JPH0261611A

JPH0261611A - 合波用レーザ光源装置

Info

Publication number: JPH0261611A
Application number: JP21223588A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Horikawa; 堀川　一夫; Ichiro Miyagawa; 一郎宮川; Koichi Okada; 宏一岡田
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1988-08-26
Filing date: 1988-08-26
Publication date: 1990-03-01
Anticipated expiration: 2012-08-13
Also published as: JP2641060B2

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全波用レーザ光源装置に関し、特
に詳細には組立作業の容易な白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２０〜３０７７１　ｗ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５アモ
ルファス膜等のＤＲＡＭ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
５５−１１８３４０号、同５５−１８３４７２号、同５
６−１１３９５号、同５Ｂ−１０４８４５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、通常各
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。

また、本出願人は、上記レーザビームの合波を効率よく
行なうことを可能とする、複数のレーザ光源を備えた全
波用レーザ光源装置を既に提案した（特願昭８３−３５
８３６号等）。かかる光源装置は、上記複数のレーザ光
源とともに、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、上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が保持部材により一体的に保
持されてなるものであり、このような光源装置を用いれ
ば、該光源装置から射出させたレーザビームを集束レン
ズに入射させるだけで、所望の位置において複数のレー
ザビームを一点に集束させることができる。なお、各レ
ーザビームに対する前記コリメータ光学系は、それぞれ
複数のレンズから構成されている。

（発明が解決しようとする課題）ところで上記光源装置を用いてレーザビームの合波を精
度よく行なうためには、光源装置から射出されるレーザ
ビームが互いに平行な所定の光路をとるとともにそれぞ
れが平行ビームとなるように、光源装置内のコリメータ
光学系の各レンズをレーザ光源に対して正しく位置調整
する必要がある。しかしながら、光源装置を組立てる際
に上記各レンズをそれぞれ保持部材に対して移動させて
調整を行なうのは、作業が非常に面倒であり、装置の組
立に要する時間および手間を大幅に増大させてしまうと
いう不都合がある。またこのように組立時に位置調整さ
れたレンズは、環境温度が変化した際等に位置ずれが生
じ易く、経時安定性に欠けるという問題がある。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、組
立てが容易で経時安定性も高い全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。

（課題を解決するための手段）本発明の全波用レーザ光源装置は、複数のレーザ光源、
該複数のレーザ光源から射出される各レーザビームの光
路上に配設された第１のレンズ部と第２のレンズ部から
なるコリメータ光学系、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、および前記レーザ光源、前記
コリメータ光学系、前記光路調整素子を一体的に支持す
る保持部材からなり、前記・各レーザ光源と、該レーザ
光源に対応する前記各第１のレンズ部が互いに位置調整
がなされて一体化されることにより光源ユニットとして
前記保持部材に取り付けられており、前記第２のレンズ
部が前記保持部材に前記光源ユニットに対して該ユニッ
トの光軸と垂直な平面内において位置調整がなされて取
り付けられていることを特徴とするものである。

（作　　用）上記のようにコリメータ光学系を第１のレンズ部と第２
のレンズ部に分け、第１のレンズ部はレーザ光源に対し
て予め位置決めして光源ユニットとして一体化すれば、
第１のレンズ部については装置を組み立てる際に位置調
整を行なうことなく保持部材内に組み込むことができる
。従ってレーザ光源に対する位置調整は第２のレンズ部
についてのみ行なえばよく、作業性が大きく向上する。

なお、上記のように第２のレンズ部は少なくともその先
軸と垂直な面内を移動するものとなっており、第１のレ
ンズ部（すなわち光源ユニット）と第２のレンズ部の光
軸方向の位置精度が保持手段の形状のみによっては十分
に得られない場合には、これらを光軸方向にも調整可能
としてもよい。その場合には、第２のレンズ部を移動さ
せると該レンズ部を３次元方向に移動させなくてはなら
なくなり、移動手段が高価になるため好ましくなく、光
源ユニットをその光軸方向に移動させるようにするのが
望ましい。

また、本装置においては、予め光源ユニットに組み込ま
れてなる第１のレンズ部については経時的な位置ずれが
生じにくいので、レーザビームの射出状態の経時安定性
を高めることができる。

（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全波用レーザ光源装置
の斜視図である。

図示の全波用レーザ光源装置において、保持部材２の上
板２Ａには、それぞれ半導体レーザ３Ａ。

３Ｂ、３Ｃ，３Ｄ、３Ｅ、３Ｆ、３Ｇ、３Ｈ，３Ｌ３Ｊ
と、第１のレンズ部である凸レンズ６Ａ。

６Ｂ、６Ｃ，６Ｄ、６Ｅ、６Ｆ、６Ｇ、６Ｈ，６１，６
Ｊをそれぞれ鏡筒内に保持してなる光源ユニットＩＯＡ
、ＩＯＢ、ＩＯｃ、ＩＯＤ、ＩＯＥ、ＩＯＦ、１０ＧＳ
ＩＯＨ１１０１ＳＩＯＪが２列に並んで保持されており
、上板２Ａ内の取付は位置において上記半導体レーザ３
Ａ〜３Ｊはそのレーザ射出軸が互いに平行になっている
。また、上記光源ユニットＩＯＡ〜ＩＯＪと対向する上
記上板２Ａの底面には、第２のレンズ部である凹レンズ
４Ａ、４Ｂ、４Ｃ，４Ｄ、４Ｅ、４Ｆ、４Ｇ、４Ｈ，４
１，４Ｊが固着されている。さらに保持部材２の中央部
分である支柱２Ｂの前後面には一対のミラー保持板２Ｅ
が取り付けられており、このミラー保持板２Ｅには、そ
れぞれ上記凹レンズ４Ａ〜４Ｊと対向して反射ミラー５
が取り付けられている。なお、上記光源ユニットＩＯＡ
〜１０Ｊ１凹レンズ４Ａ〜４Ｊ、および反射ミラー５は
、それぞれ上記支柱２Ｂに対して対称となるように配さ
れている。また支持２Ｂの一側方には第１の側板２Ｃが
、他側方には後述する偏光ビームスプリッタや１ノ２波
長板等を支持する第２の側板２Ｄが取り付けられており
、本装置における保持部材２は、上記上板２Ａ、支柱２
Ｂ１第１および第２の側板２Ｃ，２Ｄ、ミラー保持板２
Ｅ、および支柱２Ｂの下端面に取り付けられた底板２Ｆ
からなっている。なお、この保持部材２は、線膨張係数
の小さいノビナイト、コバール、インバー、セラミック
等からなるものである。

上記のように光源ユニットＩＯＡ〜ＩＯＪの内部には、
各半導体レーザ３Ａ〜３Ｊに対向して第１のレンズ部と
して凸レンズ６Ａ〜６Ｊが配設されており、（−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６Ａを示す）、本装置において
は前記凹レンズ４Ａ〜４Ｊとこれらの凸レンズ６Ａ〜６
Ｊとによりコリメータ光学系が構成されている。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はこのコリメータ光学系を通過することにより
、平行ビームとなり、他の半導体レーザ３Ｂ〜３Ｊから
発せられたレーザビーム３ｂ〜３ｊも同様にそれぞれの
光路上に配設されたコリメータ光学系により平行ビーム
となる。

平行ビームとなったレーザビーム３ａ、　３ｃ、　３ｅ
。

３ｇ、　３１は、下方にそれぞれ配設された前記反射ミ
ラー５に反射された後、偏光ビームスブリッタフに入射
する。前記光源ユニットＩＯＡ、　ＩＯｃ、　ＩＯＥ。

ＬＯＧＳ１０１内の半導体レーザ３Ａ、３Ｃ，３Ｅ。

３Ｇ、３１は、上板２Ａ内においてレーザビーム３ａ、
　３ｃ、　３ｅｓ　３ｇ、　３１を同一平面内に射出に
よるように配設されており、またこれらのレーザビーム
の光路上にある各反射ミラー５は、図示のように段差の
あるミラー保持板２Ｅにより上下方向に徐々にずれて保
持されているので、レーザビーム３ａｓ３ａｓ　Ｂｅｓ
　３ｇ、　３１の反射ミラー５による反射位置は上下方
向にのみ少しずつずれ、各反射ミラー５により反射され
たレーザビーム３８％　Ｂｅｓ　３ｅ、　３ｇ、　３１
は互いに上下方向にごく近接した平行な光路をとる。ま
た、前記支柱２Ｂの裏側においては、半導体レーザ３Ｂ
、３Ｄ、、３Ｆ、３Ｈ，３Ｊから発せられたレーザビー
ム３ｂ、　３ｄ、　３ｆ、　３ｈ、　３ｊが全く同様に
、反射ミラー５に反射されて互い、に上下方向にごく近
接した平行な光路をとる。また、支柱２Ｂ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３ｂ、レーザビーム
３ｃと３ｄ）の反射ミラー５に反射される高さは互いに
等しくなっており、また、すべての光源ユニットｌ０Ａ
−１０Ｊは、反射ミラー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。

なお、上記第２の側板２Ｄにはレーザビーム３ａ〜３ｊ
が側板上の各素子に入射することを許す開口が形成され
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、　３ｃ、　３ｅｓ　３ｇ、　３１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３ｂ
、　３ｄ、　３ｆ’、　３ｈ、　３ｊはミラー８により
反射されて光路を約９０″変更した後、１７２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は矢印す方向に偏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３ｂ、　３ｄ
、　３ｆ、　３ｈ、　８ｊは偏光ビームスプリッタ７を
通過して、レーザビーム３ｂはレーザビーム３ａと、レ
ーザビーム３ｄはレーザビーム３ｃと、レーザビーム３
ｒはレーザビーム３ｅと、レーザビーム３ｈはレーザビ
ーム３ｇと、レーザビーム３ｊはレーザビーム３１とそ
れぞれ同一光路に射出される。このように互いに近接し
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、上記光源装置を組み立てる際には、レーザビ
ームを所定の状態に射出させるために上述したコリメー
タ光学系の各光学素子の位置を正しく決める必要がある
。コリメータ光学系のうち、第１のレンズ部である前記
凸レンズ６Ａ〜６Ｊは、半導体レーザ３八〜３Ｊに対し
て所定の位置をとるように調整されて、光源ユニットｌ
０Ａ−１０Ｊとして半導体レーザと一体化されており、
一方の第２のレンズ部である凹レンズ４Ａ〜４Ｊは、そ
の取付時において光軸に垂直な平面内において２次元的
に移動可能となっている（第１図に凹レンズ４Ａについ
てその移動方向を矢印で示す）。すなわち、光源装置を
組み立てる際には、まず光源ユニットｌ０Ａ−１０Ｊを
それぞれ保持部材２の上板２Ａに形成された孔部２ａ（
第２図参照）に嵌入させる。続いて凹レンズ４Ａ〜４Ｊ
をそれぞれ上板２Ａの底面の、光源ユニットＩＯＡ〜Ｉ
ＯＪに対向する位置に配し、上記底面上において２次元
に移動させつつ位置決めを行ない、各凹レンズ４Ａ〜４
Ｊがそれぞれ所定の位置に配された後に、該レンズの支
持枠（第２図に凹レンズ４Ａの支持枠４ａを示す）と上
板２人の底面の間に接着剤を注入する等して、凹レンズ
４Ａ〜４Ｊを上板２Ａに固定する。

またコリメータ光学系の、レーザビームの光軸方向の位
置調整は、必要に応じて光源ユニットＩＯＡ〜ＩＯＪの
位置を上下方向に移動させることにより行なわれる。な
お、光源ユニットｌ０Ａ−１０Ｊと上板２Ａの孔部２ａ
の周面には、光源ユニットの上下動を容易に行なわせる
ようにネジを切っておいてもよい。また上記のような、
凹レンズ４Ａ〜４Ｊや光源ユニットｌ０Ａ−１０Ｊを移
動させることによるレーザビーム３ａ〜３ｊの光路およ
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。

このように本実施例の光源装置によれば、第１のレンズ
部である凸レンズは、予め半導体レーザとともに光源ユ
ニット内に組み入れられているので、半導体レーザに対
して位置決めを行なう必要がなく、半導体レーザに対す
る光学素子の位置調整は第２のレンズ部である凹レンズ
のみを動かすことにより行なうことができる。従って装
置組立時のコリメータ光学系の位置調整を短時間のうち
に容易に行なうことができるようになる。また周囲の温
度等環境が変化しても、第１のレンズ部と半導体レーザ
との位置関係にはほとんど変化が生じないので、レーザ
ビームの射出状態の安定性を高めることができる。なお
、第２のレンズ部は装置を組み立てる際だけでなく、該
レンズ部の経時的な位置変化等を補正することができる
ように、装置組立後も位置を調整可能にしてもよい。ま
た、第１のレンズ部および第２のレンズ部は、それぞれ
１本のレーザビームの光路について複数のレンズからな
るものであってもよい。さらに、上記光源装置の各光学
素子を支持する保持手段２の上板２Ａ、支柱２Ｂ、側板
２Ｃ，２Ｄ、ミラー保持板２Ｅ、底板２Ｆ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
部が経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）以上説明したように、本発明の全波用レーザ光源装置に
よれば、コリメータ光学系を、光源ユニットとしてレー
ザ光源と予め一体化されている第１のレンズ部と、レー
ザ光源に対して移動可能な第２のレンズ部とからなるよ
うにしたので、コリメータ光学系のすべてのレンズをレ
ーザ光源に対して位置調整する場合に比べ調整が容易に
なるとともに、経時安定性を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による全波用レーザ光源装置
の斜視図、第２図は第１図の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である。２・・・保持部材３Ａ、　３Ｂ、　３Ｃ，３Ｄ、　３Ｅ、　３Ｆ、　３Ｇ
。３Ｈ，３１，３Ｊ・・・半導体レーザ３ａ、　３ｂｓ　３ｃｓ　３ｄｓ　３ｅｓ　３ｆ’、　
３ｇ、　３ｈ、　３１．３ｊ・・・レーザビーム４Ａ、４Ｂ、４Ｃ，４Ｄ、４Ｅ、４Ｆ、４Ｇ。４Ｈ，４１，４Ｊ・・・凹レンズ５・・・反射ミラー６Ａ、６Ｂ、６Ｃ，６Ｄ１６Ｅ、６Ｆ、６Ｇ。６Ｈ，６Ｉ、６Ｊ・・・凸レンズ７・・・偏光ビームスプリッタ１０ＡＳＩＯＢ、１０°Ｃ，ＩＯＤ、ＩＯＥ、ＩＯＦ、
ＬＯＧ。

Claims

【特許請求の範囲】

複数のレーザ光源、該複数の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た第１のレンズ部と
第２のレンズ部からなるコリメータ光学系、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、および前
記レーザ光源、前記コリメータ光学系、前記光路調整素
子を一体的に支持する保持部材からなり前記各レーザ光
源と、該レーザ光源に対応する前記各第１のレンズ部が
互いに位置調整がなされて一体化されることにより光源
ユニットとして前記保持部材に取り付けられており、前
記第２のレンズ部が前記保持部材に前記光源ユニットに
対して該ユニットの光軸と垂直な平面内において位置調
整がなされて取り付けられている全波用レーザ光源装置
。