JPH0260162B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の分野） 本発明は複数の半導体レーザから出射したレー
ザビームを、共通のスポツトにおいて重なり合う
ように合成する半導体レーザビームの合成方法、
特に詳細には円形に近い断面形状の合成ビームが
得られるようにした半導体レーザビーム合成方法
に関するものである。

（発明の技術的背景および先行技術） 従来より、光ビームを光偏向器により偏向して
走査する光ビーム走査装置が、例えば各種走査記
録装置、走査読取装置等において広く実用に供さ
れている。このような光ビーム走査装置において
光ビームを発生する手段の１つとして、半導体レ
ーザが従来から用いられている。この半導体レー
ザは、ガスレーザ等に比べれば小型、安価で消費
電力も少なく、また駆動電流を変えることによつ
て直接変調が可能である等、数々の長所を有して
いる。

しかしながら、その反面この半導体レーザは、
連続発振させる場合には現状では出力がたかだか
20〜30mWと小さく、したがつて高エネルギーの
走査光を必要とする光ビーム走査装置、例えば感
度の低い記録材料（金属膜、アモルフアス膜等の
DRAW材料等）に記録する走査記録装置等に用
いるのは極めて困難である。

また、ある種の螢光体に放射線（Ｘ線、α線、
β線、γ線、紫外線等）を照射すると、この放射
線エネルギーの一部が螢光体中に蓄積され、この
螢光体に可視光等の励起光を照射すると、蓄積さ
れたエネルギーに応じて螢光体が輝尽発光を示す
ことが知られており、このような蓄積性螢光体を
利用して、人体等の被写体の放射線画像情報を一
旦蓄積性螢光体からなる層を有する蓄積性螢光体
シートに記録し、この蓄積性螢光体シートをレー
ザ光等の励起光で走査して輝尽発光光を生ぜし
め、得られた輝尽発光光を光電的に読み出して画
像信号を得、この画像信号に基づき被写体の放射
線画像を写真感光材料等の記録材料、CRT等に
可視像として出力させる放射線画像情報記録再生
システムが本出願人により既に提案されている
（特開昭55−12429号、同55−116340号、同55−
163472号、同56−11395号、同56−104645号な
ど）。このシステムにおいて放射線画像情報が蓄
積記録された蓄積性螢光体シートを走査して画像
情報の読取りを行なうのに、半導体レーザを用い
た光ビーム走査装置の使用が考えられているが、
蓄積性螢光体を輝尽発光させるためには十分に高
エネルギーの励起光を該螢光体に照射する必要が
あり、したがつて前記半導体レーザを用いた光ビ
ーム走査装置を、この放射線画像情報記録再生シ
ステムにおいて画像情報読取りのために使用する
ことは極めて難しい。

そこで半導体レーザを光ビーム走査装置に用い
るに際して、上記の通り光出力が低い半導体レー
ザから十分高エネルギーの走査ビームを得るため
に、複数の半導体レーザを使用し、これらの半導
体レーザから出射されたレーザビームを走査点に
おいて重なり合うように合成することが考えられ
る。

一方前述のような光ビーム走査装置において
は、主走査方向と副走査方向の解像力をほぼ合わ
せるために、走査ビームの断面形状が正円状であ
ることが望まれる。ところが周知のように半導体
レーザから出射するレーザビームは、半導体レー
ザのpn接合面に平行な方向と直角な方向とでそ
れぞれ拡がり角が異なり、その断面形状は惰円状
となつている。そこで従来上記のように断面形状
が正円状の光ビームが必要とされる場合におい
て、半導体レーザを使用するに当たつては、半導
体レーザから出射したレーザビームを例えばプリ
ズム等の光学系を用いて、断面正円状に整形して
いた。

しかしながら前記のように高エネルギーの走査
ビームを得るために複数の半導体レーザを用いる
場合には、上記プリズム等の光学系を当然半導体
レーザの数だけ使用しなければならず、走査装置
が大型化してしまうし、また走査装置のコストも
高くなる。

（発明の目的） そこで本発明は、前述のプリズムのような光学
系を使用せずに、断面略正円状の光ビームを得る
ことができる複数の半導体レーザビームの合成方
法を提供とすることを目的とするものである。

（発明の構成） 本発明の半導体レーザビーム合成方法は、前述
のように複数の半導体レーザから出射した断面惰
円状の各レーザビームを共通のスポツトにおいて
重ね合わせる場合に、各レーザビームを、それぞ
れのビーム断面の惰円軸が上記共通のスポツト上
で互いに略等角度間隔で交差するように合成する
ことを特徴とするものである。

（実施態様） 以下、図面に示す実施態様に基づいて本発明を
詳細に説明する。

第１図は本発明の第１実施態様方法を実施する
装置を示すものである。一例として４つの半導体
レーザ１１，１２，１３，１４は互いにビーム出
射軸を平行に揃えて配置され、これらの半導体レ
ーザ１１，１２，１３，１４のそれぞれに対して
コリメータレンズ２１，２２，２３，２４と、反
射ミラー３１，３２，３３，３４が設けられてい
る。各半導体レーザ１１，１２，１３，１４から
出射した光ビームは、上記コリメータレンズ２
１，２２，２３，２４によつて平行ビーム４１，
４２，４３，４４とされ、この平行ビーム４１，
４２，４３，４４は上記反射ミラー３１，３２，
３３，３４により反射されて、共通のガルバノメ
ータミラー５に入射する。

ガルバノメータミラー５は図中矢印Ａ方向に往
復回動し、上記平行ビーム４１，４２，４３，４
４を偏向する。偏向された平行ビーム４１，４
２，４３，４４は、共通の集束レンズ６によつて
１つのスポツトＳに集中されるとともに、それぞ
れがこのスポツトＳにおいて集束される。したが
つて上記スポツトＳが照射される位置に被走査面
７を配置すれば、該被走査面７は、各半導体レー
ザ１１，１２，１３，１４が出射した光ビームが
合わせられて高エネルギーとなつた走査ビームに
よつて矢印Ｂ方向に走査される。なお通常上記被
走査面７は平面とされ、そのために上記集束レン
ズ６としてfθレンズが用いられる。

第２図は上記スポツトＳにおいて４本の平行ビ
ーム４１，４２，４３，４４が合成された様子を
詳しく示すものである。この第２図に示されるよ
うに、各半導体レーザ１１，１２，１３，１４か
ら出射した平行ビーム４１，４２，４３，４４は
それぞれ、断面惰円状となつているが、各平行ビ
ーム４１，４２，４３，４４は、それぞれの惰円
軸Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４が等角度間隔（すなわ
ちこの場合は45゜間隔）で交差するように合成さ
れている。したがつて合成された光ビームの断面
形状は、周部で多少の凹凸が有るものの略正円形
となつている。

なお上記実施態様においては、ガルバノメータ
ミラー５から出射した平行ビーム４１，４２，４
３，４４は互いに、ビームの偏向方向と直角な方
向に並ぶようになつているが、これらの平行ビー
ム４１，４２，４３，４４は勿論互いに平行とし
た上で上記以外の方向に並べられてもよい。

第３図は本発明の第２実施態様方法を実施する
装置を示すものである。本装置において３つの半
導体レーザ１１，１２，１３と反射ミラー３１，
３２，３３は、それぞれのビーム軸が１つのスポ
ツトＳにおいて集中するように配置されている。
また各半導体レーザ１１，１２，１３のそれぞれ
に対して、出射した光ビームを上記スポツトＳに
おいて集束する集れんビーム５１，５２，５３と
する集束レンズ６１，６２，６３が設けられてい
る。上記集れんビーム５１，５２，５３はガルバ
ノメータミラー５によつて偏向され、上記スポツ
トＳは円弧Ｒを描いて走査する。したがつてこの
場合も、上記円弧Ｐに沿つて配された被走査面７
は、各半導体レーザ１１，１２，１３が出射する
光ビームが合成された高エネルギーの走査ビーム
によつて走査されるようになる。

そしてこの場合も第４図に示されるように、断
面惰円状の集れんビーム５１，５２，５３を、各
惰円軸Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３が互いに略等角度間隔
（この場合は60゜間隔）で交差するように合成する
ことにより、合成された光ビームの断面形状を略
正円状のものとすることができる。

以上複数の半導体レーザビームを合成した光ビ
ームを走査する場合の実施態様について説明した
が、本発明は合成ビームを特に走査させない場合
においても、合成ビームの断面形状を略正円状に
するために適用されうるものである。また合成す
る半導体レーザビームの本数は４本や３本に限ら
れるものではなく、そして合成されるビーム数が
多いほど、合成ビームの断面形状はより正円に近
くなる。

（発明の効果） 以上詳細に説明した通り本発明の半導体レーザ
ビーム合成方法によれば、光出力の低い半導体レ
ーザビームを合成して高エネルギーの光ビームを
得ることができ、しかもプリズム等の光学系を用
いずに光ビームを断面略正円状とすることができ
るので、合成ビームを使用する装置を小型化し、
また安価に形成することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施態様による半導体レ
ーザビーム合成方法を実施する装置を示す概略斜
視図、第２図は上記方法により合成された光ビー
ムの断面形状を示す説明図、第３図は本発明の第
２実施態様による半導体レーザビーム合成方法を
実施する装置を示す概略斜視図、第４図は上記第
２実施態様方法により合成された光ビームの断面
形状を示す説明図である。 ６……集束レンズ、１１，１２，１３，１４…
…半導体レーザ、２１，２２，２３，２４……コ
リメータレンズ、４１，４２，４３，４４……平
行ビーム、５１，５２，５３……集れんビーム、
６１，６２，６３……集束レンズ、Ｐ１，Ｐ２，
Ｐ３，Ｐ４……ビームの惰円軸。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数の半導体レーザから出射した断面惰円状
   の各レーザビームを共通のスポツトにおいて重ね
   合わせる半導体レーザビーム合成法において、前
   記各レーザビームを、それぞれのビーム断面の惰
   円軸が前記共通のスポツト上で互いに略等角度間
   隔で交差するように合成することを特徴とする半
   導体レーザビーム合成方法。