(57)【要約】【課題】光源装置を可及的に小型化できるようにする。【解決手段】半導体レーザ素子３１と、光導波路型の第２高調波発生素子４１とが備えられ、前記半導体レーザ素子３１の出射光を前記第２高調波発生素子４１の光導波路に入射させて、入射光の第２高調波を出射する光源装置において、前記第２高調波発生素子４１から出射される基本波の波長成分の光を吸収する基本波吸収フィルタ５１が設けられ、前記基本波吸収フィルタ５１における光入射面の反対側に位置する光出射面が、光の進行方向に対して傾斜姿勢で配置され、前記光出射面に、前記第２高調波発生素子から出射される第２高調波の波長成分の光の一部を、前記半導体レーザ素子の出力調整用の光センサに向かうように反射する反射膜が形成されて構成されている。【選択図】図１
2005250390.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体レーザ素子と、光導波路型の第２高調波発生素子とが備えられ、
前記半導体レーザ素子の出射光を前記第２高調波発生素子の光導波路に入射させて、入射光の第２高調波を出射する光源装置であって、
前記第２高調波発生素子から出射される基本波の波長成分の光を吸収する基本波吸収フィルタが設けられ、
前記基本波吸収フィルタにおける光入射面の反対側に位置する光出射面が、光の進行方向に対して傾斜姿勢で配置され、
前記光出射面に、前記第２高調波発生素子から出射される第２高調波の波長成分の光の一部を、前記半導体レーザ素子の出力調整用の光センサに向かうように反射する反射膜が形成されて構成されている光源装置。
【請求項２】
前記光入射面に、前記第２高調波発生素子から出射される第２高調波の波長成分の光の反射率を低下させるための反射防止膜が形成されている請求項１記載の光源装置。
【請求項３】
前記光入射面と前記光出射面とが略平行となるように構成されている請求項１又は２記載の光源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体レーザ素子と、光導波路型の第２高調波発生素子とが備えられ、前記半導体レーザ素子の出射光を前記第２高調波発生素子の光導波路に入射させて、入射光の第２高調波を出射する光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
かかる光源装置は、半導体レーザ素子の出射光を第２高調波発生素子の光導波路に入射させて、入射レーザ光の１／２の波長の第２高調波を取り出す装置である。
この光導波路型の第２高調波発生素子では、半導体レーザ素子の出射レーザ光である基本波とそれの第２高調波とが重なりあった状態で出射するため、第２高調波発生素子の出射光から基本波の波長成分を除去する必要がある。
この基本波の波長成分を除去するために、下記特許文献１にも記載のように、例えば基本波が赤外領域の波長であれば、ＩＲカットフィルタを光路中に配置する。
【０００３】
一方、所望の光出力の第２高調波が得られるように半導体レーザ素子の光出力を制御するため、第２高調波の波長成分の光の一部をビームスプリッタにより分岐して光センサにて測定することも行われている。
従来、下記特許文献１にも記載のように、ＩＲカットフィルタとビームスプリッタとを別個に備えるのが一般的であった。
【特許文献１】特開２００１−３１８３９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、上記従来構成では、第２高調波発生素子の出力側に存在する光学部品の部品点数が多くなってしまい、光源装置の小型化の要請に十分には応えられないものとなっていた。
特に、第２高調波発生素子から出射される基本波の波長成分を除去するために、干渉フィルタのような薄膜型の反射フィルタではなく、吸収フィルタを用いることで、フィルタからの基本波の反射光が擾乱光となってしまうのを防止するように構成する場合には、吸収フィルタの厚さをある程度厚くする必要があり、その点でも、小型化の阻害要因となる。
本発明は、かかる実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、光源装置を可及的に小型化できるようにする点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本出願の第１の発明は、半導体レーザ素子と、光導波路型の第２高調波発生素子とが備えられ、前記半導体レーザ素子の出射光を前記第２高調波発生素子の光導波路に入射させて、入射光の第２高調波を出射する光源装置において、前記第２高調波発生素子から出射される基本波の波長成分の光を吸収する基本波吸収フィルタが設けられ、前記基本波吸収フィルタにおける光入射面の反対側に位置する光出射面が、光の進行方向に対して傾斜姿勢で配置され、前記光出射面に、前記第２高調波発生素子から出射される第２高調波の波長成分の光の一部を、前記半導体レーザ素子の出力調整用の光センサに向かうように反射する反射膜が形成されて構成されている。
【０００６】
すなわち、第２高調波発生素子から出射される基本波は基本波吸収フィルタの母材自体で吸収して無用な反射を極力抑制すると共に、ビームスプリッタに相当する機能は薄膜の反射膜にて構成できることから、その反射膜を基本波吸収フィルタの光出射面に形成するのである。
【０００７】
又、本出願の第２の発明は、上記第１の発明の構成に加えて、前記光入射面に、前記第２高調波発生素子から出射される第２高調波の波長成分の光の反射率を低下させるための反射防止膜が形成されている。
従って、第２高調波発生素子から出射して基本波吸収フィルタに入射する第２高調波の波長成分の光を、前記光入射面において効率良く通過させることができる。
【０００８】
又、本出願の第３の発明は、上記第１又は第２の発明に構成に加えて、前記光入射面と前記光出射面とが略平行となるように構成されている。
すなわち、基本波吸収フィルタは、平行平板の厚板材にて構成され、その厚板材が光の進行方向に対して傾斜する姿勢で配置されるのであるが、分岐した第２高調波の光を光センサへ導くという機能上、基本波吸収フィルタの光の進行方向からの傾斜角は、９０度よりかなり小さい角度（一般には４５度程度）で傾斜させることになる。
従って、光の進行方向における実効的な基本波吸収フィルタの通過長さが長くなり、基本波吸収フィルタの厚さを薄くしても十分な基本波の吸収が可能となる。
【発明の効果】
【０００９】
上記第１の発明によれば、第２高調波発生素子から出射される基本波は基本波吸収フィルタの母材自体で吸収して無用な反射を極力抑制すると共に、ビームスプリッタに相当する機能の反射膜を基本波吸収フィルタの光出射面に形成することで、必要な機能を確保しながら光学部品の部品点数を減らして、光源装置を可及的に小型化できるに至った。
しかも、光源装置を構成する部品コストの低減にもなっている。
又、上記第２の発明によれば、第２高調波発生素子から出射されて基本波吸収フィルタに入射する第２高調波の波長成分の光を前記光入射面において効率良く通過させることができるので、光源装置全体としての第２高調波の取り出し効率を向上させることができる。
又、上記第３の発明によれば、光の進行方向における実効的な基本波吸収フィルタの長さが長くなり、基本波吸収フィルタの厚さを薄くしても十分な基本波の吸収が可能となって、光源装置のより一層の小型化と低コスト化とを図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の光源装置を写真プリントシステムにおける露光用の光源として備えた場合の実施の形態を図面に基づいて説明する。
本実施の形態で例示する写真プリントシステムＤＰは、いわゆるデジタルミニラボ機として知られているものであり、図６のブロック構成図に示すように、現像処理済みの写真フィルムやメモリーカード，ＭＯあるいはＣＤ−Ｒ等から写真プリントを作製するための画像データを入力する画像入力装置ＩＲと、画像入力装置ＩＲにて入力した画像データを印画紙２に露光処理する露光・現像装置ＥＰとから構成されている。
【００１１】
〔画像入力装置ＩＲの概略構成〕
画像入力装置ＩＲには、図６に概略的に示すように、写真フィルムの駒画像を読み取るフィルムスキャナ３と、メモリーリーダ，ＭＯドライブ及びＣＤ−Ｒドライブ等を備えた外部入出力装置４と、パーソナルコンピュータにて構成されてフィルムスキャナ３や外部入出力装置４の制御のほか写真プリントシステムＤＰ全体の管理を実行する主制御装置５とが備えられ、更に、主制御装置５には、仕上がりプリント画像をシミュレートしたシミュレート画像や各種の制御用の情報を表示するモニタ５ａと、露光条件の手動設定等や制御情報の入力操作をするための操作卓５ｂとが接続されている。
【００１２】
〔露光・現像装置ＥＰの全体構成〕
露光・現像装置ＥＰは、筐体内部に、画像露光装置ＥＸと、画像露光装置ＥＸにて露光された印画紙２を現像処理する現像処理装置ＰＰと、印画紙マガジン６から引き出された印画紙２を多数の搬送ローラ９等にて現像処理装置ＰＰへ搬送する印画紙搬送系ＰＴとが設けられている。
図示を省略するが、露光・現像装置ＥＰの筐体外部には、現像処理装置ＰＰにて現像処理及び乾燥処理された印画紙２をオーダ毎に分類するためのソータが備えられ、このソータへ印画紙２を搬送するコンベア１０が筐体上面に備えられている。
更に、印画紙搬送系ＰＴの搬送経路の途中には、印画紙マガジン６から引き出された長尺の印画紙２を設定プリントサイズに切断するカッタ１１と、一列で搬送される印画紙２を複数の搬送列に振り分けるための振り分け装置１２とが備えられている。
【００１３】
〔画像露光装置ＥＸの構成〕
画像露光装置ＥＸは、印画紙２に対してレーザビームを走査することにより印画紙２上に露光画像を形成する露光ユニット１３と、露光ユニット１３を制御する露光制御装置１４とを主要部として構成されている。
〔露光ユニット１３の構成〕
露光ユニット１３は、レーザを光源として印画紙２上に画像を露光するいわゆるレーザ露光式を採用しており、その概略構成を図５のブロック構成図に示す。
露光ユニット１３には、赤色光源装置２１と、緑色光源装置２２と、青色光源装置２３と、緑色光源装置２２及び青色光源装置２３から出射したレーザビームを強度変調するための音響光学変調素子２４（以下、「ＡＯＭ素子２４」と略記する）と、レーザビームの光路を屈曲させるミラー２５と、球面レンズ２６と、シリンドリカルレンズ２７と、図示を省略するモータにて回転駆動されるポリゴンミラー２８と、ｆ−θ特性と面倒れ補正機能とを有するレンズ群２９とが備えられている。
【００１４】
〔光源装置２１，２２，２３の構成〕
赤色光源装置２１は、図示を省略するが、赤色半導体レーザ素子と赤色半導体レーザ素子の出射光を集光する集光レンズとが備えられ、緑色光源装置２２及び青色光源装置２３と異なり、半導体レーザ素子の駆動電流を直接変調することによって出射レーザビームを強度変調している。
緑色光源装置２２と青色光源装置２３とは基本的な構成は共通であり、これらの構成を緑色光源装置２２によって代表して説明する。
図１の側面図及び図３の斜視図に示すように、緑色光源装置２２には、近赤外半導体レーザ装置２２ａと、近赤外半導体レーザ装置２２ａの出射レーザ光の第２高調波を生成する第２高調波発生装置２２ｂと、第２高調波発生装置２２ｂの出射光から基本波の波長成分すなわち近赤外半導体レーザ装置２２ａの出射レーザ光の波長成分を吸収除去すると共にビームスプリッタの機能を併せ持つフィルタユニット２２ｃと、フィルタユニット２２ｃを通過した第２高調波のレーザビームをＡＯＭ素子２４の受光開口に集光するための集光レンズユニット２２ｄが備えられている。
【００１５】
近赤外半導体レーザ装置２２ａには、図１に示すように、半導体レーザ素子３１を収納したレーザ筐体３２と、レーザ筐体３２の光出射開口側に取り付けられて光ファイバ３６の一端を支持するファイバ支持部材３３と、レーザ筐体３２を支持するレーザ支持台３４と、半導体レーザ素子３１の温度調整をするための熱電冷却装置３５とが備えられ、半導体レーザ素子３１の出射光は、半導体レーザ素子３１の光出射位置に正確に位置決めされた光ファイバ３６にて第２高調波発生装置２２ｂへ導かれる。
第２高調波発生装置２２ｂは、図１等に示すように、細長い棒状の第２高調波発生素子４１と、第２高調波発生素子４１を支持するＳＨＧ支持台４２と、第２高調波発生素子４１の温度調整をするための熱電冷却装置４３と、光ファイバ３６の一端を支持するファイバ支持部材４４と、第２高調波発生素子４１の出射光をコリメートするコリメートレンズ４５と、コリメートレンズ４５を支持するコリメートレンズ支持部材４６とが備えられて構成されている。
【００１６】
第２高調波発生素子４１は、光導波路型の第２高調波発生素子であり、図４の斜視図に示すように、その光導波路４１ａに周期分極反転構造４１ｂが形成されている。この光導波路４１ａの一端（光入射端）に光ファイバ３６の先端がファイバ支持部材４４に支持された状態で位置決めされている。尚、図４では、光導波路４１ａ及び周期分極反転構造４１ｂの形成状態を分り易くするために実際の寸法よりもそれらを拡大して示すと共に、第２高調波発生素子４１の横幅も拡大して図示している。
本実施の形態では、第２高調波発生素子４１の基板としてＬｉＮｂＯ３を用いており、光導波路４１ａはプロトン交換法等により形成し、周期分極反転構造４１ｂは、電界印加法あるいはＴｉ拡散法等で周期的に分極を反転させることにより形成する。
【００１７】
フィルタユニット２２ｃは、第２高調波発生素子４１から出射される基本波の波長成分を吸収する基本波吸収フィルタとして赤外光吸収フィルタ５１が備えられ、その赤外光吸収フィルタ５１をフィルタ支持台５２にて支持している。
フィルタユニット２２ｃ付近の部品配置を平面視で示す図２のように、赤外光吸収フィルタ５１は、第２高調波発生装置２２ｂからの光が入射する光入射面ＩＳと、光入射面ＩＳの反対側に位置する光出射面ＯＳとが略平行となる平行平板の厚板部材で形成され、フィルタ支持台５２は、前記光出射面ＯＳが光の進行方向に対して傾斜姿勢（具体的には、光軸から４５度の傾斜姿勢）となるように赤外光吸収フィルタ５１を支持している。
【００１８】
赤外光吸収フィルタ５１の前記光入射面ＩＳには、第２高調波発生素子４１から出射される第２高調波の波長成分の光の反射率を低下させる反射防止膜が形成されている。この反射防止膜は、いわゆるＡＲコーティングと呼ばれるもので、前記第２高調波の波長に適合した屈折率と膜厚とを有する誘電体膜にて構成されている。
赤外光吸収フィルタ５１の前記光出射面ＯＳには、第２高調波発生素子４１から出射される第２高調波の波長成分の光の一部を、半導体レーザ素子３１の出力調整用の光センサとして備えられているフォトダイオード５５に向けて反射する反射膜が形成されている。
この反射膜は、第２高調波の波長に適合した屈折率及び層厚を有する誘電体等の多層膜にて構成されているが、クロム等の金属蒸着膜にて構成しても良い。
フィルタ支持台５２には、第２高調波発生装置２２ｂから出射された光を赤外光吸収フィルタ５１へ導くための入射側貫通孔５２ａと、赤外光吸収フィルタ５１の前記光出射面ＯＳで反射された第２高調波の一部をフォトダイオード５５へ導くための反射側貫通孔５２ｂとが形成されている。
【００１９】
第２高調波発生素子４１から出射されて赤外光吸収フィルタ５１へ入射した基本波及び第２高調波のうち、基本波は、赤外光吸収フィルタ５１の内部を通過する過程で吸収されて、実用上問題のない程度まで減衰し、一方、第２高調波は、赤外光吸収フィルタ５１の内部をほとんど減衰されずに通過して前記光出射面ＯＳへ到達し、その一部が反射されてフォトダイオード５５へ向かうと共に、前記光出射面ＯＳを通過した他の部分は集光レンズユニット２２ｄへと向かう。
フォトダイオード５５の検出信号は、図示を省略するＡＰＣ回路へ入力されて、フォトダイオード５５の検出信号が一定値となるように半導体レーザ素子３１の駆動電流が調節される。
【００２０】
集光レンズユニット２２ｄには、図１等に示すように、集光レンズ６１と、集光レンズ６１を支持するレンズホルダ６２と、レンズホルダ６２を支持するレンズ支持台６３とが備えられ、レンズ支持台６３には、赤外光吸収フィルタ５１を透過した第２高調波を通過させるための貫通孔６３ａが形成されている。
近赤外半導体レーザ装置２２ａ，第２高調波発生装置２２ｂ及びフィルタユニット２２ｃは、支持板６５上に取り付けられ、更に、その支持板６５と集光レンズユニット２２ｄとが基礎支持板６６上に取り付けられている。
以上、緑色光源装置２２の構成として説明したが、上述のように、青色光源装置２３の構成要素は緑色光源装置２２の構成要素と共通であり、使用する半導体レーザ素子の発振波長や、第２高調波発生素子の周期分極反転構造の周期等の、光の波長に関する部分が異なる。
【００２１】
〔露光制御装置１４の構成〕
露光制御装置１４には、図５に概略的に示すように、上記構成の露光ユニット１３を制御するために、画像入力装置ＩＲから入力される赤色，緑色及び青色夫々の露光用画像データを露光ユニット１３の露光特性を考慮した画像データに補正するルックアップテーブル７１と、ルックアップテーブル７１にて補正された画像データを赤色，緑色及び青色の各色毎に記憶する画像データメモリ７２と、赤色，緑色及び青色の各色毎に備えられて画像データメモリ７２の出力データをＤ／Ａ変換するＤ／Ａコンバータ７３と、緑色及び青色についてＤ／Ａコンバータ７３からの入力信号に応じて変調されたＡＯＭ素子２４の駆動信号を生成するＡＯＭ制御回路７４と、赤色についてＤ／Ａコンバータ７３からの入力信号に応じて赤色光源装置２１の半導体レーザ素子の駆動電流を変調するＬＤ駆動回路７５とが備えられている。
【００２２】
オペレータが、フィルムスキャナ３あるいは外部入出力装置４からプリント対象の画像データを入力すると、適宜に画像処理等が施され、画像処理後の露光用画像データがルックアップテーブル７１へ送信される。
画像入力装置ＩＲから入力された赤色，緑色及び青色の露光用画像データに基づいて、ＡＯＭ素子２４及びＬＤ駆動回路７５にて強度変調された赤色，緑色及び青色のレーザビームは、各光学部品を通過してポリゴンミラー２８の反射面に照射され、回転駆動されているポリゴンミラー２８の反射面で反射されたレーザビームは、レンズ群２９によって印画紙２上に集光される。レーザビームの走査方向（主走査方向）は印画紙２の搬送方向（副走査方向）と直交しており、レーザビームの走査と印画紙２の搬送移動によって、印画紙２上にプリントする画像が潜像として形成される。これが現像処理装置ＰＰで現像処理されて写真プリントとして仕上がる。
【００２３】
〔別実施形態〕
以下、本発明の別実施形態を列記する。
（１）上記実施の形態では、緑色光源装置２２及び青色光源装置２３に本発明を適用して、光源装置２２，２３に備えられる半導体レーザ素子の発振波長がいずれも赤外光であり、第２高調波発生素子から出射される基本波の波長が赤外光となることから、基本波吸収フィルタとして赤外光吸収フィルタ５１を例示しているが、光源装置に備えられる半導体レーザ素子の発振波長が赤外光以外の波長である場合にも本発明を適用できる。
【００２４】
（２）上記実施の形態では、本発明の光源装置を写真プリントシステムＤＰの露光用光源として用いる場合を例示しているが、短波長の第２高調波を生成したい各種の用途に本発明を適用できる。
（３）上記実施の形態では、半導体レーザ素子の出力調整用の光センサとしてフォトダイオード５５を例示しているが、フォトダイオードに限らず各種形式の光センサを用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態にかかる光源装置の側面図
【図２】本発明の実施の形態にかかる光源装置の部分平面図
【図３】本発明の実施の形態にかかる光源装置の斜視図
【図４】本発明の実施の形態にかかる第２高調波発生素子の斜視図
【図５】本発明の実施の形態にかかる画像露光装置の概略構成図
【図６】本発明の実施の形態にかかる写真プリントシステムの概略構成図
【符号の説明】
【００２６】
３１  半導体レーザ素子
４１  第２高調波発生素子
５１  赤外光吸収フィルタ
５５  光センサ
【図１】
2005250390.tif 000003
【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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