr≒sin-1(λR/2d′) (θpd−θref)/2 ……(7) ただし、 fC:物体光と参照光によりホログラム面上に記録
された干渉縞の空間周波数 φC:上記干渉縞の傾き fR:結像面上の所定の一点へ収束する仮想の光束
と再生光とにより、ホログラム面上にできる干
渉縞の空間周波数 φR:上記干渉縞の傾き 〓Cp:物体光の光源位置を示すベクトル 〓CR:参照光の光源位置を示すベクトル 〓Rp:仮想光束の光源位置を示すベクトル 〓RR:再生光の光源位置を示すベクトル (r、θ):ホログラムデイスク面上の座標 :ホログラムデイスクの回転角 λC:記録光(参照光、物体光)の波長 λR:再生光と仮想光束の波長 θr:再生光の入射角 θpb:物体光の入射角 θref:参照光の入射角 d′:ホログラムデイスク上の干渉縞の3次元的な
ピツチ 物体光と参照光とによつてホログラム31,32
…の中心P点に作られた干渉縞に対し、再生光の
入射角がブラツグ条件を満足し、直線性、収束性
が最も良くなるように物体光、参照光、再生光の
各光源位置を(5)式、(6)式、(7)式から求めればよい
が、実際には(5)式、(6)式は解析的に解くのは難し
い。従つて(5)(6)(7)式を極値問題に置換え、これを
コンピユータを用いた数値解法により解く方法が
用いられる。
f C (〓 Cp ,〓 CR , r, θ,, λ C )≒f R
(〓 RO , 〓 RR , r, θ, , λ R ) ...(5) φ C (〓 Cp , 〓 CR , r, θ, , λ C )≒
φ R (〓 Rp , 〓 RR , r, θ,, λ R ) ……(6) θ r ≒ sin -1R /2d′) (θ pd −θ ref )/2 ……(7) However , f C : Spatial frequency of interference fringes recorded on the hologram surface by the object beam and reference beam φ C : Inclination of the above interference fringes f R : Virtual light flux and reproduction light converging on a predetermined point on the imaging plane Therefore, the spatial frequency of interference fringes formed on the hologram surface φ R : Inclination of the above interference fringes〓 Cp : Vector indicating the light source position of the object beam〓 CR : Vector indicating the light source position of the reference light〓 Rp : Light source of the virtual light flux Vector indicating the position〓 RR : Vector indicating the light source position of the reproduction light (r, θ): Coordinates on the hologram disk surface: Rotation angle of the hologram disk λ C : Wavelength of the recording light (reference light, object light) λ R : Wavelength of reproduction light and virtual beam θ r : Incident angle of reproduction light θ pb : Incident angle of object beam θ ref : Incident angle of reference beam d' : Three-dimensional pitch of interference fringes on hologram disk Object beam and reference Hologram 3 1 , 3 2 by light
The light source positions of the object beam, reference beam, and reproduction beam are set so that the incident angle of the reproduction light satisfies the bragg condition and the linearity and convergence are the best for the interference fringes created at the center point P of... It can be found from equations (5), (6), and (7), but in reality, equations (5) and (6) are difficult to solve analytically. Therefore, a method is used in which equations (5), (6), and (7) are replaced with extreme value problems, and this is solved by a numerical method using a computer.

第9図および第10図は上記実施例に係る装置
において、結像面4上に得られる走査スポツトの
直線誤差、収束スポツト径をそれぞれ調べた特性
線図である。この実験では、参照光の光源として
は波長λCが0.63μmのHe−Neレーザ、再生光の
光源として波長λRが0.78μmの半導体レーザをそ
れぞれ用い、走査幅±150mmを得たもので、この
範囲内において、直線性±100μm、最大スポツト
径φ100μmと、満足すべき結果が得られている。
FIGS. 9 and 10 are characteristic diagrams obtained by examining the linear error of the scanning spot obtained on the imaging plane 4 and the convergence spot diameter, respectively, in the apparatus according to the above embodiment. In this experiment, a He-Ne laser with a wavelength λ C of 0.63 μm was used as the reference light source, and a semiconductor laser with a wavelength λ R of 0.78 μm was used as the reproduction light source, and a scanning width of ±150 mm was obtained. Within this range, satisfactory results were obtained with linearity of ±100 μm and maximum spot diameter of φ100 μm.

なお、上記の実施例では透過形ホロクラムデイ
スクを用いているが、これに代えて反射型ホログ
ラムを用いてもよい。また感光材にフオトレジス
トを用い、露光、現像後、斜め方向のイオンエツ
チングにより基板をエツチングしてエシユレツト
形の格子として回折効率を向上させることができ
る。この場合、(5)式、(6)式のみ満足した条件で露
光すれば良い。また、基板にSi結晶などを用い、
異方性エツチングで、エシユレツト形の格子とし
ても良い。さらに上記のエシユレツト形格子を原
版とし、透明プラスチツク等を用いてレプリカと
しても良い。
Note that although a transmission type hologram disk is used in the above embodiment, a reflection type hologram may be used instead. Further, by using a photoresist as a photosensitive material, after exposure and development, the substrate is etched by oblique ion etching to form an eshlet-shaped grating to improve the diffraction efficiency. In this case, it is sufficient to perform exposure under conditions that satisfy only equations (5) and (6). In addition, using Si crystal etc. for the substrate,
Anisotropic etching can also be used to create an eshlet-shaped lattice. Furthermore, the above-mentioned echelon grid may be used as an original and a replica may be made using transparent plastic or the like.

また光走査部としては、上記の実施例に用いた
ものに限らず、第2図装置のような従来方式のも
のを用いることもできる。
Further, the optical scanning section is not limited to the one used in the above embodiment, but a conventional type such as the apparatus shown in FIG. 2 can also be used.

なお、第1図の実施例では温度制御部におい
て、温度検出信号として温度検出器17の出力を
用いているが、変調回路11で半導体レーザ12
の発光時の光量を(光量センサなどを用いてフイ
ードバツクを行い)一定に制御すれば、発光時の
レーザ電流を温度制御部における温度検出信号と
して利用することもできる。これは、半導体レー
ザの電流−光出力特性は温度により変化し、一定
の光出力を得るために必要な駆動電流が温度上昇
に伴つて増加することを利用したものである。こ
の場合には温度検出器17は不要となる。
In the embodiment shown in FIG. 1, the output of the temperature detector 17 is used as the temperature detection signal in the temperature control section, but the modulation circuit 11
If the amount of light at the time of light emission is controlled to be constant (by performing feedback using a light amount sensor or the like), the laser current at the time of light emission can also be used as a temperature detection signal in the temperature control section. This takes advantage of the fact that the current-optical output characteristics of a semiconductor laser change depending on temperature, and the driving current required to obtain a constant optical output increases as the temperature rises. In this case, the temperature detector 17 becomes unnecessary.

≪発明の効果≫ 以上説明したように、本発明によれば、半導体
レーザの波長変化による走査位置の誤差が生じな
い、走査が安定な光走査装置を簡単な構成で実現
できる。
<<Effects of the Invention>> As described above, according to the present invention, it is possible to realize an optical scanning device with a simple configuration that does not cause errors in the scanning position due to changes in the wavelength of the semiconductor laser and has stable scanning.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係る装置の一実施例を示すブ
ロツク構成図、第2図は従来のホログラムを用い
た光走査装置の要部構成図、第3図および第4図
は半導体レーザの波長温度特性を示す特性曲線
図、第5図は半導体レーザの従来の2値変調方式
を示すタイムチヤート、第6図は従来の変調方式
を用いた場合に生じる走査位置のずれを示す図、
第7図は第1図の装置の動作を説明するためのタ
イムチヤート、第8図は第1図装置における光走
査部の動作を説明するための要部構成図、第9図
および第10図は本発明に係る装置における特性
曲線図である。 3……ホログラムデイスク、11……変調回
路、12……半導体レーザ、30……温度制御
部、Ib……バイアス電流。
FIG. 1 is a block configuration diagram showing an embodiment of the device according to the present invention, FIG. 2 is a configuration diagram of main parts of an optical scanning device using a conventional hologram, and FIGS. 3 and 4 show wavelengths of semiconductor lasers. A characteristic curve diagram showing temperature characteristics, FIG. 5 is a time chart showing a conventional binary modulation method of a semiconductor laser, and FIG. 6 is a diagram showing a shift in scanning position that occurs when using the conventional modulation method.
FIG. 7 is a time chart for explaining the operation of the apparatus shown in FIG. 1, FIG. 8 is a main part configuration diagram for explaining the operation of the optical scanning section in the apparatus shown in FIG. 1, and FIGS. 9 and 10. is a characteristic curve diagram of the device according to the present invention. 3...Hologram disk, 11...Modulation circuit, 12...Semiconductor laser, 30...Temperature control section, Ib...Bias current.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 透過形または反射形ホログラムデイスクを用
いた光走査装置において、 前記ホログラム面を照射する半導体レーザと、 この半導体レーザを発光時に前記半導体レーザ
の熱的応答時間より充分速い周波数で変調し非発
光時に前記半導体レーザの閾値電流以下のバイア
ス電流を流す変調回路とを備え、 発光時と非発光時の半導体レーザの平均発熱量
を等しくするようにしたことを特徴とするホログ
ラムを用いた光走査装置。 2 透過形または反射形ホログラムデイスクを用
いた光走査装置において、 前記ホログラム面を照射する半導体レーザと、 この半導体レーザを発光時に前記半導体レーザ
の熱的応答時間より充分速い周波数で変調し非発
光時に前記半導体レーザの閾値電流以下のバイア
ス電流を流すことにより発光時と非発光時の半導
体レーザの平均発熱量を等しくするようにした変
調回路と、 前記半導体レーザに関連する温度を一定に保つ
温度制御部とを備え、 半導体レーザの波長を安定化するようにしたこ
とを特徴とするホログラムを用いた光走査装置。
[Claims] 1. In an optical scanning device using a transmission type or reflection type hologram disk, there is provided a semiconductor laser that irradiates the hologram surface, and a frequency that is sufficiently faster than the thermal response time of the semiconductor laser when emitting light from the semiconductor laser. and a modulation circuit that modulates the semiconductor laser with a bias current equal to or lower than the threshold current of the semiconductor laser when the semiconductor laser is not emitting light, so that the average amount of heat generated by the semiconductor laser when the semiconductor laser is emitting light and when it is not emitting light is made equal. Optical scanning device used. 2. In an optical scanning device using a transmission type or reflection type hologram disk, a semiconductor laser that irradiates the hologram surface, and a semiconductor laser that is modulated at a frequency sufficiently faster than the thermal response time of the semiconductor laser when emitting light and modulated when not emitting light. A modulation circuit that equalizes the average heat generation amount of the semiconductor laser when emitting light and when not emitting light by flowing a bias current that is less than a threshold current of the semiconductor laser; and a temperature control circuit that keeps the temperature related to the semiconductor laser constant. An optical scanning device using a hologram, characterized in that the wavelength of a semiconductor laser is stabilized.
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