JPH098390A - レーザーダイオードパワー出力の背面ファセット制御のための方法及び装置 - Google Patents
レーザーダイオードパワー出力の背面ファセット制御のための方法及び装置Info
- Publication number
- JPH098390A JPH098390A JP8154613A JP15461396A JPH098390A JP H098390 A JPH098390 A JP H098390A JP 8154613 A JP8154613 A JP 8154613A JP 15461396 A JP15461396 A JP 15461396A JP H098390 A JPH098390 A JP H098390A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- photodiode
- laser diode
- output
- back facet
- laser
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/40—Arrangement of two or more semiconductor lasers, not provided for in groups H01S5/02 - H01S5/30
- H01S5/4025—Array arrangements, e.g. constituted by discrete laser diodes or laser bar
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/062—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium by varying the potential of the electrodes
- H01S5/06233—Controlling other output parameters than intensity or frequency
- H01S5/06236—Controlling other output parameters than intensity or frequency controlling the polarisation, e.g. TM/TE polarisation switching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
- H01S5/0683—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES 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
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
- H01S5/068—Stabilisation of laser output parameters
- H01S5/0683—Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters
- H01S5/06832—Stabilising during amplitude modulation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 レーザーダイオードの個々の背面ファセット
からの出力パワーの量を、比較的に速い応答時間で連続
的に個別にモニタすることができるような背面ファセッ
トモニタリングシステムを提供すること。 【解決手段】 本発明の目的は、単一の先行技術の大き
なサイズの背面ファセットのフォトダイオードを、モニ
タされるレーザーダイオードの背面ファセットに比較的
近接して取り付けられた二つの小さなフォトダイオード
で置き換えることにより実現される。一つの実施態様に
おいては、各々のフォトダイオードは、それがモニタし
ないレーザーダイオードにより放出された背面ファセッ
ト光から、各々のフォトダイオードを遮蔽するために、
検出面を覆って形成された直交して方向付けられた偏光
子を有している。改良された光学的フィードバック回路
は、それぞれのフォトダイオードにより検出された信号
に応じて、各々のレーザーダイオード出力パワーとバイ
アスレベルを制御するために使用される。
からの出力パワーの量を、比較的に速い応答時間で連続
的に個別にモニタすることができるような背面ファセッ
トモニタリングシステムを提供すること。 【解決手段】 本発明の目的は、単一の先行技術の大き
なサイズの背面ファセットのフォトダイオードを、モニ
タされるレーザーダイオードの背面ファセットに比較的
近接して取り付けられた二つの小さなフォトダイオード
で置き換えることにより実現される。一つの実施態様に
おいては、各々のフォトダイオードは、それがモニタし
ないレーザーダイオードにより放出された背面ファセッ
ト光から、各々のフォトダイオードを遮蔽するために、
検出面を覆って形成された直交して方向付けられた偏光
子を有している。改良された光学的フィードバック回路
は、それぞれのフォトダイオードにより検出された信号
に応じて、各々のレーザーダイオード出力パワーとバイ
アスレベルを制御するために使用される。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、概して半導体レー
ザーダイオードの出力パワーのモニタリングに関し、特
に、レーザーダイオード背面ファセットから放出される
放射を検出することによるレーザーダイオードの出力パ
ワーのモニタリングに関する。
ザーダイオードの出力パワーのモニタリングに関し、特
に、レーザーダイオード背面ファセットから放出される
放射を検出することによるレーザーダイオードの出力パ
ワーのモニタリングに関する。
【０００２】
【従来の技術】光学的に整形されて記録媒体表面を走査
するために使用されるコヒーレントなレーザビームを生
成するために、レーザーダイオードを使用することは、
走査技術分野で周知である。マルチプルビームを生成す
るために、マルチプルレーザーダイオードを使用するこ
とも知られており、各々の個々のビームは映像信号によ
り独立に変調され、マルチプルビームは記録表面上で変
調されたビームとして走査される。これらのマルチプル
ビーム用途のためには、密接して配置されたレーザーダ
イオードのアレイを使用すると好都合であることが判っ
ている。密接して配置されたダイオードにより、マルチ
プルビーム処理が可能となり、これにより、連続波、単
一ビームのガス、または、レーザーダイオードを使用す
るシステムと比べて、データスループットが改善され
る。
するために使用されるコヒーレントなレーザビームを生
成するために、レーザーダイオードを使用することは、
走査技術分野で周知である。マルチプルビームを生成す
るために、マルチプルレーザーダイオードを使用するこ
とも知られており、各々の個々のビームは映像信号によ
り独立に変調され、マルチプルビームは記録表面上で変
調されたビームとして走査される。これらのマルチプル
ビーム用途のためには、密接して配置されたレーザーダ
イオードのアレイを使用すると好都合であることが判っ
ている。密接して配置されたダイオードにより、マルチ
プルビーム処理が可能となり、これにより、連続波、単
一ビームのガス、または、レーザーダイオードを使用す
るシステムと比べて、データスループットが改善され
る。
【０００３】典型的には、マルチプルビームシステムに
おけるレーザーダイオードは、個別的にアドレス可能で
ある。一般に、個々にアドレスを可能とするためには、
各々のダイオードが、ダイオードを駆動すなわち変調す
る分離した電流源を有していることが必要である。動作
において、各々のドライバは、レーザー光の放射を誘起
するのに十分な電流をダイオードを通して流す。ドライ
バが出力する電流の量は、その特定の要素を駆動するデ
ジタル入力データにより部分的に決定される。
おけるレーザーダイオードは、個別的にアドレス可能で
ある。一般に、個々にアドレスを可能とするためには、
各々のダイオードが、ダイオードを駆動すなわち変調す
る分離した電流源を有していることが必要である。動作
において、各々のドライバは、レーザー光の放射を誘起
するのに十分な電流をダイオードを通して流す。ドライ
バが出力する電流の量は、その特定の要素を駆動するデ
ジタル入力データにより部分的に決定される。
【０００４】異なったレーザーダイオードは、所定の駆
動電流に応じて異なった出力パワー特性を有しているの
で、各々のレーザーダイオードからの出力パワーの量を
モニタすることが望ましい。所定の電流レベルにおい
て、特定のダイオードが過大な或いは過小なパワーを出
力していることが判った場合には、パワー差を補正する
ために電流を調整する必要がある。レーザーダイオード
は、典型的には、適切にドープされた半導体材料のエピ
タキシャル蒸着層により構築される層である。次いで、
正面及び背面ファセットは、レーザーキャビティの正面
と背面の境界を規定する反射表面を作り出すために、劈
開される。正面ファセットは、背面ファセットよりも透
過性となるように設計され、背面ファセットは、一般に
高反射率となるに設計される。レーザー光の大部分は、
正面ファセットから放出される。
動電流に応じて異なった出力パワー特性を有しているの
で、各々のレーザーダイオードからの出力パワーの量を
モニタすることが望ましい。所定の電流レベルにおい
て、特定のダイオードが過大な或いは過小なパワーを出
力していることが判った場合には、パワー差を補正する
ために電流を調整する必要がある。レーザーダイオード
は、典型的には、適切にドープされた半導体材料のエピ
タキシャル蒸着層により構築される層である。次いで、
正面及び背面ファセットは、レーザーキャビティの正面
と背面の境界を規定する反射表面を作り出すために、劈
開される。正面ファセットは、背面ファセットよりも透
過性となるように設計され、背面ファセットは、一般に
高反射率となるに設計される。レーザー光の大部分は、
正面ファセットから放出される。
【０００５】上述したように、背面ファセットは、高反
射表面となるように設計される。しかしながら、最終的
には、いくらかの光は、ダイオードの背面ファセットを
通って漏れ出る。背面ファセットを通る光漏れの量は、
一般に正面ファセットから放出された光の量に正比例す
ることが知られている。背面ファセットからの放射と正
面ファセットからの放射のこの関係を利用して、背面フ
ァセットから放出された光を検出することにより、正面
ファセットからの出力パワーの量をモニタすることがで
きる。
射表面となるように設計される。しかしながら、最終的
には、いくらかの光は、ダイオードの背面ファセットを
通って漏れ出る。背面ファセットを通る光漏れの量は、
一般に正面ファセットから放出された光の量に正比例す
ることが知られている。背面ファセットからの放射と正
面ファセットからの放射のこの関係を利用して、背面フ
ァセットから放出された光を検出することにより、正面
ファセットからの出力パワーの量をモニタすることがで
きる。
【０００６】レーザーダイオードの背面ファセットから
の光の量を測定するために、検出器は、典型的には、単
一のレーザーダイオードの背面ファセットに対向して配
置される。単一のレーザーダイオード配置の場合には、
一つの背面ファセット検出器は、そのダイオードの正面
ファセットから発散する放射の量に関する完全な情報を
与える。マルチダイオード配置の場合には、同時に複数
のビームが集まり、単一の背面ファセット検出器の上の
マルチプルビームは、特定のダイオードに関しての情報
を与えないので、適切な信号を抽出するために、様々な
測定が必要とされる。
の光の量を測定するために、検出器は、典型的には、単
一のレーザーダイオードの背面ファセットに対向して配
置される。単一のレーザーダイオード配置の場合には、
一つの背面ファセット検出器は、そのダイオードの正面
ファセットから発散する放射の量に関する完全な情報を
与える。マルチダイオード配置の場合には、同時に複数
のビームが集まり、単一の背面ファセット検出器の上の
マルチプルビームは、特定のダイオードに関しての情報
を与えないので、適切な信号を抽出するために、様々な
測定が必要とされる。
【０００７】図１は、ダイオード出力を制御するために
背面ファセット検出フィードバックを利用する先行技術
のＲＯＳシステムの側面概略図を示す。入力映像データ
は、コヒーレントな光の変調された分散ビームを出力す
る低電力固体レーザーダイオードのような自己変調型光
源１２に伝達される。ダイオードは、ＥＳＳ１７に入力
されて処理された画像信号に従って駆動される。ビーム
は、球面のコリメートレンズ１４によりコリメートさ
れ、次に、シリンドリカルレンズ１５に入射し、このシ
リンドリカルレンズ１５は、少なくとも一つの鏡面ファ
セット２１を有している回転ポリゴン２０上に主走査方
向にライン画像へ光を集束させる。鏡面ファセットの回
転によりビームが偏向され、これにより、感光体ドラム
２４として示される感光性の画像部材を横切って偏向さ
れる。走査後光学システム２２は、ファセット２１によ
り反射されたビームを、円形或いは楕円の断面へ再構成
し、ビームをドラム２４の表面上の適切な点へ再集束さ
せ、そして、走査非直線性（ｆ−シータ補正）の補正を
行う。１倍（または、他の作用倍率）のトロイダルレン
ズ２８或いはシリンドリカルミラー（図示せず）は、ぐ
らつき（スキャナ運動或いはファセット誤差）に関して
補正するために、走査デバイス２０と感光体２４との間
の適当なところに配置される。
背面ファセット検出フィードバックを利用する先行技術
のＲＯＳシステムの側面概略図を示す。入力映像データ
は、コヒーレントな光の変調された分散ビームを出力す
る低電力固体レーザーダイオードのような自己変調型光
源１２に伝達される。ダイオードは、ＥＳＳ１７に入力
されて処理された画像信号に従って駆動される。ビーム
は、球面のコリメートレンズ１４によりコリメートさ
れ、次に、シリンドリカルレンズ１５に入射し、このシ
リンドリカルレンズ１５は、少なくとも一つの鏡面ファ
セット２１を有している回転ポリゴン２０上に主走査方
向にライン画像へ光を集束させる。鏡面ファセットの回
転によりビームが偏向され、これにより、感光体ドラム
２４として示される感光性の画像部材を横切って偏向さ
れる。走査後光学システム２２は、ファセット２１によ
り反射されたビームを、円形或いは楕円の断面へ再構成
し、ビームをドラム２４の表面上の適切な点へ再集束さ
せ、そして、走査非直線性（ｆ−シータ補正）の補正を
行う。１倍（または、他の作用倍率）のトロイダルレン
ズ２８或いはシリンドリカルミラー（図示せず）は、ぐ
らつき（スキャナ運動或いはファセット誤差）に関して
補正するために、走査デバイス２０と感光体２４との間
の適当なところに配置される。
【０００８】レーザーダイオード１２は、正面と背面フ
ァセットを有している。レーザー光の大部分が正面ファ
セットから出る一方、幾分かの放射は、ダイオードの背
面ファセットから放出される。この放射は、フィードバ
ック回路４４に送られる出力信号を生成するフォトダイ
オード３２により検出される。この信号は、レーザーダ
イオードの所望のパワー出力と対応する所定の電圧レベ
ルと比較される。もし補正が必要とされれば、信号は、
エミッタパワー出力を増加或いは減少するために、レー
ザーダイオード駆動回路に送られる。
ァセットを有している。レーザー光の大部分が正面ファ
セットから出る一方、幾分かの放射は、ダイオードの背
面ファセットから放出される。この放射は、フィードバ
ック回路４４に送られる出力信号を生成するフォトダイ
オード３２により検出される。この信号は、レーザーダ
イオードの所望のパワー出力と対応する所定の電圧レベ
ルと比較される。もし補正が必要とされれば、信号は、
エミッタパワー出力を増加或いは減少するために、レー
ザーダイオード駆動回路に送られる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】この先行技術のレーザ
ーダイオード出力モニタシステムが有する問題は、最適
な光出力制御に関して、バイアスレベル及びＬＩ曲線に
おける垂れ（ｄｒｏｏｐ）、クリープ及び変動のような
レーザーダイオードにおける熱的作用に起因する走査ラ
インに沿った露光変動を除去するためには、レーザーダ
イオードのリアルタイムの画素毎の制御が必要であると
いうことである。この形式の光出力制御は、必要な画素
時間が極端に短い（典型的には、１０ナノ秒のオーダ
ー）ので、実現するのが難しい。制御システムを高速化
するためには、検出及びフィードバックシステムの応答
時間を最小にしなければならない。図１の本システムに
おいては、検出システムの応答時間を遅くすることがで
きる二つの要因がある。一つの要因は、電子回路により
駆動されることであり、他の要因は、光学的な考察によ
るものである。
ーダイオード出力モニタシステムが有する問題は、最適
な光出力制御に関して、バイアスレベル及びＬＩ曲線に
おける垂れ（ｄｒｏｏｐ）、クリープ及び変動のような
レーザーダイオードにおける熱的作用に起因する走査ラ
インに沿った露光変動を除去するためには、レーザーダ
イオードのリアルタイムの画素毎の制御が必要であると
いうことである。この形式の光出力制御は、必要な画素
時間が極端に短い（典型的には、１０ナノ秒のオーダ
ー）ので、実現するのが難しい。制御システムを高速化
するためには、検出及びフィードバックシステムの応答
時間を最小にしなければならない。図１の本システムに
おいては、検出システムの応答時間を遅くすることがで
きる二つの要因がある。一つの要因は、電子回路により
駆動されることであり、他の要因は、光学的な考察によ
るものである。
【００１０】電子的な要因は、背面ファセットフォトダ
イオード回路の設計によるものである。フォトダイオー
ド回路の応答時間を決定する二つの設計検討事項があ
る。第１に、フォトダイオードは、応答時間の減少に比
例するバイアス量で、逆バイアスされなければならな
い。応答時間に対する他の設計検討事項は、フォトダイ
オードの静電容量である。静電容量が大きくなればなる
程、応答時間が遅くなる（狭帯域幅）。高速フォトダイ
オード回路を設計するためには、回路上でのフォトダイ
オード静電容量の作用を制限することが必要である。典
型的な二重レーザーダイオード構成においては、背面フ
ァセットフォトダイオードの陰極は接地に、また同様
に、レーザーダイオードケース（放熱用）へ接続され、
レーザーダイオードは正電流で駆動される。この設計の
配置における接地への共通接続では、その陽極において
背面ファセットフォトダイオードを負電圧で逆バイアス
して、その陰極から直接流れ出る電流を測定することが
不可能になる。陽極と陰極の両方が電圧へ接続されるの
で、背面ファセットフォトダイオードから電流を直接に
測定することは不可能である。フォトダイオード電流を
測定（モニタ）する唯一の方法は、降下抵抗器（ｒ１）
の両端電圧を間接的に測定することである。この回路の
応答時間は、フォトダイオード静電容量×抵抗器（ｒ
１）値（ＲＣ時定数）に制限される。フォトダイオード
は、比較的小電流を出力するので、使用可能な信号を出
力するためには、ｒ１の値を比較的大きくする必要があ
る。この回路のＲＣ時定数は、この回路の帯域幅を厳密
に制限する。
イオード回路の設計によるものである。フォトダイオー
ド回路の応答時間を決定する二つの設計検討事項があ
る。第１に、フォトダイオードは、応答時間の減少に比
例するバイアス量で、逆バイアスされなければならな
い。応答時間に対する他の設計検討事項は、フォトダイ
オードの静電容量である。静電容量が大きくなればなる
程、応答時間が遅くなる（狭帯域幅）。高速フォトダイ
オード回路を設計するためには、回路上でのフォトダイ
オード静電容量の作用を制限することが必要である。典
型的な二重レーザーダイオード構成においては、背面フ
ァセットフォトダイオードの陰極は接地に、また同様
に、レーザーダイオードケース（放熱用）へ接続され、
レーザーダイオードは正電流で駆動される。この設計の
配置における接地への共通接続では、その陽極において
背面ファセットフォトダイオードを負電圧で逆バイアス
して、その陰極から直接流れ出る電流を測定することが
不可能になる。陽極と陰極の両方が電圧へ接続されるの
で、背面ファセットフォトダイオードから電流を直接に
測定することは不可能である。フォトダイオード電流を
測定（モニタ）する唯一の方法は、降下抵抗器（ｒ１）
の両端電圧を間接的に測定することである。この回路の
応答時間は、フォトダイオード静電容量×抵抗器（ｒ
１）値（ＲＣ時定数）に制限される。フォトダイオード
は、比較的小電流を出力するので、使用可能な信号を出
力するためには、ｒ１の値を比較的大きくする必要があ
る。この回路のＲＣ時定数は、この回路の帯域幅を厳密
に制限する。
【００１１】応答時間を遅くする光学要因は、背面ファ
セットフォトダイオード３２のサイズに関係しており、
これはその静電容量に比例する。フォトダイオードが大
きくなればなる程、静電容量が大きくなる。典型的なレ
ーザーダイオードのパッケージ構成における背面ファセ
ット検出器は、０．６４ｍｍ2のオーダーであって比較
的大きいので、本質的に遅い。高速応答を有するモトロ
ーラＭＲＤ５００という一つの商用の検出器のサイズ
は、０．０２５ｍｍ2である。慣用のレーザーダイオー
ドのパッケージの構成においては、より大きな背面ファ
セット検出器が使用される。なぜなら、それはレーザー
ダイオードの背面ファセットから約２ｍｍの所に配置さ
れ、したがって、背面ファセット放射からの十分な光を
集めて、背面ファセット検出器から出力において十分な
信号対雑音比が得られるように大きくなければならない
からである。
セットフォトダイオード３２のサイズに関係しており、
これはその静電容量に比例する。フォトダイオードが大
きくなればなる程、静電容量が大きくなる。典型的なレ
ーザーダイオードのパッケージ構成における背面ファセ
ット検出器は、０．６４ｍｍ2のオーダーであって比較
的大きいので、本質的に遅い。高速応答を有するモトロ
ーラＭＲＤ５００という一つの商用の検出器のサイズ
は、０．０２５ｍｍ2である。慣用のレーザーダイオー
ドのパッケージの構成においては、より大きな背面ファ
セット検出器が使用される。なぜなら、それはレーザー
ダイオードの背面ファセットから約２ｍｍの所に配置さ
れ、したがって、背面ファセット放射からの十分な光を
集めて、背面ファセット検出器から出力において十分な
信号対雑音比が得られるように大きくなければならない
からである。
【００１２】前述の問題は、二つ以上のレーザーエミッ
タ出力を有しているレーザーダイオードシステムにおい
ては複合されたものとなる。他方のレーザーダイオード
が変調されている間、レーザーダイオードの一方からの
出力は、モニタされなければならない。このように、第
１のダイオードにより出力された光は、第２のダイオー
ドにより出力された光から独立して検出されなければな
らない。現在利用可能な二重レーザーダイオードパッケ
ージにおいては、単一のフォトダイオードが両方のレー
ザーダイオードをモニタするために使用される。この構
成では、リアルタイムの制御は不可能である。個別に且
つ同時に各々のレーザーダイオードエミッタの光強度を
測定することができることが、一層能率的であろうこと
は明白である。
タ出力を有しているレーザーダイオードシステムにおい
ては複合されたものとなる。他方のレーザーダイオード
が変調されている間、レーザーダイオードの一方からの
出力は、モニタされなければならない。このように、第
１のダイオードにより出力された光は、第２のダイオー
ドにより出力された光から独立して検出されなければな
らない。現在利用可能な二重レーザーダイオードパッケ
ージにおいては、単一のフォトダイオードが両方のレー
ザーダイオードをモニタするために使用される。この構
成では、リアルタイムの制御は不可能である。個別に且
つ同時に各々のレーザーダイオードエミッタの光強度を
測定することができることが、一層能率的であろうこと
は明白である。
【００１３】このように、マルチプルレーザーダイオー
ド配置の個々の背面ファセットから放出された光の量
が、対応するフォトダイオードにより検出されるよう
に、アレイ構造を構築する必要がある。これに加えて、
高い印刷品質を保証するために、連続的な閉ループ構成
で個々のダイオードの出力を調整する必要がある。
ド配置の個々の背面ファセットから放出された光の量
が、対応するフォトダイオードにより検出されるよう
に、アレイ構造を構築する必要がある。これに加えて、
高い印刷品質を保証するために、連続的な閉ループ構成
で個々のダイオードの出力を調整する必要がある。
【００１４】したがって、本発明の第１の目的は、レー
ザーダイオードの個々の背面ファセットからの出力パワ
ーの量を、比較的に速い応答時間で連続的に個別にモニ
タすることができるような背面ファセットモニタリング
システムを提供することである。
ザーダイオードの個々の背面ファセットからの出力パワ
ーの量を、比較的に速い応答時間で連続的に個別にモニ
タすることができるような背面ファセットモニタリング
システムを提供することである。
【００１５】背面ファセットをモニタする場合には、付
加的な先行技術の問題がある。典型的なレーザー設計に
おいては、背面ファセットは９９．５％の反射率を有す
る反射材料で被覆される。このように、少量の光（０．
５％）だけが背面ファセットから放出され、パワーを測
定するために利用可能である。このように、典型的に
は、レーザー１２の数ミリメートル後方に配置される図
１のフォトダイオード３２は、レーザー１２の背面ファ
セットから放出された既に減らされた光の比較的少ない
部分のみを集める。
加的な先行技術の問題がある。典型的なレーザー設計に
おいては、背面ファセットは９９．５％の反射率を有す
る反射材料で被覆される。このように、少量の光（０．
５％）だけが背面ファセットから放出され、パワーを測
定するために利用可能である。このように、典型的に
は、レーザー１２の数ミリメートル後方に配置される図
１のフォトダイオード３２は、レーザー１２の背面ファ
セットから放出された既に減らされた光の比較的少ない
部分のみを集める。
【００１６】したがって、本発明の第２の目的は、背面
ファセット光検出器の感度を高めることである。
ファセット光検出器の感度を高めることである。
【００１７】先行技術のシステムの別の問題は、出力信
号を歪ませるフォトダイオード３２に衝突する迷走光で
ある。迷走光は、背面ファセットから検出器の上に反射
されるシステムにおける光学構成要素から（例えば、レ
ンズ２４の光学構成要素から）の反射の結果である。検
出された信号は、光学的に誘起された「ノイズ」により
歪められることになる。マルチプルダイオードの場合に
は、「クロストーク」が増加する結果となる。
号を歪ませるフォトダイオード３２に衝突する迷走光で
ある。迷走光は、背面ファセットから検出器の上に反射
されるシステムにおける光学構成要素から（例えば、レ
ンズ２４の光学構成要素から）の反射の結果である。検
出された信号は、光学的に誘起された「ノイズ」により
歪められることになる。マルチプルダイオードの場合に
は、「クロストーク」が増加する結果となる。
【００１８】したがって、本発明の更なる目的は、背面
ファセットパワー検出器信号における迷走光による干渉
の影響を減らすことである。
ファセットパワー検出器信号における迷走光による干渉
の影響を減らすことである。
【００１９】
【課題を解決するための手段】これら及び他の目的は、
単一の先行技術の大きなサイズの背面ファセットのフォ
トダイオードを、モニタされるレーザーダイオードの背
面ファセットに比較的近接して取り付けられた二つの小
さなフォトダイオードで置き換えることにより実現され
る。一つの実施態様においては、各々のフォトダイオー
ドは、それがモニタしないレーザーダイオードにより放
出された背面ファセット光から、各々のフォトダイオー
ドを遮蔽するために、検出面を覆って形成された直交し
て方向付けられた偏光子を有している。改良された光学
的フィードバック回路は、それぞれのフォトダイオード
により検出された信号に応じて、各々のレーザーダイオ
ード出力パワーとバイアスレベルを制御するために使用
される。他の実施態様においては、各々のフォトダイオ
ードを覆う直角に方向付けられた偏光子に加えて、偏光
回転半波長板が、ダイオードの一つとその対応するフォ
トダイオードの間に配置されることにより、回路を簡単
化し、仕様及び二つのレーザーダイオードの間のクロス
トークを緩和することが可能となる。特に、本発明は、
それぞれが少なくとも正面及び背面ファセットを有する
少なくとも第１及び第２のレーザーダイオードのパワー
出力をモニタするための装置に関し、前記レーザーダイ
オードは異なった偏光特性を有する出力ビームを生成
し、前記装置は、前記第１及び第２のレーザーダイオー
ドに関連する少なくとも第１及び第２のフォトダイオー
ドであって、前記フォトダイオードが前記レーザーダイ
オードの背面ファセットから放出される光の少なくとも
一部を受け取るように配置されているものと、前記出力
ビームの少なくとも一つの偏光を選択的に変更する手段
であって、これにより背面ファセットからの光出力が前
記フォトダイオードにより選択的に感知されるものと、
前記フォトダイオードの出力をモニタし、前記レーザー
ダイオードのパワー出力を調整して所望のレベルを維持
するための手段とを含む。
単一の先行技術の大きなサイズの背面ファセットのフォ
トダイオードを、モニタされるレーザーダイオードの背
面ファセットに比較的近接して取り付けられた二つの小
さなフォトダイオードで置き換えることにより実現され
る。一つの実施態様においては、各々のフォトダイオー
ドは、それがモニタしないレーザーダイオードにより放
出された背面ファセット光から、各々のフォトダイオー
ドを遮蔽するために、検出面を覆って形成された直交し
て方向付けられた偏光子を有している。改良された光学
的フィードバック回路は、それぞれのフォトダイオード
により検出された信号に応じて、各々のレーザーダイオ
ード出力パワーとバイアスレベルを制御するために使用
される。他の実施態様においては、各々のフォトダイオ
ードを覆う直角に方向付けられた偏光子に加えて、偏光
回転半波長板が、ダイオードの一つとその対応するフォ
トダイオードの間に配置されることにより、回路を簡単
化し、仕様及び二つのレーザーダイオードの間のクロス
トークを緩和することが可能となる。特に、本発明は、
それぞれが少なくとも正面及び背面ファセットを有する
少なくとも第１及び第２のレーザーダイオードのパワー
出力をモニタするための装置に関し、前記レーザーダイ
オードは異なった偏光特性を有する出力ビームを生成
し、前記装置は、前記第１及び第２のレーザーダイオー
ドに関連する少なくとも第１及び第２のフォトダイオー
ドであって、前記フォトダイオードが前記レーザーダイ
オードの背面ファセットから放出される光の少なくとも
一部を受け取るように配置されているものと、前記出力
ビームの少なくとも一つの偏光を選択的に変更する手段
であって、これにより背面ファセットからの光出力が前
記フォトダイオードにより選択的に感知されるものと、
前記フォトダイオードの出力をモニタし、前記レーザー
ダイオードのパワー出力を調整して所望のレベルを維持
するための手段とを含む。
【００２０】
【発明の実施の形態】以下の説明は、当業者が本発明を
実施し使用することができるように提示されており、ま
た、特定の用途及びその要求に従って提供されている。
好適な実施態様への様々な修正は、当業者にとって容易
であり、ここで規定された一般的な原理は、特許請求の
範囲で規定されたように、本発明の精神と範囲から外れ
ることなく、他の実施態様及び用途に適用することがで
きる。このように、本発明は、示された実施態様に制限
されることを意図するものではなく、ここに開示された
原理及び特徴と一致するもっとも広い範囲に合致すべき
である。
実施し使用することができるように提示されており、ま
た、特定の用途及びその要求に従って提供されている。
好適な実施態様への様々な修正は、当業者にとって容易
であり、ここで規定された一般的な原理は、特許請求の
範囲で規定されたように、本発明の精神と範囲から外れ
ることなく、他の実施態様及び用途に適用することがで
きる。このように、本発明は、示された実施態様に制限
されることを意図するものではなく、ここに開示された
原理及び特徴と一致するもっとも広い範囲に合致すべき
である。
【００２１】図２を参照すると、二つのレーザーダイオ
ードを有する本発明の一つの実施態様の側面図が示され
る。アレイ５０は、レーザーダイオード５２，５４から
成る。アレイ５０は、ビームを提供するために使用する
ことができ、ビーム４６，４８は、コリメートレンズ６
１によりコリメートされ、たとえば、米国特許第４，７
９６，９６４号に開示されている形式のＲＯＳシステム
において、ビーム走査の目的で使用される。ダイオード
５２は、正面ファセット５２Ａ及び背面ファセット５２
Ｂを有し、ダイオード５４は、正面ファセット５４Ａ及
び背面ファセット５４Ｂを有する。背面ファセット５２
Ｂ，５４Ｂから放出された光であるビーム４６’，４
８’は、リニアアレイ５９上に形成されたフォトダイオ
ード５６，５８に入射する。
ードを有する本発明の一つの実施態様の側面図が示され
る。アレイ５０は、レーザーダイオード５２，５４から
成る。アレイ５０は、ビームを提供するために使用する
ことができ、ビーム４６，４８は、コリメートレンズ６
１によりコリメートされ、たとえば、米国特許第４，７
９６，９６４号に開示されている形式のＲＯＳシステム
において、ビーム走査の目的で使用される。ダイオード
５２は、正面ファセット５２Ａ及び背面ファセット５２
Ｂを有し、ダイオード５４は、正面ファセット５４Ａ及
び背面ファセット５４Ｂを有する。背面ファセット５２
Ｂ，５４Ｂから放出された光であるビーム４６’，４
８’は、リニアアレイ５９上に形成されたフォトダイオ
ード５６，５８に入射する。
【００２２】二つのフォトダイオード５６，５８は、好
適な実施態様においては、レーザーダイオードパッケー
ジにおいて、モトローラＭＲＤ５００検出器（０．０２
５ｍｍ2）と同様なサイズと応答時間であり、レーザー
ダイオードの背面ファセットの０．６ｍｍ以内に配置さ
れる。フォトダイオードを背面ファセットに接近させる
ことにより、それらは、ページの面である狭分散角方向
における全幅半値最大角（ＦＷＨＭ：ｆｕｌｌ ｗｉｄ
ｔｈ ｈａｌｆ ｍａｘ）に出力される光を捕捉するこ
とになる。例えば、光の約７６％が捕捉されることにな
る。これらのレーザーダイオードは、出力ビームが、ペ
ージの面に、或いは、ページの面に直交した面のいずれ
かに偏光されるように製造することができる。レーザー
ダイオード５２の出力は、ページの面に偏光され、レー
ザーダイオード５４は、ページの面に直交して偏光され
る。偏光子６０，６２は、各々のフォトダイオード５
６，５８を覆って配置される。フォトダイオード５６を
覆う偏光子６０は、レーザーダイオード５２から放出さ
れたビームの偏光方向と平行な伝達軸を有している。フ
ォトダイオード５８を覆う偏光子６２は、レーザーダイ
オード５４から放出されるビームの偏光方向と平行な伝
達軸を有している。この構成は、レーザーダイオード５
２からのビームがフォトダイオードに５８に到着するこ
とを防止し、レーザーダイオード５４からのビームがフ
ォトダイオード５６に到着することを防止する。この配
置は、図示されるように、モノリシック二重ダイオード
で動作するが、直交して偏光された複合二重ダイオード
対でも動作する。
適な実施態様においては、レーザーダイオードパッケー
ジにおいて、モトローラＭＲＤ５００検出器（０．０２
５ｍｍ2）と同様なサイズと応答時間であり、レーザー
ダイオードの背面ファセットの０．６ｍｍ以内に配置さ
れる。フォトダイオードを背面ファセットに接近させる
ことにより、それらは、ページの面である狭分散角方向
における全幅半値最大角（ＦＷＨＭ：ｆｕｌｌ ｗｉｄ
ｔｈ ｈａｌｆ ｍａｘ）に出力される光を捕捉するこ
とになる。例えば、光の約７６％が捕捉されることにな
る。これらのレーザーダイオードは、出力ビームが、ペ
ージの面に、或いは、ページの面に直交した面のいずれ
かに偏光されるように製造することができる。レーザー
ダイオード５２の出力は、ページの面に偏光され、レー
ザーダイオード５４は、ページの面に直交して偏光され
る。偏光子６０，６２は、各々のフォトダイオード５
６，５８を覆って配置される。フォトダイオード５６を
覆う偏光子６０は、レーザーダイオード５２から放出さ
れたビームの偏光方向と平行な伝達軸を有している。フ
ォトダイオード５８を覆う偏光子６２は、レーザーダイ
オード５４から放出されるビームの偏光方向と平行な伝
達軸を有している。この構成は、レーザーダイオード５
２からのビームがフォトダイオードに５８に到着するこ
とを防止し、レーザーダイオード５４からのビームがフ
ォトダイオード５６に到着することを防止する。この配
置は、図示されるように、モノリシック二重ダイオード
で動作するが、直交して偏光された複合二重ダイオード
対でも動作する。
【００２３】図３に詳細に示されるように、各々の背面
ファセットフォトダイオード５６，５８は、陰極が正電
圧（＋Ｖｃｃ）に逆バイアスされ、フィードバック回路
７０は、レーザーダイオードパッケージ構成の中に構築
される。図３は、レーザーダイオード５２に関してのフ
ィードバック回路のみを示しているが、ダイオード５４
も同じフィードバック回路を有している。図示された回
路は、入力電圧に応じて、レーザーダイオードの光出力
を一定に維持するために光学的フィードバックと二つの
演算増幅器を使用する。回路７０は、演算増幅器７２，
７４、トランジスタ７６、抵抗器７８，８０から成る。
逆バイアスは、導体８１によりフォトダイオード５６の
陰極へ接続された正のＤＣ電圧源＋Ｖｃｃで印加され
る。負のＤＣ電圧源−Ｖｃｃは、導体８２によりｐ−ｎ
−ｐトランジスタ７６のコレクターとレーザーダイオー
ドバイアス抵抗器７８へ接続される。トランジスタ７６
が能動状態であるときには、ＤＣ電圧源−Ｖｃｃは、抵
抗器７８とトランジスタ７６を通ってレーザーダイオー
ド５２の陰極へ順方向バイアスを印加する。トランジス
タ７６のエミッタとバイアス抵抗７８は、導体８４によ
りレーザーダイオード５２の陰極へ接続される。バイア
ス抵抗器７８の値は、レーザーダイオード５２を通って
流れる少量の順方向ダイオード電流ＩD1を確立するよう
に選択される。バイアス抵抗器７８は、ＩD1が全ての条
件（温度、経年劣化、特性変動）のワーストケースにつ
いて、レーザーダイオードの順方向バイアスカーブの折
り曲がり部より下になるように選択される。
ファセットフォトダイオード５６，５８は、陰極が正電
圧（＋Ｖｃｃ）に逆バイアスされ、フィードバック回路
７０は、レーザーダイオードパッケージ構成の中に構築
される。図３は、レーザーダイオード５２に関してのフ
ィードバック回路のみを示しているが、ダイオード５４
も同じフィードバック回路を有している。図示された回
路は、入力電圧に応じて、レーザーダイオードの光出力
を一定に維持するために光学的フィードバックと二つの
演算増幅器を使用する。回路７０は、演算増幅器７２，
７４、トランジスタ７６、抵抗器７８，８０から成る。
逆バイアスは、導体８１によりフォトダイオード５６の
陰極へ接続された正のＤＣ電圧源＋Ｖｃｃで印加され
る。負のＤＣ電圧源−Ｖｃｃは、導体８２によりｐ−ｎ
−ｐトランジスタ７６のコレクターとレーザーダイオー
ドバイアス抵抗器７８へ接続される。トランジスタ７６
が能動状態であるときには、ＤＣ電圧源−Ｖｃｃは、抵
抗器７８とトランジスタ７６を通ってレーザーダイオー
ド５２の陰極へ順方向バイアスを印加する。トランジス
タ７６のエミッタとバイアス抵抗７８は、導体８４によ
りレーザーダイオード５２の陰極へ接続される。バイア
ス抵抗器７８の値は、レーザーダイオード５２を通って
流れる少量の順方向ダイオード電流ＩD1を確立するよう
に選択される。バイアス抵抗器７８は、ＩD1が全ての条
件（温度、経年劣化、特性変動）のワーストケースにつ
いて、レーザーダイオードの順方向バイアスカーブの折
り曲がり部より下になるように選択される。
【００２４】複数の負極性パルスから構成されるＥＳＳ
からの映像入力は、コネクタ８６と導体８８経由で演算
増幅器７２の非反転入力（＋）に連結される。この信号
の振幅は、レーザーダイオード５２の光出力を制御す
る。演算増幅器７２のシングルエンデッド出力は、トラ
ンジスタ７６のベースとエミッタの間の順方向バイアス
を提供する。十分な量のベース電流ＩB1は、トランジス
タ７６に、エミッタからコレクターへ電流利得の関数と
して電流を伝導させる。トランジスタ７６がターンオフ
されると、レーザーダイオード５２を通る順方向の電流
の量は、ＩD1に等しい。いくらかの光が、ＩD1に応じて
背面ファセットフォトダイオード５６により受け取られ
るので、増幅器７４は、増幅器７２の反転入力において
負電圧とされる。増幅器７２の出力は、正のレールに進
むことになる。なぜなら、電流ＩD1がトランジスタ７６
により制御されないので、それはレーザーダイオードを
それ以上ターンオフすることができないからである。広
帯域幅で増幅器７２を動作させるためには、それを接地
（０ボルト）の正のレールで動作できるように、それが
選択される必要がある。映像入力信号が増幅器７２の非
反転入力（＋）に達すると、電流ＩB1がベースから流れ
るように、トランジスタ７６のベースの電位は負にな
る。トランジスタ７６がターンオンされると、電流ＩC1
が、トランジスタ７６のエミッタからベース領域を上向
きに通って流れ、コレクタから出る。トランジスタ７６
がターンオンされると、レーザーダイオード５２を通っ
て流れる総順方向電流は、レーザーダイオード５２に
「オン状態」駆動電流を作り出すためのＩC1とＩD1の合
計に等しい。レーザーダイオード５２は、「オン状態」
駆動電流に応じて光を放出する。フォトダイオード５６
は光を受け取り、これに従ってその陽極に正の電流を生
成する。
からの映像入力は、コネクタ８６と導体８８経由で演算
増幅器７２の非反転入力（＋）に連結される。この信号
の振幅は、レーザーダイオード５２の光出力を制御す
る。演算増幅器７２のシングルエンデッド出力は、トラ
ンジスタ７６のベースとエミッタの間の順方向バイアス
を提供する。十分な量のベース電流ＩB1は、トランジス
タ７６に、エミッタからコレクターへ電流利得の関数と
して電流を伝導させる。トランジスタ７６がターンオフ
されると、レーザーダイオード５２を通る順方向の電流
の量は、ＩD1に等しい。いくらかの光が、ＩD1に応じて
背面ファセットフォトダイオード５６により受け取られ
るので、増幅器７４は、増幅器７２の反転入力において
負電圧とされる。増幅器７２の出力は、正のレールに進
むことになる。なぜなら、電流ＩD1がトランジスタ７６
により制御されないので、それはレーザーダイオードを
それ以上ターンオフすることができないからである。広
帯域幅で増幅器７２を動作させるためには、それを接地
（０ボルト）の正のレールで動作できるように、それが
選択される必要がある。映像入力信号が増幅器７２の非
反転入力（＋）に達すると、電流ＩB1がベースから流れ
るように、トランジスタ７６のベースの電位は負にな
る。トランジスタ７６がターンオンされると、電流ＩC1
が、トランジスタ７６のエミッタからベース領域を上向
きに通って流れ、コレクタから出る。トランジスタ７６
がターンオンされると、レーザーダイオード５２を通っ
て流れる総順方向電流は、レーザーダイオード５２に
「オン状態」駆動電流を作り出すためのＩC1とＩD1の合
計に等しい。レーザーダイオード５２は、「オン状態」
駆動電流に応じて光を放出する。フォトダイオード５６
は光を受け取り、これに従ってその陽極に正の電流を生
成する。
【００２５】ここで演算増幅器７４について説明する
と、演算増幅器７４は、フォトダイオード５６の静電容
量を抵抗器８０から分離する機能を果たす。非反転入力
（＋）は、導体９０経由で接地される。入力信号Ｉ
D2は、フォトダイオード５６から導体９２により演算増
幅器７４の反転入力（−）へ印加される。演算増幅器を
巡るフィードバックは、抵抗器８０を経由してシングル
エンデッド出力と非反転入力（＋）の間にある。抵抗器
８０は、フォトダイオード５６から受け取った電流ＩD2
を負の出力電圧−Ｅ０に変換する。ここでＥ０＝−（Ｉ
D2×Ｒ１）である。ＩD2が、その半導体特性、印加され
た逆バイアスの量、及び、受け取るレーザー光の量によ
り決定される値を有するとしたとき、−Ｅ０が対応する
レーザー光出力強度に関して正しい値を有するようにＲ
１が選択される必要がある。負出力電圧−Ｅ０は、演算
増幅器７２の反転入力（−）へ導体９４経由で印加され
る。
と、演算増幅器７４は、フォトダイオード５６の静電容
量を抵抗器８０から分離する機能を果たす。非反転入力
（＋）は、導体９０経由で接地される。入力信号Ｉ
D2は、フォトダイオード５６から導体９２により演算増
幅器７４の反転入力（−）へ印加される。演算増幅器を
巡るフィードバックは、抵抗器８０を経由してシングル
エンデッド出力と非反転入力（＋）の間にある。抵抗器
８０は、フォトダイオード５６から受け取った電流ＩD2
を負の出力電圧−Ｅ０に変換する。ここでＥ０＝−（Ｉ
D2×Ｒ１）である。ＩD2が、その半導体特性、印加され
た逆バイアスの量、及び、受け取るレーザー光の量によ
り決定される値を有するとしたとき、−Ｅ０が対応する
レーザー光出力強度に関して正しい値を有するようにＲ
１が選択される必要がある。負出力電圧−Ｅ０は、演算
増幅器７２の反転入力（−）へ導体９４経由で印加され
る。
【００２６】高速度でレーザーダイオード５２を駆動す
るためには、演算増幅器７２は、その非反転（＋）入力
と反転（−）入力の間の差の電圧を０ボルトにする必要
がある。これは、レーザーダイオード５２を通して適切
な量の電流を流すことにより達成される。もし、レーザ
ーダイオード５２からの放出された光が、映像入力信号
のレベル変化以外の理由で変化すれば、演算増幅器７２
は、その反転（−）入力における電圧を、その非反転
（＋）入力に現れる映像入力電圧に等しくなるように、
レーザーダイオード５６を通る駆動電流を変更すること
により補正する。提案された回路においては、フォトダ
イオードの陰極はレーザーダイオードの陽極へ接続され
ない。フォトダイオードは、その陰極に印加された正電
圧により逆バイアスすることができる。フォトダイオー
ドの陽極から流れる電流は、降下抵抗器（Ｒ１）からダ
イオード静電容量を分離する演算増幅器で、直接に測定
することができる。演算増幅器は、光検出器電流に応じ
てＲ１を通る駆動電流を提供する。この回路の応答時間
は、演算増幅器のスリューレートにより制限される。提
案された回路の帯域幅は、いくつかの要因、すなわち、
演算増幅器のスリューレート及び安定度、背面ファセッ
ト光検出器の立ち上がり時間（これは逆電圧バイアスの
大きさにより直接影響を受ける）、及び、背面ファセッ
ト光検出器の感度（アンペア／ワット）に依存してい
る。
るためには、演算増幅器７２は、その非反転（＋）入力
と反転（−）入力の間の差の電圧を０ボルトにする必要
がある。これは、レーザーダイオード５２を通して適切
な量の電流を流すことにより達成される。もし、レーザ
ーダイオード５２からの放出された光が、映像入力信号
のレベル変化以外の理由で変化すれば、演算増幅器７２
は、その反転（−）入力における電圧を、その非反転
（＋）入力に現れる映像入力電圧に等しくなるように、
レーザーダイオード５６を通る駆動電流を変更すること
により補正する。提案された回路においては、フォトダ
イオードの陰極はレーザーダイオードの陽極へ接続され
ない。フォトダイオードは、その陰極に印加された正電
圧により逆バイアスすることができる。フォトダイオー
ドの陽極から流れる電流は、降下抵抗器（Ｒ１）からダ
イオード静電容量を分離する演算増幅器で、直接に測定
することができる。演算増幅器は、光検出器電流に応じ
てＲ１を通る駆動電流を提供する。この回路の応答時間
は、演算増幅器のスリューレートにより制限される。提
案された回路の帯域幅は、いくつかの要因、すなわち、
演算増幅器のスリューレート及び安定度、背面ファセッ
ト光検出器の立ち上がり時間（これは逆電圧バイアスの
大きさにより直接影響を受ける）、及び、背面ファセッ
ト光検出器の感度（アンペア／ワット）に依存してい
る。
【００２７】この配置は、各々のレーザーの背面ファセ
ットから光のかなりの部分を集める。各々のレーザーか
ら放出された光のかなりの部分（背面ファセット５２
Ｂ，５４Ｂから放出された光の７６％）を集めることに
より、各々のセンサの最大感度が実現される。各々の背
面ファセット出力が、分離したフォトセンサにより集め
られるので、各々のダイオードの出力を、他のものから
独立して検出することができる。このように、各々のフ
ォトダイオード５６，５８は、それぞれダイオード５
２，５４のパワー出力に比例する出力信号を生成する。
直交して製造された偏光子は、迷走光が、レーザーダイ
オードから放出された背面ファセット光で検出されるの
を防止する。
ットから光のかなりの部分を集める。各々のレーザーか
ら放出された光のかなりの部分（背面ファセット５２
Ｂ，５４Ｂから放出された光の７６％）を集めることに
より、各々のセンサの最大感度が実現される。各々の背
面ファセット出力が、分離したフォトセンサにより集め
られるので、各々のダイオードの出力を、他のものから
独立して検出することができる。このように、各々のフ
ォトダイオード５６，５８は、それぞれダイオード５
２，５４のパワー出力に比例する出力信号を生成する。
直交して製造された偏光子は、迷走光が、レーザーダイ
オードから放出された背面ファセット光で検出されるの
を防止する。
【００２８】図４として示された第２の実施態様におい
ては、モノリシック二重レーザーダイオードビーム５
３，５５は、両方共、ページの面に偏光されている。半
波長板１００は、レーザーダイオード５２とフォトダイ
オード５６との間に配置され、その主平面角がレーザー
ダイオードの偏光の方向に対して４５°にされる。この
半波長板１００は、レーザーダイオード５４により放出
されたビームを途中で遮らないように、レーザーダイオ
ード５２に非常に接近して配置しなければならない。
（代わりに、表面の半分を覆う液晶半波長被覆を有する
図示しない透明基板を使用することができる。）偏光子
６０は、ページの面と直交する伝達軸を有している。偏
光子６２は、ページの面に平行な伝達軸を有している。
良く知られているように、レーザーダイオード５２によ
り放出されたビームの偏光の方向は、半波長板により９
０°回転されることになり、こうして偏光子５６の伝達
軸と平行になる。この構成は、レーザーダイオード５２
からのビームがフォトダイオード５８に到着するのを防
止し、レーザーダイオード５４からのビームがフォトダ
イオード５６に到着するのを防止する。この配置は、図
示されるように、モノリシック二重ダイオードで動作す
るが、複合二重ダイオード対でも動作する。それは、ペ
ージの面と直交する方向に両方が偏光されたレーザーダ
イオード対でも動作する。この場合には、両方の偏光子
は、９０°だけ回転されなければならない。フォトダイ
オード５６，５８の出力は、図２の実施態様を述べる時
に先に議論された方法で、レーザーダイオード対の出力
を制御するフィードバック回路７０に送られる。
ては、モノリシック二重レーザーダイオードビーム５
３，５５は、両方共、ページの面に偏光されている。半
波長板１００は、レーザーダイオード５２とフォトダイ
オード５６との間に配置され、その主平面角がレーザー
ダイオードの偏光の方向に対して４５°にされる。この
半波長板１００は、レーザーダイオード５４により放出
されたビームを途中で遮らないように、レーザーダイオ
ード５２に非常に接近して配置しなければならない。
（代わりに、表面の半分を覆う液晶半波長被覆を有する
図示しない透明基板を使用することができる。）偏光子
６０は、ページの面と直交する伝達軸を有している。偏
光子６２は、ページの面に平行な伝達軸を有している。
良く知られているように、レーザーダイオード５２によ
り放出されたビームの偏光の方向は、半波長板により９
０°回転されることになり、こうして偏光子５６の伝達
軸と平行になる。この構成は、レーザーダイオード５２
からのビームがフォトダイオード５８に到着するのを防
止し、レーザーダイオード５４からのビームがフォトダ
イオード５６に到着するのを防止する。この配置は、図
示されるように、モノリシック二重ダイオードで動作す
るが、複合二重ダイオード対でも動作する。それは、ペ
ージの面と直交する方向に両方が偏光されたレーザーダ
イオード対でも動作する。この場合には、両方の偏光子
は、９０°だけ回転されなければならない。フォトダイ
オード５６，５８の出力は、図２の実施態様を述べる時
に先に議論された方法で、レーザーダイオード対の出力
を制御するフィードバック回路７０に送られる。
【００２９】発明の第３の実施態様においては、図５で
示されるように、二つの光ファイバーが、レーザーダイ
オードからの背面ファセット光を、直交して方向付けら
れた偏光子を通してフォトダイオードまで伝達するため
に使用される。図５を参照すると、レーザーダイオード
５２，５４は、ページの面に、或いは、ページの面に対
して直交して偏光された出力ビームを有するように製造
することができる。図示された実施態様においては、レ
ーザーダイオード５２の出力は、ページの面に偏光さ
れ、レーザーダイオード５４の出力は、ページの面に直
交する面で偏光される。光ファイバー１０２，１０４
は、それぞれ背面ファセット５２Ｂ，５４Ｂに接近して
取り付けられ、各々のレーザーダイオードからの光のい
くらかを捕捉する。偏光子１０６，１０８は、フォトダ
イオード５６，５８にそれぞれ配置される。偏光子１０
６は、背面ファセット５２Ｂから放出されるビームの偏
光の方向と平行な伝達軸を有し、偏光子１０８は、背面
ファセット５４Ｂから放出されるビームの偏光の方向と
平行な伝達軸を有している。この構成は、背面ファセッ
ト５２Ｂからのビームが、フォトダイオード５８に到着
するのを防止し、背面ファセット５４Ｂからのビームが
フォトダイオードに５６到着するのを防止する。フォト
ダイオード５６，５８の出力は、図２の実施態様を参照
して説明された方法でレーザーダイオード５２，５４の
動作を制御するフィードバック回路７０に送られる。
示されるように、二つの光ファイバーが、レーザーダイ
オードからの背面ファセット光を、直交して方向付けら
れた偏光子を通してフォトダイオードまで伝達するため
に使用される。図５を参照すると、レーザーダイオード
５２，５４は、ページの面に、或いは、ページの面に対
して直交して偏光された出力ビームを有するように製造
することができる。図示された実施態様においては、レ
ーザーダイオード５２の出力は、ページの面に偏光さ
れ、レーザーダイオード５４の出力は、ページの面に直
交する面で偏光される。光ファイバー１０２，１０４
は、それぞれ背面ファセット５２Ｂ，５４Ｂに接近して
取り付けられ、各々のレーザーダイオードからの光のい
くらかを捕捉する。偏光子１０６，１０８は、フォトダ
イオード５６，５８にそれぞれ配置される。偏光子１０
６は、背面ファセット５２Ｂから放出されるビームの偏
光の方向と平行な伝達軸を有し、偏光子１０８は、背面
ファセット５４Ｂから放出されるビームの偏光の方向と
平行な伝達軸を有している。この構成は、背面ファセッ
ト５２Ｂからのビームが、フォトダイオード５８に到着
するのを防止し、背面ファセット５４Ｂからのビームが
フォトダイオードに５６到着するのを防止する。フォト
ダイオード５６，５８の出力は、図２の実施態様を参照
して説明された方法でレーザーダイオード５２，５４の
動作を制御するフィードバック回路７０に送られる。
【００３０】ここに開示された実施態様は好適なもので
あるが、この教示から、様々な代替案、修正、変更、ま
たは、改良が、当業者によりなされることは理解される
べきであり、それは、特許請求の範囲に含まれることを
意図するものである。
あるが、この教示から、様々な代替案、修正、変更、ま
たは、改良が、当業者によりなされることは理解される
べきであり、それは、特許請求の範囲に含まれることを
意図するものである。
【図１】 背面ファセットパワーモニタを示す先行技術
の単一ビームＲＯＳ走査システムの側面図である。
の単一ビームＲＯＳ走査システムの側面図である。
【図２】 検出表面を覆う直角に方向付けられた偏光子
により構築された二つの背面ファセットダイオードを含
む本発明の一つの実施態様の平面図を示す。
により構築された二つの背面ファセットダイオードを含
む本発明の一つの実施態様の平面図を示す。
【図３】 図２の実施態様についてのフィードバック回
路である。
路である。
【図４】 本発明の第２の実施態様の平面図である。
【図５】 本発明の第３の実施態様の平面図である。
１２…光源（レーザーダイオード）、１４…コリメート
レンズ、１５…シリンドリカルレンズ、１７…ＥＳＳ、
２０…回転ポリゴン、２１…鏡面ファセット、２２…走
査後光学系、２４…感光体ドラム、２８…トロイダルレ
ンズ、３２…フォトダイオード、４４…フィードバック
回路、４６，４８，４６’，４８’…ビーム、５０…ア
レイ、５２，５４…レーザーダイオード、５２Ａ，５４
Ａ…正面ファセット、５２Ｂ，５４Ｂ…背面ファセッ
ト、５３，５５…ビーム、５６，５８…フォトダイオー
ド、５９…リニアアレイ、６０，６２…偏光子、６１…
コリメートレンズ、７０…フィードバック回路、７２，
７４…演算増幅器、７６…トランジスタ、７８，８０…
抵抗器、８１，８２，８４，９０，９２…導体、１０
レンズ、１５…シリンドリカルレンズ、１７…ＥＳＳ、
２０…回転ポリゴン、２１…鏡面ファセット、２２…走
査後光学系、２４…感光体ドラム、２８…トロイダルレ
ンズ、３２…フォトダイオード、４４…フィードバック
回路、４６，４８，４６’，４８’…ビーム、５０…ア
レイ、５２，５４…レーザーダイオード、５２Ａ，５４
Ａ…正面ファセット、５２Ｂ，５４Ｂ…背面ファセッ
ト、５３，５５…ビーム、５６，５８…フォトダイオー
ド、５９…リニアアレイ、６０，６２…偏光子、６１…
コリメートレンズ、７０…フィードバック回路、７２，
７４…演算増幅器、７６…トランジスタ、７８，８０…
抵抗器、８１，８２，８４，９０，９２…導体、１０
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 アーロン・ナックマン アメリカ合衆国 ニューヨーク州 14526 ペンフィールド バーニングツリーレー ン ５
Claims (3)
- 【請求項１】 それぞれが少なくとも正面及び背面ファ
セットを有する少なくとも第１及び第２のレーザーダイ
オードのパワー出力をモニタするための装置であって、
前記レーザーダイオードは、異なった偏光特性を有する
出力ビームを生成し、前記装置は、 前記第１及び第２のレーザーダイオードに関連する少な
くとも第１及び第２のフォトダイオードであって、前記
フォトダイオードが前記レーザーダイオードの背面ファ
セットから放出された光の少なくとも一部を受け取るよ
うに配置されているものと、 前記出力ビームの少なくとも一つの偏光を選択的に変更
する手段であって、これにより背面ファセットからの光
出力が前記フォトダイオードにより選択的に感知される
ものと、 前記フォトダイオードの出力をモニタし、前記レーザー
ダイオードのパワー出力を調整して所望のレベルを維持
するための手段とを含む装置。 - 【請求項２】 複数のビームで画像面を同時に走査する
ためのマルチビーム走査光学系であって、 複数の半導体レーザーダイオードであって、各々のレー
ザーダイオードが、正面ファセットを通して特有の出力
パワーレベルにおいてレーザー放射の第１のビームを放
出し、各々の前記レーザーが、背面ファセットを通して
特有のパワー出力レベルを有するレーザー放射の第２の
ビームを放射するものと、前記背面ファセットから放出
された光を検出して前記検出された光を表す信号を生成
するためのフォトダイオードと、 出力フォトダイオード信号をモニタして、前記特有の出
力レーザーレベルで前記レーザーダイオードを駆動する
ためのフィードバック回路手段とからなり、 フォトダイオードが各々のフォトダイオードの陰極に印
加された正電圧で逆バイアスされ、前記フィードバック
手段が各々のフォトダイオード出力に関連した演算増幅
器を含み、増幅器が非反転入力端子において入力映像デ
ータ信号を受信し関連したフォトダイオードから反転入
力を受信し、前記増幅器が反転と非反転入力の間の差が
０に維持されるように関連した半導体レーザーダイオー
ドへの駆動電流を調整するマルチビーム走査光学系。 - 【請求項３】 ラスタ出力スキャナ（ＲＯＳ）システム
において使用される少なくとも第１及び第２のレーザー
ダイオードのパワー出力をモニタして制御するための方
法であって、 少なくとも、第１及び第２の近接して配置されたフォト
ダイオードにより、少なくとも、第１及び第２のレーザ
ーダイオードの背面ファセットにより放出された光を検
出するステップと、 背面ファセット出力が前記フォトダイオードの関連する
一つにより検出されるように、前記背面から放出される
光の偏光を変更するステップと、 前記フォトダイオードの出力をモニタして、前記第１及
び第２のレーザーダイオードのパワー出力レベルにおけ
る変化を判別し、関連するレーザーダイオードへのパワ
ー出力を所望のレベルに維持するように調整するステッ
プとからなるパワー出力をモニタして制御するための方
法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/493,182 US5600126A (en) | 1995-06-20 | 1995-06-20 | Method and apparatus for controlling the power output of multiple laser diodes |
| US493182 | 1995-06-20 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH098390A true JPH098390A (ja) | 1997-01-10 |
Family
ID=23959228
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8154613A Pending JPH098390A (ja) | 1995-06-20 | 1996-06-14 | レーザーダイオードパワー出力の背面ファセット制御のための方法及び装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5600126A (ja) |
| EP (1) | EP0750374B1 (ja) |
| JP (1) | JPH098390A (ja) |
| DE (1) | DE69616879T2 (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| IL118458A (en) * | 1995-05-30 | 2000-08-31 | Asahi Optical Co Ltd | Light intensity controlling device |
| JPH09277591A (ja) * | 1996-04-16 | 1997-10-28 | Canon Inc | レーザ光量制御装置および画像形成装置 |
| US6011576A (en) * | 1998-01-08 | 2000-01-04 | Xerox Corporation | Exposure control for a raster output scanner in a multicolor electrophotographic printer |
| JP3875813B2 (ja) * | 1999-08-30 | 2007-01-31 | 株式会社リコー | 複数ビーム走査装置及び画像形成装置 |
| US20050099319A1 (en) * | 2000-08-29 | 2005-05-12 | Hutchison Michael C. | Traffic signal light with integral sensors |
| US6614358B1 (en) * | 2000-08-29 | 2003-09-02 | Power Signal Technologies, Inc. | Solid state light with controlled light output |
| US7149383B2 (en) * | 2003-06-30 | 2006-12-12 | Finisar Corporation | Optical system with reduced back reflection |
| US6961489B2 (en) * | 2003-06-30 | 2005-11-01 | Finisar Corporation | High speed optical system |
| JP2006317681A (ja) * | 2005-05-12 | 2006-11-24 | Canon Inc | 画像表示装置 |
| US7253386B2 (en) * | 2005-12-12 | 2007-08-07 | Xerox Corporation | Method and apparatus for monitoring and controlling laser intensity in a ROS scanning system |
| US7505496B2 (en) * | 2006-04-05 | 2009-03-17 | Ciena Corporation | Systems and methods for real-time compensation for non-linearity in optical sources for analog signal transmission |
| US8068740B1 (en) * | 2008-07-29 | 2011-11-29 | The United States Of America As Represented By Secretary Of The Navy | Secure optical communication system |
| KR20150102180A (ko) | 2014-02-27 | 2015-09-07 | 삼성디스플레이 주식회사 | 레이저 빔 조사 장치 및 이를 이용한 유기 발광 디스플레이 장치의 제조 방법 |
| CN111323118A (zh) * | 2018-12-17 | 2020-06-23 | 山东华光光电子股份有限公司 | 一种避免光串扰的探测半导体激光器出光的装置及其安装方法 |
| US12125446B2 (en) | 2021-10-18 | 2024-10-22 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Compliance voltage based on diode output brightness |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0457382A (ja) * | 1990-06-27 | 1992-02-25 | Nec Home Electron Ltd | レーザダイオード装置 |
| JPH06120614A (ja) * | 1992-09-22 | 1994-04-28 | Xerox Corp | 多ビーム半導体量子井戸レーザ |
| JPH06164035A (ja) * | 1992-11-19 | 1994-06-10 | Sanyo Electric Co Ltd | レーザアレー駆動回路 |
| JPH06347712A (ja) * | 1993-06-11 | 1994-12-22 | Ricoh Co Ltd | マルチビーム光源装置 |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4329659A (en) * | 1979-12-27 | 1982-05-11 | Bell Telephone Laboratories, Incorporated | Feedback control of lasers in fiber optic systems |
| US4625315A (en) * | 1984-08-27 | 1986-11-25 | Minnesota Mining And Manufacturing Company | Apparatus and circuitry for stabilizing laser diode output for analog modulation |
| JPH01105268A (ja) * | 1986-04-05 | 1989-04-21 | Ricoh Co Ltd | 情報記録用光ビ−ムの出力安定化方法及び装置 |
| US4796964A (en) * | 1988-03-09 | 1989-01-10 | Xerox Corporation | Method of utilizing a multiple emitter solid state laser in a raster output scanner (ROS) |
| US5019769A (en) * | 1990-09-14 | 1991-05-28 | Finisar Corporation | Semiconductor laser diode controller and laser diode biasing control method |
| GB2260667B (en) * | 1991-10-19 | 1995-10-25 | Northern Telecom Ltd | Optical transmitters |
| US5345462A (en) * | 1993-03-29 | 1994-09-06 | At&T Bell Laboratories | Semiconductor surface emitting laser having enhanced polarization control and transverse mode selectivity |
| US5659560A (en) * | 1994-05-12 | 1997-08-19 | Canon Kabushiki Kaisha | Apparatus and method for driving oscillation polarization selective light source, and optical communication system using the same |
-
1995
- 1995-06-20 US US08/493,182 patent/US5600126A/en not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-06-14 JP JP8154613A patent/JPH098390A/ja active Pending
- 1996-06-18 EP EP96304508A patent/EP0750374B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-06-18 DE DE69616879T patent/DE69616879T2/de not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0457382A (ja) * | 1990-06-27 | 1992-02-25 | Nec Home Electron Ltd | レーザダイオード装置 |
| JPH06120614A (ja) * | 1992-09-22 | 1994-04-28 | Xerox Corp | 多ビーム半導体量子井戸レーザ |
| JPH06164035A (ja) * | 1992-11-19 | 1994-06-10 | Sanyo Electric Co Ltd | レーザアレー駆動回路 |
| JPH06347712A (ja) * | 1993-06-11 | 1994-12-22 | Ricoh Co Ltd | マルチビーム光源装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0750374A1 (en) | 1996-12-27 |
| EP0750374B1 (en) | 2001-11-14 |
| US5600126A (en) | 1997-02-04 |
| DE69616879D1 (de) | 2001-12-20 |
| DE69616879T2 (de) | 2002-04-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR910010110B1 (ko) | 연속 토운 영상 기록 시스템 | |
| US5659414A (en) | Means for controlling the power output of laser diodes in a ROS system | |
| JPH098390A (ja) | レーザーダイオードパワー出力の背面ファセット制御のための方法及び装置 | |
| JP2908657B2 (ja) | 半導体レーザアレイ記録装置 | |
| US8072667B2 (en) | Optical scanning device and image forming apparatus | |
| JP3212153B2 (ja) | 可変波長光源を用いた光学出力装置でのスポット位置制御用の装置 | |
| JP3373593B2 (ja) | 光学出力装置における個々のスポット露光のダイナミック制御をするための方法 | |
| JP3212152B2 (ja) | 可変波長光源を用いた光学出力装置でのスポット位置制御方法 | |
| JPS6321167B2 (ja) | ||
| JPH077152B2 (ja) | 光ビーム走査装置 | |
| US5530242A (en) | Fiber optic scanning beam detector with Start-Of-Scan detection | |
| CA2077813C (en) | Apparatus and method for spot position control in an output device employing a linear array of light sources | |
| US5461412A (en) | Method and apparatus for actively correcting curvature in the scan of an optical output device | |
| US5543611A (en) | Method and apparatus for back facet monitoring of laser diode power output | |
| US4699446A (en) | Dynamic power control for an external cavity stabilized laser diode in a holographic scanner | |
| JP3455885B2 (ja) | 光量検出装置 | |
| CA1296392C (en) | Intensity controller for an aperture card plotter | |
| JPH077150B2 (ja) | 画像情報記録方法 | |
| US4447134A (en) | Grating signal system using zero order beam of acousto-optic modulator | |
| US5671078A (en) | Accurate laser power control for dual/multiple beams | |
| US5933250A (en) | Optical scanning device | |
| JPS59105662A (ja) | レ−ザ光制御装置 | |
| JP2828695B2 (ja) | 画像記録装置 | |
| US7760392B2 (en) | Variation of synchronization gain based upon laser power | |
| JPS62245860A (ja) | 半導体レ−ザプリンタの調整方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050913 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050916 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20051213 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060113 |