JPH1172382A - Apparatus for measuring light intensity and recording medium - Google Patents

Apparatus for measuring light intensity and recording medium

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JPH1172382A
JPH1172382A JP23223097A JP23223097A JPH1172382A JP H1172382 A JPH1172382 A JP H1172382A JP 23223097 A JP23223097 A JP 23223097A JP 23223097 A JP23223097 A JP 23223097A JP H1172382 A JPH1172382 A JP H1172382A
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JP
Japan
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light
data
light intensity
intensity distribution
gaussian
Prior art date
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Pending
Application number
JP23223097A
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Japanese (ja)
Inventor
Masaru Ogawa
勝 小川
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Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
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Publication date
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Publication of JPH1172382A publication Critical patent/JPH1172382A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain an apparatus for measuring light intensity by which an actual light intensity distribution can be displayed with high accuracy by a method wherein a plurality of Gaussian approximate curves are found on the basis of data and a curve which is expressed by a composite function composed of part of the respective Gaussian approximate curves is created. SOLUTION: Data is divided by a data division part 12 which is subject to a light intensity range which is set in advance by a condition setting part 11 or to the dividing condition of position data. A Gaussian approximation operation is executed to respective pieces of divided data, and a plurality of Gaussian approximate curves are obtained. A composite function G(x) is created by a composite function computing part 14. The composite function G(x) which is created here is output, as a characteristic curve 17 expressing a light intensity distribution to a monitor, a plotter, a printer or the like by an output part 15. Whether a next sample to be measured exists or not is judged by a next- sample-to-be-measured existence judgment part 18 so as to be transmitted to a control part 19. In this manner, the control part 19 controls a light detection mechanism part 10 as a whole.

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】半導体レーザや、気体レー
ザ、固体レーザ、色素レーザ等、レーザビームの光強度
分布の計測に関してである。
The present invention relates to measurement of the light intensity distribution of a laser beam such as a semiconductor laser, a gas laser, a solid-state laser, and a dye laser.

【0002】[0002]

【従来の技術】まず、一般的な光強度分布計測装置の機
構部分、光学系部分の概要を半導体レーザを例に取り、
図7を用いて説明する。
2. Description of the Related Art First, an outline of a mechanism portion and an optical system portion of a general light intensity distribution measuring device will be described by taking a semiconductor laser as an example.
This will be described with reference to FIG.

【0003】図7(a)では、あらかじめ装置に位置決
めされた半導体レーザ71を所定の光出力で発光させ、
回転機構72a、72bにアーム73a、73bを介し
て設置された光検出器74a、74bが、該半導体レー
ザ71の発光点(図面記載略)を中心に、該半導体レー
ザ71の近傍を回転移動(図中矢印75a、75bで示
す。)しながら、発光点から一定距離の空間に広がった
光出力を検出する。76は該半導体レーザ71の発光の
様子を示し、該光検出器74a、74bの受光面には幅
数10〜数100μmのスリット(図面記載略)が設置
されている。
In FIG. 7A, a semiconductor laser 71 pre-positioned in the apparatus emits light with a predetermined light output.
The photodetectors 74a, 74b installed on the rotation mechanisms 72a, 72b via the arms 73a, 73b rotate around the light emitting point (not shown) of the semiconductor laser 71 around the semiconductor laser 71 ( In the figure, the light output spread over a space at a certain distance from the light emitting point is detected while arrows 75a and 75b are shown. Reference numeral 76 denotes a light emission state of the semiconductor laser 71, and slits (not shown) having a width of several tens to several hundreds of micrometers are provided on the light receiving surfaces of the photodetectors 74a and 74b.

【0004】該光検出器74a、74bと発光点の相対
的位置データ(以降位置データと呼ぶ)と、該光検出器
74a、74bが検出した光出力のデータは離散的な値
となっている。何故ならば、限りなく連続に近いデータ
を得るためには、データ検出の回数が増え、計測に大量
の時間を要することや、計測装置の機構部分が複雑にな
り、高価になるからである。このため、適当にデータ検
出の回数を抑え離散的なデータを取得した上で、該光検
出器74a、74bの位置データと検出した光出力のデ
ータを用い近似演算することにより、該光源の光強度分
布を表わす特性曲線を求める手法が有効である。上述の
内容は、光強度の遠視野像(FFP)を計測する場合
に、多く用いられる。
The relative position data (hereinafter referred to as position data) between the light detectors 74a and 74b and the light emitting point and the data of the light output detected by the light detectors 74a and 74b are discrete values. . This is because in order to obtain data that is almost continuous, the number of times of data detection increases, a large amount of time is required for measurement, and the mechanism of the measurement device becomes complicated and expensive. For this reason, the number of data detections is appropriately suppressed to obtain discrete data, and the approximate calculation is performed using the position data of the photodetectors 74a and 74b and the data of the detected light output. A technique for obtaining a characteristic curve representing the intensity distribution is effective. The above contents are often used when measuring a far-field image (FFP) of light intensity.

【0005】図7(b)では、あらかじめ装置に位置決
めされた半導体レーザ71を所定の光出力で放射させ、
該半導体レーザ71の発光点70に極めて近い空間での
光強度の近視野像(NFP)を光学レンズ78a、78
bによる拡大光学系78を介して数百倍に拡大し、光検
出器81の微小移動により、被測定光源のNFPを検出
する。該光検出器81の受光面には幅数10μmのスリ
ット(図面記載略)が設置されている。また、該光検出
器81はシリコンビジコン等であってもよい。該光検出
器81の前方には、半導体レーザ71の光出力に応じ
て、フィルタ79、80が設置される。
In FIG. 7 (b), a semiconductor laser 71 pre-positioned in the apparatus is radiated at a predetermined light output.
Near-field images (NFP) of light intensity in a space very close to the light emitting point 70 of the semiconductor laser 71 are converted into optical lenses 78a and 78.
The magnification is increased several hundred times through the magnifying optical system 78 by b, and the NFP of the light source to be measured is detected by the minute movement of the photodetector 81. The light receiving surface of the photodetector 81 is provided with a slit (not shown) having a width of several tens of μm. Further, the photodetector 81 may be a silicon vidicon or the like. Filters 79 and 80 are provided in front of the photodetector 81 in accordance with the light output of the semiconductor laser 71.

【0006】該光検出器81と発光点77の相対的位置
データすなわち、前記拡大光学系78で拡大されること
により得られる仮の発光点82と該光検出器81との相
対的位置データ及び、光出力のデータを用いて近似演算
することにより、該光源の光強度分布を表わす特性曲線
を求める手法が有効である。
The relative position data between the light detector 81 and the light emitting point 77, ie, the relative position data between the temporary light emitting point 82 and the light detector 81 obtained by being enlarged by the magnifying optical system 78, and A method of obtaining a characteristic curve representing the light intensity distribution of the light source by performing an approximate calculation using the data of the light output is effective.

【0007】ところで、レーザ光にはリップルが存在す
る場合があることから検出したデータはがたついている
場合が多い。そのため、上記近似演算は近似により滑ら
かな曲線データに変換する必要性がある。
By the way, since there is a case where a ripple exists in a laser beam, the detected data is often rattled. Therefore, the approximation operation needs to be converted into smooth curve data by approximation.

【0008】位置データとしては、FFPの場合該光検
出器74a、74bの移動の角度を用いることが多く、
NFPの場合該半導体レーザ71の光軸70に対し垂直
な方向83a、83bの移動量を用いることが多い。半
導体レーザの光強度分布は、位置データを横軸、放射出
力を縦軸に取ると、ほぼガウシアン曲線に近い形状とな
る特性を有するので、前記位置データと検出した放射出
力データを用い、精度良いガウシアン曲線近似を行うこ
とが望ましい。
In the case of FFP, the angle of movement of the photodetectors 74a and 74b is often used as position data.
In the case of the NFP, the movement amount in the directions 83a and 83b perpendicular to the optical axis 70 of the semiconductor laser 71 is often used. The light intensity distribution of the semiconductor laser has a characteristic that, when the position data is taken on the horizontal axis and the radiation output is taken on the vertical axis, the shape becomes almost a Gaussian curve, so that the position data and the detected radiation output data are used, and the accuracy is high. It is desirable to perform a Gaussian curve approximation.

【0009】光検出器は、半導体レーザ結晶の接合面に
水平な方向及び、接合面に垂直な方向の光強度分布の検
出のために、多くの場合2軸方向に設置されている。全
体的な光強度分布を知るために、光検出器が前記2軸以
外に、360°回転する機構、あるいは半導体レーザの
光軸に垂直な面内を走査する機構を有する光計測器等も
存在している。
In many cases, the photodetectors are arranged in two axial directions for detecting the light intensity distribution in the direction parallel to the bonding surface of the semiconductor laser crystal and in the direction perpendicular to the bonding surface. In order to know the overall light intensity distribution, in addition to the two axes, there is also a mechanism in which the photodetector rotates 360 °, or an optical measuring instrument having a mechanism that scans in a plane perpendicular to the optical axis of the semiconductor laser. doing.

【0010】光強度分布を計測し、半値全角(光強度が
ピーク光強度に対し1/2となる放射角度)、1/e、
1/e2、光ビーム径、光の振れ角等の正確な値を得る
ことは、レーザを研究する上ではもちろん、また量産時
における検査行程での良品の選別等のためにも、極めて
重要な要素である。
The light intensity distribution is measured, and the full width at half maximum (radiation angle at which the light intensity is に 対 し of the peak light intensity), 1 / e,
Obtaining accurate values such as 1 / e 2 , light beam diameter, and light deflection angle is extremely important not only for laser research, but also for selecting good products in the inspection process during mass production. Element.

【0011】次にガウシアン近似による光強度分布曲線
について、図8と図9を用いて説明する。
Next, a light intensity distribution curve based on Gaussian approximation will be described with reference to FIGS.

【0012】半導体レーザの量産が開始され出した頃の
自動計測用装置の演算処理機能は、現在と比べてその処
理速度が極めて遅かった。そのため、計測器の計測ヘッ
ドからのデータの取得や、それらを用いて近似演算する
ことに、非常に時間を必要とした。
When the mass production of semiconductor lasers started, the processing speed of the arithmetic processing function of the automatic measuring device was extremely slow as compared with the present. Therefore, it took a very long time to acquire data from the measuring head of the measuring instrument and to perform an approximate calculation using the data.

【0013】例えば、次式 y=(a・exp{−a2・(x−μ)2})/√(π) …(1) (ただし、xは光検出器の位置データ、yは検出した光
出力、μ、aは定数を示す。)で表わされるガウシアン
曲線での近似を試みた場合、演算速度の性能上、10〜
20の検出データ数に対しても、数十秒〜数分の処理時
間を要していた。そこで当時、量産における検査行程で
の近似演算処理にガウシアン近似を採用することは、行
程の処理能力維持の観点から不可能であった。そのた
め、ガウシアン曲線での近似を用いずに以下に示す別の
簡易的な近似方法が採用されていた。
For example, the following equation y = (aaexp {−a 2 · (x-μ) 2 }) / √ (π) (1) (where x is position data of the photodetector, and y is detection When the approximation with a Gaussian curve expressed by the following equation is performed, μ and a indicate constants.
Processing time of several tens of seconds to several minutes was required for the number of detected data of 20. Therefore, at that time, it was impossible to employ Gaussian approximation for the approximate calculation processing in the inspection process in mass production from the viewpoint of maintaining the processing capability of the process. For this reason, another simple approximation method described below has been adopted without using the approximation by the Gaussian curve.

【0014】図8(a)に示す様に、光強度分布形状の
上部90においては2次曲線近似、中程付近91では1
次直線近似を行って、演算処理速度を短縮していた。こ
こで、縦軸には光強度(相対値)、横軸には位置データ
を示しており、以降光強度分布曲線を示す図に関しては
同様の表示とする。黒点群92は検出された位置データ
と光出力のデータのプロットを示し、93は2次近似曲
線、94a、94bは1次近似曲線を示す。このような
方法では、ガウシアン分布に近い特性を有する光強度分
布に対し相関度が悪くなり、データと近似曲線/直線と
の乖離が大きくなる。特に、下部95では極めて乖離が
大きくなる。この方法は、半導体レーザの量産が開始さ
れ出した頃に多く採用されていたが、比較的精度良く得
られるのは半値全角96くらいであった。
As shown in FIG. 8A, a quadratic curve is approximated in the upper part 90 of the light intensity distribution shape, and 1
The following linear approximation was performed to reduce the processing speed. Here, the vertical axis indicates the light intensity (relative value), and the horizontal axis indicates the position data, and the same illustration will be used hereinafter for the figures showing the light intensity distribution curves. A black point group 92 indicates a plot of the detected position data and the light output data, 93 indicates a secondary approximate curve, and 94a and 94b indicate primary approximate curves. In such a method, the degree of correlation becomes worse with respect to the light intensity distribution having characteristics close to the Gaussian distribution, and the divergence between the data and the approximate curve / straight line increases. In particular, the divergence becomes extremely large in the lower part 95. This method was widely used when mass production of semiconductor lasers was started, but it was only about half-width full width 96 that can be obtained with relatively high accuracy.

【0015】ところが近年、技術の目覚ましい発展によ
り演算処理速度は極めて向上し、数10〜数100の検
出データ数を用いて、前記(1)式で表わされるガウシ
アン曲線で近似を試みた場合でも、数秒〜数十秒で演算
処理が行えるようになってきている。
In recent years, however, the processing speed has been greatly improved due to the remarkable development of technology. Even when approximation is attempted with the Gaussian curve represented by the above equation (1) using the number of detected data of several tens to several hundreds, The arithmetic processing can be performed in several seconds to several tens of seconds.

【0016】このため、半導体レーザの量産の検査行程
においても、計測データをガウシアン近似することで光
強度分布を得る方式が導入されている。
For this reason, a method for obtaining a light intensity distribution by approximating Gaussian data to measurement data has also been introduced in the inspection process of mass production of semiconductor lasers.

【0017】例えば、特開平7−43210では、被測
定光ビームの光強度と光導電体の移動量からガウシアン
近似を行い、ビーム形状を求める例が開示されている。
For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-43210 discloses an example in which Gaussian approximation is performed from the light intensity of a light beam to be measured and the amount of movement of a photoconductor to obtain a beam shape.

【0018】また、特開平8−110263では、レー
ザ光や、電子ビームの外周部のみを測定し、その測定結
果からガウシアン近似を用いて該レーザ光や、該電子ビ
ームの形状全体、強度分布全体を検出する例が開示され
ている。
In JP-A-8-110263, only the outer periphery of a laser beam or an electron beam is measured, and from the measurement results, the entire shape and intensity distribution of the laser beam or the electron beam are calculated using Gaussian approximation. Is disclosed.

【0019】一般的に半導体レーザチップ内部の光導波
路が、理想的な角型導波路の場合その傾向が強い。しか
し実際の光導波路を考察すると、横方向すなわち、活性
層内の中心付近は光吸収が少ないが、中心から遠ざかる
と光吸収が大きくなる構造であることや、上下のクラッ
ド層と活性層の屈折率差にばらつきがあり、均一でない
ことなどの理由から実際に製作される半導体レーザチッ
プの大部分は、理想的な角型の光導波路状態にはなら
ず、その結果そこから放射されるレーザ光の光強度分布
形状は、ガウシアン曲線から外れる傾向にある。ほとん
どの場合、図8(b)に示す様にガウシアン曲線に対し
裾野が広がった形状となるのが、一般的である。ここに
おいて、黒点群100は検出された位置データと放射出
力のデータのプロットを示し、曲線101は全データに
よるガウシアン近似曲線を示す。光強度分布の頂点付近
102すなわち、光ビームの中心部は精度良く近似され
るが、光ビームの中心部から外側に位置するにしたがっ
て実際のデータとガウシアン近似曲線が乖離して行き、
光強度分布の裾野付近103すなわち、光ビームの外周
部では乖離が大きくなり精度良く近似されない。ガウシ
アン曲線と実際の光強度分布の乖離は裾野に位置するほ
ど強くなる傾向にある。
Generally, when the optical waveguide inside the semiconductor laser chip is an ideal rectangular waveguide, the tendency is strong. However, considering the actual optical waveguide, the structure that the light absorption is small in the lateral direction, that is, near the center in the active layer, but increases as the distance from the center increases, and the refraction between the upper and lower cladding layers and the active layer Most semiconductor laser chips that are actually manufactured do not have an ideal rectangular optical waveguide state because of the unevenness of the rate difference and non-uniformity. Has a tendency to deviate from the Gaussian curve. In most cases, as shown in FIG. 8B, it is general that the shape has a broader skirt with respect to the Gaussian curve. Here, a black point group 100 indicates a plot of the detected position data and radiation output data, and a curve 101 indicates a Gaussian approximate curve based on all data. Near the apex 102 of the light intensity distribution, that is, the center of the light beam is approximated with high accuracy, but the actual data and the Gaussian approximation curve depart from each other as they are located outside from the center of the light beam,
In the vicinity 103 of the bottom of the light intensity distribution, that is, in the outer peripheral portion of the light beam, the divergence becomes large and the approximation is not accurately performed. The divergence between the Gaussian curve and the actual light intensity distribution tends to increase as the position is closer to the foot.

【0020】この近似結果から、種々のパラメータを求
めることは極めて困難である。ピーク強度1に対し約
0.135の値を有し光強度分布の裾野に位置する1/
2の場合、裾野付近は実際の光強度分布と近似したガ
ウシアン曲線が大きく乖離しているので、両者の1/e
2値は大きくずれることになり、実際の1/e2が正しく
求められない。したがって、1/e2の光強度で定義さ
れるビーム径(ビームの進行方向を中心とする半径方向
のビームの広がり)にも大きな誤差を発生させることに
なる。図8(b)で、104aは実際のデータから想定
されるビーム径、104bは前記ガウシアン近似曲線1
01によるビーム径を示すが、両者には大きな差があ
る。
It is extremely difficult to obtain various parameters from the approximation results. It has a value of about 0.135 with respect to the peak intensity 1 and is located at the foot of the light intensity distribution.
In the case of e 2 , the Gaussian curve approximating the actual light intensity distribution largely deviates in the vicinity of the base, so that 1 / e
The two values deviate greatly, and the actual 1 / e 2 cannot be obtained correctly. Therefore, a large error occurs in the beam diameter defined by the light intensity of 1 / e 2 (spread of the beam in the radial direction with the beam traveling direction as the center). In FIG. 8B, 104a is a beam diameter assumed from actual data, and 104b is the Gaussian approximate curve 1
Although the beam diameter is shown by 01, there is a great difference between the two.

【0021】また、半値付近においても実際の光強度分
布と近似したガウシアン曲線の乖離が発生しているので
半値全角についても、実際の値より小さな値を得ること
になる。図8(b)で、105aは実際のデータから想
定される半値全角、105bは前記ガウシアン近似曲線
101による半値全角を示すが、両者には大きな誤差が
ある。
In addition, a divergence of the Gaussian curve approximating the actual light intensity distribution occurs near the half-value, so that the half-value full-angle is smaller than the actual value. In FIG. 8B, 105a indicates a full width at half maximum assumed from actual data, and 105b indicates a full width at half maximum according to the Gaussian approximate curve 101. Both have large errors.

【0022】特に横軸については、一般にビーム径計測
時には前記位置データとしては光軸に対し垂直な方向の
移動量を用いることが多く、半値全角計測時には光検出
器の角度を用いることが多い。
In particular, with respect to the horizontal axis, generally, the amount of movement in the direction perpendicular to the optical axis is often used as the position data when measuring the beam diameter, and the angle of the photodetector is often used when measuring full-width at half maximum.

【0023】1/e2を精度良く与えようと試みて、検
出したデータすべてをガウシアン近似に採用せず、光強
度分布の裾野付近すなわち、光ビームの外周部のデータ
のみを近似に採用した場合の結果を図8(c)に示す。
ここにおいて、黒点群110は検出された位置データと
放射出力のデータのプロットを示し、曲線111は光強
度分布の裾野付近すなわち、検出したデータの内の外周
部のデータのみによるガウシアン近似曲線を示す。光強
度分布の裾野付近112は精度良くガウシアン近似され
るが、光強度分布の頂点付近113すなわち、光ビーム
の中心部は実際のデータとガウシアン近似曲線が乖離し
ており精度良く近似されない。この近似により得られた
ガウシアン曲線111のピーク強度は、実際のピーク強
度より小さくなっているので、再度何らかの手段を用い
て正確なピーク強度を求め、得られた正確なピーク強度
に対する1/e2あるいは1/e、半値全角等を求める
ことが必要となる。この場合、ピーク強度として検出し
た離散的なデータの内の最も大きな値のデータ110a
を利用することは望ましくない。110aはしばしば、
半導体レーザ結晶端面の付着物によるビームの乱れ、後
端面出射光のモニタダイオード等による反射、出射窓の
付着物、傷等に起因するリップルであり、被測定光源の
光強度分布における最大光強度をそのまま反映するもの
でないからである。
When trying to give 1 / e 2 with high accuracy, all the detected data are not used for Gaussian approximation, and only the data near the foot of the light intensity distribution, that is, the data on the outer periphery of the light beam are used for approximation. FIG. 8C shows the result.
Here, the black point group 110 indicates a plot of the detected position data and the radiation output data, and the curve 111 indicates a Gaussian approximation curve based only on the data near the foot of the light intensity distribution, that is, the outer peripheral portion of the detected data. . The Gaussian approximation near the tail 112 of the light intensity distribution is accurately approximated, but the Gaussian approximation curve is not accurately approximated near the apex 113 of the light intensity distribution, ie, the center of the light beam because actual data and the Gaussian approximation curve are separated. Since the peak intensity of the Gaussian curve 111 obtained by this approximation is smaller than the actual peak intensity, an accurate peak intensity is obtained again by using some means, and 1 / e 2 of the obtained accurate peak intensity is obtained. Alternatively, it is necessary to obtain 1 / e, full width at half maximum, and the like. In this case, the largest value data 110a among the discrete data detected as the peak intensity
It is not desirable to use. 110a is often
Ripple caused by turbulence of the beam due to the deposit on the end face of the semiconductor laser crystal, reflection of the light emitted from the rear end face by the monitor diode, etc., the deposit on the exit window, flaws, etc., and the maximum light intensity in the light intensity distribution of the light source to be measured. This is because they are not directly reflected.

【0024】また、被測定光源のビームの振れ角115
(図9で定義される。)を精度良く求めるために、ピー
ク強度付近のある程度の領域における平均的な光強度分
布を求めることが必要であり、ピーク強度付近を精度良
く近似することは極めて重要である。以上のように、図
8(c)の方法ではピーク強度付近を精度良く近似する
ことができないと言う問題点がある。
The deflection angle 115 of the beam of the light source to be measured is
In order to accurately determine (defined in FIG. 9), it is necessary to find an average light intensity distribution in a certain area near the peak intensity, and it is extremely important to accurately approximate the vicinity of the peak intensity. It is. As described above, the method of FIG. 8C has a problem that the vicinity of the peak intensity cannot be accurately approximated.

【0025】半値全角を精度良く与えようと試みて、検
出したデータの内、ピーク強度の半値付近である程度の
範囲に存在するデータを採用して近似を行った場合を図
8(d)に示す。この場合、光強度分布の半値付近12
2は精度良くガウシアン近似されているが、光強度分布
の頂点付近123及び、光強度分布の裾野付近124は
精度良く近似されずに乖離している。ここにおいて、黒
点群120は検出された位置データと光出力のデータの
プロットを示し、曲線121は検出したデータの内の半
値付近である程度の範囲に存在するデータを採用して近
似を行った場合のガウシアン近似曲線を示す。
FIG. 8D shows a case where an attempt was made to give the full width at half maximum with high accuracy, and data which existed in a certain range near the half value of the peak intensity among the detected data was used for approximation. . In this case, near the half value of the light intensity distribution 12
Although the Gaussian approximation 2 is accurately performed, the vicinity 123 of the top of the light intensity distribution and the vicinity 124 of the base of the light intensity distribution are not accurately approximated and are separated. Here, the black point group 120 indicates a plot of the detected position data and the light output data, and the curve 121 indicates a case where approximation is performed by using data existing in a certain range near the half value of the detected data. 2 shows a Gaussian approximation curve.

【0026】以上の理由により、特開平7−43210
では、前述したいずれかの課題を含んでいる。
For the above reasons, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-43210
Then, any of the problems described above is included.

【0027】また、特開平8−110263では、レー
ザ光や、電子ビームの外周部のみを測定し、その測定結
果からガウシアン近似を行う方式なので、光ビームの中
心部付近は精度良く近似されずに、ガウシアン曲線と実
際の光強度分布は乖離していると言う課題がある。
In Japanese Patent Application Laid-Open No. HEI 8-110263, only the outer peripheral portion of a laser beam or an electron beam is measured, and Gaussian approximation is performed based on the measurement result. There is a problem that the Gaussian curve and the actual light intensity distribution are separated.

【0028】[0028]

【発明が解決しようとする課題】上記従来技術では、離
散的に得られた光強度分布のデータに対して、光ビーム
の中心部に対応するデータを基準としてガルシアン近似
を行った場合、光ビームの外周部に対応するデータ付近
ではその近似曲線と実際のデータとの間に乖離が生じ
る。一方、光ビームの外周部に対応するデータを基準と
してガルシアン近似を行った場合、光ビームの中心部に
対応するデータ付近ではその近似曲線と実際のデータと
の間に乖離が生じるといった課題がある。
In the above prior art, when the data of the light intensity distribution obtained discretely is subjected to the Garcian approximation based on the data corresponding to the center of the light beam, the light beam In the vicinity of the data corresponding to the outer peripheral portion, a deviation occurs between the approximate curve and the actual data. On the other hand, when Garcian approximation is performed on the basis of data corresponding to the outer periphery of the light beam, there is a problem that a difference occurs between the approximate curve and actual data near the data corresponding to the center of the light beam. .

【0029】本発明では、被測定光源の発光点から一定
距離の空間に広がった光出力を検出し、前記光出力を検
出する光検出器と発光点の相対的位置データおよび検出
した光出力のデータによりガウシアン近似を行い、該光
源の光強度分布を計測する光計測装置において、任意の
複数個に分割された光強度範囲1、2、…、nの各々に
存在する前記光出力とそれに対応する前記位置データを
用いて、それぞれガウシアン近似を行い、得られた複数
のガウシアン近似曲線をg1(x)、g2(x)、…、g
n(x)とする。得られた前記ガウシアン近似曲線の一
部分を用いて構成される合成関数G(x)を作成し、こ
れを求める光強度分布を表わす特性曲線とする。これは
検出した光出力と位置データによる実際の光強度分布を
極めて高精度で表わすことができ、さらにこの合成関数
により、高精度の半値全角、1/e、1/e2、ビーム
径、光の振れ角等が計測できる光計測装置を提供するこ
とである。
In the present invention, the light output spread over a space at a fixed distance from the light emitting point of the light source to be measured is detected, the relative position data between the light detector and the light detector for detecting the light output, and the detected light output. In the optical measurement device that performs Gaussian approximation based on data and measures the light intensity distribution of the light source, the light output present in each of the light intensity ranges 1, 2,. Using the position data to perform Gaussian approximation, the obtained plurality of Gaussian approximate curves are represented by g 1 (x), g 2 (x),.
Let n (x). A synthesis function G (x) composed using a part of the obtained Gaussian approximation curve is created and used as a characteristic curve representing a light intensity distribution to be obtained. This can represent the actual light intensity distribution based on the detected light output and the position data with extremely high accuracy. Further, by using this composite function, high-precision full width at half maximum, 1 / e, 1 / e 2 , beam diameter, light It is an object of the present invention to provide an optical measurement device capable of measuring a deflection angle of the light.

【0030】[0030]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
光計測装置は、被測定光源の発光点から一定距離の空間
に広がった光出力を検出する光検出器と、前記光検出器
と発光点との相対的位置データおよび前記光検出器によ
って検出した光出力のデータによりガウシアン近似を行
う手段と、該手段によって処理されたデータを出力する
手段を有し、該光源の光強度分布を計測・出力する光計
測装置において、検出したデータの内、任意の分割数及
び分割幅によって複数に分割された光強度範囲に存在す
る前記データに基づいて複数のガウシアン近似曲線を求
め、それぞれのガウシアン近似曲線の一部分からなる合
成関数が表わす曲線を作成することにより光強度分布と
して出力することを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an optical measuring device for detecting an optical output spread over a predetermined distance from a light emitting point of a light source to be measured, and the optical detector. Means for performing Gaussian approximation based on relative position data between the light source and the light output detected by the photodetector, and means for outputting data processed by the means, and a light intensity distribution of the light source. In an optical measurement device that measures and outputs the data, among the detected data, a plurality of Gaussian approximate curves are obtained based on the data existing in the light intensity range divided into a plurality by an arbitrary number of divisions and division widths. It is characterized in that a curve represented by a composite function consisting of a part of a Gaussian approximate curve is created and output as a light intensity distribution.

【0031】本発明の請求項2に係る光計測装置は、被
測定光源の発光点から一定距離の空間に広がった光出力
を検出する光検出器と、前記光検出器と発光点との相対
的位置データおよび前記光検出器によって検出した光出
力のデータによりガウシアン近似を行う手段と、該手段
によって処理されたデータを出力する手段を有し、該光
源の光強度分布を計測・出力する光計測装置において、
検出したデータの内、任意の分割数及び分割幅によって
複数に分割された相対的位置に存在する前記データに基
づいて複数のガウシアン近似曲線を求め、それぞれのガ
ウシアン近似曲線の一部分からなる合成関数が表わす曲
線を作成することにより光強度分布として出力すること
を特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an optical measurement device, comprising: a photodetector for detecting a light output spread in a space at a fixed distance from a light emitting point of a light source to be measured; Means for performing Gaussian approximation based on dynamic position data and light output data detected by the light detector, and means for outputting data processed by the means, and light for measuring and outputting the light intensity distribution of the light source In the measuring device,
Among the detected data, a plurality of Gaussian approximate curves are obtained based on the data present at relative positions divided into a plurality by an arbitrary number of divisions and a division width, and a composite function including a part of each Gaussian approximate curve is obtained. A characteristic curve is created and output as a light intensity distribution.

【0032】本発明の請求項3に係る記録媒体は、被測
定光源の発光点から一定距離の空間に広がった光出力を
検出し、光検出器と発光点との相対的位置データおよび
前記光検出器によって検出された光出力のデータにより
ガウシアン近似を行う際、検出されたデータの光強度範
囲を複数に分割し、各分割された範囲内のデータを基準
として複数のガウシアン近似曲線を求め、各ガウシアン
近似曲線の一部分を合成することで光ビーム全体の光強
度分布の特性曲線を作成し、該光強度分布を出力させる
動作を実行するプログラムを格納したものである。
A recording medium according to a third aspect of the present invention detects a light output spread over a certain distance from a light emitting point of a light source to be measured, and detects relative position data between a light detector and a light emitting point and the light output. When performing Gaussian approximation using the data of the light output detected by the detector, the light intensity range of the detected data is divided into a plurality, and a plurality of Gaussian approximation curves are obtained based on the data within each divided range. The program stores a program for creating a characteristic curve of the light intensity distribution of the entire light beam by synthesizing a part of each Gaussian approximate curve and outputting the light intensity distribution.

【0033】本発明の請求項4に係る記録媒体は、被測
定光源の発光点から一定距離の空間に広がった光出力を
検出し、光検出器と発光点との相対的位置データおよび
前記光検出器によって検出された光出力のデータにより
ガウシアン近似を行う際、検出されたデータの相対位置
データ範囲を複数に分割し、各分割された範囲内のデー
タを基準として複数のガウシアン近似曲線を求め、各ガ
ウシアン近似曲線の一部分を合成することで光ビーム全
体の光強度分布の特性曲線を作成し、該光強度分布を出
力させる動作を実行するプログラムを格納したものであ
る。
The recording medium according to claim 4 of the present invention detects the light output spread over a space at a fixed distance from the light emitting point of the light source to be measured, and detects relative position data between a light detector and the light emitting point and the light output. When performing Gaussian approximation based on the light output data detected by the detector, the relative position data range of the detected data is divided into a plurality, and a plurality of Gaussian approximate curves are obtained based on data within each divided range. A characteristic curve of the light intensity distribution of the entire light beam by synthesizing a part of each Gaussian approximate curve, and storing a program for executing an operation of outputting the light intensity distribution.

【0034】[0034]

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施例について図
を用いて説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0035】本発明における光強度分布曲線の求め方を
図1と図2を用いて説明する。
A method for obtaining a light intensity distribution curve according to the present invention will be described with reference to FIGS.

【0036】図1(a)に示すように、複数個に分割さ
れた光強度範囲1、2、…、nの各々に存在する光出力
とそれに対応する位置データを用いて、それぞれガウシ
アン近似を行い、得られた複数のガウシアン近似曲線を
1(x)、g2(x)、…、gn(x)とする。図1
(a)では、g1(x)、g2(x)、gn(x)をそれ
ぞれ、実線、点線、一点鎖線で示す。得られた前記ガウ
シアン近似曲線の一部分を用いて構成される合成関数G
(x)を作成し、求める光強度分布を表わす特性曲線と
する。黒点群4は実際のデータを示す。
As shown in FIG. 1A, the Gaussian approximation is performed using the light output present in each of the plurality of light intensity ranges 1, 2,..., N and the corresponding position data. Then, a plurality of Gaussian approximate curves obtained as above are designated as g 1 (x), g 2 (x),..., G n (x). FIG.
In (a), g 1 (x), g 2 (x), and g n (x) are indicated by a solid line, a dotted line, and an alternate long and short dash line, respectively. A composite function G constructed using a part of the obtained Gaussian approximate curve
(X) is created and used as a characteristic curve representing the light intensity distribution to be obtained. Black point group 4 shows actual data.

【0037】図1(b)に合成関数の作成方法を示す。FIG. 1B shows a method of creating a composite function.

【0038】ガウシアン近似曲線gn-1(x)とg
n(x)をそれらの交点Cn1(xn1,yn1)、Cn2(x
n2,yn2)で区切る。区切られた交点で決まる各区間
で、黒点群4aで表わされる実際のデータとより良く相
関しているガウシアン近似曲線を、合成関数を構成する
要素として採用する。図1(b)において、xn2≦x≦
n1ではgn-1(x)、x>xn1およびx<xn2ではgn
(x)が該当し、xn2≦x≦xn1でのgn(x)、x>
n1およびx<xn2でのgn-1(x)は削除される。以
上の走査を、1個の光検出器、あるいは1方向の光出力
検出について行う。図1(c)は、前述の手段で得られ
た合成関数G(x)8を示す。
Gaussian approximate curves g n-1 (x) and g
n (x) is defined by their intersection C n1 (x n1 , y n1 ), C n2 (x
n2 , yn2 ). In each section determined by the demarcated intersection points, a Gaussian approximation curve that better correlates with the actual data represented by the black point group 4a is adopted as an element constituting the synthesis function. In FIG. 1B, x n2 ≦ x ≦
x n1 in g n1 (x), x> x n1 and x <In x n2 g n
(X), g n (x) where x n2 ≦ x ≦ x n1 , x>
g n-1 (x) at x n1 and x <x n2 are deleted. The above scanning is performed for one photodetector or one direction of light output detection. FIG. 1C shows the composite function G (x) 8 obtained by the above-described means.

【0039】図2(a)に示すように、複数個の範囲に
分割された位置データ範囲1、2、…、nに存在する光
出力とそれに対応する位置データを用いて、それぞれガ
ウシアン近似を行い、得られた複数のガウシアン近似曲
線をf1(x)、f2(x)、…、fn(x)とする。図
2(a)では、f1(x)、f2(x)、fn(x)をそ
れぞれ、実線、点線、一点鎖線で示す。黒点群4は実際
のデータを示す。
As shown in FIG. 2A, the Gaussian approximation is performed using the light outputs existing in the position data ranges 1, 2,..., N divided into a plurality of ranges and the corresponding position data. The plurality of Gaussian approximation curves obtained by performing the above operations are defined as f 1 (x), f 2 (x),..., F n (x). In FIG. 2A, f 1 (x), f 2 (x), and f n (x) are indicated by a solid line, a dotted line, and an alternate long and short dash line, respectively. Black point group 4 shows actual data.

【0040】前述した図1(b)に示す合成関数の作成
方法と同様にして、前記ガウシアン近似曲線の一部分を
用いて構成される合成関数F(x)を作成し、求める光
強度分布を表わす特性曲線とする。図2(b)は得られ
た合成関数F(x)9を示す。
In the same manner as in the method of creating the composite function shown in FIG. 1B, a composite function F (x) constituted by using a part of the Gaussian approximate curve is created to represent the light intensity distribution to be obtained. Characteristic curve. FIG. 2B shows the obtained composite function F (x) 9.

【0041】以上により得られた、合成関数G(x)8
もしくは、F(x)9は検出した放射出力と位置データ
による実際の光強度分布を極めて高精度で表わしてい
る。したがって、これらの合成関数により、高精度で半
値全角5、1/e、1/e2、ビーム径6、光の振れ角
7等が計測できる。
The composite function G (x) 8 obtained as described above
Alternatively, F (x) 9 represents the actual light intensity distribution based on the detected radiation output and position data with extremely high accuracy. Therefore, by using these combined functions, the full width at half maximum 5, 1 / e, 1 / e 2 , the beam diameter 6, the light deflection angle 7, and the like can be measured with high accuracy.

【0042】本発明における光計測装置のブロック構成
を図3に示す。
FIG. 3 shows a block diagram of the optical measuring device according to the present invention.

【0043】光検出機構部10は、図7(a)または
(b)でその概要を示した機構部分、光学系部分等から
なり、光出力検出部10aからは、検出した光出力デー
タ10aa(図中記載はないが、数段の増幅演算処理を
施す場合もある。)、及びステッピングモータ10bか
らは、そのパルス数に応じた位置データ10bbが与え
られる。両データは、あらかじめ計測前に条件設定部1
1で設定された光強度範囲もしくは、位置データの分割
条件を受け、データ分割部12で分割される。分割され
た各データには、それぞれガウシアン近似が実施され、
複数のガウシアン近似曲線が得られる。本構成例では、
ガウシアン近似部13a、13b、13cにおいて、g
1(x)、g2(x)、g3(x)が得られる。前記g
1(x)、g2(x)、g3(x)の一部分を用いて、実
際に検出したデータによる光強度分布を忠実に表わす合
成関数G(x)が、合成関数演算部14で作成される。
ここで作成された合成関数G(x)は光強度分布を表わ
す特性曲線17として、出力部15でモニタあるいは、
プロッタ、プリンタ等に出力される。また、パラメータ
演算部16では合成関数G(x)から半値全角、1/
e、1/e2、光ビーム径、光の振れ角等の各種パラメ
ータを求め、出力部15でモニタあるいは、プロッタ、
プリンタ等に出力される。次の測定サンプルの有無を次
測定サンプル有無判定部18にて判断し、制御部19に
伝える。このように、制御部19は、光検出機構部10
の全般的な制御を行う。尚、図示していないが、出力部
15で出力されるデータの全部または一部は、光磁気記
録媒体、磁気記録媒体のメモリに記録することもでき
る。
The light detection mechanism 10 includes a mechanism portion, an optical system portion, and the like, which are schematically shown in FIG. 7A or 7B. The light output detection portion 10a outputs detected light output data 10aa ( Although not shown in the figure, there are cases where several stages of amplification calculation processing are performed.), And position data 10bb corresponding to the number of pulses are given from the stepping motor 10b. Both data are stored in the condition setting unit 1 before measurement.
Receiving the light intensity range set in 1 or the condition for dividing the position data, the data is divided by the data dividing unit 12. Gaussian approximation is performed on each of the divided data,
A plurality of Gaussian approximate curves are obtained. In this configuration example,
In the Gaussian approximation units 13a, 13b, and 13c, g
1 (x), g 2 (x) and g 3 (x) are obtained. G
Using a part of 1 (x), g 2 (x), and g 3 (x), a synthesis function G (x) that faithfully represents the light intensity distribution based on the actually detected data is created by the synthesis function calculator 14. Is done.
The synthesized function G (x) created here is monitored by the output unit 15 as a characteristic curve 17 representing the light intensity distribution, or
Output to a plotter, printer, etc. Further, the parameter calculation unit 16 calculates the half-width full-width, 1 /
Various parameters such as e, 1 / e 2 , light beam diameter, and light deflection angle are obtained, and the monitor or the plotter,
Output to a printer or the like. The presence / absence of the next measurement sample is determined by the next measurement sample presence / absence determination unit 18 and transmitted to the control unit 19. As described above, the control unit 19 controls the light detection mechanism unit 10.
Performs general control of. Although not shown, all or part of the data output by the output unit 15 can be recorded in a magneto-optical recording medium or a memory of a magnetic recording medium.

【0044】本発明による第1の実施例を、図4を用い
て説明する。
A first embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG.

【0045】横軸は位置データ、縦軸は検出した放射出
力の光強度(相対値)を示す。
The horizontal axis shows the position data, and the vertical axis shows the light intensity (relative value) of the detected radiation output.

【0046】検出した放射出力データ20(図中黒点群
で示す。100個のデータを検出する設定の例である
が、黒点群の数は表記をわかりやすくするために一部割
愛し記載してある。)に含まれる光強度の最大値付近の
数個のデータ群20aの平均値20bに対して、光強度
範囲を100%以下〜70%以上の光強度範囲21、7
0%未満〜40%以上の光強度範囲22、40%未満〜
0%以上の光強度範囲23の3つに分割する。それぞれ
の光強度範囲21〜23に存在する前記放射出力データ
とそれに対応する位置データを用いてガウシアン近似を
行い、得られた3つのガウシアン近似曲線をg
1(x)、g2(x)、g3(x)とする。g1(x)及び
2(x)の交点をC1(x1,y1)、C2(x2
2)、g2(x)及びg3(x)の交点をC3(x3
3)、C4(x4,y4)とするとき、x2≦x≦x1では
1(x)を、x1<x≦x3およびx4≦x<x2ではg2
(x)を、x>x3およびx<x4ではg3(x)を、合
成関数を構成する要素として採用する。
The detected radiation output data 20 (shown by a group of black dots in the figure. This is an example of a setting for detecting 100 data, but the number of black dot groups is partially omitted for easy understanding. The light intensity range is 100% or less to 70% or more of the light intensity ranges 21 and 7 with respect to the average value 20b of several data groups 20a near the maximum value of the light intensity included in the above.
Light intensity range of less than 0% to 40% or more 22, less than 40% to
It is divided into three light intensity ranges 23 of 0% or more. The Gaussian approximation is performed using the radiation output data present in each of the light intensity ranges 21 to 23 and the corresponding position data, and the obtained three Gaussian approximation curves are represented by g.
1 (x), g 2 (x), and g 3 (x). The intersections of g 1 (x) and g 2 (x) are represented by C 1 (x 1 , y 1 ), C 2 (x 2 ,
y 2 ), g 2 (x) and g 3 (x) intersect at C 3 (x 3 ,
y 3), C 4 (x 4, y 4) and to the time, x 2 ≦ x ≦ x 1 in g 1 a (x), x 1 <x ≦ x 3 and x 4 ≦ x <x 2 in g 2
(X) and g 3 (x) for x> x 3 and x <x 4 are adopted as elements constituting the composite function.

【0047】以上により、全光強度範囲におけるガウシ
アン近似曲線の合成関数G(x)24を与え、求める光
強度分布を表わす特性曲線となる。
As described above, the combined function G (x) 24 of the Gaussian approximate curve in the entire light intensity range is given, and the characteristic curve represents the light intensity distribution to be obtained.

【0048】種々の特性パラメータの決定は以下の様に
行う。
The determination of various characteristic parameters is performed as follows.

【0049】合成関数G(x)24の極大値24aを被
測定光源の光強度分布のピーク強度と定義し相対値1.
0とする。前記ピーク強度に対する半値、1/e、1/
2等を決定する。また、それにともない半値全角2
6、ビーム径27、振れ角28等を決定する。位置デー
タとしては、光検出器の、角度や光軸に対し垂直な方向
の移動量を用いる。半値全角や振れ角の計測時には前者
が、ビーム径の計測時には後者が用いられるが、両者
は、演算により容易に変換できる。
The maximum value 24a of the composite function G (x) 24 is defined as the peak intensity of the light intensity distribution of the light source to be measured, and the relative value 1.
Set to 0. Half value of the peak intensity, 1 / e, 1 /
to determine the e 2 and the like. Also, the full width at half maximum 2
6. Determine beam diameter 27, deflection angle 28, and the like. As the position data, the amount of movement of the photodetector in the direction perpendicular to the angle or the optical axis is used. The former is used when measuring the full width at half maximum and the deflection angle, and the latter is used when measuring the beam diameter. Both can be easily converted by calculation.

【0050】以上により、実際の光強度分布を忠実に再
現した合成関数G(x)24を得ると共に、光ビームに
関する各種パラメータを高精度で得ることが出来る。半
導体レーザ等に対し、図7(a)、(b)に示した構成
の光強度分布計測器を用いる場合、半導体レーザチップ
の接合面に水平な方向及び、接合面に垂直な方向の2つ
の光強度分布を、前記実施例に沿って計測する方法が有
効である。光強度範囲の分割数、分割幅の設定は毎回の
測定毎あるいは、被測定サンプル毎に行うのではなく、
測定開始前に設定しておき、制御用コンピュータ等に記
憶させておくのが効率を考える上で望ましい。
As described above, the synthesis function G (x) 24 that faithfully reproduces the actual light intensity distribution can be obtained, and various parameters relating to the light beam can be obtained with high accuracy. When a light intensity distribution measuring instrument having the configuration shown in FIGS. 7A and 7B is used for a semiconductor laser or the like, two directions, a horizontal direction to a bonding surface of the semiconductor laser chip and a direction perpendicular to the bonding surface, are used. The method of measuring the light intensity distribution according to the above embodiment is effective. The number of divisions of the light intensity range and the setting of the division width are not performed for each measurement or for each sample to be measured.
It is desirable to set before starting the measurement and store it in a control computer or the like from the viewpoint of efficiency.

【0051】第1の別の実施例を、図6を用いて説明す
る。
A first alternative embodiment will be described with reference to FIG.

【0052】本例が第1の前記実施例と異なる点は、前
記例に比べ、検出する放射出力データ40の数を増や
し、光強度範囲の分割を少なくしている点である。検出
する放射出力データ40の数は300個、光強度範囲の
分割は100%以下〜40%以上の光強度範囲41、4
0%未満〜0%以上の光強度範囲42の2分割に設定し
ている。
This embodiment is different from the first embodiment in that the number of radiation output data 40 to be detected is increased and the division of the light intensity range is reduced as compared with the first embodiment. The number of radiation output data 40 to be detected is 300, and the light intensity range is divided into light intensity ranges 41 and 4 of 100% or less to 40% or more.
The light intensity range 42 of less than 0% to 0% or more is set to be divided into two.

【0053】本実施例の特徴は、光強度分布計測器の機
構部分が比較的高級に設計されている場合、例えば光検
出器を含むアームが高速、高分解能かつ高精度で作動す
る機構部分を有している場合などに有効なことである。
The feature of this embodiment is that when the mechanism of the light intensity distribution measuring instrument is designed to be relatively high-grade, for example, the arm including the photodetector is operated at high speed, with high resolution and with high accuracy. This is effective when the user has such a device.

【0054】すなわち、測定精度の向上については、検
出する光出力データ40の数を増やすことで補い、ガウ
シアン近似の回数を減らすことで、処理速度の短縮を図
ることができる。特に、コンピュータの性能向上は急速
だが、一旦設備投資した量産用の検査行程では、処理速
度の遅いコンピュータが長期間使われていることが意外
に多い。したがって、このように演算処理用のコンピュ
ータの処理速度がやや遅い場合などは、ガウシアン近似
の回数を、測定精度を損なわない範囲で減らすことは、
処理速度の短縮を図る上で有効な手段といえる。
That is, the improvement of the measurement accuracy can be compensated for by increasing the number of optical output data 40 to be detected, and the processing speed can be reduced by reducing the number of Gaussian approximations. In particular, although the performance of computers has been rapidly improving, it is surprisingly often that computers with slow processing speeds are used for a long period of time in the inspection process for mass production once capital investment was made. Therefore, in such a case where the processing speed of the computer for arithmetic processing is slightly slow, reducing the number of Gaussian approximations to the extent that measurement accuracy is not impaired,
This is an effective means for reducing the processing speed.

【0055】ここでは、それぞれの光強度範囲41、4
2に存在する前記放射出力データとそれに対応する位置
データを用いてガウシアン近似を行い、得られたそれぞ
れのガウシアン近似曲線をg1(x)、g2(x)とす
る。以下、これまでの実施例と同様にして、合成関数G
(x)43を与えることができ、求める光強度分布を表
わす特性曲線とする。これによって、得られた前記合成
関数が実際の光強度分布を忠実に再現し、前記各種パラ
メータを高精度で得ることが出来る。
Here, the respective light intensity ranges 41, 4
The Gaussian approximation is performed using the radiation output data and the position data corresponding thereto, and the obtained Gaussian approximation curves are defined as g 1 (x) and g 2 (x). Hereinafter, in the same manner as in the previous embodiments, the synthesis function G
(X) 43, which is a characteristic curve representing the light intensity distribution to be obtained. Thus, the obtained synthesis function faithfully reproduces the actual light intensity distribution, and the various parameters can be obtained with high accuracy.

【0056】本発明による第2の実施例を、図5を用い
て説明する。
A second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG.

【0057】半導体レーザの場合、接合面に水平な方向
と、接合面に垂直な方向では光ビームの広がり角が異な
るので、それぞれについて分割範囲を設定する。本実施
例では、光検出器の位置データを接合面に水平な方向に
ついては、領域31、32、33に分割し、接合面に垂
直な方向については、34、35、36に分割しそれぞ
れの範囲に応じてガウシアン近似を行った例を示す。
In the case of a semiconductor laser, the divergence angle of the light beam is different between a direction horizontal to the bonding surface and a direction perpendicular to the bonding surface. In this embodiment, the position data of the photodetector is divided into regions 31, 32, and 33 in the direction horizontal to the bonding surface, and is divided into regions 34, 35, and 36 in the direction perpendicular to the bonding surface. The example which performed Gaussian approximation according to the range is shown.

【0058】接合面に水平な方向では、光検出器の位置
データを0°±5°の領域31、10°±5°ならびに
−10°±5°からなる領域32、20°±5°ならび
に−20°±5°からなる領域33の3領域に分割す
る。接合面に垂直な方向では、光検出器の位置データを
0°±10°の領域34、25°±15°ならびに−2
5°±15°からなる領域35、50°±10°ならび
に−50°±10°からなる領域36の3領域に分割す
る。接合面に水平な方向と、接合面に垂直な方向につい
て、それぞれの領域31〜33、34〜36に存在する
位置データとそれに対応する前記放射出力のデータを用
いてガウシアン近似を行い、接合面に水平な方向につい
て、得られたそれぞれのガウシアン近似曲線をf
P1(x)、fP2(x)、fP3(x)とする。fP1(x)
及びfP2(x)の交点をC5(x5,y5)、C6(x6
6)、fP2(x)及びfP3(x)の交点C7(x7
7)、C8(x8,y8)とするとき、x6≦x≦x5では
P1(x)を、x5<x≦x7およびx8≦x<x6ではf
P2(x)を、x>x7およびx<x8ではfP3(x)を、
合成関数を構成する要素として採用する。
In the direction horizontal to the bonding surface, the position data of the photodetector is stored in an area 31 of 0 ° ± 5 °, an area 32 consisting of 10 ° ± 5 ° and −10 ° ± 5 °, 20 ° ± 5 ° and The area 33 is divided into three areas of −20 ° ± 5 °. In the direction perpendicular to the joining surface, the position data of the photodetector is stored in the 0 ° ± 10 ° region 34, 25 ° ± 15 ° and -2.
It is divided into three regions: a region 35 composed of 5 ° ± 15 °, a region 36 composed of 50 ° ± 10 ° and a region 36 composed of −50 ° ± 10 °. Gaussian approximation is performed using the position data present in the respective regions 31 to 33 and 34 to 36 and the corresponding radiation output data in the direction parallel to the bonding surface and the direction perpendicular to the bonding surface. The obtained Gaussian approximate curves in the horizontal direction to f
Let P1 (x), fP2 (x), fP3 (x). f P1 (x)
And f P2 (x) are defined as C 5 (x 5 , y 5 ), C 6 (x 6 ,
y 6 ), the intersection C 7 (x 7 , f P2 (x) and f P3 (x)
y 7 ) and C 8 (x 8 , y 8 ), f P1 (x) when x 6 ≦ x ≦ x 5 and f p1 when x 5 <x ≦ x 7 and x 8 ≦ x <x 6.
P2 a (x), the x> x 7 and x <x 8 f P3 a (x),
Adopted as an element that composes the composite function.

【0059】以上により、接合面に水平な方向での全光
強度範囲におけるガウシアン近似曲線の合成関数F
P(x)25aを与えることができ、求める光強度分布
を表わす特性曲線となる。
As described above, the composite function F of the Gaussian approximate curve in the entire light intensity range in the direction horizontal to the bonding surface is obtained.
P (x) 25a can be given, and becomes a characteristic curve representing the light intensity distribution to be obtained.

【0060】次に接合面に垂直な方向について、得られ
たそれぞれのガウシアン近似曲線をfV1(x)、f
V2(x)、fV3(x)とする。接合面に水平な方向の場
合と同様にして、前記ガウシアン近似曲線の合成関数F
V(x)25bを与えることができ、求める光強度分布
を表わす特性曲線とする。
Next, the respective Gaussian approximate curves obtained in the direction perpendicular to the joining surface are represented by f V1 (x), f V1 (x)
V2 (x) and fV3 (x). In the same manner as in the case of the direction horizontal to the joint surface, the composite function F of the Gaussian approximate curve is obtained.
V (x) 25b can be given, and is a characteristic curve representing the light intensity distribution to be obtained.

【0061】以下、合成関数FP(x)25a、F
V(x)25bから光ビームに関する各種パラメータを
得る方法については、第1実施例と同様であり、得られ
た前記合成関数が実際の光強度分布を忠実に再現し、前
記各種パラメータを高精度で得ることが出来ることは言
うまでもない。位置データの分割数、分割幅は毎回の測
定毎あるいは、被測定サンプル毎に行うのではなく、測
定開始前に設定しておき、制御用コンピュータ等に記憶
させておくのが望ましい。黒点群30、39は実際の放
射出力データを示す。
Hereinafter, the synthesis function F P (x) 25a, F
The method for obtaining various parameters related to the light beam from V (x) 25b is the same as that in the first embodiment. The obtained synthesis function faithfully reproduces the actual light intensity distribution, and the various parameters are highly accurate. It goes without saying that you can get It is desirable that the number of divisions and the division width of the position data be set before the start of measurement and stored in a control computer or the like, instead of being performed for each measurement or for each sample to be measured. Black point groups 30, 39 show actual radiation output data.

【0062】以上、本発明の光計測装置で一連の処理を
実現するプログラムは、フロッピーディスク、ハードデ
ィスク、磁気テープ、CD−ROM/光ディスク/光磁
気ディスク、MD等のメディア、及びROM/RAMメ
モリ等の記録媒体に格納される以下のものである。
As described above, a program for realizing a series of processing by the optical measuring apparatus of the present invention includes a floppy disk, a hard disk, a magnetic tape, a medium such as a CD-ROM / optical disk / magneto-optical disk, an MD, and a ROM / RAM memory. The following are stored in the recording medium.

【0063】格納されるプログラム内容は、被測定光源
の発光点から一定距離の空間に広がった光出力を検出
し、光検出器と発光点との相対的位置データおよび前記
光検出器によって検出された光出力のデータによりガウ
シアン近似を行う際、検出されたデータの光強度範囲を
複数に分割し、各分割された範囲内のデータを基準とし
て複数のガウシアン近似曲線を求め、各ガウシアン近似
曲線の一部分を合成することで光ビーム全体の光強度分
布の特性曲線を作成し、該光強度分布を出力させ、その
際半値全角、1/e、1/e2、光ビーム径、光の振れ
角等の各種パラメータも出力させるとともに保存記録す
る動作を実行するものと、被測定光源の発光点から一定
距離の空間に広がった光出力を検出し、光検出器と発光
点との相対的位置データおよび前記光検出器によって検
出された光出力のデータによりガウシアン近似を行う
際、検出されたデータの相対位置データ範囲を複数に分
割し、各分割された範囲内のデータを基準として複数の
ガウシアン近似曲線を求め、各ガウシアン近似曲線の一
部分を合成することで光ビーム全体の光強度分布の特性
曲線を作成し、該光強度分布を出力させ、その際半値全
角、1/e、1/e2、光ビーム径、光の振れ角等の各
種パラメータも出力させるとともに保存記録する動作を
実行するものである。
The stored program contents are obtained by detecting a light output spread over a space at a fixed distance from the light emitting point of the light source to be measured, and by detecting relative position data between the light detector and the light emitting point and the light detector. When performing Gaussian approximation using the data of the light output, the light intensity range of the detected data is divided into a plurality, and a plurality of Gaussian approximation curves are obtained based on the data within each divided range. A characteristic curve of the light intensity distribution of the entire light beam is created by combining a part of the light beam, and the light intensity distribution is output. At this time, full width at half maximum, 1 / e, 1 / e 2 , light beam diameter, light deflection angle And output of various parameters such as output, and the operation of storing and recording, and the light output spread over a certain distance from the light emitting point of the light source to be measured are detected, and the relative position data between the light detector and the light emitting point are detected. When performing Gaussian approximation based on the data of the light output detected by the photodetector and the photodetector, the relative position data range of the detected data is divided into a plurality of pieces, and a plurality of Gaussians are defined based on the data within each divided range. An approximate curve is obtained, and a part of each Gaussian approximate curve is combined to create a characteristic curve of the light intensity distribution of the entire light beam, and the light intensity distribution is output. At this time, the full width at half maximum, 1 / e, 1 / e 2. It outputs the various parameters such as the light beam diameter and the light deflection angle, and executes the operation of storing and recording.

【0064】[0064]

【発明の効果】本発明の光計測装置では、各請求項にお
いて以下の効果が得られる。
According to the optical measuring apparatus of the present invention, the following effects can be obtained in each claim.

【0065】本発明の請求項1及び3においては、光強
度分布を計測し、ピーク強度における半値、1/e、1
/e2において、半値全角、ビーム径、光の振れ角等の
パラメータを正確に得ることが出来る。
In the first and third aspects of the present invention, the light intensity distribution is measured, and the half value of the peak intensity, 1 / e, 1
At / e 2 , parameters such as the full width at half maximum, the beam diameter, and the light deflection angle can be accurately obtained.

【0066】本発明の請求項2及び4においては、リッ
プルが大きく、光強度範囲にて分割すると、その最大値
が許容値を越えてしまう場合等に有効である。特に半導
体レーザの場合、接合面に水平な方向と、接合面に垂直
な方向での光ビームの広がり角が異なるので効果的であ
る。
The second and fourth aspects of the present invention are effective when the ripple is large and the maximum value exceeds the allowable value when divided in the light intensity range. Particularly in the case of a semiconductor laser, the divergence angle of the light beam in a direction horizontal to the bonding surface and in a direction perpendicular to the bonding surface are different, which is effective.

【0067】以上本発明では、発光点から一定距離の空
間に広がった被測定光源の放射出力を検出する光検出器
を有し、該光検出器と発光点の相対的位置データと検出
した光出力のデータにより、該光源の光強度分布を計測
する光計測装置において、光強度範囲あるいは、位置デ
ータ範囲を複数に分割し、各々に存在する光出力とそれ
に対応する位置データを用いて、それぞれガウシアン近
似を行い、得られた複数のガウシアン近似曲線の一部分
から構成される合成関数を求めることで、被測定光源の
光強度分布を極めて忠実に表わすことができる。これに
よって、光ビームに関わる各種パラメータを高精度で計
測する光計測装置を与えることができる。しかも経済的
な効果も大きい。
As described above, according to the present invention, there is provided a photodetector for detecting the radiation output of the light source to be measured spread over a space at a fixed distance from the light emitting point, and relative position data between the light detector and the light emitting point and the detected light According to the output data, in an optical measurement device that measures the light intensity distribution of the light source, the light intensity range or the position data range is divided into a plurality, and the light output present in each and the position data corresponding thereto are used. By performing Gaussian approximation and obtaining a composite function composed of a part of the plurality of obtained Gaussian approximate curves, the light intensity distribution of the light source to be measured can be represented very faithfully. This makes it possible to provide an optical measurement device that measures various parameters related to the light beam with high accuracy. Moreover, the economic effect is great.

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

【図1】本発明において光強度範囲に存在するデータに
基づいて光強度分布が得られる方法を説明する図であ
る。
FIG. 1 is a diagram illustrating a method for obtaining a light intensity distribution based on data existing in a light intensity range in the present invention.

【図2】本発明において相対的位置データに基づいて光
強度分布が得られる方法を説明する図である。
FIG. 2 is a diagram illustrating a method for obtaining a light intensity distribution based on relative position data in the present invention.

【図3】本発明における光計測装置の構成を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration of an optical measurement device according to the present invention.

【図4】本発明における第1の実施例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図5】本発明における第2の実施例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明における第1の別の実施例を示す図であ
る。
FIG. 6 is a diagram showing a first different embodiment of the present invention.

【図7】半導体レーザにおける一般的な光強度分布計測
器の構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram of a general light intensity distribution measuring device in a semiconductor laser.

【図8】従来技術によるガウシアン近似を示す図であ
る。
FIG. 8 is a diagram showing Gaussian approximation according to the prior art.

【図9】ビームの振れ角の定義を示す図である。FIG. 9 is a diagram showing a definition of a beam deflection angle.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

4 検出した光出力データを示す黒点群 5 半値全角 6 ビーム径 7 光の振れ角 8 合成関数G(x) 4 Black point group indicating detected light output data 5 Full width at half maximum 6 Beam diameter 7 Light deflection angle 8 Synthesis function G (x)

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 被測定光源の発光点から一定距離の空間
に広がった光出力を検出する光検出器と、前記光検出器
と発光点との相対的位置データおよび前記光検出器によ
って検出した光出力のデータによりガウシアン近似を行
う手段と、該手段によって処理されたデータを出力する
手段を有し、該光源の光強度分布を計測・出力する光計
測装置において、 検出したデータの内、任意の分割数及び分割幅によって
複数に分割された光強度範囲に存在する前記データに基
づいて複数のガウシアン近似曲線を求め、それぞれのガ
ウシアン近似曲線の一部分からなる合成関数が表わす曲
線を作成することにより光強度分布として出力すること
を特徴とする光計測装置。
1. A photodetector for detecting a light output spread over a space at a fixed distance from a light emitting point of a light source to be measured, relative position data between the photodetector and the light emitting point, and detected by the photodetector. A light measuring device for measuring and outputting the light intensity distribution of the light source, comprising: means for performing Gaussian approximation using light output data; and means for outputting data processed by the means. By obtaining a plurality of Gaussian approximate curves based on the data present in the light intensity range divided into a plurality by the number of divisions and the division width, and creating a curve represented by a composite function composed of a part of each Gaussian approximate curve An optical measurement device for outputting as a light intensity distribution.
【請求項2】 被測定光源の発光点から一定距離の空間
に広がった光出力を検出する光検出器と、前記光検出器
と発光点との相対的位置データおよび前記光検出器によ
って検出した光出力のデータによりガウシアン近似を行
う手段と、該手段によって処理されたデータを出力する
手段を有し、該光源の光強度分布を計測・出力する光計
測装置において、 検出したデータの内、任意の分割数及び分割幅によって
複数に分割された相対的位置に存在する前記データに基
づいて複数のガウシアン近似曲線を求め、それぞれのガ
ウシアン近似曲線の一部分からなる合成関数が表わす曲
線を作成することにより光強度分布として出力すること
を特徴とする光計測装置。
2. A light detector for detecting a light output spread over a space at a fixed distance from a light emitting point of a light source to be measured, relative position data between the light detector and the light emitting point, and light detected by the light detector. A light measuring device for measuring and outputting the light intensity distribution of the light source, comprising: means for performing Gaussian approximation using light output data; and means for outputting data processed by the means. By obtaining a plurality of Gaussian approximate curves based on the data present at the relative positions divided into a plurality by the number of divisions and the division width, and creating a curve represented by a composite function composed of a part of each Gaussian approximate curve An optical measurement device for outputting as a light intensity distribution.
【請求項3】 被測定光源の発光点から一定距離の空間
に広がった光出力を検出し、光検出器と発光点との相対
的位置データおよび前記光検出器によって検出された光
出力のデータによりガウシアン近似を行う際、 検出されたデータの光強度範囲を複数に分割し、各分割
された範囲内のデータを基準として複数のガウシアン近
似曲線を求め、各ガウシアン近似曲線の一部分を合成す
ることで光ビーム全体の光強度分布の特性曲線を作成
し、該光強度分布を出力させる動作を実行するプログラ
ムを格納した記録媒体。
3. A light output spread over a space at a fixed distance from a light emitting point of a light source to be measured, and data on a relative position between the light detector and the light emitting point and data on a light output detected by the light detector. When performing Gaussian approximation, the light intensity range of the detected data is divided into a plurality, the multiple Gaussian approximation curves are obtained based on the data within each divided range, and a part of each Gaussian approximation curve is synthesized. A recording medium storing a program for executing an operation of creating a characteristic curve of the light intensity distribution of the entire light beam and outputting the light intensity distribution.
【請求項4】 被測定光源の発光点から一定距離の空間
に広がった光出力を検出し、光検出器と発光点との相対
的位置データおよび前記光検出器によって検出された光
出力のデータによりガウシアン近似を行う際、 検出されたデータの相対位置データ範囲を複数に分割
し、各分割された範囲内のデータを基準として複数のガ
ウシアン近似曲線を求め、各ガウシアン近似曲線の一部
分を合成することで光ビーム全体の光強度分布の特性曲
線を作成し、該光強度分布を出力させる動作を実行する
プログラムを格納した記録媒体。
4. A light output spread over a space at a fixed distance from a light emitting point of a light source to be measured, and data on a relative position between the light detector and the light emitting point and data on a light output detected by the light detector. When Gaussian approximation is performed, the relative position data range of the detected data is divided into a plurality, the plurality of Gaussian approximation curves are obtained based on the data within each divided range, and a part of each Gaussian approximation curve is synthesized. A recording medium storing a program for executing an operation of creating a characteristic curve of the light intensity distribution of the entire light beam and outputting the light intensity distribution.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006047310A (en) * 2004-07-30 2006-02-16 Patent Treuhand Ges Elektr Gluehlamp Mbh Goniophotometer
CN101929889A (en) * 2010-05-17 2010-12-29 西安炬光科技有限公司 Semiconductor laser remote field testing method and device
JP2014011278A (en) * 2012-06-28 2014-01-20 Ricoh Co Ltd Plane emission laser unit, optical scanner, and image formation apparatus

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