JPH09230280A - Method to couple laser diode to multiplex channel modulator and multiplex channel modulator - Google Patents

Method to couple laser diode to multiplex channel modulator and multiplex channel modulator

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JPH09230280A
JPH09230280A JP6021496A JP6021496A JPH09230280A JP H09230280 A JPH09230280 A JP H09230280A JP 6021496 A JP6021496 A JP 6021496A JP 6021496 A JP6021496 A JP 6021496A JP H09230280 A JPH09230280 A JP H09230280A
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laser diode
light valve
channel modulator
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multiplex channel laser diode system, which is difficult to be adversely affected by back reflection, by image forming each emitter on a linear light valve and stacking up all these images regardless of any individual emitter. SOLUTION: A mirror 13 reflects the tilted portion of the one tip of a high intensity profile 12 to a second mirror 14. The mirror 14 stacks up the portion reflected from the mirror 13 to the tilt profile of the other tip of illumination profile in the manner shown in a graph 15. The graph 15 indicates the intensity profile of the light beams immediately after the emission from the mirror 14. By adjusting the angle of the mirror 14 so that the tilt portion of the intensity profile is overlapped on a light valve 6 and a profile 16, which has an approximately rectangular shape on the valve 6, is obtained. This method makes the spread angle of the light beams slightly larger. However, the degree of the utilization of the laser power is considerably increased.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、個別アドレス可能
な(個々にアドレスすることができる)多素子型レーザ
ーダイオードに代わるものとしての多重チャンネルモジ
ュレーター及びレーザーダイオードを多重チャンネルモ
ジュレーターに結合するための方法及び装置に関する。
FIELD OF THE INVENTION This invention relates to multi-channel modulators as an alternative to individually addressable (individually addressable) multi-element laser diodes and methods for coupling laser diodes to multi-channel modulators. And equipment.

【0002】[0002]

【従来の技術】レーザーダイオード(以下、単に「ダイ
オード」とも称する)から得られる放射率及びデータ率
を高めるために、多素子型の個別アドレス可能なレーザ
ーダイオードアレー(配列体)が用いられることがあ
る。それらのレーザーダイオードアレーは、例えば回折
限界のある(解像力が回折により制限される)単一モー
ド型であるか、あるいは、幅広エミッター(放出体)ア
レーである。幅広エミッターは、「狭」寸法と称される
一方の寸法側では回折制限を受け、「広」寸法と称され
る他方の寸法側では広面積の放出源として機能する。
2. Description of the Related Art In order to increase the emissivity and data rate obtained from a laser diode (hereinafter, also simply referred to as "diode"), a multi-element type individually addressable laser diode array (array) is used. is there. The laser diode arrays are, for example, diffraction-limited (diffraction limited resolution) single-mode type, or wide-emitter arrays. The wide emitter is diffraction limited on one side, called the "narrow" dimension, and acts as a large area emission source on the other side, called the "wide" dimension.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】「ストライプ」型レー
ザーダイオードとも称される幅広エミッターの利点は、
極めて高い出力パワー(レーザーパワー)が得られるこ
とである。これらのデバイス(レーザーダイオード)
は、そのように高いパワーを有するので、その正(ポ
ジ)側の面をヒートシンク(放熱体)に接合させて製造
される。なぜなら、デバイスの基板の熱伝達率は、ヒー
トシンクのそれよりはるかに低いからである。しかしな
がら、個々のダイオードへの接続部も正側から引き出さ
なければならないので、ヒートシンク(放熱)要件とダ
イオード間の相互接続要件との間で妥協点を見出さなけ
ればならない。
The advantages of wide emitters, also called "striped" laser diodes, are:
That is, extremely high output power (laser power) can be obtained. These devices (laser diode)
Has a high power, and is manufactured by bonding its positive (positive) side surface to a heat sink (radiator). This is because the heat transfer coefficient of the device substrate is much lower than that of the heat sink. However, the connection to the individual diodes must also be brought out from the positive side, so a compromise must be found between the heat sink (heat dissipation) requirements and the interconnection requirements between the diodes.

【0004】多素子型、個別アドレス可能ダイオードの
もう1つの問題点は、信頼性である。各ダイオードは個
別のモジュレーターセル上に、次いで感光性部材即ちセ
ンサー上に焦点合わせされるので、多数の素子のうちの
どれか1つの素子に欠陥が存在すると、デバイス全体が
不良品となってしまう。幅広レーザーダイオードを多重
チャンネルモジュレーターに結合することによってこれ
らの問題を解決しようとした従来技術の試みは、両方の
軸線において光ビームの高度の視準(平行性)を必要と
するので、十分な成功を収めることができなかった。幅
広レーザーダイオードは、1つの軸線においてしか視準
させることができないからである。従来技術の1例とし
て、米国特許第4,577,932号は、幅広レーザー
ダイオードと音響−光学モジュレーターを使用すること
を教示しているが、その構成は、パルス式モードでの作
動と、比較的幅の狭いダイオードに限定される。
Another problem with multi-element, individually addressable diodes is reliability. Since each diode is focused on a separate modulator cell and then on the photosensitive member or sensor, the presence of a defect in any one of a large number of elements will cause the entire device to be defective. . Prior art attempts to solve these problems by coupling a wide laser diode to a multi-channel modulator require a high degree of collimation of the light beam in both axes, and thus have been quite successful. Couldn't fit. This is because the wide laser diode can be collimated only in one axis. As an example of the prior art, U.S. Pat. No. 4,577,932 teaches the use of a wide laser diode and an acousto-optic modulator whose configuration is compared to operation in pulsed mode. Limited to diodes with narrow width.

【0005】従って、本発明の目的は、幅広レーザーダ
イオードを電子−光学多重チャンネルモジュレーターと
連携して用いて、多素子型の個別アドレス可能なレーザ
ーダイオードの均等物で、しかも、そのようなデバイス
に随伴する制限のない均等物を得ることである。
Accordingly, it is an object of the present invention to use a wide laser diode in conjunction with an electro-optical multichannel modulator to provide the equivalent of a multi-element, individually addressable laser diode, and to such a device. To get the equivalent without any associated restrictions.

【0006】本発明の他の目的は、上述したヒートシン
ク要件とダイオード間の相互接続要件との妥協を排除
し、かつ、データ依存性熱サイクルの影響を排除するこ
とによって多素子型の個別アドレス可能なレーザーダイ
オードより信頼性の高いデバイスを提供することであ
る。このデバイスの信頼性は、ダイオードからの近視野
放射線はダイオードの長寸法方向に作像されないので、
局部的な欠陥や機能不全に対する許容性を有することに
より一層高められる。
Another object of the present invention is to provide multi-element, individually addressable by eliminating the trade-off between heat sink requirements and interconnection requirements between diodes as described above, and eliminating the effects of data dependent thermal cycling. It is to provide a device with higher reliability than a simple laser diode. The reliability of this device is that near-field radiation from the diode is not imaged along the long dimension of the diode,
It is further enhanced by having tolerance to local defects and malfunctions.

【0007】本発明の更に他の目的は、幅狭エミッター
を有するレーザーダイオードに比べて後方反射(露出さ
れる側の素材からの反射)に影響されにくい多重チャン
ネルレーザーダイオードシステムを提供することであ
る。
Yet another object of the present invention is to provide a multi-channel laser diode system that is less susceptible to back reflection (reflection from the material on the exposed side) as compared to a laser diode having a narrow emitter. .

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、直線ライトバルブに対して並列に作動す
る多重エミッターから成る放出面幅広(幅の広い放出面
即ち発光面を有する)レーザーダイオードを直線ライト
バルブ(光弁)に結合する方法及び装置を提供する。本
発明の方法によれば、エミッターの各々を直線ライトバ
ルブ上に結像させ、どの個別エミッターであれ、それに
存在する欠陥に対する不感受性(免疫性)を増大させる
ためにそれらのエミッターのすべての像を重合させる。
(ここで「エミッタをライトバルブ上に結像させる」と
は、エミッタの像(エミッターから発出される光)をラ
イトバルブ上に像として結像させる、即ち作像するとい
う意味である。)
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above problems, the present invention provides a wide emission surface (having a wide emission surface or a light emitting surface) composed of multiple emitters operating in parallel with a linear light valve. A method and apparatus for coupling a laser diode to a linear light valve is provided. According to the method of the present invention, each of the emitters is imaged onto a linear light valve, and any individual emitter is imaged of all of its emitters to increase their insensitivity to the defects present (immunity). Polymerize.
(Here, "imaging the emitter onto the light valve" means forming an image of the emitter (light emitted from the emitter) as an image onto the light valve, that is, forming an image.)

【0009】エミッタの上記結像は、レーザーダイオー
ド(即ち、エミッターのアレー)に近接して配置された
小レンズのアレー(配列体)を用いることによって行う
ことが好ましい。この小レンズアレーは、エミッターア
レーのエミッターのピッチより僅かに小さいピッチを有
するものとすることができる。小レンズアレーの焦点距
離は、各エミッターから、各エミッターからの光ビーム
(以下、単に「ビーム」又は「光」とも称する)が互い
にオーバーラップ(交差)し始める部位までの距離に等
しい距離とすることができる。小レンズアレーを使用す
ることにより、多素子型個別アドレスかのうレーザーダ
イオードを製造することによって可能とされるチャンネ
ル数より相当に多い数のチャンネルを得ることができ
る。
The imaging of the emitters is preferably performed by using an array of lenslets placed in close proximity to the laser diode (ie the array of emitters). The lenslet array may have a pitch that is slightly smaller than the pitch of the emitters of the emitter array. The focal length of the lenslet array is equal to the distance from each emitter to the part where the light beams from each emitter (hereinafter also simply referred to as “beam” or “light”) start to overlap (intersect) with each other. be able to. By using a lenslet array, it is possible to obtain a significantly higher number of channels than is possible by producing a multi-element individually addressed laser diode.

【0010】場合によっては、本発明の方法には、上記
ライトバルブの照明の均一性を高めるために、各エミッ
タの組み合わせ像の一部分を該組み合わせ像の他の部分
上に重合させるための手段を含めることが有利である。
In some cases, the method of the present invention includes means for superimposing a portion of the combined image of each emitter onto the other portion of the combined image to enhance the illumination uniformity of the light valve. It is advantageous to include.

【0011】本発明の別の側面によれば、多重エミッタ
ーから成る放出面幅広レーザーダイオードからの光を変
調するための入射光変調用ライトバルブを含む多重チャ
ンネルモジュレーターが提供される。このライトバルブ
は、その制御用入力端に導入された入力データに応答し
て該ライトバルブへの入射光を変調し、ライトバルブか
らの変調された光を感熱性又は感光性部材上に焦点合わ
せする。
According to another aspect of the present invention, there is provided a multi-channel modulator including an incident light modulating light valve for modulating light from a wide emitting surface laser diode comprising multiple emitters. The light valve modulates light incident on the light valve in response to input data introduced at its control input and focuses the modulated light from the light valve onto a heat-sensitive or photosensitive member. To do.

【0012】各エミッターからの光を上記のように重合
させることにより、万一1つのエミッターが機能不全を
起したとしても、レーザーダイオード全体を廃棄する必
要がなく、機能不全を起したエミッターの損失を補償す
るために多重エミッターからのパワー出力を僅かに増大
させればよい。
By polymerizing the light from each emitter as described above, even if one emitter malfunctions, it is not necessary to discard the entire laser diode, and the loss of the malfunctioning emitter is lost. The power output from multiple emitters may be increased slightly to compensate for

【0013】上記小レンズアレーの各小レンズからの光
を上記ライトバルブ上で該小レンズアレーの他の各小レ
ンズからの光に重合させるように、上記レーザーダイオ
ードからの光を第1寸法方向に視準させ、小レンズアレ
ーからの光を第1寸法方向に垂直な第2寸法方向に焦点
合わせするために細長い円柱面状マイクロレンズを用い
ることができる。
The light from the laser diode is directed in a first dimension such that light from each lenslet of the lenslet array is superimposed on the light valve with light from each of the other lenslets of the lenslet array. The elongated cylindrical microlenses can be used to collimate and focus light from the lenslet array in a second dimension perpendicular to the first dimension.

【0014】上記レーザーダイオードは、並列関係に接
続された複数のエミッターを有するものとし、上記小レ
ンズアレーは、該アレーの各小レンズにつき1個のエミ
ッターを有し、各小レンズは、上記細長い円柱面状マイ
クロレンズの軸線と同心の円柱面状とすることができ
る。各小レンズのピッチは、レーザーダイオードの各エ
ミッターのピッチより僅かに小さいピッチとすることが
できる。
The laser diode has a plurality of emitters connected in parallel relationship, the lenslet array has one emitter for each lenslet of the array, and each lenslet is the elongated lens. Cylindrical surface can be a cylindrical surface concentric with the axis of the microlens. The pitch of each lenslet may be slightly smaller than the pitch of each emitter of the laser diode.

【0015】光強度プロファイル(以下、単に「強度プ
ロファイル」又は「照明プロファイル」とも称する)の
一方の側の傾斜部分を形成する光を強度プロファイルの
他方の側の傾斜部分を形成する光に重合させて上記ライ
トバルブにほぼ長方形の強度プロファイルを設定するよ
うに焦点合わせ手段からの光を反射させるためのミラー
手段を設ける。上記強度プロファイルの端部の傾斜部分
を利用するように構成することによって、ダイオードか
らの出力光の利用可能部分を増大することができ、従っ
て、レーザーパワーの利用度を著しく高めることができ
る。
The light forming the sloped portion on one side of the light intensity profile (hereinafter also simply referred to as the "intensity profile" or "illumination profile") is superposed on the light forming the sloped portion on the other side of the intensity profile. The light valve is provided with mirror means for reflecting the light from the focusing means so as to set a substantially rectangular intensity profile. By arranging to utilize the inclined portion at the end of the intensity profile, the usable portion of the output light from the diode can be increased, and therefore, the utilization efficiency of laser power can be significantly increased.

【0016】上記目的を達成するために、レーザーダイ
オード中のすべての素子を並列に接続して単一のレーザ
ーダイオードを構成する。このレーザーダイオードを多
重チャンネル電子−光学モジュレーター上に結像させ、
該モジュレーターによって該ダイオードの像を多数の独
立したチャンネルへ再分割する。
To achieve the above object, all the elements in the laser diode are connected in parallel to form a single laser diode. Image this laser diode on a multi-channel electron-optical modulator,
The modulator subdivides the image of the diode into multiple independent channels.

【0017】レーザーダイオードとモジュレーターとの
間の結合効率を高めるために、「狭」寸法側に円筒面状
レンズを使用し、「広」寸法側にレンズアレーを使用
し、照明又は強度プロファイルをより長方形状とするた
めに折り返しミラーを用いる。これらの手段を用いて、
レーザーダイオードとモジュレーターとの間の結合効率
を90%近くに向上させることができる。
To increase the coupling efficiency between the laser diode and the modulator, a cylindrical surface lens is used on the "narrow" dimension side and a lens array is used on the "wide" dimension side to improve the illumination or intensity profile. A folding mirror is used to form a rectangular shape. With these means,
The coupling efficiency between the laser diode and the modulator can be improved to close to 90%.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】図1を参照して説明すると、強力
レーザーを発する放出面幅広レーザーダイオード1は、
光ビーム2を放出し、光ビーム2は細長い円柱面状のマ
イクロレンズ3によって垂直寸法方向に視準される。好
ましい実施の形態では、レンズ3は、米国特許第5,0
80,706号に記載されているような引抜成形された
非球面レンズとする。第2マイクロレンズ4は、レーザ
ーダイオード1の多重エミッター1' にそれぞれ整合さ
れた円筒面状小レンズ4' の直線アレー(直線配列体)
である。各小レンズ4' からの光は、円筒面状レンズ5
によって視準され、直線ライトバルブ6上に光の線とし
て作像又は結像される。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Referring to FIG. 1, a broad emitting surface laser diode 1 for emitting an intense laser is
It emits a light beam 2, which is collimated in the vertical dimension by a microlens 3 in the form of an elongated cylinder. In the preferred embodiment, the lens 3 is made up of US Pat.
A pultruded aspherical lens as described in No. 80,706. The second microlens 4 is a linear array (linear array) of cylindrical lenslets 4'matched to the multiple emitters 1'of the laser diode 1, respectively.
It is. The light from each small lens 4'is the cylindrical surface lens 5
Are collimated by and are imaged or imaged as lines of light on the linear light valve 6.

【0019】強力レーザーが用いられる場合は、直線ラ
イトバルブ6は、PLZTデバイスであり、そのPLZ
T材の電極に電圧が印加されると、光の偏光状態を回転
させる。偏光プリズム7は、水平偏光の光(即ち、PL
ZT直線アレー6の非活性PLZTセルを透過した光)
を透過させ、活性PLZTセルを透過したことによって
偏光状態を変えられた光11を反射する。感熱性又は感
光性部材9上の像10は、ライトバルブ6の、PLZT
セルの電極に電圧を印加され多部分に対応する非照明部
分を有する。ライトバルブ6は、本発明の一部を構成す
るものではないので、これ以上説明はしないが、本発明
は、変形自在の磁気−光学ミラーデバイスや、強誘電体
液晶等の任意のタイプのライトバルブを用いることがで
きる。そのような直線ライトバルブは、セメテックス社
(米国カリフォルニア州のトランス市)、モトローラ社
(米国ニューメキシコ州のアルバカーキ市)、ディスプ
レーテック社(米国コロラド州のボールダ市)、テキサ
スインスツルメンツ社(米国テキサス州のダラス市)等
の会社から販売されている。結像レンズ8は、ライトバ
ルブ6を感熱性又は感光性部材9上に結像させて像10
を創生する。部材9上の像10は、直線ライトバルブ6
の縮小像である。
If a high intensity laser is used, the linear light valve 6 is a PLZT device and its PLZ
When a voltage is applied to the electrode of the T material, the polarization state of light is rotated. The polarization prism 7 has a function of horizontally polarized light (that is, PL
Light transmitted through the inactive PLZT cell of the ZT linear array 6)
And the light 11 whose polarization state has been changed by passing through the active PLZT cell is reflected. The image 10 on the thermosensitive or photosensitive member 9 is the PLZT of the light valve 6.
A voltage is applied to the electrodes of the cell and has non-illuminated portions corresponding to many portions. The light valve 6 does not form part of the present invention and will not be described further, however, the present invention is not limited to the deformable magneto-optical mirror device or any type of light such as a ferroelectric liquid crystal. A valve can be used. Such linear light valves are available from Cemetex (Trance, California, USA), Motorola (Albuquerque, New Mexico, USA), DisplayTech (Boulder, Colorado, USA), Texas Instruments (Texas, USA). Sold by companies such as the state of Dallas. The imaging lens 8 focuses the light valve 6 on the heat-sensitive or photosensitive member 9 to form an image 10.
To create. The image 10 on the member 9 is the linear light valve 6
Is a reduced image of.

【0020】レーザーダイオード1の局部的欠陥に対し
て不感受性とするために、レーザーダイオード1の各エ
ミッター1' をライトバルブ6の全幅上に結像させるマ
イクロレンズ4の小レンズ4' の焦点距離及びピッチを
選定する。小レンズ4' の数は、レーザーダイオードの
エミッター1' の数と同数とする。円筒面状小レンズ
4' のピッチは、レーザーダイオードのすべてのエミッ
ター1' の像をライトバルブ6においてオーバーラップ
させるためにエミッター1' のピッチより僅かに小さく
する。最善の輝度を得るためには、各小レンズ4' の焦
点距離は、ダイオード1の面から、個々のエミッター
1' からのビームが互いに交差(オーバーラップ)する
部位までの距離にほぼ等しい距離とすべきである。
In order to make the laser diode 1 insensitive to local defects, the focal length of the lenslet 4'of the microlens 4 which images each emitter 1'of the laser diode 1 over the full width of the light valve 6. And pitch. The number of lenslets 4'is the same as the number of emitters 1'of the laser diode. The pitch of the cylindrical lenslets 4'is made slightly smaller than the pitch of the emitters 1 ', so that the images of all the emitters 1'of the laser diode overlap in the light valve 6. For best brightness, the focal length of each lenslet 4 ′ should be approximately equal to the distance from the face of the diode 1 to the point where the beams from the individual emitters 1 ′ intersect each other (overlap). Should.

【0021】図1と共に図2a及び2bを参照して説明
すると、すべてのエミッター1' の像が、ライトバルブ
6上で1本の線の形にオーバーラップされる。ダイオー
ド1の各エミッター1' は幅広エミッターであるから、
この線の強度はその全長の大部分において均一である。
これらの幅広エミッターは、通常、その全幅に亙って均
一に放射し、両端において減衰する。この線は、ライト
バルブ6によって変調され、感熱性又は感光性部材9上
に結像される。
Referring to FIGS. 2a and 2b in conjunction with FIG. 1, the images of all emitters 1'are overlapped on the light valve 6 in the form of a line. Since each emitter 1'of diode 1 is a wide emitter,
The strength of this line is uniform over most of its length.
These wide emitters typically radiate uniformly over their entire width and decay at both ends. This line is modulated by the light valve 6 and imaged on the thermosensitive or photosensitive member 9.

【0022】大抵の応用例において、ダイオード1は、
スペクトルの赤外線部分、通常800nm〜850nm
の波長範囲で作動し、部材9は、特定波長に感応するの
ではなく、熱に感応する感熱性とする。この同じデバイ
スを可視レーザーダイオードを用いて可視スペクトルで
作動させることも可能である。
In most applications, diode 1 is
Infrared portion of the spectrum, typically 800 nm to 850 nm
Operating in the wavelength range of, the member 9 is heat sensitive rather than sensitive to a particular wavelength. It is also possible to operate this same device in the visible spectrum with visible laser diodes.

【0023】図3を参照して説明すると、グラフ12
は、小レンズアレー4を用いてレーザーダイオード1の
すべてのエミッター1' の像を重合させることによって
得られる照明の強度プロファイルを示す。これと同じ強
度プロファイルが、図2aの実施の形態にも当てはま
る。各エミッターからの像が正確にオーバーラップされ
るので、この照明プロファイルは、各エミッター1' の
プロファイルでもある。ライトバルブ6は均一に照明さ
れなければならないので、この照明プロファイルの平坦
部分だけしか利用することができない。照明プロファイ
ルの傾斜端は、総レーザーパワー損失のうちの30〜4
0%のパワー損失を占める。このレーザーパワーを利用
するために、図3に示された実施形態を用いる。
Referring to FIG. 3, the graph 12
Shows the intensity profile of the illumination obtained by superimposing the images of all the emitters 1 ′ of the laser diode 1 with the lenslet array 4. The same intensity profile applies to the embodiment of Figure 2a. This illumination profile is also the profile of each emitter 1 ', since the images from each emitter are exactly overlapped. Since the light valve 6 must be illuminated uniformly, only the flat part of this illumination profile can be used. The sloping edge of the illumination profile is 30-4 of the total laser power loss.
It accounts for 0% power loss. In order to utilize this laser power, the embodiment shown in FIG. 3 is used.

【0024】図3において、ミラー13は、強度プロフ
ァイル12の一端の傾斜部分を第2ミラー14へ反射
し、第2ミラー14は、強度プロファイルのこの第1ミ
ラー13から反射された傾斜部分をグラフ15で示され
るように照明プロファイルの他端の傾斜プロファイルに
重合させる。グラフ15は、第2ミラー14から出た直
後の光の強度プロファイルを表す。強度プロファイルの
これらの傾斜部分をライトバルブ6上でオーバーラップ
させるように第2ミラー14の角度を調節することによ
って、ライトバルブ6においてほぼ長方形のプロファイ
ル16が得られる。この方法は、図2aの方法に比べ
て、光の拡がり角を僅かに大きくするが、レーザーパワ
ーの利用度を相当に増大する。
In FIG. 3, the mirror 13 reflects a tilted portion of one end of the intensity profile 12 to the second mirror 14, and the second mirror 14 graphs the tilted portion of the intensity profile reflected from this first mirror 13. Overlap the ramp profile at the other end of the illumination profile as shown at 15. The graph 15 represents the intensity profile of the light immediately after it emerges from the second mirror 14. By adjusting the angle of the second mirror 14 so that these sloped portions of the intensity profile overlap on the light valve 6, a substantially rectangular profile 16 is obtained at the light valve 6. This method slightly increases the divergence angle of the light compared to the method of FIG. 2a, but considerably increases the utilization of the laser power.

【0025】ライトバルブ6上に投影された光の線は、
レーザーダイオード1の多数(通常10〜40個)のエ
ミッター1' の光の重ね合わせであるから、どの1つの
エミッターが故障しても、ライトバルブ6上に暗点が生
じない。単に、総照明量が減少するだけである。例を挙
げれば、20個のエミッター1' から成るレーザーダイ
オード1の場合、1個のエミッターが故障したとする
と、ライトバルブ6への照明量が5%減少する。照明量
のこの一様な(全体的な)減少は、レーザーダイオード
の電流を増大させることによって容易に補償することが
できる。
The line of light projected on the light valve 6 is
Because of the superposition of light from a large number (usually 10 to 40) of emitters 1'of the laser diode 1, no dark spot will occur on the light valve 6 even if any one of the emitters fails. It simply reduces the total illumination. By way of example, in the case of a laser diode 1 consisting of 20 emitters 1 ′, if one emitter fails, the illumination of the light valve 6 will be reduced by 5%. This uniform (overall) reduction in illumination can easily be compensated by increasing the current in the laser diode.

【0026】[0026]

【実施例】具体的な例を挙げると、レーザーダイオード
1は、オプト−パワー社(米国カリフォルニア州、イン
ダストリー市)製の20 W Cダイオード(部品番号
OPC−B020−80−CS)である。このダイオー
ドは、787.μの心間距離をもって配列された各々長
さ150μの19個のエミッターを有する。従って、各
エミッター間の間隔は637.5μである。このダイオ
ードの幅方向における光の発散角は約10°であるか
ら、個々のエミッターからの光ビームは、ダイオードの
面から約637.5μ/ tan10°=3.6mmのと
ころで互いに交差する。これが、レンズ4の焦点距離を
決定する。
EXAMPLES To give a specific example, the laser diode 1 is a 20 W C diode (part number OPC-B020-80-CS) manufactured by Opto-Power Corp. (Industry, California, USA). This diode is 787. It has 19 emitters, each 150 μm long, arranged with an inter-center distance of μ. Therefore, the spacing between each emitter is 637.5μ. Since the divergence angle of light in the width direction of this diode is about 10 °, the light beams from the individual emitters intersect each other at about 637.5 μ / tan 10 ° = 3.6 mm from the plane of the diode. This determines the focal length of the lens 4.

【0027】円柱面状のマイクロレンズ3は、ブルー・
スカイ・リサーチ社(米国カリフォルニア州、サンノゼ
市)製の開口数0.73の引抜成形された円柱面状レン
ズ(部品番号SAC800)である。第2マイクロレン
ズ4は、テレダイン・ブラウン・エンジニアリング社
(米国アラバマ州、ハンツビル市)製によって16工程
(4つのマスク)から成る方法で製造された19個の回
折性円柱面状のマイクロレンズ(ピッチ785μ、焦点
距離3.5mm)から成るものである。円筒面状レンズ
5は、約250mmの焦点距離を有する。これらの寸法
は、図2bの構成を用いたときは6mm幅のライトバル
ブ6を、そして、図3の構成を用いたときは約10mm
幅のライトバルブ6を照射するのに十分である。レンズ
5とレンズ4との間の距離は、約250mmである。レ
ンズ4とレーザーダイオードのエミッターとの間の距離
は、約3.8mmである。
The cylindrical lens 3 has a blue
It is a pultruded cylindrical lens (part number SAC800) with a numerical aperture of 0.73 manufactured by Sky Research, Inc. (San Jose, Calif., USA). The second microlens 4 was manufactured by Teledyne Brown Engineering Co. (Huntsville, Alabama, USA) and manufactured by a 16-step (4 masks) method. 785μ, focal length 3.5mm). The cylindrical lens 5 has a focal length of about 250 mm. These dimensions are about 6 mm wide for the light valve 6 when using the configuration of FIG. 2b and about 10 mm when using the configuration of FIG.
Sufficient to illuminate the width light valve 6. The distance between the lens 5 and the lens 4 is about 250 mm. The distance between the lens 4 and the emitter of the laser diode is approximately 3.8 mm.

【0028】レンズ3は、ライトバルブ6上に垂直寸法
方向にシャープな線を結像するように調節される。レン
ズ4の円柱面状マイクロレンズのピッチはレーザーダイ
オード1のエミッターのピッチより僅かに小さい(77
6.3μ対787.5μ)から、すべてのエミッターの
像が約250mmの距離のところで重合される。なぜな
ら、両端のエミッターの累積変位は、9×(787.5
μ−776.3μ)≒100μであり、(100/ 36
00)250mm≒7mmの像のずれ(変位)を起すか
らである。
The lens 3 is adjusted to image a sharp line on the light valve 6 in the vertical dimension. The pitch of the cylindrical microlenses of the lens 4 is slightly smaller than the pitch of the emitters of the laser diode 1 (77
From 6.3μ vs 787.5μ), images of all emitters are polymerized at a distance of about 250 mm. Because the cumulative displacement of the emitters at both ends is 9 × (787.5
μ-776.3 μ) ≈100 μ, and (100/36
This is because an image shift (displacement) of 250 mm≈7 mm occurs.

【0029】以上、本発明を実施形態に関連して説明し
たが、本発明は、ここに例示した実施形態の構造及び形
状に限定されるものではなく、本発明の精神及び範囲か
ら逸脱することなく、いろいろな実施形態が可能であ
り、いろいろな変更及び改変を加えることができること
を理解されたい。
Although the present invention has been described with reference to the embodiments, the present invention is not limited to the structures and shapes of the embodiments illustrated here, but departs from the spirit and scope of the present invention. Rather, it should be understood that various embodiments are possible and that various changes and modifications can be made.

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

【図1】図1は、本発明の好ましい実施の形態の透視図
である。
FIG. 1 is a perspective view of a preferred embodiment of the present invention.

【図2a】図2aは、図1の実施の形態の上からみた平
面図である。
2a is a top plan view of the embodiment of FIG. 1. FIG.

【図2b】図2bは、図1の実施の形態の側面図であ
る。
2b is a side view of the embodiment of FIG. 1. FIG.

【図3】図3は、図1の実施の形態の上からみた平面図
であり、パワーの利用度を増大するために強度プロファ
イルの「折り重ね」を組み入れた場合を示す。
FIG. 3 is a top plan view of the embodiment of FIG. 1 showing the incorporation of intensity profile “folding” to increase power utilization.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:レーザーダイオード 1' :エミッター 3:マイクロレンズ 4:小レンズアレー 4' :小レンズ 5:円筒免状レンズ 6:ライトバルブ 8:結像レンズ 13,14:ミラー 16:光強度プロファイル 1: Laser diode 1 ': Emitter 3: Micro lens 4: Small lens array 4': Small lens 5: Cylindrical free lens 6: Light valve 8: Imaging lens 13,14: Mirror 16: Light intensity profile

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 596041652 3700 GILMORE WAY BURN ABY,B.C.V5G 4M1,CAN ADA ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (71) Applicant 596041652 3700 GILMORE WAY BURN ABY, B. C. V5G 4M1, CAN ADA

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 直線ライトバルブに対して並列に作動す
る多重エミッターから成る放出面幅広レーザーダイオー
ドを直線ライトバルブに結合する方法であって、 前記エミッターの各々を直線ライトバルブ上に結像さ
せ、どの個別エミッターであれ、それに存在する欠陥に
対する不感受性を増大させるためにそれらのエミッター
のすべての像を重合させることを特徴とする方法。
1. A method of coupling a wide emission surface laser diode consisting of multiple emitters operating in parallel to a linear light valve to a linear light valve, wherein each of said emitters is imaged onto the linear light valve, A method characterized by polymerizing all images of any individual emitter in order to increase its insensitivity to defects present in it.
【請求項2】 前記レーザーダイオードのエミッターの
ピッチより僅かに小さいピッチを有し、該各エミッター
から、各エミッターからの光ビームが互いにオーバーラ
ップし始める部位までの距離に等しい小レンズアレーの
焦点距離を有する小レンズのアレーを前記レーザーダイ
オードに近接して配置し、前記エミッタの直線ライトバ
ルブ上への結像は、該小レンズのアレーを用いることに
よって行われることを特徴とする請求項1に記載の方
法。
2. A focal length of a lenslet array having a pitch slightly smaller than the pitch of the emitters of the laser diode and being equal to the distance from each emitter to the point where the light beams from each emitter begin to overlap each other. 2. An array of lenslets having a lens is placed in close proximity to the laser diode and imaging of the emitter onto a linear light valve is performed by using the array of lenslets. The method described.
【請求項3】 前記ライトバルブの照明の均一性を高め
るために、前記各エミッタの組み合わせ像の一部分を該
組み合わせ像の他の部分上に重合させるための手段を含
むことを特徴とする請求項1に記載の方法。
3. A means for superimposing a portion of the combined image of each emitter onto the other portion of the combined image to enhance the uniformity of illumination of the light valve. The method according to 1.
【請求項4】 多重エミッターから成る放出面幅広レー
ザーダイオードからの光を変調するための多重チャンネ
ルモジュレーターであって、 (a)制御用入力端を有し、該制御用入力端に導入され
る入力データに応答して入射光を変調するためのライト
バルブと、 (b)各エミッターからの光を他のすべてのエミッター
からの光に重合させるように該エミッターからの光を前
記ライトバルブ上に焦点合わせするための焦点合わせ手
段と、 (c)前記ライトバルブからの変調された光を感熱性又
は感光性部材上に焦点合わせするための焦点合わせ手段
とから成る多重チャンネルモジュレーター。
4. A multichannel modulator for modulating light from a wide emission surface laser diode comprising multiple emitters, comprising: (a) a control input end, and an input introduced to the control input end. A light valve for modulating incident light in response to data, and (b) focusing light from each emitter onto the light valve so as to superimpose light from each emitter onto light from all other emitters. A multi-channel modulator comprising focusing means for focusing and (c) focusing means for focusing the modulated light from the light valve onto a heat-sensitive or photosensitive member.
【請求項5】 前記エミッターのための前記焦点合わせ
手段は、前記レーザーダイオードに近接して配置された
小レンズアレーを含むことを特徴とする請求項4に記載
の多重チャンネルモジュレーター。
5. The multi-channel modulator of claim 4, wherein the focusing means for the emitter comprises a lenslet array located proximate to the laser diode.
【請求項6】 前記エミッターのための前記焦点合わせ
手段は、前記レーザーダイオードからの光を第1寸法方
向に視準させるための細長い円柱面状マイクロレンズを
含み、前記小レンズアレーは、該アレーの各小レンズか
らの光を前記ライトバルブ上で該小レンズアレーの他の
各小レンズからの光に重合させるように該小レンズアレ
ーからの光を前記第1寸法方向に垂直な第2寸法方向に
焦点合わせするようになされていることを特徴とする請
求項5に記載の多重チャンネルモジュレーター。
6. The focusing means for the emitter comprises an elongated cylindrical planar microlens for collimating light from the laser diode in a first dimension, the lenslet array being the array. Light from each lenslet array is superposed on the light valve with light from each of the other lenslets of the lenslet array to a second dimension perpendicular to the first dimension direction. A multi-channel modulator according to claim 5, wherein the multi-channel modulator is adapted for directional focusing.
【請求項7】 前記レーザーダイオードは、並列関係に
接続された複数のエミッターを有し、前記小レンズアレ
ーは、該アレーの各小レンズにつき1個のエミッターを
有し、各小レンズは、前記細長い円柱面状マイクロレン
ズの軸線と同心の円柱面状であることを特徴とする請求
項6に記載の多重チャンネルモジュレーター。
7. The laser diode has a plurality of emitters connected in parallel relationship, the lenslet array has one emitter for each lenslet of the array, and each lenslet has: The multi-channel modulator according to claim 6, wherein the multi-channel modulator has a cylindrical surface shape concentric with the axis of the elongated cylindrical surface microlens.
【請求項8】 前記各小レンズのピッチは、前記レーザ
ーダイオードの各エミッターのピッチより僅かに小さい
ピッチであることを特徴とする請求項7に記載の多重チ
ャンネルモジュレーター。
8. The multi-channel modulator according to claim 7, wherein the pitch of each lenslet is slightly smaller than the pitch of each emitter of the laser diode.
【請求項9】 光強度プロファイルの一方の側の傾斜部
分を形成する光を該光強度プロファイルの他方の側の傾
斜部分を形成する光に重合させて前記ライトバルブ上に
ほぼ長方形の強度プロファイルを設定するように前記焦
点合わせ手段からの光を反射させるためのミラー手段を
含むことを特徴とする請求項4に記載の多重チャンネル
モジュレーター。
9. The light forming the sloped portion on one side of the light intensity profile is polymerized with the light forming the sloped portion on the other side of the light intensity profile to form a substantially rectangular intensity profile on the light valve. 5. The multi-channel modulator of claim 4, including mirror means for reflecting light from the focusing means to set.
【請求項10】 前記小レンズアレーの各々焦点距離
は、前記エミッター間の間隔を各エミッターの「広」寸
法方向の発散角の正接で叙した値に等しいことを特徴と
する請求項4に記載の多重チャンネルモジュレーター。
10. The focal length of each lenslet array is equal to the spacing between the emitters equal to the tangent of the divergence angle of each emitter in the "wide" dimension. Multi-channel modulator.
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