JP2000250083A - 光波長変換モジュール及び画像記録方法 - Google Patents

光波長変換モジュール及び画像記録方法

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JP2000250083A JP11056236A JP5623699A JP2000250083A JP 2000250083 A JP2000250083 A JP 2000250083A JP 11056236 A JP11056236 A JP 11056236A JP 5623699 A JP5623699 A JP 5623699A JP 2000250083 A JP2000250083 A JP 2000250083A
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semiconductor laser
light
wavelength
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Masami Hatori
正美 羽鳥
Shinichiro Sonoda
慎一郎 園田
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Fuji Photo Film Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 バルク型波長変換結晶からなる光波長変換素
子により半導体レーザーから発せられたレーザービーム
を波長変換する光波長変換モジュールにおいて、半導体
レーザーの発振波長を正確にロックし、波長変換後の光
を安定して発振させる。 【解決手段】 半導体レーザー10とバルク型波長変換結
晶からなる光波長変換素子15との間に、狭域体バンドパ
スフィルター等の波長選択光学素子14を設け、この波長
選択光学素子14により、光波長変換素子15の端面18aで
反射して半導体レーザー10にフィードバックするレーザ
ービーム11の波長を選択する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光波長変換素子を
用いて基本波を第２高調波等に変換する光波長変換モジ
ュールとこれを用いた光走査記録装置に関し、特に詳細
には、バルク型波長変換結晶からなる光波長変換素子を
用いた光波長変換モジュールとこれを用いた光走査記録
装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、基本波を第２高調波等に波長変換
する方法が種々提案されており、例えば、Ｂleombergen
らによって、自発分極（ドメイン）を周期的に反転させ
た領域を設けた光波長変換素子を用いて基本波を第２高
調波に波長変換する方法が既に提案されている（Ｐhys.
Ｒev.,vol.127,Ｎo.６，1918（1962）参照）。波長変換
効率は、概ね励起光である基本波との相互作用長すなわ
ち結晶長と励起光のパワー密度の二乗に比例する。高い
変換効率を得るため励起光の光ビーム径を波長変換結晶
の中で細く絞ると、光パワー密度が上がり変換効率は高
くなる。しかしその一方、細いビームは伝搬するに従い
急激に広がるため、パワー密度が高い領域の相互作用長
が短くなり、変換効率は低下する。すなわちパワー密度
と作用長とはトレードオフの関係にある。この関係によ
り、バルク型波長変換結晶による波長変換素子は、基本
波のビーム径が数１０μｍのとき変換効率が比較的高い
ことが知られている。この数１０μｍのビームを例えば
１ｍｍ角程度の波長変換結晶に入力し光学調整を行うこ
とは容易であり、部品点数も少なく安価な光源が可能と
なる。このため銀塩写真感光材料用のレーザービームプ
リンターや光記録用レーザー光源等の分野でその開発が
期待されている。しかしながら、数１０μｍとビーム径
が太いため、細いビーム径が可能な光導波路型の光波長
変換素子に比べて、高い波長変換効率が得られないとい
う問題がある。
【０００３】また、第２高調波を発生させるためには、
半導体レーザーから発せられた基本波の波長の揺らぎを
０．５ｎｍの範囲で安定化する必要があり、この波長許
容範囲を外れる場合には、半導体レーザーの波長変動に
より第２高調波の出力が変動する。一般に使用される励
起型半導体レーザーの発振波長は、駆動電流の変化や環
境温度の変化、さらには微小な戻り光によってさえ数ｎ
ｍ変動する。このため、半導体レーザーを光源として用
いた光波長変換素子においては、第２高調波を発生させ
るとその出力光量が変動し、連続して出力することがで
きないという問題がある。
【０００４】さらに、上記の周期ドメイン反転構造を有
する光波長変換素子の場合には、半導体レーザーの発振
波長がドメイン反転部の周期と位相整合する波長と一致
していないと、波長変換効率は著しく低いものとなり、
実用性のある短波長光源を得ることは困難となる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、バルク型波
長変換結晶からなる光波長変換素子により半導体レーザ
ーから発せられたレーザービームを波長変換する光波長
変換モジュールにおける上記の事情に鑑みてなされたも
のであり、本発明の第１の目的は、半導体レーザーの発
振波長を正確にロックし、波長変換後の光を安定して発
振させることができるバルク型波長変換結晶からなる光
波長変換素子を用いた光波長変換モジュールを提供する
ことにある。本発明の第２の目的は、バルク型波長変換
結晶からなる光波長変換素子を用いた高出力の光波長変
換モジュールを提供することにある。本発明の第３の目
的は、さらに波長変換光の強度を変調する光変調手段を
備えた光波長変換モジュールを提供することにある。本
発明の第４の目的は、本発明の光波長変換モジュールを
用い、記録光のダイナミックレンジを極めて大きく取る
ことができて、高階調の画像を記録できる光走査記録装
置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明による１つの光波
長変換モジュールは、バルク型波長変換結晶からなり、
基本波を波長変換する光波長変換素子と、前記基本波と
してこの光波長変換素子に入射されるレーザービームを
発する半導体レーザーと、この半導体レーザーと前記光
波長変換素子との間に配置され、該光波長変換素子の端
面で反射して半導体レーザーにフィードバックするレー
ザービームの波長を選択する透過型の波長選択光学素子
とからなることを特徴とするものである。
【０００７】また、本発明による別の光波長変換モジュ
ールは、上記と同様の光波長変換素子および半導体レー
ザーに加えて、前記光波長変換素子に入射する前の基本
波としてのレーザービームを一部分岐させる光分岐手段
と、この分岐されたレーザービームを反射させて半導体
レーザーにフィードバックさせる反射部材と、半導体レ
ーザーにフィードバックされるレーザービームの波長を
選択する透過型の波長選択光学素子とが設けられてなる
ものである。
【０００８】また、本発明によるさらに別の光波長変換
モジュールは、上記と同様の光波長変換素子および半導
体レーザーに加えて、光波長変換素子から出射した基本
波としてのレーザービームを反射させて半導体レーザー
にフィードバックさせる反射部材と、半導体レーザーに
フィードバックされるレーザービームの波長を選択する
透過型の波長選択光学素子とが設けられてなるものであ
る。
【０００９】なお、この光波長変換モジュールにおいて
は、光波長変換素子から出射したレーザービームと波長
変換波とを分岐する光学系が設けられるのが望ましい。
【００１０】また、本発明によるさらに別の光波長変換
モジュールは、上記と同様の光波長変換素子および半導
体レーザーに加えて、半導体レーザーから、光波長変換
素子に向かわない後方出射光として出射したレーザービ
ームを反射させて半導体レーザーにフィードバックさせ
る反射部材と、半導体レーザーにフィードバックされる
レーザービームの波長を選択する透過型の波長選択光学
素子とが設けられてなるものである。
【００１１】また、本発明によるさらに別の光波長変換
モジュールは、上記と同様の光波長変換素子および半導
体レーザーに加えて、この半導体レーザーと光波長変換
素子との間に配置され、レーザービームの一部を反射さ
せて半導体レーザーにフィードバックするとともに、こ
のフィードバックするレーザービームの波長を選択する
反射型の波長選択光学素子が設けられてなるものであ
る。
【００１２】また、本発明によるさらに別の光波長変換
モジュールは、上記と同様の光波長変換素子および半導
体レーザーに加えて、光波長変換素子から出射した基本
波としてのレーザービームを反射させて半導体レーザー
にフィードバックするとともに、このフィードバックす
るレーザービームの波長を選択する反射型の波長選択光
学素子が設けられてなるものである。
【００１３】なお、この光波長変換モジュールにおいて
は、光波長変換素子から出射した上記レーザービームと
波長変換波とを分岐する光学系が設けられるのが望まし
い。
【００１４】また、本発明によるさらに別の光波長変換
モジュールは、上記と同様の光波長変換素子および半導
体レーザーに加えて、この半導体レーザーから、光波長
変換素子に向かわない後方出射光として出射したレーザ
ービームを反射させて半導体レーザーにフィードバック
するとともに、このフィードバックするレーザービーム
の波長を選択する反射型の波長選択光学素子が設けられ
てなるものである。
【００１５】なお、以上説明した透過型あるいは反射型
の波長選択光学素子としては、例えば狭帯域バンドパス
フィルターを好適に用いることができる。またその中で
も、薄膜型のバンドパスフィルター、複屈折フィルター
がより好ましい。
【００１６】上記薄膜型の狭帯域バンドパスフィルター
を用いる場合は、それを半導体レーザーの光出射端面に
形成するのが望ましい。また、前記透過型の波長選択光
学素子としてこの薄膜型の狭帯域バンドパスフィルター
を用いる場合は、該フィルターを、レーザービームを半
導体レーザーにフィードバックさせる反射部材の表面に
形成してもよい。
【００１７】また、以上説明した透過型あるいは反射型
の波長選択光学素子として、バルクグレーティングを用
いることもできる。
【００１８】他方、反射型の波長選択光学素子として
は、コアに複数の屈折率変化部が等間隔に形成された光
ファイバーからなるファイバーグレーティングを用いる
こともできる。
【００１９】このようなファイバーグレーティングを用
いる場合は、基本波としてのレーザービームを、このフ
ァイバーグレーティングのコア端面上で収束させる収束
光学系が設けられるのが望ましい。
【００２０】他方、基本波としてのレーザービームを発
する半導体レーザーは、光波長変換素子の端面に結合さ
れるのが望ましい。
【００２１】このように、半導体レーザーを光波長変換
素子の端面に結合させる場合は、透過型の波長選択光学
素子として薄膜狭帯域バンドパスフィルターを用い、こ
の薄膜狭帯域バンドパスフィルターを半導体レーザーの
光出射面と光波長変換素子の端面との間に配置し、この
端面で反射して半導体レーザーにフィードバックするレ
ーザービームの波長を該フィルターによって選択するの
が望ましい。
【００２２】また、上記のように半導体レーザーを光波
長変換素子の端面に結合させる場合、反射型の波長選択
光学素子として薄膜狭帯域バンドパスフィルターを用
い、この薄膜狭帯域バンドパスフィルターを半導体レー
ザーの光出射面と光波長変換素子の端面との間に配置
し、このフィルターにより、基本波としてのレーザービ
ームの一部を反射させて半導体レーザーにフィードバッ
クするとともに、このフィードバックするレーザービー
ムの波長を選択するのが望ましい。
【００２３】バルク型波長変換結晶としては、ＭｇＯあ
るいはＺｎＯがドープされたＬｉＮｂＯ3、ＭｇＯある
いはＺｎＯがドープされたＬｉＴａＯ3、ＬｉＮｂＯ3、
ＬｉＴａＯ3、ＫＴｉＯＰＯ4、ＫＮｂＯ3が好適に用い
られる。また、バルク型波長変換結晶が、自発分極の向
きを反転させたドメイン反転部が周期的に形成されてな
り、該ドメイン反転部の並び方向に導波する基本波を波
長変換する周期反転ドメイン結晶であることが望まし
い。
【００２４】半導体レーザーとして出力３００ｍＷ以上
の高出力のものを用いることが望ましく、また、単峰性
の空間モードで出力する半導体レーザーであることが望
ましい。
【００２５】また、本発明によるさらに別の光波長変換
モジュールは、上記と同様の光波長変換素子、半導体レ
ーザー、および波長選択光学素子に加えて、光波長変換
素子から出射した前記レーザービームを強度変調する光
変調手段が設けられてなるものである。
【００２６】また、本発明によるさらに別の光波長変換
モジュールは、上記と同様の光波長変換素子、半導体レ
ーザー、および波長選択光学素子に加えて、前記半導体
レーザーの駆動電流を変化させて前記半導体レーザーか
ら発せられた基本波を強度変調することにより前記光波
長変換素子から出射した前記レーザービームを強度変調
する光変調手段が設けられてなるものである。
【００２７】また、本発明によるさらに別の光波長変換
モジュールは、上記と同様の光波長変換素子、半導体レ
ーザー、および波長選択光学素子に加えて、前記光波長
変換素子から出射した前記レーザービームをパルス変調
する光変調手段が設けられてなるものである。
【００２８】本発明の光走査記録装置は、連続調画像を
示す画像信号に基づいて記録光を強度変調またはパルス
変調する光変調手段と前記強度変調またはパルス変調を
受けた記録光を非線形光学効果により波長変換する光波
長変換手段を含む光波長変換モジュールと、波長変換さ
れた記録光を記録材料上において走査させる走査手段と
を備えた光走査記録装置であって、前記光変調手段及び
光波長変換手段として、本発明の光波長変換モジュール
を用いたことを特徴とするものである。
【００２９】本発明の光波長変換モジュールにおいて
は、半導体レーザーにフィードバックされるレーザービ
ームを、狭帯域バンドパスフィルター、バルクグレーテ
ィングあるいはファイバーグレーティング等からなる波
長選択光学素子を用いるようにしたので、半導体レーザ
ーの発振波長を安定して所望値、例えば、ドメイン反転
部の周期と位相整合する波長に選択、ロックすることが
できる。
【００３０】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施の形態を説明する。
【００３１】図１は、本発明の第１の実施形態による光
波長変換モジュールを示すものである。図示されるよう
に、この光波長変換モジュールは、半導体レーザー（レ
ーザーダイオード）10と、この半導体レーザー10から発
散光状態で出射したレーザービーム11を平行光化するコ
リメーターレンズ12と、平行光化されたレーザービーム
11を収束させる集光レンズ13と、これらのレンズ12およ
び13の間に配置された波長選択光学素子としての狭帯域
バンドパスフィルター14と、光波長変換素子15とを有し
ている。
【００３２】光波長変換素子15は、非線形光学効果を有
する強誘電体であるＬｉＮｂＯ3にＭｇＯが例えば５mol
％ドープされた（以下、ＭｇＯ−ＬＮと称する）結晶基
板16に、そのＺ軸と平行な自発分極の向きを反転させた
ドメイン反転部17が周期的に形成されてなる周期ドメイ
ン反転構造が形成されてなるものである。
【００３３】周期ドメイン反転構造は、結晶基板16のＸ
軸方向にドメイン反転部17が並ぶように形成され、その
周期Λは、ＭｇＯ−ＬＮの屈折率の波長分散を考慮し、
950ｎｍ近辺の波長に対して１次の周期となるように4.7
μｍとされている。このような周期ドメイン反転構造
は、例えば、図２に示される方法によって形成すること
ができる。図２において、４はコロナワイヤー、７はア
ース、８は電源である。
【００３４】ＭｇＯ−ＬＮ結晶基板16は単分極化処理が
なされて厚さ0.5ｍｍに形成され、最も大きい非線形光
学定数ｄ33が有効に利用できるようにＺ面で光学研磨さ
れている。この光学研磨された＋Ｚ面16aは、図２(a)に
示すように、所定の周期Λ＝4.7μｍで繰り返す周期電
極80が公知のフォトリソ法により設けられている。
【００３５】高圧電源８から−Ｚ面16bに配置したコロ
ナワイヤー４を介してＭｇＯ−ＬＮ結晶基板16にコロナ
帯電により１ｋＶの電圧を５分間印加した。ＭｇＯ−Ｌ
Ｎ結晶基板16の周期電極80に対向している部分81のみの
分極が選択的に反転しドメイン反転部17となる。ドメイ
ン反転部17は電場の向きに沿って成長し、最終的には図
２(b)に示すように、ＭｇＯ−ＬＮ結晶基板16を貫通す
るまで十分深く成長する。したがって、このドメイン反
転部17とその他の部分とは、結晶基板16の深さ（厚さ）
方向の長い領域に亘って互いに明確に区別して形成され
ることになる。
【００３６】次いで、ＭｇＯ−ＬＮ結晶基板16のＹ面を
切断、研磨した後、ＨＦ（フッ酸）とＨＮＯ3とが混合
されてなるエッチング液を用いて選択エッチングを行っ
た。そして、この基板16の断面（Ｙ面）を観察したとこ
ろ、周期電極80が形成されていた箇所において、Λ＝4.
7μｍの周期で−Ｚ面16bから＋Ｚ面16aまで貫通する周
期ドメイン反転部17が制御よく形成されているのが観察
された。
【００３７】次に、上記ＭｇＯ−ＬＮ結晶基板16の−Ｘ
面および＋Ｘ面を光学研磨すると、光波長変換素子15が
完成する。
【００３８】そして、図１に示すように、半導体レーザ
ー10から発せられた中心波長950ｎｍのレーザービーム1
1を集光レンズ13により集光して、光波長変換素子15の
端面18ａにおいて収束させる。それにより、この基本波
としてのレーザービーム11が光波長変換素子15内に入射
する。このレーザービーム11は光波長変換素子15を伝搬
し、その周期ドメイン反転領域で位相整合（いわゆる疑
似位相整合）して、波長が１／２つまり475 ｎｍの第２
高調波19に波長変換される。この第２高調波19も光波長
変換素子15を伝搬し、端面18ｂから出射する。
【００３９】端面18ｂからは、波長変換されなかったレ
ーザービーム11も発散光状態で出射し、第２高調波19と
ともにコリメーターレンズ20によって平行光化される。
第２高調波19は、図示しないバンドパスフィルターやダ
イクロイックミラー等によってレーザービーム11と分離
され、所定の用途に用いられる。
【００４０】本実施形態においては、光波長変換素子15
の端面18ａに、波長950 ｎｍのレーザービーム11を一部
反射させる所定のコーティングが施され、該端面18ａで
反射したレーザービーム11が半導体レーザー10にフィー
ドバックされる。つまりこの装置では、上記端面18ａと
半導体レーザー10の後方端面（図１中の左方の端面）に
よって半導体レーザー10の外部共振器が構成されてい
る。
【００４１】そしてこの外部共振器の中に配置された狭
帯域バンドパスフィルター14により、そこを透過するレ
ーザービーム11の波長が選択される。半導体レーザー10
はこの選択された波長で発振し、選択波長は狭帯域バン
ドパスフィルター14の回転位置（図１中の矢印Ａ方向の
回転位置）に応じて変化するので、この狭帯域バンドパ
スフィルター14を適宜回転させることにより、半導体レ
ーザー10の発振波長を、ドメイン反転部17の周期と位相
整合する波長に選択、ロックすることができる。
【００４２】次に、図３を参照して、本発明の第２の実
施形態について説明する。なおこの図３において、図１
中のものと同等の要素には同番号を付し、それらについ
ての重複した説明は省略する（以下、同様）。
【００４３】この第２の実施形態においては、コリメー
ターレンズ12と集光レンズ13との間にビームスプリッタ
82が設けられ、光波長変換素子15に向かうレーザービー
ム11がこのビームスプリッタ82により一部分岐される。
分岐されたレーザービーム11は狭帯域バンドパスフィル
ター14を透過した後、集光レンズ84によって収束し、そ
の収束位置に配置されたミラー85において反射する。
【００４４】反射したレーザービーム11は、それまでの
光路を逆に辿って半導体レーザー10にフィードバックさ
れる。つまりこの装置では、上記ミラー85と半導体レー
ザー10の後方端面（図３中の左方の端面）によって半導
体レーザー10の外部共振器が構成されている。
【００４５】そして、この外部共振器の中に配置された
狭帯域バンドパスフィルター14により、フィードバック
されるレーザービーム11の波長が選択される。半導体レ
ーザー10はこの選択された波長で発振し、選択波長は狭
帯域バンドパスフィルター14の回転位置（図３中の矢印
Ａ方向の回転位置）に応じて変化するので、この狭帯域
バンドパスフィルター14を適宜回転させることにより、
半導体レーザー10の発振波長を、ドメイン反転部17の周
期と位相整合する波長に選択、ロックすることができ
る。
【００４６】次に、図４を参照して、本発明の第３の実
施形態について説明する。この第３の実施形態におい
て、光波長変換素子15の結晶端面18ｂから出射した第２
高調波19および、波長変換されなかったレーザビーム11
は、コリメーターレンズ20によって平行光化される。平
行光化された第２高調波19はダイクロイックミラー21で
反射し、利用位置に導かれる。一方、波長変換されなか
ったレーザビーム11はダイクロイックミラー21および狭
帯域バンドパスフィルター14を透過し、集光レンズ22に
より集光されてミラー85上において収束する。
【００４７】ミラー85で反射したレーザービーム11は、
それまでの光路を逆に辿って半導体レーザー10にフィー
ドバックされる。つまりこの装置では、上記ミラー85と
半導体レーザー10の後方端面（図４中の左方の端面）に
よって半導体レーザー10の外部共振器が構成されてい
る。
【００４８】そして、この場合も、狭帯域バンドパスフ
ィルター14を矢印Ａ方向に適宜回転させることにより、
半導体レーザー10の発振波長を、ドメイン反転部17の周
期と位相整合する波長に選択、ロックすることができ
る。
【００４９】次に、図５(a)を参照して、本発明の第４
の実施形態について説明する。この第４の実施形態にお
いては、光波長変換素子15に向かわないレーザビーム11
Ｒ（後方出射光）が、コリメーターレンズ86によって平
行光化される。平行光化されたレーザビーム11Ｒは狭帯
域バンドパスフィルター14を透過した後、集光レンズ84
により集光されてミラー85上において収束する。
【００５０】ミラー85で反射したレーザービーム11Ｒ
は、それまでの光路を逆に辿って半導体レーザー10にフ
ィードバックされる。つまりこの装置では、上記ミラー
85と半導体レーザー10の前方端面（図５(a)中の右方の
端面）によって半導体レーザー10の外部共振器が構成さ
れている。
【００５１】そして、この外部共振器の中に配置された
狭帯域バンドパスフィルター14により、フィードバック
されるレーザービーム11Ｒの波長が選択される。半導体
レーザー10はこの選択された波長で発振し、選択波長は
狭帯域バンドパスフィルター14の回転位置（図５(a)中
の矢印Ａ方向の回転位置）に応じて変化するので、この
狭帯域バンドパスフィルター14を適宜回転させることに
より、半導体レーザー10の発振波長を、ドメイン反転部
17の周期と位相整合する波長に選択、ロックすることが
できる。
【００５２】この第４の実施形態と同様の構成の光波長
変換モジュールにおいて、半導体レーザー10として、発
振波長950nm、出力光量300mWと高出力の横シングルモー
ド発振のレーザーを用い、狭帯域バンドパスフィルター
14の半値幅を0.5nm、周期反転ドメイン結晶の長さを5mm
として、半導体レーザー10の発振波長をドメイン反転部
17の周期と位相整合する波長に選択、ロックした。半導
体レーザー10は、波長をロックする前は縦モードはマル
チモード発振であったが、波長ロック後はほぼ一本の縦
モード発振が確認された。また、この時、発振された第
２高調波19についても1mWと実用域の出力光量が得られ
た。
【００５３】なお、半導体レーザーの駆動電流を増加さ
せると、半導体レーザーの発振波長が約０．２ｎｍの範
囲で周期的に変動するのが観測された。この波長変動
は、半導体レーザーのエタロンモードと外部共振器モー
ドとにより形成された複合共振器モードが原因である。
図６に示すように、半導体レーザーの出力光量は駆動電
流の増加に伴って直線的に増加しているが、第２高調波
の出力光量は、その漸近線が半導体レーザーの駆動電流
の二乗に比例するように増加し、半導体レーザーの波長
変動の影響を受けて周期的に増減を繰り返す特性を示し
た。
【００５４】ただし、この特性は再現性があるため、本
発明の光波長変換モジュールを使用する際に特に問題に
なるものではない。
【００５５】なお、半導体レーザーの光波長変換素子と
は反対側のコーティングの反射率をほぼ0%とすることに
より、半導体レーザーのエタロンモードが消え、外部共
振器モードのみになるため、半導体レーザーの発振波長
が安定し、第２高調波の出力光量も駆動電流の二乗に比
例して増加するようになる。
【００５６】また、狭帯域バンドパスフィルターとして
複屈折フィルター40を用いることもできる。図５(b)に
半導体レーザーとその後方に設けられた外部共振器部分
を示す。複屈折フィルター40は、一般にリオフィルター
と称され、例えば、カルサイト（方解石）等の複屈折材
料からなり、回動可能な保持部材に保持されて図中矢印
Ｒ方向、つまりレーザービーム11Rのビーム軸を中心に
回動自在とされており、この複屈折フィルター40を回動
させれば、その回動位置に応じてレーザービーム11Rの
波長が選択され、半導体レーザー10の発振波長を、ドメ
イン反転部17の周期と位相整合する波長に選択、ロック
することができる。
【００５７】なお、この複屈折フィルター40は、他の構
成においても、狭帯域バンドパスフィルター14に代えて
用いることができ、そのようにした場合も上記と同様の
作用、効果を奏するものである。
【００５８】次に、図７を参照して、本発明の第５の実
施形態について説明する。この第５の実施形態の光波長
変換モジュールは、図１に示したものと比べると、狭帯
域バンドパスフィルター14に代えて透過型のバルクグレ
ーティング90が用いられている点が異なるものである。
このバルクグレーティング90も波長選択光学素子として
機能するものであり、それを矢印Ａ方向に適宜回転させ
ることにより、半導体レーザー10の発振波長を、ドメイ
ン反転部17の周期と位相整合する波長に選択、ロックす
ることができる。
【００５９】なお、この透過型のバルクグレーティング
90は、図３、図４、および図５に示した各構成において
も、狭帯域バンドパスフィルター14に代えて用いること
ができ、そのようにした場合も上記と同様の作用、効果
を奏するものである。
【００６０】次に、図８を参照して、本発明の第６の実
施形態について説明する。この第６の実施形態の光波長
変換モジュールは、図１に示したものと比べると、狭帯
域バンドパスフィルター14に代えて、透過型の狭帯域薄
膜バンドパスフィルター91が用いられた点が異なるもの
である。この狭帯域薄膜バンドパスフィルター91は、半
導体レーザー10の光出射端面10ａ上に形成されている。
【００６１】この狭帯域薄膜バンドパスフィルター91
は、薄膜の構成に応じた波長の光を選択的に透過させる
ものである。このような狭帯域薄膜バンドパスフィルタ
ー91を、光波長変換素子15の端面18ａと半導体レーザー
10の後方端面（図８中の左方の端面）によって構成され
る半導体レーザー10の外部共振器中に配置したことによ
り、半導体レーザー10の発振波長を、ドメイン反転部17
の周期と位相整合する波長に選択、ロックすることがで
きる。
【００６２】次に、図９を参照して、本発明の第７の実
施形態について説明する。この第７の実施形態の光波長
変換モジュールは、図８に示したものと比べると、透過
型の狭帯域薄膜バンドパスフィルター91の配置位置が異
なるものである。すなわちこの場合は、光波長変換素子
15の端面18ａを含む端面上に狭帯域薄膜バンドパスフィ
ルター91が形成されている。
【００６３】この実施形態でも、狭帯域薄膜バンドパス
フィルター91を、光波長変換素子15の端面18ａと半導体
レーザー10の後方端面（図９中の左方の端面）によって
構成される半導体レーザー10の外部共振器中に配置した
ことにより、半導体レーザー10の発振波長を、ドメイン
反転部17の周期と位相整合する波長に選択、ロックする
ことができる。
【００６４】次に、図１０を参照して、本発明の第８の
実施形態について説明する。この第８の実施形態の光波
長変換モジュールは、図９に示したものと比べると、コ
リメーターレンズ12および集光レンズ13を省いた上で、
半導体レーザー10の光出射端面10ａを、透過型の狭帯域
薄膜バンドパスフィルター91を介して長さ１ｍｍの光波
長変換素子15に直接的に結合した点が異なるものであ
る。
【００６５】この実施形態でも、狭帯域薄膜バンドパス
フィルター91を、光波長変換素子15の端面18ａと半導体
レーザー10の後方端面（図１０中の左方の端面）によっ
て構成される半導体レーザー10の外部共振器中に配置し
たことにより、半導体レーザー10の発振波長を、ドメイ
ン反転部17の周期と位相整合する波長に選択、ロックす
ることができる。
【００６６】また、この第８の実施形態の光波長変換モ
ジュールは、基本波を光波長変換素子に入射させる入射
光学系が不要であるため、構成が簡単で、また光学的な
調整も極めて容易なものとなる。
【００６７】上記のように半導体レーザー10を光波長変
換素子15に結合する場合、透過型の狭帯域薄膜バンドパ
スフィルター91は半導体レーザー10と光波長変換素子15
との間に限らず、例えば、光波長変換素子15の端面18ｂ
上に形成することも可能である。
【００６８】さらに、半導体レーザー10を光波長変換素
子15に結合する場合、波長選択光学素子は上記透過型の
狭帯域薄膜バンドパスフィルター91に限られるものでは
ないことは勿論である。例えば、前述した図４の構成に
おいて、レンズ12および13を省いて半導体レーザー10を
光波長変換素子15に直接結合することもできる。
【００６９】次に、図１１を参照して、本発明の第９の
実施形態について説明する。この第９の実施形態の光波
長変換モジュールは、図４に示したものと比べると、狭
帯域バンドパスフィルター14に代えて、透過型の狭帯域
薄膜バンドパスフィルター91が用いられた点が異なるも
のである。この狭帯域薄膜バンドパスフィルター91は、
光波長変換素子15の端面18ｂ上に形成されている。
【００７０】この実施形態でも、狭帯域薄膜バンドパス
フィルター91を、ミラー85と半導体レーザー10の後方端
面（図１１中の左方の端面）によって構成される半導体
レーザー10の外部共振器中に配置したことにより、半導
体レーザー10の発振波長を、ドメイン反転部17の周期と
位相整合する波長に選択、ロックすることができる。
【００７１】次に、図１２を参照して、本発明の第１０
の実施形態について説明する。この第１０の実施形態の
光波長変換モジュールは、図５に示したものと比べる
と、狭帯域バンドパスフィルター14に代えて、透過型の
狭帯域薄膜バンドパスフィルター91が用いられた点が異
なるものである。この狭帯域薄膜バンドパスフィルター
91は、ミラー85の反射面上に形成されている。
【００７２】この実施形態でも、狭帯域薄膜バンドパス
フィルター91を、ミラー85と半導体レーザー10の前方端
面（図１２中の右方の端面）によって構成される半導体
レーザー10の外部共振器中に配置したことにより、半導
体レーザー10の発振波長を、ドメイン反転部17の周期と
位相整合する波長に選択、ロックすることができる。
【００７３】なお、以上説明した透過型の狭帯域薄膜バ
ンドパスフィルター91は、図３の構成において狭帯域バ
ンドパスフィルター14に代えて用いることも勿論可能で
ある。その場合、狭帯域薄膜バンドパスフィルター91
は、例えば、ミラー85の反射面や、半導体レーザー10の
前方端面（図３中の右方の端面）の上に形成すればよ
い。
【００７４】次に、図１３を参照して、本発明の第１１
の実施形態について説明する。この第１１の実施形態の
光波長変換モジュールは、図３に示したものと比べる
と、ミラー85に代えて反射型のバルクグレーティング92
が設けられ、そして狭帯域バンドパスフィルター14、集
光レンズ84が省かれた点が異なるものである。
【００７５】上記反射型のバルクグレーティング92は、
そこに入射したレーザービーム11を反射させる。つまり
この装置では、このバルクグレーティング92と半導体レ
ーザー10の後方端面（図１３中の左方の端面）によって
半導体レーザー10の外部共振器が構成されている。また
このバルクグレーティング92は波長選択光学素子として
機能するものであり、それを矢印Ａ方向に適宜回転させ
ることにより、半導体レーザー10の発振波長を、ドメイ
ン反転部17の周期と位相整合する波長に選択、ロックす
ることができる。
【００７６】次に、図１４を参照して、本発明の第１２
の実施形態について説明する。この第１２の実施形態の
光波長変換モジュールは、図４に示したものと比べる
と、ミラー85に代えて反射型のバルクグレーティング92
が設けられ、そして狭帯域バンドパスフィルター14、集
光レンズ84が省かれた点が異なるものである。
【００７７】上記反射型のバルクグレーティング92は、
そこに入射したレーザービーム11を反射させる。つまり
この装置では、このバルクグレーティング92と半導体レ
ーザー10の後方端面（図１４中の左方の端面）によって
半導体レーザー10の外部共振器が構成されている。また
このバルクグレーティング92は波長選択光学素子として
機能するものであり、それを矢印Ａ方向に適宜回転させ
ることにより、半導体レーザー10の発振波長を、ドメイ
ン反転部17の周期と位相整合する波長に選択、ロックす
ることができる。
【００７８】次に、図１５を参照して、本発明の第１３
の実施形態について説明する。この第１３の実施形態の
光波長変換モジュールは、図５に示したものと比べる
と、ミラー85に代えて反射型のバルクグレーティング92
が設けられ、そして集光レンズ84および狭帯域バンドパ
スフィルター14が省かれた点が異なるものである。
【００７９】上記反射型のバルクグレーティング92は、
そこに入射したレーザービーム11を反射させる。つまり
この装置では、このバルクグレーティング92と半導体レ
ーザー10の前方端面（図１５中の右方の端面）によって
半導体レーザー10の外部共振器が構成されている。また
このバルクグレーティング92は波長選択光学素子として
機能するものであり、それを矢印Ａ方向に適宜回転させ
ることにより、半導体レーザー10の発振波長を、ドメイ
ン反転部17の周期と位相整合する波長に選択、ロックす
ることができる。
【００８０】なお、以上説明したような反射型のバルク
グレーティング92に代えて、反射型の狭帯域薄膜バンド
パスフィルターを用いることもできる。そのように形成
された本発明の第１４の実施形態を、図１６を参照して
説明する。この第１４の実施形態の光波長変換モジュー
ルは、図１５に示したものと比べると、コリメーターレ
ンズ86および反射型のバルクグレーティング92を省い
て、半導体レーザー10の後方端面10ｂに反射型の狭帯域
薄膜バンドパスフィルター95を形成した点が異なるもの
である。
【００８１】なお、勿論ながら、上記図１６の構成にお
いてレンズ12および13を省いて、半導体レーザー10を光
波長変換素子15に直接結合するようなことも可能であ
る。
【００８２】次に、図１７を参照して、本発明の第１５
の実施形態について説明する。この第１５の実施形態の
光波長変換モジュールは、図１４に示したものと比べる
と、バルクグレーティング92に代えてファイバーグレー
ティング23が設けられている点が異なるものである。
【００８３】光波長変換素子15の端面18ｂからは、波長
変換されなかったレーザービーム11も発散光状態で出射
し、コリメーターレンズ20によって平行光化される。平
行光化された第２高調波19はダイクロイックミラー21で
反射し、利用位置に導かれる。一方、波長変換されなか
ったレーザービーム11はダイクロイックミラー21を透過
し、集光レンズ22により集光されてファイバーグレーテ
ィング23の端面において収束する。
【００８４】このファイバーグレーティング23は図１８
に詳しく示すように、クラッド23ｂ内にそれよりも高屈
折率のコア23ｃが埋め込まれてなり、そしてコア23ｃに
は複数の屈折率変化部が等間隔に形成された光ファイバ
ーである。このファイバーグレーティング23は、例えば
クラッド外径が125μｍ、コア径が約10μｍの光通信用
光ファイバーのコア23ｃに、紫外域の波長248ｎｍのエ
キシマレーザー光を用いて二光束干渉露光により干渉縞
を形成させ、コア23ｃの光が照射された部分の屈折率を
変化（上昇）させることにより作成される。なお、この
屈折率変化は、コア23ｃにドープされている酸化ゲルマ
ニウムが紫外線照射により化学変化を起こすことによっ
て生じると考えられている。
【００８５】上記ファイバーグレーティング23は、集光
レンズ22を経たレーザービーム11の収束位置にコア端面
23ａが位置するように配設されている。そこでレーザー
ビーム11はコア端面23ａからコア23ｃ内に入射し、そこ
を伝搬する。コア23ｃに形成された上記屈折率変化部
は、レーザービーム11の伝搬方向に沿ったグレーティン
グ（回折格子）を構成している。このグレーティング
は、コア23ｃを伝搬する光ビームのうち、その周期ΛFG
に対応した特定波長の光のみを反射回折させ、光波長変
換素子15を介して半導体レーザー10にフィードバックさ
せる。つまりこの装置では、コア23ｃに形成されたグレ
ーティングと半導体レーザー10の後方端面（図１７中の
左方の端面）によって半導体レーザー10の外部共振器が
構成されている。
【００８６】したがって、上記グレーティングの周期Λ
FGを所定値に設定しておくことにより、半導体レーザー
10の発振波長を、ドメイン反転部17の周期と位相整合す
る波長に選択、ロックすることができる。
【００８７】次に、図１９を参照して、本発明の第１６
の実施形態について説明する。この第１６の実施形態の
光波長変換モジュールにおいて、第２高調波19はダイク
ロイックミラー30を透過して利用位置に導かれ、レーザ
ービーム11はこのダイクロイックミラー30で反射してフ
ァイバーグレーティング23に導かれる。
【００８８】この場合も、ファイバーグレーティング23
のコアに形成されたグレーティングと半導体レーザー10
の後方端面（図１９中の左方の端面）によって半導体レ
ーザー10の外部共振器が構成され、図１７の装置におけ
るのと同様の効果が得られる。
【００８９】次に、図２０を参照して、本発明の第１７
の実施形態について説明する。この第１７の実施形態の
光波長変換モジュールは、図１７のものと比べると、波
長変換されなかったレーザービーム11と第２高調波19と
を分離する手段が異なるものである。すなわち本装置に
おいては、ファイバーグレーティング33として、前述と
同様の屈折率変化部を有する第１のファイバー34と、こ
の第１のファイバー34に結合された第２のファイバー35
とからなるものが用いられている。これら第１のファイ
バー34および第２のファイバー35は、波長選択ファイバ
ーカップラを構成している。
【００９０】光波長変換素子15から発散光状態で出射し
たレーザービーム11および第２高調波19は、収束光学系
としての集光レンズ31により収束せしめられる。この収
束位置には、ファイバーグレーティング33の第２のファ
イバー35の一端面が配置されており、レーザービーム11
および第２高調波19はこの第２のファイバー35に入射す
る。この第２のファイバー35に入射してそこを伝搬した
第２高調波19は、該第２のファイバー35の他端面から発
散光状態で出射し、コリメーターレンズ20によって平行
光化された上で、利用位置に導かれる。
【００９１】一方、第２のファイバー35に入射してそこ
を伝搬したレーザービーム11は、両ファイバー34、35の
結合部分において第１のファイバー34の方に移り、該第
１のファイバー34を伝搬してその屈折率変化部において
反射回折する。反射回折したレーザービーム11は、第２
のファイバー35および光波長変換素子15を介して半導体
レーザー10にフィードバックされ、そこでこの場合も図
１７の装置におけるのと同様の効果が得られることにな
る。
【００９２】なお上記とは反対に、集光レンズ31により
収束したレーザービーム11および第２高調波19をまず第
１のファイバー34に入射させ、該第１のファイバー34を
伝搬する第２高調波19を第２のファイバー35の方に移す
ようにしてもよい。
【００９３】以上説明した第１５、１６および１７の実
施形態はいずれも、光波長変換素子15から波長変換され
ずに出射した基本波としてのレーザービーム11をファイ
バーグレーティングにより反射回折させるものである
が、次に、光波長変換素子15に入射する前のレーザービ
ーム11をファイバーグレーティングにより反射回折させ
るようにした３つの実施形態について説明する。
【００９４】図２１は、本発明の第１８の実施形態によ
る光波長変換モジュールを示すものである。この光波長
変換モジュールにおいて、半導体レーザー10から発散光
状態で出射したレーザービーム11は、収束光学系として
の集光レンズ40により収束せしめられる。この収束位置
には、図１７の装置で用いられたものと同様のファイバ
ーグレーティング23の一端面が配置されており、レーザ
ービーム11はこのファイバーグレーティング23に入射す
る。
【００９５】ファイバーグレーティング23を伝搬したレ
ーザービーム11の一部は、該ファイバーグレーティング
23の屈折率変化部において反射回折する。反射回折した
レーザービーム11は、集光レンズ40を介して半導体レー
ザー10にフィードバックされ、そこでこの場合も図１７
の装置におけるのと同様の効果が得られることになる。
【００９６】一方、ファイバーグレーティング23を伝搬
してその他端面から出射したレーザービーム11は、集光
レンズ41により集光されて光波長変換素子15に入射し、
そこで第２高調波19に波長変換される。光波長変換素子
15から発散光状態で出射した第２高調波19およびレーザ
ービーム11は、コリメーターレンズ20によって平行光化
され、第２高調波19が利用位置に導かれる。この第２高
調波19をレーザービーム11から分離させるには、既に説
明したようなものを適宜用いればよい。
【００９７】次に、図２２を参照して、本発明の第１９
の実施形態について説明する。この第１９の実施形態の
光波長変換モジュールにおいては、コリメーターレンズ
12によって平行光化されたレーザービーム11がビームス
プリッタ45によって分岐される。すなわち、このビーム
スプリッタ45を透過したレーザービーム11は、図１７の
装置におけるのと同様にして光波長変換素子15に導かれ
る。他方、このビームスプリッタ45で反射したレーザー
ビーム11はミラー46で反射した後、集光レンズ22で集光
されてファイバーグレーティング23に入射する。
【００９８】ファイバーグレーティング23に入射してそ
こを伝搬したレーザービーム11は、該ファイバーグレー
ティング23の屈折率変化部において反射回折する。反射
回折したレーザービーム11は、ミラー46やビームスプリ
ッタ45等を介して半導体レーザー10にフィードバックさ
れ、そこでこの場合も図１７の装置におけるのと同様の
効果が得られる。
【００９９】なお、この実施形態においては、コリメー
ターレンズ12および集光レンズ22により、光波長変換素
子15に入射する前のレーザービーム11を収束させる収束
光学系が構成されている。
【０１００】次に、図２３を参照して、本発明の第２０
の実施形態について説明する。この第２０の実施形態の
光波長変換モジュールは、前述した図２１の光波長変換
モジュールと比べると、ファイバーグレーティング23に
代えて、ファイバーカップラを構成するファイバーグレ
ーティング50が用いられている点が異なるものである。
このファイバーグレーティング50は、屈折率変化部を有
する第１のファイバー51と、該第１のファイバー51に結
合された第２のファイバー52とからなるものである。
【０１０１】上記第２のファイバー52に入射してそこを
伝搬するレーザービーム11は、一部が両ファイバー51、
52の結合部分において第１のファイバー51の方に移っ
て、二系統に分岐される。第２のファイバー52を伝搬し
てその他端面から出射したレーザービーム11は、集光レ
ンズ41により集光されて光波長変換素子15に入射し、そ
こで第２高調波19に波長変換される。光波長変換素子15
から発散光状態で出射した第２高調波19およびレーザー
ビーム11は、コリメーターレンズ20によって平行光化さ
れ、第２高調波19が利用位置に導かれる。この第２高調
波19をレーザービーム11から分離させるには、既に説明
したようなものを適宜用いればよい。
【０１０２】一方、第１のファイバー51に移ったレーザ
ービーム11は、該第１のファイバー51を伝搬してその屈
折率変化部において反射回折する。反射回折したレーザ
ービーム11は、集光レンズ40を介して半導体レーザー10
にフィードバックされ、そこで、この場合も図１７の装
置におけるのと同様の効果が得られることになる。
【０１０３】次に、図２４を参照して、半導体レーザー
10の後方出射光を利用してその発振波長を選択、ロック
するようにした本発明の第２１の実施形態について説明
する。この第２１の実施形態の光波長変換モジュールに
おいては、光波長変換素子15に向かわないレーザービー
ム11Ｒ（後方出射光）が、収束光学系としての集光ーテ
ィング23に入射したレーザービーム11Ｒは、該ファイバ
ーグレーティング23の屈折率変化部において反射回折す
る。反射回折したレーザービーム11Ｒは、集光レンズ60
を介して半導体レーザー10にフィードバックされ、そこ
でこの場合も図１７の装置におけるのと同様の効果が得
られる。
【０１０４】また、以下に説明するように、本発明の光
波長変換モジュールは、光波長変換素子から出射するレ
ーザービームを強度変調する光変調手段を備えていても
よい。
【０１０５】図２５は、音響光学変調器（ＡＯＭ）を用
いた光変調手段が設けられた、本発明の第２２の実施形
態の光波長変換モジュールの概略側面図である。前述し
た図１の光波長変換モジュールと比べると光変調手段が
設けられている点が異なるものである。図２５に示すよ
うに、この光変調手段は、音響光学媒体101とこの音響
光学媒体に振動を与えるためのトランスデューサー102
とからなるＡＯＭ100と、トランスデューサー102に高周
波信号を印加するための発振器103とからなり、発振器1
03は、外部電気信号が入力されるミキサー104およびＲ
Ｆアンプ105を介してトランスデューサー102に接続され
ている。
【０１０６】図１の光波長変換モジュールを用いた場合
と同様に光波長変換素子15から出射した第２高調波19
は、集光レンズ31を介して音響光学媒体101内に入射
し、発振器103から出力された100〜200MHz程度の高周波
信号によりトランスデューサー102が振動させられてい
ない状態では、音響光学媒体101内を直進する。一方、
高周波信号によりトランスデューサー102が振動させら
れると、トランスデューサー102から超音波が発生し、
この超音波により音響光学媒体101内の屈折率分布が変
化して回折格子が形成され、この回折格子により音響光
学媒体101内に入射した第２高調波19が回折される。
【０１０７】この回折の効率η、従って光の強度はトラ
ンスデューサー102から発生する超音波の強度に応じて
変化する。したがって、トランスデューサー102に加え
られる電気信号の電圧レベルを制御して高周波信号を振
幅変調すれば、この電気信号の振幅に応じて回折効率η
が変化するから、レーザービームを強度変調することが
できる。例えば、高周波信号を振幅０と所定の振幅のい
ずれかをとるように振幅変調すれば被変調光はON-OFF変
調され、高周波信号を連続的に振幅変調すれば被変調光
は連続的に強度変調される。
【０１０８】上記第２２の実施形態では、波長変換後に
強度変調する光変調手段を備えた光波長変換モジュール
の例を示したが、強度変調後に波長変換を行うこともで
きる。このような強度変調の方法として、半導体レーザ
ーの駆動電流を変化させることにより半導体レーザーか
ら発せられた基本波を強度変調する方法がある。
【０１０９】半導体レーザーは電流駆動型デバイスであ
り、電流量を増減することにより半導体レーザーの出力
光量を制御し、波長変換光の出力光量を任意に調整する
ことができる。従来、半導体レーザーの駆動電流を変化
させた場合には、半導体レーザーの波長変動により第２
高調波の出力が変動するという問題があり、半導体レー
ザーを光源として用いた光波長変換素子においては、半
導体レーザーの駆動電流を変化させることによる強度変
調の方法は採用されていなかった。
【０１１０】本発明の光波長変換モジュールにおいて
は、半導体レーザーの発振波長がロックされているた
め、半導体レーザーの駆動電流を変化させることによる
強度変調の方法を採用することができ、前述した通り、
第２高調波の強度は基本波であるレーザービームの強度
の２乗に比例するから、半導体レーザーの出力光量範囲
が18ｄＢのとき、第２高調波の出力光量範囲は36ｄＢと
なり、銀塩写真感光材料において高画質の写真画像を得
るために一般に必要とされる25ｄＢ以上の広い光量範囲
（ダイナミックレンジ）が確保される。
【０１１１】次に、本発明の光走査記録装置について説
明する。
【０１１２】従来、光ビームを画像信号に基づいて変調
するとともに、この変調された光ビームを、例えば、感
光記録材料上において走査することにより、画像信号が
担持する画像を感光記録材料に記録する光走査記録装置
が知られている。この種の光走査記録装置においては、
光ビームを画像信号に基づいて変調することが必要であ
り、上記の光変調手段を備えた光波長変換モジュールを
その光源として用いることができる。
【０１１３】特に、半導体レーザーを波長ロックすると
ともに、その駆動電流を変化させることにより半導体レ
ーザーから発せられた基本波を強度変調する方法を用い
た場合には、上述の通り、第２高調波のダイナミックレ
ンジを広く取ることができ、より高階調の画像を記録す
ることが可能になる。
【０１１４】図２６は、本発明の光走査記録装置の斜視
形状を示すものである。図示されるように、この光走査
記録装置は、光変調および光波長変換を行なう青色記録
光用の光波長変換モジュール201と、光変調および光波
長変換を行なう緑色記録光用の光波長変換モジュール20
2と、赤色記録光用の半導体レーザー203と、記録光を記
録材料上で走査させる光走査部205と、を有している。
【０１１５】青色記録光用の光波長変換モジュール201
および緑色記録光用の光波長変換モジュール202とし
て、上記半導体レーザーの駆動電流を変化させることに
よる光変調手段が設けられた光波長変換モジュールを使
用した。この光波長変換モジュール201および202におい
て、光源である半導体レーザーの駆動電流をそれぞれカ
ラーの連続調画像の青色情報を担う画像信号、緑色情報
を担う画像信号に基づいて直接制御することにより、半
導体レーザーから出射するレーザービームを強度変調す
ることができ、ひいては青色の第２高調波222および緑
色の第２高調波223を強度変調することができる。
【０１１６】光走査部205は、上記青色の第２高調波222
と、緑色の第２高調波223と、赤色の記録光224とが入射
するように配置された主走査手段としての回転多面鏡
（ポリゴンミラー）241と、この回転多面鏡241により反
射偏向された光222、223および224をその偏向角にかか
わらず所定の走査面上で収束させるｆθレンズ242と、
カラーの感光性記録材料240を矢印ｙ方向に定速で搬送
する副走査手段243とから構成されている。回転多面鏡2
41により反射偏向された上記３色の光222、223および22
4は、記録材料240上を、矢印ｙ方向とほぼ直交する矢印
ｘ方向に主走査する。それとともに記録材料240が副走
査手段243により上記のように搬送されて、副走査がな
される。
【０１１７】赤色の記録光224も、カラーの連続調画像
の赤色情報を担う画像信号に基づいて赤色記録光用の半
導体レーザー203の駆動電流を制御することにより強度
変調されている。これらの青色の第２高調波222、緑色
の第２高調波223、および赤色の記録光224が上述のよう
にして記録材料240上を２次元的に走査することによ
り、記録材料240にはカラーの連続調画像が記録され
る。
【０１１８】この構成の光走査記録装置を用い、実際
に、銀塩写真感光材料にカラー画像を記録した。青色の
記録光222は、光源として発振波長950nm、出力300mWの
横シングルモードの半導体レーザーを用い、全長4mm、
周期ピッチ4.7μmのＭｇＯが5mol%ドープされたＬｉＮ
ｂＯ3バルク型周期反転ドメイン結晶からなる光波長変
換素子を用いて、発振波長475nm、出力1mWで発振させ
た。緑色の記録光223は、光源として発振波長1064nm、
出力300mWの横シングルモードの半導体レーザーを用
い、全長5mm、周期ピッチ6.97μmのＭｇＯが5mol%ドー
プされたＬｉＮｂＯ3バルク型周期反転ドメイン結晶か
らなる光波長変換素子を用いて、発振波長532nm、出力
0.9mWで発振させた。赤色の記録光224は、発振波長670n
m、出力10mWの半導体レーザーから直接発振させた。得
られた画像は高階調の連続調画像であった。
【０１１９】本実施形態では、記録光である第２高調波
を画像信号に基づいて強度変調することとしたが、強度
変調に代えてパルス幅変調としても良い。
【０１２０】また、波長変換素子の波長変換効率は、基
本波すなわち半導体レーザーのパワー密度の二乗に比例
する。このため、半導体レーザーのパワーが同一の場
合、連続波（ＣＷ）で駆動するよりも高周波で駆動する
方が結果として高い変換効率を得ることができる。
【０１２１】高周波の周波数は、記録画像の変調周波数
に近いと不要信号となるため、記録画像の変調周波数よ
り高くすることが必要である。画像信号の周波数の上限
が例えば10MHzであるとすると高周波の周波数はその１
０倍の100MHz以上とすることが好ましい。このような周
波数とすることで、高周波成分が１つの画素の中で振動
成分となり分解することはできないため実用上全く問題
が無い。周波数の上限は、１GHz程度と半導体レーザー
応答速度と同等の周波数まで高くすることができる。
【０１２２】高周波の駆動波形は、サイン波形でもパル
ス波形でもよい。パルス波形とする場合には、パルス幅
が狭いパルス波形の方が尖頭値が高く、先に述べた二乗
効果が顕著になって波長変換素子の波長変換効率を上が
るため、パルス幅が狭いパルス波形とすることが好まし
い。
【０１２３】半導体レーザーの強度変調あるいはパルス
幅変調を行う場合には、画像信号に、例えば100MHzの高
周波信号を重畳させて、半導体レーザーを駆動させるこ
ととなる。
【０１２４】なお、本例では、総ての半導体レーザーを
直接強度変調することとしたが、半導体レーザーの一部
または全部を、前記ＡＯＭを用いた光変調手段等を用い
て外部変調するようにしてもよい。
【０１２５】なお、本例では、青色の記録光222および
緑色の記録光223にのみ第２高調波を使用し、赤色の記
録光224用の光源としては半導体レーザーを光波長変換
手段と組み合わせずにそのまま用いたが、青色の記録光
222にのみ第２高調波を使用し、緑色の記録光223および
赤色の記録光224用の光源として半導体レーザーを光波
長変換手段と組み合わせずにそのまま用いることもでき
る。しかしながら、カラー画像を記録する場合、赤色の
記録光224についても基本的に第２高調波222と同等のダ
イナミックレンジが確保されることが好ましく、赤色の
記録光224も、所定波長の各基本波を波長変換して得た
第２高調波とし、そして波長変換の前にそれらの基本波
を変調するように構成することが好ましい。
【０１２６】なお、本発明の光走査記録装置は、カラー
画像に限らず、モノクロ画像を記録するように構成する
ことも可能である。その場合でも、記録光のダイナミッ
クレンジを大きく確保して、高階調の連続調画像を記録
できるという効果が同様に得られる。
【０１２７】
【発明の効果】本発明によれば、半導体レーザーの発振
波長を正確にロックし、波長変換後の光を安定して発振
させることができるバルク型波長変換結晶からなる光波
長変換素子を用いた光波長変換モジュールが提供され
る。また、バルク型波長変換結晶からなる光波長変換素
子を用いた高出力の光波長変換モジュールが提供され
る。また、さらに波長変換光の強度を変調する光変調手
段を備えた光波長変換モジュールが提供される。また、
本発明の光波長変換モジュールを用い、記録光のダイナ
ミックレンジを極めて大きく取ることができて、高階調
の画像を記録できる光走査記録装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態による光波長変換モジュ
ールを示す概略側面図である。
【図２】上記第１実施形態の光波長変換モジュールに用
いられた光波長変換素子を作成する様子を示す概略斜視
図である。
【図３】本発明の第２実施形態による光波長変換モジュ
ールを示す概略側面図である。
【図４】本発明の第３実施形態による光波長変換モジュ
ールを示す概略側面図である。
【図５】本発明の第４実施形態による光波長変換モジュ
ールを示す概略側面図である。
【図６】本発明の第４実施形態による光波長変換モジュ
ールにおいて、半導体レーザーの駆動電流に対し基本波
及び第２次高調波の出力光量をプロットしたグラフであ
る。
【図７】本発明の第５実施形態による光波長変換モジュ
ールを示す概略側面図である。
【図８】本発明の第６実施形態による光波長変換モジュ
ールを示す概略側面図である。
【図９】本発明の第７実施形態による光波長変換モジュ
ールを示す概略側面図である。
【図１０】本発明の第８実施形態による光波長変換モジ
ュールを示す概略側面図である。
【図１１】本発明の第９実施形態による光波長変換モジ
ュールを示す概略側面図である。
【図１２】本発明の第１０実施形態による光波長変換モ
ジュールを示す概略側面図である。
【図１３】本発明の第１１実施形態による光波長変換モ
ジュールを示す概略側面図である。
【図１４】本発明の第１２実施形態による光波長変換モ
ジュールを示す概略側面図である。
【図１５】本発明の第１３実施形態による光波長変換モ
ジュールを示す概略側面図である。
【図１６】本発明の第１４実施形態による光波長変換モ
ジュールを示す概略側面図である。
【図１７】本発明の第１５実施形態による光波長変換モ
ジュールを示す概略側面図である。
【図１８】上記第１５実施形態による光波長変換モジュ
ールの要部を示す概略側面図である。
【図１９】本発明の第１６実施形態による光波長変換モ
ジュールを示す概略側面図である。
【図２０】本発明の第１７実施形態による光波長変換モ
ジュールを示す概略側面図である。
【図２１】本発明の第１８実施形態による光波長変換モ
ジュールを示す概略側面図である。
【図２２】本発明の第１９実施形態による光波長変換モ
ジュールを示す概略側面図である。
【図２３】本発明の第２０実施形態による光波長変換モ
ジュールを示す概略側面図である。
【図２４】本発明の第２１実施形態による光波長変換モ
ジュールを示す概略側面図である。
【図２５】本発明の第２２実施形態による光波長変換モ
ジュールを示す概略側面図である。
【図２６】本発明の光走査記録装置を示す概略斜視図で
ある。
【符号の説明】
４ コロナワイヤー ７ アース ８ 電源 10 半導体レーザー 10ａ、10ｂ半導体レーザーの端面 11 レーザービーム（基本波） 11Ｒ レーザービーム（後方出射光） 12 コリメーターレンズ 13 集光レンズ 14 狭帯域バンドパスフィルター 15 光波長変換素子 16 ＭｇＯ−ＬＮ結晶基板 17 ドメイン反転部 18ａ、18ｂ光波長変換素子の端面 19 第２高調波 20 コリメーターレンズ 21 ダイクロイックミラー 22 集光レンズ 23 ファイバーグレーティング 23ａ ファイバーグレーティングのコア端面 23ｂ ファイバーグレーティングのクラッド 23ｃ ファイバーグレーティングのコア 30 ダイクロイックミラー 31 集光レンズ 33 ファイバーグレーティング 34 第１のファイバー 35 第２のファイバー 40、41 集光レンズ 45 ビームスプリッタ 46 ミラー 50 ファイバーグレーティング 51 第１のファイバー 52 第２のファイバー 60 集光レンズ 80 周期電極 81 周期電極の対向部分 82 ビームスプリッタ 84 集光レンズ 85 ミラー 86 コリメーターレンズ 90 透過型バルクグレーティング 91 透過型狭帯域薄膜バンドパスフィルター 92 反射型バルクグレーティング 95 反射型狭帯域薄膜バンドパスフィルター 100 音響光学変調器（ＡＯＭ） 101 音響光学媒体 102 トランスデューサー 103 発振器 104 ミキサー 105 ＲＦアンプ 201 青色記録光用の光波長変換モジュール 202 緑色記録光用の光波長変換モジュール 203 赤色記録光用の半導体レーザー 205 光走査部 222 青色の第２高調波 223 緑色の第２高調波 224 赤色の記録光 240 記録材料 241 回転多面鏡（ポリゴンミラー） 242 ｆθレンズ 243 副走査手段

Claims (28)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 バルク型波長変換結晶からなり、基本波
    を波長変換する光波長変換素子と、前記基本波としてこ
    の光波長変換素子に入射されるレーザービームを発する
    半導体レーザーと、この半導体レーザーと前記光波長変
    換素子との間に配置され、該光波長変換素子の端面で反
    射して半導体レーザーにフィードバックするレーザービ
    ームの波長を選択する透過型の波長選択光学素子と、か
    らなる光波長変換モジュール。
  2. 【請求項２】 バルク型波長変換結晶からなり、基本波
    を波長変換する光波長変換素子と、前記基本波としてこ
    の光波長変換素子に入射されるレーザービームを発する
    半導体レーザーと、前記光波長変換素子に入射する前の
    前記レーザービームを一部分岐させる光分岐手段と、こ
    の分岐されたレーザービームを反射させて前記半導体レ
    ーザーにフィードバックさせる反射部材と、前記半導体
    レーザーにフィードバックされるレーザービームの波長
    を選択する透過型の波長選択光学素子とからなる光波長
    変換モジュール。
  3. 【請求項３】 バルク型波長変換結晶からなり、基本波
    を波長変換する光波長変換素子と、前記基本波としてこ
    の光波長変換素子に入射されるレーザービームを発する
    半導体レーザーと、前記光波長変換素子から出射した前
    記レーザービームを反射させて前記半導体レーザーにフ
    ィードバックさせる反射部材と、前記半導体レーザーに
    フィードバックされるレーザービームの波長を選択する
    透過型の波長選択光学素子とからなる光波長変換モジュ
    ール。
  4. 【請求項４】 前記光波長変換素子から出射した前記レ
    ーザービームと波長変換波とを分岐する光学系が設けら
    れていることを特徴とする請求項３記載の光波長変換モ
    ジュール。
  5. 【請求項５】 バルク型波長変換結晶からなり、基本波
    を波長変換する光波長変換素子と、前記基本波としてこ
    の光波長変換素子に入射されるレーザービームを発する
    半導体レーザーと、この半導体レーザーから、前記光波
    長変換素子に向かわない後方出射光として出射したレー
    ザービームを反射させて前記半導体レーザーにフィード
    バックさせる反射部材と、前記半導体レーザーにフィー
    ドバックされるレーザービームの波長を選択する透過型
    の波長選択光学素子とからなる光波長変換モジュール。
  6. 【請求項６】 バルク型波長変換結晶からなり、基本波
    を波長変換する光波長変換素子と、前記基本波としてこ
    の光波長変換素子に入射されるレーザービームを発する
    半導体レーザーと、この半導体レーザーと前記光波長変
    換素子との間に配置され、前記レーザービームの一部を
    反射させて半導体レーザーにフィードバックするととも
    に、このフィードバックするレーザービームの波長を選
    択する反射型の波長選択光学素子とからなる光波長変換
    モジュール。
  7. 【請求項７】 バルク型波長変換結晶からなり、基本波
    を波長変換する光波長変換素子と、前記基本波としてこ
    の光波長変換素子に入射されるレーザービームを発する
    半導体レーザーと、前記光波長変換素子から出射した前
    記レーザービームを反射させて前記半導体レーザーにフ
    ィードバックするとともに、このフィードバックするレ
    ーザービームの波長を選択する反射型の波長選択光学素
    子とからなる光波長変換モジュール。
  8. 【請求項８】 前記光波長変換素子から出射した前記レ
    ーザービームと波長変換波とを分岐する光学系が設けら
    れていることを特徴とする請求項７記載の光波長変換モ
    ジュール。
  9. 【請求項９】 バルク型波長変換結晶からなり、基本波
    を波長変換する光波長変換素子と、前記基本波としてこ
    の光波長変換素子に入射されるレーザービームを発する
    半導体レーザーと、この半導体レーザーから、前記光波
    長変換素子に向かわない後方出射光として出射したレー
    ザービームを反射させて前記半導体レーザーにフィード
    バックするとともに、このフィードバックするレーザー
    ビームの波長を選択する反射型の波長選択光学素子とか
    らなる光波長変換モジュール。
  10. 【請求項１０】 前記波長選択光学素子が狭帯域バンド
    パスフィルターであることを特徴とする請求項１から９
    いずれか１項記載の光波長変換モジュール。
  11. 【請求項１１】 前記狭帯域バンドパスフィルターが薄
    膜型バンドパスフィルターであることを特徴とする請求
    項１０記載の光波長変換モジュール。
  12. 【請求項１２】 前記薄膜型バンドパスフィルターが前
    記半導体レーザーの光出射端面に形成されていることを
    特徴とする請求項１１記載の光波長変換モジュール。
  13. 【請求項１３】 前記狭帯域バンドパスフィルターが、
    複屈折フィルターであることを特徴とする請求項１０記
    載の光波長変換モジュール。
  14. 【請求項１４】 前記透過型の波長選択光学素子が薄膜
    型の狭帯域バンドパスフィルターであって、このバンド
    パスフィルターが前記反射部材の表面に形成されている
    ことを特徴とする請求項２から５いずれか１項記載の光
    波長変換モジュール。
  15. 【請求項１５】 前記波長選択光学素子がバルクグレー
    ティングであることを特徴とする請求項１から９いずれ
    か１項記載の光波長変換モジュール。
  16. 【請求項１６】 前記反射型の波長選択光学素子が、コ
    アに複数の屈折率変化部が等間隔に形成された光ファイ
    バーからなるファイバーグレーティングであることを特
    徴とする請求項６から９いずれか１項記載の光波長変換
    モジュール。
  17. 【請求項１７】 前記ファイバーグレーティングに入射
    するレーザービームをこのファイバーグレーティングの
    コア端面上で収束させる収束光学系が設けられているこ
    とを特徴とする請求項１６記載の光波長変換モジュー
    ル。
  18. 【請求項１８】 前記半導体レーザーが前記光波長変換
    素子の端面に結合されていることを特徴とする請求項１
    から１７いずれか１項記載の光波長変換モジュール。
  19. 【請求項１９】 バルク型波長変換結晶からなり、基本
    波を波長変換する光波長変換素子と、この光波長変換素
    子の端面に結合され、前記基本波としてこの光波長変換
    素子に入射されるレーザービームを発する半導体レーザ
    ーと、この半導体レーザーの光出射面と前記光波長変換
    素子の端面との間に配置され、該光波長変換素子の端面
    で反射して半導体レーザーにフィードバックするレーザ
    ービームの波長を選択する透過型の薄膜狭帯域バンドパ
    スフィルターとからなる光波長変換モジュール。
  20. 【請求項２０】 バルク型波長変換結晶からなり、基本
    波を波長変換する光波長変換素子と、この光波長変換素
    子の端面に結合され、前記基本波としてこの光波長変換
    素子に入射されるレーザービームを発する半導体レーザ
    ーと、この半導体レーザーの光出射面と前記光波長変換
    素子の端面との間に配置され、前記レーザービームの一
    部を反射させて半導体レーザーにフィードバックすると
    ともに、このフィードバックするレーザービームの波長
    を選択する反射型の薄膜狭帯域バンドパスフィルターと
    からなる光波長変換モジュール。
  21. 【請求項２１】 前記バルク型波長変換結晶が、ＭｇＯ
    あるいはＺｎＯがドープされたＬｉＮｂＯ3、ＭｇＯあ
    るいはＺｎＯがドープされたＬｉＴａＯ3、ＬｉＮｂ
    Ｏ3、ＬｉＴａＯ3、ＫＴｉＯＰＯ4、ＫＮｂＯ3であるこ
    とを特徴とする請求項１から２０いずれか１項記載の光
    波長変換モジュール。
  22. 【請求項２２】 前記バルク型波長変換結晶が、自発分
    極の向きを反転させたドメイン反転部が周期的に形成さ
    れてなり、該ドメイン反転部の並び方向に導波する基本
    波を波長変換する周期反転ドメイン結晶であることを特
    徴とする請求項１から２１いずれか１項記載の光波長変
    換モジュール。
  23. 【請求項２３】 前記半導体レーザーが、出力３００ｍ
    Ｗ以上の高出力半導体レーザーであることを特徴とする
    請求項１から２２いずれか１項記載の光波長変換モジュ
    ール。
  24. 【請求項２４】 前記半導体レーザーが、単峰性の空間
    モードで出力する半導体レーザーであることを特徴とす
    る請求項１から２３いずれか１項記載の光波長変換モジ
    ュール。
  25. 【請求項２５】 前記光波長変換素子から出射した前記
    レーザービームを強度変調する光変調手段を備えたこと
    を特徴とする請求項１から２４いずれか１項記載の光波
    長変換モジュール。
  26. 【請求項２６】 前記半導体レーザーの駆動電流を変化
    させて前記半導体レーザーから発せられた基本波を強度
    変調することにより、前記光波長変換素子から出射した
    前記レーザービームを強度変調する光変調手段を備えた
    ことを特徴とする請求項１から２４いずれか１項記載の
    光波長変換モジュール。
  27. 【請求項２７】 前記光波長変換素子から出射した前記
    レーザービームをパルス変調する光変調手段を備えたこ
    とを特徴とする請求項１から２４いずれか１項記載の光
    波長変換モジュール。
  28. 【請求項２８】 連続調画像を示す画像信号に基づいて
    記録光を強度変調またはパルス変調する光変調手段と前
    記強度変調またはパルス変調を受けた記録光を非線形光
    学効果により波長変換する光波長変換手段とを含む光波
    長変換モジュールと、波長変換された記録光を記録材料
    上において走査させる走査手段と、を備えた光走査記録
    装置であって、 前記光波長変換モジュールとして、請求項２５から２７
    いずれか１項記載の光波長変換モジュールを用いたこと
    を特徴とする光走査記録装置。
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