JPH0743510A - Even-numbered multiple beam generating element and optical recorder - Google Patents

Even-numbered multiple beam generating element and optical recorder

Info

Publication number
JPH0743510A
JPH0743510A JP18840893A JP18840893A JPH0743510A JP H0743510 A JPH0743510 A JP H0743510A JP 18840893 A JP18840893 A JP 18840893A JP 18840893 A JP18840893 A JP 18840893A JP H0743510 A JPH0743510 A JP H0743510A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
grating
phase
pattern
generating element
rectangular pattern
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.)
Granted
Application number
JP18840893A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP3345970B2 (en
Inventor
Keiji Kataoka
慶二 片岡
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koki Holdings Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Koki Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=16223135&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=JPH0743510(A) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Hitachi Koki Co Ltd filed Critical Hitachi Koki Co Ltd
Priority to JP18840893A priority Critical patent/JP3345970B2/en
Priority to US08/250,579 priority patent/US5631762A/en
Priority to DE4419038A priority patent/DE4419038B4/en
Publication of JPH0743510A publication Critical patent/JPH0743510A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3345970B2 publication Critical patent/JP3345970B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide a grating which generates the even number of multiple beams with uniform light intensity and an optical recorder with high speed and high resolution. CONSTITUTION:The grating in which a reference phase pattern 10 with structure in which rectangular patterns 8, 9 provided with nonuniform width and single phase height ay, ay are stacked in multiple layers are arranged repeatedly is used as an even number multiple beam generating element which generates the even number of multiple beams. Also, in the optical recorder, multiple beams emitted from the even numbed multiple beam generating element are made incident on a multi-channel acoustic optical device, and the angle of the multiple beams to which light intensity modulation is applied in the arranging direction is scanned by a rotary polygonal mirror after being rotated by a roof prism.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、レーザ光を複数本に分
け、複数本のビームを並列に処理することで高速化を実
現する多ビーム発生素子及びそれを用いた光記録装置に
関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multi-beam generating element which divides a laser beam into a plurality of beams and processes a plurality of beams in parallel to realize high speed, and an optical recording apparatus using the same. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】グレーティング素子にレーザ光を入射さ
せると、多数の回折光が発生する。この現象を利用し、
多ビーム発生素子として用いることは従来から数多く提
案され、また一部用いられてきている。しかし、多ビー
ムの本数を増やし、かつ発生させる多ビームの光を効率
良く一様にさせることは困難であった。
2. Description of the Related Art When laser light is incident on a grating element, many diffracted lights are generated. Utilizing this phenomenon,
The use as a multi-beam generating element has been proposed in the past and has been partially used. However, it has been difficult to increase the number of multi-beams and to efficiently generate uniform multi-beam light.

【0003】最近、この多数の複数ビームに変換するグ
レーティング素子として特願平4−130313号によ
り本発明者が出願した特許では、グレーティングを構成
する基準位相パターンが細分された不均等幅の矩形パタ
ーンからなり、位相高さを1段としてもこの不均等幅を
任意に最適化して設定すると、多ビームは精度良く一様
で光利用効率も高いものが実現できることが示された。
この方法は、作成においても一層のコーティング材料の
パターン形成で済むので簡単に実現できる。
Recently, in the patent filed by the present inventor of Japanese Patent Application No. 4-130313 as a grating element for converting into a large number of multiple beams, a reference phase pattern constituting the grating is subdivided into rectangular patterns of non-uniform width. It is shown that even if the phase height is set to one step, if this nonuniform width is arbitrarily optimized and set, it is possible to realize a multibeam with high accuracy and high light utilization efficiency.
This method can be easily realized because the formation of a pattern of the coating material is sufficient for the production.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の発
明は、実施例が3ビームから9ビームの奇数本のビーム
を発生する素子に対してその設計例が示されていたよう
に、偶数本の多ビームを発生させることはできなかっ
た。光学装置とともに用いられる制御回路は情報が1バ
イト、即ち8ビットを基準にして構成されていたり、あ
るいは制御回路で多用されるフリップフロップ回路、カ
ウンタ回路等は電気情報を2倍あるいは1/2倍に変換
することが基本動作となっている。このため、光学装置
が必要とする多ビームも偶数本数であることを望まれる
場合が多い。
However, in the above-mentioned conventional invention, as the design example is shown for the element which generates an odd number of beams from 3 beams to 9 beams, the example of the even number Could not generate multiple beams. The control circuit used together with the optical device is configured with information of 1 byte, that is, 8 bits, or the flip-flop circuit, counter circuit, etc. often used in the control circuit doubles or halves the electrical information. The basic operation is to convert to. Therefore, it is often desired that the number of multiple beams required by the optical device is an even number.

【0005】本発明の目的は、発生させる多ビームの本
数が偶数本であり、高い一様な光利用効率を持つ偶数多
ビーム発生素子及びそれを用いた高速、高解像度の光記
録装置を提供することにある。
It is an object of the present invention to provide an even number multi-beam generating element having an even number of multi-beams to be generated and having a high uniform light use efficiency, and a high-speed, high-resolution optical recording device using the same. To do.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の基準位相パターンを繰り返し配置したグレ
ーティングでは、前記基準位相パターンはそれぞれ不均
等な幅で、単一の位相高さをもつ矩形パターンを多層に
重ね合わせた構造をもち、偶数ビームを発生させること
を特徴としている。
To achieve the above object, in a grating in which reference phase patterns according to the present invention are repeatedly arranged, the reference phase patterns each have an unequal width and have a single phase height. It has a structure in which rectangular patterns are laminated in multiple layers, and is characterized by generating even beams.

【0007】2ビームを発生させる偶数多ビーム素子の
場合は、基準位相パターンが不均等な幅で単一の位相高
さをもつ矩形パターンの1層からなる構造をもち、0次
回折光を用いず、−1次回折光と+1次回折光からなる
2ビームを用いる。
In the case of an even multi-beam element which generates two beams, the reference phase pattern has a structure consisting of one layer of a rectangular pattern having an unequal width and a single phase height, and does not use 0th-order diffracted light. , -1st-order diffracted light and + 1st-order diffracted light are used.

【0008】[0008]

【作用】本発明によれば、グレーティングの基準位相パ
ターンをそれぞれ不均等な幅で単一の位相高さを持つ矩
形パターンを多層に重ね合わせる構造としたので、高い
光利用効率を持ち、かつ光強度の一様な偶数本の多ビー
ムを実現することができる。
According to the present invention, the reference phase pattern of the grating has a structure in which rectangular patterns each having an unequal width and a single phase height are superposed on each other in a multilayer structure. It is possible to realize an even number of multiple beams having a uniform intensity.

【0009】[0009]

【実施例】以下、本発明の実施例を図1から説明する。
グレーティングは基準位相パターンが格子ピッチpで、
繰り返し配置されているものとする。本発明の基準位相
パターン10は位相パターン8、9を重ねて構成されて
いるもので、位相パターン8、9はそれぞれが単一の位
相高さをもち、不均等な幅の矩形パターンからなってい
る。この例では位相パターン8はM部分の矩形パターン
からなり、y(1)からy(M)で表される不均等な幅
をもっている。また、位相高さはayとしている。一
方、位相パターン9もK部分の矩形パターンからなり、
z(1)からz(K)で表される不均等な幅をもってい
る。位相高さはazとしている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
In the grating, the reference phase pattern is the grating pitch p,
It is assumed that they are repeatedly arranged. The reference phase pattern 10 of the present invention is formed by stacking the phase patterns 8 and 9, and each of the phase patterns 8 and 9 has a single phase height and is composed of a rectangular pattern having an unequal width. There is. In this example, the phase pattern 8 is composed of a rectangular pattern of M portion and has an unequal width represented by y (1) to y (M). The phase height is ay. On the other hand, the phase pattern 9 is also composed of a rectangular pattern of the K portion,
It has an unequal width represented by z (1) to z (K). The phase height is az.

【0010】図2は本発明の偶数多ビーム発生素子とし
てのグレーティング7が4ビームを発生させる例を示し
ている。レンズ3はグレーティング7が前焦点位置、結
像位置が後ろ焦点位置になるように配置される。4ビー
ム用に設計したグレーティング7にレーザ光1を入射さ
せると、この例では−1次、0次、1次、2次からなる
4ビームを発生させている。像面4での4ビームの配列
ピッチqは一定となっている。回折光をこのように非対
称に発生させたために、偶数ビームの発生が可能となっ
た。図1、8に示した位相パターン1層のみで基準位相
パターンが構成されている場合は、十分な非対称回折パ
ターンが発生できず、4ビーム以上の偶数多ビームは発
生できない。2ビームの偶数多ビームに関しては、対称
な回折パターンでも実現できる。即ち、図3に示すよう
に0次回折光の光強度を実質的に0にし、−1次回折光
と+1次回折光で2ビームとすることができる。この場
合、グレーティングの基準位相パターンは図1、8に示
すような位相パターン1層だけで構成できる。
FIG. 2 shows an example in which the grating 7 as the even multiple beam generating element of the present invention generates four beams. The lens 3 is arranged such that the grating 7 is at the front focus position and the image formation position is at the rear focus position. When the laser light 1 is made incident on the grating 7 designed for four beams, four beams of −1st order, 0th order, 1st order, and 2nd order are generated in this example. The arrangement pitch q of the four beams on the image plane 4 is constant. Since the diffracted light is generated asymmetrically in this way, it is possible to generate an even beam. When the reference phase pattern is composed of only one layer of the phase pattern shown in FIGS. 1 and 8, a sufficient asymmetric diffraction pattern cannot be generated and even multiple beams of 4 beams or more cannot be generated. A symmetric diffraction pattern can be realized for an even number of two beams. That is, as shown in FIG. 3, the light intensity of the 0th-order diffracted light can be made substantially 0, and the -1st-order diffracted light and the + 1st-order diffracted light can be made into two beams. In this case, the reference phase pattern of the grating can be composed of only one phase pattern layer as shown in FIGS.

【0011】次に、具体的に設計した手順について述べ
る。基準位相パターンをf(ξ)、グレーティングの格
子ピッチをpとすると、図2、4で示したスクリーン上
での光強度分布は次式で表される。
Next, a concretely designed procedure will be described. When the reference phase pattern is f (ξ) and the grating pitch of the grating is p, the light intensity distribution on the screen shown in FIGS. 2 and 4 is expressed by the following equation.

【0012】[0012]

【数1】 [Equation 1]

【0013】ただし、sは規格化されたスクリーン4上
での座標であり、s=2πx/(λf)である。また、λは光の
波長、Nはグレーティング7に含まれる基準位相パター
ンの総数である。式(1)を計算すると、次式が得られ
る。
However, s is a coordinate on the standardized screen 4, and s = 2πx / (λf). Further, λ is the wavelength of light, and N is the total number of reference phase patterns included in the grating 7. By calculating the equation (1), the following equation is obtained.

【0014】[0014]

【数2】 [Equation 2]

【0015】ただし、However,

【0016】[0016]

【数3】 [Equation 3]

【0017】[0017]

【数4】 [Equation 4]

【0018】式(4)の関数 M(s)は図4に示すよう
に、グレーティング7の回折位置で等しいピーク値をも
つ関数である。グレーティング7からの多数の回折光が
一様な光強度をもつようにするためには、式(3)の関
数 F(s)が多数の回折光に対して一様な値をもたなけれ
ばならない。このため、基準位相パターンを示す関数 f
(ξ)をいかに設定するかが重要である。
The function M (s) of the equation (4) is a function having an equal peak value at the diffraction position of the grating 7, as shown in FIG. In order for many diffracted lights from the grating 7 to have a uniform light intensity, the function F (s) of the equation (3) must have a uniform value for many diffracted lights. I won't. Therefore, the function f indicating the reference phase pattern
How to set (ξ) is important.

【0019】次に、本発明の基準位相パターンに対して
式(3)を計算し、設計した実施例を示す。ところで、
位相高さay、azは符号+、−いずれでも式(3)の値
は変わらず、また、当然2πの整数倍の加減を行っても
得られる結果は変わらない。
Next, an embodiment designed by calculating the equation (3) for the reference phase pattern of the present invention will be shown. by the way,
The phase heights ay and az do not change the value of the expression (3) regardless of whether the sign is + or −, and naturally, the result obtained does not change even if the value is increased or decreased by an integral multiple of 2π.

【0020】(1)2ビーム素子について y(1)/p=0.5 y(2)/p=0.5 ay=3.142 (ラジアン) (5) この設計例の素子を図2の光学系で再生するとしたシミ
ュレーション結果を図5に示す。縦軸は光強度を示して
いる。ただし、入射光強度を1としている。0次回折光
の光強度を0とし、−1次と+1次の回折光で2ビーム
としている。2ビーム全体の光強度は81%と高い光利
用効率となっている。2ビームの光利用効率が20%ま
で許容できるとしたとき、式(5)の設計値は次の範囲
まで許容できる。
(1) Two-beam element y (1) /p=0.5 y (2) /p=0.5 ay = 3.142 (radian) (5) The element of this design example is shown in FIG. FIG. 5 shows a result of simulation in which reproduction is performed by the optical system. The vertical axis represents the light intensity. However, the incident light intensity is 1. The light intensity of the 0th-order diffracted light is set to 0, and the -1st-order and + 1st-order diffracted lights form two beams. The light intensity of the two beams as a whole is 81%, which is a high light use efficiency. Assuming that the light utilization efficiency of the two beams is acceptable up to 20%, the design value of the equation (5) is acceptable within the following range.

【0021】 0.248<y(1)/p<0.752 0.248<y(2)/p<0.752 1.56<|ay|<4.72 (6) (2)4ビーム素子について y(1)/p=0.372 y(2)/p=0.628 z(1)/p=0.254 z(2)/p=0.443 z(3)/p=0.146 z(4)/p=0.156 ay=1.66 az=1.13 (7) この設計例の素子を図2の光学系で再生するとしたシミ
ュレーション結果を図6に示す。縦軸は光強度を示して
いる。ただし、入射光強度を1としている。−1次、0
次、+1次、+2次の回折光で4ビームとしている。4
ビーム全体の光強度は80%と高い光利用効率となって
いる。多ビームの一様性が多ビームの平均光強度の50
%まで許容できるとしたとき、式(7)の設計値は次の
範囲まで許容できる。
0.248 <y (1) / p <0.752 0.248 <y (2) / p <0.752 1.56 <| ay | <4.72 (6) (2) 4 beams About the element y (1) /p=0.372 y (2) /p=0.628 z (1) /p=0.254 z (2) /p=0.443 z (3) / p = 0 .146 z (4) /p=0.156 ay = 1.66 az = 1.13 (7) FIG. 6 shows a simulation result in which the element of this design example is reproduced by the optical system of FIG. The vertical axis represents the light intensity. However, the incident light intensity is 1. -1 order, 0
There are four beams of diffracted light of the 2nd, + 1st, and + 2nd orders. Four
The light intensity of the entire beam is 80%, which is a high light use efficiency. The uniformity of multiple beams is 50 times the average light intensity of multiple beams.
%, The design value of the equation (7) is acceptable within the following range.

【0022】 0.254<y(1)/p<0.47 0.48 <y(2)/p<0.76 0.17 <z(1)/p<0.34 0.26 <z(2)/p<0.55 0.046<z(3)/p<0.28 0.105<z(4)/p<0.23 1.34<|ay|<2.12 0.67<|az|<1.59 (8) (3)6ビーム素子について y(1)/p=0.080 y(2)/p=0.059 y(3)/p=0.297 y(4)/p=0.565 z(1)/p=0.37 z(2)/p=0.255 z(3)/p=0.197 z(4)/p=0.178 ay=1.344 az=1.68 (9) この設計例の素子を図2の光学系で再生するとしたシミ
ュレーション結果を図7に示す。縦軸は光強度を示して
いる。ただし、入射光強度を1としている。−2次、−
1次、0次、+1次、+2次、+3次の回折光で6ビー
ムとしている。6ビーム全体の光強度は77%と高い光
利用効率となっている。多ビームの一様性が多ビームの
平均光強度の50%まで許容できるとしたとき、式
(9)の設計値は次の範囲まで許容できる。
0.254 <y (1) / p <0.47 0.48 <y (2) / p <0.76 0.17 <z (1) / p <0.34 0.26 <z (2) / p <0.55 0.046 <z (3) / p <0.28 0.105 <z (4) / p <0.23 1.34 <| ay | <2.12 0. 67 <| az | <1.59 (8) (3) Six-beam element y (1) /p=0.080 y (2) /p=0.059 y (3) /p=0.297 y (4) /p=0.565 z (1) /p=0.37 z (2) /p=0.255 z (3) /p=0.197 z (4) /p=0.178 ay = 1.344 az = 1.68 (9) FIG. 7 shows a simulation result in which the element of this design example is reproduced by the optical system of FIG. The vertical axis represents the light intensity. However, the incident light intensity is 1. -Second order,-
There are 6 beams of diffracted light of the 1st, 0th, + 1st, + 2nd, and + 3rd orders. The light intensity of the six beams as a whole is 77%, which is a high light use efficiency. Assuming that the uniformity of the multiple beams is acceptable up to 50% of the average light intensity of the multiple beams, the design value of the equation (9) is acceptable within the following range.

【0023】 y(1)/p<0.159 y(2)/p<0.133 0.212<y(3)/p<0.368 0.504<y(4)/p<0.613 0.313<z(1)/p<0.447 0.18 <z(2)/p<0.317 0.142<z(3)/p<0.271 0.148<z(4)/p<0.218 1.05<|ay|<1.71 1.44<|az|<1.97 (10) (4)8ビーム素子について y(1)/p=0.297 y(2)/p=0.143 y(3)/p=0.174 y(4)/p=0.179 y(5)/p=0.075 y(6)/p=0.132 z(1)/p=0.306 z(2)/p=0.155 z(3)/p=0.121 z(4)/p=0.418 ay=1.360 az=1.37 (11) この設計例の素子を図2の光学系で再生するとしたシミ
ュレーション結果を図8に示す。縦軸は光強度を示して
いる。ただし、入射光強度を1としている。−3次、−
2次、−1次、0次、+1次、+2次、+3次、+4次
の回折光で8ビームとしている。8ビーム全体の光強度
は79%と高い光利用効率となっている。多ビームの一
様性が多ビームの平均光強度の50%まで許容できると
したとき、式(11)の設計値は次の範囲まで許容でき
る。
Y (1) / p <0.159 y (2) / p <0.133 0.212 <y (3) / p <0.368 0.504 <y (4) / p <0. 613 0.313 <z (1) / p <0.447 0.18 <z (2) / p <0.317 0.142 <z (3) / p <0.271 0.148 <z (4 ) / P <0.218 1.05 <| ay | <1.71 1.44 <| az | <1.97 (10) (4) For 8 beam elements y (1) /p=0.297 y (2) /p=0.143 y (3) /p=0.174 y (4) /p=0.179 y (5) /p=0.075 y (6) /p=0.132 z (1) /p=0.306 z (2) /p=0.155 z (3) /p=0.121 z (4) /p=0.418 ay = 1.360 az = 1.37 ( 11) For this design example FIG. 8 shows a result of simulation in which the element is reproduced by the optical system of FIG. The vertical axis represents the light intensity. However, the incident light intensity is 1. -3rd order,-
The 2nd-order, -1st-order, 0th-order, + 1st-order, + 2nd-order, + 3rd-order, and + 4th-order diffracted light forms eight beams. The light intensity of the entire 8 beams is 79%, which is a high light use efficiency. Assuming that the uniformity of multiple beams can be up to 50% of the average light intensity of multiple beams, the design value of equation (11) can be up to the following range.

【0024】 0.233<y(1)/p<0.359 0.086<y(2)/p<0.242 0.086<y(3)/p<0.23 0.101<y(4)/p<0.24 0.015<y(5)/p<0.149 0.098<y(6)/p<0.178 0.236<z(1)/p<0.365 0.07 <z(2)/p<0.22 0.06 <z(3)/p<0.183 0.38 <z(4)/p<0.45 1.181<|ay|<1.58 1.19 <|az|<1.59 (12) 以上述べた本発明の多ビーム発生用グレーティング素子
は、既存の光学材料のコーティング技術、エッチング技
術等で容易に作成できる。即ち、図1、10に示した位
相パターンを作成するには、まず図1、8に示した位相
パターンが実現するように、所定の膜厚で光学材料のパ
ターンを作成する(図9(a)参照)。次に、更にその
上層にまた所定の膜厚で図1、9に示した位相パターン
が実現するように光学材料のパターンを形成させる(図
9(b)参照)。この結果得られる図9(c)の素子は
図1、10の位相パターンを実現している。このよう
に、本発明のグレーティングの構造は、光学材料のパタ
ーンを層数分だけそれぞれ所定の膜厚で重ね合わせて形
成させれば良い。
0.233 <y (1) / p <0.359 0.086 <y (2) / p <0.242 0.086 <y (3) / p <0.23 0.101 <y (4) / p <0.24 0.015 <y (5) / p <0.149 0.098 <y (6) / p <0.178 0.236 <z (1) / p <0. 365 0.07 <z (2) / p <0.22 0.06 <z (3) / p <0.183 0.38 <z (4) / p <0.45 1.181 <| ay | <1.58 1.19 <| az | <1.59 (12) The above-described multi-beam generating grating element of the present invention can be easily manufactured by the existing optical material coating technology, etching technology, or the like. That is, in order to create the phase patterns shown in FIGS. 1 and 10, first, a pattern of an optical material having a predetermined film thickness is created so that the phase patterns shown in FIGS. )reference). Next, a pattern of an optical material is formed on the upper layer so as to realize the phase patterns shown in FIGS. 1 and 9 with a predetermined film thickness (see FIG. 9B). The resulting element of FIG. 9C realizes the phase pattern of FIGS. As described above, the structure of the grating of the present invention may be formed by superposing the patterns of the optical material by the number of layers, each having a predetermined film thickness.

【0025】また、コーティングする光学材料の厚みe
は位相高さaと次の関係式から容易に設定できる。
The thickness e of the optical material to be coated
Can be easily set from the phase height a and the following relational expression.

【0026】a=(2π/λ)(n−1)e 基板25はガラス材料、コーティング材料26はSiO
2あるいはMgF2などを用いることができる。
A = (2π / λ) (n-1) e The substrate 25 is a glass material, and the coating material 26 is SiO 2.
2 or MgF 2 can be used.

【0027】図10は本発明の多ビーム発生素子が発生
させる多ビームで光記録を行なうレーザプリンタ装置を
示している。一度に多ビームで光記録を行うので、高速
度あるいは高解像度のレーザプリンタ装置が実現でき
る。レーザ装置11から出射したレーザ光1は本発明の
多ビーム発生素子2に入射する。レンズ3は既に図2で
説明したように、発生した多ビーム5を互いに平行光6
にし、かつマルチチャネル音響光学素子13内で小さな
スポットに絞り込む機能をもっている。マルチチャネル
音響光学素子13内で小さなスポットに絞り込まれてい
るため、これらの小さなスポットを横切る超音波の通過
時間を短くすることができ、高速な光変調が可能とな
る。
FIG. 10 shows a laser printer apparatus for performing optical recording with multiple beams generated by the multiple beam generating element of the present invention. Since optical recording is performed with multiple beams at one time, a high-speed or high-resolution laser printer device can be realized. The laser beam 1 emitted from the laser device 11 is incident on the multi-beam generation element 2 of the present invention. As described above with reference to FIG. 2, the lens 3 collimates the generated multi-beams 5 into parallel beams 6 of light.
And has a function of narrowing down to a small spot in the multi-channel acousto-optic device 13. Since the spots are narrowed down to small spots in the multi-channel acousto-optic device 13, it is possible to shorten the transit time of ultrasonic waves that cross these small spots, and it is possible to perform high-speed optical modulation.

【0028】マルチチャネル音響光学素子13の動作の
概略を図11で説明する。1つのPbMoO4結晶ある
いはTeO2等の音響光学媒体にトランスジューサ16
が複数個設けてあり、入射する多ビーム光17を独立に
変調できる。即ち、複数のトランスジューサ16にそれ
ぞれ独立した電気信号を与えると、それぞれの信号が独
立に音波を結晶中に伝搬させ、対応する光ビームを音波
により回折させ、変調させる。図11中の18が変調さ
れたビームであり、光記録に利用される。19は透過光
であり、光記録材料に達しないように適当な場所で遮蔽
される。
The outline of the operation of the multi-channel acousto-optic device 13 will be described with reference to FIG. A transducer 16 is used for acousto-optic medium such as one PbMoO 4 crystal or TeO 2.
Are provided, and the incident multi-beam light 17 can be independently modulated. That is, when an independent electric signal is applied to each of the plurality of transducers 16, each signal independently propagates a sound wave in the crystal, and the corresponding light beam is diffracted and modulated by the sound wave. Reference numeral 18 in FIG. 11 denotes a modulated beam, which is used for optical recording. Reference numeral 19 denotes transmitted light, which is shielded at an appropriate place so as not to reach the optical recording material.

【0029】25はマルチチャネル音響光学素子13を
駆動する回路装置を示す。マルチチャネル音響光学素子
13を出射した光はレンズで適当なビーム径に変換した
後、ダブプリズム20を通過し、回転多面鏡21に入射
する。回転多面鏡21は回転しており、多ビームを同時
に感光ドラム24上で走査する。レンズ22は多ビーム
光を感光ドラム24上に微小な多点スポットとして絞り
込むためのものである。
Reference numeral 25 denotes a circuit device for driving the multi-channel acousto-optic device 13. The light emitted from the multi-channel acousto-optic device 13 is converted into an appropriate beam diameter by a lens, passes through the Dove prism 20, and enters the rotating polygon mirror 21. The rotary polygon mirror 21 is rotating and simultaneously scans the photosensitive drum 24 with multiple beams. The lens 22 is for focusing the multi-beam light on the photosensitive drum 24 as minute multi-point spots.

【0030】ところで、多ビーム光はマルチチャネル音
響光学素子13内で小さなスポット列になされている。
このスポット径をD、トランスジューサ配列ピッチをT
とするとT/Dは1より大きい。このため感光ドラム2
4上での多点スポットもこの比で配列することになり、
スポット径よりもスポット配列ピッチが大きくなってし
まう。多点スポットの走査間に光の照射されない領域が
できないようにするため、即ち走査線ピッチを多点スポ
ットの間隔より小さくするために、多点スポット15は
感光ドラム24上で図12に示されているように、スポ
ット配列方向と走査方向が斜めになるように設定する必
要がある。
By the way, the multi-beam light is made into a series of small spots in the multi-channel acousto-optic device 13.
This spot diameter is D and the transducer array pitch is T
Then, T / D is larger than 1. Therefore, the photosensitive drum 2
Multipoint spots on 4 will also be arranged at this ratio,
The spot arrangement pitch becomes larger than the spot diameter. The multi-point spots 15 are shown on the photosensitive drum 24 in FIG. 12 in order to prevent the non-illuminated areas from being formed during the scanning of the multi-point spots, that is, in order to make the scanning line pitch smaller than the interval between the multi-point spots. As described above, it is necessary to set the spot arrangement direction and the scanning direction to be oblique.

【0031】これを実現する方法として、マルチチャネ
ル音響光学素子13及び多ビーム発生素子2を同時に光
軸方向を回転軸として回転させる方法があるが、回転さ
せるもの自体の大きさが大きく、かつ音響光学素子13
への光の入射位置精度を維持して行うのは非常に困難で
ある。この困難を解消するため、ダブプリズム20を用
いる。この方法では、ダブプリズム20を光軸方向を回
転軸として回転させることで、所定のスポット配列方向
に調節し設定する。ダブプリズムの像回転機構自体はよ
く知られているものである。即ち、図13に示すように
像26からの光をダブプリズム20内の底面で全反射さ
せることで像27に変換する。このため、ダブプリズム
20を28のように回転させると像27も29で示した
ように回転することになるのである。
As a method for realizing this, there is a method in which the multi-channel acousto-optic element 13 and the multi-beam generating element 2 are simultaneously rotated with the optical axis direction as a rotation axis. Optical element 13
It is very difficult to maintain the accuracy of the incident position of light on the. In order to eliminate this difficulty, the dove prism 20 is used. In this method, the Dove prism 20 is rotated about the optical axis direction to adjust and set it in a predetermined spot arrangement direction. The image rotation mechanism itself of the Dove prism is well known. That is, as shown in FIG. 13, the light from the image 26 is converted into an image 27 by being totally reflected by the bottom surface of the Dove prism 20. Therefore, when the Dove prism 20 is rotated like 28, the image 27 is also rotated as shown by 29.

【0032】光検知器23は多ビームの光を受光し、そ
れぞれの光に対応する信号を発生し、対応する光の同期
信号とするためのものである。
The photodetector 23 is for receiving multiple beams of light, generating signals corresponding to the respective lights, and using the signals as synchronizing signals for the corresponding lights.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上述べた本発明の偶数多ビーム発生素
子は、一定膜厚の光学材料で矩形からなるパターンを形
成させるプロセスを複数回行うことで作成できるので作
成が容易であり、矩形パターンの幅を任意に設計するこ
とで高い光利用効率をもち、かつ光強度の一様な偶数本
の多ビームを実現できる。
As described above, the even-number multi-beam generating element of the present invention can be prepared by performing a process of forming a rectangular pattern with an optical material having a constant film thickness a plurality of times, so that the rectangular pattern can be easily formed. It is possible to realize an even number of multiple beams with high light utilization efficiency and uniform light intensity by arbitrarily designing the width of.

【0034】また、発生した多ビームをマルチャネル音
響光学変調器とともに用いると高速、高解像の光記録装
置が実現できる。
Further, by using the generated multi-beams together with the multi-channel acousto-optic modulator, a high speed and high resolution optical recording device can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】 本発明の多ビ−ム発生素子に用いられるグレ
−ティングの基準位相パタ−ンを示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a grating reference phase pattern used in a multi-beam generation element of the present invention.

【図2】 グレ−ティングで多ビ−ムを発生させる光学
系を説明するための図である。
FIG. 2 is a diagram for explaining an optical system for generating multiple beams by grading.

【図3】 2ビームを発生させる光学系動作を説明する
ための図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining an operation of an optical system that generates two beams.

【図4】 関数M(s)を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining a function M (s).

【図5】 本発明の多ビ−ム発生用グレ−ティングで2
ビ−ムを発生させた場合の計算例である。
FIG. 5 is a schematic diagram of a multi-beam generation grating according to the present invention.
It is an example of calculation when a beam is generated.

【図6】 本発明の多ビ−ム発生用グレ−ティングで4
ビ−ムを発生させた場合の計算例である。
FIG. 6 is a schematic diagram of the multi-beam generation grading according to the present invention.
It is an example of calculation when a beam is generated.

【図7】 本発明の多ビ−ム発生用グレ−ティングで6
ビ−ムを発生させた場合の計算例である。
FIG. 7 is a graph of the multi-beam generation grating of the present invention.
It is an example of calculation when a beam is generated.

【図8】 本発明の多ビ−ム発生用グレ−ティングで8
ビ−ムを発生させた場合の計算例である。
FIG. 8 is a graph of the multi-beam generation grating of the present invention.
It is an example of calculation when a beam is generated.

【図9】 本発明の偶数多ビ−ム発生素子を作成する方
法及び偶数多ビーム発生素子の断面構造を説明するため
の図である。
FIG. 9 is a diagram for explaining a method of manufacturing an even multiple beam generating element and a cross-sectional structure of the even multiple beam generating element of the present invention.

【図10】 偶数多ビーム発生素子を用いた光記録装置
を示す図である。
FIG. 10 is a diagram showing an optical recording device using an even multi-beam generating element.

【図11】 マルチチャネル音響光学素子の動作説明図
である。
FIG. 11 is an operation explanatory view of the multi-channel acousto-optic device.

【図12】 多点スポットが走査する様子を示す図であ
る。
FIG. 12 is a diagram showing how a multi-point spot scans.

【図13】 ダブプリズムの動作説明図である。FIG. 13 is a diagram illustrating the operation of the Dove prism.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1はレーザ光、2は偶数多ビーム発生素子、3はレン
ズ、8は第1層目の位相パターン、9は第2層目の位相
パターン、10は偶数多ビーム発生素子の基準位相パタ
ーン、13はマルチチャネル音響光学素子、20はダブ
プリズム、21は回転多面鏡、24は感光ドラム、23
は光検知器である。
1 is a laser beam, 2 is an even multiple beam generating element, 3 is a lens, 8 is a phase pattern of the first layer, 9 is a phase pattern of the second layer, 10 is a reference phase pattern of the even multiple beam generating element, 13 Is a multi-channel acousto-optic device, 20 is a Dove prism, 21 is a rotating polygon mirror, 24 is a photosensitive drum, and 23
Is a light detector.

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基準位相パターンを繰り返し配置したグ
レーティングにおいて、 前記基準位相パターンはそれぞれ不均等幅で単一の位相
高さをもつ矩形パターンを多層に重ね合わせた構造を持
ち、偶数ビームを発生させることを特徴とする偶数多ビ
ーム発生素子。
1. A grating in which reference phase patterns are repeatedly arranged, wherein the reference phase patterns have a structure in which rectangular patterns each having an unequal width and a single phase height are stacked in multiple layers to generate an even beam. An even multi-beam generating element characterized in that
【請求項2】 基準位相パターンを繰り返し配置したグ
レーティングにおいて、 前記基準位相パターンが2部分からなり、それぞれの矩
形パターンの幅y(1),y(2)は、グレーティング
の格子ピッチをpとすると、 0.248<y(1)/p<0.752 0.248<y(2)/p<0.752 位相高さayは、2πの整数倍の加減は許容するとし
て、 1.56<|ay|<4.72 であることを特徴とする2ビームを発生する偶数多ビー
ム発生素子。
2. In a grating in which reference phase patterns are repeatedly arranged, the reference phase pattern is composed of two parts, and the widths y (1) and y (2) of the respective rectangular patterns are given by assuming that the grating pitch of the grating is p. , 0.248 <y (1) / p <0.752 0.248 <y (2) / p <0.752 The phase height ay allows an integral multiple of 2π, 1.56 < | Ay | <4.72, an even multi-beam generating element for generating two beams.
【請求項3】 基準位相パターンが2層に重ね合わせた
構造を持ち、第1層は2部分の矩形パターンからなり、
その矩形パターンの幅をy(1),y(2)、位相高さ
ayとし、第2層は4部分の矩形パターンからなり、そ
の矩形パターンの幅をz(1),z(2),z(3),
z(4)、位相高さをazとすると、グレーティングの
格子ピッチをpとして、 0.254<y(1)/p<0.475 0.477<y(2)/p<0.76 0.167<z(1)/p<0.34 0.264<z(2)/p<0.554 0.046<z(3)/p<0.28 0.105<z(4)/p<0.23 また、位相高さは2πの整数倍の加減は許容するとし
て、 1.34<|ay|<2.12 0.67<|az|<1.59 であることを特徴とする請求項1記載の4ビーム発生の
偶数多ビーム発生素子。
3. The reference phase pattern has a structure in which two layers are superposed, and the first layer is composed of a rectangular pattern of two parts,
The width of the rectangular pattern is y (1), y (2), and the phase height ay, and the second layer is composed of a rectangular pattern of four parts. The width of the rectangular pattern is z (1), z (2), z (3),
If z (4) and the phase height are az, then the grating pitch of the grating is p: 0.254 <y (1) / p <0.475 0.477 <y (2) / p <0.760 167 <z (1) / p <0.34 0.264 <z (2) / p <0.554 0.046 <z (3) / p <0.28 0.105 <z (4) / p <0.23 Further, the phase height is 1.34 <| ay | <2.12 0.67 <| az | <1.59, assuming that addition and subtraction of integer multiples of 2π are allowed. The even-number multi-beam generation element according to claim 1, wherein the four-beam generation is performed.
【請求項4】 基準位相パターンが2層に重ね合わせた
構造を持ち、第1層は4部分の矩形パターンからなり、
その矩形パターンの幅をy(1),y(2),y
(3),y(4)、位相高さをayとし、第2層は4部
分の矩形パターンからなり、その矩形パターンの幅をz
(1),z(2),z(3),z(4)、位相高さをa
zとすると、グレーティングの格子ピッチをpとして、 y(1)/p<0.159 y(2)/p<0.133 0.212<y(3)/p<0.368 0.504<y(4)/p<0.613 0.313<z(1)/p<0.447 0.180<z(2)/p<0.317 0.142<z(3)/p<0.271 0.148<z(4)/p<0.218 また、位相高さは2πの整数倍の加減は許容するとし
て、 1.05<|ay|<1.71 1.44<|az|<1.97 であることを特徴とする請求項1記載の6ビーム発生の
偶数多ビーム発生素子。
4. The reference phase pattern has a structure in which two layers are superposed, and the first layer is composed of a rectangular pattern of four parts,
The width of the rectangular pattern is y (1), y (2), y
(3), y (4), the phase height is ay, and the second layer is composed of a rectangular pattern of four parts, and the width of the rectangular pattern is z.
(1), z (2), z (3), z (4), phase height is a
Letting z be z, the grating pitch of the grating is p, and y (1) / p <0.159 y (2) / p <0.133 0.212 <y (3) / p <0.368 0.504 < y (4) / p <0.613 0.313 <z (1) / p <0.447 0.180 <z (2) / p <0.317 0.142 <z (3) / p <0 .271 0.148 <z (4) / p <0.218 Further, assuming that the phase height is allowed to be increased or decreased by an integral multiple of 2π, 1.05 <| ay | <1.71 1.44 <| az The even-number multi-beam generating element according to claim 1, wherein | <1.97.
【請求項5】 基準位相パターンが2層に重ね合わせた
構造を持ち、第1層は6部分の矩形パターンからなり、
その矩形パターンの幅をy(1),y(2),y
(3),y(4),y(5),y(6)、位相高さをa
yとし、第2層は4部分の矩形パターンからなり、その
矩形パターンの幅をz(1),z(2),z(3),z
(4)、位相高さをazとすると、グレーティングの格
子ピッチをpとして、 0.233<y(1)/p<0.359 0.086<y(2)/p<0.242 0.086<y(3)/p<0.229 0.101<y(4)/p<0.240 0.015<y(5)/p<0.149 0.098<y(6)/p<0.178 0.236<z(1)/p<0.365 0.071<z(2)/p<0.222 0.059<z(3)/p<0.183 0.38<z(4)/p<0.453 また、位相高さは2πの整数倍の加減は許容するとし
て、 1.181<|ay|<1.583 1.191<|az|<1.59 であることを特徴とする請求項1記載の8ビーム発生の
偶数多ビーム発生素子。
5. The reference phase pattern has a structure in which two layers are superposed, and the first layer is composed of a rectangular pattern of 6 parts,
The width of the rectangular pattern is y (1), y (2), y
(3), y (4), y (5), y (6), the phase height is a
y, the second layer is composed of a rectangular pattern of four parts, and the width of the rectangular pattern is z (1), z (2), z (3), z
(4) Assuming that the phase height is az, the grating pitch of the grating is p, and 0.233 <y (1) / p <0.359 0.086 <y (2) / p <0.242 0. 086 <y (3) / p <0.229 0.101 <y (4) / p <0.240 0.015 <y (5) / p <0.149 0.098 <y (6) / p <0.178 0.236 <z (1) / p <0.365 0.071 <z (2) / p <0.222 0.059 <z (3) / p <0.183 0.38 < z (4) / p <0.453 Further, assuming that the phase height is allowed to be increased or decreased by an integer multiple of 2π, 1.181 <| ay | <1.583 1.191 <| az | <1.59 The even-number multi-beam generating element for generating eight beams according to claim 1, wherein
【請求項6】 基準位相パターンを繰り返し配置したグ
レーティングにおいて、 前記基準位相パターンはそれぞれ不均一幅で単一の位相
高さを持つ矩形パターンを多層に重ね合わせた構造を持
ち、偶数ビームを発生させる偶数多ビーム発生素子であ
り、前記偶数多ビーム発生素子から出射させた多ビーム
をマルチチャネル音響光学変調器に入射させ、光強度変
調された多ビームの配列方向の角度をダブプリズムで回
転させたのち、光走査器で走査させることを特徴とする
光記録装置。
6. A grating in which reference phase patterns are repeatedly arranged, wherein each of the reference phase patterns has a structure in which rectangular patterns each having a non-uniform width and a single phase height are stacked in multiple layers to generate an even beam. It is an even multi-beam generating element, the multi-beam emitted from the even multi-beam generating element is made incident on a multi-channel acousto-optic modulator, and the angle of the array direction of the light intensity-modulated multi-beam is rotated by a dove prism. After that, an optical recording device characterized by scanning with an optical scanner.
JP18840893A 1993-06-04 1993-07-29 Even multiple beam generating element and optical recording device Expired - Lifetime JP3345970B2 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18840893A JP3345970B2 (en) 1993-07-29 1993-07-29 Even multiple beam generating element and optical recording device
US08/250,579 US5631762A (en) 1993-06-04 1994-05-27 Multi-beam generating element and optical printing apparatus therewith
DE4419038A DE4419038B4 (en) 1993-06-04 1994-05-31 Multiple beam generating element and thus equipped optical printing device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18840893A JP3345970B2 (en) 1993-07-29 1993-07-29 Even multiple beam generating element and optical recording device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0743510A true JPH0743510A (en) 1995-02-14
JP3345970B2 JP3345970B2 (en) 2002-11-18

Family

ID=16223135

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP18840893A Expired - Lifetime JP3345970B2 (en) 1993-06-04 1993-07-29 Even multiple beam generating element and optical recording device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3345970B2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
JP3345970B2 (en) 2002-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5574597A (en) Light scanner and multi-beam generator using the same
US5631762A (en) Multi-beam generating element and optical printing apparatus therewith
US4686542A (en) High speed, high resolution raster output scanner
EP0547205B1 (en) Single-beam, multicolor hologon scanner
US5625613A (en) Super-resolution scanning optical system by incoherently superimposing two beams
KR970004508B1 (en) Optical beam scanning apparatus and method for manufacturing stationary hologram plate and hologram rotor and optical wiring apparatus
US3917380A (en) Method of hologram recording with reduced speckle noise
JP2002508531A (en) Reduction of scattering noise in holographic storage systems by speckle averaging
JP2905762B2 (en) Printing plate exposure system using tilt distortion cancellation signal
EP0360122B1 (en) Second harmonic generator and information processing system using the same
GB2217510A (en) Optical recording apparatus
US3951509A (en) Apparatus for deflecting light and scanning line conversion system
KR100632606B1 (en) Optical modulator multi-light scanning device using color-coded slits
US10705269B2 (en) Fabrication method of a diffractive optic for hybrid coherent and spectral beam combination
US4959665A (en) Laser printer with harmonic wave separation of the beam
US4307929A (en) Method of scanning a laser beam in a straight line
JPS63244013A (en) Optical scanner
JP3345970B2 (en) Even multiple beam generating element and optical recording device
KR20050096133A (en) Hologram recording method, hologram recording reproducing method, hologram recording device, hologram recording/reproduction device, and hologram reproduction device
US4848863A (en) Multi-wavelength scanning system
JPH07225305A (en) Even multi-beam generating element and optical recording device
WO1995005944A1 (en) A printer and a print engine therefor
JPH1082904A (en) Odd multibeam generating element
WO2006003457A1 (en) An optical device, an optical system and a method of manufacturing a holographic optical element
JPS6318169B2 (en)

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20020806

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080906

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090906

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090906

Year of fee payment: 7

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090906

Year of fee payment: 7

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090906

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100906

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110906

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120906

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130906

Year of fee payment: 11

EXPY Cancellation because of completion of term