JPWO2006129757A1 - 半導体レーザ励起固体レーザ制御装置、及びこれを備えた半導体レーザ励起固体レーザ装置、並びにこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

本発明に係る半導体レーザ励起固体レーザ制御装置１Ａは、半導体レーザ励起固体レーザ２の出力光ＬＯの光量を安定化させるための制御装置であって、半導体レーザ励起固体レーザ２から出射したレーザ光を出力光ＬＯと制御光ＬＣとに分岐するためのビームスプリッタ１１Ａと、ビームスプリッタ１１Ａによって分岐された制御光ＬＣの光量を検出する受光素子１２と、受光素子１２によって検出される光量が一定となるように、半導体レーザ励起固体レーザ２から出射するレーザ光の光量を制御する制御手段１３とを備えている。ビームスプリッタ１１Ａは、透過率及び反射率が前記レーザ光の偏光特性に依存しないことを特徴とする。

Description

本発明は、半導体レーザ励起固体レーザの出力光の光量を安定化させるための制御装置、及びこれを備えた半導体レーザ励起固体レーザ装置、並びにこれを備えた画像形成装置に関する。

近年、固体レーザの励起光源として半導体レーザを用いる半導体レーザ励起固体レーザが注目されている。特に、緑色（波長５３２ｎｍ）のレーザ光を出射する半導体レーザ励起固体レーザは、緑色のレーザ光を出射する半導体レーザが実現されていないということもあって、半導体レーザの代替光源として期待されている。

緑色のレーザ光を出射する半導体レーザ励起固体レーザは、緑色の比視感度が極めて高いことを利用して、計測機器、赤外線レーザのガイド光、位置決めのためのマーキング等の各種用途に用いられている。また、近年では、カラープロジェクタやカラープロジェクションテレビ等の各種画像形成装置の緑色光源として使用することも期待されている。

上記緑色のレーザ光を出射する半導体レーザ励起固体レーザのみならず、各種波長のレーザ光を出射する半導体レーザ励起固体レーザは、如何なる用途であっても、一般的にその出力光の光量が安定していることが望ましい。特に、上記のような画像形成装置の光源として半導体レーザ励起固体レーザを用いる場合には、出力光の光量が画像形成装置の色再現性等に直接影響を及ぼすため、安定化させることが強く求められる。

このため、例えば、日本国特開平１０−９３１６６号公報には、半導体レーザ励起固体レーザから出射したレーザ光をビームスプリッタで出力光と制御光とに分岐し、受光素子で検出した制御光の光量に応じて（検出光量が一定となるように）半導体レーザ励起固体レーザから出射するレーザ光の光量を制御する（半導体レーザの駆動電流を制御する）ことによって、前記出力光の光量を安定化させる技術が提案されている。

しかしながら、上記公報に記載の技術を適用したとしても、温度変化等の環境変化を伴う場合には、半導体レーザ励起固体レーザの出力光の光量が十分には安定化されないという現象が生じる。このため、出力光の光量を十分に安定化させる現実的手段として、適宜の温度コントローラを用いて、半導体レーザ励起固体レーザの温度を一定に保つ必要があり、これに伴って装置全体の大型化やコストの高騰を招くため、実用的ではないという問題があった。

本発明は、斯かる従来技術の問題を解決するべくなされたものであり、温度変化等の環境変化を伴う場合であっても、半導体レーザ励起固体レーザの出力光の光量を安定化させることができる半導体レーザ励起固体レーザ制御装置、及びこれを備えた半導体レーザ励起固体レーザ装置、並びにこれを備えた画像形成装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するべく、本発明の発明者らは鋭意検討した結果、温度変化等の環境変化を伴う場合に半導体レーザ励起固体レーザの出力光（ビームスプリッタで分岐した出力光）の光量が不安定になるのは、（１）温度変化等の環境変化に伴って、半導体レーザ励起固体レーザから出射するレーザ光の偏光特性が変化すること、（２）一般的に用いられるビームスプリッタは、入射光の偏光特性に応じて、その透過率や反射率が変化すること、が主要因であることを見出した。

換言すれば、温度変化等の環境変化に伴って、半導体レーザ励起固体レーザから出射するレーザ光の偏光特性が変化すれば、一般的なビームスプリッタで分岐される出力光（例えば、ビームスプリッタを透過する光）と制御光（例えば、ビームスプリッタで反射する光）との光量比が変化するため、たとえ制御光の光量が一定となるように半導体レーザ励起固体レーザから出射するレーザ光の光量を制御したとしても、出力光は安定化しないことを見出した。

従って、半導体レーザ励起固体レーザから出射するレーザ光の偏光特性が変化したとしても、出力光と制御光との光量比が変化しない手段を発案すれば、上記課題を解決し得ることに想到し、さらに鋭意検討した結果、本発明を完成したものである。

すなわち、前記課題を解決するべく、本発明は、半導体レーザ励起固体レーザの出力光の光量を安定化させるための制御装置であって、半導体レーザ励起固体レーザから出射したレーザ光を出力光と制御光とに分岐するためのビームスプリッタと、前記ビームスプリッタによって分岐された制御光の光量を検出する受光素子と、前記受光素子によって検出される光量が一定となるように、前記半導体レーザ励起固体レーザから出射するレーザ光の光量を制御する制御手段とを備え、前記ビームスプリッタは、透過率及び反射率が前記レーザ光の偏光特性に依存しないことを特徴とする半導体レーザ励起固体レーザ制御装置を提供するものである。

なお、本発明において、「透過率及び反射率が前記レーザ光の偏光特性に依存しない」とは、半導体レーザ励起固体レーザから出射するレーザ光と同じ波長の光をその偏光方向を種々変更してビームスプリッタに入射した場合において、得られる最大透過率に対する最小透過率の比が０．８以上（好ましくは０．９５以上）、最大反射率に対する最小反射率の比が０．８以上（好ましくは０．９５以上）であることを意味する。

斯かる発明によれば、半導体レーザ励起固体レーザから出射したレーザ光を出力光と制御光とに分岐するためのビームスプリッタとして、透過率及び反射率が前記レーザ光の偏光特性に依存しないものを用いる構成とされる。従って、たとえ温度変化等によって半導体レーザ励起固体レーザから出射するレーザ光（すなわち、ビームスプリッタに入射するレーザ光）の偏光特性が変化したとしても、透過率及び反射率が偏光特性に依存しないため、出力光（例えば、ビームスプリッタを透過する光）と制御光（例えば、ビームスプリッタで反射する光）との光量比は略一定となる。よって、受光素子によって検出される制御光の光量が一定となるように、制御手段によって半導体レーザ励起固体レーザから出射するレーザ光の光量を制御すれば、制御光に対して略一定の光量比となる出力光の光量も略一定に安定化させることが可能である。

また、本発明によれば、従来提案されている制御装置を構成する一般的なビームスプリッタを、透過率及び反射率がレーザ光の偏光特性に依存しないビームスプリッタに置き換えるだけで良く、その他の光学デバイスを必要としない。従って、制御装置を従来と同等に小型化できると共に、半導体レーザ励起固体レーザとビームスプリッタとの間のスペースを小さくすることが可能であるため、光軸調整が容易であるという利点も有する。

また、前記課題を解決するべく、本発明は、半導体レーザ励起固体レーザの出力光の光量を安定化させるための制御装置であって、半導体レーザ励起固体レーザから出射したレーザ光から直線偏光を取り出すための直線偏光子と、前記直線偏光子を透過した光を出力光と制御光とに分岐するためのビームスプリッタと、前記ビームスプリッタによって分岐された制御光の光量を検出する受光素子と、前記受光素子によって検出される光量が一定となるように、前記半導体レーザ励起固体レーザから出射するレーザ光の光量を制御する制御手段とを備えることを特徴とする半導体レーザ励起固体レーザ制御装置としても提供される。

斯かる発明によれば、半導体レーザ励起固体レーザから出射したレーザ光から直線偏光を取り出すための直線偏光子を備え、該直線偏光子を透過した光をビームスプリッタで出力光と制御光とに分岐する構成とされる。従って、たとえ温度変化等によって半導体レーザ励起固体レーザから出射するレーザ光の偏光特性が変化したとしても、ビームスプリッタに入射する光は直線偏光子を透過した一定の偏光方向を有する光であり、ビームスプリッタの透過率及び反射率は前記一定の偏光方向を有する光に対して一定であることから、出力光（例えば、ビームスプリッタを透過する光）と制御光（例えば、ビームスプリッタで反射する光）との光量比は略一定となる。よって、受光素子によって検出される制御光の光量が一定となるように、制御手段によって半導体レーザ励起固体レーザから出射するレーザ光の光量を制御すれば、制御光に対して略一定の光量比となる出力光の光量も略一定に安定化させることが可能である。

また、本発明によれば、従来提案されている制御装置を構成する一般的なビームスプリッタを用いることができるため、制御装置の製造コストの上昇を抑制できるという利点も有する。

なお、本発明において、半導体レーザ励起固体レーザから出射したレーザ光から直線偏光子によって直線偏光を取り出した後は、適宜の位相差板を介して前記直線偏光を円偏光や楕円偏光に変換してビームスプリッタに入射させても、上記と同様の作用効果を奏する。

さらに、前記課題を解決するべく、本発明は、半導体レーザ励起固体レーザの出力光の光量を安定化させるための制御装置であって、半導体レーザ励起固体レーザから出射したレーザ光を第１の光と第２の光とに分岐するためのビームスプリッタと、前記ビームスプリッタによって分岐された第１の光から直線偏光を取り出して制御光とするための第１の直線偏光子と、前記ビームスプリッタによって分岐された第２の光から直線偏光を取り出して出力光とするための第２の直線偏光子と、前記第１の直線偏光子を透過した制御光の光量を検出する受光素子と、前記受光素子によって検出される光量が一定となるように、前記半導体レーザ励起固体レーザから出射するレーザ光の光量を制御する制御手段とを備え、前記第１の直線偏光子の偏光方向（透過軸の方向）と、前記第２の直線偏光子の偏光方向（透過軸の方向）とが互いに同一であることを特徴とする半導体レーザ励起固体レーザ制御装置としても提供される。

斯かる発明によれば、半導体レーザ励起固体レーザから出射したレーザ光をビームスプリッタで第１の光と第２の光とに分岐した後、第１の光から第１の直線偏光子によって、第２の光から第２の直線偏光子によって、それぞれ偏光方向が互いに同一の光を取り出し、それぞれ制御光及び出力光とする構成とされる。従って、たとえ温度変化等によって半導体レーザ励起固体レーザから出射するレーザ光の偏光特性が変化したとしても、出力光（例えば、ビームスプリッタを透過した後、第２の直線偏光子を透過する光）と制御光（例えば、ビームスプリッタで反射した後、第１の直線偏光子を透過する光）とは、互いに同一の偏光方向を有する光であり、ビームスプリッタの透過率及び反射率は前記同一の偏光方向を有する光に対して一定であることから、出力光と制御光との光量比は略一定となる。よって、受光素子によって検出される制御光の光量が一定となるように、制御手段によって半導体レーザ励起固体レーザから出射するレーザ光の光量を制御すれば、制御光に対して略一定の光量比となる出力光の光量も略一定に安定化させることが可能である。

また、本発明によれば、従来提案されている制御装置を構成する一般的なビームスプリッタを用いることができるため、制御装置の製造コストの上昇を抑制できるという利点も有する。さらに、半導体レーザ励起固体レーザとビームスプリッタとの間に光学デバイスを配置する必要がなく、そのスペースを小さくすることが可能であるため、光軸調整が容易であるという利点も有する。

なお、本発明において、第１の光から第１の直線偏光子によって直線偏光を取り出した後、並びに、第２の光から第２の直線偏光子によって直線偏光を取り出した後は、それぞれ適宜の位相差板を介して直線偏光を円偏光や楕円偏光に変換しても、上記と同様の作用効果を奏する。

また、本発明は、上記の何れかの半導体レーザ励起固体レーザ制御装置と、半導体レーザ励起固体レーザとを備えることを特徴とする半導体レーザ励起固体レーザ装置としても提供される。

さらに、本発明は、前記半導体レーザ励起固体レーザ装置を備えることを特徴とする画像形成装置としても提供される。

以上に説明したように、本発明によれば、温度変化等によって半導体レーザ励起固体レーザから出射するレーザ光の偏光特性が変化したとしても、出力光と制御光との光量比を略一定とすることができる。従って、受光素子によって検出される制御光の光量が一定となるように、制御手段によって半導体レーザ励起固体レーザから出射するレーザ光の光量を制御すれば、制御光に対して略一定の光量比となる出力光の光量も略一定に安定化させることが可能である。

図１は、本発明の第１実施形態に係る半導体レーザ励起固体レーザ装置の概略構成を示すブロック図である。 図２は、本発明の第２実施形態に係る半導体レーザ励起固体レーザ装置の概略構成を示すブロック図である。 図３は、本発明の第３実施形態に係る半導体レーザ励起固体レーザ装置の概略構成を示すブロック図である。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。

＜第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る半導体レーザ励起固体レーザ装置の概略構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係る半導体レーザ励起固体レーザ装置１００Ａは、半導体レーザ励起固体レーザ制御装置１Ａと、半導体レーザ励起固体レーザ２とを備えている。半導体レーザ励起固体レーザ制御装置１Ａは、半導体レーザ励起固体レーザ２から出射したレーザ光を出力光ＬＯと制御光ＬＣとに分岐するためのビームスプリッタ１１Ａと、ビームスプリッタ１１Ａによって分岐された制御光ＬＣの光量を検出する受光素子１２と、受光素子１２によって検出される光量が一定となるように、半導体レーザ励起固体レーザ２から出射するレーザ光の光量を制御する制御手段１３とを備えている。

本実施形態に係るビームスプリッタ１１Ａは、透過率及び反射率が前記レーザ光の偏光特性に依存しないものとされている。具体的には、半導体レーザ励起固体レーザ２から出射するレーザ光と同じ波長の光をその偏光方向を種々変更してビームスプリッタ１１Ａに入射した場合において、得られる最大透過率に対する最小透過率の比が０．８以上、最大反射率に対する最小反射率の比が０．８以上とされている。なお、これらの比をどのような値に設定するかによって、出力光ＬＯの光量の安定性は変化する。従って、上記比の具体的な数値は、半導体レーザ励起固体レーザ装置１００Ａの各種用途に応じて必要とされる安定性に応じて、適宜設定すれば良い。このようなビームスプリッタ１１Ａは、一般的に無偏光ビームスプリッタとして知られており、その反射・透過面１１１に２種類以上、２層以上の光学薄膜を積層し、該積層膜でのＳ偏光とＰ偏光の透過率・反射率が互いに同等となるように、各層の膜厚を適宜設計することによって作製可能である。

上記のように、本実施形態に係るビームスプリッタ１１Ａは、透過率及び反射率が前記レーザ光の偏光特性に依存しないものであるため、たとえ温度変化等によって半導体レーザ励起固体レーザ２から出射するレーザ光の偏光特性が変化したとしても、出力光ＬＯ（本実施形態では、ビームスプリッタ１１Ａを透過する光）と制御光ＬＣ（本実施形態では、ビームスプリッタ１１Ａで反射する光）との光量比は略一定となる。

受光素子１２は、前記レーザ光と同じ波長の光に対して感度を有し、光電変換機能を奏するものであれば、特にその種類は限定されないが、例えばフォトダイオードが好適に用いられる。

制御手段１３は、前述のように、受光素子１２によって検出される光量が一定となるように、半導体レーザ励起固体レーザ２から出射するレーザ光の光量を制御する。より具体的に説明すれば、制御手段１３は、受光素子１２からの出力信号（受光素子１２で検出した光量の大小に応じた電気信号）と所定の基準信号とを比較し、出力信号が基準信号よりも小さい場合には、半導体レーザ励起固体レーザ２を構成する半導体レーザに通電する電流値を増加させる。これにより、半導体レーザ励起固体レーザ２から出射するレーザ光の光量が増加し、これに伴って出力光ＬＯ及び制御光ＬＣの光量も増加することになる。一方、受光素子１２からの出力信号が基準信号よりも大きい場合には、制御手段１３は、前記半導体レーザに通電する電流値を減少させる。これにより、半導体レーザ励起固体レーザ２から出射するレーザ光の光量が減少し、これに伴って出力光ＬＯ及び制御光ＬＣの光量も減少することになる。

以上のようにして、制御手段１３は、受光素子１２からの出力信号と基準信号とが同等の大きさとなるように（つまり、受光素子１２によって検出される制御光ＬＣの光量が一定となるように）、半導体レーザ励起固体レーザ２から出射するレーザ光の光量を制御（半導体レーザに通電する電流値を制御）するため、前述のように、制御光ＬＣに対して略一定の光量比となる出力光ＬＯの光量も略一定に安定化させることが可能である。

＜第２実施形態＞
図２は、本発明の第２実施形態に係る半導体レーザ励起固体レーザ装置の概略構成を示すブロック図である。なお、図２において、図１に示す第１実施形態と実質的に同じ構成、機能を有する要素には同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。図２に示すように、本実施形態に係る半導体レーザ励起固体レーザ装置１００Ｂは、半導体レーザ励起固体レーザ制御装置１Ｂと、半導体レーザ励起固体レーザ２とを備えている。半導体レーザ励起固体レーザ制御装置１Ｂは、半導体レーザ励起固体レーザ２から出射したレーザ光から直線偏光を取り出すための直線偏光子１４と、直線偏光子１４を透過した光を出力光ＬＯと制御光ＬＣとに分岐するためのビームスプリッタ１１と、ビームスプリッタ１１によって分岐された制御光ＬＣの光量を検出する受光素子１２と、受光素子１２によって検出される光量が一定となるように、半導体レーザ励起固体レーザ２から出射するレーザ光の光量を制御する制御手段１３とを備えている。

本実施形態に係るビームスプリッタ１１は、第１実施形態に係るビームスプリッタ１１Ａと異なり、透過率及び反射率が前記レーザ光の偏光特性に依存しないものである必要はなく、一般的なビームスプリッタを用いることが可能である。

直線偏光子１４は、前記レーザ光と同じ波長の光から直線偏光を取り出すことができる限りにおいて、特にその種類は限定されない。なお、直線偏光子１４によって直線偏光を取り出した後は、適宜の位相差板を介して前記直線偏光を円偏光や楕円偏光に変換してビームスプリッタ１１に入射させても良い。換言すれば、最も半導体レーザ励起固体レーザ２側に直線偏光子１４を配置する構成である限り、直線偏光子１４単体に代えて、直線偏光子１４と位相差板とを積層した円偏光板や楕円偏光板を用いることも可能である。

以上に説明したように、本実施形態に係る半導体レーザ励起固体レーザ制御装置１Ｂは、半導体レーザ励起固体レーザ２から出射したレーザ光から直線偏光を取り出すための直線偏光子１４を備え、直線偏光子１４を透過した光をビームスプリッタで出力光ＬＯと制御光ＬＣとに分岐する構成である。従って、たとえ温度変化等によって半導体レーザ励起固体レーザ２から出射するレーザ光の偏光特性が変化したとしても、ビームスプリッタ１１に入射する光は直線偏光子１４を透過した一定の偏光方向を有する光であり、ビームスプリッタ１１の透過率及び反射率は前記一定の偏光方向を有する光に対して一定であることから、出力光ＬＯと制御光ＬＣとの光量比は略一定となる。よって、受光素子１２によって検出される制御光ＬＣの光量が一定となるように、制御手段１３によって半導体レーザ励起固体レーザ２から出射するレーザ光の光量を制御すれば、制御光ＬＣに対して略一定の光量比となる出力光ＬＯの光量も略一定に安定化させることが可能である。

＜第３実施形態＞
図３は、本発明の第３実施形態に係る半導体レーザ励起固体レーザ装置の概略構成を示すブロック図である。なお、図３において、図１に示す第１実施形態や図２に示す第２実施形態と実質的に同じ構成、機能を有する要素には同じ参照符号を付し、その詳細な説明は省略する。図３に示すように、本実施形態に係る半導体レーザ励起固体レーザ装置１００Ｃは、半導体レーザ励起固体レーザ２から出射したレーザ光を第１の光ＬＣ’と第２の光ＬＯ’とに分岐するためのビームスプリッタ１１と、ビームスプリッタ１１によって分岐された第１の光ＬＣ’から直線偏光を取り出して制御光ＬＣとするための第１の直線偏光子１４Ａと、ビームスプリッタ１１によって分岐された第２の光ＬＯ’から直線偏光を取り出して出力光ＬＯとするための第２の直線偏光子１４Ｂと、第１の直線偏光子１４Ａを透過した制御光ＬＣの光量を検出する受光素子１２と、受光素子１２によって検出される光量が一定となるように、半導体レーザ励起固体レーザ２から出射するレーザ光の光量を制御する制御手段１３とを備えている。

第１の直線偏光子１４Ａ及び第２の直線偏光子１４Ｂは、前記レーザ光と同じ波長の光から直線偏光を取り出すことができる限りにおいて、特にその種類は限定されない。ただし、第１の直線偏光子１４Ａの偏光方向（透過軸の方向）と、第２の直線偏光子１４Ｂの偏光方向（透過軸の方向）とが互いに同一となるように配置している。なお、第１及び第２の直線偏光子１４Ａ、１４Ｂによって直線偏光を取り出した後は、適宜の位相差板を介して前記直線偏光を円偏光や楕円偏光に変換しても良い。換言すれば、最もビームスプリッタ１１側に第１の直線偏光子１４Ａを配置する構成である限り、第１の直線偏光子１４Ａ単体に代えて、第１の直線偏光子１４Ａと位相差板とを積層した円偏光板や楕円偏光板を用いることも可能である。第２の直線偏光子１４Ｂについても同様である。

以上に説明したように、本実施形態に係る半導体レーザ励起固体レーザ制御装置１Ｃは、半導体レーザ励起固体レーザ２から出射したレーザ光をビームスプリッタ１１で第１の光ＬＣ’と第２の光ＬＯ’とに分岐した後、第１の光ＬＣ’から第１の直線偏光子１４Ａによって、第２の光ＬＯ’から第２の直線偏光子１４Ｂによって、それぞれ偏光方向が互いに同一の光を取り出し、それぞれ制御光ＬＣ及び出力光ＬＯとする構成である。従って、たとえ温度変化等によって半導体レーザ励起固体レーザ２から出射するレーザ光の偏光特性が変化したとしても、出力光ＬＯと制御光ＬＣとは、互いに同一の偏光方向を有する光であり、ビームスプリッタ１１の透過率及び反射率は前記同一の偏光方向を有する光に対して一定であることから、出力光ＬＯと制御光ＬＣとの光量比は略一定となる。よって、受光素子１２によって検出される制御光ＬＣの光量が一定となるように、制御手段１３によって半導体レーザ励起固体レーザ２から出射するレーザ光の光量を制御すれば、制御光ＬＣに対して略一定の光量比となる出力光ＬＯの光量も略一定に安定化させることが可能である。

なお、以上に説明した第１〜第３実施形態においては、ビームスプリッタ１１Ａ、１１で反射する光を制御光ＬＣとし、ビームスプリッタ１１Ａ、１１を透過する光を出力光ＬＯとする構成について説明したが、本発明はこれに限るものではなく、逆にビームスプリッタ１１Ａ、１１を透過する光を制御光ＬＣとし、ビームスプリッタ１１Ａ、１１で反射する光を出力光ＬＯとする構成を採用することも可能である。

以下、実施例及び比較例を示すことにより、本発明の特徴をより一層明らかにする。

＜実施例１＞
図１に概略構成を示す半導体レーザ励起固体レーザ制御装置１Ａを用いて、半導体レーザ励起固体レーザ２の出力光の光量を安定化させる試験を行った。

半導体レーザ励起固体レーザ２としては、ネオジウム（Ｎｄ）がドープされた固体レーザ媒質であるＹＶＯ_４結晶（Ｎｄ：ＹＶＯ_４結晶）を半導体レーザ（波長８０８ｎｍ）で励起し、これにより得られた光を非線形光学結晶を用いて高調波に変換し、緑色（波長５３２ｎｍ）のレーザ光として出射するものを用いた。

ビームスプリッタ１１Ａとしては、厚み０．５ｍｍの白板フロートガラスを基材とし、その表面に５層構成の誘電体多層膜を蒸着法で成膜したものを用いた。そして、基材面の法線方向と半導体レーザ励起固体レーザ２の光軸（レーザ光の出射方向）との成す角度が略４５°となるように、ビームスプリッタ１１Ａを配置した。誘電体多層膜の各層の膜厚は、上記配置条件において、波長５３２ｎｍでのＳ偏光とＰ偏光の透過率・反射率が互いに同等となるように設計した。実際に得られたビームスプリッタ１１Ａは、波長５３２ｎｍでの平均（各種偏光方向の光を透過させたときの平均）透過率が５０％で、最小透過率／最大透過率＝０．９８であった。また、波長５３２ｎｍでの平均（各種偏光方向の光を反射させたときの平均）反射率が５０％で、最小反射率／最大反射率＝０．９８であった。

そして、雰囲気温度を１５℃〜３５℃に変化させた場合の出力光ＬＯの光量の変化を評価した。

＜実施例２＞
図２に概略構成を示す半導体レーザ励起固体レーザ制御装置１Ｂを用いて、半導体レーザ励起固体レーザ２の出力光の光量を安定化させる試験を行った。

半導体レーザ励起固体レーザ２は、実施例１と同じものを用いた。また、ビームスプリッタ１１としては、下記仕様の一般的なビームスプリッタを用いた。
・波長５３２ｎｍでのＰ偏光の透過率５３％、反射率４７％
・波長５３２ｎｍでのＳ偏光の透過率７６％、反射率２４％
・裏面ＡＲコート付

直線偏光子（直線偏光板）１４としては、波長５３２ｎｍでの単体透過率３０％、消光比１０：１のものを用いた。

そして、実施例１と同様に、雰囲気温度を１５℃〜３５℃に変化させた場合の出力光ＬＯの光量の変化を評価した。

＜実施例３＞
図３に概略構成を示す半導体レーザ励起固体レーザ制御装置１Ｃを用いて、半導体レーザ励起固体レーザ２の出力光の光量を安定化させる試験を行った。

半導体レーザ励起固体レーザ２及びビームスプリッタ１１は、実施例１と同じものを用いた。第１及び第２の直線偏光子（直線偏光板）１４Ａ、１４Ｂは、実施例２の直線偏光子１４と同じものを用いた。そして、第１の直線偏光子１４Ａの偏光方向（透過軸の方向）と、第２の直線偏光子１４Ｂの偏光方向（透過軸の方向）とが互いに同一となるように配置した。

そして、実施例１、２と同様に、雰囲気温度を１５℃〜３５℃に変化させた場合の出力光ＬＯの光量の変化を評価した。

＜実施例４＞
一般的なビームスプリッタ１１の代わりに、実施例１のビームスプリッタ１１Ａを用いた点を除き、実施例２に準じた試験を行った。

＜実施例５＞
一般的なビームスプリッタ１１の代わりに、実施例１のビームスプリッタ１１Ａを用いた点を除き、実施例３に準じた試験を行った。

＜比較例＞
ビームスプリッタ１１Ａの代わりに、実施例２、３の一般的なビームスプリッタ１１を用いた点を除き、実施例１に準じた試験を行った。

＜評価結果＞
表１に、実施例１〜５及び比較例について、雰囲気温度を１５℃〜３５℃に変化させて測定した出力光ＬＯの光量の最大値、最小値、最大値／最小値を示す。

表１に示すように、実施例１〜５のいずれについても、比較例に対して出力光ＬＯの光量を大幅に安定化できることが分かった。

【０００３】
を解決し得ることに想到し、さらに鋭意検討した結果、本発明を完成したものである。
［００１１］
すなわち、前記課題を解決するべく、本発明は、半導体レーザ励起固体レーザの出力光の光量を安定化させるための制御装置であって、半導体レーザ励起固体レーザから出射したレーザ光を出力光と制御光とに分岐するためのビームスプリッタと、前記ビームスプリッタによって分岐された制御光の光量を検出する受光素子と、前記受光素子によって検出される光量が一定となるように、前記半導体レーザ励起固体レーザから出射するレーザ光の光量を制御する制御手段とを備え、前記ビームスプリッタは、前記半導体レーザ励起固体レーザから出射するレーザ光の偏光特性が変化したとしても出力光と制御光との光量比が略一定となるように、その透過率及び反射率が前記レーザ光の偏光特性に依存しない無偏光ビームスプリッタとされていることを特徴とする半導体レーザ励起固体レーザ制御装置を提供するものである。
［００１２］
なお、本発明において、「透過率及び反射率が前記レーザ光の偏光特性に依存しない」とは、半導体レーザ励起固体レーザから出射するレーザ光と同じ波長の光をその偏光方向を種々変更してビームスプリッタに入射した場合において、得られる最大透過率に対する最小透過率の比が０．８以上（好ましくは０．９５以上）、最大反射率に対する最小反射率の比が０．８以上（好ましくは０．９５以上）であることを意味する。
［００１３］
斯かる発明によれば、半導体レーザ励起固体レーザから出射したレーザ光を出力光と制御光とに分岐するためのビームスプリッタとして、透過率及び反射率が前記レーザ光の偏光特性に依存しないものを用いる構成とされる。従って、たとえ温度変化等によって半導体レーザ励起固体レーザから出射するレーザ光（すなわち、ビームスプリッタに入射するレーザ光）の偏光特性が変化したとしても、透過率及び反射率が偏光特性に依存しないため、出力光（例えば、ビームスプリッタを透過する光）と制御光（例えば、ビームスプリッタで反射する光）との光量比は略一定となる。よって、受光素子によって検出される制御光の光量が一定となるように、制御手段によって半導体レーザ励起固体レーザから出射するレーザ光の光量を制御すれば、制御光に対して略一定の光量比となる出力光の光量も略一定に安定化させることが可能である。
［００１４］
また、本発明によれば、従来提案されている制御装置を構成する一般的なビームスプリッタを、透過率及び反射率がレーザ光の偏光特性に依存しない無偏光ビームスプリッタに置き換えるだけで良く、その他の光学デバイスを必要としない。従って、制御装置を従来と同等に小型化できると共に、半導体レーザ励起固体レーザとビームスプリッ

Claims (5)

1. 半導体レーザ励起固体レーザの出力光の光量を安定化させるための制御装置であって、
   半導体レーザ励起固体レーザから出射したレーザ光を出力光と制御光とに分岐するためのビームスプリッタと、
   前記ビームスプリッタによって分岐された制御光の光量を検出する受光素子と、
   前記受光素子によって検出される光量が一定となるように、前記半導体レーザ励起固体レーザから出射するレーザ光の光量を制御する制御手段とを備え、
   前記ビームスプリッタは、透過率及び反射率が前記レーザ光の偏光特性に依存しないことを特徴とする半導体レーザ励起固体レーザ制御装置。
2. 半導体レーザ励起固体レーザの出力光の光量を安定化させるための制御装置であって、
   半導体レーザ励起固体レーザから出射したレーザ光から直線偏光を取り出すための直線偏光子と、
   前記直線偏光子を透過した光を出力光と制御光とに分岐するためのビームスプリッタと、
   前記ビームスプリッタによって分岐された制御光の光量を検出する受光素子と、
   前記受光素子によって検出される光量が一定となるように、前記半導体レーザ励起固体レーザから出射するレーザ光の光量を制御する制御手段とを備えることを特徴とする半導体レーザ励起固体レーザ制御装置。
3. 半導体レーザ励起固体レーザの出力光の光量を安定化させるための制御装置であって、
   半導体レーザ励起固体レーザから出射したレーザ光を第１の光と第２の光とに分岐するためのビームスプリッタと、
   前記ビームスプリッタによって分岐された第１の光から直線偏光を取り出して制御光とするための第１の直線偏光子と、
   前記ビームスプリッタによって分岐された第２の光から直線偏光を取り出して出力光とするための第２の直線偏光子と、
   前記第１の直線偏光子を透過した制御光の光量を検出する受光素子と、
   前記受光素子によって検出される光量が一定となるように、前記半導体レーザ励起固体レーザから出射するレーザ光の光量を制御する制御手段とを備え、
   前記第１の直線偏光子の偏光方向と、前記第２の直線偏光子の偏光方向とが互いに同一であることを特徴とする半導体レーザ励起固体レーザ制御装置。
4. 請求項１から３の何れかに記載の半導体レーザ励起固体レーザ制御装置と、
   半導体レーザ励起固体レーザとを備えることを特徴とする半導体レーザ励起固体レーザ装置。
5. 請求項４に記載の半導体レーザ励起固体レーザ装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
   

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