JPS6120924A - 半導体レ−ザの光ビ−ム整形装置 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は半導体レーザから発振された長円形状の光ビー
ムを円形の光ビームに整形する装置に関するものである
。

（従来の技術） 半導体レーザは光を発振する際に接合面に平行な面が長
軸に、接合面に垂直な面が短軸となる長円形状の光ビー
ムを発振する。

したがって、この長円形状の光ビームを例えば光ファイ
バにそのま°ま入射させると、長軸方向の端部がはみ出
し、有効入射光量が少なくなり結果的に挿入損が大きく
なる。

そこで、この長円形状の光ビームを円形にして挿入損を
少なくする技術の開発が要望されている。

この要望に応えるものとして発振された長円形状の光ビ
ームをコリメート用のレンズで平行にしたのち、この長
円形状の平行光をプリズムを通過させて円形の光ビーム
にするものが提案されている。

（発明が解決しようとする問題点） ところで、従来提案されているものにあっては、半導体
レーザから発振された光ビームはプリズムを通過するこ
とによって屈折され、元の光ビームの軸心に対しである
角度の傾きを有することになる。この光ビームを光ファ
イバに入射させるために光ビームの軸心上に光ファイバ
の端末を配置させる場合、単導体レーザの軸心に対して
光ファイバの軸心を傾けなければならないだめに軸心合
せがむずかしくそのだめの装置も複雑になるという問題
点がある。

（問題点を解決するだめの手段） 本発明は上記の問題点を解決するために、半導体レーザ
から発振された長円形状の光ビームを平行光にするコリ
メータレンズと、前記コリメータレンズによって平行光
にされた長円形状の長軸ａ＋。

短軸がｂｌの光ビームを円形に整形する第１のプリズム
と第２のプリズムとが設けられ、前記第１のプリズムと
前記第２のプリズムとは光ビームの入射。面と出射面の
なす角をαとし、屈折角をβとし、屈折率をｎとし、入
射ビームに対する出射ビーム　。

の軸心の傾き角をγとしたときに、 γ＝β−α を満足するように構成され、前記第２のプリズムは前記
第１のプリズムに対して垂直軸で１８０度回転された状
態で、かつ前記第１のプリズムからの出射光ビームに対
して入射面が垂直に配置されていることを特徴とする。

（実施例） 以下、本発明の半導体レーザの光ビーム整形装置の一実
施例を図面を参照して詳細に説明する。

図において、１は半導体レーザ、２はコリメータレンズ
、５．４はプリズムである。プリズムう、４は同形状の
もので、以下、プリズムう、４についてはプリズムラに
ついてのみ説明する。

プリズム５は断面が三角形であって、その屈折率をｎと
し半導体１に面する面、すなわち半導体１から発振され
た光ビームＬ、の入射面をＡＢ、プリズム５に入射され
た光ビームの出射面をＢＯとし、入射面ＡＢと出射面Ｂ
Ｃｉとのなす角を、α２すると、プリズム５の屈折角β
は ｓｉｎβ＝　ｎ　ｓｉｎα・・・・・・・・・・・・・
・・・・・（１）となる。

ここで、いま半導体レーザ１から発振された長円形状の
光ビームＬがコリメータレンズ２で平行、〉 光され、その光ビームＬ、の長軸がａ１、短軸がｂｌで
あるとき、長軸ａ、の軸方向にプリズムラの入射面ＡＢ
を第１図のようにＬＭ矢視方向に一致するように配置さ
せると、プリズムうで屈折されて出射面ＢＣから出射す
る光ビームＬｔの軸心は入射光ビームＬ、の軸心に対し
てγだけ傾むく。このｒは第２図より γ＝β−α・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・・（２）の関係式がなシだつ、 このときの出射光ビームＬｔの長袖ａｍは第２図より ｐｑ＝　□　　　・・・・・・・・・・・・・・・・・
・（５）ＣＯ８α ａ、、、＝　　Ｉ”Ｑ　　ｃｏｓ　　β　　・・−・・
・・・・・・・・・・（４）（う）、（ｌＩ）式より ８β　・・・・・・・・・°・・・・・・・・・（５）
ａ鵞＝ａｌ ＣＯＳ　α となる。

つぎに、プリズム４をプリズム５から出射した光ビーム
Ｌ！の軸心に垂直になるようにプリズム稀の入射面ＡＢ
を配置する。この際、プリズム稀をプリズムラと同じ向
きに配置した状態から垂直軸で１８０度回転させた状態
すなわち、第１図でプリズム稀の入射面ＡＢを矢視Ｒ８
の向きにして、更に入射面ＡＢをＢ軸を中心として左廻
りにγだけ傾けた状態に配置する。このようにプリズム
４をプリズム５に対して配置すると、プリズム５からの
出射光ビームＬ、はプリズム稀で屈折された分だけ、す
なわち、傾き角７分傾けられ、元の光ビームＬ、の軸心
と一致した方向に出射する。このときの出射光ビームＬ
ｉの長軸ａ、けプリズム４で屈折されることによって、 ａｍ−ａ・−竺ｌ−・・・・・・・・・・・・・・・・
・・（６）ＣＯ８α （５）、（６）式より ａｌ＝ａ、仔ト・・・・・・・・・・・・・・・・・（
７）となる。

ここでプリズムキからの出射光ビ、−ムＬ＠の長軸ａｓ
を元の光ビームＬ、の短軸す、に等しぐなるようにａ・
−ｂｌ＝ａ・岬釦し・・−・・・・・・（８）ＣＯ８α すなわち、（８）式を満足するようにα、βを設定する
と、光ビームＬ１の長軸ａ＄は光ビームＬ、の短軸す、
に等しくすることができる。ただし、光ビームＬ、の短
軸す、はプリズム５、イを通過して屈折されても変るこ
とがな（ｂｒ−ｂｔ＝　ｂｓ　のままである。

（作　用） そこで、２個のプリズムラ、イにおいて、次の５式 ％式％（１） を同時に満足するように設定すると、半導体レーザ１か
ら発振された長円形状の光ビームは円形状の光ビームと
することができるとともに、半導体レーザ１の光ビーム
の発振軸方向にプリズムで整形された円形状の光ビーム
の軸心を平行にすることができる。

（発明の効果） 以上説明したように本発明の半導体レーザの光ビーム整
形装置は所定形状の同形のプリズムを２個用いることに
より、長円形状の光ビームを円形にすることができると
ともに、整形した光ビームは子導体レーザの光ビーム発
振軸と平行になっているので、整形した光ビームを光フ
ァイバに入射させる際、光ファイバは半導体レーザの発
振軸に平行にしてその平面上で縦軸、横軸に平行移動す
るだけで整形した光ビームの軸心に一致させることがで
きるので、光ファイバを傾ける等゛の操作が不用となシ
軸心合せが容易となシそのための装置も簡単になるとい
う利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の半導体レーザの光ビーム整形装置の一
実施例を示す説明図、第２図は同実施例のプリズムでの
屈折状態の拡大説明図である。 １・・・・・・半導体レーザ、２・・・・・・コリメー
タレンズ５．４・・・・・・プリズム、α・・・・・・
入射面ＡＢと出射面ＢＣとのなす角、β・・・・・・プ
リズムウ、稀の屈折角γ・・・・・・入射ビームに対す
る出射ビームの傾き角ａ、・・・・・・光ビームの長軸
、ｂ、・・・・・・光ビームの短軸第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 半導体レーザから発振された長円形状の光ビームを平行
   光にするコリメータレンズと、前記コリメータレンズに
   よって平行光にされた長円形状の長軸がａ＿１、短軸が
   ｂ＿１の光ビームを円形に整形する第１のプリズムと第
   ２のプリズムとが設けられ、前記第１のプリズムと前記
   第２のプリズムとは光ビームの入射面と出射面とのなす
   角をαとし、屈折角をβとし、屈折率をｎとし、入射ビ
   ームに対する出射ビームの軸心の傾き角をγとしたとき
   に、ｎ＝ｓｉｎβ／ｓｉｎα γ＝β−α ｂ＿１＝ａ＿１（ｃｏｓβ／ｃｏｓα）＾２を満足する
   ように構成され、前記第２のプリズムは前記第１のプリ
   ズムに対して垂直軸で１８０度回転された状態で、かつ
   前記第１のプリズムからの出射光ビームに対して入射面
   が垂直に配置されていることを特徴とする半導体レーザ
   の光ビーム整形装置。