JP2004361742A

JP2004361742A - Laser light source and laser exposure device

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Publication number: JP2004361742A
Application number: JP2003161017A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Ishii; 智之石井; Masakazu Yokoo; 雅一横尾; Kozo Mano; 晃造眞野
Original assignee: Noritsu Koki Co Ltd
Current assignee: Noritsu Koki Co Ltd
Priority date: 2003-06-05
Filing date: 2003-06-05
Publication date: 2004-12-24

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser light source capable of enhancing coupling efficiency of a semiconductor laser element and a wavelength conversion element by preventing dislocation of a connection surface of an optical fiber and the wavelength conversion element and to provide a laser exposure device. <P>SOLUTION: An incident end P1 of the optical fiber 530 is provided near to the semiconductor laser element 511 incorporated in a semiconductor laser device 510 and an emission end P2 of the optical fiber is connected to an incident end P3 of an optical waveguide 521 of an optical waveguide type PPLN (Periodically Poled Lithium Niobate) element 520 formed on the upper surface of a base 540 by using an adhesive 531 for connection. The base 540 has a groove 541 formed in a fixing surface 540b for fixing the optical fiber 530 on the incident end P3 side of the optical waveguide 521 in the direction orthogonal to the optical waveguide 521. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成用に用いられるレーザ光源、及びそのレーザ光源を用いたレーザ露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ディジタルカメラで撮像した画像データやスキャナで読み込んだ画像データ等を用いて感光剤（印画紙）上に画像を形成する写真処理装置が実用化されている。このような写真処理装置に設けられた露光装置では、レーザ光源からのＲ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）のレーザビームの強度を上記画像データを用いて変調し、ポリゴンミラーやｆθレンズなどを用いて、感光材の感光面上をその搬送方向（副走査方向）に直交する方向（主走査方向）にレーザビームを走査させることにより露光をする。
【０００３】
Ｂ色、Ｇ色の可視光を得るためのレーザ光源は、図９に示すように、赤外光を発振する半導体レーザ素子を内蔵する半導体レーザ装置５１０と、半導体レーザ装置５１０から受光した赤外光の波長変換を行い、第２高調波として可視光を出力する光導波路型ＰＰＬＮ素子５２０と、半導体レーザ装置５１０と光導波路型ＰＰＬＮ素子５２０との間に介設され、半導体レーザ素子から射出されたレーザ光を光導波路型ＰＰＬＮ素子５２０に導く光ファイバ５３０とを備えたものが知られている。
【０００４】
光導波路型ＰＰＬＮ素子５２０を支持する基台５４０には、光導波路型ＰＰＬＮ素子５２０に形成された光導波路５２１の長手方向であって、その延長線上に光ファイバ５３０を固定するためのＶ字溝１０００が設けられており、レーザ光源５００の製造過程において光ファイバ５３０をＶ字溝１０００に設置した状態で光ファイバ５３０と光導波路５２１の接続部分に接着剤を塗布することにより、光ファイバ５３０を光導波路５２１に接続する。
【０００５】
このようなレーザ光源５００では、光導波路５２１に入射されたレーザ光の強度の減衰量を抑制し、強度の高い第２高調波を得るために、光ファイバ５３０の接続面と光導波路５２１の接続面がずれないように高精度に位置決めを行い、半導体レーザ素子と光導波路型ＰＰＬＮ素子５２０との結合効率の向上を図る必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光ファイバ径及び光導波路の幅はそれぞれ約５μｍであり、光導波路はＬｉＮｂＯ３結晶に薬液を流して形成するため、幅方向に数１０μｍのずれが生じ、さらに基台にμｍ単位のＶ字溝を設計通りに形成するには高度な位置決め技術が要求されるために、実際には光ファイバ及び光導波路の接着面の位置ずれが生じることなく光ファイバを光導波路型ＰＰＬＮ素子に接続するのは非常に困難であった。そして、光ファイバ及び光導波路の接着面の位置ずれが生じた結果、光導波路に導入される光の強度が低くなり、高効率の波長変換を実現することができず、ハイパワーの可視光を得ることができなかった。さらに、光ファイバを光導波路に接続する際に、接着剤が基台のＶ字溝に流れ込むことにより光ファイバの出射端が押し上げられ、接着位置がずれてしまい、結合効率の低下の原因となっていた。しかも、上述したように基台にＶ字溝を形成するには高度な位置決め技術が要求されるため、製造コスト面での負担がかかるという問題点があった。
【０００７】
ところで、光導波路は、結晶軸の方向との関係からその偏向方向が予め定められており、高効率の波長変換を行うためには、レーザ光の偏波方向が光導波路の偏向方向と一致するように導かなければならない。そのため、従来は光ファイバ内を通過するレーザ光の偏向方向が変化するのを防止するために高価な偏波保持ファイバを使用したり、あるいは、光ファイバの一部を特定方向に曲げ、レーザ光の偏向方向を修正する必要があり、製造工程の複雑化を招くと共に製造コストの負担が大きくなるという問題点があった。
【０００８】
また、従来は半導体レーザ素子と光ファイバの間に介設されるレンズによりレーザ光を光ファイバコアに集光させていたが、レーザ光をレンズを介して光ファイバに集光するためにはある程度距離が必要であり、レーザ光源の小型化の妨げとなっていた。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解消するためになされたものであり、光ファイバによるレーザ光の電送効率を向上させることにより、半導体レーザ素子と光導波路型ＰＰＬＮ素子の結合効率を向上させ、高効率の波長変換を実現することができると共に装置の小型化及びコストダウンを図ることができるレーザ光源及びレーザ露光装置を提供することが目的である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係るレーザ光源は、半導体レーザ素子と、非線形光学結晶から構成され、前記半導体レーザ素子から発振されたレーザ光の波長変換をする波長変換手段と、前記半導体レーザ素子から発振されたレーザ光を前記波長変換手段に電送するための所定長を有する光ファイバと、前記光ファイバを設置或いは固定する所定領域と前記波長変換手段を固定する固定領域とを有する基台とを備えたレーザ光源であって、前記光ファイバは、出射端が前記波長変換手段の入射端に接続用接着剤で接続されており、前記基台は、前記光ファイバを設置或いは固定する所定領域の一部であって前記波長変換手段の入射端側の部位に凹部が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、光ファイバの出射端を波長変換手段の入射端に接続する際に接続用接着剤の一部が基台側に液だれしても凹部に流れ込むため、光ファイバの円筒部分に接着剤が付着し、光ファイバの出射端が基台に接着する等の接着位置の位置ずれを防止することができる。
【００１２】
本発明の請求項２に係るレーザ光源は、請求項１記載のレーザ光源において、前記基台に形成された凹部は、前記基台に固定された前記光ファイバの長手方向に交差する溝であること特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、光ファイバの出射端を波長変換手段の入射端に接続する際に接続用接着剤の一部が基台側に液だれしても溝に流れ込むため、接続用接着剤の液だれによる光ファイバの出射端の接着位置がずれるのを防止することができる。
【００１４】
本発明の請求項３に係るレーザ光源は、請求項１記載のレーザ光源において、前記光ファイバは、少なくとも長手方向の１箇所または複数箇所で前記基台に固定用接着剤で固定されていることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、固定用接着剤で光ファイバを基台に固定するので、波長変換手段の位置ずれが生じた場合でも、波長変換手段の位置に合わせて光ファイバの位置決めを自由に調整することができ、光ファイバ及び波長変換手段の接着面がずれないように光ファイバを光導波路に高精度に接続することができる。これにより、光ファイバ及び波長変換手段の接着部分の位置ずれによる波長変換手段に入射されるレーザ光の損失を防止し、波長変換手段による高効率の波長変換を実現することができる。
【００１６】
また、高度な位置決め技術が必要で、かつ、コスト面で負担がかかる基台に形成されたＶ字溝の代わりに安価な固定用接着剤を用いて光ファイバを基台に固定するために、製造工程の簡略化及びコストダウンを図ることができる。
【００１７】
しかも、前記光ファイバの長手方向の１箇所または複数箇所を前記基台に固定し、光ファイバの一部を固定しないため、衝撃に強い構造となり、装置の安定性及び製品の長寿命化を図ることができる。
【００１８】
本発明の請求項４に係るレーザ光源は、請求項１記載のレーザ光源において、前記接続用接着剤は、ＵＶ硬化型のエポキシ系接着剤であり、前記接続用接着剤の光透過率が９５％以上であることを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、前記接続用接着剤として光透過率が９５％以上のＵＶ硬化型のエポキシ系接着剤を用いるので、波長変換手段へのレーザ光の入射率を高くすることができ、波長変換手段による高効率の波長変換を実現することができる。
【００２０】
本発明の請求項５に係るレーザ光源は、請求項３記載のレーザ光源において、前記固定用接着剤は、ＵＶ硬化型のアクリル系接着剤であることを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、前記固定用接着剤として安価なＵＶ硬化型のアクリル系接着剤を用いるので、装置のコストダウンを図ることができる。
【００２２】
本発明の請求項６に係るレーザ光源は、請求項１記載のレーザ光源において、前記光ファイバは、全長が２ｃｍ以下であることを特徴とする。
【００２３】
この構成によれば、２ｃｍ以下の光ファイバを用いることでレーザ光の偏光方向を保持し、波長変換手段による高効率の波長変換効率を得ることができると共に装置の小型化及びコストダウンを実現することができる。
【００２４】
本発明の請求項７に係るレーザ光源は、請求項１記載のレーザ光源において、前記光ファイバは、コア径が４〜７μｍであり、前記半導体レーザ素子のレーザ光の出射端と前記光ファイバのレーザ光の入射端との距離が３μｍ以下であり、かつ、前記光ファイバのレーザ光の入射端面においてレーザ光の入射位置と前記光ファイバ径の中心位置とのずれが１μｍ以下であることを特徴とする。
【００２５】
この構成によれば、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光が高効率で光ファイバに入射され、半導体レーザ素子及び光変調手段の高効率の結合効率が得られるため、従来使用されていたレーザ光を光ファイバに集光するレンズが不要となり、レーザ光源の小型化を実現することができる。
【００２６】
本発明の請求項８に係るレーザ露光装置は、印画紙上に所定の画像を形成する写真処理装置におけるレーザ露光装置であって、請求項１〜７のいずれかに記載のレーザ光源と、前記レーザ光源から出力されるレーザ光の強度を画像データに対応する光変調データを用いて変調する光変調手段と、印画紙に対し前記光変調手段により変調されたレーザ光を走査し、露光を行なう走査機構とを備えたことを特徴とする。
【００２７】
この構成によれば、半導体レーザ素子及び光変調手段の結合効率を向上させ、ハイパワーの可視光を得ることができるため、高速印刷が可能となり、さらに高画質の写真が得られる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態について説明する。本実施形態におけるレーザ露光装置を用いた写真処理装置の概略構成を図１に示す。レーザ露光装置１００は、写真処理装置１０のハウジング１１の内部１１Ｂにおいて、感光材１を搬送するコンベア５上の露光位置５Ｘに対向するように設けられている。コンベア５は、複数組の駆動ローラ５Ａ及び従動ローラ５Ｂとガイドレール５Ｃなどで構成されている。ハウジング１１の上面１１Ａには、ロール状に巻回された感光材１をそれぞれ収納する複数、例えば２つのマガジン２０Ａ及び２０Ｂが装着されている。
【００２９】
マガジン２０Ａ及び２０Ｂに収納されている感光材の種類を検出するために、２組のセンサ２１Ａ及び２１Ｂがそれぞれマガジン２０Ａ及び２０Ｂと、ハウジング１１の上面１１Ａ上に設けられている。さらに、ハウジング１１の上面１１Ａ上には、テストプリントの濃度を測定するための濃度計２２が設けられている。
【００３０】
ハウジング１１、マガジン２０Ａ及び２０Ｂはそれぞれ暗箱であり、感光材１の先端１Ｂはそれぞれマガジン２０Ａ及び２０Ｂからハウジング１１の内部１１Ｂに引き出されている。感光材１は、ハウジング１１の内部１Ｂに設けられたカッタ４により所定の大きさに切断される。感光材片１Ａは、ハウジング１１の内部１１Ｂにおいて、コンベア５により露光位置５Ｘから現像ユニット２に搬送される。
【００３１】
現像ユニット２は、それぞれ現像液、定着液、漂白液及び安定化液を収容する複数のタンク２Ａ〜２Ｄを有している。レーザ露光装置１００により露光された感光材片１Ａが現像ユニット中を搬送されると、潜像が現像され、感光材片１Ａの感光面上に画像が形成される。現像された感光材片１Ａは、乾燥ユニット３により乾燥され、ハウジング１１の内部１１Ｂから排出される。現像された感光材片１Ａは、ハウジング１１の上面１１Ａに設けられたソータ６上に積み重ねられる。
【００３２】
写真処理装置１０は、ハウジング１１に設けられた制御ユニット１２と、ＣＲＴなどのモニタディスプレイ１５と、キーボード１６とマウス１７などを具備する。これらにより、オペレータは、命令やデータを入力したり、感光材１の現像に関する情報を知ることができる。モニタディスプレイ１５、キーボード１６及びマウス１７は、入出力ユニット１４０を構成する。
【００３３】
本実施形態におけるレーザ露光装置１００のブロック構成を図２に示す。レーザ露光装置１００は、それぞれＲ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の三原色のレーザビームを出力する３つのレーザ光源１０４Ｒ、１０４Ｇ及び１０４Ｂを具備する。さらに、３組の音響光学変調素子（Ａｃｏｕｓｔｏ−ＯｐｔｉｃＭｏｄｕｌａｔｏｒ）などの光変調素子１０６Ｒ、１０６Ｇ及び１０６Ｂと、スリット板１０８Ｒ、１０８Ｇ及び１０８Ｂと、光量抑制素子１１０Ｒ、１１０Ｇ及び１１０Ｂが、各レーザ光源１０４Ｒ、１０４Ｇ及び１０４Ｂの前方の光路上に配置されている。さらに、各レーザ光源１０４Ｒ、１０４Ｇ及び１０４Ｂから出力されたレーザビームをポリゴンミラー１１８の方向に反射するために、ミラー１１２Ｒ、１１２Ｇ、１１２Ｂ、１１４及びレンズ１１６が光路上に設けられている。
【００３４】
ポリゴンミラー１１８は、例えば矢印Ａで示す方向に一定速度で回転されており、レーザビームを所定の範囲の方向に反射する。ポリゴンミラー１１８の前方にはｆθレンズ１２０が設けられており、ポリゴンミラー１１８とｆθレンズ１２０とで、レーザビームを矢印Ｂで示す主走査方向に走査させ、画像データに対応する潜像を感光材片１Ａの感光面上に露光する。
【００３５】
レーザ露光装置１００は、このレーザ露光装置１００の全体の動作を制御するためのＣＰＵなどの主制御部１０１と、様々なデータを一時的に記憶するためのＲＡＭ１５４と、レーザ露光装置１００の制御プログラムなどを記憶したＲＯＭ１５３などをさらに具備する。
【００３６】
レーザ駆動部（ＬＤ）１０５Ｒ、１０５Ｇ及び１０５Ｂは、主制御部１０１とレーザ源１０４Ｒ、１０４Ｇ及び１０４Ｂの間に接続されており、レーザ光源１０４Ｒ、１０４Ｇ及び１０４Ｂから出力されるレーザビームの強度を一定に維持するように制御する。光変調素子駆動部（ＭＤ）１０７Ｒ、１０７Ｇ及び１０７Ｂは、主制御部１０１と光変調素子１０６Ｒ、１０６Ｇ及び１０６Ｂの間に接続されており、画像データに含まれるＲ、Ｇ、Ｂの各成分ごとの階調度に応じて、光変調素子１０６Ｒ、１０６Ｇ及び１０６Ｂを通過するレーザビームの強度を変調するように制御する。光量抑制素子駆動部（ＬＲＤ）１０９Ｒ、１０９Ｇ及び１０９Ｂは、主制御部１０１と光量抑制素子１１０Ｒ、１１０Ｇ及び１１０Ｂを駆動するための駆動機構１１１Ｒ、１１１Ｇ及び１１１Ｂとの間に接続されており、各光量抑制素子１１０Ｒ、１１０Ｇ及び１１０Ｂによる光量抑制の割合を制御する。
【００３７】
画像処理部１５０は、入出力ユニット１４０を介して入力された画像データに所定の画像処理を施したり、画像データの入出力を制御する。画像データメモリ１５１は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色成分ごとに、入力された画像データを一時的に記憶する。
【００３８】
図３は、図２に示すレーザ光源１０４Ｇの構成を示す斜視図であり、図４は、図２に示すレーザ光源１０４Ｇの構成を示す断面図である。
【００３９】
図において、レーザ光源１０４Ｇは、例えば波長１０６４ｎｍのレーザ光を発振する半導体レーザ素子５１１を内蔵する半導体レーザ装置５１０と、ＬｉＮｂＯ_３等の非線形光学結晶から構成され、半導体レーザ装置５１０から受光したレーザ光の波長変換をし、第２高調波として波長５３２ｎｍのＧ色（緑色）のレーザ光を出力する光導波路型ＰＰＬＮ素子５２０と、半導体レーザ素子５１１から発振されたレーザ光を光導波路型ＰＰＬＮ素子５２０に電送するための所定長を有する光ファイバ５３０とを備える。光ファイバ５３０とは、コア部の屈折率を一定の周期で変化させたもので、特定の波長の光のみ選択的に反射するＦＢＧ（ｆｉｂｅｒｂｒａｇｇｇｒａｔｉｎｇ）を用いる。
【００４０】
また、レーザ光源１０４Ｂは、半導体レーザ装置から射出されるレーザ光の波長が９４６ｎｍであり、光導波路型ＰＰＬＮ素子により変換される第２高調波が波長４７３ｎｍの青色のレーザ光である点がレーザ光源１０４Ｇと異なり、基本的な構成はレーザ光源１０４Ｇと同一であるので、図示を省略する。
【００４１】
光ファイバ５３０は、入射端Ｐ１が半導体レーザ装置５１０に内蔵される半導体レーザ素子５１１に近接して設けられており、出射端Ｐ２が基台５４０の上面に形成された光導波路型ＰＰＬＮ素子５２０の光導波路５２１の入射端Ｐ３に接続用接着剤５３１で接続される。また、光ファイバ５３０の根元部分は、光ファイバ５３０を固定するための基台５４０のファイバ固定面５４０ｂに固定用接着剤５３２で固定される。
【００４２】
光ファイバ５３０の軸ずれが生じないように光ファイバ５３０と基台のファイバ固定面５４０ｂとの間隙の距離ｌ１が所定距離、例えば１ｍｍ以内になるように、ファイバ固定面５４０ｂ及び光導波路５２１の高さ位置の調整を行なう。さらに、基台５４０のファイバ固定面５４０ｂであって光導波路５２１の入射端側には光導波路５２１に直交する方向に溝５４１が形成されている。
【００４３】
光ファイバ５３０を光導波路５２１に接続する際は、まず、光ファイバ５３０の出射端Ｐ２を光導波路５２１の入射端Ｐ３から約５ｍμ離れた位置に設置し、光ファイバ５３０の根元部分をファイバ固定面５４０ｂに固定用接着剤５３２であるＵＶ硬化型のアクリル系接着剤により固定する。なお、ここでは、光ファイバ５３０の根元部分のみをファイバ固定面５４０ｂに固定しているが、光ファイバ５３０のその他の複数箇所をファイバ固定面５４０ｂに固定してもよい。このように光ファイバ５３０と光導波路５２１の突合せ部分の接着だけでは強度不足となるため、光ファイバ５３０の根元固定を行うことにより強度を向上させることができる。
【００４４】
次に、光ファイバ５３０の出射端Ｐ２と光導波路５２１の入射端Ｐ３との間隙に接続用接着剤５３１であるＵＶ硬化型のエポキシ系接着剤を流し込む。エポキシ系接着剤は硬化する前にその一部が基台５４０側に液だれしても溝５４１に流れ込むため、光ファイバ５３０の円筒部分に接着剤が付着し、光ファイバ５３０の出射端Ｐ２が基台５４０に接着したり、基台５４０側に液だれした接着剤が乾燥することにより体積が変化し、光ファイバ５３０の出射端Ｐ２が押し上げられることがなくなり、光ファイバ５３０の出射端Ｐ２の接着位置がずれるのを防止することができる。
【００４５】
光ファイバ５３０を光導波路５２１に接続するための接続用接着剤５３１は、レーザ光の損失を防ぐために透過率が９５％以上のものを使用する。接続用接着剤５３１の透過率Ｔは、以下の（１）式で求めることができる。

但し、
Ｔ：接続用接着剤５３１の透過率
ｎ_０：光ファイバ５３０の屈折率
ｎ_１：接続用接着剤５３１の屈折率
ｎ_２：光導波路５２１の屈折率
２δ：光ファイバ５３０の入射面で反射されたレーザ光及び光導波路５２１の入射面で反射されたレーザ光の位相差
【００４６】
図５は、（１）式を用いて求めた接続用接着剤５３１の透過率Ｔ及び屈折率ｎ_１の関係を表す図である。図に示すように、接続用接着剤５３１の屈折率ｎ１が１．４以上である場合、透過率Ｔは９５％以上となる。また、接続用接着剤５３１を用いず、光ファイバ５３０及び光導波路５２１間の電送媒体を空気とした場合は、光導波路５２１の出射強度は２５ｍＷであり、一方、屈折率ｎ１が約１．４である接続用接着剤５３１を用い光ファイバ５３０を光導波路５２１に接続した場合は光導波路５２１の出射強度は３１ｍＷであり、接続用接着剤５３１を用いることで約２４％の伝搬率の向上を図ることができる。
【００４７】
このように本発明によれば、従来のように光ファイバ５３０を固定するＶ字溝を基台５４０に設けていないため、光導波路５２１の位置ずれが生じた場合でも、光導波路５２１の位置に合わせて光ファイバ５３０の位置決めを自由に調整することができ、光ファイバ５３０及び光導波路５２１の接着面がずれないように光ファイバ５３０を光導波路５２１に接続することができる。また、接続用接着剤５３１及び固定用接着剤５３２としてＵＶ硬化型の接着剤を使用することにより、光ファイバ５３０の調芯後の軸ずれが生じないうちに短時間で接着固定することができ、光ファイバ５３０の位置ずれを防止することができる。その結果、光導波路型ＰＰＬＮ素子５２０に入射するレーザ光の入射率の低減を防ぎ、光導波路型ＰＰＬＮ素子５２０による高効率の波長変換を実現することができる。また、接続用接着剤５３１として屈折率ｎ１が１．４以上及び光透過率が９５％以上であるエポキシ系接着剤を使用することにより、レーザ光の電送効率を向上させることができる。
【００４８】
さらに、従来のような光導波路５２１等の高精度な位置決めが不要となり、かつ、基台に光ファイバを固定するＶ字溝を形成する代わりに、安価なアクリル系の接着剤を用いて光ファイバ５３０を基台５４０に固定するので、製造工程の簡略化を図ると共に装置のコストダウンを図ることができる。しかも、光ファイバ５３０の出射端Ｐ２及び根元部分のみを接着固定し、その他の部分は固定しないので衝撃を吸収することができ、装置の安定性及び製品の長寿命化を図ることができる。
【００４９】
図６は光ファイバ長とレーザ光の縦偏向成分との関係を表す図である。
図に示すように、レーザ光の縦偏向成分は光ファイバ５３０のファイバ長ｌ２に比例し、ファイバ長ｌ２が２ｃｍ以下である場合は、縦偏光成分を約１００％保持することができるが、ファイバ長が２ｃｍを超えると光ファイバ５３０内を通過するレーザ光の偏向方向が変化し、光導波路５２１の偏向方向と一致しなくなり波長変換効率が低減する。そこで、本発明では、光ファイバ長ｌ２が２ｃｍ以下の光ファイバ５３０を用いることにより、光ファイバ５３０は半導体レーザ素子５１１から入射されたレーザ光の偏向方向を保持した状態でレーザ光を光導波路５２１に電送することができる。このように従来使用されていた高額の偏波保持ファイバを使用せずに光ファイバ長ｌ２を２ｃｍ以下にすることで従来と同レベルの高効率の変換効率を得ることができ、レーザ光源１０４Ｇの小型化を図ると共にコストダウンを実現することができる。
【００５０】
図７は半導体レーザ素子５１１及び光ファイバ５３０の入射端Ｐ１間の距離ｌ３と、半導体レーザ素子５１１及び光導波路型ＰＰＬＮ素子５２０の結合効率の関係を表す図である。図８は光ファイバ５３０のレーザ光の入射端面においてレーザ光の入射位置と前記光ファイバ径の中心位置とのずれと、半導体レーザ素子５１１及び光導波路型ＰＰＬＮ素子５２０結合効率の関係を表す図である。
【００５１】
図７及び図８は、幅が約５ミクロンの光導波路５２１及びコア径が４〜７μｍの光ファイバ５３０を使用した場合の結合効率を表す図であり、３５パーセント以上の結合効率が得るためには、半導体レーザ素子５１１のレーザ光の出射端と、光ファイバ５３０の入射端Ｐ１との間の距離ｌ３が５μｍ以内であること、及び光ファイバ５３０の入射端面においてレーザ光の入射位置と前記光ファイバ５３０径の中心位置とのずれｌ４が２μｍ以下であることが条件となる。
【００５２】
そこで、本発明では、コア径が４〜７μｍである光ファイバ５３０を用い、前記半導体レーザ素子５１１と前記光ファイバ５３０の入射端Ｐ１との距離ｌ３が３μｍ以下であり、かつ、前記光ファイバ５３０のレーザ光の入射端面においてレーザ光の入射位置と前記光ファイバ径の中心位置とのずれが１μｍ以下になるように、光ファイバ５３０を取り付けることにより、半導体レーザ素子５１１から出射されるレーザ光が高効率で光ファイバ５３０に入射され、従来と同レベルの結合効率を得ることができるようになる。従って、従来使用されていたレーザ光を光ファイバ５３０に集光するためのレンズが不要となり、レーザ光源１０４Ｇの約１０〜２０ｍｍの小型化を実現することができる。
【００５３】
【発明の効果】
本発明のレーザ光源及び露光装置によれば、光ファイバによるレーザ光の電送効率の向上により、半導体レーザ素子と波長変換手段の結合効率を向上させ、高効率の波長変換を実現することができると共に装置の小型化及びコストダウンを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるレーザ露光装置を用いた写真処理装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施の形態によるレーザ露光装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示すレーザ光源の構成を示す斜視図である。
【図４】図２に示すレーザ光源の構成を示す断面図である。
【図５】接続用接着剤の透過率及び屈折率の関係を表す図である。
【図６】光ファイバ長とレーザ光の縦偏向成分との関係を表す図である。
【図７】半導体レーザ素子及び光ファイバの入射端間の距離と、結合効率の関係を表す図である。
【図８】光ファイバのレーザ光の入射端面においてレーザ光の入射位置と前記光ファイバ径の中心位置とのずれと、結合効率の関係を表す図である。
【図９】従来のレーザ光源の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
５１０半導体レーザ装置
５１１半導体レーザ素子
５２０光導波路型ＰＰＬＮ素子
５２１光導波路
５３０光ファイバ
５４０基台
５４１溝[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a laser light source used for image formation and a laser exposure apparatus using the laser light source.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, a photographic processing apparatus that forms an image on a photosensitive agent (photographic paper) using image data captured by a digital camera, image data read by a scanner, and the like has been put to practical use. In an exposure apparatus provided in such a photographic processing apparatus, the intensity of R (red), G (green) and B (blue) laser beams from a laser light source is modulated using the image data, and a polygon mirror or the like is used. Exposure is performed by scanning the photosensitive surface of the photosensitive material with a laser beam in a direction (main scanning direction) orthogonal to the transport direction (sub-scanning direction) using an fθ lens or the like.
[0003]
As shown in FIG. 9, a laser light source for obtaining visible light of B and G colors includes a semiconductor laser device 510 having a built-in semiconductor laser element that oscillates infrared light, and an infrared light received from the semiconductor laser device 510. An optical waveguide PPLN element 520 that performs wavelength conversion of light and outputs visible light as a second harmonic is provided between the semiconductor laser device 510 and the optical waveguide PPLN element 520 and emitted from the semiconductor laser element. And an optical fiber 530 for guiding the laser light to the optical waveguide type PPLN element 520 are known.
[0004]
A base 540 supporting the optical waveguide PPLN element 520 has a V-shaped groove for fixing the optical fiber 530 in the longitudinal direction of the optical waveguide 521 formed on the optical waveguide PPLN element 520 and on an extension of the optical waveguide 521. The optical fiber 530 is provided by applying an adhesive to a connection portion between the optical fiber 530 and the optical waveguide 521 in a state where the optical fiber 530 is installed in the V-shaped groove 1000 in the manufacturing process of the laser light source 500. Connect to optical waveguide 521.
[0005]
In such a laser light source 500, the connection between the connection surface of the optical fiber 530 and the optical waveguide 521 is controlled in order to suppress the attenuation of the intensity of the laser light incident on the optical waveguide 521 and to obtain a second harmonic having a high intensity. It is necessary to perform high-precision positioning so that the surfaces do not shift, and to improve the coupling efficiency between the semiconductor laser device and the optical waveguide type PPLN device 520.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the diameter of the optical fiber and the width of the optical waveguide are each about 5 μm, and since the optical waveguide is formed by flowing a chemical solution into the LiNbO3 crystal, a displacement of several tens of μm occurs in the width direction, and the base has a V-shaped unit in μm. In order to form the groove as designed, advanced positioning technology is required. In practice, the optical fiber is connected to the optical waveguide type PPLN element without displacement of the bonding surface of the optical fiber and the optical waveguide. Was very difficult. Then, as a result of the displacement of the bonding surface between the optical fiber and the optical waveguide, the intensity of the light introduced into the optical waveguide is reduced, and high-efficiency wavelength conversion cannot be realized. I couldn't get it. Furthermore, when connecting the optical fiber to the optical waveguide, the adhesive flows into the V-shaped groove of the base, which pushes up the emitting end of the optical fiber and shifts the bonding position, which causes a reduction in coupling efficiency. I was In addition, as described above, forming the V-shaped groove in the base requires a high-level positioning technique, which causes a problem that a burden is imposed on manufacturing costs.
[0007]
By the way, the deflection direction of the optical waveguide is determined in advance from the relationship with the direction of the crystal axis. In order to perform wavelength conversion with high efficiency, the polarization direction of the laser light coincides with the deflection direction of the optical waveguide. Have to be guided. For this reason, conventionally, an expensive polarization maintaining fiber is used to prevent the deflection direction of the laser light passing through the optical fiber from changing, or a part of the optical fiber is bent in a specific direction, and the laser light is bent. It is necessary to correct the deflecting direction, which complicates the manufacturing process and increases the burden of the manufacturing cost.
[0008]
Conventionally, the laser light is focused on the optical fiber core by a lens provided between the semiconductor laser element and the optical fiber. The distance is required, which hinders downsizing of the laser light source.
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and by improving the transmission efficiency of laser light by an optical fiber, the coupling efficiency between a semiconductor laser device and an optical waveguide type PPLN device has been improved. It is an object of the present invention to provide a laser light source and a laser exposure apparatus capable of realizing wavelength conversion of the above and reducing the size and cost of the apparatus.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
A laser light source according to claim 1 of the present invention comprises a semiconductor laser element, a non-linear optical crystal, wavelength conversion means for converting the wavelength of laser light oscillated from the semiconductor laser element, and an oscillation from the semiconductor laser element. An optical fiber having a predetermined length for transmitting the laser light to the wavelength converting means, a base having a predetermined area for installing or fixing the optical fiber and a fixing area for fixing the wavelength converting means. A laser light source, wherein the optical fiber has an output end connected to an input end of the wavelength conversion means with a connection adhesive, and the base has a predetermined area for installing or fixing the optical fiber. A concave portion is formed in a portion on the incident end side of the wavelength converting means.
[0011]
According to this configuration, when the output end of the optical fiber is connected to the input end of the wavelength conversion means, even if a part of the connection adhesive flows into the concave portion even if it dries to the base side, the cylindrical portion of the optical fiber The adhesive can be prevented from being displaced in the bonding position such that the output end of the optical fiber is bonded to the base.
[0012]
A laser light source according to a second aspect of the present invention is the laser light source according to the first aspect, wherein the recess formed in the base is a groove intersecting the longitudinal direction of the optical fiber fixed to the base. It is characterized.
[0013]
According to this configuration, when the output end of the optical fiber is connected to the input end of the wavelength conversion means, even if a part of the connection adhesive flows into the groove even if it dries to the base side, the connection adhesive is used. It is possible to prevent displacement of the bonding position of the output end of the optical fiber due to dripping.
[0014]
The laser light source according to claim 3 of the present invention is the laser light source according to claim 1, wherein the optical fiber is fixed to the base at least at one or more positions in the longitudinal direction with a fixing adhesive. It is characterized by.
[0015]
According to this configuration, since the optical fiber is fixed to the base with the fixing adhesive, the positioning of the optical fiber is freely adjusted in accordance with the position of the wavelength conversion means even when the wavelength conversion means is displaced. Thus, the optical fiber can be connected to the optical waveguide with high precision so that the bonding surfaces of the optical fiber and the wavelength conversion means do not shift. Accordingly, it is possible to prevent the loss of the laser beam incident on the wavelength conversion unit due to the positional shift of the bonding portion between the optical fiber and the wavelength conversion unit, and to realize highly efficient wavelength conversion by the wavelength conversion unit.
[0016]
In addition, in order to fix the optical fiber to the base using an inexpensive fixing adhesive instead of the V-shaped groove formed on the base, which requires advanced positioning technology and is costly, The manufacturing process can be simplified and the cost can be reduced.
[0017]
In addition, one or a plurality of portions in the longitudinal direction of the optical fiber are fixed to the base, and a part of the optical fiber is not fixed, so that the structure becomes strong against impact, and the stability of the device and the life of the product are extended. be able to.
[0018]
The laser light source according to claim 4 of the present invention is the laser light source according to claim 1, wherein the connection adhesive is a UV-curable epoxy adhesive, and the light transmittance of the connection adhesive is 95%. % Or more.
[0019]
According to this configuration, since the UV-curable epoxy adhesive having a light transmittance of 95% or more is used as the connection adhesive, the incidence rate of the laser light on the wavelength conversion means can be increased, and the wavelength can be increased. Highly efficient wavelength conversion by the conversion means can be realized.
[0020]
A laser light source according to a fifth aspect of the present invention is the laser light source according to the third aspect, wherein the fixing adhesive is a UV-curable acrylic adhesive.
[0021]
According to this configuration, an inexpensive UV-curable acrylic adhesive is used as the fixing adhesive, so that the cost of the apparatus can be reduced.
[0022]
A laser light source according to a sixth aspect of the present invention is the laser light source according to the first aspect, wherein the entire length of the optical fiber is 2 cm or less.
[0023]
According to this configuration, by using an optical fiber of 2 cm or less, the polarization direction of the laser beam can be maintained, high wavelength conversion efficiency can be obtained by the wavelength conversion means, and downsizing and cost reduction of the device can be realized. be able to.
[0024]
The laser light source according to claim 7 of the present invention is the laser light source according to claim 1, wherein the optical fiber has a core diameter of 4 to 7 μm, and a laser light emitting end of the semiconductor laser device and the optical fiber. The distance from the laser light incident end is 3 μm or less, and the deviation between the laser light incident position and the center position of the optical fiber diameter on the laser light incident end face of the optical fiber is 1 μm or less. And
[0025]
According to this configuration, the laser light emitted from the semiconductor laser element is incident on the optical fiber with high efficiency, and a highly efficient coupling efficiency between the semiconductor laser element and the light modulating means is obtained. This eliminates the need for a lens for condensing the laser light on the optical fiber, thereby realizing downsizing of the laser light source.
[0026]
A laser exposure apparatus according to claim 8 of the present invention is a laser exposure apparatus in a photographic processing apparatus for forming a predetermined image on photographic paper, wherein the laser light source according to any one of claims 1 to 7, Light modulation means for modulating the intensity of the laser light output from the light source using light modulation data corresponding to image data, and scanning for performing exposure by scanning the photographic paper with the laser light modulated by the light modulation means; And a mechanism.
[0027]
According to this configuration, the coupling efficiency between the semiconductor laser element and the light modulating means can be improved, and high-power visible light can be obtained. Therefore, high-speed printing can be performed, and a still higher-quality photograph can be obtained.
[0028]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 shows a schematic configuration of a photographic processing apparatus using a laser exposure apparatus according to the present embodiment. The laser exposure apparatus 100 is provided inside the housing 11 of the photographic processing apparatus 10 so as to face the exposure position 5X on the conveyor 5 that transports the photosensitive material 1. The conveyor 5 includes a plurality of sets of drive rollers 5A, driven rollers 5B, guide rails 5C, and the like. On the upper surface 11A of the housing 11, a plurality of, for example, two

magazines

20A and 20B each accommodating the photosensitive material 1 wound in a roll shape are mounted.
[0029]
In order to detect the type of photosensitive material stored in the

magazines

20A and 20B, two sets of

sensors

21A and 21B are provided on the

magazines

20A and 20B and on the upper surface 11A of the housing 11, respectively. Further, on the upper surface 11A of the housing 11, a densitometer 22 for measuring the density of the test print is provided.
[0030]
The housing 11 and the

magazines

20A and 20B are dark boxes, respectively, and the front end 1B of the photosensitive material 1 is drawn from the

magazines

20A and 20B to the inside 11B of the housing 11. The photosensitive material 1 is cut into a predetermined size by a cutter 4 provided in the inside 1B of the housing 11. The photosensitive material piece 1A is conveyed from the exposure position 5X to the developing unit 2 by the conveyor 5 in the inside 11B of the housing 11.
[0031]
The developing unit 2 has a plurality of tanks 2A to 2D each containing a developing solution, a fixing solution, a bleaching solution, and a stabilizing solution. When the photosensitive material piece 1A exposed by the laser exposure device 100 is transported in the developing unit, the latent image is developed, and an image is formed on the photosensitive surface of the photosensitive material piece 1A. The developed photosensitive material piece 1A is dried by the drying unit 3 and discharged from the inside 11B of the housing 11. The developed photosensitive material pieces 1A are stacked on a sorter 6 provided on the upper surface 11A of the housing 11.
[0032]
The photo processing device 10 includes a control unit 12 provided in a housing 11, a monitor display 15 such as a CRT, a keyboard 16, a mouse 17, and the like. These allow the operator to input commands and data and to know information related to the development of the photosensitive material 1. The monitor display 15, keyboard 16 and mouse 17 constitute an input / output unit 140.
[0033]
FIG. 2 shows a block configuration of the laser exposure apparatus 100 according to the present embodiment. The laser exposure apparatus 100 includes three

laser light sources

104R, 104G, and 104B that output laser beams of three primary colors of R (red), G (green), and B (blue), respectively. Further, three sets of light modulating

elements

106R, 106G and 106B such as an acousto-optic modulating element (Acousto-Optical Modulator), slit

plates

108R, 108G and 108B, light

quantity suppressing elements

110R, 110G and 110B are provided for each laser light source 104R. , 104G, and 104B on the optical path. Further, mirrors 112R, 112G, 112B, 114, and a lens 116 are provided on the optical path to reflect the laser beams output from the

laser light sources

104R, 104G, and 104B toward the polygon mirror 118.
[0034]
The polygon mirror 118 is rotated at a constant speed in a direction indicated by an arrow A, for example, and reflects the laser beam in a direction within a predetermined range. A fθ lens 120 is provided in front of the polygon mirror 118. The polygon mirror 118 and the fθ lens 120 cause the laser beam to scan in the main scanning direction indicated by the arrow B, and a latent image corresponding to the image data is formed on a photosensitive material. Expose on the photosensitive surface of piece 1A.
[0035]
The laser exposure apparatus 100 includes a main control unit 101 such as a CPU for controlling the entire operation of the laser exposure apparatus 100, a RAM 154 for temporarily storing various data, and a control program for the laser exposure apparatus 100. A ROM 153 or the like in which the information is stored is further provided.
[0036]
The laser driving units (LD) 105R, 105G, and 105B are connected between the main control unit 101 and the

laser sources

104R, 104G, and 104B to keep the intensity of the laser beams output from the

laser light sources

104R, 104G, and 104B constant. Control to maintain The light modulation element driving units (MD) 107R, 107G, and 107B are connected between the main control unit 101 and the

light modulation elements

106R, 106G, and 106B, and each of the R, G, and B components included in the image data. Is controlled so as to modulate the intensity of the laser beam passing through the

light modulation elements

106R, 106G, and 106B in accordance with the gradation of. The light amount suppression element driving units (LRD) 109R, 109G, and 109B are connected between the main control unit 101 and drive mechanisms 111R, 111G, and 111B for driving the light

amount suppression elements

110R, 110G, and 110B. The ratio of light amount suppression by the light

amount suppression elements

110R, 110G, and 110B is controlled.
[0037]
The image processing unit 150 performs predetermined image processing on image data input via the input / output unit 140 and controls input / output of image data. The image data memory 151 temporarily stores the input image data for each of the R, G, and B color components.
[0038]
FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of the laser light source 104G shown in FIG. 2, and FIG. 4 is a sectional view showing a configuration of the laser light source 104G shown in FIG.
[0039]
In the figure, a laser light source 104G includes, for example, a semiconductor laser device 510 having a built-in semiconductor laser element 511 that oscillates laser light having a wavelength of 1064 nm, and LiNbO. ₃ An optical waveguide type PPLN element 520 configured of a nonlinear optical crystal such as the above, converts the wavelength of the laser light received from the semiconductor laser device 510, and outputs a G color (green) laser light having a wavelength of 532 nm as a second harmonic. And an optical fiber 530 having a predetermined length for transmitting laser light oscillated from the semiconductor laser element 511 to the optical waveguide type PPLN element 520. The optical fiber 530 is obtained by changing the refractive index of the core portion at a constant period, and uses fiber Bragg grating (FBG) that selectively reflects only light of a specific wavelength.
[0040]
The laser light source 104B is such that the wavelength of the laser light emitted from the semiconductor laser device is 946 nm, and the second harmonic converted by the optical waveguide type PPLN element is blue laser light with a wavelength of 473 nm. Unlike 104G, the basic configuration is the same as that of the laser light source 104G, so that the illustration is omitted.
[0041]
The optical fiber 530 has an incident end P1 provided in the vicinity of the semiconductor laser element 511 incorporated in the semiconductor laser device 510, and an emission end P2 of the optical waveguide type PPLN element 520 formed on the upper surface of the base 540. The optical waveguide 521 is connected to the incident end P3 with a connection adhesive 531. The base of the optical fiber 530 is fixed to the fiber fixing surface 540b of the base 540 for fixing the optical fiber 530 with a fixing adhesive 532.
[0042]
The height of the fiber fixing surface 540b and the height of the optical waveguide 521 are set so that the distance l1 between the optical fiber 530 and the fiber fixing surface 540b of the base is equal to or less than a predetermined distance, for example, 1 mm so that the axis of the optical fiber 530 does not shift. Adjust the position. Further, a groove 541 is formed on the fiber fixing surface 540 b of the base 540 on the incident end side of the optical waveguide 521 in a direction orthogonal to the optical waveguide 521.
[0043]
When connecting the optical fiber 530 to the optical waveguide 521, first, the output end P2 of the optical fiber 530 is set at a position about 5 μm away from the input end P3 of the optical waveguide 521, and the root of the optical fiber 530 is fixed to the fiber fixing surface. It is fixed to 540b by a UV-curable acrylic adhesive which is a fixing adhesive 532. Note that, here, only the root portion of the optical fiber 530 is fixed to the fiber fixing surface 540b, but other multiple portions of the optical fiber 530 may be fixed to the fiber fixing surface 540b. As described above, the strength is insufficient only by bonding the butted portion of the optical fiber 530 and the optical waveguide 521. Therefore, the strength can be improved by fixing the root of the optical fiber 530.
[0044]
Next, a UV-curable epoxy adhesive, which is a connection adhesive 531, is poured into a gap between the output end P2 of the optical fiber 530 and the input end P3 of the optical waveguide 521. Even if a part of the epoxy-based adhesive is dripped toward the base 540 before curing, the epoxy-based adhesive flows into the groove 541, so that the adhesive adheres to the cylindrical portion of the optical fiber 530, and the emission end P2 of the optical fiber 530 is When the adhesive adhered to the base 540 or the adhesive dripped on the side of the base 540 dries, the volume changes, and the output end P2 of the optical fiber 530 is not pushed up. The displacement of the bonding position can be prevented.
[0045]
As the connection adhesive 531 for connecting the optical fiber 530 to the optical waveguide 521, one having a transmittance of 95% or more is used to prevent loss of laser light. The transmittance T of the connection adhesive 531 can be obtained by the following equation (1).

However,
T: transmittance of connection adhesive 531
n ₀ : Refractive index of optical fiber 530
n ₁ : Refractive index of connection adhesive 531
n ₂ : Refractive index of optical waveguide 521
2δ: phase difference between the laser light reflected on the incident surface of the optical fiber 530 and the laser light reflected on the incident surface of the optical waveguide 521
[0046]
FIG. 5 shows the transmittance T and the refractive index n of the connection adhesive 531 obtained using the equation (1). ₁ FIG. As shown in the figure, when the refractive index n1 of the connection adhesive 531 is 1.4 or more, the transmittance T becomes 95% or more. When the connection medium 531 is not used and the transmission medium between the optical fiber 530 and the optical waveguide 521 is air, the emission intensity of the optical waveguide 521 is 25 mW, and the refractive index n1 is about 1.4. When the optical fiber 530 is connected to the optical waveguide 521 using the connection adhesive 531, the output intensity of the optical waveguide 521 is 31 mW, and the use of the connection adhesive 531 improves the transmission rate by about 24%. Can be planned.
[0047]
As described above, according to the present invention, since the V-shaped groove for fixing the optical fiber 530 is not provided in the base 540 as in the related art, even if the optical waveguide 521 is misaligned, the position of the optical waveguide 521 is maintained. In addition, the positioning of the optical fiber 530 can be freely adjusted, and the optical fiber 530 can be connected to the optical waveguide 521 so that the bonding surfaces of the optical fiber 530 and the optical waveguide 521 do not shift. In addition, by using a UV-curable adhesive as the connection adhesive 531 and the fixing adhesive 532, it is possible to bond and fix the optical fiber 530 in a short time before the axis deviation after the alignment is generated. In addition, the displacement of the optical fiber 530 can be prevented. As a result, it is possible to prevent the incidence rate of the laser beam incident on the optical waveguide PPLN element 520 from being reduced, and to realize highly efficient wavelength conversion by the optical waveguide PPLN element 520. Further, by using an epoxy adhesive having a refractive index n1 of 1.4 or more and a light transmittance of 95% or more as the connection adhesive 531, the transmission efficiency of laser light can be improved.
[0048]
Further, it is not necessary to position the optical waveguide 521 or the like with high precision as in the conventional case, and instead of forming a V-shaped groove for fixing the optical fiber on the base, an optical fiber using an inexpensive acrylic adhesive is used. Since the 530 is fixed to the base 540, the manufacturing process can be simplified and the cost of the apparatus can be reduced. Moreover, since only the emission end P2 and the root portion of the optical fiber 530 are bonded and fixed, and the other portions are not fixed, the shock can be absorbed, and the stability of the device and the life of the product can be extended.
[0049]
FIG. 6 is a diagram illustrating the relationship between the optical fiber length and the longitudinal deflection component of the laser light.
As shown in the figure, the longitudinal deflection component of the laser light is proportional to the fiber length l2 of the optical fiber 530. When the fiber length l2 is 2 cm or less, the longitudinal polarization component can be maintained at about 100%. If the length exceeds 2 cm, the direction of deflection of the laser light passing through the optical fiber 530 changes, and does not match the direction of deflection of the optical waveguide 521, so that the wavelength conversion efficiency is reduced. Therefore, in the present invention, by using the optical fiber 530 having an optical fiber length l2 of 2 cm or less, the optical fiber 530 transmits the laser light while maintaining the deflection direction of the laser light incident from the semiconductor laser element 511. Can be sent to As described above, by setting the optical fiber length l2 to 2 cm or less without using the expensive polarization maintaining fiber conventionally used, it is possible to obtain the same high level of conversion efficiency as the conventional one, and the laser light source 104G The size can be reduced and the cost can be reduced.
[0050]
FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the distance l3 between the semiconductor laser element 511 and the incident end P1 of the optical fiber 530 and the coupling efficiency between the semiconductor laser element 511 and the optical waveguide PPLN element 520. FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the deviation between the incident position of the laser light and the center position of the diameter of the optical fiber on the laser light incident end face of the optical fiber 530, and the coupling efficiency of the semiconductor laser element 511 and the optical waveguide PPLN element 520. is there.
[0051]
FIGS. 7 and 8 are diagrams showing the coupling efficiency when the optical waveguide 521 having a width of about 5 μm and the optical fiber 530 having a core diameter of 4 to 7 μm are used. Is that the distance 13 between the emission end of the laser beam of the semiconductor laser element 511 and the incidence end P1 of the optical fiber 530 is within 5 μm, the incidence position of the laser light on the incidence end face of the optical fiber 530 and the light The condition is that the deviation 14 of the diameter of the fiber 530 from the center position is 2 μm or less.
[0052]
Therefore, in the present invention, an optical fiber 530 having a core diameter of 4 to 7 μm is used, the distance 13 between the semiconductor laser element 511 and the incident end P1 of the optical fiber 530 is 3 μm or less, and the optical fiber 530 By attaching the optical fiber 530 so that the difference between the incident position of the laser light and the center position of the optical fiber diameter on the incident end face of the laser light is 1 μm or less, the laser light emitted from the semiconductor laser element 511 can be The light is incident on the optical fiber 530 with high efficiency, and the same level of coupling efficiency as that of the related art can be obtained. Therefore, a lens for condensing the laser light, which has been conventionally used, on the optical fiber 530 becomes unnecessary, and the laser light source 104G can be reduced in size by about 10 to 20 mm.
[0053]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to the laser light source and the exposure apparatus of this invention, the coupling efficiency of a semiconductor laser element and a wavelength conversion means can be improved by improving the transmission efficiency of the laser beam by an optical fiber, and highly efficient wavelength conversion can be realized. It is possible to reduce the size and cost of the device.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a photographic processing apparatus using a laser exposure apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of a laser exposure apparatus according to one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a perspective view showing a configuration of a laser light source shown in FIG.
FIG. 4 is a sectional view showing a configuration of the laser light source shown in FIG.
FIG. 5 is a diagram illustrating a relationship between a transmittance and a refractive index of a connection adhesive.
FIG. 6 is a diagram illustrating a relationship between an optical fiber length and a longitudinal deflection component of laser light.
FIG. 7 is a diagram illustrating a relationship between a distance between a semiconductor laser element and an incident end of an optical fiber and coupling efficiency.
FIG. 8 is a diagram illustrating a relationship between a shift between an incident position of the laser light and a center position of the diameter of the optical fiber on a laser light incident end face of the optical fiber, and a coupling efficiency.
FIG. 9 is a perspective view showing a configuration of a conventional laser light source.
[Explanation of symbols]
510 Semiconductor laser device
511 Semiconductor laser device
520 Optical waveguide type PPLN element
521 Optical waveguide
530 optical fiber
540 base
541 groove

Claims

半導体レーザ素子と、非線形光学結晶から構成され、前記半導体レーザ素子から発振されたレーザ光の波長変換をする波長変換手段と、前記半導体レーザ素子から発振されたレーザ光を前記波長変換手段に電送するための所定長を有する光ファイバと、前記光ファイバを設置或いは固定する所定領域と前記波長変換手段を固定する固定領域とを有する基台とを備えたレーザ光源であって、
前記光ファイバは、出射端が前記波長変換手段の入射端に接続用接着剤で接続されており、前記基台は、前記光ファイバを設置或いは固定する所定領域の一部であって前記波長変換手段の入射端側の部位に凹部が形成されていることを特徴とするレーザ光源。A wavelength conversion unit configured of a semiconductor laser element and a non-linear optical crystal for converting the wavelength of laser light oscillated from the semiconductor laser element; and transmitting the laser light oscillated from the semiconductor laser element to the wavelength conversion means. An optical fiber having a predetermined length for, a laser light source comprising a base having a predetermined area for installing or fixing the optical fiber and a fixing area for fixing the wavelength conversion means,
The optical fiber has an emission end connected to an incidence end of the wavelength conversion means with a connection adhesive, and the base is a part of a predetermined area for installing or fixing the optical fiber, and A laser light source, characterized in that a concave portion is formed in a portion on the incident end side of the means.

前記基台に形成された凹部は、前記基台に固定された前記光ファイバの長手方向に交差する溝であること特徴とする請求項１記載のレーザ光源。2. The laser light source according to claim 1, wherein the recess formed in the base is a groove intersecting the longitudinal direction of the optical fiber fixed to the base.

前記光ファイバは、少なくとも長手方向の１箇所または複数箇所で前記基台に固定用接着剤で固定されていることを特徴とする請求項１記載のレーザ光源。The laser light source according to claim 1, wherein the optical fiber is fixed to the base at least at one or a plurality of positions in a longitudinal direction with a fixing adhesive.

前記接続用接着剤は、ＵＶ硬化型のエポキシ系接着剤であり、前記接続用接着剤の光透過率が９５％以上であることを特徴とする請求項１記載のレーザ光源。2. The laser light source according to claim 1, wherein the connection adhesive is a UV-curable epoxy adhesive, and the light transmittance of the connection adhesive is 95% or more.

前記固定用接着剤は、ＵＶ硬化型のアクリル系接着剤であることを特徴とする請求項３記載のレーザ光源。The laser light source according to claim 3, wherein the fixing adhesive is a UV-curable acrylic adhesive.

前記光ファイバは、全長が２ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１記載のレーザ光源。2. The laser light source according to claim 1, wherein said optical fiber has a total length of 2 cm or less.

前記光ファイバは、コア径が４〜７μｍであり、前記半導体レーザ素子のレーザ光の出射端と前記光ファイバのレーザ光の入射端との距離が３μｍ以下であり、かつ、前記光ファイバのレーザ光の入射端面においてレーザ光の入射位置と前記光ファイバ径の中心位置とのずれが１μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載のレーザ光源。The optical fiber has a core diameter of 4 to 7 μm, a distance between a laser light emitting end of the semiconductor laser device and a laser light incident end of the optical fiber is 3 μm or less, and a laser of the optical fiber. 2. The laser light source according to claim 1, wherein a difference between an incident position of the laser light and a center position of the diameter of the optical fiber at an incident end surface of the light is 1 μm or less.

印画紙上に所定の画像を形成する写真処理装置におけるレーザ露光装置であって、
請求項１〜７のいずれかに記載のレーザ光源と、
前記レーザ光源から出力されるレーザ光の強度を画像データに対応する光変調データを用いて変調する光変調手段と、
印画紙に対し前記光変調手段により変調されたレーザ光を走査し、露光を行なう走査機構とを備えたことを特徴とするレーザ露光装置。A laser exposure apparatus in a photographic processing apparatus that forms a predetermined image on photographic paper,
A laser light source according to any one of claims 1 to 7,
Light modulation means for modulating the intensity of laser light output from the laser light source using light modulation data corresponding to image data,
A laser exposure apparatus, comprising: a scanning mechanism that scans a photographic paper with laser light modulated by the light modulation unit and performs exposure.