JPH06289264A - 半導体レーザ装置の光軸調整機構 - Google Patents

半導体レーザ装置の光軸調整機構

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JPH06289264A
JPH06289264A JP5079950A JP7995093A JPH06289264A JP H06289264 A JPH06289264 A JP H06289264A JP 5079950 A JP5079950 A JP 5079950A JP 7995093 A JP7995093 A JP 7995093A JP H06289264 A JPH06289264 A JP H06289264A
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semiconductor laser
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laser
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JP5079950A
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Tadashi Aoki
直史 青木
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Rohm Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022Mountings; Housings
    • H01S5/0225Out-coupling of light
    • H01S5/02253Out-coupling of light using lenses

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Mounting And Adjusting Of Optical Elements (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Moving Of The Head For Recording And Reproducing By Optical Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】半導体レーザの光軸やレーザ光を結像させる光
学系の光軸が傾いていても、被照射面上の所定位置にお
いて高い点像特性を有する点像を形成することができる
半導体レーザ装置の光軸調整機構を提供する。 【構成】レンズ4をバレル3に固定し、半導体レーザ6
を角度調整ホルダ12に固定する。接触平面FAとFB
とを接触させながら、XYプレート11を移動させてX
Yアライメントを行い、接触球面RAとRBとを接触さ
せながら角度調整ホルダ12を回転させてθY方向等の
アライメントを行う。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体レーザ装置の光軸
調整機構に関するものであり、更に詳しくは、半導体レ
ーザと光学系とのアライメント(alignment)を行うため
の半導体レーザ装置の光軸調整機構に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来より、半導体レーザ装置の光軸調整
は、次のようにして行われている。まず、図9に示すよ
うにレンズ4をバレル3内に組み込む。バレル3の一方
の面は、基準面PSとなっている。この基準面PSは、
レーザ光LE(LPがレーザ光LEの発光点である)の点
像が形成される位置の基準となる平面であり、レーザ光
LEは基準面PSに対して一定の距離だけ離れた位置に
結像するようになっている。
【0003】一方、取付台1には凹部Cが形成されてい
る。この凹部Cは、取付台1に固定されている測定部2
に対して所定の位置関係にある。測定部2は、ピンフォ
トダイオード,CCD(Charge Coupled Device)等の受
光素子で構成されている。測定部2の被照射面2aは、
実際に同図に示す半導体装置が適用される装置の被照射
面に相当する。同図に示すように、基準面PSを凹部C
の内面に当て付けるようにして凹部Cにバレル3を嵌合
させると、基準面PSと被照射面2aとは平行になり、
前記点像が形成される位置が被照射面2a上の所定位置
FPと一致するようになっている。
【0004】次に、半導体レーザ6をレーザホルダ5内
に組み込む。そして、レーザホルダ5をコレット7でハ
ンドリングし、取付台1にセットされたバレル3に押し
当てる(矢印m1)。その際、レーザホルダ5の接触平面
FBをバレル3の接触平面FAに当て付けるようにす
る。接触平面FAは、前記基準面PSに対して平行な面
である。
【0005】そして、測定部2の信号を見ながらX,Y
方向のアライメントを行う。アライメントは、接触平面
FAに接触平面FBを接触させた状態でレーザホルダ5
をコレット7でX,Y方向に移動させることにより行
う。ここで、X方向及びY方向とは、図8に示すように
ファーフィールドパターン(Far Field Pattern)の短軸
方向及び長軸方向にそれぞれ対応するものであり、Z方
向はXY平面に対して垂直方向に対応するものである。
尚、Z方向のアライメントについては、不図示の機構に
より行う。
【0006】最適位置(即ち、図9に示すようにレンズ
4の光軸X1と半導体レーザ6の光軸X2とが合った位
置)で、レーザホルダ5をバレル3に固定する。固定は
YAGレーザLWによるスポット溶接によって行う。
尚、固定にはUV硬化接着剤等を用いることもできる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
半導体レーザ装置の光軸調整機構においては、レンズ4
の光軸X1や半導体レーザ6の光軸X2が基準面PSに
対して傾いていると、X,Y方向のアライメントでは点
像特性を最適な状態にすることができないといった問題
がある。つまり、測定部2上に形成される点像に不均一
な強度分布が発生してしまうのである。光軸X1の傾き
は、バレル3内にレンズ4が傾いて組み込まれた場合等
に生じる。また、光軸X2の傾きは、半導体レーザ6中
に設けられているレーザチップ(不図示)が傾いた状態で
ダイボンディングされている場合や、レーザホルダ5内
に半導体レーザ6が傾いて組み込まれている場合等に生
じる。
【0008】本発明はこのような点に鑑みてなされたも
のであって、半導体レーザの光軸やレーザ光を結像させ
る光学系の光軸が傾いていても、被照射面上の所定位置
において高い点像特性を有する点像を形成することがで
きる半導体レーザ装置の光軸調整機構を提供することを
目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の半導体レーザ装置の光軸調整機構は、レーザ光
による被照射面上での所定位置に点像が形成されるよう
に、半導体レーザと該半導体レーザからのレーザ光を被
照射面側に導く光学系とのアライメントを行う半導体レ
ーザ装置の光軸調整機構において、前記光学系が固定さ
れた第1部材と,該第1部材との接触状態で前記被照射
面に対して平行方向に移動自在の第2部材と,前記半導
体レーザが固定され、前記第2部材との接触状態で回転
自在の第3部材と,を設けたことを特徴としている。
【0010】
【作用】このような構成によると、第3部材が第2部材
との接触状態で回転すると、第3部材に固定されている
半導体レーザが回転し、半導体レーザの光軸が傾くの
で、第3部材の回転によって半導体レーザの光軸と光学
系の光軸との相対的な傾きを補正することができる。第
3部材の回転に伴って被照射面上での所定位置から点像
がずれたとしても、第2部材を第1部材との接触状態で
被照射面に対して平行方向に移動させることによって、
そのずれを補正することができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。尚、前記従来例(図9)と同一部分には同一の符号
を付して詳しい説明を省略する。
【0012】図1は本実施例である半導体レーザ装置の
光軸調整機構の断面構造を示しており、図2はその分解
斜視図を示している。本実施例は、前記従来例と同様
に、レーザ光LEによる被照射面2a上での所定位置F
Pに点像が形成されるように、半導体レーザ6とレーザ
光LEを被照射面2a側に導くレンズ4とのアライメン
トを行う半導体レーザ装置の光軸調整機構である。
【0013】そして、従来例(図9)におけるレーザホル
ダ5の代わりに、バレル3との接触状態で被照射面2a
に対して平行方向(即ち、X,Y方向)に移動自在のXY
プレート11と,半導体レーザ6が内部に固定され、X
Yプレート11との接触状態で回転自在の角度調整ホル
ダ12とを設けたことに特徴がある。尚、図1及び図2
中、取付台1及びコレット7を省略しているが、本実施
例においても測定部2は取付台1の所定位置に配されて
おり、またコレット7は角度調整ホルダ12のハンドリ
ングに用いられる。
【0014】XYプレート11には、図1に示すように
前記レーザホルダ5(図9)と同様に接触平面FBが設け
られている。また、図7に示すように、角度調整ホルダ
12の外周の一部には半導体レーザ6の発光点LPを球
の中心とする接触球面RBが形成されており、XYプレ
ート11にも接触球面RBと同一曲率の接触球面RAが
形成されている。この接触球面RAは、XYプレート1
1に設けられた開口20により形成されている。
【0015】図1に示すように、接触球面RBがXYプ
レート11の接触球面RA全面と接触するように、角度
調整ホルダ12をXYプレート11にセットし、接触平
面FBをバレル3の接触平面FAに接触させた状態で、
角度調整ホルダ12をXYプレート11と共に移動させ
ることで、レンズ4に対する半導体レーザ6のX,Y方
向のアライメントを行うことができる。
【0016】また、接触球面RAと接触球面RBとが同
一曲率を有しているので、接触球面RBと接触球面RA
の全面とが常に接触した状態で、発光点LPを中心に角
度調整ホルダ12を回転させることができる。従って、
XYプレート11との接触状態で角度調整ホルダ12を
回転させると、半導体レーザ6も回転してその光軸X2
が傾くので、光軸X1と光軸X2との相対的な傾きを補
正することができる。このとき、角度調整ホルダ12の
回転に伴って被照射面2a上での所定位置FPから点像
がずれたとしても、XYプレート11をバレル3との接
触状態でX,Y方向に移動させることによって、そのず
れを補正することができる。
【0017】従って、光軸X1や光軸X2が傾いていて
も、点像を所定位置FPに合わせた状態で点像特性を向
上させることができる。尚、発光点LPを中心に角度調
整ホルダ12を回転させるのは、X,Y方向にXYプレ
ート11を移動させてもZ方向には発光点LPが移動せ
ず、その結果、測定面2a上での点像もZ方向について
は移動しないからである。
【0018】上記調整を行うために用いる装置には、少
なくともX方向,Y方向並びにXZ平面及びYZ平面に
沿った回転方向に、不図示のコレットで角度調整ホルダ
12を回す機能があればよい。XZ平面及びYZ平面に
沿った回転方向とは、図8に示すように発光点LPを中
心とした回転方向θX及びθYにそれぞれ対応するもので
ある。
【0019】光軸調整が完了したら、従来例と同様にレ
ーザホルダ5をバレル3に固定する。即ち、YAGレー
ザLW(図1)によるスポット溶接等によって固定を行
う。
【0020】次に、半導体レーザ6の光軸X2が傾いて
いる場合のアライメントについて説明する。図3(A)
は、光軸X2が基準面PSに対する垂直方向からθY
向に傾いた状態において、XYプレート11の移動によ
りY方向のアライメントのみを行うことによって、所定
位置FPに点像を位置させた場合を示している。レンズ
4の光軸X1は基準面PSに対して垂直になっているの
で、光軸X1と光軸X2とは相対的に傾いた状態にあ
る。そのため、点像の光強度分布は、図4(A)に示すよ
うに大きくいびつな形状になる。
【0021】ここで、図3(B)に示すようにXYプレー
ト11の移動によるY方向のアライメントと共に、角度
調整ホルダ12の傾斜によるθY方向のアライメントを
行うことによって、光軸X1と光軸X2とを一致させ
る。すると、点像の光強度分布は、図4(B)に示すよう
に均一な分布になる。
【0022】次に、レンズ4の光軸X1が傾いている場
合のアライメントについて説明する。図5(A)は、光軸
X1が基準面PSに対する垂直方向からθY方向に傾い
た状態において、XYプレート11の移動によりY方向
のアライメントのみを行うことによって、所定位置FP
に点像を位置させた場合を示している。半導体レーザ6
の光軸X2は基準面PSに対して垂直になっているの
で、光軸X1と光軸X2とは、相対的に傾いた状態にあ
る。そのため、点像の光強度分布は、図6(A)に示すよ
うに大きくいびつな形状になる。
【0023】ここで、図5(B)に示すようにXYプレー
ト11の移動によるY方向のアライメントと共に、角度
調整ホルダ12の傾斜によるθY方向のアライメントを
行うことによって、光軸X2を光軸X1に対して平行に
し、方向を一致させる。すると、点像の光強度分布は、
図6(B)に示すようにほぼ均一な分布になる。この場
合、レーザ光LEは被照射面2aに対して傾斜した状態
にあるため、点像の光強度分布にはわずかに歪が残るこ
とになる。
【0024】本実施例では、角度調整ホルダ12をθY
方向に回転させることによりアライメントを行う場合に
ついて説明したが、θX方向に回転させることによりア
ライメントを行う場合についても上記と同様にして行う
ことができる。
【0025】ところで、前記XYプレート11には、必
ずしも接触球面RAのような球面が設けられている必要
はない。例えば、図7(B)に示すストレートな開口20
aのエッジに接触球面RBを当て付けた状態で、角度調
整ホルダ12を回転させるようにしてもよい。この場
合、XYプレートを低コストで製造することができる。
【0026】
【発明の効果】以上説明した通り本発明によれば、第3
部材は第2部材との接触状態で回転自在となっているの
で、半導体レーザの光軸やレーザ光を結像させる光学系
の光軸が被照射面に対する垂直方向から傾いていても、
第3部材を回転させることにより第3部材に固定されて
いる半導体レーザの光軸を傾けることによって、光学系
の光軸と半導体レーザの光軸との相対的な傾きを補正す
ることができる。しかも、このときに第3部材の回転に
伴って被照射面上で点像が所定位置からずれたとして
も、第2部材は光学系が固定された第1部材との接触状
態で被照射面に対して垂直方向に移動自在となっている
ので、この方向での半導体レーザと光学系とのアライメ
ントによって被照射面上での点像のずれを補正すること
ができる。従って、半導体レーザの光軸やレーザ光を結
像させる光学系の光軸が傾いていても、被照射面上の所
定位置において高い点像特性を有する点像を形成するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す断面図。
【図2】本発明の一実施例を示す分解斜視図。
【図3】本発明の一実施例において半導体レーザの光軸
が傾いている場合の光軸調整前後の状態を示す断面図。
【図4】本発明の一実施例において半導体レーザの光軸
が傾いている場合の光軸調整前後の点像の光強度分布を
示す図。
【図5】本発明の一実施例においてレンズの光軸が傾い
ている場合の光軸調整前後の状態を示す断面図。
【図6】本発明の一実施例においてレンズの光軸が傾い
ている場合の光軸調整前後の点像の光強度分布を示す
図。
【図7】本発明の一実施例における角度調整ホルダ及び
XYプレートを示す断面図。
【図8】本発明の一実施例及び従来例における光軸調整
の方向とファーフィールドパターンとの関係を示す図。
【図9】従来例を示す断面図。
【符号の説明】
2 …測定部 3 …バレル 4 …レンズ 6 …半導体レーザ 11 …XYプレート 12 …角度調整ホルダ RA,RB …接触球面 FA,FB …接触平面 LE …レーザ光 LW …レーザ溶接光 PS …基準面

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】レーザ光による被照射面上での所定位置に
    点像が形成されるように、半導体レーザと該半導体レー
    ザからのレーザ光を被照射面側に導く光学系とのアライ
    メントを行う半導体レーザ装置の光軸調整機構におい
    て、 前記光学系が固定された第1部材と,該第1部材との接
    触状態で前記被照射面に対して平行方向に移動自在の第
    2部材と,前記半導体レーザが固定され、前記第2部材
    との接触状態で回転自在の第3部材と,を設けたことを
    特徴とする半導体レーザ装置の光軸調整機構。
JP5079950A 1993-04-07 1993-04-07 半導体レーザ装置の光軸調整機構 Pending JPH06289264A (ja)

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