JPS60424A - 光ビ−ム走査装置における波長制御方式 - Google Patents

光ビ−ム走査装置における波長制御方式

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JPS60424A
JPS60424A JP58108808A JP10880883A JPS60424A JP S60424 A JPS60424 A JP S60424A JP 58108808 A JP58108808 A JP 58108808A JP 10880883 A JP10880883 A JP 10880883A JP S60424 A JPS60424 A JP S60424A
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JP
Japan
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wavelength
light
light source
zero
beam scanning
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Pending
Application number
JP58108808A
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English (en)
Inventor
Shunji Kitagawa
俊二 北川
Fumio Yamagishi
文雄 山岸
Kozo Yamazaki
行造 山崎
Shinya Hasegawa
信也 長谷川
Hiroyuki Ikeda
池田 弘之
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPS60424A publication Critical patent/JPS60424A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/0683Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
    • H01S5/0687Stabilising the frequency of the laser

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mechanical Optical Scanning Systems (AREA)
  • Facsimile Scanning Arrangements (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (a1発明の技術分野 本発明は光ビーム走査。装置に係り、とくにホログラム
等の回折格子を偏向素子として用いた光ビーム走査装置
に関する。
(b)技術の背景 近年、レーザプリンタあるいはP OS (Paint
−of−5ale )ターミナルにおけるバーコード読
取り装置等においてホログラムを用いた光ビーム走査方
式が採用されている。
この光ビーム走査方式は、従来の例えば回転多面鏡ある
いはガルバノミラ−を用いる方式に比して光学系が簡単
となり、また比較、的広い走査幅を得られ、かつ高速走
査が可能であり、さらに回転多面鏡において要求される
ような高精度の回転機構を必要としない等の長所を有し
ている。
(C)従来技術と問題点 ところで、上記のようなホログラムを用いた光ビーム走
査装置における光源として、従来はガスレーザが主に用
いられていたのであるが、最近は半導体レーザがこれに
代わりつつある。しかしながら、該半導体レーザはその
動作温度あるいは動作電流によってその出力光の波長が
変化するために、回折型の偏向素子を用いた光ビーム走
査装置においては該出力光波長の変化にともなって回折
方向が変り、走査面における走査位置が変動する。
このような波長変動が生じた場合には、該半導体レーザ
の動作温度あるいは動作電流値を制御することによって
波長変動をなくすことが可能であるが、従来は走査光ビ
ームそのものを取出して波長変動を検知することが行わ
れていた。すなわち走査の一周期の前あるいは後のある
期間に走査光ビームが光センサ等から成る波長変動検出
用の手段に入射するような構成とし、次周期以降の走査
周期における波長を修正するような制御方式が採られて
いた。
上記従来の方式では、波長変動制御は少なくとも一周期
遅れとなるために適時に制御ができず、また該波長変動
検出用のセンサあるいは反射鏡その他から成る手段を光
ビーム走査線の延長上に設けなければならず、しかも該
検出手段は波長変動にともなう光ビーム入射位置変動分
に対処可能な検出面積を有する必要があるために、装置
に余分のスペースを必要とする等の欠点があった。
(d)発明の目的 本発明は、回折型偏向素子を用いる光ビーム走査装置に
おいて、走査光ビームの波長変動をO次回折光を用いて
監視することにより、装置に余分のスペースを設けるこ
とな(、かつ適時に波長安定化制御を可能とすることを
目的とする。
(e)発明の構成 本発明は、回折型偏向素子を用いた光ビーム走査装置に
おいて、該偏向素子の0次透過光の波長変動を検出する
手段を設け、該変動量がゼロとなるように光源駆動条件
を制衝することを特徴とし、該波長変動検出のための具
体的手段として、それぞれの透過率の極大が基準波長を
中心としてその両側に位置する2つのフィルタを該0次
透過光の光路上に設(プ、該2つのフィルタを透過した
該0次透過光をそれぞれに対応する光検知で検出し、該
検知器出力が等しくなるように光源駆動条件を制御する
か、あるいは第二の偏向素子を該0次透過光の光路上に
設け、該0次透過光の該第二の偏向素子による偏向方向
の基準方向に対するずれがゼロとなるように光源駆動条
件を制御するかのいずれかの方式を用いる。
(「)発明の実施例 以下に本発明の実施例を図面を参照して説明する。
第1図は光ビーム走査装置における波長制御のための本
発明に係る方式の機能ブロック図を示し、光源制御部1
によってその出力光の波長が制御される、例えば半導体
レーザのような光源2から出力された光ビーム3は、例
えばホログラムのような回折型の偏向素子4に入射する
。通常、偏向素子4はその1次回折光強度が最も大きく
なるように回折条件が設定されている。同図において5
は該1次回折光を示し、偏向素子4の運動によって該1
次回折光は1平面内を移動する。したがって、紙面に対
する垂線を含む平面上に該1次回折光を投射すると、該
投射光は直線上を走査することになる。
一方、偏向素子4によって回折されないO次回折光6、
すなわち透過光は偏向素子4を直進して波長変動検出部
7に入射し、ここで後述するようにして基準値に対する
ずれ信号8 (波長変化の方向および大きさ)がめられ
、該ずれ信号8に応じた制御信号が制御信号発生部9か
ら前記光源制御部1にフィードバックされ、光源制御部
1はずれ信号8がゼロになるように光源2の波長を制御
する。
ところで、光源2として半導体レーザを用いた場合、前
記のようにその動作輝度あるいは動作電流によって出力
光の波長が変化し、これによって1次回折光の出射方向
が変り、前記の直線上の走査が保たれな(なる。一方、
0次透過光の出射方向はこの波長変動の影響を受けない
。すなわち、光ビーム3の光軸上に波長変動検出のため
の手段を固定して設けておくことによって常時光ビーム
3の波長変動を監視することができるのである。
また、該波長変動検出のための手段は光ビーム3の光路
上のいずれかにあればよく、従来の方式におりるように
走査線上に、しかも波長変動にともなう入射位置変動に
対処可能な大きさの検出手段を設ける必要がなくなるた
めに、装置内に該手段を設けるためのスペースを選ぶ自
由度が高くなり、装置の小型化に対する障害となるおそ
れがない。
第2図は前記波長変動検出部7の構成の一例であって、
0次透過光6は、例えばハーフミラ−のようなビームス
プリンタ10によって2つの光ビームに分離され、異な
る分光透過率分布を有する2つのフィルタ11および1
2をそれぞれ透過し、光センサ13および14にそれぞ
れ入射する。フィルタ11および12の分光透過率分布
は第3図に示すように、光源2の出力光の基準波長をλ
Oとして、フィルタ11の透過率の極大は該λOより短
い波長/!1に、一方、フィルタ12の透過率の極大は
該λOより長第3図には波長λ0におけるフィルタ11
および12の透過率が等しい、すなわち両フィルタの透
過率分布曲線が波長λ0において交差している例を示し
であるが、両フィルタの透過率分布曲線が交差する波長
が該λ0と異なる場合には、例えば光センサ13および
14の感度を調整することによって、フィルタ11と光
センサ13およびフィルタ12と光センサ14から成る
それぞれの組合せにおける総合的分光感度分布曲線が波
長λ0で交差するようにすればよい。
いま、光源2の出力光の波長が基準波長λ0からΔλ 
(但しλ1−λ0≦Δλ≦λ2−λ0)の変動を生じた
場合、光セン号13および14の出力、すなわち前記ず
れ信号8が制御信号発生部9に人力して比較され、例え
ば光センサ13の出力が光センサ14の出力より大きい
ことから、該出力光波長が基準波長λ0より短波長側に
ずれていると判定された場合には、光源制御部1は光源
2の出力光波長を長波長側に変化させるように、該光源
2の動作電流を増加させるか、あるいは光源2の動作温
度を上昇させるように恒温槽(図示省略)を制御し、一
方、光センサ13の出力が光センサ14の出力より小さ
いことから、光源2の出力光波長が基準波長λ0より長
波長側にずれていると判定された場合には、上記とは逆
に光源2の動作電流を減少させるか、あるいは光源2の
動作温度を低下するように恒温槽(図示省略)を制御す
る。いずれの場合においても、光センサ13および14
の出力が等しくなった点で制御完了と判定される。
第4図は前記波長変動検出部7の構成の他の例であって
、0次透過光6は第二の偏向素子15に入射される。該
第二の偏向素子15は偏向角が波長依存性を有するもの
ならばとくに限定を要せず、例えばボログラムでもよく
、また通常の回折格子でもよ(、その信置分散能ガラス
を用いたプリズムでもよい。
第二の偏向素子15によって0次透過光6は偏向され(
図上の17)、例えばCODを用いた位置検出装置16
に入射され、その入射位置によって第二の偏向素子15
による偏向角の変化が検出される。すなわち、該偏向角
の変化は光源2の出力光波長変動に起因するものであり
、0次透過光6が前記基準波長λOである場合の位置検
出装置16における入射位置を基準として、該基準位置
に対するずれ方向から波長の変動方向が分り、該入射位
置を該基準位置に引き戻すように制御が行われる。すな
わち位置検出装置16の出力信号は前記制御信号発生部
9(第1図参照、以下同様)に入力し、該制御信号発生
部9は光源制御部1に対して制御信号を送出し、該制御
信号にしたがって光源制御部lは光源2の動作電流ある
いは動作温度を制御する。
通常、光源2に対する動作電流による出力光波長制御の
応答速度は0.1m5ec程度であり、これに対して光
ビームの一走査周期は、例えば1.0m5ec程度であ
るので、上記のような波長制御は光ビームの一走査周期
内でも充分実施可能である。すなわち、本発明の方式に
おけるように、0次透過光を用いることにより常時光ビ
ームの波長変動を検出可能とすることの最大の意義がこ
こに存在するのであって、レーザプリンタ等において要
求される極めて高精度かつ安定した光ビーム走査が実現
可能となる。
波長制御の応答速度が比較的低くてよい用途に対しては
、上記実施例で述べたような光源2の動作温度を制御す
る方式が適用可能であり、この方式においても、波長変
動検出部7を従来方式のように光ビーム走査線上に配置
する必要をなくすことにより、実質的に余分のスペース
を設ける必要性を排除し、その結果、装置の小型化を可
能とする明確な利点が提供されるのである。
なお、本発明の主旨は半導体レーザ以外の光源を用いた
場合の該光源における波長変動の制御に対して、また光
ビーム走査装置以外の光学装置で回折型偏向素子を用い
る装置に対して、上記実施例と同様に適用可能であるこ
とは明らかである。
(g)発明の効果 本発明によれば、回折型の偏向素子を用いた光ビーム走
査装置において、装置に余分のスペースを設けることな
く光源の波長変動を制御可能とし、また光源の波長変動
に対し高速応答の制御を可能とし、例えばレーザプリン
タに好適な高精度・高安定度の光ビーム走査を提供可能
とする効果がある。
【図面の簡単な説明】 第1図から第4図は本発明に係る光ビーム走査装置にお
ける波長制御方式の実施例を示す図であって、第1図は
その機能ブロック図、第2図および第3図はそれぞれ波
長変動検出部の構成およびそこで用いるフィルタの分光
透過率特性の例を示す図、第4図は波長変動検出部の他
の構成例を示す図である。 図において、1は光源制御部、2は光源、3は光ビーム
、4は偏向素子、5は1次回折光、6は0次透過光、7
は波長変動検出部、8はずれ信号、9は制御信号発生部
、10はビームスプリンタ、11および12はフィルタ
、13および14は光センサ、15は第二の偏向素子、
16は位置検出装置、17は偏向光である。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)回折型偏向素子を用いた光ビーム走査装置におい
    て、該偏向素子の(l透過光の波長変動を検出する手段
    を設け、該変動量がゼロとなるように光源駆動条件を制
    御することを特徴とする光ビーム走査装置における波長
    制御方式。
  2. (2)それぞれの透過率の極大が基準波長を中心として
    その両側に位置する2つのフィルタを該0次回折光の光
    路上に設け、該2つのフィルタを透過した該0次回折光
    をそれぞれに対応する光検知で検出し、該検知器出力が
    等しくなるように光源駆動条件を制御することを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の光ビーム走査装置にお
    ける波長制御方式。
  3. (3)第二の偏向素子を該0次透過光の光路上に設け、
    該0次透過光の該第二の偏向素子による偏向方向の基準
    方向に対するずれがゼロとなるように光源駆動条件を制
    御することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の光
    ビーム走査装置における波長制御方式。
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