(57)【要約】【課題】光ファイバ及び波長変換素子の接続面の位置ずれを防止し、半導体レーザ素子と波長変換素子の結合効率を向上させることが可能なレーザ光源及びレーザ露光装置を提供する。【解決手段】光ファイバ５３０は、入射端Ｐ１が半導体レーザ装置５１０に内蔵される半導体レーザ素子５１１に近接して設けられており、出射端Ｐ２が基台５４０の上面に形成された光導波路型ＰＰＬＮ素子５２０の光導波路５２１の入射端Ｐ３に接続用接着剤５３１で接続されている。基台５４０は、光ファイバ５３０の固定面５４０ｂであって光導波路５２１の入射端Ｐ３側に光導波路５２１に直交する方向に溝５４１が形成されている。【選択図】  図４
2004361742.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザ素子と、非線形光学結晶から構成され、前記半導体レーザ素子から発振されたレーザ光の波長変換をする波長変換手段と、前記半導体レーザ素子から発振されたレーザ光を前記波長変換手段に電送するための所定長を有する光ファイバと、前記光ファイバを設置或いは固定する所定領域と前記波長変換手段を固定する固定領域とを有する基台とを備えたレーザ光源であって、
前記光ファイバは、出射端が前記波長変換手段の入射端に接続用接着剤で接続されており、前記基台は、前記光ファイバを設置或いは固定する所定領域の一部であって前記波長変換手段の入射端側の部位に凹部が形成されていることを特徴とするレーザ光源。
【請求項２】
前記基台に形成された凹部は、前記基台に固定された前記光ファイバの長手方向に交差する溝であること特徴とする請求項１記載のレーザ光源。
【請求項３】
前記光ファイバは、少なくとも長手方向の１箇所または複数箇所で前記基台に固定用接着剤で固定されていることを特徴とする請求項１記載のレーザ光源。
【請求項４】
前記接続用接着剤は、ＵＶ硬化型のエポキシ系接着剤であり、前記接続用接着剤の光透過率が９５％以上であることを特徴とする請求項１記載のレーザ光源。
【請求項５】
前記固定用接着剤は、ＵＶ硬化型のアクリル系接着剤であることを特徴とする請求項３記載のレーザ光源。
【請求項６】
前記光ファイバは、全長が２ｃｍ以下であることを特徴とする請求項１記載のレーザ光源。
【請求項７】
前記光ファイバは、コア径が４〜７μｍであり、前記半導体レーザ素子のレーザ光の出射端と前記光ファイバのレーザ光の入射端との距離が３μｍ以下であり、かつ、前記光ファイバのレーザ光の入射端面においてレーザ光の入射位置と前記光ファイバ径の中心位置とのずれが１μｍ以下であることを特徴とする請求項１記載のレーザ光源。
【請求項８】
印画紙上に所定の画像を形成する写真処理装置におけるレーザ露光装置であって、
請求項１〜７のいずれかに記載のレーザ光源と、
前記レーザ光源から出力されるレーザ光の強度を画像データに対応する光変調データを用いて変調する光変調手段と、
印画紙に対し前記光変調手段により変調されたレーザ光を走査し、露光を行なう走査機構とを備えたことを特徴とするレーザ露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成用に用いられるレーザ光源、及びそのレーザ光源を用いたレーザ露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ディジタルカメラで撮像した画像データやスキャナで読み込んだ画像データ等を用いて感光剤（印画紙）上に画像を形成する写真処理装置が実用化されている。このような写真処理装置に設けられた露光装置では、レーザ光源からのＲ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）のレーザビームの強度を上記画像データを用いて変調し、ポリゴンミラーやｆθレンズなどを用いて、感光材の感光面上をその搬送方向（副走査方向）に直交する方向（主走査方向）にレーザビームを走査させることにより露光をする。
【０００３】
Ｂ色、Ｇ色の可視光を得るためのレーザ光源は、図９に示すように、赤外光を発振する半導体レーザ素子を内蔵する半導体レーザ装置５１０と、半導体レーザ装置５１０から受光した赤外光の波長変換を行い、第２高調波として可視光を出力する光導波路型ＰＰＬＮ素子５２０と、半導体レーザ装置５１０と光導波路型ＰＰＬＮ素子５２０との間に介設され、半導体レーザ素子から射出されたレーザ光を光導波路型ＰＰＬＮ素子５２０に導く光ファイバ５３０とを備えたものが知られている。
【０００４】
光導波路型ＰＰＬＮ素子５２０を支持する基台５４０には、光導波路型ＰＰＬＮ素子５２０に形成された光導波路５２１の長手方向であって、その延長線上に光ファイバ５３０を固定するためのＶ字溝１０００が設けられており、レーザ光源５００の製造過程において光ファイバ５３０をＶ字溝１０００に設置した状態で光ファイバ５３０と光導波路５２１の接続部分に接着剤を塗布することにより、光ファイバ５３０を光導波路５２１に接続する。
【０００５】
このようなレーザ光源５００では、光導波路５２１に入射されたレーザ光の強度の減衰量を抑制し、強度の高い第２高調波を得るために、光ファイバ５３０の接続面と光導波路５２１の接続面がずれないように高精度に位置決めを行い、半導体レーザ素子と光導波路型ＰＰＬＮ素子５２０との結合効率の向上を図る必要がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光ファイバ径及び光導波路の幅はそれぞれ約５μｍであり、光導波路はＬｉＮｂＯ３結晶に薬液を流して形成するため、幅方向に数１０μｍのずれが生じ、さらに基台にμｍ単位のＶ字溝を設計通りに形成するには高度な位置決め技術が要求されるために、実際には光ファイバ及び光導波路の接着面の位置ずれが生じることなく光ファイバを光導波路型ＰＰＬＮ素子に接続するのは非常に困難であった。そして、光ファイバ及び光導波路の接着面の位置ずれが生じた結果、光導波路に導入される光の強度が低くなり、高効率の波長変換を実現することができず、ハイパワーの可視光を得ることができなかった。さらに、光ファイバを光導波路に接続する際に、接着剤が基台のＶ字溝に流れ込むことにより光ファイバの出射端が押し上げられ、接着位置がずれてしまい、結合効率の低下の原因となっていた。しかも、上述したように基台にＶ字溝を形成するには高度な位置決め技術が要求されるため、製造コスト面での負担がかかるという問題点があった。
【０００７】
ところで、光導波路は、結晶軸の方向との関係からその偏向方向が予め定められており、高効率の波長変換を行うためには、レーザ光の偏波方向が光導波路の偏向方向と一致するように導かなければならない。そのため、従来は光ファイバ内を通過するレーザ光の偏向方向が変化するのを防止するために高価な偏波保持ファイバを使用したり、あるいは、光ファイバの一部を特定方向に曲げ、レーザ光の偏向方向を修正する必要があり、製造工程の複雑化を招くと共に製造コストの負担が大きくなるという問題点があった。
【０００８】
また、従来は半導体レーザ素子と光ファイバの間に介設されるレンズによりレーザ光を光ファイバコアに集光させていたが、レーザ光をレンズを介して光ファイバに集光するためにはある程度距離が必要であり、レーザ光源の小型化の妨げとなっていた。
【０００９】
本発明は、上記問題点を解消するためになされたものであり、光ファイバによるレーザ光の電送効率を向上させることにより、半導体レーザ素子と光導波路型ＰＰＬＮ素子の結合効率を向上させ、高効率の波長変換を実現することができると共に装置の小型化及びコストダウンを図ることができるレーザ光源及びレーザ露光装置を提供することが目的である。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係るレーザ光源は、半導体レーザ素子と、非線形光学結晶から構成され、前記半導体レーザ素子から発振されたレーザ光の波長変換をする波長変換手段と、前記半導体レーザ素子から発振されたレーザ光を前記波長変換手段に電送するための所定長を有する光ファイバと、前記光ファイバを設置或いは固定する所定領域と前記波長変換手段を固定する固定領域とを有する基台とを備えたレーザ光源であって、前記光ファイバは、出射端が前記波長変換手段の入射端に接続用接着剤で接続されており、前記基台は、前記光ファイバを設置或いは固定する所定領域の一部であって前記波長変換手段の入射端側の部位に凹部が形成されていることを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、光ファイバの出射端を波長変換手段の入射端に接続する際に接続用接着剤の一部が基台側に液だれしても凹部に流れ込むため、光ファイバの円筒部分に接着剤が付着し、光ファイバの出射端が基台に接着する等の接着位置の位置ずれを防止することができる。
【００１２】
本発明の請求項２に係るレーザ光源は、請求項１記載のレーザ光源において、前記基台に形成された凹部は、前記基台に固定された前記光ファイバの長手方向に交差する溝であること特徴とする。
【００１３】
この構成によれば、光ファイバの出射端を波長変換手段の入射端に接続する際に接続用接着剤の一部が基台側に液だれしても溝に流れ込むため、接続用接着剤の液だれによる光ファイバの出射端の接着位置がずれるのを防止することができる。
【００１４】
本発明の請求項３に係るレーザ光源は、請求項１記載のレーザ光源において、前記光ファイバは、少なくとも長手方向の１箇所または複数箇所で前記基台に固定用接着剤で固定されていることを特徴とする。
【００１５】
この構成によれば、固定用接着剤で光ファイバを基台に固定するので、波長変換手段の位置ずれが生じた場合でも、波長変換手段の位置に合わせて光ファイバの位置決めを自由に調整することができ、光ファイバ及び波長変換手段の接着面がずれないように光ファイバを光導波路に高精度に接続することができる。これにより、光ファイバ及び波長変換手段の接着部分の位置ずれによる波長変換手段に入射されるレーザ光の損失を防止し、波長変換手段による高効率の波長変換を実現することができる。
【００１６】
また、高度な位置決め技術が必要で、かつ、コスト面で負担がかかる基台に形成されたＶ字溝の代わりに安価な固定用接着剤を用いて光ファイバを基台に固定するために、製造工程の簡略化及びコストダウンを図ることができる。
【００１７】
しかも、前記光ファイバの長手方向の１箇所または複数箇所を前記基台に固定し、光ファイバの一部を固定しないため、衝撃に強い構造となり、装置の安定性及び製品の長寿命化を図ることができる。
【００１８】
本発明の請求項４に係るレーザ光源は、請求項１記載のレーザ光源において、前記接続用接着剤は、ＵＶ硬化型のエポキシ系接着剤であり、前記接続用接着剤の光透過率が９５％以上であることを特徴とする。
【００１９】
この構成によれば、前記接続用接着剤として光透過率が９５％以上のＵＶ硬化型のエポキシ系接着剤を用いるので、波長変換手段へのレーザ光の入射率を高くすることができ、波長変換手段による高効率の波長変換を実現することができる。
【００２０】
本発明の請求項５に係るレーザ光源は、請求項３記載のレーザ光源において、前記固定用接着剤は、ＵＶ硬化型のアクリル系接着剤であることを特徴とする。
【００２１】
この構成によれば、前記固定用接着剤として安価なＵＶ硬化型のアクリル系接着剤を用いるので、装置のコストダウンを図ることができる。
【００２２】
本発明の請求項６に係るレーザ光源は、請求項１記載のレーザ光源において、前記光ファイバは、全長が２ｃｍ以下であることを特徴とする。
【００２３】
この構成によれば、２ｃｍ以下の光ファイバを用いることでレーザ光の偏光方向を保持し、波長変換手段による高効率の波長変換効率を得ることができると共に装置の小型化及びコストダウンを実現することができる。
【００２４】
本発明の請求項７に係るレーザ光源は、請求項１記載のレーザ光源において、前記光ファイバは、コア径が４〜７μｍであり、前記半導体レーザ素子のレーザ光の出射端と前記光ファイバのレーザ光の入射端との距離が３μｍ以下であり、かつ、前記光ファイバのレーザ光の入射端面においてレーザ光の入射位置と前記光ファイバ径の中心位置とのずれが１μｍ以下であることを特徴とする。
【００２５】
この構成によれば、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光が高効率で光ファイバに入射され、半導体レーザ素子及び光変調手段の高効率の結合効率が得られるため、従来使用されていたレーザ光を光ファイバに集光するレンズが不要となり、レーザ光源の小型化を実現することができる。
【００２６】
本発明の請求項８に係るレーザ露光装置は、印画紙上に所定の画像を形成する写真処理装置におけるレーザ露光装置であって、請求項１〜７のいずれかに記載のレーザ光源と、前記レーザ光源から出力されるレーザ光の強度を画像データに対応する光変調データを用いて変調する光変調手段と、印画紙に対し前記光変調手段により変調されたレーザ光を走査し、露光を行なう走査機構とを備えたことを特徴とする。
【００２７】
この構成によれば、半導体レーザ素子及び光変調手段の結合効率を向上させ、ハイパワーの可視光を得ることができるため、高速印刷が可能となり、さらに高画質の写真が得られる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態について説明する。本実施形態におけるレーザ露光装置を用いた写真処理装置の概略構成を図１に示す。レーザ露光装置１００は、写真処理装置１０のハウジング１１の内部１１Ｂにおいて、感光材１を搬送するコンベア５上の露光位置５Ｘに対向するように設けられている。コンベア５は、複数組の駆動ローラ５Ａ及び従動ローラ５Ｂとガイドレール５Ｃなどで構成されている。ハウジング１１の上面１１Ａには、ロール状に巻回された感光材１をそれぞれ収納する複数、例えば２つのマガジン２０Ａ及び２０Ｂが装着されている。
【００２９】
マガジン２０Ａ及び２０Ｂに収納されている感光材の種類を検出するために、２組のセンサ２１Ａ及び２１Ｂがそれぞれマガジン２０Ａ及び２０Ｂと、ハウジング１１の上面１１Ａ上に設けられている。さらに、ハウジング１１の上面１１Ａ上には、テストプリントの濃度を測定するための濃度計２２が設けられている。
【００３０】
ハウジング１１、マガジン２０Ａ及び２０Ｂはそれぞれ暗箱であり、感光材１の先端１Ｂはそれぞれマガジン２０Ａ及び２０Ｂからハウジング１１の内部１１Ｂに引き出されている。感光材１は、ハウジング１１の内部１Ｂに設けられたカッタ４により所定の大きさに切断される。感光材片１Ａは、ハウジング１１の内部１１Ｂにおいて、コンベア５により露光位置５Ｘから現像ユニット２に搬送される。
【００３１】
現像ユニット２は、それぞれ現像液、定着液、漂白液及び安定化液を収容する複数のタンク２Ａ〜２Ｄを有している。レーザ露光装置１００により露光された感光材片１Ａが現像ユニット中を搬送されると、潜像が現像され、感光材片１Ａの感光面上に画像が形成される。現像された感光材片１Ａは、乾燥ユニット３により乾燥され、ハウジング１１の内部１１Ｂから排出される。現像された感光材片１Ａは、ハウジング１１の上面１１Ａに設けられたソータ６上に積み重ねられる。
【００３２】
写真処理装置１０は、ハウジング１１に設けられた制御ユニット１２と、ＣＲＴなどのモニタディスプレイ１５と、キーボード１６とマウス１７などを具備する。これらにより、オペレータは、命令やデータを入力したり、感光材１の現像に関する情報を知ることができる。モニタディスプレイ１５、キーボード１６及びマウス１７は、入出力ユニット１４０を構成する。
【００３３】
本実施形態におけるレーザ露光装置１００のブロック構成を図２に示す。レーザ露光装置１００は、それぞれＲ（赤）、Ｇ（緑）及びＢ（青）の三原色のレーザビームを出力する３つのレーザ光源１０４Ｒ、１０４Ｇ及び１０４Ｂを具備する。さらに、３組の音響光学変調素子（Ａｃｏｕｓｔｏ−Ｏｐｔｉｃ  Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）などの光変調素子１０６Ｒ、１０６Ｇ及び１０６Ｂと、スリット板１０８Ｒ、１０８Ｇ及び１０８Ｂと、光量抑制素子１１０Ｒ、１１０Ｇ及び１１０Ｂが、各レーザ光源１０４Ｒ、１０４Ｇ及び１０４Ｂの前方の光路上に配置されている。さらに、各レーザ光源１０４Ｒ、１０４Ｇ及び１０４Ｂから出力されたレーザビームをポリゴンミラー１１８の方向に反射するために、ミラー１１２Ｒ、１１２Ｇ、１１２Ｂ、１１４及びレンズ１１６が光路上に設けられている。
【００３４】
ポリゴンミラー１１８は、例えば矢印Ａで示す方向に一定速度で回転されており、レーザビームを所定の範囲の方向に反射する。ポリゴンミラー１１８の前方にはｆθレンズ１２０が設けられており、ポリゴンミラー１１８とｆθレンズ１２０とで、レーザビームを矢印Ｂで示す主走査方向に走査させ、画像データに対応する潜像を感光材片１Ａの感光面上に露光する。
【００３５】
レーザ露光装置１００は、このレーザ露光装置１００の全体の動作を制御するためのＣＰＵなどの主制御部１０１と、様々なデータを一時的に記憶するためのＲＡＭ１５４と、レーザ露光装置１００の制御プログラムなどを記憶したＲＯＭ１５３などをさらに具備する。
【００３６】
レーザ駆動部（ＬＤ）１０５Ｒ、１０５Ｇ及び１０５Ｂは、主制御部１０１とレーザ源１０４Ｒ、１０４Ｇ及び１０４Ｂの間に接続されており、レーザ光源１０４Ｒ、１０４Ｇ及び１０４Ｂから出力されるレーザビームの強度を一定に維持するように制御する。光変調素子駆動部（ＭＤ）１０７Ｒ、１０７Ｇ及び１０７Ｂは、主制御部１０１と光変調素子１０６Ｒ、１０６Ｇ及び１０６Ｂの間に接続されており、画像データに含まれるＲ、Ｇ、Ｂの各成分ごとの階調度に応じて、光変調素子１０６Ｒ、１０６Ｇ及び１０６Ｂを通過するレーザビームの強度を変調するように制御する。光量抑制素子駆動部（ＬＲＤ）１０９Ｒ、１０９Ｇ及び１０９Ｂは、主制御部１０１と光量抑制素子１１０Ｒ、１１０Ｇ及び１１０Ｂを駆動するための駆動機構１１１Ｒ、１１１Ｇ及び１１１Ｂとの間に接続されており、各光量抑制素子１１０Ｒ、１１０Ｇ及び１１０Ｂによる光量抑制の割合を制御する。
【００３７】
画像処理部１５０は、入出力ユニット１４０を介して入力された画像データに所定の画像処理を施したり、画像データの入出力を制御する。画像データメモリ１５１は、Ｒ、Ｇ、Ｂの各色成分ごとに、入力された画像データを一時的に記憶する。
【００３８】
図３は、図２に示すレーザ光源１０４Ｇの構成を示す斜視図であり、図４は、図２に示すレーザ光源１０４Ｇの構成を示す断面図である。
【００３９】
図において、レーザ光源１０４Ｇは、例えば波長１０６４ｎｍのレーザ光を発振する半導体レーザ素子５１１を内蔵する半導体レーザ装置５１０と、ＬｉＮｂＯ３等の非線形光学結晶から構成され、半導体レーザ装置５１０から受光したレーザ光の波長変換をし、第２高調波として波長５３２ｎｍのＧ色（緑色）のレーザ光を出力する光導波路型ＰＰＬＮ素子５２０と、半導体レーザ素子５１１から発振されたレーザ光を光導波路型ＰＰＬＮ素子５２０に電送するための所定長を有する光ファイバ５３０とを備える。光ファイバ５３０とは、コア部の屈折率を一定の周期で変化させたもので、特定の波長の光のみ選択的に反射するＦＢＧ（ｆｉｂｅｒ  ｂｒａｇｇ  ｇｒａｔｉｎｇ）を用いる。
【００４０】
また、レーザ光源１０４Ｂは、半導体レーザ装置から射出されるレーザ光の波長が９４６ｎｍであり、光導波路型ＰＰＬＮ素子により変換される第２高調波が波長４７３ｎｍの青色のレーザ光である点がレーザ光源１０４Ｇと異なり、基本的な構成はレーザ光源１０４Ｇと同一であるので、図示を省略する。
【００４１】
光ファイバ５３０は、入射端Ｐ１が半導体レーザ装置５１０に内蔵される半導体レーザ素子５１１に近接して設けられており、出射端Ｐ２が基台５４０の上面に形成された光導波路型ＰＰＬＮ素子５２０の光導波路５２１の入射端Ｐ３に接続用接着剤５３１で接続される。また、光ファイバ５３０の根元部分は、光ファイバ５３０を固定するための基台５４０のファイバ固定面５４０ｂに固定用接着剤５３２で固定される。
【００４２】
光ファイバ５３０の軸ずれが生じないように光ファイバ５３０と基台のファイバ固定面５４０ｂとの間隙の距離ｌ１が所定距離、例えば１ｍｍ以内になるように、ファイバ固定面５４０ｂ及び光導波路５２１の高さ位置の調整を行なう。さらに、基台５４０のファイバ固定面５４０ｂであって光導波路５２１の入射端側には光導波路５２１に直交する方向に溝５４１が形成されている。
【００４３】
光ファイバ５３０を光導波路５２１に接続する際は、まず、光ファイバ５３０の出射端Ｐ２を光導波路５２１の入射端Ｐ３から約５ｍμ離れた位置に設置し、光ファイバ５３０の根元部分をファイバ固定面５４０ｂに固定用接着剤５３２であるＵＶ硬化型のアクリル系接着剤により固定する。なお、ここでは、光ファイバ５３０の根元部分のみをファイバ固定面５４０ｂに固定しているが、光ファイバ５３０のその他の複数箇所をファイバ固定面５４０ｂに固定してもよい。このように光ファイバ５３０と光導波路５２１の突合せ部分の接着だけでは強度不足となるため、光ファイバ５３０の根元固定を行うことにより強度を向上させることができる。
【００４４】
次に、光ファイバ５３０の出射端Ｐ２と光導波路５２１の入射端Ｐ３との間隙に接続用接着剤５３１であるＵＶ硬化型のエポキシ系接着剤を流し込む。エポキシ系接着剤は硬化する前にその一部が基台５４０側に液だれしても溝５４１に流れ込むため、光ファイバ５３０の円筒部分に接着剤が付着し、光ファイバ５３０の出射端Ｐ２が基台５４０に接着したり、基台５４０側に液だれした接着剤が乾燥することにより体積が変化し、光ファイバ５３０の出射端Ｐ２が押し上げられることがなくなり、光ファイバ５３０の出射端Ｐ２の接着位置がずれるのを防止することができる。
【００４５】
光ファイバ５３０を光導波路５２１に接続するための接続用接着剤５３１は、レーザ光の損失を防ぐために透過率が９５％以上のものを使用する。接続用接着剤５３１の透過率Ｔは、以下の（１）式で求めることができる。
2004361742.tif 000003
但し、
Ｔ：接続用接着剤５３１の透過率
ｎ０：光ファイバ５３０の屈折率
ｎ１：接続用接着剤５３１の屈折率
ｎ２：光導波路５２１の屈折率
２δ：光ファイバ５３０の入射面で反射されたレーザ光及び光導波路５２１の入射面で反射されたレーザ光の位相差
【００４６】
図５は、（１）式を用いて求めた接続用接着剤５３１の透過率Ｔ及び屈折率ｎ１の関係を表す図である。図に示すように、接続用接着剤５３１の屈折率ｎ１が１．４以上である場合、透過率Ｔは９５％以上となる。また、接続用接着剤５３１を用いず、光ファイバ５３０及び光導波路５２１間の電送媒体を空気とした場合は、光導波路５２１の出射強度は２５ｍＷであり、一方、屈折率ｎ１が約１．４である接続用接着剤５３１を用い光ファイバ５３０を光導波路５２１に接続した場合は光導波路５２１の出射強度は３１ｍＷであり、接続用接着剤５３１を用いることで約２４％の伝搬率の向上を図ることができる。
【００４７】
このように本発明によれば、従来のように光ファイバ５３０を固定するＶ字溝を基台５４０に設けていないため、光導波路５２１の位置ずれが生じた場合でも、光導波路５２１の位置に合わせて光ファイバ５３０の位置決めを自由に調整することができ、光ファイバ５３０及び光導波路５２１の接着面がずれないように光ファイバ５３０を光導波路５２１に接続することができる。また、接続用接着剤５３１及び固定用接着剤５３２としてＵＶ硬化型の接着剤を使用することにより、光ファイバ５３０の調芯後の軸ずれが生じないうちに短時間で接着固定することができ、光ファイバ５３０の位置ずれを防止することができる。その結果、光導波路型ＰＰＬＮ素子５２０に入射するレーザ光の入射率の低減を防ぎ、光導波路型ＰＰＬＮ素子５２０による高効率の波長変換を実現することができる。また、接続用接着剤５３１として屈折率ｎ１が１．４以上及び光透過率が９５％以上であるエポキシ系接着剤を使用することにより、レーザ光の電送効率を向上させることができる。
【００４８】
さらに、従来のような光導波路５２１等の高精度な位置決めが不要となり、かつ、基台に光ファイバを固定するＶ字溝を形成する代わりに、安価なアクリル系の接着剤を用いて光ファイバ５３０を基台５４０に固定するので、製造工程の簡略化を図ると共に装置のコストダウンを図ることができる。しかも、光ファイバ５３０の出射端Ｐ２及び根元部分のみを接着固定し、その他の部分は固定しないので衝撃を吸収することができ、装置の安定性及び製品の長寿命化を図ることができる。
【００４９】
図６は光ファイバ長とレーザ光の縦偏向成分との関係を表す図である。
図に示すように、レーザ光の縦偏向成分は光ファイバ５３０のファイバ長ｌ２に比例し、ファイバ長ｌ２が２ｃｍ以下である場合は、縦偏光成分を約１００％保持することができるが、ファイバ長が２ｃｍを超えると光ファイバ５３０内を通過するレーザ光の偏向方向が変化し、光導波路５２１の偏向方向と一致しなくなり波長変換効率が低減する。そこで、本発明では、光ファイバ長ｌ２が２ｃｍ以下の光ファイバ５３０を用いることにより、光ファイバ５３０は半導体レーザ素子５１１から入射されたレーザ光の偏向方向を保持した状態でレーザ光を光導波路５２１に電送することができる。このように従来使用されていた高額の偏波保持ファイバを使用せずに光ファイバ長ｌ２を２ｃｍ以下にすることで従来と同レベルの高効率の変換効率を得ることができ、レーザ光源１０４Ｇの小型化を図ると共にコストダウンを実現することができる。
【００５０】
図７は半導体レーザ素子５１１及び光ファイバ５３０の入射端Ｐ１間の距離ｌ３と、半導体レーザ素子５１１及び光導波路型ＰＰＬＮ素子５２０の結合効率の関係を表す図である。図８は光ファイバ５３０のレーザ光の入射端面においてレーザ光の入射位置と前記光ファイバ径の中心位置とのずれと、半導体レーザ素子５１１及び光導波路型ＰＰＬＮ素子５２０結合効率の関係を表す図である。
【００５１】
図７及び図８は、幅が約５ミクロンの光導波路５２１及びコア径が４〜７μｍの光ファイバ５３０を使用した場合の結合効率を表す図であり、３５パーセント以上の結合効率が得るためには、半導体レーザ素子５１１のレーザ光の出射端と、光ファイバ５３０の入射端Ｐ１との間の距離ｌ３が５μｍ以内であること、及び光ファイバ５３０の入射端面においてレーザ光の入射位置と前記光ファイバ５３０径の中心位置とのずれｌ４が２μｍ以下であることが条件となる。
【００５２】
そこで、本発明では、コア径が４〜７μｍである光ファイバ５３０を用い、前記半導体レーザ素子５１１と前記光ファイバ５３０の入射端Ｐ１との距離ｌ３が３μｍ以下であり、かつ、前記光ファイバ５３０のレーザ光の入射端面においてレーザ光の入射位置と前記光ファイバ径の中心位置とのずれが１μｍ以下になるように、光ファイバ５３０を取り付けることにより、半導体レーザ素子５１１から出射されるレーザ光が高効率で光ファイバ５３０に入射され、従来と同レベルの結合効率を得ることができるようになる。従って、従来使用されていたレーザ光を光ファイバ５３０に集光するためのレンズが不要となり、レーザ光源１０４Ｇの約１０〜２０ｍｍの小型化を実現することができる。
【００５３】
【発明の効果】
本発明のレーザ光源及び露光装置によれば、光ファイバによるレーザ光の電送効率の向上により、半導体レーザ素子と波長変換手段の結合効率を向上させ、高効率の波長変換を実現することができると共に装置の小型化及びコストダウンを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態によるレーザ露光装置を用いた写真処理装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施の形態によるレーザ露光装置の構成を示すブロック図である。
【図３】図２に示すレーザ光源の構成を示す斜視図である。
【図４】図２に示すレーザ光源の構成を示す断面図である。
【図５】接続用接着剤の透過率及び屈折率の関係を表す図である。
【図６】光ファイバ長とレーザ光の縦偏向成分との関係を表す図である。
【図７】半導体レーザ素子及び光ファイバの入射端間の距離と、結合効率の関係を表す図である。
【図８】光ファイバのレーザ光の入射端面においてレーザ光の入射位置と前記光ファイバ径の中心位置とのずれと、結合効率の関係を表す図である。
【図９】従来のレーザ光源の構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
５１０  半導体レーザ装置
５１１  半導体レーザ素子
５２０  光導波路型ＰＰＬＮ素子
５２１  光導波路
５３０  光ファイバ
５４０  基台
５４１  溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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