JPH07118565B2 - 半導体レーザー光源 - Google Patents

半導体レーザー光源

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JPH07118565B2
JPH07118565B2 JP4054820A JP5482092A JPH07118565B2 JP H07118565 B2 JPH07118565 B2 JP H07118565B2 JP 4054820 A JP4054820 A JP 4054820A JP 5482092 A JP5482092 A JP 5482092A JP H07118565 B2 JPH07118565 B2 JP H07118565B2
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JP
Japan
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laser beam
lens
laser
light source
pinhole
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直太郎 中田
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Rohm Co Ltd
Screen Holdings Co Ltd
Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
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Rohm Co Ltd
Screen Holdings Co Ltd
Dainippon Screen Manufacturing Co Ltd
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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4204Packages, e.g. shape, construction, internal or external details the coupling comprising intermediate optical elements, e.g. lenses, holograms
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/005Optical components external to the laser cavity, specially adapted therefor, e.g. for homogenisation or merging of the beams or for manipulating laser pulses, e.g. pulse shaping

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はレーザービームプリン
タ,レーザーファクシミリ,レーザー植字機,バーコー
ドリーダー,複写機,センサ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】半導体レーザー光源は、レーザービーム
のコヒーレンスを利用した光学システム(微小スポット
に絞り込むことができる特性を応用した光ピックアップ
等)として、上記のような様々な装置に用いられてい
る。かかる光学システムにおいては、低消費電力化によ
り電源が小型化されてきている。また、光学系について
も小型化が進んでいる。例えば、レーザービームをカッ
プリングするレンズとして、直径が数mm程度の微小な
ものが知られている。
【0003】ところで、上記光学システムにおいては、
図7に示すように半導体レーザー1から発せられたレー
ザービームLBが、主として、レンズ2の後方の面S1
及び前方の面S2を直接透過する成分Aと、前方の面S2
及び後方の面S1で反射されたのち透過する成分Bとに
分かれる。従って、成分Aと成分Bとの間に光路差が生
じてしまう。レーザービームはコヒーレンスが高いの
で、形成されるビームスポットには、成分Aと成分Bと
の干渉に起因するビーム強度パターンの変形、つまりビ
ームの強度むら(干渉縞)が発生する。このビームの強度
むらは、様々な問題を引き起こす原因となる。例えば、
センサに適用した場合、レーザービームの一部分しか受
光されないときにはノイズが増え、誤動作の原因とな
る。
【0004】上記ビームの強度むらの発生を防ぐため、
一般にレンズには反射防止加工が施されている。この反
射防止加工は、真空槽内のプラネタリーに複数個のレン
ズを1個ずつセットし、フッ化マグネシウム,二酸化チ
タン等から成る多層コーティングを施すことにより行わ
れる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
たようにレンズの小型化によって、レンズの押さえしろ
が少なくなっているため、多層コーティングに際するレ
ンズのセッティングが難しく、作業が煩雑化するといっ
た問題がある。また、多層コーティングがコストアップ
の原因になっているといった問題もある。
【0006】本発明はこのような点に鑑みなされたもの
であって、レンズに反射防止加工が施されていなくて
も、レーザービームの干渉に起因するビームの強度むら
の発生を防止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。
【0007】
【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、所定の照射面上にレー
ザービームを照射する半導体レーザー光源であって、
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,該レーザービームを透過させるレンズと,該レンズ
によって生じた強度むらが前記照射面上において小さく
なるように、前記レンズを透過してきたレーザービーム
を回折させる開口が設けられた光束規制部材と,を備え
たことを特徴としている。
【0008】前記光束規制部材上でのレーザービーム径
よりも前記開口が小さい構成とするのが好ましい。
【0009】
【作用】このような構成によると、レンズを透過する際
の反射に起因するレーザービームの干渉効果が、光束規
制部材に設けられた開口をレーザービームが通過する際
の回折によって打ち消されるため、干渉によるビームの
強度むらが低減することになる。しかも、開口を通過し
たレーザービームは、光軸上で光の強度のピークを持つ
ようになる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は本実施例の全体構成の外観を示す斜視図で
ある。
【0011】本実施例の半導体レーザー光源100は、
主として発光手段,光学系,固定部材及び光束規制部材
とから構成されている。
【0012】発光手段は、1本のレーザービーム5を発
するレーザーチップ(図示せず)を備えたレーザーダイオ
ード30から成っている。レーザーダイオード30は、
モニタ用のフォトダイオードを備えたパッケージであ
り、フォトダイオードによってモニタすることにより、
レーザーダイオード30のレーザー発光の強さが制御さ
れている。
【0013】光学系は、レーザーダイオード30から発
せられたレーザービーム5を透過させるレンズ(直径3
mm,焦点距離5mm)35から成っており、レンズ3
5は鏡枠37内に固定されてコリメータを構成する。レ
ーザーダイオード30からのレーザービームは、レンズ
35を通過することによって、レンズ35と同じ直径の
平行光束(レーザービーム5)になる。本実施例ではレン
ズ35によって平行光束をつくる構成となっているが、
コリメートレンズに限らず、収束光又は発散光をつくる
種々のタイプのレンズをカップリングレンズとして用い
ることも可能である。
【0014】固定部材は、貫通する穴210が形成され
たレーザー固定部材200から成っている。レーザーダ
イオード30は、その頭部が穴210に挿入された状態
で固定され、レンズ35は鏡枠37内で固定された状態
で、穴210内で固定されている。尚、複数の穴がアレ
イ状に形成されたレーザー固定部材を用いて、それぞれ
の穴にレーザーダイオード,レンズ等を固定し、レーザ
ービームをアレイ状に発生させることができるようにし
てもよい。
【0015】光束規制部材は、レーザー固定部材200
の底面に対して固定された薄板状の光束規制板27から
成っている。この光束規制板27には、レンズ35を透
過してきたレーザービーム5に対し回折を伴って通過さ
せる開口として、円形のピンホール(直径1mm)25が
設けられており、ピンホール25を除いてレーザービー
ム5を遮光する。ピンホール25は、光束規制板27上
でのレーザービーム5の直径よりも小さく、その中心が
レーザービーム5の中心と一致するようになっている。
よって、ピンホール25は、レーザービーム5の中心部
分のみを通過させることになる。尚、光束規制板27
は、図1に示すように、レンズ35との間隔が一定に保
たれた状態でレーザー固定部材200に固定されている
が、この間隔を調整しうるようにレーザービーム5の進
行方向に沿って移動自在に取り付けてもよい。
【0016】次に、本実施例によって、実際にレーザー
ビームの強度むらの発生がどの程度抑制されるかを、図
2に示す測定系を用い、以下の方法により調べた。レー
ザーダイオード30(発生するレーザービームの波長:7
85.0nm)とレンズ35との間隔を5mm、レンズ35
とピンホール25との間隔を50mmとした。ピンホー
ル25から前方1mの位置にピンホール(直径100μ
m)20を有する板22を、光軸AXに対して垂直に配
置した。ピンホール20の前方にはフォトダイオード4
0を配し、ピンホール20を通過するレーザービームを
全て受光しうるようにした。そして、板22及びフォト
ダイオード40を一方向(X方向)に移動させうるよう
に、Xステージ上に固定した。
【0017】本実施例によって板22上に形成されるレ
ーザービーム5のスポットを図5に示す。また、本実施
例から光束規制板27を取り外したときに板22上に形
成されるレーザービーム5のスポットを図6に示す。図
5及び図6中、最も外側の円はエアリリング、中心点は
光軸、他の円はレーザービーム強度のピーク位置(干渉
縞IF)を示している。
【0018】板22及びフォトダイオード40の移動に
より、ピンホール25通過後のレーザービーム5のスポ
ットを走査し、レーザービーム5のスポット各部の光量
から、図3に示すレーザービーム強度のプロファイルを
得た。また、本実施例から光束規制板27を取り外すこ
とによって、図3の測定の場合と同様に、ピンホール2
5入射前のレーザービーム5のスポットを走査し、レー
ザービーム5のスポット各部の光量から、図4に示すレ
ーザービーム強度のプロファイルを得た。尚、図3及び
図4中、rLはレーザービーム5の直径を示し、rPはピ
ンホール25の直径を示す。
【0019】図4及び図6に示すように、ピンホール2
5を通過させなかったレーザービーム5には、ビームの
むらが多数現れている。このビームのむらは、ビームス
ポットの干渉縞IFとして観察されるが(図6)、先に説
明したように、これはレンズ35の両面での反射に起因
する干渉によるものである。これに対し、図3及び図5
に示すように、ピンホール25を通過させたレーザービ
ーム5には、ビームのむらが殆ど発生しておらず、光軸
上で光の強度の大きなピークを持つようになっている。
レンズ35に反射防止加工を施さなくても、本実施例の
ようにレーザービームの干渉により発生したビームの強
度むらを、ピンホール25による回折によって打ち消す
ことができるのである。
【0020】尚、本実施例においては、レーザーダイオ
ード30とレンズ35との間隔を3〜5mm,レンズ3
5とピンホール25との間隔を2〜3mm程度とするの
が、実使用上適当である。
【0021】また、一般にレーザーダイオードの温度が
変化するとレーザーの波長が長くなるため、ピンホール
がなければ環境温度に応じて強度むらのパターンも変化
してしまう。しかし、本実施例によれば、ビームの強度
むら自体が小さく抑えられているため、温度変化による
影響を殆ど受けなくなる。その結果、半導体レーザー光
源を用いた計測等に際する調整が容易になるといった効
果がある。
【0022】
【発明の効果】以上説明した通り本発明によれば、光束
規制部材に設けられた開口が、発光手段から発せられ
ンズを透過してきたレーザービームを回折させるため、
レンズに反射防止加工が施されていなくても、レーザー
ビームの干渉に起因するビームの強度むらの発生を防止
しうる半導体レーザー光源を実現することできる。
【0023】そして、前記光束規制部材上でのレーザー
ビーム径よりも前記開口を小さくすることによって、回
折現象をより効果的に生じさせることが可能となるの
で、ビームの強度むらの発生をより効果的に防止するこ
とができる。
【0024】尚、反射防止加工が施されていないレンズ
が用いられた半導体レーザー光源は今まで知られていな
いが、本発明によればレンズに反射防止加工を施す必要
がないので、作業工程の簡素化及びレンズの低コスト
化、ひいては半導体レーザー光源の低コスト化を図るこ
とができるという効果がある。
【0025】また、本発明によるとビームの強度むらの
発生が極めて小さく抑えられるため、温度変化の影響を
殆ど受けることがない。その結果、半導体レーザー光源
を用いた計測等に際する調整が容易になるといった効果
がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の構成を示す外観斜視図。
【図2】本発明の実施例においてピンホール通過後のレ
ーザービーム及びピンホール入射前のレーザービームの
各々についてレーザービーム強度のプロファイルを測定
するための測定系の概略構成を示す図。
【図3】本発明の実施例においてピンホール通過後のレ
ーザービーム強度のプロファイルを示すグラフ。
【図4】本発明の実施例においてピンホール入射前のレ
ーザービーム強度のプロファイルを示すグラフ。
【図5】本発明の実施例においてピンホール通過後のレ
ーザービームのスポットを模式的に示す図。
【図6】本発明の実施例においてピンホール入射前のレ
ーザービームのスポットを模式的に示す図。
【図7】レンズの反射に起因するレーザービームの干渉
を説明するための図。
【符号の説明】
5 …レーザービーム 25 …ピンホール 27 …光束規制板 30 …レーザーダイオード 35 …レンズ 37 …鏡枠 100 …半導体レーザー光源 200 …レーザー固定部材 210 …穴

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】所定の照射面上にレーザービームを照射す
    る半導体レーザー光源であって、 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,該レーザービームを透過させるレンズ と,該レンズによって生じた強度むらが前記照射面上におい
    て小さくなるように、前記レンズを透過してきたレーザ
    ービームを回折させる 開口が設けられた光束規制部材
    と, を備えたことを特徴とする半導体レーザー光源。
  2. 【請求項2】前記光束規制部材上でのレーザービーム径
    よりも前記開口が小さい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。
JP4054820A 1992-03-13 1992-03-13 半導体レーザー光源 Expired - Lifetime JPH07118565B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4054820A JPH07118565B2 (ja) 1992-03-13 1992-03-13 半導体レーザー光源
DE4307941A DE4307941A1 (en) 1992-03-13 1993-03-12 Semiconductor laser source eg for laser printer - has beam limiting element with aperture which bends, a transmitted laser beam from beam-emitting arrangement
US08/030,863 US5349604A (en) 1992-03-13 1993-03-12 Semiconductor laser source

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JP4054820A JPH07118565B2 (ja) 1992-03-13 1992-03-13 半導体レーザー光源

Publications (2)

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JPH05259578A JPH05259578A (ja) 1993-10-08
JPH07118565B2 true JPH07118565B2 (ja) 1995-12-18

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ID=12981330

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JP (1) JPH07118565B2 (ja)
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Family Cites Families (2)

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Publication number Publication date
DE4307941A1 (en) 1993-09-16
JPH05259578A (ja) 1993-10-08
US5349604A (en) 1994-09-20

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