JPS63269130A - 平行光作成装置 - Google Patents
平行光作成装置Info
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- JPS63269130A JPS63269130A JP62105104A JP10510487A JPS63269130A JP S63269130 A JPS63269130 A JP S63269130A JP 62105104 A JP62105104 A JP 62105104A JP 10510487 A JP10510487 A JP 10510487A JP S63269130 A JPS63269130 A JP S63269130A
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- JP
- Japan
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- light
- parallel light
- parallel
- radiated
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 62
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 23
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/37—Non-linear optics for second-harmonic generation
- G02F1/377—Non-linear optics for second-harmonic generation in an optical waveguide structure
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- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Head (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。
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、光ディスクやレーザプリンタに用いられるレ
ーザ等の光源を用いた平行光作成装置に関するものであ
る。
ーザ等の光源を用いた平行光作成装置に関するものであ
る。
従来の技術
近年、レーザ光源の中で半導体レーザを用いたレーザ光
源は、Ｈｅ−Ｎｅなとのガスレーザを用いたものに比べ
、小型、軽量でかつ変調も容易にかけられるなどといっ
た優れた特徴をもつため、光ディスクやレーザプリンタ
などに広く使われている。一方、光ディスクの記録容量
はビットの面積に反比例するため、半導体レーザの波長
を短くしてより小さなビットを形成しようとする研究が
進められている。非線形光学素子もその一つで、入射さ
れた１次光をその２次の高調波に変換することによって
、もとの光源の１／２の波長の光を得ることができる。
源は、Ｈｅ−Ｎｅなとのガスレーザを用いたものに比べ
、小型、軽量でかつ変調も容易にかけられるなどといっ
た優れた特徴をもつため、光ディスクやレーザプリンタ
などに広く使われている。一方、光ディスクの記録容量
はビットの面積に反比例するため、半導体レーザの波長
を短くしてより小さなビットを形成しようとする研究が
進められている。非線形光学素子もその一つで、入射さ
れた１次光をその２次の高調波に変換することによって
、もとの光源の１／２の波長の光を得ることができる。
導波路形非線形光学素子は、半導体レーザなどの出射光
を非線形光学素子上に形成された導波路に入射すると、
その２次高調波を導波路に対しである角度（半導体レー
ザであれば約１６°）で放射する素子である。これらの
光源から出射される光を用いて、ディスク上にビットを
形成したり、ディスク上のビットを読みだしたりするに
は、それらの光をディスク上に回折限界できまる大きさ
のスポット（半導体レーザならばφ１．４μ−程度）に
集光しなければならない。そのためには、集光レンズに
平行光を入射することが望ましい。半導体レーザの出射
光は発散光であるので、一旦平行光に変換する必要があ
り、光ディスり等に用いられている半導体レーザ光源も
平行光を出射するような形態で供給されているものが多
い。以下１図面を参照しながら、従来の光ディスクに用
いられている光ピツクアップ用の半導体レーザ光源の一
例について説明する。
を非線形光学素子上に形成された導波路に入射すると、
その２次高調波を導波路に対しである角度（半導体レー
ザであれば約１６°）で放射する素子である。これらの
光源から出射される光を用いて、ディスク上にビットを
形成したり、ディスク上のビットを読みだしたりするに
は、それらの光をディスク上に回折限界できまる大きさ
のスポット（半導体レーザならばφ１．４μ−程度）に
集光しなければならない。そのためには、集光レンズに
平行光を入射することが望ましい。半導体レーザの出射
光は発散光であるので、一旦平行光に変換する必要があ
り、光ディスり等に用いられている半導体レーザ光源も
平行光を出射するような形態で供給されているものが多
い。以下１図面を参照しながら、従来の光ディスクに用
いられている光ピツクアップ用の半導体レーザ光源の一
例について説明する。
第５図は、従来の光ピツクアップに用いられている半導
体レーザ光源の説明図である。第５図において、５０１
は半導体レーザ、５０２はコリメートレンズ、５０３は
半導体レーザ光である。
体レーザ光源の説明図である。第５図において、５０１
は半導体レーザ、５０２はコリメートレンズ、５０３は
半導体レーザ光である。
半導体レーザ５０１から出射されるレーザ光５０３は１
球面波であり、垂直、水平方向にそれぞれある広がり角
をもって広がる。コリメートレンズ５０２の焦点を、こ
の半導体レーザ光５０３０発光中心と一致させることに
よって、発散光を平行光に変換している。（例えば、末
日；”光学部品の使い方と留意点”、ＰＰ、８７、木ブ
トロニクス社（１９８５））。
球面波であり、垂直、水平方向にそれぞれある広がり角
をもって広がる。コリメートレンズ５０２の焦点を、こ
の半導体レーザ光５０３０発光中心と一致させることに
よって、発散光を平行光に変換している。（例えば、末
日；”光学部品の使い方と留意点”、ＰＰ、８７、木ブ
トロニクス社（１９８５））。
発明が解決しようとする問題点
しかしながら上記のような構成では、半導体レーザの出
射光は変換できるが、導波路形非線形光学素子の出射光
は平行光に変換できず、平行光を出射するレーザ光源と
はならない。以下、第６図を用いて問題点を説明する。
射光は変換できるが、導波路形非線形光学素子の出射光
は平行光に変換できず、平行光を出射するレーザ光源と
はならない。以下、第６図を用いて問題点を説明する。
第６図は導波路形非線形光学素子から発生する２次高調
波の出射光の説明図で、第６図（ａ）は導波路形非線形
光学素子を導波路が形成されている面の横方向から見た
図、第６図（ｂ）はそれを導波路が形成されている方向
から見た図である。両図において、１０１は導波路形非
線形光学素子、６０１．６０３．６０４は１０１の出射
光、６０２は球面レンズである。
波の出射光の説明図で、第６図（ａ）は導波路形非線形
光学素子を導波路が形成されている面の横方向から見た
図、第６図（ｂ）はそれを導波路が形成されている方向
から見た図である。両図において、１０１は導波路形非
線形光学素子、６０１．６０３．６０４は１０１の出射
光、６０２は球面レンズである。
（１）導波路形非線形光学素子１０１の出射光は、半導
体レーザの出射光のように垂直、水平方向とも発散光で
はなく、一方は平行光６０１で、他方はある角度をもっ
て広がる発散光６０３．６０４となっている。従って、
球面レンズ６０２のみでは両方を一挙に平行光にはでき
ない。
体レーザの出射光のように垂直、水平方向とも発散光で
はなく、一方は平行光６０１で、他方はある角度をもっ
て広がる発散光６０３．６０４となっている。従って、
球面レンズ６０２のみでは両方を一挙に平行光にはでき
ない。
（２）第６図（ｂ）のように、導波路の一次光の入射端
から放射される２次高調波６０３と、出射端から放射さ
れる２次高調波６０４は広がり角は一定であるが、発光
点が異なる。（１）で述べたような問題点だけならば、
シリンドリカルレンズを用いれば解決できるが、このよ
うな制約があるため１枚のレンズで平行光に変換しよう
とすると、同じ面内の発散光であっても、６０５と６０
６のように一方は平行光、他方は発散光となってしまう
。
から放射される２次高調波６０３と、出射端から放射さ
れる２次高調波６０４は広がり角は一定であるが、発光
点が異なる。（１）で述べたような問題点だけならば、
シリンドリカルレンズを用いれば解決できるが、このよ
うな制約があるため１枚のレンズで平行光に変換しよう
とすると、同じ面内の発散光であっても、６０５と６０
６のように一方は平行光、他方は発散光となってしまう
。
問題点を解決ための手段
上記問題点を解決するために本発明の装置は、光源と、
その光源の出射光を入射して前記光源の高調波を出射す
る導波路形非線形光学素子と、その導波路形非線形光学
素子の出射光の焦点を揃える光学系と、発散光を平行光
に変換する光学系とを用いたものである。
その光源の出射光を入射して前記光源の高調波を出射す
る導波路形非線形光学素子と、その導波路形非線形光学
素子の出射光の焦点を揃える光学系と、発散光を平行光
に変換する光学系とを用いたものである。
作用
本発明は上記した構成によって、導波路形非線形光学素
子の出射光をまず焦点補正し、次に発散光を平行光に変
換する。従って、焦点補正された後の光は焦点が一致し
ているため、シリンドリカルレンズなどを用いても、出
射光すべてを発散光から平行光に変換することができ、
平行光を出射−するレーザ光源を形成できる。
子の出射光をまず焦点補正し、次に発散光を平行光に変
換する。従って、焦点補正された後の光は焦点が一致し
ているため、シリンドリカルレンズなどを用いても、出
射光すべてを発散光から平行光に変換することができ、
平行光を出射−するレーザ光源を形成できる。
実施例
以下、本発明の第１の実施例のレーザ光源について、図
面を参照しながら説明する。
面を参照しながら説明する。
第１図はレーザ光源の説明図で、１００は半導体レーザ
などの光源、１０１は導波路形非線形光学素子、１０２
は焦点補正光学系、１０３は平行光変換光学系、１０４
は導波路形非線形光学素子の出射光、１０５は変換され
た平行光である。
などの光源、１０１は導波路形非線形光学素子、１０２
は焦点補正光学系、１０３は平行光変換光学系、１０４
は導波路形非線形光学素子の出射光、１０５は変換され
た平行光である。
以上のように構成されたレーザ光源について、第１図を
用いて説明する。
用いて説明する。
光源１００から出射した光は導波路形非線形光学素子１
０１に入射される。導波路形非線形光学素子１０１では
、光源１００の高調波を発生し出射するが、この出射光
１０４は第６図で説明したように、一方は平行光、他方
は発散光となっている。また、導波路の入射端から出射
される２次高調波と、出射端から出射される２次高調波
は発光点が異なる。その出射光１０４をまず焦点補正光
学系１０２に入射する。焦点補正光学系１０２では発光
点すなわち焦点を一致させるように補正する。焦点が一
致した光は、次に平行光変換光学系１０３に入射される
。平行１ｖ換光学系１０３では平行光はそのままとし、
発散光のみを平行光に変換して出射する。以上のような
光学系を通過させることにより、導波路形非線形光学素
子の出射光１０４は平行光１０５に変換される。従って
、以上のような構成とすれば、高調波が平行光で出射す
るレーザ光源を得ることができる。
０１に入射される。導波路形非線形光学素子１０１では
、光源１００の高調波を発生し出射するが、この出射光
１０４は第６図で説明したように、一方は平行光、他方
は発散光となっている。また、導波路の入射端から出射
される２次高調波と、出射端から出射される２次高調波
は発光点が異なる。その出射光１０４をまず焦点補正光
学系１０２に入射する。焦点補正光学系１０２では発光
点すなわち焦点を一致させるように補正する。焦点が一
致した光は、次に平行光変換光学系１０３に入射される
。平行１ｖ換光学系１０３では平行光はそのままとし、
発散光のみを平行光に変換して出射する。以上のような
光学系を通過させることにより、導波路形非線形光学素
子の出射光１０４は平行光１０５に変換される。従って
、以上のような構成とすれば、高調波が平行光で出射す
るレーザ光源を得ることができる。
第２図は本発明の第２の実施例におけるレーザ光源の説
明図で、１００の光源として２０８の半導体レーザ、２
０９のコリメートレンズ、２１０の集光レンズを、また
、１０２の焦点補正用光学系として２０１の焦点補正用
プリズム、１０３の平行光変換光学系として２０２の球
面レンズ及び、２０３の凸シリンドリカルレンズを用い
ている。また同図では、導波路形非線形光学素子１０１
の出射光のうち平行光側を２０４、発散光側を２０５と
して、説明のため同一平面上に模式的に描いている。
明図で、１００の光源として２０８の半導体レーザ、２
０９のコリメートレンズ、２１０の集光レンズを、また
、１０２の焦点補正用光学系として２０１の焦点補正用
プリズム、１０３の平行光変換光学系として２０２の球
面レンズ及び、２０３の凸シリンドリカルレンズを用い
ている。また同図では、導波路形非線形光学素子１０１
の出射光のうち平行光側を２０４、発散光側を２０５と
して、説明のため同一平面上に模式的に描いている。
以上のように構成されたレーザ光源について、第２図及
び第３図を用いて説明する。
び第３図を用いて説明する。
半導体レーザ２０８の出射光は、コリメートレンズ２０
９で発散光を平行光に変換し、集光レンズ２１０で集光
して導波路形非線形光学素子１０１上に形成された導波
路に入射する。導波路形非線形光学素子１０１では入射
された光源の光の高調波を発生し、導波路に対しである
角度方向に出射する。その出射光２０４．２０５を次に
焦点補正用プリズム２０１に入射する。このプリズムで
は、平行光２０４は通過させ、発散光２０５の焦点を一
致させる。第３図は焦点補正用プリズムの説明図である
。焦点補正の原理を第３図（ａ）を用いて説明する。発
光点が異なり、かつ広がり角が等しい発散光３０１と３
０２があり、３０１のみをこのプリズムに入射したとす
る。発散光をその光軸に対して垂直に置かれた平行平板
中に入射すると、図に示しであるように、プリズムの入
射面で屈折し、プリズム内部では広がり角が実効的に小
さくなる。従って、発光点の異なる光３０１と３０２の
交点を図のように求めることができる。
９で発散光を平行光に変換し、集光レンズ２１０で集光
して導波路形非線形光学素子１０１上に形成された導波
路に入射する。導波路形非線形光学素子１０１では入射
された光源の光の高調波を発生し、導波路に対しである
角度方向に出射する。その出射光２０４．２０５を次に
焦点補正用プリズム２０１に入射する。このプリズムで
は、平行光２０４は通過させ、発散光２０５の焦点を一
致させる。第３図は焦点補正用プリズムの説明図である
。焦点補正の原理を第３図（ａ）を用いて説明する。発
光点が異なり、かつ広がり角が等しい発散光３０１と３
０２があり、３０１のみをこのプリズムに入射したとす
る。発散光をその光軸に対して垂直に置かれた平行平板
中に入射すると、図に示しであるように、プリズムの入
射面で屈折し、プリズム内部では広がり角が実効的に小
さくなる。従って、発光点の異なる光３０１と３０２の
交点を図のように求めることができる。
その交点にプリズムの出射面を設定すれば、プリズム内
を通過した光３０１と通過しない光３０２との焦点を一
致させることができる。この原理を用いて、プリズムの
角度を制御することにより、連続的に発光点がずれてい
る導波路形非線形光学素子１０１の出射光の焦点を、導
波路の出射端で発生した２次高調波の焦点に一致させる
ことが可能となる。第３図（ｂ）は焦点補正用プリズム
の設計例で、頂角を約４１°、底辺の長さ７．９１ｍ５
、高さ９ＩＩｌとし、これを１．６ｍｍ幅の導波路形非
線形光学素子１０１の出射光中に図のように約７．９°
傾けて挿入し、７．９１−の焦点ずれを吸収している。
を通過した光３０１と通過しない光３０２との焦点を一
致させることができる。この原理を用いて、プリズムの
角度を制御することにより、連続的に発光点がずれてい
る導波路形非線形光学素子１０１の出射光の焦点を、導
波路の出射端で発生した２次高調波の焦点に一致させる
ことが可能となる。第３図（ｂ）は焦点補正用プリズム
の設計例で、頂角を約４１°、底辺の長さ７．９１ｍ５
、高さ９ＩＩｌとし、これを１．６ｍｍ幅の導波路形非
線形光学素子１０１の出射光中に図のように約７．９°
傾けて挿入し、７．９１−の焦点ずれを吸収している。
焦点補正用プリズムで焦点補正された発散光２０７は、
球面レンズ２０２によって平行光に変換され、凸シリン
ドリカルレンズ２０３はそのまま通過する。一方平行光
２０６は、球面レンズ２０２と凸シリンドリカルレンズ
２０３によって、発散光とビーム幅がほぼ等しくなるよ
うに変換される。
球面レンズ２０２によって平行光に変換され、凸シリン
ドリカルレンズ２０３はそのまま通過する。一方平行光
２０６は、球面レンズ２０２と凸シリンドリカルレンズ
２０３によって、発散光とビーム幅がほぼ等しくなるよ
うに変換される。
以上のように光学系を構成することによって、導波路形
非線形光学素子の出射光が平行光に変換されたレーザ光
源を得ることができる。
非線形光学素子の出射光が平行光に変換されたレーザ光
源を得ることができる。
なお、第２の実施例において平行光変換光学系１０３は
球面レンズ２０２と凸シリンドリカルレンズ２０３で構
成したが、平行光のビーム幅を変える必要のない時は、
凸シリンドリカルレンズのみで発散光を平行光に変換し
てもよい。また、第４図のように平行光変換光学系１０
３を凹シリンドリカルレンズ４０１と、球面レンズ４０
２で構成し、焦点補正プリズム２０１の出射光を、凹シ
リンドリカルレンズ４０１で平行光のみを発散光に変換
し、その後球面レンズ４０２で水平、垂直方向とも一挙
に平行光に変換しても同様の効果を得ることができる。
球面レンズ２０２と凸シリンドリカルレンズ２０３で構
成したが、平行光のビーム幅を変える必要のない時は、
凸シリンドリカルレンズのみで発散光を平行光に変換し
てもよい。また、第４図のように平行光変換光学系１０
３を凹シリンドリカルレンズ４０１と、球面レンズ４０
２で構成し、焦点補正プリズム２０１の出射光を、凹シ
リンドリカルレンズ４０１で平行光のみを発散光に変換
し、その後球面レンズ４０２で水平、垂直方向とも一挙
に平行光に変換しても同様の効果を得ることができる。
発明の効果
以上のように本発明によれば、導波路形非線形光学素子
の出射光を平行光に変換することができる。従って、半
導体レーザなどの光源の高調波が平行光で出射するレー
ザ光源が得られ、現在の半導体レーザ光源と同じ出射形
態であるため、現行の機器に半導体レーザ光源と同じよ
うな方法で組み込むことが可能となる。
の出射光を平行光に変換することができる。従って、半
導体レーザなどの光源の高調波が平行光で出射するレー
ザ光源が得られ、現在の半導体レーザ光源と同じ出射形
態であるため、現行の機器に半導体レーザ光源と同じよ
うな方法で組み込むことが可能となる。
第１図は本発明の第１の実施例を示すレーザ光源の説明
図、第２図は第２の実施例におけるレーザ光源の説明図
、第３図は焦点補正用プリズムの説明図、第４図は平行
光変換光学系の構成図、第５図は従来の半導体レーザ光
源を示す説明図、第６図は導波路形非線形光学素子から
発生する２次高調波の出射状態の説明図である。 １００・・・光源、１０１・・・導波路形非線形光学素
子、１０２・・・凸シリンドリカルレンズ、１０３・・
・非線形光学素子の出射光、１０４・・・変換された平
行光、２０１・・・焦点補正用プリズム、２０２・・・
球面し゛ンズ、２０３・・・凸シリンドリカルレンズ、
４０１・・・凹シリンドリカルレンズ、４０２・・・球
面レンズ。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか１名１０２−一
一凸シリンドソ声ルレンズ 説−坪面レンズ 第 ｌ 図 ｍ−ｔ！：Ｓシソンドソ声ルレ
ンズ第２図 第３図 （出） （Ｉ）） 第４図 １０Ｚ １０３ ５θ／−半導ネトレープ
図、第２図は第２の実施例におけるレーザ光源の説明図
、第３図は焦点補正用プリズムの説明図、第４図は平行
光変換光学系の構成図、第５図は従来の半導体レーザ光
源を示す説明図、第６図は導波路形非線形光学素子から
発生する２次高調波の出射状態の説明図である。 １００・・・光源、１０１・・・導波路形非線形光学素
子、１０２・・・凸シリンドリカルレンズ、１０３・・
・非線形光学素子の出射光、１０４・・・変換された平
行光、２０１・・・焦点補正用プリズム、２０２・・・
球面し゛ンズ、２０３・・・凸シリンドリカルレンズ、
４０１・・・凹シリンドリカルレンズ、４０２・・・球
面レンズ。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか１名１０２−一
一凸シリンドソ声ルレンズ 説−坪面レンズ 第 ｌ 図 ｍ−ｔ！：Ｓシソンドソ声ルレ
ンズ第２図 第３図 （出） （Ｉ）） 第４図 １０Ｚ １０３ ５θ／−半導ネトレープ
Claims (1)
- 光源と、前記光源の出射光を入射して前記光源の高調
波を出射する導波路形非線形光学素子と、前記導波路形
非線形光学素子の出射光の焦点を揃える光学系と、発散
光を平行光に変換する光学系とを備えてなることを特徴
とする平行光作成装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62105104A JPS63269130A (ja) | 1987-04-28 | 1987-04-28 | 平行光作成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62105104A JPS63269130A (ja) | 1987-04-28 | 1987-04-28 | 平行光作成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63269130A true JPS63269130A (ja) | 1988-11-07 |
Family
ID=14398559
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62105104A Pending JPS63269130A (ja) | 1987-04-28 | 1987-04-28 | 平行光作成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63269130A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0377988A2 (en) * | 1989-01-13 | 1990-07-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Wavelength converting optical device |
| US5082340A (en) * | 1989-04-28 | 1992-01-21 | Hamamatsu Photonics K. K. | Wavelength converting device |
| WO2019138476A1 (ja) * | 2018-01-10 | 2019-07-18 | 三菱電機株式会社 | 平行光発生装置 |
| WO2020057299A1 (zh) * | 2018-09-20 | 2020-03-26 | 深圳光峰科技股份有限公司 | 光源***及投影设备 |
-
1987
- 1987-04-28 JP JP62105104A patent/JPS63269130A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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