JPH0260179A - 合波用レーザ光源装置 - Google Patents

合波用レーザ光源装置

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JPH0260179A
JPH0260179A JP63212233A JP21223388A JPH0260179A JP H0260179 A JPH0260179 A JP H0260179A JP 63212233 A JP63212233 A JP 63212233A JP 21223388 A JP21223388 A JP 21223388A JP H0260179 A JPH0260179 A JP H0260179A
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laser
laser beam
laser beams
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Kazuo Horikawa
堀川　一夫
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Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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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】 （発明の分野） 本発明は半導体レーザ等のレーザ光源から発せられる低
出力のレーザビームを合波して高出力のレーザビームを
得ることを可能にする合波用レーザ光源装置に関し、特
に詳細には合波のためのレーザビームの位置’ＩＢｇを
容易に行なうことのできる合波用レーザ光源装置に関す
るものである。
（従来の技術） 周知のように、レーザビームを光偏向器により偏向して
走査する光走査装置は、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おり、このよう
な光走査装置においては、例えば読取りや記録のスピー
ドアップを図るために複数のレーザビームを合波して走
査光として用いることが検討されている。このレーザビ
ームの合波は、レーザ光源が半導体レーザである場合等
に特に求められる。すなわち半導体レーザは、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って直接変調が可能である等、
数々の長所を有している反面、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
がっ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、アモルファ
ス膜等のＤＲＡν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、ある種の蛍光体に放射線（Ｘ線、α線。
β線、γ線、電子線、紫外線等）を照射すると、この放
射線エネルギーの一部が蛍光体中に蓄積され、この蛍光
体に可視光等の励起光を照射すると、蓄積されたエネル
ギーに応じて蛍光体が輝尽発光を示すことが知られてお
り、このような蓄積性蛍光体を利用して、人体等の被写
体の放射線画像情報を一旦蓄積性蛍光体からなる層を有
する蓄積性蛍光体シートに記録し、この蓄積性蛍光体シ
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取って画像信
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５５−１８３４７２号、同５
Ｂ−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
蓄積性蛍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走査装置の使用が考え
られているが、蓄積性蛍光体シートを高速に読み取るた
めには、十分に高エネルギーの励起光を該蛍光体に照射
する必要があり、したがって前記半導体レーザを用いた
光走査装置を、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も極めて難
しい。
そこで上記の通り光出力が低い半導体レーザ等から十分
高エネルギーの走査ビームを得るためには複数のレーザ
光源を使用し、これらのレーザ光源から射出されたレー
ザビームを１本に合波することが望ましい。
複数のレーザ光源から発せられたレーザビームを上記の
ように１本のレーザビームに合波するためには、通當各
レーザ光源から発せられたレーザビームをそれぞれコリ
メータレンズにより平行ビームにするとともに互いに近
接して平行な光路に導き、これらのレーザビームを集束
レンズにより同一の集束位置に集束させるようになって
いる。
従ってレーザビームの合波を高精度に行なうためには、
上記集束レンズへの入射に先立って、これらのレーザビ
ームが正しく平行ビームになるとともに、互いに近接し
た所定の光路に位置するように各レーザビームの位置制
御を行なうことが必要となる。かかるレーザビームの位
置制御は、通常上記コリメータレンズの位置を微調整す
ることにより行なわれる。
（発明が解決しようとする課題） しかしながら、合波されるそれぞれのレーザビームにつ
いて上記のようにコリメータレンズを動かしてその位置
を調整すると、レーザ光源と同数のレンズについて調整
を行なわなくてはならないため、作業性が悪いとともに
、かかる位置調整は各コリメータレンズについて３次元
方向に行なわなければならず、３次元方向にコリメータ
レンズを移動させる移動機構は非常に複雑かつ高価なも
のになるという不都合がある。
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、合
波用の複数のレーザ光源を備えてなるレーザ光源装置に
おいて、レーザビームの位置調整を安価な機構により容
易に行なうことのできる合波用レーザ光源装置を提供す
ることを目的とするものである。
（課題を解決するだめの手段） 本発明の合波用レーザ光源装置は、それぞれが複数のレ
ーザ光源と、該レーザ光源から射出される各レーザビー
ムの光路上に配設され各レーザビームを平行ビームにす
るコリメータ光学系、および前記レーザビームの光路上
に配設され、各レーザビームを互いに近接した平行な光
路に射出させる光路調整素子とを有してなる第１の光源
部と第２の光源部を備え、両光源部から射出されるレー
ザビームを、一方の光源部から射出されるレーザビーム
を反射するとともに他方の光源部から射出されるレーザ
ビームを透過させる合波光学素子に互いに異なる方向か
ら入射させて合波する合波用レーザ光源装置であって、 前記第１の光源部および前記第２の光源部のコリメータ
光学系が、それぞれ各レーザ光源に対応して設けられる
複数のレンズからなるレンズ群と、前記各レーザビーム
が互いに近接して平行となる光路上に該各レーザビーム
が入射可能に配された共通レンズからなり、前記第１の
光源部の共通レンズがその光軸方向である第１の方向と
、該光軸方向と垂直な第２の方向に移動可能であるとと
もに、前記第２の光源部の共通レンズがその先軸方向で
ある第１の方向と、該光軸方向と垂直な第２の方向に移
動可能であり、前記第１の光源部の共通レンズの前記第
２の方向の移動と、前記第２の光源部の共通レンズの前
記第２の方向の移動により、前記第１の光源部から射出
されたレーザビームと、前記第２の光源部から射出され
たレーザビームが、合波された光路において互いに直交
する方向に移動せしめられることを特徴とするものであ
る。
なお、本発明における合波とは、複数のレーザビームを
ｆ行ビームとした後、単一の集束レンズ等に入射可能な
程度に互いに平行に近接させることを意味するものであ
る。また、上記合波光学素子としては、第１の光源部と
第２の光源部のレーザビームの偏光方向が互いに直交す
るように調整されている場合には偏光ビームスプリッタ
が、両光源部のレーザビームの波長が異なる場合にはダ
イクロイックミラーが用いられる。さらに上記共通レン
ズとは、各光源部の複数のレーザビームを入射させて共
通なレンズ作用を行ない、一体的に移動するものであれ
ば、単一のレンズからなるものであってもよいし、複数
のレンズからなるものであってもよい。
（作　　用） 上記光源装置においては、複数のレーザ光源を第１の光
源部と第２の光源部とに分け、各光源部において、複数
のレーザビームを互いに平行な近接した光路にまとめた
後に合波光学素子により最終的な合波を行なうようにし
たので、各光源部とも、互いに平行に近接せしめられた
各レーザビームの光路上に、各レーザビームが入射可能
な共通の光学素子を配することができる。従ってコリメ
ータ光学系を上記のようなレンズ群と共通レンズとから
なるものにすることができ、これにより、共通レンズの
みを動かして各光源部のレーザビームを一度に位置、１
８整することができる。また、レーザビームの焦点の調
整である共通レンズの光軸方向の位置調整は両光源部の
共通レンズについて行ない、レーザビームの位置の調整
である、光軸と垂直、な面内における互いに垂直な２方
向の調整については、第１め光源部と第２の光源部で１
方向ずつ分担することができるので、各共通レンズにつ
いては２次元方向の移動を行なえばよく、安価かつ簡単
な機構の移動手段により良好に位置調整を行なうことが
できるようになる。
（実　施　例） 以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する
。
第１図は本発明の一実施例による合波用レーザ光源装置
の斜視図である。
図示の合波用レーザ光源装置１において、支持体２の上
板２Ａにはレーザ射出軸が互いに略平行である１０個の
半導体レーザ３Ａ、３Ｂ、３Ｃ，３Ｄ、３Ｅ、３Ｆ、３
Ｇ、３Ｈ，３Ｌ　３Ｊが２列に並んで固着されており、
これらの半導体レーザ３Ａ〜３Ｊと対向して、支持体２
の中板２Ｂには１０個の凹レンズ４が、底板２Ｃには光
路調整素子である１０個のプリズムミラー５がそれぞれ
固着されている。本装置において、上記半導体レーザ３
Ａ〜３Ｅと、これらの半導体レーザから射出されたレー
ザビーム３ａ〜３ｅの光路上に配された凹レンズ４、プ
リズムミラー５等の光学素子が第１の光源部ＩＯを構成
し、上記半導体レーザ３Ｅ〜３Ｊと、これらの半導体レ
ーザから射出されたレーザビーム３ｆ〜３ｊの光路上に
配された凹レンズ４、プリズムミラー５等の光学素子が
第２の光源部２０を構成する。また、第１の光源部ｌＯ
と第２の光源部２０の各素子は、それぞれ上記上板２Ａ
、中板２Ｂ、底板２Ｃを一体的に支持する支持体の支柱
２Ｄに対して対称となるように配されている。
上記上板２Ａの内部には、各半導体レーザ３Ａ〜３Ｊに
対向して凸レンズ６が配設されている。
（−例として第１図のＸ−Ｘ線断面図である第２図に半
導体レーザ３Ａに対向する凸レンズ６を示す）。上記第
１の光源部と第２の光源部においては、それぞれ前記凹
レンズ４とこの凸レンズ６とによりコリメータ光学系の
レンズ群が構成されている。
第１の光源部ｌＯにおいて、半導体レーザ３八〜３Ｅか
ら発せられたレーザビーム３ａ〜３ｃは、上記凸レンズ
６、および凹レンズ４を通過した後、下方にそれぞれ配
設された前記プリズムミラー５により反射される。半導
体レーザ３Ａ〜３Ｅは、レーザビーム３ａ〜３ｅを同一
平面内に射出させるように配設されており、またこれら
のレーザビームの光路上にある各プリズムミラー５は、
図示のように上下方向に徐々にずれて配設されているの
で、レーザビーム３ａ〜３ｏのプリズムミラー５による
反射位置は上下方向にのみ少しずつずれ、各プリズムミ
ラー５により反射されたレーザビーム３ａ〜３ｅは互い
に上下方向にごく近接した平行な光路をとる。このよう
に互いに近接して平行となったレーザビーム３ａ〜３ｅ
の光路上には、共通レンズとして単一の凸レンズ１１が
配されており、各レーザビーム３ａ〜３ｃはそれぞれこ
の凸レンズ１１を通過した後、光路上に配された偏光ビ
ームスプリッタフに入射する。第１の光源部ＩＯにおい
ては上述した複数の凸レンズ６と複数の凹レンズ４とか
らなるレンズ群とこの単一の凸レンズｔｉとによりコリ
メータ光学系が構成されており、第２図に示すように半
導体レーザ３Ａから発せられたレーザビーム３ａは、凸
レンズ６、凹レンズ４、凸レンズ１１を通過することに
より、平行ビームとなり、他の半導体３Ｂ〜３Ｅから発
せられたレーザビーム３ｂ〜３ｏも、同様にそれぞれの
光路上に配設された凸レンズ６、凹レンズ４、凸レンズ
１１により平行ビームになる。
なお、各凸レンズ６および凹レンズ４は、ｔｌｌ−の凸
レンズｌｌまでの光路長が互いに異なるレーザビーム３
ａ〜３ｃが、凸レンズ！■から射出された後にすべて平
行ビームとなるように、その焦点距離または取付位置等
を段階的に変化させである。また、支柱２Ｄの裏側の前
記第２の光源部２０においても、第１の光源部１０と全
く同様に、各レーザビーム３１〜３ｊはプリズムミラー
５に反射されて互いに上下方向にごく近接した光路をと
るとともに、各レーザビーム３「〜３ｊの光路上にそれ
ぞれ配設された凸レンズ６と凹レンズ４、およびレーザ
ビーム３ｒ〜３ｊの光路上にまたがって配設された単一
の凸レンズ１２により、それぞれ平行ビームとなる。ま
た、第１および第２の光源部において、支柱２Ｄを介し
て対向する位置に配された半導体レーザから発せられた
レーザビーム（例えばレーザビーム３ａと３「、レーザ
ビーム３ｂと３ｇ）のプリズムミラー５に反射される高
さは互いに等しくなっており、また、両光源部における
すべての半導体レーザ３Ａ〜３Ｊは、プリズムミラー５
により反射されたレーザビーム３ａ〜３ｊにおける偏光
方向が一様（第１図においては矢印ａ方向）になるよう
に前記上板２Ａに固定されている。
前記偏光ビームスプリッタ７は、矢印ａ方向に偏光する
光を反射する特性を有するものであり、レーザビーム３
ａ〜３ｅはこの偏光ビームスプリッタにより反射される
。一方、レーザビーム３「〜３ｊはミラー８により反射
されて光路を約９０″変更した後、ｌ／２波長板９を通
過することにより偏光方向を９０°変化せしめられ、矢
印す方向に偏光する光となる。前記偏光ビームスプリッ
タ７は矢印し方向に１−光する光に対してはこれを透過
させるものであり、従ってレーザビーム３ｒ〜３ｊは偏
光ビームスプリッタ７を通過して、レーザビーム３ｒは
レーザビーム３ａと、レーザビーム３ｇはレーザビーム
３ｂと、レーザビーム３ｈはレーザビーム３Ｃと、レー
ザビーム３１はレープビーム３ｄと、レーザビーム３ｊ
はレーザビーム３Ｃとそれぞれ同一光路に射出される。
このように合波されて互いに近接して平行な光路に射出
された１０本のレーザビーム３ａ〜３ｊのビーム断面は
第３図に示すようになる。
ところで、上述した第１の光源部ｌＯと第２の光源部２
０とから射出されたレーザビーム３ａ〜３ｅ、　３ｆ’
〜３ｊを正しく合波するためには、各レーザビーム３ａ
〜３ｊがすべて平行ビームとなるとともに、レーザビー
ム３ａ〜３０と、レーザビーム３ｒ〜３ｊが重な−り合
うように焦点および位置の制御を行なう必要があり、本
装置においては、両光源部の単一の凸レンズ１１．１２
がそれぞれ２次元方向に移動することにより、レーザビ
ームの焦点および位置を調整するようになっている。
すなわち、第４図に示すように、第１の光源部ＩＯの凸
レンズ１１と、第２の光源部２０の凸レンズ１２には、
それぞれ移動手段２１．２２が接続されており、凸レン
ズ１１は移動手段２１により、その光軸方向である第１
の方向（矢印Ｚ方向）と、該Ｚ方向に垂直な第２の方向
（矢印Ｘ方向）に移動可能となっており、凸レンズ１２
は移動手段２２により、その先軸方向である第１の方向
（矢印Ｚ方向）と、該Ｚ方向に垂直でありかつ上記矢印
Ｘ方向にも垂直な第２の方向（矢印Ｙ方向）に移動可能
となっている。なお上記２つの移動手段２１．２２とし
ては、従来から公知の光学素子のアクチュエータ、例え
ばコンパクトディスクプレーヤーのピックアップ等にお
ける光学系移動用のアクチュエータと同様の機構のもの
を用いることができる（　５ＡＮＹＯＴＥＣＩＩＮＩＣ
ＡＬ　ＲＥＶＩＥＷ　ＶＯＬ、２０　ＮＯ，ｌ　Ｐｅｂ
、１９８８第３０〜４０頁、東芝レビュー　４２巻ｌＯ
号　１９８７年　第７９７〜８００頁参照）。
レーザビーム３ａ〜３ｊの調整を行なう際には、まず、
第１の光源部ｌＯと第２の光源部２０のそれぞれについ
て凸レンズ１１．１２をＺ方向に移動させて、各レーザ
ビームがそれぞれ正しく平行なビームとなるようにする
。続いてレーザビームの位置を調整する際には、レーザ
ビームの横方向の位置については、第２の光源部２０か
ら射出されるレーザビーム３「〜３ｊの位置を基準とし
、第１の光源部１０の凸レンズ１１を矢印Ｘ方向に移動
させて第１の光源部のレーザビーム３ａ〜３ｃの位置を
第２の光源部のレーザビーム３ｒ〜３ｊと合わせる。ま
たレーザビームの縦方向の位置については、第１の光源
部１０から射出されるレーザビーム３ａ〜３ｅの位置を
基準とし、第２の光源部２０の凸レンズ１２を矢印Ｙ方
向に移動させて、第２の光源部のレーザビーム３「〜３
ｊの位置を第１の光源部のレーザビーム３ａ〜３Ｃと合
わせる。また上記のレーザビームの位置および焦点の調
整は、偏光ビームスプリッタ７を通過して合波されたレ
ーザビームが図示しない集束レンズを通過した後所定の
位置に集束するか否かを検出することにより行なわれて
もよいが、上記合波されたレーザビームの光路上にハー
フミラ−を配して該レーザビームの一部をモニター光と
して取り出し、このモニター光を集束させてその集束位
置および集束スポット径が所定の状態であるか否かを位
置センサにより検出する。ことによって行なってもよい
。また検出されたモニター光の位置に基づく凸レンズ１
１．１２の位置の調整は自動的に行なうようにすれば一
層便利である。
このように本実施例による合波用レーザ光源装置によれ
ば、レーザビームを発する複数の半導体レーザを第１の
光源部と第２の光源部とに分け、各光源部においてレー
ザビームを予め近接した平行な光路にまとめておくこと
により、各光源部とも、互いに近接したレーザビームの
光路上に凸レンズを配することができる。従ってレーザ
ビームの位置等の調整はこれら２つの凸レンズを移動さ
せるだけで行なうことができ、装置の最初の組立時のみ
でなく、各半導体レーザの特性が経時的に変化したり、
環境温度の変化によりレーザビームの射出状態が変動し
た際に容易にレーザビームの調整を行なうことができる
。また、上記の調整は２つの光源部についてそれぞれ行
なうようにしたので、１つの光源部については２次元方
向に凸レンズを動かせばよく１、光学素子を３次元方向
に動かす場合に比べ、移動手段が安価になる。
なお、各光源部においてレーザビームの位置調整のため
に移動せしめられる１ｌｌ−のレンズは凹レンズにする
ことも可能である。またこれらの単一のレンズは、コリ
メータ光学系を構成する他の凸レンズや凹レンズに比べ
て焦点距離の絶対値が大きいものにすれば、レーザビー
ムの微妙な位置調整や集束状態の調整を、レンズを比較
的大きく動かして行なうことができるので好ましい。さ
らに上記実施例において単一のレンズとして説明した光
学素子は、複数のレンズが組み合わされて、入射する各
レーザビームに共通のレンズ作用をするものであっても
よい。また、第１の光源部と第２の光源部から射出され
たレーザビームを合波する合波光学素子は、両光原品の
レーザビームが互いに波長の異なったものである場合に
は、偏光ビームスプリッタの代りにダイクロイックミラ
ーを用いることもできる。また、上記光源装置の各光学
素子を支持する支持体２の上板２Ａ、中板２Ｂ。
底ｋ　２　Ｃｓ支柱２Ｄは、その一部もしくは全部を一
体成形することが望ましく、一体成形を行なえば、加工
、組立てが容易になるとともに、接合部が紅時変化によ
り位置ずれするおそれもなくなるので、装置全体の合波
の精度も高めることができる。
（発明の効果） 以上詳細に説明したように、本発明の合波用し一ザ光源
装置によれば、２つのレンズの位置を調整することによ
りレーザビームの位置調整、焦点調整を行なうことがで
きるので、調整作業が極めて容易になる。また調整を行
なう際に各レンズは２次元方向に移動すればよいので、
レンズの移動手段が簡略かつ安価なものになる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例による合波用レーザ光源装置
の斜視図、 第２図はそのＸ−Ｘ線断面図、 第３図は上記光源装置から射出されたレーザビームのビ
ーム断面を示す概略図、 第４図は上記光源装置における凸レンズの移動を説明す
る概略図である。 １・・・合波用レーザ光源装置 ３Ａ、３Ｂ、３Ｃ，３Ｄ、３Ｅ。 ３Ｆ、３Ｇ、３Ｈ，３１，３Ｊ・・・半導体レーザ３ａ
、３ｂ、３ｅ、３ｄ、３ｅ、３ｆ’、３ｇ、３ｈ、３１
．３ｊ　−レーザビーム４・・・凹レンズ　　　　　６
．１１．１２・・・凸レンズ７・・・偏光ビームスプリ
ッタ ＩＯ・・・第１の光源部 ２１、２２・・・移動手段 ２０・・・第２の光源部

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 それぞれが複数のレーザ光源と、該レーザ光源から射出
    される各レーザビームの光路上に配設され各レーザビー
    ムを平行ビームにするコリメータ光学系と、前記レーザ
    ビームの光路上に配設され、各レーザビームを互いに近
    接した平行な光路に射出させる光路調整素子とを有して
    なる第１の光源部と第２の光源部を備え、両光源部から
    射出されるレーザビームを、一方の光源部から射出され
    るレーザビームを反射するとともに他方の光源部から射
    出されるレーザビームを透過させる合波光学素子に互い
    に異なる方向から入射させて合波する合波用レーザ光源
    装置であって、 前記第１の光源部および前記第２の光源部のコリメータ
    光学系が、それぞれ各レーザ光源に対応して設けられる
    複数のレンズからなるレンズ群と、前記各レーザビーム
    が互いに近接して平行となる光路上に該各レーザビーム
    が入射可能に配された共通レンズからなり、前記第１の
    光源部の共通レンズがその光軸方向である第１の方向と
    、該光軸方向と垂直な第２の方向に移動可能であるとと
    もに、前記第２の光源部の共通レンズがその光軸方向で
    ある第１の方向と、該光軸方向と垂直な第２の方向に移
    動可能であり、前記第１の光源部の共通レンズの前記第
    ２の方向の移動と、前記第２の光源部の共通レンズの前
    記第２の方向の移動により、前記第１の光源部から射出
    されたレーザビームと、前記第２の光源部から射出され
    たレーザビームが、合波された光路において互いに直交
    する方向に移動せしめられる合波用レーザ光源装置。
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