JPH0536767B2 - - Google Patents
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- JPH0536767B2 JPH0536767B2 JP58251812A JP25181283A JPH0536767B2 JP H0536767 B2 JPH0536767 B2 JP H0536767B2 JP 58251812 A JP58251812 A JP 58251812A JP 25181283 A JP25181283 A JP 25181283A JP H0536767 B2 JPH0536767 B2 JP H0536767B2
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- plane
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- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B19/00—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics
- G02B19/0004—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed
- G02B19/0009—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed having refractive surfaces only
- G02B19/0014—Condensers, e.g. light collectors or similar non-imaging optics characterised by the optical means employed having refractive surfaces only at least one surface having optical power
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- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B27/00—Optical systems or apparatus not provided for by any of the groups G02B1/00 - G02B26/00, G02B30/00
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- G02B27/095—Refractive optical elements
- G02B27/0955—Lenses
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- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Head (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は、半導体接合面内とこれに垂直な面内
とでは発振光束の収束点が異なり非点収差となる
半導体レーザを光源とする例えば光ピツクアツプ
等の光学装置に関し、殊に、前記半導体レーザか
ら導出される光束を屈折等させて光デイスクの読
取面に結像させ、その読取面に記録された情報を
読取るように構成されたオーデイオ、ビデオ等の
光デイスクプレヤの前記光ピツクアツプに適用し
て最適なものである。
とでは発振光束の収束点が異なり非点収差となる
半導体レーザを光源とする例えば光ピツクアツプ
等の光学装置に関し、殊に、前記半導体レーザか
ら導出される光束を屈折等させて光デイスクの読
取面に結像させ、その読取面に記録された情報を
読取るように構成されたオーデイオ、ビデオ等の
光デイスクプレヤの前記光ピツクアツプに適用し
て最適なものである。
背景技術とその問題点
例えば、ダブルヘテロ接合半導体レーザの一種
であるゲイン・ガイデイング型の半導体レーザ
は、同種のインデツクス・ガイデイング型の半導
体レーザによく見られる読取面等からの戻り光束
による自己結合効果に起因するノイズレベルの増
加はない。このために、殊に、高いＳ／Ｎ比が要
求されるビデオ光デイスクプレヤの光ピツクアツ
プでの光源として価値を見直されつつある。これ
は、ゲイン・ガイデイング型の半導体レーザが縦
多モード発振のため、インデツクス・ガイデイン
グ型の半導体レーザのような縦単一モード発振の
半導体レーザに比べ、戻り光束による発振が乱さ
れにくいという本質的な性質によるものである。
しかしながら、光学的特性の観点から見ると、第
１図イ，ロに示される如くに、ゲイン・ガイデイ
ング型の半導体レーザ１の発振光束のモードウエ
ストは、半導体接合面（Ｘ−Ｙ軸面）内とこれに
垂直な面（Ｘ−Ｚ軸面）内とでは異なつている。
すなわち、垂直面（Ｘ−Ｚ軸面）内では、鏡面２
に一致するＡ点であるのに対し、接合面（Ｘ−Ｙ
軸面）内では、若干半導体レーザの活性層３つま
り鏡面２より奥の共振器内に入つたＢ点となる。
したがつて、半導体接合面（Ｘ−Ｙ軸面）内とこ
れに垂直な面（Ｘ−Ｚ軸面）内とでは発振光束の
収束点が異なり、光学上でいうところの非点収差
（ΔZ）となつている。
であるゲイン・ガイデイング型の半導体レーザ
は、同種のインデツクス・ガイデイング型の半導
体レーザによく見られる読取面等からの戻り光束
による自己結合効果に起因するノイズレベルの増
加はない。このために、殊に、高いＳ／Ｎ比が要
求されるビデオ光デイスクプレヤの光ピツクアツ
プでの光源として価値を見直されつつある。これ
は、ゲイン・ガイデイング型の半導体レーザが縦
多モード発振のため、インデツクス・ガイデイン
グ型の半導体レーザのような縦単一モード発振の
半導体レーザに比べ、戻り光束による発振が乱さ
れにくいという本質的な性質によるものである。
しかしながら、光学的特性の観点から見ると、第
１図イ，ロに示される如くに、ゲイン・ガイデイ
ング型の半導体レーザ１の発振光束のモードウエ
ストは、半導体接合面（Ｘ−Ｙ軸面）内とこれに
垂直な面（Ｘ−Ｚ軸面）内とでは異なつている。
すなわち、垂直面（Ｘ−Ｚ軸面）内では、鏡面２
に一致するＡ点であるのに対し、接合面（Ｘ−Ｙ
軸面）内では、若干半導体レーザの活性層３つま
り鏡面２より奥の共振器内に入つたＢ点となる。
したがつて、半導体接合面（Ｘ−Ｙ軸面）内とこ
れに垂直な面（Ｘ−Ｚ軸面）内とでは発振光束の
収束点が異なり、光学上でいうところの非点収差
（ΔZ）となつている。
もし、この種の半導体レーザを光デイスクプレ
ヤの光ピツクアツプでの光源として使用し、レン
ズ等でもつて屈折等させて光デイスクの読取面に
結像させると、非点収差により読取スポツトが歪
み、偏平な縦長もしくは横長のスポツトとなる。
故に、隣接トラツクにまたがる等に起因して、所
要の光学系のOTF（Optical Transfer Function）
特性が得られなくなるという問題点が生ずる。
ヤの光ピツクアツプでの光源として使用し、レン
ズ等でもつて屈折等させて光デイスクの読取面に
結像させると、非点収差により読取スポツトが歪
み、偏平な縦長もしくは横長のスポツトとなる。
故に、隣接トラツクにまたがる等に起因して、所
要の光学系のOTF（Optical Transfer Function）
特性が得られなくなるという問題点が生ずる。
従来は、この問題点を解決すべく次のような手
段がとられていた。その１つは、 (a) 半導体レーザから導出された発散状態の光束
のうち中心付近の狭い角度部分だけを取出して
読取りに使用し、非点収差による波面の乱れを
小さくする手段 である。この手段では、実用上は、どの程度の開
口数のコリメータレンズでもつて対物レンズに光
束が導くかにより、非点収差にもとづく影響が異
なる。このため、前述のように中心付近の狭い角
度部分だけ取出せば、光の利用効率は下がるが、
波面の乱れは小さくなる。したがつて、デイジタ
ルオーデイオ光デイスク（DAD）プレヤの光ピ
ツクアツプのような高いＳ／Ｎ比を要しないもの
であれば、所要のOTF特性が得られる。
段がとられていた。その１つは、 (a) 半導体レーザから導出された発散状態の光束
のうち中心付近の狭い角度部分だけを取出して
読取りに使用し、非点収差による波面の乱れを
小さくする手段 である。この手段では、実用上は、どの程度の開
口数のコリメータレンズでもつて対物レンズに光
束が導くかにより、非点収差にもとづく影響が異
なる。このため、前述のように中心付近の狭い角
度部分だけ取出せば、光の利用効率は下がるが、
波面の乱れは小さくなる。したがつて、デイジタ
ルオーデイオ光デイスク（DAD）プレヤの光ピ
ツクアツプのような高いＳ／Ｎ比を要しないもの
であれば、所要のOTF特性が得られる。
すなわち、DADプレヤの光ピツクアツプとし
ては、高いＳ／Ｎ比を要しないため所要の光強度
はそれ程必要としない。このため、比較的小さい
例えば0.13NAの開口数のコリメータレンズで足
りるので、例えば非点収差25μmの半導体レーザ
を光源として用いても、波面の乱れはRMS値で
0.056〔λ〕と十分回折限界内にあり、特に支障は
ない。
ては、高いＳ／Ｎ比を要しないため所要の光強度
はそれ程必要としない。このため、比較的小さい
例えば0.13NAの開口数のコリメータレンズで足
りるので、例えば非点収差25μmの半導体レーザ
を光源として用いても、波面の乱れはRMS値で
0.056〔λ〕と十分回折限界内にあり、特に支障は
ない。
しかしながら、ビデオ光デイスクプレヤの光ピ
ツクアツプ等のように高いＳ／Ｎ比を必要とする
ものには、この手段によれば半導体レーザから導
出される光束の利用効率が悪いため、レーザ出力
を増加させねばならず、半導体レーザの寿命を短
かくするという欠点を生ずることになる。
ツクアツプ等のように高いＳ／Ｎ比を必要とする
ものには、この手段によれば半導体レーザから導
出される光束の利用効率が悪いため、レーザ出力
を増加させねばならず、半導体レーザの寿命を短
かくするという欠点を生ずることになる。
さもなければ、高いＳ／Ｎ比を必要とするビデ
オ光デイスクプレヤの光ピツクアツプ等の光源と
するには、現在の半導体レーザが導出される光束
の発散角から考えて、例えば0.2NA以上の開口数
のコリメータレンズでもつて結像させる必要があ
るからである。しかしこの場合は、25μmの非点
収差による波面の乱れはRMS値で0.13〔λ〕とな
り、OTF特性を著しく劣化させ、所要のOTF特
性が得られなくなつてしまう。
オ光デイスクプレヤの光ピツクアツプ等の光源と
するには、現在の半導体レーザが導出される光束
の発散角から考えて、例えば0.2NA以上の開口数
のコリメータレンズでもつて結像させる必要があ
るからである。しかしこの場合は、25μmの非点
収差による波面の乱れはRMS値で0.13〔λ〕とな
り、OTF特性を著しく劣化させ、所要のOTF特
性が得られなくなつてしまう。
因みに、回折限界内として許容される波面乱れ
のRMS値は、0.07λ（Marechal Criterion）であ
る。逆にこれを満足するために必要なレーザの非
点収差は、コリメータレンズの開口数を0.2NAと
すれば、13μmということになる。なお、現在の
ゲイン・ガイデイング型の半導体レーザの非点収
差を考えると、25μm程度である。したがつて、
ビデオ光デイスクプレヤの光ピツクアツプ等のよ
うな高いＳ／Ｎ比、つまり光強度の強いものが必
要とされる場合には、何らかの非点収差の補正を
要することとなる。
のRMS値は、0.07λ（Marechal Criterion）であ
る。逆にこれを満足するために必要なレーザの非
点収差は、コリメータレンズの開口数を0.2NAと
すれば、13μmということになる。なお、現在の
ゲイン・ガイデイング型の半導体レーザの非点収
差を考えると、25μm程度である。したがつて、
ビデオ光デイスクプレヤの光ピツクアツプ等のよ
うな高いＳ／Ｎ比、つまり光強度の強いものが必
要とされる場合には、何らかの非点収差の補正を
要することとなる。
別の手段として、
(b) 円筒レンズ等のような方向によりパワー（結
合力）の異なる光学素子でもつて非点収差を補
正する手段 が用いられている。しかしながらこれによる場
合、光学素子のパワーを方向によつて異ならせる
がために、光学素子面つまりレンズ面が球面とな
らずに変形曲面となつてしまう。したがつて、そ
の面形成が極めて困難であるという欠点を生ず
る。また、パワーがありかつパワーが方向によつ
て異なることも相俟つて、光学素子の光軸に対す
る角度位置の他、光軸方向における位置、非点収
差に対するパワーの方向性の位置を調整してやら
ねばならず、光学素子の位置調整が難しいという
欠点をも生ずる。
合力）の異なる光学素子でもつて非点収差を補
正する手段 が用いられている。しかしながらこれによる場
合、光学素子のパワーを方向によつて異ならせる
がために、光学素子面つまりレンズ面が球面とな
らずに変形曲面となつてしまう。したがつて、そ
の面形成が極めて困難であるという欠点を生ず
る。また、パワーがありかつパワーが方向によつ
て異なることも相俟つて、光学素子の光軸に対す
る角度位置の他、光軸方向における位置、非点収
差に対するパワーの方向性の位置を調整してやら
ねばならず、光学素子の位置調整が難しいという
欠点をも生ずる。
発明の目的
本発明は、このような実情に鑑みて発明された
ものであつて、その目的とするところは、非点収
差となる半導体レーザを用いて、例え高いＳ／Ｎ
比が要求されて光強度を要するものでも、面形成
が容易で位置調整の簡単な光学素子により、しか
もその光学素子が容易に装置に組み込まれて、所
要のOTF特性がレーザ出力を増加させることな
く得られる光学装置を提供することにある。
ものであつて、その目的とするところは、非点収
差となる半導体レーザを用いて、例え高いＳ／Ｎ
比が要求されて光強度を要するものでも、面形成
が容易で位置調整の簡単な光学素子により、しか
もその光学素子が容易に装置に組み込まれて、所
要のOTF特性がレーザ出力を増加させることな
く得られる光学装置を提供することにある。
発明の概要
本発明にかかる光学装置は、半導体接合面内と
これに垂直な面内とで発振光束の収束点が異なつ
て非点収差となる半導体レーザを光源とし、前記
半導体レーザにキヤツプが覆い被せられている光
学装置において、前記半導体レーザから導出され
る光束が通過する前記キヤツプの窓は、前記導出
光束の非点収差を補正するためにその法線ベクト
ルが前記半導体レーザの半導体接合面内で光軸に
対して所定角度傾けられた少なくとも１枚の所定
板厚の透明もしくは半透明の平行平面板から構成
され、補正すべき非点収差量をAS、前記平行平
面板の板厚をt′、前記平行平面板の屈折率をＮ、
前記平行平面板の法線ベクトルの光軸に対する傾
き角をUP′としたとき、式： AS＝t′／√N2−sin2UP′〔N2cos2UP′／N2−sin2UP′
−１〕 により所望の非点収差補正量が得られ、前記平行
平面板で発生する球欠コマ量をcomaS、前記導出
光束の開口角の1/2をＵとしたとき、式： comsS＝t′・U2・UP′・（N2−１）／2N3 により十分小さな球欠コマ量が得られるように、
前記平行平面板の板厚t′及び傾き角UP′を夫々設
定したことを特徴とするものである。
これに垂直な面内とで発振光束の収束点が異なつ
て非点収差となる半導体レーザを光源とし、前記
半導体レーザにキヤツプが覆い被せられている光
学装置において、前記半導体レーザから導出され
る光束が通過する前記キヤツプの窓は、前記導出
光束の非点収差を補正するためにその法線ベクト
ルが前記半導体レーザの半導体接合面内で光軸に
対して所定角度傾けられた少なくとも１枚の所定
板厚の透明もしくは半透明の平行平面板から構成
され、補正すべき非点収差量をAS、前記平行平
面板の板厚をt′、前記平行平面板の屈折率をＮ、
前記平行平面板の法線ベクトルの光軸に対する傾
き角をUP′としたとき、式： AS＝t′／√N2−sin2UP′〔N2cos2UP′／N2−sin2UP′
−１〕 により所望の非点収差補正量が得られ、前記平行
平面板で発生する球欠コマ量をcomaS、前記導出
光束の開口角の1/2をＵとしたとき、式： comsS＝t′・U2・UP′・（N2−１）／2N3 により十分小さな球欠コマ量が得られるように、
前記平行平面板の板厚t′及び傾き角UP′を夫々設
定したことを特徴とするものである。
これにより、面形成が容易で位置調整の簡単な
光学素子である平行平面板により、しかもその平
行平面板が半導体レーザのキヤツプの窓に設けら
れることで容易に精度良く装置に組み込まれて、
所要のOTF特性がレーザ出力を増加させること
なく得られる。
光学素子である平行平面板により、しかもその平
行平面板が半導体レーザのキヤツプの窓に設けら
れることで容易に精度良く装置に組み込まれて、
所要のOTF特性がレーザ出力を増加させること
なく得られる。
実施例
以下本発明を光ピツクアツプに適用した一実施
例につきその絞り光学系のみを取出し図面を参照
しつつ説明する。
例につきその絞り光学系のみを取出し図面を参照
しつつ説明する。
第２図は半導体レーザの半導体接合面内を光軸
にそつた断面を示し、第３図は半導体レーザの半
導体接合面に垂直な面内を光軸にそつた断面を示
している。なお、図中示されている座標軸は第１
図に合わせてある。
にそつた断面を示し、第３図は半導体レーザの半
導体接合面に垂直な面内を光軸にそつた断面を示
している。なお、図中示されている座標軸は第１
図に合わせてある。
光源である半導体レーザ１は、ダブルヘテロ接
合半導体レーザの一種であるゲイン・ガイデイン
グ型である。この半導体レーザ１は、前述のよう
に、発振光束の収束点が半導体接合面（Ｘ−Ｙ軸
面）内では鏡面２より若干奥の共振器内に入り、
これに垂直な面（Ｘ−Ｚ軸面）内では鏡面２に一
致し、非点収差となるものである。
合半導体レーザの一種であるゲイン・ガイデイン
グ型である。この半導体レーザ１は、前述のよう
に、発振光束の収束点が半導体接合面（Ｘ−Ｙ軸
面）内では鏡面２より若干奥の共振器内に入り、
これに垂直な面（Ｘ−Ｚ軸面）内では鏡面２に一
致し、非点収差となるものである。
この半導体レーザ１から導出される光束の光路
の光軸上には、出射光束が平行な光束となるよう
に屈折させるために、その焦点を半導体レーザ１
の鏡面２に位置させる所要の開口数のコリメータ
レンズ４が設けられている。しかして、半導体レ
ーザ１とコリメータレンズ４との間の発散状態の
光束の光路中で、半導体レーザ１を覆い被せるキ
ヤツプ（CAP）の半導体レーザ１から導出され
る光束が通過する窓Ｗには、光束透過可能な一枚
の所定板厚ｔの平行平面ガラス５が設けられてい
る。そして、この平行平面ガラス５は、図示され
る如くにその法線ベクトルが光軸に対して半導体
レーザ１の半導体接合面（Ｘ−Ｙ軸面）内で所定
角度UP傾くようにして設けられている。これに
より、半導体レーザ１から導出される光束の非点
収差が補正されている。（なお、板厚ｔおよび角
度UP等については後述する。）また、コリメータ
レンズ４からの平行光束を受けてビデオ光デイス
ク等の読取面６に結像させるように屈折させるた
めに、読取面６にその焦点を位置させる対物レン
ズ７が光軸上に設けられている。この結像によ
り、読取面６に記録されたものを読取ることとな
る。
の光軸上には、出射光束が平行な光束となるよう
に屈折させるために、その焦点を半導体レーザ１
の鏡面２に位置させる所要の開口数のコリメータ
レンズ４が設けられている。しかして、半導体レ
ーザ１とコリメータレンズ４との間の発散状態の
光束の光路中で、半導体レーザ１を覆い被せるキ
ヤツプ（CAP）の半導体レーザ１から導出され
る光束が通過する窓Ｗには、光束透過可能な一枚
の所定板厚ｔの平行平面ガラス５が設けられてい
る。そして、この平行平面ガラス５は、図示され
る如くにその法線ベクトルが光軸に対して半導体
レーザ１の半導体接合面（Ｘ−Ｙ軸面）内で所定
角度UP傾くようにして設けられている。これに
より、半導体レーザ１から導出される光束の非点
収差が補正されている。（なお、板厚ｔおよび角
度UP等については後述する。）また、コリメータ
レンズ４からの平行光束を受けてビデオ光デイス
ク等の読取面６に結像させるように屈折させるた
めに、読取面６にその焦点を位置させる対物レン
ズ７が光軸上に設けられている。この結像によ
り、読取面６に記録されたものを読取ることとな
る。
次に、前記平行平面ガラス５でもつて非点収差
を補正する理由を第４図にもとづいて説明する。
を補正する理由を第４図にもとづいて説明する。
発散状態の場合も同様であるが、例えば図示す
るように収束状態にある光束の光路（開口数NA
＝sinU）中に平行平面ガラス５′（板厚t′、屈折
率Ｎ）を光軸に対してUP′傾けて位置させるとす
る。このとき発生する非点隔差量（非点収差）
は、例えばW.J.Smith；Modern Optical
Engineering（M.C.Graw−Hill N.Y.1966）によ
れば、次のようになる。
るように収束状態にある光束の光路（開口数NA
＝sinU）中に平行平面ガラス５′（板厚t′、屈折
率Ｎ）を光軸に対してUP′傾けて位置させるとす
る。このとき発生する非点隔差量（非点収差）
は、例えばW.J.Smith；Modern Optical
Engineering（M.C.Graw−Hill N.Y.1966）によ
れば、次のようになる。
As＝ls′−lt′＝t′／√N2−sin2UP′
〔N2cos2UP′／（N2−sin2UP′）−１〕 ……(1)
なお、lt′は法線・光軸を含む面（子午面）内
での収束点までの距離、ls′はこれに直交する面
（球欠面）での収束点までの距離である。
での収束点までの距離、ls′はこれに直交する面
（球欠面）での収束点までの距離である。
一方、球欠コマ量（球欠収差）は
comas＝t′・U2・UP′・（N2−１）／2N3 ……(2)
である。
前記(1)(2)式によれば、所要の開口数、例えば
NA＝sinU＝0.2において、板厚t′、傾き角UP′を
選定することによつて、半導体レーザ１で生じる
非点収差と同量で反対符号の非点収差を発生さ
せ、かつ、同時に発生するコマ収差を十分低レベ
ルに抑えることは可能であることがわかる。すな
わち任意のUP′≠０に対して非点隔差量（非点収
差）は、 As＝ls′−lt′＜０ となる。
NA＝sinU＝0.2において、板厚t′、傾き角UP′を
選定することによつて、半導体レーザ１で生じる
非点収差と同量で反対符号の非点収差を発生さ
せ、かつ、同時に発生するコマ収差を十分低レベ
ルに抑えることは可能であることがわかる。すな
わち任意のUP′≠０に対して非点隔差量（非点収
差）は、 As＝ls′−lt′＜０ となる。
したがつて、子午面を半導体レーザ１の半導体
接合面にとれば、半導体レーザ１の非点収差は補
正できる。
接合面にとれば、半導体レーザ１の非点収差は補
正できる。
例れば、t′＝0.1mm、UP′＝45°、Ｎ＝1.5とすれ
ば非点隔差量（非点収差）は、 As＝ls′−lt′＝−0.025（mm）＝−25μm となる。現在のゲイン・ガイデイング型の半導体
レーザ１の非点収差は前述のように25μm程度で
あるので、これにより非点収差が十分補正できる
ことは明らかである。しかもこのとき発生するコ
マ収差は、波面収差のRMS値で約0.02〔λ〕で十
分無視できるものである。
ば非点隔差量（非点収差）は、 As＝ls′−lt′＝−0.025（mm）＝−25μm となる。現在のゲイン・ガイデイング型の半導体
レーザ１の非点収差は前述のように25μm程度で
あるので、これにより非点収差が十分補正できる
ことは明らかである。しかもこのとき発生するコ
マ収差は、波面収差のRMS値で約0.02〔λ〕で十
分無視できるものである。
なお、非点収差、コマ収差ともに平行平面板ガ
ラス５′の板厚t′に比例し、傾き角UP′に対しては
非点収差はほぼ２乗、コマ収差に比例するがため
に、一定の非点収差を発生するには平行平面ガラ
ス５′の板厚t′を小さく傾き角UP′を大きくして補
正したほうが、同時に発生するコマ収差を低く抑
えることができる。
ラス５′の板厚t′に比例し、傾き角UP′に対しては
非点収差はほぼ２乗、コマ収差に比例するがため
に、一定の非点収差を発生するには平行平面ガラ
ス５′の板厚t′を小さく傾き角UP′を大きくして補
正したほうが、同時に発生するコマ収差を低く抑
えることができる。
以上により、法線ベクトルを光軸に対して半導
体レーザ１の半導体接合面（Ｘ−Ｙ軸面）内で所
定角度UP傾けて設けられた所定板厚ｔの平行平
面ガラス５でもつて、半導体レーザ１の非点収差
が補正されることがわかる。
体レーザ１の半導体接合面（Ｘ−Ｙ軸面）内で所
定角度UP傾けて設けられた所定板厚ｔの平行平
面ガラス５でもつて、半導体レーザ１の非点収差
が補正されることがわかる。
したがつて、対物レンズ７により読取面６に結
像される読取スポツトは、平行平面ガラス５によ
る非点収差の補正によりほぼ円形状となり、隣接
トラツクにまたがることはなく所要のOTF特性
が得られる。
像される読取スポツトは、平行平面ガラス５によ
る非点収差の補正によりほぼ円形状となり、隣接
トラツクにまたがることはなく所要のOTF特性
が得られる。
本実施例では、非点収差の補正を平行平面ガラ
ス５でもつて行なつたが、サフアイヤ等で形成さ
れた平行平面板でもよく、要するに半導体レーザ
１からの光束が透過可能な平行平面板でありさえ
すればよい。
ス５でもつて行なつたが、サフアイヤ等で形成さ
れた平行平面板でもよく、要するに半導体レーザ
１からの光束が透過可能な平行平面板でありさえ
すればよい。
また、本実施例では平行平面ガラス５を一枚と
したが、ある非点収差を補正に要する板厚ｔがあ
れば非点収差は補正できる。したがつて、この板
厚ｔを分割して、平行平面ガラス５を２枚、３枚
……として設けてもよい。
したが、ある非点収差を補正に要する板厚ｔがあ
れば非点収差は補正できる。したがつて、この板
厚ｔを分割して、平行平面ガラス５を２枚、３枚
……として設けてもよい。
更に、本実施例では、半導体レーザ１をダブル
ヘテロ接合半導体レーザのゲイン・ガイデイング
型としたが、半導体接合面内とこれに垂直な面内
とでは発振光束の収束点が異なり非点収差となる
半導体レーザであれば、本発明を適用できること
はいうまでもない。
ヘテロ接合半導体レーザのゲイン・ガイデイング
型としたが、半導体接合面内とこれに垂直な面内
とでは発振光束の収束点が異なり非点収差となる
半導体レーザであれば、本発明を適用できること
はいうまでもない。
なお、平行平面ガラス５の法線ベクトルを光軸
に対して45°（＝UP）傾けて、半導体レーザ１と反
対側の面に蒸着膜をコーテイングして半導透明鏡
としてビームスプリツタに兼用することも可能で
ある。
に対して45°（＝UP）傾けて、半導体レーザ１と反
対側の面に蒸着膜をコーテイングして半導透明鏡
としてビームスプリツタに兼用することも可能で
ある。
応用例
本発明は、距離測定装置、物体運動測定装置、
情報記録装置（光学式オーデイオ、ビデオのデイ
スク原盤製造装置等）、情報伝送装置等に適用す
ることができる。
情報記録装置（光学式オーデイオ、ビデオのデイ
スク原盤製造装置等）、情報伝送装置等に適用す
ることができる。
発明の効果
本発明は、半導体レーザから導出される光束の
非点収差を補正するために、その法線ベクトルが
半導体レーザの半導体接合面内で光軸に対して所
定角度傾けられた平行平面板を設けた。従つて、
半導体接合面内とこれに垂直な面とで発振光束が
異なつて非点収差となる半導体レーザが光源とし
て用いられ、しかも、高いＳ／Ｎ比が要求されて
大きな光強度が必要とされる場合でも、レーザ出
力を増加させることなく所望のOTF特性を得る
ことができる。
非点収差を補正するために、その法線ベクトルが
半導体レーザの半導体接合面内で光軸に対して所
定角度傾けられた平行平面板を設けた。従つて、
半導体接合面内とこれに垂直な面とで発振光束が
異なつて非点収差となる半導体レーザが光源とし
て用いられ、しかも、高いＳ／Ｎ比が要求されて
大きな光強度が必要とされる場合でも、レーザ出
力を増加させることなく所望のOTF特性を得る
ことができる。
また、平行平面板の非点収差およびコマ収差が
平行平面板の板厚に夫々比例し、平行平面板の傾
き角に対しては非点収差はほゞ２乗に比例しかつ
コマ収差は比例することに着目して、非点収差が
小さくなる所望の非点収差補正量が得られ、十分
小さな球欠コマ量が得られるように、平行平面板
の板厚及び傾き角を夫々設定した。従つて、半導
体レーザによる非点収差を所望の低い値に抑えつ
つ、平行平面板に起因するコマ収差を低い値に抑
えることができる。
平行平面板の板厚に夫々比例し、平行平面板の傾
き角に対しては非点収差はほゞ２乗に比例しかつ
コマ収差は比例することに着目して、非点収差が
小さくなる所望の非点収差補正量が得られ、十分
小さな球欠コマ量が得られるように、平行平面板
の板厚及び傾き角を夫々設定した。従つて、半導
体レーザによる非点収差を所望の低い値に抑えつ
つ、平行平面板に起因するコマ収差を低い値に抑
えることができる。
また、非点収差を補正する光学素子が平行平面
板であるから、その面形成は極めて容易であり、
また、平行平面板の法線ベクトルを光軸に対して
半導体レーザの半導体接合面内で傾ける角度位置
調整を必要とするだけであり、このために、非点
収差補正用光学素子の位置調整が極めて簡単であ
る。
板であるから、その面形成は極めて容易であり、
また、平行平面板の法線ベクトルを光軸に対して
半導体レーザの半導体接合面内で傾ける角度位置
調整を必要とするだけであり、このために、非点
収差補正用光学素子の位置調整が極めて簡単であ
る。
また、非点収差補正用光学素子を構成する平行
平面板が半導体レーザに覆い被せられるキヤツプ
の窓を構成するようにした。従つて、平行平面板
を光学装置に組込むための支持部材などを別に設
ける必要がないから、構造が簡単で小型に構成す
ることができ、また、半導体レーザのステム等を
基準として光学装置に正確に組込むことができ
る。
平面板が半導体レーザに覆い被せられるキヤツプ
の窓を構成するようにした。従つて、平行平面板
を光学装置に組込むための支持部材などを別に設
ける必要がないから、構造が簡単で小型に構成す
ることができ、また、半導体レーザのステム等を
基準として光学装置に正確に組込むことができ
る。
また、半導体レーザに覆い被せられるキヤツプ
の窓を平行平面板から構成するようにした。従つ
て、従来のインデツクス・ガイデイング型の半導
体レーザを組込むように構成した光学装置におい
て、レーザチツプをゲイン・ガイデイング型等の
非点収差を有する半導体レーザに置き換えると共
に、キヤツプの形状を変更するだけの簡単な操作
により本発明を適用することができるから、同一
設計の光学装置で２種類の半導体レーザを使用す
ることができ、このために、設計の負担を生ずる
ことなくかつ組立ラインの変更も必要とせず、こ
の結果、コストアツプを全く生じない。また、半
導体レーザを保護するためにキヤツプ内は不活性
ガス雰囲気に通常保持されるが、キヤツプを半導
体レーザに覆い被せてから不活性ガスをキヤツプ
内に導入するだけで、不活性ガス雰囲気により半
導体レーザを保護し得ると共に、半導体レーザの
非点収差を補正することができ、このために、製
造工程の簡単化を図ることができる。
の窓を平行平面板から構成するようにした。従つ
て、従来のインデツクス・ガイデイング型の半導
体レーザを組込むように構成した光学装置におい
て、レーザチツプをゲイン・ガイデイング型等の
非点収差を有する半導体レーザに置き換えると共
に、キヤツプの形状を変更するだけの簡単な操作
により本発明を適用することができるから、同一
設計の光学装置で２種類の半導体レーザを使用す
ることができ、このために、設計の負担を生ずる
ことなくかつ組立ラインの変更も必要とせず、こ
の結果、コストアツプを全く生じない。また、半
導体レーザを保護するためにキヤツプ内は不活性
ガス雰囲気に通常保持されるが、キヤツプを半導
体レーザに覆い被せてから不活性ガスをキヤツプ
内に導入するだけで、不活性ガス雰囲気により半
導体レーザを保護し得ると共に、半導体レーザの
非点収差を補正することができ、このために、製
造工程の簡単化を図ることができる。
第１図イ，ロはゲイン・ガイデイング型の半導
体レーザの非点収差を説明する図、第２図は本発
明を適用した一例の光ピツクアツプの絞り光学系
における半導体レーザの半導体接合面内を光軸に
そつた断面図、第３図は第２図の半導体レーザの
半導体接合面に垂直な面内を光軸にそつた断面
図、第４図は平行平面ガラスによる非点収差の補
正を説明する図である。 なお図面に用いられている符号において、１…
…半導体レーザ、５……平行平面ガラス、であ
る。
体レーザの非点収差を説明する図、第２図は本発
明を適用した一例の光ピツクアツプの絞り光学系
における半導体レーザの半導体接合面内を光軸に
そつた断面図、第３図は第２図の半導体レーザの
半導体接合面に垂直な面内を光軸にそつた断面
図、第４図は平行平面ガラスによる非点収差の補
正を説明する図である。 なお図面に用いられている符号において、１…
…半導体レーザ、５……平行平面ガラス、であ
る。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 半導体接合面内とこれに垂直な面内とで発振
光束の収束点が異なつて非点収差となる半導体レ
ーザを光源とし、 前記半導体レーザにキヤツプが覆い被せられて
いる光学装置において、 前記半導体レーザから導出される光束が通過す
る前記キヤツプの窓は、前記導出光束の非点収差
を補正するためにその法線ベクトルが前記半導体
レーザの半導体接合面内で光軸に対して所定角度
傾けられた少なくとも１枚の所定板厚の透明もし
くは半透明の平行平面板から構成され、 補正すべき非点収差量をAS、前記平行平面板
の板厚をt′、前記平行平面板の屈折率をＮ、前記
平行平面板の法線ベクトルの光軸に対する傾き角
をUP′としたとき、式： AS＝t′／√N2−sin2UP′〔N2cos2UP′／N2−sin2UP′
−１〕 により所望の非点収差補正量が得られ、前記平行
平面板で発生する球欠コマ量をcomaS、前記導出
光束の開口角の1/2をＵとしたとき、式： comsS＝t′・U2・UP′・（N2−１）／2N3 により十分小さな球欠コマ量が得られるように、
前記平行平面板の板厚t′及び傾き角UP′を夫々設
定したことを特徴とする光学装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58251812A JPS59146013A (ja) | 1983-12-23 | 1983-12-23 | 光学装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58251812A JPS59146013A (ja) | 1983-12-23 | 1983-12-23 | 光学装置 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57025522A Division JPS58143443A (ja) | 1982-02-19 | 1982-02-19 | 半導体レ−ザを用いた光学装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59146013A JPS59146013A (ja) | 1984-08-21 |
| JPH0536767B2 true JPH0536767B2 (ja) | 1993-05-31 |
Family
ID=17228284
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58251812A Granted JPS59146013A (ja) | 1983-12-23 | 1983-12-23 | 光学装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59146013A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6251046A (ja) * | 1985-08-29 | 1987-03-05 | Nec Home Electronics Ltd | 光記録再生装置用光ヘツド |
| JPH0792926B2 (ja) * | 1986-06-25 | 1995-10-09 | 日本電気株式会社 | 光ピツクアツプ装置 |
| JPH0766559B2 (ja) * | 1986-07-01 | 1995-07-19 | 日本電気株式会社 | 光ピツクアツプ装置 |
| EP0578499B1 (en) * | 1992-07-10 | 1999-12-01 | Fujitsu Limited | Laser diode module |
| JPH0661583A (ja) * | 1992-08-11 | 1994-03-04 | Sony Corp | 半導体レーザ |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5645815U (ja) * | 1979-09-14 | 1981-04-24 |
-
1983
- 1983-12-23 JP JP58251812A patent/JPS59146013A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS59146013A (ja) | 1984-08-21 |
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