JPH07249235A - 半導体レーザ光学系の非点収差補正方法 - Google Patents

半導体レーザ光学系の非点収差補正方法

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JPH07249235A
JPH07249235A JP4020594A JP4020594A JPH07249235A JP H07249235 A JPH07249235 A JP H07249235A JP 4020594 A JP4020594 A JP 4020594A JP 4020594 A JP4020594 A JP 4020594A JP H07249235 A JPH07249235 A JP H07249235A
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JP
Japan
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semiconductor laser
diameter
astigmatism
optical system
objective lens
Prior art date
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Pending
Application number
JP4020594A
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English (en)
Inventor
Yutaka Nakamura
裕 中村
Tetsuo Hizuka
哲男 肥塚
Takao Hirahara
隆生 平原
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体レーザ光学系において集束光のスポッ
ト径縮小を阻害する最大要因である非点収差を補正する
方法に関し、スポット径縮小のための非点収差補正に要
する調整時間を短縮可能な非点収差補正方法の提供を目
的とする。 【構成】 モニタ用対物レンズ2を移動し、光軸と直交
する集束光の断面の水平方向の径が最小になる位置にお
いて固定する作業と、コリメートレンズ12を移動し、集
束光の断面の垂直方向の径が最小になる位置において固
定する作業とを、少なくとも1回行って非点収差を補正
するように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は光学的情報記録再生装置
において情報の書込み、読出に用いられる半導体レーザ
光学系の製造方法に係り、特に半導体レーザ光学系にお
いて集束光のスポット径縮小を阻害する最大要因である
非点収差を補正する方法に関する。
【0002】近年、情報処理装置の情報量拡大に伴い大
容量化や高記憶密度化された情報記録再生装置の開発が
盛んに行われており、光を利用した情報記録再生装置に
おいても高記憶密度化を図る手段として集束光のスポッ
ト径縮小が要求されている。
【0003】しかし、本質的に非点収差を生じ易い半導
体レーザ光学系のスポット径を縮小するには精度の高い
調整を必要とし、更に、半導体レーザ光学系の生産性を
高めコスト低減を図るにはかかる高精度な調整を短時間
で行なうことが要求される。
【0004】そこで、スポット径縮小のための非点収差
補正に要する調整時間を短縮可能な非点収差補正方法の
確立が要望されている。
【0005】
【従来の技術】図1は非点収差調整装置の一例を示す模
式図、図3は半導体レーザ光学系の一例を示す斜視図、
図4は従来の非点収差補正方法を示すフローチャートで
ある。
【0006】半導体レーザの出射光は光軸と垂直な2次
元断面形状が円形でなく垂直方向または水平方向に長い
楕円形状をなす。そこで半導体レーザ光学系1は図3に
示す如く楕円形状を円形に近づけるためアナモルフィッ
クプリズム13を具えている。
【0007】即ち、半導体レーザ11とコリメートレンズ
12とアナモルフィックプリズム13と対物レンズ14が光軸
方向に配列され、半導体レーザ11の出射光はコリメート
レンズ12により平行光に変換されてアナモルフィックプ
リズム13の斜面に入射する。
【0008】アナモルフィックプリズム13は斜面に入射
された像を厚さ方向には拡張しないが幅方向には拡張す
る機能を具えており、厚さ方向に長い楕円形状の像を斜
面に入射すると像の短軸方向が拡張され楕円形状を円形
に近似させることができる。
【0009】アナモルフィックプリズム13を透過しミラ
ー15で所定の方向に折り曲げられた光は対物レンズ14に
より集束される。しかし、半導体レーザ11は垂直方向に
広がる光と水平方向に広がる光とで発光位置が異なり集
束光に非点収差が生じる。
【0010】即ち、アナモルフィックプリズム13を透過
した平行光を対物レンズ14によって集束しても同一点に
おいて集束せず、光軸に垂直な2次元断面の径が最小に
なる位置は垂直方向の径と水平方向の径で異なり光強度
が最大になる位置も異なる。
【0011】かかる半導体レーザ光学系1において集束
光のスポット径を小さくするには光軸に垂直な2次元断
面形状を計測し、コリメートレンズ12を光軸方向に移動
させて垂直方向の径と水平方向の径とが共に最小になる
位置に固定する必要がある。
【0012】図1において半導体レーザ光学系1の非点
収差を調整する装置は集束光の光軸方向に電動で移動す
るステージ6と、ステージ6に搭載され任意の点で集束
光の2次元断面像を取込み可能なモニタ用対物レンズ2
と計測手段8を具えている。
【0013】計測手段8はモニタ用対物レンズ2に直結
され2次元断面像を電気信号に変換し出力するCCDカ
メラ3を具えており、出力信号に基づきモニターテレビ
4で集束光の2次元断面形状を計測すると共に信号強度
計5で光の強度を計測する。
【0014】一方、コリメートレンズ12は外部から光軸
方向に移動できるように半導体レーザ光学系1の外筒16
に装着されており、例えば、ステージ7を電動で直線方
向に移動させ、且つ停止させることによって任意の位置
に移動させることができる。
【0015】上記非点収差調整装置による従来の非点収
差の補正方法を図4に示すフローチャートに基づき詳細
に説明すると、先ず、モニターテレビ4を見ながらステ
ージ6を操作することによりモニタ用対物レンズ2を集
束光の焦点位置に移動する。
【0016】次いで2次元断面像の水平方向の径、また
は垂直方向の径が小さくなる方向にコリメートレンズ12
を移動させる。しかし、コリメートレンズ12の移動によ
り集束光の焦点位置がずれるため再びモニタ用対物レン
ズ2を焦点位置に移動する。
【0017】このようにモニターテレビ4で観測しなが
らモニタ用対物レンズ2とコリメートレンズ12の移動を
交互に繰り返し、2次元断面像の水平方向の径と垂直方
向の径が共に許容値以下になった点でコリメートレンズ
12を固定し補正が完了する。
【0018】
【発明が解決しようとする課題】しかし、コリメートレ
ンズを移動し焦点位置がずれる都度、焦点位置にモニタ
用対物レンズを移動させる従来の方法は、2次元断面像
の水平方向の径と垂直方向の径を共に許容値以下に追い
込むまでの移動と計測の回数が極めて多くなる。その結
果、非点収差の補正に多くの調整時間が費やされるとい
う問題があった。
【0019】本発明の目的はスポット径縮小のための非
点収差補正に要する調整時間を短縮可能な非点収差補正
方法を提供することにある。
【0020】
【課題を解決するための手段】上記課題は被調整半導体
レーザ光学系1に組み込まれたコリメートレンズ12を光
軸方向に移動可能なステージ7と、半導体レーザ光学系
1の対物レンズ14から出る集束光の光軸方向に移動可能
なステージ6と、ステージ6に搭載され任意の点におい
て集束光の2次元断面像を取り込むモニタ用対物レンズ
2と、取り込んだ2次元断面像から2次元断面像の形
状、または光強度を計測する計測手段8とを有し、半導
体レーザ11とコリメートレンズ12とアナモルフィックプ
リズム13と対物レンズ14が順次配列された、半導体レー
ザ光学系1の対物レンズ14の焦点位置における非点収差
を補正する方法であって、モニタ用対物レンズ2を移動
し、光軸と直交する集束光の断面の水平方向の径が最小
になる位置において固定する作業と、コリメートレンズ
12を移動し、集束光の断面の垂直方向の径が最小になる
位置において固定する作業とを、少なくとも1回行って
非点収差を補正する本発明になる半導体レーザ光学系の
非点収差補正方法によって達成される。
【0021】
【作用】図1において集束光の垂直方向の径が最小にな
る位置より水平方向の径が最小になる位置の方が目標と
する点に近く、一方のステージに搭載されたモニタ用対
物レンズを移動し集束光の水平方向の径が最小になる位
置において固定した後、集束光の垂直方向の径が最小に
なる位置にコリメートレンズを移動し固定することによ
り、モニタ用対物レンズとコリメートレンズの数少ない
移動で集束光の水平方向の径と垂直方向の径が、共に予
め設定された許容値内に収まる位置にまでコリメートレ
ンズを移動させることが可能になる。即ち、スポット径
縮小のための非点収差補正に要する調整時間を短縮可能
な非点収差補正方法を実現できる。
【0022】
【実施例】以下添付図により本発明の実施例について説
明する。なお、図2は本発明になる非点収差補正方法の
原理を示す図である。
【0023】図1において半導体レーザ光学系1のコリ
メートレンズ12の焦点距離をfc 、対物レンズ14の焦点
距離をfo 、コリメートレンズ12の位置をE(非点収差
が補正されたときの位置をE=0とする。)、アナモル
フィックプリズム13の補正倍率をR、補正倍率のかかっ
ていない垂直方向の径が最小になるビームウエストの位
置をSv 、補正倍率のかかっている水平方向の径が最小
になるビームウエストの位置をSh 、光の強度が最大に
なる位置をPとするとコリメートレンズ12の移動による
ビームウエストの位置は、 Sv =E (fo / fc )2h =E (fo / fc )2/R2 となり、光の強度は両方のビームウエストの中間で最大
になることから、 P=(Sv +Sh )/2 となる。例えば、fc =6.67mm、fo = 3.3mm、R=
2.4として前式からSv 、Sh 、PとEの関係をグラフ
化したのが図2である。
【0024】図2においてコリメートレンズ12の位置E
が同じであれば垂直方向の径が最小になるビームウエス
トの位置Sv と、光強度が最大になる位置Pに比べ水平
方向の径が最小になるビームウエストの位置Sh の方が
目標とする点E=0に近い。
【0025】図示の如くコリメートレンズ12が直線の
位置にあるとき直線の位置にあるモニタ用対物レンズ
2を直線に移動し、水平方向の径が最小になる位置、
即ちビームウエストの最小位置を示す直線Sh と直線
の交点Aにおいて固定する。
【0026】次いで直線で示す位置に固定されている
コリメートレンズ12を集束光の垂直方向の径が小さくな
る方向に移動し、垂直方向の径が最小になる位置、即
ち、ビームウエストの最小位置を示す直線Sv と直線
の交点Bにおいて固定する。
【0027】コリメートレンズ12を移動する前の水平方
向の径が最小になるA点と移動した後の垂直方向の径が
最小になるB点は、共に直線上に位置するためモニタ
用対物レンズ2を移動させることなく水平方向の径と垂
直方向の径を計測できる。
【0028】このようにモニタ用対物レンズを移動し集
束光の水平方向の径が最小になる位置において固定した
後、集束光の垂直方向の径が最小になる位置にコリメー
トレンズを移動し固定することによって、モニタ用対物
レンズとコリメートレンズの数少ない移動で集束光の水
平方向の径と垂直方向の径が、共に予め設定された許容
値以下に収まる位置にまでコリメートレンズを移動させ
ることが可能になる。
【0029】即ち、スポット径縮小のための非点収差補
正に要する調整時間を短縮可能な非点収差補正方法を実
現できる。本発明になる補正方法の他の実施例は前記実
施例と同様にモニタ用対物レンズ2を直線の位置から
直線に移動し、水平方向の径が最小になる位置、即ち
ビームウエストの最小位置を示す直線Sh と直線との
交点Aにおいて固定する。
【0030】次いでコリメートレンズ12を直線で示す
位置から垂直方向の径に代えて集束光の強度が増大する
方向に移動させ、垂直方向の径の最小位置を示す直線S
v に代え光強度が最大になる位置を示す直線Pと直線
の交点Cにおいて固定する。
【0031】コリメートレンズ12を移動する前の水平方
向の径が最小になるA点と移動後の集束光の強度が最大
になるC点は、共に直線上に位置しモニタ用対物レン
ズ2を移動させることなく水平方向の径と集束光の強度
を計測することができる。
【0032】光の強度は両方のビームウエストの中間で
最大になることからC点にコリメートレンズ12を移動さ
せることによって、垂直方向の径が最小になるB点にコ
リメートレンズ12を移動させた場合と同様に非点収差を
補正することが可能である。
【0033】
【発明の効果】上述の如く本発明によればスポット径縮
小のための非点収差補正に要する調整時間を短縮可能な
非点収差補正方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 非点収差調整装置の一例を示す模式図であ
る。
【図2】 本発明になる非点収差補正方法の原理を示す
図である。
【図3】 半導体レーザ光学系の一例を示す斜視図であ
る。
【図4】 従来の非点収差補正方法を示すフローチャー
トである。
【符号の説明】
1 半導体レーザ光学系 2 モニタ用対物レン
ズ 3 CCDカメラ 4 モニターテレビ 5 信号強度計 6、7 ステージ 8 計測手段 11 半導体レーザ 12 コリメートレンズ 13 アナモルフィック
プリズム 14 対物レンズ 15 ミラー 16 外筒

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 被調整半導体レーザ光学系(1) に組み込
    まれたコリメートレンズ(12)を光軸方向に移動可能なス
    テージ(7) と、該半導体レーザ光学系(1) の対物レンズ
    (14)から出る集束光の光軸方向に移動可能なステージ
    (6) と、該ステージ(6) に搭載され任意の点において該
    集束光の2次元断面像を取り込むモニタ用対物レンズ
    (2) と、取り込んだ該2次元断面像から該2次元断面像
    の形状、または光強度を計測する計測手段(8) とを有
    し、 半導体レーザ(11)と該コリメートレンズ(12)とアナモル
    フィックプリズム(13)と該対物レンズ(14)が順次配列さ
    れた、該半導体レーザ光学系(1) の該対物レンズ(14)の
    焦点位置における非点収差を補正する方法であって、 該モニタ用対物レンズ(2) を移動し、光軸と直交する該
    集束光の断面の水平方向の径が最小になる位置において
    固定する作業と、該コリメートレンズ(12)を移動し、該
    集束光の断面の垂直方向の径が最小になる位置において
    固定する作業とを、少なくとも1回行って非点収差を補
    正することを特徴とする半導体レーザ光学系の非点収差
    補正方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の非点収差補正方法におい
    て集束光の水平方向の径が最小になる位置にモニタ用対
    物レンズ(2) を固定した後、コリメートレンズ(12)を移
    動し該集束光の垂直方向の径が最小になる位置に固定す
    る作業に代えて、該コリメートレンズ(12)を移動し該集
    束光の光強度が最大になる位置に固定することを特徴と
    する半導体レーザ光学系の非点収差補正方法。
JP4020594A 1994-03-11 1994-03-11 半導体レーザ光学系の非点収差補正方法 Pending JPH07249235A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006024301A (ja) * 2004-07-09 2006-01-26 Pioneer Electronic Corp 光ピックアップの出射光測定装置、及び測定方法
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JP2006164375A (ja) * 2004-12-06 2006-06-22 Pioneer Electronic Corp 光ピックアップの出射光測定装置、及び測定方法
CN109940266A (zh) * 2019-04-10 2019-06-28 中南大学 一种透镜定位装置及定位方法

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