JPH0833524B2 - Semiconductor laser light source device - Google Patents

Semiconductor laser light source device

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JPH0833524B2
JPH0833524B2 JP33044988A JP33044988A JPH0833524B2 JP H0833524 B2 JPH0833524 B2 JP H0833524B2 JP 33044988 A JP33044988 A JP 33044988A JP 33044988 A JP33044988 A JP 33044988A JP H0833524 B2 JPH0833524 B2 JP H0833524B2
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laser
semiconductor laser
cross
optical path
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一郎 宮川
勝 野口
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Description

【発明の詳細な説明】 (発明の分野) 本発明は光ビーム走査装置等に用いられる半導体レー
ザ光源装置、特に詳細には複数の半導体レーザから射出
されたレーザビームを1本に合波するようにした半導体
レーザ光源装置に関するものである。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a semiconductor laser light source device used in a light beam scanning device and the like, and more particularly, to combine laser beams emitted from a plurality of semiconductor lasers into one. The present invention relates to a semiconductor laser light source device.

(従来の技術) 従来より、光ビームを光偏向器により偏向して走査す
る光ビーム走査装置が、例えば各種走査記録装置、走査
読取装置等において広く実用に供されている。このよう
な光ビーム走査装置において光ビームを発生する手段の
1つとして、半導体レーザが従来から用いられている。
この半導体レーザは、ガスレーザ等に比べれば小型、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
って出力を変化させる、いわゆるアナログ直接変調が可
能である等、数々の長所を有している。特に上記半導体
レーザを上記走査記録装置において記録光発生手段とし
て用いれば、画像情報に応じて発せられる信号により、
上記直接変調を行なえばよいので、通常変調に用いられ
る音響光学変調器(AOM)等が不要となり、極めて便利
である。
(Prior Art) Conventionally, a light beam scanning device that deflects and scans a light beam with an optical deflector has been widely put to practical use in various scanning recording devices, scanning reading devices, and the like. A semiconductor laser has been conventionally used as one of means for generating a light beam in such a light beam scanning device.
This semiconductor laser has a number of advantages such as smaller size, lower cost, lower power consumption, and so-called analog direct modulation in which the output is changed by changing the drive current, as compared with a gas laser. In particular, if the semiconductor laser is used as recording light generating means in the scanning recording apparatus, a signal emitted according to image information causes
Since the above direct modulation may be performed, an acousto-optic modulator (AOM) or the like normally used for modulation is not required, which is extremely convenient.

しかしながら、半導体レーザは上記のような長所を有
する反面、連続発振させる場合には現状では出力がたか
だか20〜30mwと小さく、したがって高エネルギーの走査
光を必要とする光ビーム走査装置、例えば感度の低い記
録材料(金属膜、アモルファス膜等のDRAW材料等)に記
録する走査記録装置等に用いるのは極めて困難である。
However, while the semiconductor laser has the advantages as described above, in the case of continuous oscillation, at present, the output is small at most 20 to 30 mw, and therefore, a light beam scanning device that requires high energy scanning light, for example, low sensitivity. It is extremely difficult to use it in a scanning recording device for recording on a recording material (DRAW material such as metal film or amorphous film).

また、ある種の蛍光体に放射線(X線、α線、β線、
γ線、電子線、紫外線等)を照射すると、この放射線エ
ネルギーの一部が蛍光体中に蓄積され、この蛍光体に可
視光等の励起光を照射すると、蓄積されたエネルギーに
応じて蛍光体が輝尽発光を示すことが知られており、こ
のような蓄積性蛍光体を利用して、人体等の被写体の放
射線画像情報を一旦蓄積性蛍光体(輝尽性蛍光体)から
なる層を有する蓄積性蛍光体シートに記録し、この蓄積
性蛍光体シートをレーザ光等の励起光で走査して輝尽発
光光を生ぜしめ、得られた輝尽発光光を光電的に読み取
って画像信号を得、この画像信号に基づき被写体の放射
線画像を写真感光材料等の記録材料、CRT等に可視像と
して出力させる放射線画像情報記録再生システムが本出
願人により既に提案されている(特開昭55-12429号、同
55-116340号、同55-163472号、同56-11395号、同56-104
645号など)。このシステムにおいて放射線画像情報が
蓄積記録された蓄積性蛍光体シートを走査して画像情報
の読取りを行なうのに、半導体レーザを用いた光ビーム
走査装置の使用が考えられているが、蓄積性蛍光体を輝
尽発光させるためには、十分に高エネルギーの励起光を
該蛍光体に照射する必要があり、したがって前記半導体
レーザを用いた光ビーム走査装置を、この放射線画像情
報記録再生システムにおいて画像情報読取りのために使
用することも極めて難しい。
In addition, a certain type of phosphor is exposed to radiation (X-ray, α-ray, β-ray,
γ-rays, electron beams, ultraviolet rays, etc.) cause a part of this radiation energy to be accumulated in the phosphor, and when this phosphor is irradiated with excitation light such as visible light, the phosphor changes in accordance with the accumulated energy. Is known to exhibit stimulated luminescence, and using such a stimulable phosphor, the radiation image information of a subject such as a human body is once formed into a layer made of a stimulable phosphor (stimulable phosphor). The stimulable phosphor sheet is recorded, and the stimulable phosphor sheet is scanned with excitation light such as laser light to generate stimulated emission light, and the resulting stimulated emission light is photoelectrically read to generate an image signal. The present applicant has already proposed a radiation image information recording / reproducing system which outputs a radiation image of a subject as a visible image on a recording material such as a photographic light-sensitive material or a CRT based on this image signal (Japanese Patent Laid-Open No. Sho 61-206). 55-12429, same
55-116340, 55-163472, 56-11395, 56-104
No. 645). In this system, it is considered to use a light beam scanning device using a semiconductor laser to read the image information by scanning the stimulable phosphor sheet on which radiation image information is stored and recorded. In order to stimulate the body to emit light, it is necessary to irradiate the phosphor with excitation light of sufficiently high energy. Therefore, a light beam scanning device using the semiconductor laser is used as an image in this radiation image information recording / reproducing system. It is also extremely difficult to use for reading information.

そこで上記の通り光出力が低い半導体レーザから十分
高エネルギーの走査ビームを得るために、複数の半導体
レーザを使用し、これらの半導体レーザから射出された
レーザビームを1本に合波することが考えられる(特開
昭60-220308号,同60-264158号等)。
Therefore, in order to obtain a scanning beam of sufficiently high energy from a semiconductor laser having a low optical output as described above, it is considered to use a plurality of semiconductor lasers and combine the laser beams emitted from these semiconductor lasers into one laser beam. (JP-A-60-220308, JP-A-60-264158, etc.).

このようにレーザビームを合波する方法としては、
1)レーザビームを平行に並べて集光レンズ等に入射さ
せ、集光位置で合波する、2)偏光方向が互いに直交す
るレーザビームを互いに異なった方向から偏光素子に入
射させて同一光路上に射出させることにより合波する、
3)異なった波長を有する光を互いに異なった方向から
干渉フィルターに入射させて同一光路上に射出させるこ
とにより合波する、4)光の回析現象を利用して回析格
子等を用いて合波する、といった方法があるが、レーザ
ビームの利用効率を高め、合波を高精度に行なう上で
は、2)の方法が最も好ましい。
As a method of combining laser beams in this way,
1) Laser beams are arranged in parallel and are incident on a condenser lens or the like, and are combined at a condensing position. 2) Laser beams whose polarization directions are orthogonal to each other are made incident on polarizing elements from different directions to be on the same optical path. Combined by ejecting,
3) Lights having different wavelengths are made incident on the interference filter from different directions and are emitted on the same optical path to be combined. 4) By utilizing the diffraction phenomenon of light, a diffraction grating or the like is used. There is a method such as multiplexing, but the method 2) is most preferable in order to improve the utilization efficiency of the laser beam and perform the multiplexing with high accuracy.

ところで、半導体レーザから射出されるレーザビーム
の放射角は、半導体レーザのpn接合面と垂直な方向が、
pn接合面と平行な方向の3〜5倍大きくなっているた
め、半導体レーザから射出され通常半導体レーザに対向
されて配されるコリメータレンズを通過して平行ビーム
となったレーザビームの断面形状は、上記pn接合面と垂
直な方向を長手方向とする楕円形となる。一方、半導体
レーザから射出されるレーザビームの偏光方向は上記楕
円の短軸方向となっている。従って上記方法のように偏
光方向が互いに直交する2本のレーザビームを偏光素子
に入射させて合波を行なうと、合波されたレーザビーム
の断面は、楕円が十文字に交差した形状になってしま
う。このような断面が十文字の光は長軸方向(短軸方向
と言ってもよい)が直交する互にインコヒーレントなレ
ーザビームの重ね合わせであるから、合波されたレーザ
ビーム断面の径が一意的に決まらず、走査光学系の設計
が複雑になったり、場合によっては望みの走査光学系が
存在しない、という問題を生じて実用上好ましくない。
そこで、偏光素子により合波されるレーザビームの一方
の光路上に1/2波長板を配し、断面形状を変えることな
く偏光方向のみを90°回転させ、合波された2本のレー
ザビームのビーム断面の長手方向を一致させるようにし
た半導体レーザ光源装置も提案されている(特公昭60-5
3857号)。
By the way, the radiation angle of the laser beam emitted from the semiconductor laser is as follows when the direction perpendicular to the pn junction surface of the semiconductor laser is
Since it is 3 to 5 times larger than the direction parallel to the pn junction surface, the cross-sectional shape of the laser beam emitted from the semiconductor laser and passed through the collimator lens arranged facing the semiconductor laser to become a parallel beam is , And has an elliptical shape whose longitudinal direction is perpendicular to the pn junction surface. On the other hand, the polarization direction of the laser beam emitted from the semiconductor laser is the minor axis direction of the ellipse. Therefore, when two laser beams whose polarization directions are orthogonal to each other are made incident on a polarizing element to perform multiplexing as in the above method, the cross section of the combined laser beam has a shape in which an ellipse intersects the cross shape. I will end up. Such light having a cross-shaped cross section is a superposition of mutually incoherent laser beams whose major axis directions (may be referred to as minor axis directions) are orthogonal to each other. Therefore, the diameter of the combined laser beam section is unique. However, the design of the scanning optical system becomes complicated, and the desired scanning optical system does not exist in some cases, which is not preferable in practice.
Therefore, a half-wave plate is placed on one of the optical paths of the laser beams combined by the polarizing element, and the polarization direction is rotated by 90 ° without changing the cross-sectional shape. There is also proposed a semiconductor laser light source device in which the longitudinal directions of the beam cross sections of the laser beam are made to coincide with each other (Japanese Patent Publication Sho-60-5).
No. 3857).

(発明が解決しようとする課題) ところで、上記のように偏光素子と1/2波長板を用い
て合波を行なう装置において合波後2本のレーザビーム
の断面を正確に一致させるためには、両半導体レーザの
取付位置精度を高め、半導体レーザから射出される際の
両レーザビームの断面の長軸(短軸)を予め揃えておく
必要がある。しかしながら、半導体レーザは通常レーザ
マウントに固定されるようになっており、半導体レーザ
をその取付時に常にレーザ射出軸を中心とした回転方向
において精密に位置決めすることは難しい。また、半導
体レーザは一旦レーザマウントに固定されると、その後
位置を変えることは非常に困難であり、またあえて回転
方向における半導体レーザの位置調整を上記レーザマウ
ント上で行なった場合には、半導体レーザはその回転方
向のみならず、マウントの半導体レーザ支持面上におい
て上下,左右等直線方向にも位置ずれしてしまいやすい
ため、結局2つのレーザビームの長軸方向を合波時に十
分重なり合うように厳密に調整することは難しい。この
ように合波時に2つのレーザビームの長軸方向が十分に
一致していないと、合波されたレーザビームを集束レン
ズ等により集束させた場合の集束スポット径は所定の集
束スポット径より大きくなり、このようなレーザビーム
を用いて例えば前述した蓄積性蛍光体シートに対する放
射線画像情報の読取りを行なうと、最終的に得られる再
生画像の画質が低下してしまう。
(Problems to be Solved by the Invention) By the way, in order to accurately match the cross sections of two laser beams after combining in the apparatus for combining using the polarizing element and the half-wave plate as described above. It is necessary to improve the mounting position accuracy of both semiconductor lasers and align the major axis (minor axis) of the cross sections of both laser beams when emitted from the semiconductor lasers in advance. However, since the semiconductor laser is usually fixed to the laser mount, it is difficult to always precisely position the semiconductor laser in the rotation direction around the laser emission axis when mounting the semiconductor laser. Further, once the semiconductor laser is fixed to the laser mount, it is very difficult to change the position thereafter. Further, when the position adjustment of the semiconductor laser in the rotation direction is intentionally performed on the laser mount, the semiconductor laser cannot be changed. Is liable to be misaligned not only in its rotation direction but also in a straight line direction such as vertical and horizontal directions on the semiconductor laser supporting surface of the mount, so that the long axis directions of the two laser beams should be strictly overlapped when they are combined. It is difficult to adjust to. In this way, when the long-axis directions of the two laser beams do not sufficiently match at the time of combining, the focused spot diameter when the combined laser beams are focused by a focusing lens or the like is larger than the predetermined focused spot diameter. When the radiation image information is read from the above-mentioned stimulable phosphor sheet using such a laser beam, the quality of the reproduced image finally obtained will deteriorate.

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、
偏光素子を用いて2つのレーザビームの合波を行なう装
置において、2つのレーザビームのビーム断面の長軸方
向を相対的に調整して合波後の光路上において両レーザ
ビームを精度良く重ね合わせることのできる半導体レー
ザ光源装置を提供することを目的とするものである。
The present invention has been made in view of the above problems,
In a device for combining two laser beams by using a polarization element, the major axis directions of the beam cross sections of the two laser beams are relatively adjusted and the two laser beams are superposed on each other on the optical path after combining with high precision. It is an object of the present invention to provide a semiconductor laser light source device that can be manufactured.

(課題を解決するための手段) 本発明による第1の半導体レーザ光源装置は、前述し
た偏光素子に互いに異なった方向から入射せしめられて
合波される第1のレーザビームと第2のレーザビームを
発する第1の半導体レーザと第2の半導体レーザが、上
記偏光素子に入射する際に第1のレーザビームと第2の
レーザビームの偏光方向が互いに略直交するように配置
され、上記第1のレーザビームおよび上記第2のレーザ
ビームの少なくとも一方の上記偏光素子入射前の光路上
に、レーザビームの断面形状を回転させるビーム断面形
状回転手段が配設され、該ビーム断面形状回転手段によ
り第1のレーザビームと第2のレーザビームの断面の長
手方向が相対的に約90°回転せしめられることを特徴と
するものである。
(Means for Solving the Problem) A first semiconductor laser light source device according to the present invention includes a first laser beam and a second laser beam which are combined by being incident on the above-described polarizing element from different directions. The first semiconductor laser and the second semiconductor laser that emit light are arranged so that the polarization directions of the first laser beam and the second laser beam are substantially orthogonal to each other when entering the polarizing element. Of the laser beam and the second laser beam, on the optical path before the incidence of the polarizing element, a beam cross-section shape rotating means for rotating the cross-section shape of the laser beam is arranged, and the beam cross-section shape rotating means It is characterized in that the longitudinal directions of the cross sections of the first laser beam and the second laser beam are relatively rotated by about 90 °.

なお、ここで長手方向が相対的に約90°回転せしめら
れるとは、両レーザビームを互いに平行な光路に導いた
場合の相対的な長手方向の回転角度が約90°であること
を意味し、従ってこのようにビーム断面が相対的に90°
回転せしめられた両レーザビームは、合波後の光路にお
いてそのビーム断面の長手方向が一致したものとなる。
Here, the fact that the longitudinal direction is relatively rotated by about 90 ° means that the relative rotation angle in the longitudinal direction when the both laser beams are guided to the optical paths parallel to each other is about 90 °. , So the beam cross section is thus relatively 90 °
The two laser beams that have been rotated are such that the longitudinal directions of the beam cross sections thereof coincide with each other in the optical path after combining.

また本発明による第2の半導体レーザ光源装置は、偏
光素子により合波される第1のレーザビームおよび第2
のレーザビームの少なくとも一方の上記偏光素子入射前
の光路上に、レーザビームの断面形状を回転させるビー
ム断面形状回転手段が配設されるとともに、該ビーム断
面形状回転手段が光路上に配設された上記第1のレーザ
ビームおよび/または上記第2のレーザビームの上記偏
光素子入射前の光路上に1/2波長板が配設され、上記第
1のレーザビームと上記第2のレーザビームの偏光方向
が上記偏光素子に入射する際に互いに略直交せしめられ
るとともに、上記第1のレーザビームおよび第2のレー
ザビームの断面の長手方向が、上記偏光素子通過後の光
路上において一致せしめられることを特徴とするもので
ある。
The second semiconductor laser light source device according to the present invention includes a first laser beam and a second laser beam that are combined by a polarizing element.
A beam cross-section shape rotating means for rotating the cross-sectional shape of the laser beam is arranged on the optical path of at least one of the laser beams before entering the polarizing element, and the beam cross-section shape rotating means is arranged on the optical path. A half-wave plate is disposed on the optical path of the first laser beam and / or the second laser beam before entering the polarizing element, and the half wavelength plate of the first laser beam and the second laser beam The polarization directions are made substantially orthogonal to each other when entering the polarizing element, and the longitudinal directions of the cross sections of the first laser beam and the second laser beam are made to coincide on the optical path after passing through the polarizing element. It is characterized by.

なお、いずれの装置においてもビーム断面形状回転手
段とは、ビーム形状をレーザビームの射出軸を中心とし
て回転させることができ、その回転角度を適当な特性の
回転手段を選択することにより任意に決められるもので
あればよく、具体的にはダブプリズム等が好適に用いら
れる。また上記偏光素子とは偏光方向に応じて光を分
離,合成することのできるものを意味し、具体的には、
ウォラストンプリズム等の一軸結晶や誘電体多層膜をプ
リズムに蒸着した偏光ビームスプリッタ等がある。
In any device, the beam cross-section shape rotating means means that the beam shape can be rotated around the emission axis of the laser beam, and the rotation angle can be arbitrarily determined by selecting the rotating means having appropriate characteristics. As long as it can be used, specifically, a Dove prism or the like is preferably used. Further, the above-mentioned polarizing element means an element capable of separating and combining light according to the polarization direction, and specifically,
There is a uniaxial crystal such as a Wollaston prism or a polarization beam splitter in which a dielectric multilayer film is deposited on the prism.

(作用) 上記2つの半導体レーザ光源装置は、いずれもビーム
断面形状回転手段を用いて少なくとも一方のレーザビー
ムの断面を回転させるようになっているので、2本のレ
ーザビームの断面の長手方向を合波後の光路上において
一致させることができる。これとともに本発明装置にお
いては、第1および/または第2の半導体レーザがレー
ザマウント上において所定の取付位置から若干回転して
いる場合にも、上記ビーム断面形状回転手段の位置を微
調整することにより、合波後の光路上における2つのレ
ーザビームの断面の長手方向を常に精度良く一致させる
ことができる。
(Operation) In each of the above two semiconductor laser light source devices, since the cross section of at least one laser beam is rotated by using the beam cross section shape rotating means, the longitudinal direction of the cross sections of the two laser beams is changed. They can be matched on the optical path after multiplexing. Along with this, in the device of the present invention, even if the first and / or the second semiconductor laser is slightly rotated from the predetermined mounting position on the laser mount, the position of the beam sectional shape rotating means is finely adjusted. Thereby, the longitudinal directions of the cross sections of the two laser beams on the optical path after the multiplexing can always be accurately matched.

(実施例) 以下、図面を参照して本発明の実施例について説明す
る。
Embodiments Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図は本発明の一実施例による半導体レーザ光源装
置の斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view of a semiconductor laser light source device according to an embodiment of the present invention.

第1の半導体レーザ1から発せられる第1のレーザビ
ーム2は、コリメータレンズ3を通過して平行ビームと
なった後、ビーム断面形状回転手段であるダブプリズム
4を通過して偏光素子である偏光ビームスプリッタ5に
入射する。一方、第2の半導体レーザ11から発せられる
第2のレーザビーム12は、コリメータレンズ13を通過し
て平行ビームとなった後、上記第1のレーザビーム2と
垂直な方向から上記偏光ビームスプリッタ5に入射す
る。
A first laser beam 2 emitted from the first semiconductor laser 1 passes through a collimator lens 3 to become a parallel beam, and then passes through a Dove prism 4 which is a beam cross-section shape rotating means, and a polarized light which is a polarization element. It is incident on the beam splitter 5. On the other hand, the second laser beam 12 emitted from the second semiconductor laser 11 passes through the collimator lens 13 to become a parallel beam, and then the polarization beam splitter 5 is moved in a direction perpendicular to the first laser beam 2. Incident on.

上記偏光ビームスプリッタ5の偏光膜5aは、一例とし
てp偏光の光を透過し、s偏光の光を反射するものであ
る。また上記第1の半導体レーザ1と第2の半導体レー
ザ11は、内部の半導体素子のpn接合面(図示せず)が互
いに直交するように配置されており、第1の半導体レー
ザ1は、第1のレーザビーム2の偏光方向が前記偏光面
5aに対してp偏光となり、第2の半導体レーザ11は、第
2のレーザビーム12の偏光方向が前記偏光面5a対してs
偏光になるように図示しないレーザマウントに取り付け
られている。従って第1のレーザビーム2は偏光ビーム
スプリッタ5を透過するとともに、第2のレーザビーム
12は偏光ビームスプリッタ5を反射し、両レーザビーム
は同一光路上に射出されて合波される。
The polarizing film 5a of the polarizing beam splitter 5 transmits p-polarized light and reflects s-polarized light as an example. Further, the first semiconductor laser 1 and the second semiconductor laser 11 are arranged such that the pn junction surfaces (not shown) of the internal semiconductor elements are orthogonal to each other. The polarization direction of the laser beam 2 of 1 is the plane of polarization
5a is p-polarized, and the second semiconductor laser 11 has a second laser beam 12 whose polarization direction is s with respect to the polarization plane 5a.
It is attached to a laser mount (not shown) so that it becomes polarized light. Therefore, the first laser beam 2 passes through the polarization beam splitter 5 and the second laser beam 2
Reference numeral 12 reflects the polarization beam splitter 5, and both laser beams are emitted on the same optical path and combined.

ところで、第1および第2の半導体レーザ1,11から発
せられる第1および第2のレーザビーム2,12の断面形状
はそれぞれ楕円形となっているが、その長手方向は各レ
ーザビームの偏光方向と垂直方向であるので、両レーザ
ビーム1,12をそのまま合波させると、合波されたレーザ
ビームの断面は楕円が十文字に交差した形になってしま
う。そこで本装置においては、前述したように第1のレ
ーザビーム2の光路上にダブプリズム4を配設して、第
1のレーザビームが偏光ビームスプリッタ5に入射する
のに先立ってその断面形状を90°回転させるようになっ
ている。このように第1のレーザビーム2をダブプリズ
ム4に入射させれば、ダブプリズム通過後のレーザビー
ムの断面の長手方向は、その偏光方向と同じ方向とな
る。従ってこの第1のレーザビーム2と第2のレーザビ
ームを偏光ビームスプリッタ5により合波させれば得ら
れたレーザビームはその長手方向が一様なビームとな
る。上述のようにして合波されたレーザビームをアナモ
ルフィック光学系を含む集光光学系により集束させる
と、その集束スポットLは第2図に示すような円形とな
り、またそのX,Y方向についてそれぞれ積分されたビー
ム強度は、同図に示すようにカウス分布と略等しくな
る。また、本実施例のように、第1のレーザビームの光
路上にダブプリズム4を配設してビーム断面を回転させ
るようにした場合には、第1および/または第2の半導
体レーザ1,11が所定の取付位置から若干回転してしまっ
ている場合にも、上記ダブプリズム4の位置を微調整し
て第1のレーザビーム2の断面の長手方向を第2のレー
ザビーム12の断面の長手方向に合わせることができるの
で、半導体レーザの位置を調整することなく両レーザビ
ームの長軸方向を高精度に合致させることができる。
By the way, the sectional shapes of the first and second laser beams 2 and 12 emitted from the first and second semiconductor lasers 1 and 11 are elliptical, but the longitudinal direction is the polarization direction of each laser beam. Therefore, if the two laser beams 1 and 12 are combined as they are, the cross section of the combined laser beams will have an elliptical cross shape. Therefore, in this device, as described above, the Dove prism 4 is arranged on the optical path of the first laser beam 2, and its cross-sectional shape is changed before the first laser beam enters the polarization beam splitter 5. It is designed to rotate 90 °. When the first laser beam 2 is incident on the Dove prism 4 in this manner, the longitudinal direction of the cross section of the laser beam after passing through the Dove prism becomes the same as the polarization direction. Therefore, when the first laser beam 2 and the second laser beam are combined by the polarization beam splitter 5, the obtained laser beam becomes uniform in the longitudinal direction. When the laser beams combined as described above are focused by a focusing optical system including an anamorphic optical system, the focusing spot L becomes a circle as shown in FIG. The integrated beam intensities are approximately equal to the Couse distribution as shown in FIG. When the Dove prism 4 is arranged on the optical path of the first laser beam to rotate the beam cross section as in this embodiment, the first and / or second semiconductor lasers 1, Even when 11 is slightly rotated from the predetermined mounting position, the position of the Dove prism 4 is finely adjusted to change the longitudinal direction of the cross section of the first laser beam 2 to the cross section of the second laser beam 12. Since they can be aligned with the longitudinal direction, the major axis directions of both laser beams can be aligned with high accuracy without adjusting the position of the semiconductor laser.

なお、ダブプリズム4は、第2のレーザビームの光路
上に配設してもよいし、第1および第2のレーザビーム
の光路上にそれぞれ配設してもよい。ダブプリズムを両
レーザビームの光路上に配設する場合には、2つのダブ
プリズムにより両ビーム断面の長手方向が相対的に90°
回転せしめられるように各ダブプリズムを選択して用い
ればよい。
The dove prism 4 may be arranged on the optical path of the second laser beam, or may be arranged on the optical paths of the first and second laser beams, respectively. When the dove prism is installed on the optical path of both laser beams, the two dove prisms make the longitudinal direction of both beam cross sections relatively 90 °.
Each Dove prism may be selected and used so that it can be rotated.

またダブプリズムを通過したレーザビームは、その偏
光方向が若干回転せしめられる場合があり、レーザビー
ムの偏光方向が所定の方向から回転すると偏光ビームス
プリッタにより合波後の光路に導かれる光量が低下す
る。そこで、レーザビームがダブプリズムを通過するこ
とにより、偏光ビームスプリッタに入射するレーザビー
ムのうち偏光ビームスプリッタにより反射または透過さ
れて所定の合波光路に導かれる光量の割合が7割程度よ
り低くなる場合には、第3図に示すように、光路上にダ
ブプリズムが配設されているレーザビーム(第3図にお
いては第1のレーザビーム2)の光路上に1/2波長板6
を設けて偏光方向を補正することが望ましい。このよう
に1/2波長板6を用いて、ダブプリズム4を通過するこ
とによって若干回転した偏光方向を逆方向に回転させて
補正すれば、レーザビームの合波後の光量低下を防止す
ることができる。なお1/2波長板6は、第3図に示すよ
うにダブプリズム4と偏光ビームスプリッタ5の間に設
ける代りに、第1の半導体レーザ1とダブプリズム4の
間に設けてもよい。また、上記実施例のように、ダブプ
リズムと1/2波長板を共に用いる場合には、これらの光
学素子がレーザビームの光路上に配設される半導体レー
ザについては、その回転方向の位置を任意に設定するこ
とも可能である。すなわち、かかる半導体レーザは、そ
の偏光方向については1/2波長板を回転させることによ
り任意に調整できるとともに、ビーム断面の回転方向の
位置についてはダブプリズムを選択することにより任意
に調整できるので、他方の半導体レーザについてのみ偏
光ビームスプリッタを良好に通過するように回転位置調
整を行なっておけば、合波を良好に行なうことができ
る。さらに両レーザビームの光路上にダブプリズムと1/
2波長板を共に配設した場合には、いずれの半導体レー
ザについてもその回転方向の位置は任意に設定すること
が可能になる。
Further, the polarization direction of the laser beam that has passed through the Dove prism may be slightly rotated, and when the polarization direction of the laser beam is rotated from a predetermined direction, the amount of light guided by the polarization beam splitter to the optical path after combining is reduced. . Therefore, when the laser beam passes through the Dove prism, the ratio of the amount of light that is reflected or transmitted by the polarization beam splitter and guided to the predetermined combining optical path in the laser beam entering the polarization beam splitter becomes lower than about 70%. In this case, as shown in FIG. 3, the half-wave plate 6 is provided on the optical path of the laser beam (the first laser beam 2 in FIG. 3) in which the Dove prism is arranged on the optical path.
Is preferably provided to correct the polarization direction. In this way, by using the 1/2 wavelength plate 6 to rotate the polarization direction slightly rotated by passing through the Dove prism 4 in the opposite direction to correct the polarization direction, it is possible to prevent a decrease in the light amount after the laser beams are combined. You can The half-wave plate 6 may be provided between the first semiconductor laser 1 and the dove prism 4 instead of being provided between the dove prism 4 and the polarization beam splitter 5 as shown in FIG. In the case where the Dove prism and the half-wave plate are used together as in the above embodiment, the position in the rotation direction of the semiconductor laser in which these optical elements are arranged on the optical path of the laser beam is set. It can be set arbitrarily. That is, such a semiconductor laser can be arbitrarily adjusted with respect to the polarization direction by rotating the half-wave plate, and the position in the rotation direction of the beam cross section can be arbitrarily adjusted by selecting the Dove prism. If the rotational position is adjusted so that only the other semiconductor laser passes through the polarization beam splitter satisfactorily, multiplexing can be performed well. In addition, the Dove prism and 1 / on the optical path of both laser beams
When two wavelength plates are arranged together, the position in the rotation direction of any semiconductor laser can be set arbitrarily.

なお、上述したいずれの実施例においてもビーム断面
を回転させるビーム断面形状回転手段は、レーザビーム
の偏光方向を略維持しつつ、ビーム断面形状を所望の角
度だけ回転させることのできるものであれば、上述した
ダブプリズムに限らず任意の部材を用いることができ
る。
In any of the above-described embodiments, the beam cross-section shape rotating means for rotating the beam cross-section is capable of rotating the beam cross-section shape by a desired angle while substantially maintaining the polarization direction of the laser beam. Any member can be used without being limited to the above-mentioned Dove prism.

次に本発明の半導体レーザ光源装置の使用例として、
該装置を励起光発生手段として用いた放射線画像情報読
取装置について第4図を参照して説明する。
Next, as a usage example of the semiconductor laser light source device of the present invention,
A radiation image information reading apparatus using the apparatus as excitation light generating means will be described with reference to FIG.

図示の装置は、前述した半導体レーザ光源装置10から
発せられる、合波により高出力となったレーザビーム22
の走査により放射線画像情報が蓄積記録された蓄積性蛍
光体シート31の読取りを行なうものである。上記レーザ
ビーム22は、シリンドリカルレンズ29を通過した後、矢
印A方向に回転する回転多面鏡23に該回転多面鏡の回転
軸に垂直な線像として入射せしめられる。矢印A方向に
回転する回転多面鏡23により反射偏光されたレーザビー
ム22は、光路上に配設されたfθレンズ24、シリンドリ
カルレンズ25、シリンドリカルミラー26を通過すること
により前記蓄積性蛍光体シート31上で集束せしめられ、
エンドレスベルト装置32により矢印Y方向に搬送される
(副走査される)蓄積性蛍光体シート31上を励起光とし
てくり返し矢印X方向に主走査する。このようにレーザ
ビーム22によって2次元的に走査された蓄積性蛍光体シ
ート31の箇所からは、そこに蓄積記録された画像情報に
応じた輝尽発光光が生じ、この輝尽発光光は、入射端面
が主走査線に沿って配されるとともに射出端面に光電読
取手段としてフォトマルチプライヤー28が接続されてな
る光ガイド27に入射し、光ガイド27内部を全反射により
伝えられてフォトマルチプライヤー28によって検出され
る。フォトマルチプライヤー28によって、輝尽発光光は
電気信号に変換され、得られた電気信号は必要な画像処
理を施された後、CRTや画像走査記録装置に送られて画
像再生に用いられる。このように本発明の半導体レーザ
光源装置を励起光発生手段として用いれば、蓄積性蛍光
体シートには合波により高出力となったレーザビームが
照射されるので、該レーザビームの励起により十分な光
量の輝尽発光光が生ぜしめられ、良好な画像情報の読取
りを行なうことができる。
The illustrated device is a laser beam 22 that is emitted from the above-mentioned semiconductor laser light source device 10 and has a high output due to multiplexing.
The scanning is performed to read the stimulable phosphor sheet 31 in which the radiation image information is accumulated and recorded. After passing through the cylindrical lens 29, the laser beam 22 is incident on the rotary polygon mirror 23 rotating in the direction of arrow A as a line image perpendicular to the rotation axis of the rotary polygon mirror. The laser beam 22 reflected and polarized by the rotating polygon mirror 23 rotating in the direction of arrow A passes through the fθ lens 24, the cylindrical lens 25, and the cylindrical mirror 26 arranged on the optical path, whereby the stimulable phosphor sheet 31 is formed. Focused on above,
The endless belt device 32 repeatedly carries out main scanning in the arrow X direction as excitation light on the stimulable phosphor sheet 31 conveyed (sub-scanned) in the arrow Y direction. As described above, from the location of the stimulable phosphor sheet 31 which is two-dimensionally scanned by the laser beam 22, stimulated emission light according to the image information stored and recorded therein is generated, and this stimulated emission light is The incident end face is arranged along the main scanning line and is incident on the light guide 27 in which the photo end face is connected to the photo multiplier 28 as a photoelectric reading means, and is transmitted by total reflection in the inside of the light guide 27 so that the photo multiplier Detected by 28. The photomultiplier 28 converts the stimulated emission light into an electric signal, and the electric signal thus obtained is subjected to necessary image processing and then sent to a CRT or an image scanning recording device for image reproduction. As described above, when the semiconductor laser light source device of the present invention is used as the excitation light generating means, the stimulable phosphor sheet is irradiated with the laser beam having a high output due to the combination, so that the excitation of the laser beam is sufficient. A sufficient amount of stimulated emission light is generated, and good image information can be read.

なお、本発明の半導体レーザ光源装置は、上述したよ
うに蓄積性蛍光体シートの読取りに良好に用いられる
他、フイルムに記録された情報を、該フイルムに光を照
射してその透過光を検出することにより読取る読取装置
や、感度の比較的低い記録材料に各種情報記録を行なう
光走査記録装置等においても好適に用いられる。
The semiconductor laser light source device of the present invention is well used for reading a stimulable phosphor sheet as described above, and detects information transmitted from a film by irradiating the film with information recorded on the film. Therefore, it is also suitably used in a reading device for reading and an optical scanning recording device for recording various information on a recording material having a relatively low sensitivity.

(発明の効果) 以上説明したように本発明の半導体レーザ光源装置に
よれば、レーザビームの光路上にビーム断面形状回転手
段を設けたことにより、2つのレーザビームの断面の長
軸方向を合波後の光路上において一致させることができ
るとともに、半導体レーザの取付け誤差によりレーザビ
ームの断面が微小量回転しても、上記ビーム断面形状回
転手段により上記回転を簡単に補正して常に高精度なレ
ーザビームの合波を実現することができる。
(Effect of the Invention) As described above, according to the semiconductor laser light source device of the present invention, by providing the beam cross-section shape rotation means on the optical path of the laser beam, the two laser beams are aligned in the major axis direction. The beam cross section can be matched on the optical path after the wave, and even if the laser beam cross section is rotated by a small amount due to a mounting error of the semiconductor laser, the rotation can be easily corrected by the beam cross section shape rotation means, so that high accuracy is always obtained. It is possible to realize multiplexing of laser beams.

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

第1図は本発明の一実施例による半導体レーザ光源装置
の概略斜視図、 第2図は上記装置において合波されたレーザビームの断
面の状態を示す概略図、 第3図は本発明の他の実施例による半導体レーザ光源装
置の概略斜視図、 第4図は本発明の光源装置を用いた放射線画像情報読取
装置の斜視図である。 1……第1の半導体レーザ 2……第1のレーザビーム 3,13……コリメータレンズ 4……ダブプリズム 5……偏光ビームスプリッタ 6……1/2波長板 10……半導体レーザ光源装置 11……第2の半導体レーザ 12……第2のレーザビーム
FIG. 1 is a schematic perspective view of a semiconductor laser light source device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic diagram showing a sectional state of a laser beam combined in the above device, and FIG. FIG. 4 is a schematic perspective view of a semiconductor laser light source device according to this embodiment, and FIG. 4 is a perspective view of a radiation image information reading device using the light source device of the present invention. 1 ... First semiconductor laser 2 ... First laser beam 3,13 Collimator lens 4 Dove prism 5 Polarizing beam splitter 6 1/2 wave plate 10 Semiconductor laser light source device 11 …… Second semiconductor laser 12 …… Second laser beam

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1の半導体レーザから発せられた第1の
レーザビームと第2の半導体レーザから発せられた第2
のレーザビームを偏光素子に互いに異なった方向から入
射せしめ、該偏光素子通過後同一光路に射出せしめて合
波する半導体レーザ光源装置において、 前記第1の半導体レーザと前記第2の半導体レーザが、
前記偏光素子に入射する際に前記第1のレーザビームと
前記第2のレーザビームの偏光方向が互いに略直交する
ように配置され、前記第1のレーザビームおよび前記第
2のレーザビームの少なくとも一方の前記偏光素子入射
前の光路上に、レーザビームの断面形状を回転させるビ
ーム断面形状回転手段が配設され、該ビーム断面形状回
転手段により前記第1のレーザビームと前記第2のレー
ザビームの断面の長手方向が、相対的に約90°回転せし
められることを特徴とする半導体レーザ光源装置。
1. A first laser beam emitted from a first semiconductor laser and a second laser beam emitted from a second semiconductor laser.
In the semiconductor laser light source device which makes the laser beams of different directions incident on the polarizing element from different directions, emits the same in the optical path after passing through the polarizing element, and combines the two, the first semiconductor laser and the second semiconductor laser are:
At least one of the first laser beam and the second laser beam is arranged so that the polarization directions of the first laser beam and the second laser beam when entering the polarizing element are substantially orthogonal to each other. On the optical path before the incidence of the polarizing element, a beam cross-section shape rotating means for rotating the cross-sectional shape of the laser beam is provided, and the beam cross-section shape rotating means causes the first laser beam and the second laser beam to rotate. A semiconductor laser light source device characterized in that the longitudinal direction of its cross section is relatively rotated by about 90 °.
【請求項2】第1の半導体レーザから発せられた第1の
レーザビームと第2の半導体レーザから発せられた第2
のレーザビームを偏光素子に互いに異なった方向から入
射せしめ、該偏光素子通過後同一光路に射出せしめて合
波する半導体レーザ光源装置において、 前記第1のレーザビームおよび前記第2のレーザビーム
の少なくとも一方の前記偏光素子入射前の光路上に、レ
ーザビームの断面形状を回転させるビーム断面形状回転
手段が配設されるとともに、該ビーム断面形状回転手段
が光路上に配設された前記第1のレーザビームおよび/
または前記第2のレーザビームの前記偏光素子入射前の
光路上に1/2波長板が配設され、前記第1のレーザビー
ムと前記第2のレーザビームの偏光方向が前記偏光素子
に入射する際に互いに略直交せしめられるとともに、前
記第1のレーザビームと前記第2のレーザビームの断面
の長手方向が、前記偏光素子通過後の光路上において一
致せしめられることを特徴とする半導体レーザ光源装
置。
2. A first laser beam emitted from a first semiconductor laser and a second laser beam emitted from a second semiconductor laser.
Of the first laser beam and the second laser beam, in which a laser beam of 1) is made incident on a polarizing element from different directions, is emitted to the same optical path after passing through the polarizing element, and is multiplexed. One of the beam cross-section shape rotating means for rotating the cross-sectional shape of the laser beam is arranged on the optical path before entering the one polarizing element, and the beam cross-section shape rotating means is arranged on the optical path. Laser beam and /
Alternatively, a half-wave plate is arranged on the optical path of the second laser beam before entering the polarizing element, and the polarization directions of the first laser beam and the second laser beam are incident on the polarizing element. In this case, the semiconductor laser light source device is made to be substantially orthogonal to each other, and the longitudinal directions of the cross sections of the first laser beam and the second laser beam are made to coincide on the optical path after passing through the polarizing element. .
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