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JPS63269131A - Parallel light forming device - Google Patents

Parallel light forming device

Info

Publication number
JPS63269131A
JPS63269131A JP62105108A JP10510887A JPS63269131A JP S63269131 A JPS63269131 A JP S63269131A JP 62105108 A JP62105108 A JP 62105108A JP 10510887 A JP10510887 A JP 10510887A JP S63269131 A JPS63269131 A JP S63269131A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
parallel light
light source
waveguide
converted
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
JP62105108A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiya Takahashi
俊也 高橋
Tetsuo Yanai
哲夫 谷内
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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 Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP62105108A priority Critical patent/JPS63269131A/en
Publication of JPS63269131A publication Critical patent/JPS63269131A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To convert projected light from a waveguide type nonlinear optical device into parallel light by using a convex cylindrical lens continuously changing its curvature. CONSTITUTION:Light radiated from a light source 100 is made incident upon the waveguide type nonlinear optical device 101. The device 101 generates and projects higher harmonic of the light radiated from the light source 100, one of the projected light 103 is converted into parallel light and the other is projected as dispersed light. A light emitting point of secondary higher harmonic radiated from the incident end of the waveguide is different from that of secondary higher harmonic radiated from its projection end. A convex cylindrical lens 103 is arranged vertically to an optical axis so that the dispersed light out of the projected light are converted into parallel light. The curvature of the lens 102 is changed in accordance with the incident position of light and continuously changed so that its focus is fitted to the whole waveguide formed on the device 101. Consequently, the projected light from the device 101 can be converted into parallel light.

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光ディスクやレーザプリンタに用いられるレ
ーザ光源等を用いた平行光作成装置に関するものである
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a parallel light generating device using a laser light source used in optical discs and laser printers.

従来の技術 近年、レーザ光源の中で半導体レーザを用いたレーザ光
源は、He−Neなどのガスレーザを用いたものに比べ
、小型、軽量でかつ変調も容易にかけられるなどといっ
た優れた特徴をもつため、光ディスクやレーザプリンタ
などに広(使われている。一方、光ディスクの記録容量
はビットの面積に反比例するため、半導体レーザの波長
を短(してより小さなビットを形成しようとする研究が
進められている。非線形光学素子もその一つで、入射さ
れた1次光をその2次の高調波に変換することによって
、もとの光源の1/2の波長の光を得ることができる。
Conventional technology In recent years, among laser light sources, laser light sources using semiconductor lasers have superior characteristics such as being smaller, lighter, and easier to modulate than those using gas lasers such as He-Ne. It is widely used in optical disks, laser printers, etc. On the other hand, since the recording capacity of an optical disk is inversely proportional to the area of the bit, research is underway to shorten the wavelength of semiconductor lasers to form smaller bits. Nonlinear optical elements are one such device, and by converting incident primary light into its secondary harmonic, it is possible to obtain light with a wavelength half that of the original light source.

導波路形非線形光学素子は、半導体レーザなどの出射光
を非線形光学素子上に形成された導波路に入射すると、
その2次高調波を導波路に対しである角度(半導体レー
ザであれば約16°)で放射する素子である。これらの
光源から出射される光を用いて、ディスク上にビットを
形成したり、ディスク上のビットを読みだしたりするに
は、それらの光をディスク上に回折限界できまる大きさ
のスポット(半導体レーザならばφ1.4μ輪程度)に
集光しなければならない。そのためには、集光レンズに
平行光を入射することが望ましい。半導体レーザの出射
光は発散光であるので、一旦平行光に変換する必要があ
り、光ディスり等に用いられている半導体レーザ光源も
平行光を出射するような形態で供給されているものが多
い。以下、図面を参照しながら、従来の光ディスクに用
いられている光ピツクアップ用の半導体レーザ光源の一
例について説明する。
In a waveguide-type nonlinear optical element, when light emitted from a semiconductor laser or the like enters a waveguide formed on the nonlinear optical element,
This is an element that emits the second harmonic at a certain angle (approximately 16° in the case of a semiconductor laser) with respect to the waveguide. In order to use the light emitted from these light sources to form bits on the disk or read out the bits on the disk, the light must be placed on the disk at a diffraction-limited spot (semiconductor). If it is a laser, it must be focused on a diameter of about 1.4μ ring). For this purpose, it is desirable to make parallel light incident on the condenser lens. Since the emitted light of a semiconductor laser is a diverging light, it must be converted into parallel light once, and the semiconductor laser light sources used in optical discs etc. are also supplied in a form that emits parallel light. many. An example of a semiconductor laser light source for optical pickup used in a conventional optical disc will be described below with reference to the drawings.

第3図は、従来の光ピツクアップに用いられている半導
体レーザ光源の説明図である。第3図において、301
は半導体レーザ、302はコリメートレンズ、303は
半導体レーザ光である。
FIG. 3 is an explanatory diagram of a semiconductor laser light source used in conventional optical pickup. In Figure 3, 301
is a semiconductor laser, 302 is a collimating lens, and 303 is a semiconductor laser beam.

半導体レーザ301から出射されるレーザ光303は、
球面波であり、垂直、水平方向にそれぞれある広がり角
をもって広がる。コリメートレンズ302の焦点を、こ
の半導体レーザ光303の発光中心と一致させることに
よって、発散光を平行光に変換している。(例えば、末
日;”光学部品の使い方と留意点”、PP、87、ネプ
トロニクス社(1985))。
Laser light 303 emitted from semiconductor laser 301 is
It is a spherical wave and spreads with a certain spread angle in both the vertical and horizontal directions. By aligning the focal point of the collimating lens 302 with the emission center of the semiconductor laser beam 303, the divergent light is converted into parallel light. (For example, Latter Day; "Usage and precautions for optical components", PP, 87, Neptronics Co., Ltd. (1985)).

発明が解決しようとする問題点 しかしながら上記のような構成では、半導体レーザの出
射光は変換できるが、導波路形弁線形光学素子の出射光
は平行光に変換できず、平行光を出射するレーザ光源と
はならない。以下、第4図を用いて問題点を説明する。
Problems to be Solved by the Invention However, with the above configuration, although the emitted light of the semiconductor laser can be converted, the emitted light of the waveguide type valve linear optical element cannot be converted into parallel light, and the laser that emits parallel light cannot be converted into parallel light. It does not serve as a light source. The problems will be explained below with reference to FIG.

第4図は導波路形弁線形光学素子から発生する2次高調
波の出射光の説明図で、第4図(a)は導波路形弁線形
光学素子を導波路が形成されている面の横方向から見た
図、第4図(b)はそれを導波路が形成されている方向
から見た図である。両図において、101は導波路形弁
線形光学素子、401.403.404は101の出射
光、402は球面レンズである。
Figure 4 is an explanatory diagram of the second harmonic output light generated from the waveguide type valve linear optical element, and Figure 4 (a) shows the waveguide type valve linear optical element on the surface where the waveguide is formed. FIG. 4(b) is a view viewed from the lateral direction, and FIG. 4(b) is a view viewed from the direction in which the waveguide is formed. In both figures, 101 is a waveguide type valve linear optical element, 401, 403, and 404 are the output lights of 101, and 402 is a spherical lens.

(1)導波路形弁線形光学素子101の出射光は、半導
体レーザの出射光のように垂直、水平方向とも発散光で
はな(、一方は平行光401で、他方はある角度をもっ
て広がる発散光403.404となっている。従って、
球面レンズ402のみでは両方を一挙に平行光にはでき
ない。
(1) The light emitted from the waveguide type valve linear optical element 101 is not a diverging light in both the vertical and horizontal directions like the light emitted from a semiconductor laser (one is parallel light 401 and the other is diverging light that spreads at a certain angle). 403.404. Therefore,
The spherical lens 402 alone cannot convert both into parallel light at once.

(2)第4図(b)のように、導波路の一次光の入射端
から放射される2次高調波403と、出射端から放射さ
れる2次高調波404は広がり角は一定であるが、発光
点が異なる。従って、1枚のレンズで平行光に変換しよ
うとすると、同じ面内の発散光であっても、405と4
06のように一方は平行光、他方は発散光となってしま
う。
(2) As shown in Figure 4(b), the spread angle of the second harmonic 403 radiated from the input end of the primary light of the waveguide and the second harmonic 404 radiated from the output end is constant. However, the light emitting point is different. Therefore, if you try to convert into parallel light with one lens, even if the light is divergent in the same plane, 405 and 4
As shown in 06, one becomes parallel light and the other becomes divergent light.

問題点を解決ための手段 上記問題点を解決するために本発明の装置は、光源と、
その光源の出射光を入射して前記光源の高調波を出射す
る導波路形弁線形光学素子と、その非線形光学素子の出
射光を平行光に変換する、曲率が連続的に変化する凸シ
リンドリカルレンズを用いたものである。
Means for Solving the Problems In order to solve the above problems, the apparatus of the present invention includes a light source;
A waveguide type valve linear optical element that receives the light emitted from the light source and emits harmonics of the light source, and a convex cylindrical lens whose curvature changes continuously that converts the light emitted from the nonlinear optical element into parallel light. It uses

作用 本発明は上記した構成によって、凸シリンドリカルレン
ズを用いているので発散光のみを平行光に変換し、もう
一方の平行光はそのまま保存される。また、焦点距離が
発散光が入射する場所によって興なるため、発光点が興
なっていてもすべて平行光に変換することができる。従
って、平行光を出射するレーザ光源を形成できる。
Function: Since the present invention uses a convex cylindrical lens with the above-described configuration, only the diverging light is converted into parallel light, and the other parallel light is preserved as is. Furthermore, since the focal length depends on the location where the diverging light is incident, even if the light emitting points are different, all of them can be converted into parallel light. Therefore, a laser light source that emits parallel light can be formed.

実施例 以下、本発明の第1の実施例のレーザ光源について、図
面を参照しながら説明する。
EXAMPLE Hereinafter, a laser light source according to a first example of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図はレーザ光源の説明図で、第1図(a)は導波路
形弁線形光学素子を導波路が形成されている方向から見
た図、第1図(b)はそれを側面から見た図である。両
図において、100は半導体レーザなどの光源、101
は導波路形弁線形光学素子、102は曲率が連続的に変
化する凸シリンドリカルレンズ、103は非線形光学素
子の出射光、104は変換された平行光である。
Figure 1 is an explanatory diagram of a laser light source, Figure 1 (a) is a diagram of a waveguide type valve linear optical element viewed from the direction in which the waveguide is formed, and Figure 1 (b) is a diagram of it viewed from the side. This is the view. In both figures, 100 is a light source such as a semiconductor laser, and 101 is a light source such as a semiconductor laser.
102 is a convex cylindrical lens whose curvature changes continuously, 103 is the output light of the nonlinear optical element, and 104 is the converted parallel light.

以上のように構成されたレーザ光源について、第1図及
び第2図を用いて説明する。
The laser light source configured as above will be explained using FIG. 1 and FIG. 2.

光源100から出射した光は導波路形弁線形光学素子1
01に入射される。導波路形弁線形光学素子101では
、光源100の高調波を発生し出射するが、この出射光
103は第4図で説明したように、一方は平行光、他方
は発散光となっている。また、導波路の入射端から出射
される2次高調波と、出射端から出射される2次高調波
は発光点が異なる。その出射光103を第1図(a)に
示すように発散光が平行光に変換されるように、第1図
(b)に示すように平行光をそのまま透過するように、
かつ光軸に対して垂直に凸シリンドリカルレンズ102
を配置する。凸シリンドリカルレンズ102は、光の入
射位置により曲率が異なる。その曲率は、焦点が非線形
光学素子101上に形成された導波路全体に合うように
、連続的に変化している。第2図にこの凸シリンドリカ
ルレンズの設計例を示す。この凸シリンドリカルレンズ
は、暑さio+e−で、素子からの距離5.3−mに配
置すると素子内の導波路に焦点が合うように設計しであ
る。曲率は、第2図に示しであるように入射端側は10
.15+e霧と大きく、出射端側は7.08svと小さ
くなっており、その間は(1)式で示されるような距離
の1次関数で変化する。
The light emitted from the light source 100 is transmitted to the waveguide type valve linear optical element 1.
01. The waveguide type valve linear optical element 101 generates and emits harmonics of the light source 100, and as explained in FIG. 4, one of the output lights 103 is parallel light and the other is diverging light. Further, the second harmonics emitted from the input end of the waveguide and the second harmonics emitted from the output end have different light emission points. The emitted light 103 is arranged so that the divergent light is converted into parallel light as shown in FIG. 1(a), and the parallel light is transmitted as it is as shown in FIG. 1(b).
and a convex cylindrical lens 102 perpendicular to the optical axis.
Place. The convex cylindrical lens 102 has a different curvature depending on the incident position of light. Its curvature changes continuously so that the focal point matches the entire waveguide formed on the nonlinear optical element 101. FIG. 2 shows a design example of this convex cylindrical lens. This convex cylindrical lens is designed to focus on the waveguide within the element when placed at a distance of 5.3-m from the element at a temperature of io+e-. The curvature is 10 on the input end side as shown in Figure 2.
.. The fog is as large as 15+e, and is as small as 7.08 sv on the exit end side, and changes in between as a linear function of distance as shown by equation (1).

r =0.512d +7.08  ””(1)r:曲
率、d:出射端から発光点までの距離(S−) また、このシリンドリカルレンズの厚みと素子の間の距
離は、与えられた条件により設定しなおすことが可能で
ある。
r = 0.512d + 7.08 "" (1) r: curvature, d: distance from the output end to the light emitting point (S-) Also, the thickness of this cylindrical lens and the distance between the elements are determined according to the given conditions. It is possible to reset the settings by

以上のように、凸シリンドリカルレンズを設計すること
によって、導波路形弁線形光学素子の出射光を平行光に
変換することができる。従って、平行光を出射するレー
ザ光源となる。
As described above, by designing a convex cylindrical lens, it is possible to convert the light emitted from the waveguide type valve linear optical element into parallel light. Therefore, it becomes a laser light source that emits parallel light.

発明の効果 以上のように本発明によれば、導波路形弁線形光学素子
の出射光を1枚の凸シリンドリカルレンズで平行光に変
換することができる。従って、半導体レーザなどの光源
の高調波が平行光で出射するレーザ光源が得られ、現在
の半導体レーザ光源と同じ出射形態であるため、現行の
機器に半導体レーザ光源と同じような方法で組み込むこ
とが可能となる。
Effects of the Invention As described above, according to the present invention, the light emitted from the waveguide type valve linear optical element can be converted into parallel light using one convex cylindrical lens. Therefore, a laser light source that emits the harmonics of a light source such as a semiconductor laser as parallel light can be obtained, and since it has the same emission form as current semiconductor laser light sources, it can be incorporated into current equipment in the same way as semiconductor laser light sources. becomes possible.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の第1の実施例を示すレーザ光源の説明
図、第2図は凸シリンドリカルレンズの設計例を示す説
明図、第3図は従来の半導体レーザ光源を示す説明図、
第4図は導波路形弁線形光学素子から発生する2次高調
波の出射状態の説明図である。 100・・・光源、101・・・導波路形弁線形光学素
子、102・・・凸シリンドリカルレンズ、103・・
・非線形光学素子の出射光、104・・・平行光。 代理人の氏名 弁理士 中尾敏男 ほか1名Im−−−
光源 第1  y4              /(12−
−一凸シリントリカ]レレンズ第2図 /θ2 .311)/−−一半1!!俸レーサ゛の2−−−コリ
メートレンズ 第 3 図          33−一一半暮忰し−
ヅ九301       302   .1)3第4図 匈1
FIG. 1 is an explanatory diagram of a laser light source showing a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram showing a design example of a convex cylindrical lens, and FIG. 3 is an explanatory diagram showing a conventional semiconductor laser light source.
FIG. 4 is an explanatory diagram of the emission state of the second harmonic generated from the waveguide type valve linear optical element. 100... Light source, 101... Waveguide type valve linear optical element, 102... Convex cylindrical lens, 103...
- Outgoing light of the nonlinear optical element, 104...Parallel light. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and one other person Im---
Light source 1st y4/(12-
-One-convex cylindrical lens Fig. 2/θ2. 311)/--One and a half one! ! Figure 33 - Collimating lens No. 3 of the salary laser
Zuku 301 302. 1) 3 Figure 4 Xiong 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  光源と、前記光源の出射光を入射して前記光源の高調
波を出射する導波路形非線形光学素子と、前記導波路形
非線形光学素子の出射光を平行光に変換する、曲率が連
続的に変化する凸シリンドリカルレンズとを備えてなる
ことを特徴とする平行光作成装置。
a light source; a waveguide-type nonlinear optical element that receives light emitted from the light source and emits harmonics of the light source; A parallel light generating device characterized by comprising a variable convex cylindrical lens.
JP62105108A 1987-04-28 1987-04-28 Parallel light forming device Pending JPS63269131A (en)

Priority Applications (1)

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JP62105108A JPS63269131A (en) 1987-04-28 1987-04-28 Parallel light forming device

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JP62105108A JPS63269131A (en) 1987-04-28 1987-04-28 Parallel light forming device

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JP (1) JPS63269131A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5082340A (en) * 1989-04-28 1992-01-21 Hamamatsu Photonics K. K. Wavelength converting device
JPH04186531A (en) * 1990-11-20 1992-07-03 Matsushita Electric Ind Co Ltd Optical disk device
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