JP2006091725A - Optical apparatus including laser light source, and method for adjusting the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザ光源を含む光学装置およびその調整方法に関する。特に、レーザ光源としての半導体レーザおよび光学素子としてのレンズを含む光学装置およびその調整方法に関する。 The present invention relates to an optical device including a laser light source and an adjustment method thereof. In particular, the present invention relates to an optical device including a semiconductor laser as a laser light source and a lens as an optical element, and an adjustment method thereof.
レーザ光源としての半導体レーザは、種々の光学素子と組み合わせて種々の分野で広く使用されている。 Semiconductor lasers as laser light sources are widely used in various fields in combination with various optical elements.
図4および5は、半導体レーザが使用されるレーザビームプリンタの、光源部分の光学系の水平および垂直方向断面の光路図を示す。一般に、半導体レーザのレーザ光の出射角は、活性層に対して垂直方向では広く水平方向では狭い。図4および5において光源に近い位置に配置された第1レンズは、光軸に垂直な光束断面における水平方向および垂直方向の径を揃える、ビーム整形機能を有する。第1のレンズの、光源と反対側に配置された第2レンズは、コリメータレンズである。 4 and 5 show optical path diagrams of horizontal and vertical cross sections of an optical system of a light source part of a laser beam printer using a semiconductor laser. In general, the emission angle of laser light from a semiconductor laser is wide in the vertical direction and narrow in the horizontal direction with respect to the active layer. 4 and 5, the first lens arranged at a position close to the light source has a beam shaping function that aligns the horizontal and vertical diameters in the cross section of the light beam perpendicular to the optical axis. The second lens disposed on the opposite side of the first lens from the light source is a collimator lens.
図6は、半導体レーザ、第1レンズおよび第2レンズを入射光学系として含む、レーザビームプリンタの光学系を示す。レーザビームプリンタの光学系は、入射光学系の他にポリゴンミラーと走査光学系を含む。入射光学系は、上述のように、半導体レーザからの拡散光をビーム整形し、平行光とする。ポリゴンミラーは、ビームの向きを変化させる。走査光学系は、像面上の所望の位置にビームを結像させる。 FIG. 6 shows an optical system of a laser beam printer including a semiconductor laser, a first lens, and a second lens as an incident optical system. The optical system of the laser beam printer includes a polygon mirror and a scanning optical system in addition to the incident optical system. As described above, the incident optical system shapes the diffused light from the semiconductor laser into a parallel light. The polygon mirror changes the direction of the beam. The scanning optical system forms an image of the beam at a desired position on the image plane.
上述の半導体レーザを含む入射光学系は、レーザビームプリンタの他に、光記憶装置の光ピックアップシステムなどに広く使用される。 The incident optical system including the above-described semiconductor laser is widely used in an optical pickup system of an optical storage device in addition to a laser beam printer.
図7は、レーザ光源としての半導体レーザからのレーザビームを光ファイバに結合するための光結合素子の、垂直方向断面および水平方向断面の光路図を示す。集光位置が光ファイバの端面の位置である。光結合素子は、光軸に垂直な光束断面における水平方向および垂直方向の径を揃える、ビーム整形機能および集光機能を有する。 FIG. 7 shows optical path diagrams of a vertical cross section and a horizontal cross section of an optical coupling element for coupling a laser beam from a semiconductor laser as a laser light source to an optical fiber. The condensing position is the position of the end face of the optical fiber. The optical coupling element has a beam shaping function and a light condensing function for aligning the horizontal and vertical diameters in a light beam cross section perpendicular to the optical axis.
上述の、半導体レーザと光学素子とを含む光学系においては、光学素子について以下の調整が必要となる。 In the optical system including the semiconductor laser and the optical element described above, the following adjustment is required for the optical element.
光学素子の光軸調整(光軸に垂直な面内の位置調整)
光学素子の、光軸方向の位置調整
光学素子の、光軸のまわりの回転方向の位置調整
光学素子の、光軸に対する傾き調整
ここで、留意すべき点は、光学素子は、光軸に垂直な光束断面における水平方向および垂直方向の径を揃える、ビーム整形機能を有するので、光軸を回転軸とした場合に回転非対称な形状を備える点である。このため、半導体レーザと光学素子との、光軸のまわりの回転方向の位置調整は、特に重要である。
Optical axis adjustment of optical element (position adjustment in a plane perpendicular to the optical axis)
Position adjustment of the optical element in the optical axis direction Position adjustment of the optical element in the rotational direction around the optical axis Adjustment of the tilt of the optical element with respect to the optical axis Here, it should be noted that the optical element is perpendicular to the optical axis. Since it has a beam shaping function that aligns the horizontal and vertical diameters of the light beam cross section, it has a rotationally asymmetric shape when the optical axis is the rotational axis. For this reason, the positional adjustment of the semiconductor laser and the optical element in the rotational direction around the optical axis is particularly important.
さらに、レーザプリンタの光分解能化や光記憶装置の高密度化が進むにつれて、光学系に要求される精度もますます高くなってきている。このため、半導体レーザと光学素子との、上述の位置調整にも従来以上に高い精度が要求されている。 Furthermore, as the optical resolution of laser printers and the density of optical storage devices increase, the accuracy required for optical systems is also increasing. For this reason, the above-mentioned position adjustment between the semiconductor laser and the optical element is required to have higher accuracy than before.
半導体レーザと光学素子との位置調整のための装置および方法は、たとえば、特許文献1(図1および8乃至11段落他)、特許文献2(図1および9乃至10段落他)、特許文献3(図2乃至3および23乃至31段落)、特許文献4(図6および54乃至59段落)および特許文献5(図5乃至6および50乃至58段落)に記載されている。しかし、これらの従来の装置または方法は、上述の調整の全てを可能にするものではない。
For example, Patent Document 1 (FIGS. 1 and 8 to 11th paragraph, etc.), Patent Document 2 (FIGS. 1 and 9 to 10th paragraph, etc.),
レーザ光源と光学素子との光軸調整(光軸に垂直な面内の位置調整)、レーザ光源と光学素子との、光軸方向の位置調整、レーザ光源と光学素子との、光軸のまわりの回転方向の位置調整およびレーザ光源と光学素子との、光軸に対する傾き調整の全てを簡単に行うことのできる、レーザ光源と光学素子とを含む光学装置に対するニーズがある。 Optical axis adjustment of laser light source and optical element (position adjustment in a plane perpendicular to the optical axis), position adjustment of laser light source and optical element in optical axis direction, laser light source and optical element around optical axis There is a need for an optical apparatus including a laser light source and an optical element that can easily perform all of the positional adjustment in the rotation direction and the inclination adjustment of the laser light source and the optical element with respect to the optical axis.
本発明によるレーザ光源を含む光学装置は、レーザ光源ユニットと、レーザ光源ユニットハウジングと、第1の光学素子ハウジングと、を含む。レーザ光源ユニットは、レーザ光源を含み、光軸と一致する回転対称軸を有する円筒形である。レーザ光源ユニットハウジングは、レーザ光源と嵌合する円筒形の中空部を有し、レーザ光源ユニットを嵌合させた場合に光軸に対して一定の角度の面を有する第1の部材を備える。第1の光学素子ハウジングは、光学素子を含み、光軸に対して前記一定の角度の面を備える。レーザ光源ユニットは、第1の部材の円筒形の中空部において光軸方向および光軸と一致する回転対称軸のまわりの回転方向に位置調整ができるように構成されている。第1の光学素子ハウジングは、光軸に対して前記一定の角度の面を摺動させることにより、レーザ光源ユニットハウジングに対して位置調整ができるように構成されている。 An optical device including a laser light source according to the present invention includes a laser light source unit, a laser light source unit housing, and a first optical element housing. The laser light source unit includes a laser light source and has a cylindrical shape having an axis of rotational symmetry that coincides with the optical axis. The laser light source unit housing has a cylindrical hollow portion that fits with the laser light source, and includes a first member that has a surface having a certain angle with respect to the optical axis when the laser light source unit is fitted. The first optical element housing includes an optical element and includes a surface having the predetermined angle with respect to the optical axis. The laser light source unit is configured to be position-adjustable in the direction of the optical axis and the rotational direction around the rotationally symmetric axis that coincides with the optical axis in the cylindrical hollow portion of the first member. The first optical element housing is configured so that the position of the first optical element housing can be adjusted with respect to the laser light source unit housing by sliding the surface having the predetermined angle with respect to the optical axis.
本発明による光学装置を調整する方法は、レーザ光源ユニットと、レーザ光源ユニットハウジングと、第1の光学素子ハウジングと、を含む光学装置を調整する。レーザ光源ユニットは、レーザ光源を含み、光軸と一致する回転対称軸を有する円筒形である。レーザ光源ユニットハウジングは、レーザ光源と嵌合する円筒形の中空部を有し、レーザ光源ユニットを嵌合させた場合に光軸に対して一定の角度の面を有する第1の部材を備える。第1の光学素子ハウジングは、光学素子を含み、光軸に対して前記一定の角度の面を備える。本発明による光学装置を調整する方法は、レーザ光源ユニットを、第1の部材の円筒形の中空部に勘合させるステップと、光軸をZ軸として、波面の点像を観察しながらレーザ光の中心を像の中心に合わせるように、光学装置全体のX軸方向およびY軸方向の位置を調整するステップと、を含む。さらに、波面収差を測定し、測定結果に基づいて第1の光学素子ハウジングのX軸方向およびY軸方向の位置、レーザ光源ユニットのZ軸方向の位置およびレーザ光源ユニットのZ軸まわりの回転位置を調整するステップを含む。 A method for adjusting an optical device according to the present invention adjusts an optical device including a laser light source unit, a laser light source unit housing, and a first optical element housing. The laser light source unit includes a laser light source and has a cylindrical shape having an axis of rotational symmetry that coincides with the optical axis. The laser light source unit housing has a cylindrical hollow portion that fits with the laser light source, and includes a first member that has a surface having a certain angle with respect to the optical axis when the laser light source unit is fitted. The first optical element housing includes an optical element and includes a surface having the predetermined angle with respect to the optical axis. A method of adjusting an optical device according to the present invention includes a step of fitting a laser light source unit into a cylindrical hollow portion of a first member, and observing a point image of a wavefront with an optical axis as a Z axis. Adjusting the positions of the entire optical device in the X-axis direction and the Y-axis direction so that the center is aligned with the center of the image. Further, wavefront aberration is measured, and the position of the first optical element housing in the X-axis direction and the Y-axis direction, the position of the laser light source unit in the Z-axis direction, and the rotational position of the laser light source unit around the Z-axis based on the measurement result A step of adjusting.
本発明によれば、第1のレーザ光源ユニットハウジングを介して、光学素子の、光軸に垂直な面内の位置調整、光軸方向の位置調整、光軸のまわりの回転方向の位置調整および光軸に対する傾き調整を簡単に行うことができる。 According to the present invention, through the first laser light source unit housing, the position of the optical element in the plane perpendicular to the optical axis, the position adjustment in the optical axis direction, the position adjustment in the rotational direction around the optical axis, and Tilt adjustment with respect to the optical axis can be easily performed.
本発明の一実施形態によれば、第1のレーザ光源ユニットハウジングの、前記一定の角度が90度である。 According to an embodiment of the present invention, the constant angle of the first laser light source unit housing is 90 degrees.
したがって、レーザ光源と光学素子との、光軸に垂直な面内の位置調整を容易に行うことができる。 Therefore, it is possible to easily adjust the position of the laser light source and the optical element in the plane perpendicular to the optical axis.
本発明の他の実施形態によれば、第1の光学素子ハウジングが、ベースを含み、前記一定の角度の面がベースの面である。 According to another embodiment of the present invention, the first optical element housing includes a base, and the surface having the constant angle is a surface of the base.
本発明の他の実施形態によれば、第1の光学素子ハウジングが、前記一定の角度の面に対する傾き調整機構を含む。 According to another embodiment of the present invention, the first optical element housing includes a tilt adjusting mechanism with respect to the surface having the constant angle.
本発明の他の実施形態によれば、第1の光学素子ハウジングが、ベースおよび前記一定の角度の面に対する傾き調整機構を含み、前記一定の角度の面がベースの面であり、傾き調整機構によってベース以外の部分の傾きがベースに対して調整される。 According to another embodiment of the present invention, the first optical element housing includes a base and a tilt adjusting mechanism with respect to the surface having the constant angle, and the surface having the constant angle is a surface of the base, and the tilt adjusting mechanism. The inclination of the portion other than the base is adjusted with respect to the base.
したがって、光学素子の、光軸に対する傾き調整を容易に行うことができる。 Therefore, it is possible to easily adjust the inclination of the optical element with respect to the optical axis.
本発明の他の実施形態によれば、レーザ光源ユニットハウジングが、第1の部材にレーザ光源ユニットを嵌合させた場合に光軸に対して一定の角度の面を有する第2の部材をさらに備える。当該装置は、光学素子を含み、光軸に対して、第2の部材における前記一定の角度の面を備える第2の光学素子ハウジングをさらに含む。第2の光学素子ハウジングは、光軸に対して、第2の部材における前記一定の角度の面を摺動させることにより、レーザ光源ユニットハウジングに対して位置調整ができるように構成されている。 According to another embodiment of the present invention, the laser light source unit housing further includes a second member having a surface having a constant angle with respect to the optical axis when the laser light source unit is fitted to the first member. Prepare. The apparatus includes an optical element, and further includes a second optical element housing including the surface of the second member at the constant angle with respect to the optical axis. The second optical element housing is configured so that the position of the second optical element housing can be adjusted with respect to the laser light source unit housing by sliding the surface of the second member at a certain angle with respect to the optical axis.
したがって、レーザ光源ユニットハウジングを介して、2つの光学素子の位置調整を行うことができる。 Therefore, the position of the two optical elements can be adjusted via the laser light source unit housing.
本発明の他の実施形態によれば、第2の部材の、前記一定の角度が90度である。 According to another embodiment of the present invention, the constant angle of the second member is 90 degrees.
したがって、レーザ光源と光学素子との、光軸に垂直な面内の位置調整を容易に行うことができる。 Therefore, it is possible to easily adjust the position of the laser light source and the optical element in the plane perpendicular to the optical axis.
本発明の他の実施形態によれば、第2の光学素子ハウジングが、ベースを含む。 According to another embodiment of the invention, the second optical element housing includes a base.
本発明の他の実施形態によれば、第2の光学素子ハウジングが、第2の部材の前記一定の角度の面に対する傾き調整機構を含む。 According to another embodiment of the present invention, the second optical element housing includes a tilt adjusting mechanism with respect to the surface of the constant angle of the second member.
本発明の他の実施形態によれば、第2の光学素子ハウジングが、ベースおよび第2の部材の前記一定の角度の面に対する傾き調整機構を含む。 According to another embodiment of the present invention, the second optical element housing includes a tilt adjustment mechanism with respect to the surface of the constant angle of the base and the second member.
したがって、光学素子の、光軸に対する傾き調整を容易に行うことができる。 Therefore, it is possible to easily adjust the inclination of the optical element with respect to the optical axis.
図1を参照して、本発明のレーザ光源を含む光学装置の構成を説明する。本発明のレーザ光源1を含む光学装置は、レーザ光源ユニット2と、レーザ光源ユニットハウジング3、4と、第1の光学素子ハウジング5とを含む。
With reference to FIG. 1, the structure of the optical apparatus including the laser light source of the present invention will be described. The optical device including the
レーザ光源ユニット2は、レーザ光源1を含み、光軸と一致する回転対称軸を有する円筒形である。
The laser
レーザ光源ユニットハウジングは、レーザ光源ユニット2と嵌合する中空部を有する第1の部材3を備え、第1の部材3はレーザ光源ユニット2を嵌合させた場合に光軸に対して一定の角度を有する面を備える。第1の光学素子ハウジング5は、光学素子を含み、第1の部材3の光軸に対して一定の角度の面に対応する、光軸に対して一定の角度の面を備える。本実施形態においては、第1の光学素子ハウジング5がベース6を備え、このベース6が、第1の部材3の当該一定の角度の面に当接する、当該一定の角度の面を備える。ベース6は、たとえば、円板形状である。本実施形態においては、一定の角度は90度である。
The laser light source unit housing includes a
レーザ光源ユニットハウジングは、第2の部材4を備える。第2の部材4は、レーザ光源ユニット2を第1の部材3に嵌合させた場合に光軸に対して一定の角度を有する面を備える。本実施形態においては、一定の角度は90度である。第1の部材3と第2の部材4とは、一体として形成される。
The laser light source unit housing includes a
第1の光学素子ハウジング5とベース6とは、たとえばネジ9および10によって固定されている。第2の部材4の周囲の、第1の光学素子ハウジング5の高さの位置に、たとえば調整用ネジ11を備えることにより、第1の光学素子ハウジング5の、光軸に垂直な面内の位置を調整することができる。調整用ネジ11によって、光軸に垂直な面内において第1の光学素子ハウジング5を移動させると、第1の光学素子ハウジング5とベース6が、第1の部材3の、光軸に90度の面上を摺動する。
The first
ここで、レーザ光源ユニット2は、第1の部材3の中空部において光軸方向および光軸と一致する回転対称軸のまわりの回転方向に位置調整ができるように構成されている。光軸方向の調整は、ヘリコイドステージ24によって行われる。光軸と一致する回転対称軸のまわりの回転方向の位置調整は、回転ステージ23によって行われる。レーザ光源ユニット2は、ヘリコイドステージ24上のサポート台26によって支持されている。
Here, the laser
本実施形態において、光学装置は第2の光学素子ハウジング7およびベース8をさらに備える。ベース8は底部とフランジ部とを備える。ベース8の底部に第2の光学素子ハウジング7を配置する。ベース8のフランジ部の下側の面が、第2の部材4の、上向きの面と当接するように構成される。第2の部材4の上向きの面は、光軸と90度の角度をなすように構成される。
In the present embodiment, the optical device further includes a second
調整ネジ13は、ベース8を第2の部材4に固定している。また、調整ネジ13は、第2の光学素子ハウジング7およびベース8の高さおよび傾き調整にも使用される。第2の光学素子ハウジング7の周囲に、たとえば調整用ネジ11を備えることにより、第2の光学素子ハウジング7の、光軸に垂直な面内の位置を調整することができる。調整用ネジ11によって、光軸に垂直な面内において第2の光学素子ハウジング7を移動させると、第2の光学素子ハウジング7が、ベース8の底部の面上を摺動する。
The
レーザ光源1は半導体レーザであり、シングルモードであるのが好ましい。波長は350乃至1300nm、主に400または900nm付近である。レーザ出力は、2Wクラスまで可能である。本実施形態においては、出力200mW、波長940nmのシングルモード半導体レーザである。
The
つぎに、本発明の光学装置の調整方法について以下に説明する。 Next, a method for adjusting the optical device of the present invention will be described below.
図2は、本発明の光学装置と、レーザ光の波面を測定する測定光学系とを含む調整システムの構成を示す。以下に詳細に説明するように、測定光学系によってレーザ光の波面を測定しながら、本発明の光学装置によってレーザ光源と光学素子との位置調整を行う。レーザ光源1によって射出されたレーザ光束が、光学素子によって平行とされる場合を例として説明する。平行レーザ光束は、それぞれの焦点の和の間隔を空けて配置された焦点距離F1のレンズ101および焦点距離F2のレンズ103を通過させることによって平行レーザ光束の直径を変更する。具体的に平行レーザ光束の直径は、F2/F1倍となる。平行レーザ光束の直径は、後方に配置されたマイクロレーザアレイ105の面積に合わせるように行う。
FIG. 2 shows a configuration of an adjustment system including the optical device of the present invention and a measurement optical system for measuring the wavefront of the laser beam. As will be described in detail below, the position of the laser light source and the optical element is adjusted by the optical device of the present invention while measuring the wavefront of the laser beam by the measurement optical system. The case where the laser beam emitted by the
つぎに、波面測定について説明する。波面測定には、シャックハルトマン測定法を使用する。測定に際しては、たとえばヘリウム・ネオン光源111からの基準光をマイクロレンズアレイ105に入射させる。マイクロレンズアレイ105におけるマイクロレンズの焦点距離は、10000マイクロメートル、配置ピッチは、0.3ミリメートルである。各マイクロレンズは、入射された基準光をそれぞれ集光する。結像レンズ107を使用して焦点像をディテクタアレイ(CCD)109上に結像して、個々の焦点の位置を記録する。つぎに測定光をマイクロレンズアレイ10に入射させ、同様に焦点像を記録する。基準光での焦点位置と測定光の焦点位置のズレ量を求める。基準光とのズレ量は波面の傾きを表しているので、ビーム径全体について積分するとビーム光の波面が求まる。
Next, wavefront measurement will be described. For the wavefront measurement, the Shack-Hartmann measurement method is used. In measurement, for example, reference light from a helium-
測定された波面の変位、すなわち波面収差をチェルニケ係数展開することで収差を個別に評価することがでる。具体的にチェルニケ係数1項はX軸の傾きを、チェルニケ係数2項はY軸の傾きを、チェルニケ係数3項は光学素子のデファーカスを、チェルニケ係数4項および5項は非点収差を、チェルニケ係数6項および7項はコマ収差(光学素子の表面裏面の位置、半導体レーザ光源と光学素子との軸ずれなど)、チェルニケ係数8項は球面収差を示す。波面収差をチェルニケ係数展開する上述の処理は、ディテクタアレイ109に接続された図示しないプロセッサによって行われる。プロセッサは、たとえばパーソナルコンピュータであってもよい。
The aberration can be individually evaluated by expanding the measured wavefront displacement, that is, the wavefront aberration, with the Chernike coefficient. Specifically, the first term of the Chernike coefficient is the tilt of the X axis, the second term of the Chernike coefficient is the tilt of the Y axis, the third term of the Chernike coefficient is the defercus of the optical element, the fourth and fifth terms of the Chernike coefficient are astigmatism, and the Chernike coefficient.
上述の波面測定の結果に基づいて、本発明の光学装置によって、レーザ光源ユニットハウジング3、4を介して、レーザ光源ユニット2、第1の光学素子ハウジング5および第2の光学素子ハウジング7の位置関係を調整する。
Based on the result of the wavefront measurement described above, the positions of the laser
上述のレーザ光源ユニット2、第1の光学素子ハウジング5および第2の光学素子ハウジング7の位置関係の調整によっても、収差がなお目標値、たとえばλ/4以下とならない場合には、加工用レーザ光源113および加工用集光レンズ115を使用してレーザアブレーション加工法により波面補正板12の形状を加工することにより収差をさらに小さくする。具体的には、第1および第2の光学素子と波面補正板12を透過した半導体レーザ光の波面を測定して、位相の進み具合を示す等高線マップを作成する。このマップの位相が遅れている所に対応する波面補正板の部分をレーザアブレーションで除去して位相を調整する。樹脂製の波面補正板を使用することにより、光学素子がガラス製であっても補正可能となる。レーザアブレーション加工法の詳細については、特許第3085875号(光学面の形成方法)に記載されている。
If the aberration is still not equal to or less than the target value, for example, λ / 4, even after adjusting the positional relationship among the laser
上述の調整手順を、図3の流れ図を参照して説明する。ステップS010において、レーザ光源ユニット2、レーザ光源ユニットハウジング3、4を、図1のハウジング台25に取付ける。
The above adjustment procedure will be described with reference to the flowchart of FIG. In step S010, the laser
ステップS020において、波面の点像を観察しながら、波面の点像の位置が左右・上下が対称となるように、図1のXYステージ21により、回転ステージ23および光学装置全体をX軸方向およびY軸方向に移動させることにより、レーザ光源の中心を測定光学系に合わせる。さらに、半導体レーザチップの取付け誤差によるレーザ光の光軸ずれを、図1のチルトステージ22で調整する。
In step S020, while observing the point image of the wavefront, the
ステップS030において、第1の部材3の光軸に対して90度の面に第1の光学素子ハウジング5およびベース6を載せる。ディテクタアレイ109によって波面収差を測定する。チェルニケ係数1乃至7項を最小とするように、図1の回転ステージ23によってレーザ光源ユニット2を回転させて調整するとともに、調整ネジ11によって第1の光学素子ハウジング5のX軸方向およびY軸方向の位置を調整する。
In step S030, the first
ステップS040において、ディテクタアレイ109によって波面収差を測定する。チェルニケ係数3項を最小とするように、図1のヘリコイドステージ24によって第1の光学素子ハウジング5の位置に対するレーザ光源ユニット2の高さを調整する。
In step S040, the wavefront aberration is measured by the
ステップS050において、非点収差の調整が必要かどうか判断する。必要であれば、ステップS060に進み、必要でなければステップS070に進む。ステップS060において、チェルニケ係数4および5項を最小とするように、チルト調整ネジ10によって、ベース6に対して光学素子ユニット5をX軸方向またはY軸方向に傾ける。
In step S050, it is determined whether astigmatism adjustment is necessary. If necessary, the process proceeds to step S060, and if not necessary, the process proceeds to step S070. In step S060, the
その後、ステップS030に戻り、再び、第1の光学素子ハウジング5の位置とレーザ光源ユニット2の高さを調整する。
Thereafter, the process returns to step S030, and the position of the first
ステップS070において、第2の部材4の光軸に対して90度の面に第2の光学素子ユニット7およびベース8を載せる。ディテクタアレイ109によって波面収差を測定する。チェルニケ係数1乃至7項を最小とするように、調整ネジ11によって第2の光学素子ハウジング7のX軸方向およびY軸方向の位置を調整する。
In step S070, the second
ステップS080において、ディテクタアレイ109によって波面収差を測定する。チェルニケ係数3項を最小とするように、調整ネジ13によって、第2の部材4に対するベース8の高さを調整する。
In step S080, the wavefront aberration is measured by the
ステップS090において、非点収差の調整が必要かどうか判断する。必要であれば、ステップS100に進み、必要でなければステップS110に進む。 In step S090, it is determined whether astigmatism adjustment is necessary. If necessary, the process proceeds to step S100, and if not necessary, the process proceeds to step S110.
ステップS100において、チェルニケ係数4および5項を最小とするように、調整ネジ13によって、第2の部材4に対して第2の光学素子ハウジングおよびベース8をX軸方向またはY軸方向に傾ける。
In step S100, the second optical element housing and the
その後、ステップS070に戻り、再び、第2の光学素子ハウジング7の位置と高さを調整する。
Thereafter, the process returns to step S070, and the position and height of the second
ステップS110において、レーザ光源ユニット2およびレーザ光源ユニットハウジング3、4をUV硬化樹脂などの接着剤で固定する。また、ベース6を含む第1の光学素子ユニット5、ベース8を含む第2の光学素子ユニット7およびレーザ光源ユニットハウジング3、4をUV硬化樹脂などの接着剤で固定する。UV硬化樹脂などの接着剤を使用する代わりに、レーザの照射による融着によって固定してもよい。
In step S110, the laser
ステップS120において、波面を測定し、波面補正板による補正が必要かどうか判断する。必要であれば、ステップS130に進む。必要でなければ、終了する。ステップS130において、加工用レーザ光源113および加工用集光レンズ115を使用してレーザアブレーション加工法により波面補正板12の形状を加工することにより収差をさらに小さくする。レーザアブレーション加工法の詳細については、特許第3085875号(光学面の形成方法)に記載されている。
In step S120, the wavefront is measured, and it is determined whether correction by the wavefront correction plate is necessary. If necessary, the process proceeds to step S130. Exit if not needed. In Step S130, the aberration is further reduced by processing the shape of the
1 レーザ光源
2 レーザ光源ユニット
3 レーザ光源ユニットハウジングの第1の部材
4 レーザ光源ユニットハウジングの第2の部材
5 第1の光学素子ハウジング
7 第2の光学素子ハウジング
DESCRIPTION OF
Claims (16)
レーザ光源を含み、光軸と一致する回転対称軸を有する円筒形のレーザ光源ユニットと、
レーザ光源ユニットと嵌合する円筒形の中空部を有し、レーザ光源ユニットを嵌合させた場合に光軸に対して一定の角度の面を有する第1の部材を備えるレーザ光源ユニットハウジングと、
光学素子を含み、光軸に対して前記一定の角度の面を備える第1の光学素子ハウジングと、を含み
レーザ光源ユニットが、レーザ光源ユニットハウジングの円筒形の中空部において光軸方向および光軸と一致する回転対称軸のまわりの回転方向に位置調整ができるように構成され、
第1の光学素子ハウジングが、光軸に対して前記一定の角度の面を摺動させることにより、光軸に対して位置調整ができるように構成された光学装置。 An optical device including a laser light source,
A cylindrical laser light source unit including a laser light source and having a rotational symmetry axis coinciding with the optical axis;
A laser light source unit housing including a first hollow member having a cylindrical hollow portion to be fitted to the laser light source unit and having a surface having a certain angle with respect to the optical axis when the laser light source unit is fitted;
A first optical element housing that includes an optical element and has a plane at the predetermined angle with respect to the optical axis. Is configured so that the position can be adjusted in the direction of rotation around the rotational symmetry axis that coincides with
An optical device configured such that a position of the first optical element housing can be adjusted with respect to the optical axis by sliding a surface having the predetermined angle with respect to the optical axis.
当該装置が、光学素子を含み、光軸に対して、第2の部材における前記一定の角度の面を備える第2の光学素子ハウジングをさらに含み、
第2の光学素子ハウジングが、光軸に対して、第2の部材における前記一定の角度の面を摺動させることにより、光軸に対して位置調整ができるように構成された光学装置。 The laser light source unit housing further includes a second member having a surface with a certain angle with respect to the optical axis when the laser light source unit is fitted to the first member,
The apparatus further comprises a second optical element housing comprising an optical element and comprising the surface of the second member at the constant angle with respect to the optical axis;
An optical device configured such that a position of the second optical element housing can be adjusted with respect to the optical axis by sliding a surface of the second member at a certain angle with respect to the optical axis.
レーザ光源ユニットを、第1の部材の円筒形の中空部に勘合させるステップと、
光軸をZ軸として、波面の点像を観察しながらレーザ光の中心を像の中心に合わせるように、光学装置全体のX軸方向およびY軸方向の位置を調整するステップと、
波面収差を測定し、測定結果に基づいて第1の光学素子ハウジングのX軸方向およびY軸方向の位置、レーザ光源ユニットのZ軸方向の位置およびレーザ光源ユニットのZ軸まわりの回転位置を調整するステップと、を含む方法。 A cylindrical laser light source unit that includes a laser light source and has a rotationally symmetric axis that coincides with the optical axis, and a cylindrical hollow portion that fits into the laser light source unit, and light is received when the laser light source unit is fitted. A laser light source unit housing including a first member having a surface having a constant angle with respect to an axis; and a first optical element housing including an optical element and having the surface having the constant angle with respect to the optical axis. A method for adjusting an optical device comprising:
Fitting the laser light source unit into the cylindrical hollow portion of the first member;
Adjusting the positions of the entire optical apparatus in the X-axis direction and the Y-axis direction so that the center of the laser beam is aligned with the center of the image while observing the point image of the wavefront with the optical axis as the Z-axis;
Measure wavefront aberration and adjust the X-axis and Y-axis positions of the first optical element housing, the Z-axis position of the laser light source unit, and the rotational position of the laser light source unit around the Z-axis based on the measurement results And a step comprising:
レーザ光源ユニットを、第1の部材の円筒形の中空部に勘合させるステップと、
光軸をZ軸として、波面の点像を観察しながらレーザ光の中心を像の中心に合わせるように、光学装置全体のX軸方向およびY軸方向の位置を調整するステップと、
波面収差を測定し、測定結果に基づいて第1の光学素子ハウジングのX軸方向およびY軸方向の位置、レーザ光源ユニットのZ軸方向の位置およびレーザ光源ユニットのZ軸まわりの回転位置を調整するステップと、
波面収差を測定し、測定結果に基づいて第2の光学素子ハウジングのX軸方向およびY軸方向の位置ならびにZ軸方向の位置を調整するステップと、を含む方法。 A cylindrical laser light source unit that includes a laser light source and has a rotationally symmetric axis that coincides with the optical axis, and a cylindrical hollow portion that fits with the laser light source. When the laser light source unit is fitted, the optical axis A laser light source unit housing comprising a first member having a surface with a constant angle with respect to the second member and a second member having a surface with a constant angle with respect to the optical axis, and an optical element, A method of adjusting an optical device comprising: a first optical element housing comprising a surface of constant angle; and a second optical element housing comprising an optical element and comprising the surface of constant angle of a second member. There,
Fitting the laser light source unit into the cylindrical hollow portion of the first member;
Adjusting the positions of the entire optical apparatus in the X-axis direction and the Y-axis direction so that the center of the laser beam is aligned with the center of the image while observing the point image of the wavefront with the optical axis as the Z-axis;
Measure wavefront aberration and adjust the X-axis and Y-axis positions of the first optical element housing, the Z-axis position of the laser light source unit, and the rotational position of the laser light source unit around the Z-axis based on the measurement results And steps to
Measuring wavefront aberration, and adjusting a position in the X-axis direction and a Y-axis direction and a position in the Z-axis direction of the second optical element housing based on the measurement result.
Adjusting the inclination of the first optical element housing with respect to a surface having a constant angle with the optical axis of the first member and the inclination of the second optical element housing with respect to the surface having a constant angle with the optical axis of the second member; The method of claim 12 further comprising the step of adjusting.
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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WO2009057714A1 (en) * | 2007-11-02 | 2009-05-07 | Nalux Co., Ltd. | Lens aligning device |
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2004
- 2004-09-27 JP JP2004280017A patent/JP2006091725A/en active Pending
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