JPS5897008A - 半導体レ−ザとコリメ−タレンズの位置決め方法 - Google Patents

半導体レ−ザとコリメ−タレンズの位置決め方法

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JPS5897008A
JPS5897008A JP19536281A JP19536281A JPS5897008A JP S5897008 A JPS5897008 A JP S5897008A JP 19536281 A JP19536281 A JP 19536281A JP 19536281 A JP19536281 A JP 19536281A JP S5897008 A JPS5897008 A JP S5897008A
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laser
collimator lens
semiconductor laser
lens
light
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Noriya Kaneda
金田 徳也
Seiji Yonezawa
米沢 成二
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Hitachi Ltd
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    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/02Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness
    • G01B11/026Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring length, width or thickness by measuring distance between sensor and object

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)
  • Lens Barrels (AREA)
  • Moving Of The Head For Recording And Reproducing By Optical Means (AREA)
  • Semiconductor 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】 本発明は、光ディスク等へのデータの記録、再生を行な
う光ヘッドの光源等に利用される半導体レーザとコリメ
ータレンズの位置決め方法に関するものである。
従来、光デイスク装置として、Te 、 Te−8e等
の薄膜を蒸着した回転式ディスク円板に、レーザ光量等
の光ビームによって2進データを記録し再生する技術が
多く報告されている。この種の技術の代表的方法は、光
ビームによって、ディスク上に溶解された微少スポット
を形成するもので、微少スポット部は反射率が弱い状態
を示し、非スポット部は反射率の強い状態を示す。この
様な状轢に2進データを有効に割り当°〔ることによっ
て、データの記録および再生が可能になる。こ\で、記
録されるスポット部の大きさは、例えば直径1.6μm
程である。
ところで、上記レーザ光の光源として半導体レーザを用
いる場合は、該半導体レーザの光束を一度千行光にする
必要がある。しか、る後、該平行光を対物レンズに通す
ことにより、直径1.6μm程にレーザ光を絞込むこと
ができる。例えば、波長8300への平行光なら開口数
05程の対物レンズにて直径約1.677 mに絞込む
ことができる。
$1図は半導体レーザと該レーザ光を平行光束にするた
めのコリメータレンズとの位置決めを行う場合の従来方
法を説明する1箇である。第1図において、1は半導体
レーザ、2はレーザ光を平行光束にするためのコリメー
タレンズであり、該コリメータレンズ2の近傍にレーザ
光を可視化するためのスクリーン3を配置し、該スクリ
ーン3にてレーザ光の光束径を測定する。一方、スクリ
ーン3から数メートル離れた位置にも、レーザ光を可視
化するための第2のスクリーン4を配置して該スクリー
ン4にて同じく光束径を測定し、スクリーン3,4の位
置での光束径が一致するまで、レーザ1とレンズ2との
位置関係を移動調整するこの従来方法の欠点は、調整に
多大の時間と数メートルの空間を要し、しかも平行レー
ザ光の光束径が明瞭に測定できないため精度が悪いこと
である。
本発明は上記従来方法の欠点を解決すべくなされたもの
で、わずかな空間で、短時間に、かつ高精度に半導体レ
ーザとコリメータレンズとの位置関係を調整可能とする
位置決め方法を提供することにある。
しかして、本発明の特徴とするところは、例えば頂角が
直角な多角錐形ミラー等の反射部材を使用してレーザ光
を反射せしめ、該レーザ光が平行光となった時を、反射
光が半導体レーザにもどることによって起こる自己結合
効果による光出力をモニタすることで判別するものであ
る。
以下、本発明を図示の実施例を参照して詳細に説明する
第2図は本発明の詳細な説明する図である。第2図にお
いて、半導体レーザ1から発せられたレーザ光は、拡が
り角約60°の分布をもってコリメータレンズ2に入射
され、該レンズ2を通過したレーザ光は、頂角が直角な
多角錐ミラー6に、その頂点を自相して図示のごとく入
射する。ミラー6に入射したレーザ光は、該ミラーで反
射し、レンズ2を通過して半導体レーザ1にもどってく
る。
こ\で、半導体レーザ1のレンズ2方向の出力値に対し
ては望一定比率でモニタ光が得られることは知られてい
るが、レンズ2を固定し、レーザ1を光軸方向に微少に
移動すると、モニタ光検出器5の出力が急激に増加し減
少するようなレーザ1とレンズ2との位置関係が存在す
るのを知ることができる。これは、ミラー6の反射光が
平行光になってレーザ1にもどつCくることによつ−〔
起こる半導体レーザの自己結合効果のためであり、モニ
タ光検出器5の出力が最大となるようなレーザlとレン
ズ2の位置関係を決めれば、これはとりもなおさず、レ
ーザ1の発光点がレンズ2の焦点に位置した場合であり
、レンズ2を通過したレーザ光が平行光束になったこと
を意味する。
本発明を適用した場合、コリメータレンズ2と多角錐ミ
ラー6間の距離は50mから1m程で良く父、モニタ光
検出器5の出力が最大となるレーザ1とレンズ2の位置
関係も、短時間に、かつ1μm程度の高精度で得ること
が可能である。例えばレンズ2の開口数(N、A、 )
を05とし、半導体レーザ1の波長(λ)が8300A
−のレーザ1とレンズ2との位置決めを行なう場合、レ
ンズ2の焦点深度はおおよそλ/(N、A、>2=3.
3μmとなり、レーザ1とレンズ2が1μm程度の精度
で位置決めすれば、充分な平行光を得ることができる。
第3図は本発明の一実施例の構成図を示したものである
。第3図中、半導体レーザ1、コリメータレンズ2、モ
ニタ光検出器5、多角錐形ミラー6の配置関係は第2図
と同様である。まず反導体レーザ1を、該レーザの発光
点がレンズ2の焦点位置よりレンズ側に位置するように
設定し、移動手段12によ゛抄該レーザ1を光軸に沿っ
て微少に該レンズ2から離れる方向に移動させる。該レ
ーザ1の移動手段12は、例えば1回転で50μmだけ
1軸方向に移動可能なマイクロメータ付の微動台からな
り、該微動台にレーザ1を取付゛け、マイクロメータを
移動制御回路11で駆動して微少回転させる。レーザ1
を上記移動手段I2に°Cレンズ2から離れる方向に移
動させると、該レンズ2の焦点位置にレーザ1の発光点
が位置したとき、モニタ光検出器5の出力が最大になり
、これをピーク検出回路10が検出して移動制御回路1
1に伝え、移動手段12すな6ちレーザ1の移動を停止
させることでレーザ*とレンズ2の位置決めが達成する
。なお、手動で位置決めの操作を行なう場合は、ピーク
検出回路10の代りに検流計等によりモニタ光検出器5
の出力を目視で確認し、検流計出力が最大となるように
レーザ1の位置設定を行なえばよい。
第4図は本発明の他の実施例の構成図を示したものであ
る。第4図の場合、第2図に示した光路中のコリメータ
レンズ2と、頂角が直角な多角錐形ミラー6の間に、光
量分離用ミラーとして偏光ビームスプリッタ7と4・分
の1波長板8を挿入しである。光量分離用ミラーとして
単なるハーブミラーのみを前記光路中に挿入しても良い
が、図のように偏光ビームスプリッタ7と4分の1波長
板8を挿入した方が、より精度よくかつ容易に光強度分
布を知ることが可能である。また、41分の1波長板8
は、半導体レーザ1から発せられた・レーザ光の約半分
が多角錐形ミラー6にて反射されたのち光強度分布検出
用センサ9の方向に偏光ビームスプリッタ7にて分離さ
れ、残りの半分の反射光はレーザ1に自己結合効果を起
こさせるために該レーザ1の方にもどることが可能なよ
うな姿勢に設定されている。また、光強度分布検出用セ
ンサ9の位置は該センサ9の中心軸が理想光軸に一致す
るように設定されている。
ところで、前述の第3図のような方法で半導体レーザ1
の発光点をコリメータレンズ2の焦点位置に位置決めで
きても、該レーザ1の発光方向が該レンズ2の光軸と一
致しない場合には、第5図に示す如く光強度分布が光強
度分布検出用センサ9の中心軸に関してバランスしなく
なり、例えば図に示すような中心軸に関し4分割された
光強度分布検出用センサ9を使用すると、4分割された
各々のセンサの光力が一致しなくなる。この場合、例え
ば4等分割された各々のセンサ出力が一致するように半
導体レーザ1の発光方向を修正してやれば、半導体レー
ザ1とコリメータレンズ2の位置関係が、コリメータレ
ンズ2の光軸に関し光強゛変分布の点でもバランスした
平行光束を得るように設定できる。第4図はそれを実現
するものである。
第4図において、4等分割さiた光強度分布検出用セン
サ9の隣り合う出力同志を引算回路13に各々入力し、
各々の差を求める。移動方向判定回路14は、引算回路
13の各々の出力が零であるか否かを判定し、零でない
場合は、レーザ1の出力光の方向が、例えば上下左右の
どの方向に移動すれば零になるかを判定し、移動制御回
路11に指令する。移動制御回路11は移動方向判定回
路14の指令に従って移動手段12を駆動し、レーザ1
の方向を修正移動させる。こ\で、移動手段12はレー
ザ1を光軸方向だけでなく、上下左右のどの方向にも移
動できる構成とする。以上の操作と第3図で説明した操
作を繰り返し実行することによって、光強度分布の点で
バランスした平台光束を得るようなレーザ1とレンズ2
の位置決′めができる。なお、レーザ1を移動する場合
、モニタ光検5出器5と該レーザ1の相対位置関係を一
定に維持するためにレーザ1とモニタ光検出器5とは図
示しないホルダで一定に保持されていることは当然であ
る。
以上説明したごとく、本発明によれば、半導体レーザと
コリメータレンズの位置決めを、わずかな空間で、短時
間に、かつ高精度で、しかも光軸に関し光強度分布がバ
ランスした平行光束を得るように行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
□第1図は従来の半導体レーザとコリメータレンズの位
置決め方法を説明する図、第2図は本発明の原理構成を
説明する図、第3図及び第4図は本発明の一実施例を示
す図、第5図は光強度分布が光軸の中心に関してバラン
スしない場合を示す図である。 1・・・半導体レーザ、2・・・コリメータレンズ、5
・・・モニタ光検出器、6・・・多角錐形ミラー、7・
・・光量分離用ミラー、8・・・4分の1波長板、9・
・・光強度分布センサ。 代理人 弁理士 鈴 木   誠イ1%<、ム)第1図 第2図 第3t! 第4図 第5図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 半導体レーザと該レーザから発せられたレーザ光
    を平行にするためのコリメータレンズとの光軸を延長し
    た位置に反射部材を配置し、該反射部材で反射したレー
    ザ光をコリメータレンズを透過して半導体レーザにもど
    し、その時の該半導体レーザの自己結合効果によるモニ
    タ光が最大となるように半導体レーザとコリメータレン
    ズの位置関係を決めることを特徴とする半導体レーザと
    コリメータレンズの位置決め方法。 2、 前記コリメータレンズと反射部材の間に光量分離
    用ミラーを設け、該光量分離用ミラーにより分離された
    光の強度分布により半導体レーザとコリメータレンズの
    光軸からのずれを補正することを特徴とする特許請求の
    範囲第1項記載の半導体レーザとコリメータレンズの位
    置決め方法。
JP19536281A 1981-12-04 1981-12-04 半導体レ−ザとコリメ−タレンズの位置決め方法 Granted JPS5897008A (ja)

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