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JPH11251625A - Method and device for connecting independently modulated laser diode array to optical fiber array - Google Patents

Method and device for connecting independently modulated laser diode array to optical fiber array

Info

Publication number
JPH11251625A
JPH11251625A JP34677998A JP34677998A JPH11251625A JP H11251625 A JPH11251625 A JP H11251625A JP 34677998 A JP34677998 A JP 34677998A JP 34677998 A JP34677998 A JP 34677998A JP H11251625 A JPH11251625 A JP H11251625A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
array
light
independently modulated
laser light
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
Application number
JP34677998A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
David Kessler
ケスラー デビッド
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Eastman Kodak Co
Original Assignee
Eastman Kodak Co
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eastman Kodak Co filed Critical Eastman Kodak Co
Publication of JPH11251625A publication Critical patent/JPH11251625A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/435Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material
    • B41J2/447Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using arrays of radiation sources
    • B41J2/45Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using arrays of radiation sources using light-emitting diode [LED] or laser arrays
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B41PRINTING; LINING MACHINES; TYPEWRITERS; STAMPS
    • B41JTYPEWRITERS; SELECTIVE PRINTING MECHANISMS, i.e. MECHANISMS PRINTING OTHERWISE THAN FROM A FORME; CORRECTION OF TYPOGRAPHICAL ERRORS
    • B41J2/00Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed
    • B41J2/435Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material
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    • B41J2/46Typewriters or selective printing mechanisms characterised by the printing or marking process for which they are designed characterised by selective application of radiation to a printing material or impression-transfer material using arrays of radiation sources characterised by using glass fibres
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02BOPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B6/00Light guides; Structural details of arrangements comprising light guides and other optical elements, e.g. couplings
    • G02B6/24Coupling light guides
    • G02B6/42Coupling light guides with opto-electronic elements
    • G02B6/4201Packages, e.g. shape, construction, internal or external details
    • G02B6/4249Packages, e.g. shape, construction, internal or external details comprising arrays of active devices and fibres
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
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  • Optics & Photonics (AREA)
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  • Toxicology (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Laser Beam Printer (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Photo Coupler, Interrupter, Optical-To-Optical Conversion Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To connect a laser diode array being independently modulated to a fiber array, by providing an array of wavelength plates for changing one part of the polarization direction of a radiated laser beam, and by superposing the radiation beam with the different polarization direction. SOLUTION: Supply is made by fiber bundles 40 and 42 for forming an array of light spots on an aligner 44. Each of laser subsystems 36 and 38 is provided with a number of independently modulated laser diode array packages where each laser is connected to an optical fiber. The laser subsystem 36 has a laser package 50 including a laser diode array with a number of light sources. Each light source is formed by one wide radiation source being driven as a whole or is formed as the sub-array of the radiation source. Light being radiated from the laser package 50 is polarized in an array direction, thus becoming the laser beam of P and S polarization passing through the clearance of a wavelength section 55.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は全般的に光ファイバ
の分野に関連する。より詳細には、本発明はレーザダイ
オードアレイを光ファイバに結合するための方法及び装
置に関連する。
The present invention relates generally to the field of optical fibers. More particularly, the present invention relates to a method and apparatus for coupling a laser diode array to an optical fiber.

【0002】[0002]

【従来の技術】光ファイバに光学的に結合されたレーザ
光源を組み込んだシステムがよく知られており、絶えず
種々の応用分野が見出されている。そのようなシステム
としては、光ファイバ通信システム、光ファイバ医療シ
ステム、レーザ複写機、レーザプリンタ、並びにファク
シミリマシンなどがある。
BACKGROUND OF THE INVENTION Systems incorporating a laser light source optically coupled to an optical fiber are well known and are continually finding various applications. Such systems include fiber optic communication systems, fiber optic medical systems, laser copiers, laser printers, and facsimile machines.

【0003】例えば、熱転写式プリントの分野では、レ
ーザの光電力を用いて、ドナー媒体から受信媒体に対し
て染料或いはインクを転写することができることが知ら
れている。独国特許出願第69218090.7号及び
米国特許第5,453,777号は、それぞれレーザ熱
転写式プリンタの例を記載する。いずれの場合において
も、用いられるレーザは個別のダイオードレーザをパッ
ケージ化したものである。
[0003] For example, in the field of thermal transfer printing, it is known that dye or ink can be transferred from a donor medium to a receiving medium using the optical power of a laser. German Patent Application No. 69218090.7 and US Pat. No. 5,453,777 each describe examples of laser thermal transfer printers. In each case, the laser used is an individual diode laser packaged.

【0004】独国特許出願第69218090.7号及
び米国特許第5,453,777号に記載される従来技
術のシステムには重大な問題点がある。それは、個別の
ダイオードをパッケージ化することに関連するコストが
高いため、パッケージ化された個別ダイオードを備えた
システムは比較的コスト高になるという点である。
There are significant problems with the prior art systems described in German Patent Application No. 69218090.7 and US Pat. No. 5,453,777. That is, because of the high costs associated with packaging individual diodes, systems with packaged individual diodes are relatively costly.

【0005】前記問題点を解決するための1つのアプロ
ーチは、コストが高いパッケージ化された個別ダイオー
ドを、多数の独立に変調されたレーザを有するレーザダ
イオードアレイに入れ替えることである。レーザダイオ
ードアレイは、個別ダイオードレーザに比べて、パッケ
ージにかかるコストを十分に低減している。このアプロ
ーチを採用するシステムの例が「Multi−Beam
Optical System Using Len
slet Arrays in LaserMulti
−Beam Printer and Recode
r」というタイトルの欧州特許出願第9542020
3.2号(Kessler等)に記載されている。その
例では、1つの上述したようなレーザダイオードアレイ
及びそれに関連する小レンズアレイを用いて、媒体上に
マルチスポットアレイを形成する。
[0005] One approach to solving the above problems is to replace the costly packaged individual diodes with a laser diode array having a large number of independently modulated lasers. The laser diode array has significantly reduced the package cost compared to individual diode lasers. An example of a system that employs this approach is “Multi-Beam
Optical System Using Len
slot Arrays in LaserMulti
-Beam Printer and Record
European Patent Application No. 954020 titled "r"
No. 3.2 (Kessler et al.). In that example, a multi-spot array is formed on a medium using one laser diode array and its associated lenslet array as described above.

【0006】しかしながら欧州特許出願第954202
03.2号に示されるようなレーザダイオードアレイを
用いるシステムにも問題点がある。そのような問題点の
1つは、1枚のレーザダイオード基板上に備えることが
できる独立に変調されるレーザの数が制限されるという
点である。まずその数は電気的な理由により制約を受け
る。あまりにも多くの光源が配置されると、ある光源が
隣接する光源の放射に影響を与えて、すなわち干渉して
混信が生じる恐れがある。
However, European Patent Application No. 954202
There is also a problem with a system using a laser diode array as shown in No. 03.2. One such problem is that the number of independently modulated lasers that can be provided on a single laser diode substrate is limited. First, the number is limited by electrical reasons. If too many light sources are arranged, one light source may affect the radiation of an adjacent light source, i.e. interfere and cause interference.

【0007】またその数は熱的な理由によっても制限さ
れる。通常用いられるアレイの最大長は10〜13mm
である。レーザ熱転写式プリントは、使用される媒体が
利得がないか或いは小さい上に、およそ0.300〜
0.500J/cm2で露光される必要があるため、高
電力動作になる。典型的には各スポットの電力は、0.
5〜1Wである。それ故1Wのスポット10個は、それ
ぞれ1秒間に10ジュールのエネルギーを媒体に供給
し、従っておよそ10cm2の面積に亘って染料を転写
することができる。レーザ基板上の熱負荷により、1枚
の基板のレーザ数はおよそ10〜20に制限される。
[0007] The number is also limited by thermal reasons. Maximum length of commonly used array is 10-13mm
It is. Laser thermal transfer printing is based on the fact that the media used has no or small gain, and
Since it is necessary to expose at 0.500 J / cm 2 , high power operation is performed. Typically, the power of each spot is 0.
5-1 W. Thus, each of the 10 1W spots provides 10 joules of energy per second to the media, and is thus capable of transferring dye over an area of approximately 10 cm 2 . Due to the thermal load on the laser substrate, the number of lasers on one substrate is limited to approximately 10-20.

【0008】プリンタでは用いられる独立に変調された
光源としては、10或いは20個以上の光源が望まれる
場合が多い。これは、ほとんどのプリンタが、媒体を載
置した外部ドラムを利用するためである。ドラムはかな
り大きくすることができ、そのため一般に回転速度は、
1000RPM程度に制限される。例えば、もしプリン
トスポットの数が10個であるなら、ドラムの各回転時
に10ラインのみ、すなわち毎分10,000ラインし
か印字することができないであろう。グラフィックアー
トでは、通常の解像度は2,500DPIである。この
解像度並びに1000RPMの回転数では、10,00
0ラインは4inchの領域に適用されることになる。
従って、プリンタは毎分4inchの領域しか印字しな
いことになる。これではあまりにも遅すぎて、多くの応
用例では用いることができない。
In printers, ten or more than twenty light sources are often desired as independently modulated light sources. This is because most printers use an external drum on which a medium is placed. Drums can be quite large, so generally the rotational speed is
It is limited to about 1000 RPM. For example, if the number of print spots is ten, only ten lines, ie, 10,000 lines per minute, would be printed at each rotation of the drum. For graphic arts, the usual resolution is 2,500 DPI. At this resolution and rotation speed of 1000 RPM, 10,000
The 0 line is applied to the area of 4 inches.
Therefore, the printer prints only the area of 4 inches per minute. This is too slow and cannot be used in many applications.

【0009】1つのアレイから利用可能な光源の数が制
限される別の理由は、アレイの寿命及び製造に関する歩
留まりに関係がある。もし動作中に光源の1つが弱くな
ったり、或いは破損したりするなら、1つのプリントス
ポットが印字され損なうことになるため、アレイ全体が
使えなくなる。アレイの光源の数が多くなるほど、光源
の1つが動作しなくなる確率が高くなる。
Another reason for the limited number of light sources available from an array relates to the lifetime and manufacturing yield of the array. If during operation one of the light sources is weakened or damaged, one print spot will be missed and the entire array will be unusable. The greater the number of light sources in the array, the greater the probability that one of the light sources will fail.

【0010】従来技術におけるさらに別の問題点は、最
も電力が高いレーザが多モードレーザであり、必要とさ
れる電力レベルを達成するために、そのレーザは通常多
モード端面発光型レーザ(edge emitting
laser)を用いるという点である。典型的には、
1ワットの電力が、アレイ並列方向の約100×1ミク
ロンの端面長から得られる。典型的な1ワットレーザ光
源は、1つの幅広い開口部を有するか、或いは多数の放
射開口部に分割されるように構成することができる。こ
の電力レベルを得るためにより短い発光端面を用いるこ
とにより、高光電力密度に起因する表面損傷の機会が増
大する。アレイ方向のそのような光源からの角度の広が
りは、一般に、1/e2レベルで約14全幅(すなわち
ピーク値の13.5%)である。通常、開口数(NA)
が角度の広がりを測定するために用いられており、NA
は全幅値の半分の正弦となる。従って、アレイ方向のレ
ーザのNAは、sin(14/2)=sin(7)=
0.12である。レーザが媒体上に結像され、典型的な
20ミクロンスポットを形成するために1/5に縮小さ
れるとき、媒体におけるNAは、このファクタ分、すな
わち5倍だけ増大し、プリント用レンズは媒体平面上で
0.6のNAを有することになり、高い値となる。この
高いNA値は、プリント用レンズのコストが高くなるこ
とや、高NAに関連して焦点深度が小さくなるといった
問題を生じる。
[0010] Yet another problem with the prior art is that the laser with the highest power is a multi-mode laser, and to achieve the required power levels, the laser is typically a multi-mode edge emitting laser.
laser). Typically,
One watt of power is obtained from an end face length of about 100 × 1 micron in the array parallel direction. A typical 1 watt laser light source may have one wide aperture or may be configured to be divided into multiple emission apertures. Using shorter light emitting end faces to achieve this power level increases the chance of surface damage due to high optical power density. The angular spread from such a light source in the array direction is typically about 14 full widths at the 1 / e 2 level (ie, 13.5% of the peak value). Usually numerical aperture (NA)
Is used to measure the angular spread, and NA
Is the sine of half the full width value. Therefore, the NA of the laser in the array direction is sin (14/2) = sin (7) =
0.12. When the laser is imaged on the media and reduced by a factor of 5 to form a typical 20 micron spot, the NA in the media increases by this factor, ie, by a factor of 5, and the printing lens becomes It has an NA of 0.6 on a plane, which is a high value. This high NA value causes problems such as an increase in the cost of the printing lens and a reduction in the depth of focus associated with the high NA.

【0011】以上の点を考慮すると、光ファイバにレー
ザ光源を結合する技術に関して数多くの開発が行われて
いるが、従来の技術はなお多くの欠点及び不具合がある
ことが容易に理解及び認識されよう。
In view of the above, a number of developments have been made on techniques for coupling a laser light source to an optical fiber, but it is readily understood and appreciated that the prior art still has many disadvantages and disadvantages. Like.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、独立
に変調されたレーザダイオードアレイを光ファイバアレ
イに結合するための方法及び装置を提供することによ
り、従来技術が持つ欠点及び不具合を解消することであ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to overcome the disadvantages and disadvantages of the prior art by providing a method and apparatus for coupling an independently modulated laser diode array to a fiber optic array. It is to be.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の開示に従った装
置は、個々の独立に変調されたダイオードレーザ源を光
導波路に結合するために、多数の独立に変調されたダイ
オードレーザ源、光導波路のアレイ並びに構造体から構
成されるレーザパッケージを有するレーザサブシステム
を備える。
SUMMARY OF THE INVENTION An apparatus in accordance with the present disclosure comprises a plurality of independently modulated diode laser sources, an optical waveguide, for coupling each independently modulated diode laser source to an optical waveguide. A laser subsystem having a laser package composed of an array of waveguides as well as structures.

【0014】本発明の実施形態では、結合用構造体は、
放射されたレーザ光の一部の偏光方向を変化させる波長
板のアレイを備える。また本発明の実施形態は、異なる
偏光方向を有する放射されたビームが重畳することがで
きるように、複屈折レンズ或いはウォラストンプリズム
を備える。
In an embodiment of the present invention, the connecting structure is
An array of wave plates for changing the polarization direction of a part of the emitted laser light is provided. Embodiments of the present invention also include a birefringent lens or Wollaston prism so that emitted beams having different polarization directions can overlap.

【0015】本発明の開示に従った方法は、独立に変調
されたダイオードレーザのアレイを用いてレーザ光を発
生させる過程と、発生したレーザ光の一部の偏光方向を
変化させる過程と、発生したレーザ光の偏光方向が変化
した部分を重畳できるようにする過程と、発生したレー
ザ光の偏光方向が変化し、かつ重畳された部分を光導波
路に配向する過程とを有する。
A method according to the present disclosure comprises the steps of generating laser light using an array of independently modulated diode lasers, changing the polarization direction of a portion of the generated laser light, A process in which the portion where the polarization direction of the laser light is changed can be superimposed, and a process in which the polarization direction of the generated laser light changes and the superposed portion is oriented in the optical waveguide.

【0016】本発明の目的は、そのシステムの組み込ま
れるレーザ光源に関するパッケージ化コストを削減し、
かつプリント用光学機器のコストを削減することによ
り、熱転写式プリントシステムの製造コストを削減する
ことである。
It is an object of the present invention to reduce packaging costs associated with a laser light source incorporating the system.
Another object of the present invention is to reduce the manufacturing cost of a thermal transfer printing system by reducing the cost of printing optical equipment.

【0017】本発明の別の目的は、焦点深度が増し、解
像度が向上した熱転写式プリントシステムを提供するこ
とである。焦点深度の増加及び解像度の向上のいずれ
も、少なくとも部分的に、プリント用レンズのNAを減
少させた構成によりもたらされる。
It is another object of the present invention to provide a thermal transfer printing system with increased depth of focus and improved resolution. Both the increased depth of focus and the increased resolution are at least partially provided by the reduced NA of the printing lens.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】ここで図面、すなわち詳細には図
1を参照するが、以降同様の或いは類似の構成要素は、
いくつかの図面を通して同一の参照番号を付しており、
また示される構成要素は必ずしも寸法通りに描かれてい
るわけではない。図1は、本発明を組み込む熱転写式プ
リンタの上位レベルのブロック図を示す。その中で、プ
リンタ2は、軸6の周囲を回転するために取着され、モ
ータ8により駆動されるドラム4を備える。ドラム4
は、熱転写式プリント媒体(図示せず)を支持するよう
に設計される。プリンタと共に用いられる熱転写式プリ
ント媒体は、例えば、本譲受人に譲渡された1993年
3月10日に付与された「Spacer BeadLa
ser For Dye−Donor Element
Used inLaser Induced The
rmal Dye Transfer」というタイトル
の独国特許第3879136号に開示されている媒体で
あってもよく、ここで参照して本発明の一部としてい
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Reference is now made to the drawings, in particular to FIG.
The same reference numbers are used throughout the several figures,
Also, the components shown are not necessarily drawn to scale. FIG. 1 shows a high-level block diagram of a thermal transfer printer incorporating the present invention. In it, the printer 2 comprises a drum 4 mounted for rotation about a shaft 6 and driven by a motor 8. Drum 4
Is designed to support thermal transfer print media (not shown). Thermal transfer print media used with printers is, for example, the "Spacer BeadLa" granted March 10, 1993, assigned to the assignee.
ser For Dye-Donor Element
Used inLaser Induced The
It may be the medium disclosed in DE 3879136 entitled "rmal Dye Transfer", which is hereby incorporated by reference.

【0019】プリントヘッド10は、主ねじ12に沿っ
て摺動するように、ドラム4に隣接して移動自在に支持
される。プリントヘッド10は、それぞれが光ファイバ
に接続されている、多数の独立に変調されたレーザを有
するレーザダイオードアレイパッケージ20に、カップ
ラ18により結合される光ファイバを(図1のライン2
4内に)備える光ファイバアレイ14を有する。構造体
及びプリントヘッド10並びにアレイ14の動作に関し
てさらに詳細には、本譲受人に譲渡された1996年4
月27日出願の「Method and Appara
tus forCoupling Light Emi
tted from a Multi−Mode La
ser Diode Array to a Mult
i−Mode Optical Fiber」というタ
イトルの独国特許出願第19617025.7号に記載
されており、ここで参照して本発明の一部としている。
The print head 10 is movably supported adjacent to the drum 4 so as to slide along the main screw 12. The printhead 10 couples the optical fibers (line 2 in FIG. 1) into a laser diode array package 20 having a number of independently modulated lasers, each connected to an optical fiber.
4). For further details regarding the structure and operation of the printhead 10 and the array 14, see Assigned Assignee, Apr. 1996.
"Method and Appara" filed on March 27
tus forCoupling Light Emi
tted from a Multi-Mode La
ser Diode Array to a Multi
It is described in German Patent Application 196 17025.7, entitled "i-Mode Optical Fiber," which is hereby incorporated by reference.

【0020】独立に変調される各レーザは、コンピュー
タ22の制御下で全く独立に変調される。このように個
々のレーザに選択的に電圧が印加されるとき、その個別
のレーザから放射される光線は、カップラ18により個
別の光ファイバ(例えば、図1において参照番号24を
付された被覆に包まれた一群の光ファイバのファイバ形
成部分)に結合され、そのファイバの端面に達するまで
上述のファイバの長さに亘って伝送される。その後光
は、光ファイバから放射され、ドラム4上に載置される
プリント媒体に突き当たる。図1に示されるモータコン
トローラ26、コントロール及びタイミングロジック2
8、D/Aコンバータ30、電流ドライバ32並びにフ
レーム格納部34は、全て従来通りの周知のものであ
り、本発明の一部をなすわけではなく、説明を簡潔にす
るためにその細部については必ずしも説明をするわけで
はない。
Each independently modulated laser is independently modulated under the control of computer 22. When a voltage is thus selectively applied to an individual laser, the light rays emitted from that individual laser are coupled by a coupler 18 to individual optical fibers (e.g., into a coating labeled 24 in FIG. 1). And then transmitted over the length of the fiber until it reaches the end face of the fiber. Thereafter, the light is emitted from the optical fiber and strikes a print medium placed on the drum 4. Motor controller 26, control and timing logic 2 shown in FIG.
8, the D / A converter 30, the current driver 32, and the frame storage unit 34 are all conventional and well-known, and do not form a part of the present invention. I don't necessarily explain.

【0021】ここで図2を参照すると、本発明の好適な
実施形態が示される。示される実施形態は、2つのレー
ザサブシステムを備えており、全体として参照番号36
及び38を付されており、アライナ44上に光スポット
のアレイを形成するためにファイババンドル40及び4
2により結合される。アライナ44はプリント用レンズ
46により結像され、回転式ドラム4上に取着される媒
体平面にプリントスポット48を形成する。2つのレー
ザサブシステム36、38が図2に示されているが、本
発明の実施形態ではレーザサブシステムの数はいくつで
あってもよいということを明確に理解されたい。
Referring now to FIG. 2, a preferred embodiment of the present invention is shown. The embodiment shown comprises two laser subsystems, generally designated by the reference numeral 36.
And 38 to form an array of light spots on an aligner 44.
2 are joined. The aligner 44 is imaged by the printing lens 46 and forms a print spot 48 on the media plane mounted on the rotating drum 4. Although two laser subsystems 36, 38 are shown in FIG. 2, it should be clearly understood that any number of laser subsystems may be used in embodiments of the present invention.

【0022】各レーザサブシステムの内容は、図3及び
4を参照することにより最も明確に理解することができ
る。図3は図2の線3−3に沿って取出した断面図であ
り、図4は図2の線4−4に沿って取出した断面図であ
る。
The contents of each laser subsystem can best be understood by referring to FIGS. 3 is a cross-sectional view taken along line 3-3 of FIG. 2, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line 4-4 of FIG.

【0023】レーザサブシステム36、38はそれぞ
れ、各レーザが光ファイバに結合される多くの独立に変
調されたレーザを有するレーザダイオードアレイパッケ
ージを備える。より詳細には、レーザサブシステム36
は、図3及び4並びに図2に示されるように、多数光源
52、54を備えるレーザダイオードアレイを含むレー
ザパッケージ50を備える。各光源は個別の電流源(図
示せず)により駆動される。各光源は、図3に示される
ように、全体として駆動される1つの幅広い放射源から
形成されるか、或いは放射源のサブアレイとして形成さ
れる。レーザパッケージ50についてさらに詳細には、
本譲受人に譲渡された、1995年7月18日出願の
「Multi−Beam Optical Syste
m Using Lenslet Arrays In
Laser Multi−BeamPrinters
and Recorders」というタイトルの欧州
特許出願第95420203.2号に記載されており、
ここで参照して本発明の一部としている。
Each of the laser subsystems 36, 38 includes a laser diode array package having a number of independently modulated lasers, each laser coupled to an optical fiber. More specifically, the laser subsystem 36
Includes a laser package 50 that includes a laser diode array with multiple light sources 52, 54, as shown in FIGS. Each light source is driven by a separate current source (not shown). Each light source is formed from one broad source that is driven as a whole, as shown in FIG. 3, or is formed as a sub-array of sources. For further details on the laser package 50,
Multi-Beam Optical System, filed July 18, 1995, assigned to the assignee.
m Using Lenslet Arrays In
Laser Multi-BeamPrinters
and Recorders "in European Patent Application No. 95420203.2,
Reference is made here to a part of the present invention.

【0024】さらに図3を参照すると、レーザパッケー
ジ50から放射される光は、アレイ方向の偏光方向に適
切に偏光されるということを見ることができる。図3で
は、この偏光はPを付された偏光である。レーザパッケ
ージ50から放射される光は、波長板セクション55
(図2及び5に最もわかりやすく示される)を通過し、
そこで、(波長板セクションの隙間で)変化しない状態
のままにされるか、或いはアレイ並列方向の偏光、すな
わち図3においてSを付された偏光に変化するかのいず
れかの状態になる。より明確にするために言い換える
と、図5に示されるように、波長板セクション55の隙
間(例えば、隙間56)を通過するレーザ光はP偏光さ
れたままであるが、波長板セクション55の波長板セク
ション部分(例えば、部分57)を通過するレーザ光は
S偏光される。
Still referring to FIG. 3, it can be seen that the light emitted from the laser package 50 is properly polarized in the polarization direction of the array. In FIG. 3, this polarization is the polarization labeled P. Light emitted from the laser package 50 is transmitted to the wave plate section 55.
(Best shown in FIGS. 2 and 5)
There, either the state is left unchanged (due to the gap between the waveplate sections) or the state changes to the polarization in the array parallel direction, ie the polarization marked S in FIG. In other words, for clarity, as shown in FIG. 5, the laser light passing through the gap (eg, gap 56) in waveplate section 55 remains P-polarized, but the waveplate in waveplate section 55 Laser light passing through a section portion (eg, portion 57) is S-polarized.

【0025】再度図3を参照すると、各光源52、54
が光のチャネルを確定し始めるということがわかるが、
さらに、光パターンが図3の光源52のチャネルの場合
のみ詳細に示されているが、例えば光源54のチャネル
を含む全チャネルに対して、部分的に直交偏光(cro
ss polarization)されるということを
さらに理解されたい。
Referring again to FIG. 3, each light source 52, 54
Begin to determine the optical channel,
Further, although the light pattern is shown in detail only for the channels of the light source 52 of FIG. 3, for example, for all the channels including the channel of the light source 54, a partially orthogonal polarization (cro
It should be further understood that ss polarization is applied.

【0026】その後、光はレンズ素子及びレンズ58を
通過し、複屈折レンズプレート64の通過直後に、その
レンズ素子及びレンズ58はファイバ62の入力端面上
に小レンズ平面60を結像する。
Thereafter, the light passes through the lens element and lens 58, and immediately after passing through the birefringent lens plate 64, the lens element and lens 58 image a small lens plane 60 on the input end face of the fiber 62.

【0027】複屈折レンズプレート64は、図7を参照
すると最もよく理解することができる。図7では、左か
ら右に向かって、小レンズ平面60、波長板セクション
54(参照番号66Aにより示されるP隙間光及び参照
番号66Bにより示されるS波長板セクション光を伴
う)、レンズ58並びに複屈折レンズプレート64が示
される。その結晶の光軸は、図7では参照番号68を付
される。S偏光(P偏光よりわずかに太い線で示され
る)は、66B´に飛び込むために変化しないように、
複屈折レンズプレート64を通り伝搬する。言い換える
と、複屈折レンズがない場合と概ね同じ経路に従う。一
方P偏光は、複屈折レンズプレート64により「本来
の」位置(すなわち図7の位置66A´であり、その位
置には複屈折レンズプレート64がない場合に飛び込
む)から位置66B´に移動する。従って、P偏光ビー
ム及びS偏光ビームのいずれも、図7に示されるファイ
バ入射平面70で互いの上に効率的に重畳する。実際の
構成及び動作では、複屈折レンズプレート64による移
動は、重畳したS及びPビームが、ファイバのコアの直
径に概ね等しくなるように設計される。
The birefringent lens plate 64 can best be understood with reference to FIG. In FIG. 7, from left to right, the lenslet plane 60, wave plate section 54 (with P gap light indicated by reference numeral 66A and S wave plate section light indicated by reference numeral 66B), lens 58, and multiple lenses. A refractive lens plate 64 is shown. The optical axis of the crystal is labeled 68 in FIG. The S-polarized light (indicated by a line slightly thicker than the P-polarized light) does not change so as to jump into 66B ′,
The light propagates through the birefringent lens plate 64. In other words, it follows substantially the same path as without a birefringent lens. On the other hand, the P-polarized light moves from the “original” position (that is, the position 66A ′ in FIG. 7 and jumps in the absence of the birefringent lens plate 64) to the position 66B ′ by the birefringent lens plate 64. Thus, both the P-polarized beam and the S-polarized beam effectively overlap each other at the fiber entrance plane 70 shown in FIG. In actual construction and operation, the movement by the birefringent lens plate 64 is designed so that the superimposed S and P beams are approximately equal to the diameter of the fiber core.

【0028】再度図5に示されるように、半波長板アレ
イは、入力及び出力端面に平行で、かつ45°の角度を
なす結晶軸方向59を有する、例えば結晶石英(crysta
l quartz)或いはニオブ酸リチウムから形成することが
できるということを当業者は理解されたい。
As shown again in FIG. 5, the half-wave plate array has a crystal axis direction 59 parallel to the input and output end faces and forming an angle of 45 °, for example, crystal quartz (crysta).
One of ordinary skill in the art will appreciate that it can be formed from quartz or lithium niobate.

【0029】図6を参照すると、本発明の実施形態に用
いることができる別の波長板72が示される。別の波長
板72は1/4波長板のアレイを備え、そこでは波長板
74が直線偏光を右回り円偏光に変化させ、かつ波長板
76が直線偏光を左回り円偏光に変化させるように、結
晶軸方向が±45°間を交互に入れ替わる。当業者には
わかることではあろうが、全ての生じる光に作用するよ
うに別の1/4波長板を加えることにより、デバイス7
2はデバイス54と同じ結果をもたらすであろう。
Referring to FIG. 6, another wave plate 72 that can be used in an embodiment of the present invention is shown. Another wave plate 72 comprises an array of quarter wave plates, where wave plate 74 changes linear polarization to clockwise circular polarization and wave plate 76 changes linear polarization to counterclockwise circular polarization. , The crystal axis direction alternates between ± 45 °. As will be appreciated by those skilled in the art, by adding another quarter-wave plate to affect all generated light, the device 7
2 will give the same result as device 54.

【0030】再度図7を参照すると、領域66B´での
重畳により、複屈折レンズを利用しないシステムと比べ
て、小さなコア径のファイバを用いることができるよう
になる。そのようなファイバにより媒体上に結像される
とき、プリント用レンズ(図2の素子46)はさらに縮
小されることが求められるため、より小さなコア径のフ
ァイバに光を結合することができ、その結果媒体平面上
でのNAが小さくなるという利点がある。
Referring again to FIG. 7, the overlap at region 66B 'allows the use of smaller core diameter fibers as compared to systems that do not utilize birefringent lenses. When imaged on media by such a fiber, the printing lens (element 46 in FIG. 2) is required to be further reduced, so that light can be coupled to a fiber with a smaller core diameter, As a result, there is an advantage that the NA on the medium plane is reduced.

【0031】上記内容に基づいて、当業者は、独立に変
調されたダイオードレーザ源のアレイを光ファイバに結
合するために、本発明が多くの構成を実現することを理
解し、認識されたい。本発明の実施形態は、レーザ光の
NAを減少させ、それ故解像度及び焦点深度を向上させ
るために、複屈折レンズのような手段を利用する。実際
に、本発明の実施形態が独立に変調されたダイオードレ
ーザ源を利用するということにより、レーザパッケージ
ングコスト、ひいては全システムコストが削減される。
本発明の実施形態は、特に、熱転写式プリントシステム
において用いるのが適当である。
Based on the foregoing, those skilled in the art will understand and appreciate that the present invention implements many configurations for coupling an array of independently modulated diode laser sources to an optical fiber. Embodiments of the present invention utilize means such as birefringent lenses to reduce the NA of the laser light, and thus improve resolution and depth of focus. Indeed, the fact that embodiments of the present invention utilize an independently modulated diode laser source reduces laser packaging costs and thus overall system costs.
Embodiments of the present invention are particularly suitable for use in thermal transfer printing systems.

【0032】本発明はその特定の実施形態に関して記載
されているが、上記記載を考慮すれば代替例、変更例、
変形例が当業者には明らかであろう。例えば、アレイの
各レーザ源は、レーザのサブアレイとは対照的に、大き
なセグメント化されていない放射開口部であってもよ
い。また、ファイバとレンズとの間に複屈折レンズを用
いる代わりに、ファイバ端部にウォラストンプリズムを
配置し、それ故ファイバ入力端面でのビームサイズを減
少させるのとは対照的に、ファイバに入る光のNAを減
少させることができる。例示及び請求の範囲を支持する
意味で、図3及び4に示される素子64は、本発明の別
の実施形態ではウォラストンプリズムであると考えても
よい。従って、本発明は、そのような全ての代替例、変
更例並びに変形例を、請求の範囲の精神及び幅広い観点
の範囲内に入るものとして網羅することを意図するもの
である。
Although the present invention has been described with respect to particular embodiments thereof, it is to be understood that alternatives, modifications,
Variations will be apparent to those skilled in the art. For example, each laser source in the array may be a large non-segmented radiation aperture, as opposed to a sub-array of lasers. Also, instead of using a birefringent lens between the fiber and the lens, a Wollaston prism is placed at the fiber end, thus entering the fiber as opposed to reducing the beam size at the fiber input end. The NA of light can be reduced. For purposes of illustration and support, the element 64 shown in FIGS. 3 and 4 may be considered a Wollaston prism in another embodiment of the present invention. Accordingly, the invention is intended to cover all such alternatives, modifications, and variations as fall within the spirit and scope of the appended claims.

【0033】[0033]

【発明の効果】上記のように、本発明のレーザダイオー
ドアレイと光ファイバとの結合用構造体を用いることに
より、レーザのパッケージ化に関するコストを削減で
き、それによりシステム全体のコストを削減するととも
に、レーザプリンタのプリント用レンズのNAを小さく
することにより、焦点深度及び解像度が改善されたシス
テムを提供することができる。
As described above, by using the structure for coupling a laser diode array and an optical fiber according to the present invention, it is possible to reduce the cost for packaging a laser, thereby reducing the cost of the entire system. By reducing the NA of the printing lens of the laser printer, a system with improved depth of focus and resolution can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明を組み込んだ熱転写式プリンタの上位
レベルのブロック図である。
FIG. 1 is a high-level block diagram of a thermal transfer printer incorporating the present invention.

【図2】 本発明の実施形態を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of the present invention.

【図3】 図2の実施形態の第1の部分の断面図であ
る。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a first portion of the embodiment of FIG.

【図4】 図2の実施形態の第1の部分の別の断面図で
ある。
FIG. 4 is another cross-sectional view of the first portion of the embodiment of FIG.

【図5】 図2の実施形態の第2の部分の第1の別の実
施形態を示す図である。
FIG. 5 shows a first alternative embodiment of the second part of the embodiment of FIG. 2;

【図6】 図2の実施形態の第2の部分の別の実施形態
を示す図である。
FIG. 6 shows another embodiment of the second part of the embodiment of FIG. 2;

【図7】 本発明の実施形態における偏光を重畳するた
めに用いられる複屈折レンズの動作を示す図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating an operation of a birefringent lens used for superimposing polarized light in the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 プリンタ、4 ドラム、6 軸、8 モータ、10
プリントヘッド、12 主ねじ、14 光ファイバア
レイ、18 カップラ、20 レーザダイオードアレ
イ、22 コンピュータ、24 ライン、26 モータ
コントローラ、28 コントロール及びタイミングロジ
ック、30 D/Aコンバータ、32 電流ドライバ、
34 フレーム格納部、36 レーザサブシステム、3
8 レーザサブシステム、40 ファイババンドル、4
2 ファイババンドル、44 アライナ、46 プリン
ト用レンズ、48 プリントスポット、50 レーザパ
ッケージ、52 光源、54 光源、55 波長板セク
ション、56 波長板隙間、57 波長板セクション部
分、58 レンズ、59 結晶軸方向、60 小レンズ
平面、62 光ファイバ、64 複屈折レンズプレー
ト、66A P隙間光、66B S波セクション光、6
6A´ 「本来の」光位置、66B´ 「移動した」光
位置、68 結晶の光軸、70 ファイバ入射平面、7
2 別の波長板、74 波長板、76 波長板。
2 printers, 4 drums, 6 axes, 8 motors, 10
Print head, 12 main screws, 14 fiber optic array, 18 coupler, 20 laser diode array, 22 computer, 24 lines, 26 motor controller, 28 control and timing logic, 30 D / A converter, 32 current driver,
34 frame storage unit, 36 laser subsystem, 3
8 laser subsystem, 40 fiber bundle, 4
2 fiber bundle, 44 aligner, 46 print lens, 48 print spot, 50 laser package, 52 light source, 54 light source, 55 wavelength plate section, 56 wavelength plate gap, 57 wavelength plate section, 58 lens, 59 crystal axis direction, 60 small lens plane, 62 optical fiber, 64 birefringent lens plate, 66AP gap light, 66B S wave section light, 6
6A '"native" light position, 66B'"moved" light position, 68 crystal optical axis, 70 fiber entrance plane, 7
2 Another wave plate, 74 wave plate, 76 wave plate.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 レーザサブシステムを備えるシステムで
あって、前記レーザサブシステムが、 独立に変調されたダイオードレーザ源のアレイを含むレ
ーザパッケージと、 光導波路のアレイと、 前記複数の独立に変調されたダイオードレーザ源を前記
光導波路のアレイの光導波路に結合するための手段とを
備えることを特徴とするシステム。
1. A system comprising a laser subsystem, the laser subsystem comprising: a laser package including an array of independently modulated diode laser sources; an array of optical waveguides; Means for coupling the diode laser source to the optical waveguides of the array of optical waveguides.
【請求項2】 レーザサブシステムを備えるシステムで
あって、前記レーザサブシステムが、 レーザ光を放射する複数の独立に変調されたレーザを有
するレーザダイオードパッケージアレイと、 それぞれが入力端面を有する複数の光ファイバと、 前記複数の独立に変調されたレーザからの前記放射され
た光を前記複数の光ファイバの前記入力端面に結合する
ためのレーザ/光ファイバカップラとを備え、前記レー
ザ/光ファイバカップラが、 放射されたレーザ光の交互の帯域の偏光を変化させる波
長板セクションと、 放射されたレーザ光の交互の帯域が、光ファイバの光入
力端で重畳することができるようにする複屈折媒体とを
備えることを特徴とするシステム。
2. A system comprising a laser subsystem, the laser subsystem comprising: a laser diode package array having a plurality of independently modulated lasers emitting laser light; and a plurality of laser diode package arrays each having an input end face. An optical fiber; and a laser / optical fiber coupler for coupling the radiated light from the plurality of independently modulated lasers to the input end face of the plurality of optical fibers. A wave plate section that changes the polarization of the alternating bands of the emitted laser light; and a birefringent medium that allows the alternating bands of the emitted laser light to overlap at the optical input end of the optical fiber. And a system comprising:
【請求項3】 感熱プリント用媒体に作用するようにレ
ーザ光を用いるための方法であって、 複数の独立に変調されたダイオードレーザを用いるレー
ザ光を発生させる過程と、 前記発生したレーザ光の一部の偏光方向を変化させる過
程と、 前記発生したレーザ光の偏光方向を変化させた部分が重
畳することができるようにする過程と、 前記発生したレーザ光の前記偏光方向が変化し、かつ重
畳された部分を光導波路に配向する過程とを有すること
を特徴とする方法。
3. A method for using laser light to act on a thermal printing medium, comprising: generating a laser light using a plurality of independently modulated diode lasers; Changing the polarization direction of a part of the laser light, changing the polarization direction of the generated laser light to be superimposed, and changing the polarization direction of the generated laser light, and Orienting the superimposed portion to the optical waveguide.
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