特許 6145275 レーザ光のプロファイル測定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6145275

(24)【登録日】2017年5月19日

(45)【発行日】2017年6月7日

(54)【発明の名称】レーザ光のプロファイル測定方法

(51)【国際特許分類】

   H01S 5/00 20060101AFI20170529BHJP

【ＦＩ】

   H01S5/00

【請求項の数】3

【全頁数】7

(21)【出願番号】特願2013-13854(P2013-13854)

(22)【出願日】2013年1月29日

(65)【公開番号】特開2014-146671(P2014-146671A)

(43)【公開日】2014年8月14日

【審査請求日】2016年1月8日

(73)【特許権者】

【識別番号】591242209

【氏名又は名称】アルファクス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100081570

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 彰芳

(72)【発明者】

【氏名】石塚 靜

(72)【発明者】

【氏名】中山 大一郎

【審査官】 佐藤 俊彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開平１１−１６０１９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−３６１３４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 再公表特許第２０１２／１２８１７９（ＪＰ，Ａ１）

【文献】 特開昭６１−２６７４５２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−２０２７５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−０１３９８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭４９−１０３６８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−１２４７１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００５−５２２０３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−０９９１２９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特表２００５−５１９４７６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−１２２９１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許第０６２９５３０７（ＵＳ，Ｂ１）

【文献】 特開平０７−２２５１５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０７−０８１１３７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−０９３９３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０９−２１６４１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−０９５７４８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｓ ５／００−５／５０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

固定された、板状のベースに並列搭載された複数のレーザダイオードからの発光を、スリットをスライドさせてスキャンし、受光装置としての積分球で受光し、演算するレーザ光のプロファイル測定方法において、前記したスリットは、位置を特定された第一の板状体（１ａ）とその第一の板状体（１ａ）に対して接離可能に可動する第二の板状体（１ｂ）の対向する端縁で形成してあることを特徴とするレーザ光のプロファイル測定方法。

【請求項2】

前記した第二の板状体（１ｂ）はパルスモータ（５）を駆動源として可動し、スリット（２）の幅をアジャストできることを特徴とする請求項１に記載のレーザ光のプロファイル測定方法。

【請求項3】

前記した第一の板状体（１ａ）と第二の板状体（１ｂ）のスリット（２）を形成する端面には、対向して山形となり、入射部から出射部にかけて拡開する形状の反射部（８、８）を形成し、入射されたレーザ光を外向きに反射して、前記した積分球に送り込むことを特徴とする請求項１または２に記載のレーザ光のプロファイル測定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はレーザ光のプロファイル測定方法、特に高出力のレーザダイオードバーでレーザダイオードが一斉に発光する、その光のニアフィールドパターン（ＮＦＰ）即ち光強度を測定するための方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、板状のベースにレーザダイオードを並列搭載したレーザダイオードバーにあって、搭載されているレーザダイオードを一斉に光らせ、そのプロファイリング、主としてニアフィールドパターン、即ち光強度を測定するにはＣＣＤカメラが使用されている。

【0003】

しかし、このＣＣＤカメラの使用には、それに加えて、レンズまたは鏡筒を介在させる必要があり、さらに、ＣＣＤカメラは感度が非常に高いため、レーザ光のような強烈な光が出射されるものに対してはＣＣＤカメラの飽和があるため、透過率も様々な複数枚の減衰フィルターを入れて測定する必要がある。

【0004】

また、ＣＣＤカメラでは光強度のダイナミックレンジが通常８ｂｉｔの２５６から１０２６階調しかないため、すぐにハレーションを起こし、飽和してしまう。そして、最近の半導体レーザはマルチビーム化と高出力が進んでいるので、ＣＣＤカメラでは横に長いマルチビーム（１０〜５０エミッタ）では分解能（解像度）の関係を加味すると、１０エミッタ位しか入らないため、ＣＣＤカメラ又はレーザ素子を動かし、数回に分けて測定しなければならず、データの一連性に欠け、データ処理が煩雑なものとなってしまう。

【0005】

このデータの取得も画像切り出しによるので、例えば２０ｍｍ程度だと７枚撮像のため、複数枚にわたり、測定時間も長くかかってしまい、設備にも高額な費用を要することとなる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

出願人は本願発明に関し、先行する技術文献を調査したが、格別に本願発明と関連し、類似していると思われる文献は発見できなかった。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

本発明が解決しようとする問題点は、従来のＣＣＤカメラを用いての測定方法の欠点を解消し、長いマルチビームで高出力のレーザのプロファイル、ニアフィールドパターンそれも光強度を効率よく短時間で精度よく測定し、対象に対しての調整対応も容易となり、データも一連のものとして取り込め、設備費用も低廉なものとしてできる測定方法が存在していなかったという点である。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記した問題点を解決するため、本発明に係るレーザ光のプロファイル測定方法は、固定された、板状のベースに並列搭載された複数のレーザダイオードからの発光を、スリットをスライドさせてスキャンし、受光装置としての積分球で受光し、演算するレーザ光のプロファイル測定方法において、前記したスリットは、位置を特定された第一の板状体（１ａ）とその第一の板状体（１ａ）に対して接離可能に可動する第二の板状体（１ｂ）の対向する端縁で形成してあることを特徴としている。

【0009】

また、本発明に係るレーザ光のプロファイル測定方法は、前記した第二の板状体（１ｂ）はパルスモータ（５）を駆動源として可動し、スリット（２）の幅をアジャストできることを特徴とし、前記した第一の板状体（１ａ）と第二の板状体（１ｂ）のスリット（２）を形成する端面には、対向して山形となり、入射部から出射部にかけて拡開する形状の反射部（８、８）を形成し、入射されたレーザ光を外向きに反射して、前記した積分球に送り込むことを特徴としている。

【発明の効果】

【0010】

本発明に係るレーザ光のプロファイル測定方法は上記のように構成されている。そのためスリットのスライド距離を長くすることで長いマルチビームの測定はいくらでも対応することができ、スリットの幅と移動ステップを細かくすることで、十分な分解能を得ることができ、レーザ素子（ボード）の一端から他端までスリットをスライドさせることでデータを一連のものとして取り込むことができる。

【0011】

また、受光装置の光センサーは一個でダイナミックレンジが３２７６８階調、または必要に応じてそれ以上の階調も容易に上げることができ、その光センサーの直線感度は１０¹⁰倍あるため、スリット幅と受光装置である積分球の組み合せで、フィルターの介在を不要として高出力のレーザ光の光強度を測定することができる。そして測定時間は数１０秒と短くて済み、設備費用も低廉なものとなる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本発明に係る測定方法を実施するための機構を示す正面図である。

【図2】スリット部材の受光前の平面図である。

【図3】受光中の平面図である。

【図4】受光後の平面図である。

【図5】レーザダイオードバーの挟持構成を示す図である。

【図6】１５０Ａ、パルスで駆動させた場合の測定画面である。

【図7】データを示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0013】

図面として示し、実施例で説明したように構成したことで実現した。

【実施例1】

【0014】

次に、本発明の好ましい実施の一例を図面を参照して説明する。図中１はスリット部材を示し、このスリット部材１は位置を特定された第一の板状体１ａとその第一の板状体１ａに対して接離可能に可動する第二の板状体１ｂを有しており、その第一の板状体１ａと第二の板状体１ｂの対向する端縁で対象となるレーザ素子（レーザダイオードバー）からの光を通過させるスリット２を形成している。

【0015】

このスリット部材１は本実施例にあってはパルスモータ３を駆動源として、架台Ｔに設けられたガイドレール４に沿って精度１μｍピッチでスライド可能となっており、第二の板状体１ｂはパルスモータ５を駆動源として可動し、スリット２の幅を任意に精度１μｍピッチでアジャストできるものとしている。

【0016】

また、図中６は対象となるレーザダイオードバー７をセットし、その発光を前記したスリット２に対して入射させるための開口ポートである。尚、レーザダイオードバー７はその長手方向をスリット２のスライド方向に合わせて、沿うようにセットされる。

【0017】

開口ポート６は下部電極１３と上部電極１４によって構成されており、この下部電極１３と上部電極１４の対向面は各々０．０１Ω程度の導電ゴムシート１５ａ、１５ｂによって被覆されており、各々の導電ゴムシート１５ａ、15ｂはそれぞれ、抑え金具１６ａ、１６ｂによって位置決め固定されている。なお、場合によっては少なくして上、下部導電ゴムシート１５ａ、１５ｂの片方のみを備えることとしても良い。レーザダイオードバー７はこの各々の導電ゴムシート１５ａ、１５ｂ間に挟持固定されるものであり、導電ゴムシート１５ａ、１５ｂの弾発性によって傷の発生や割れや欠損等の機械的ダメージを未然に防止できる。また、その弾発性によってレーザダイオードバー７は全体が平均して接触でき、かつ、熱伝達も良好となる。これはレーザダイオードバー７の挟持面が金属である場合には平面度が保たれず平均した接触ができないという点の改良である。

【0018】

さらに、スリット部材１を構成する第一の板状体１ａと第二の板状体１ｂのスリット２を形成する端面には、対向して略山形となる、即ち、入射部から出射部にかけて拡開する形状の反射部８、８が形成されており、入射されたレーザ光を外向きに反射して、後述する受光装置に送り込むこととなる。

【0019】

ここで、レーザダイオードバー７の長さに対応して、スリット２のスライドスキャンする距離を長くすることで、レーザダイオードバー７の長さに限定されることなく、一連のデータとして取り込むことができ、スリット２の幅と移動（スライド）ステップを細かく設定することで必要十分な分解能を得ることができる。

【0020】

一方、図中９は受光装置である積分球を示している。この積分球９はフォトダイオード１１でフィルター１２は使用しても、使用しなくても良い。この積分球９には一側面にレーザダイオードバー７からの発光をスリット２及び反射部８、８を介して広角に受光する受光口１０が形成されている。

【0021】

この積分球９は受光のための光センサーが一個でダイナミックレンジは３２７６８階調あり、必要に応じてそれ以上の階調に容易に上げることができる。また、その光センサーの直線感度は１０^１０位あるため、スリット２の幅とこの積分球９の組み合せによってフィルターを介在させなくても高出力のレーザ光の光強度を測定することができる。さらに、超高出力のレーザの場合、フィルターを１〜２枚入れることにより測定できる。

【0022】

また、本実施例に示した機構を用いて実際に測定した結果を図６〜図７として示している。図６、図７は１５０Ａ、パルスの場合を示している。

【産業上の利用可能性】

【0023】

本願発明に係るレーザ光のプロファイル測定方法の実施例は上記のように構成されている。本実施例では機構の電流駆動としてパルスを想定しているが、これは無変調連続波（ＣＷ）を用いることも可能である。

【符号の説明】

【0024】

１ スリット部材
１ａ 第一の板状体
１ｂ 第二の板状体
２ スリット
３ パルスモータ
４ ガイドレール
５ パルスモータ
６ 開口ポート
７ レーザダイオードバー
８ 反射部
９ 積分球
１０ 受光口
１１ フォトダイオード
１２ フィルター
１３ 下部電極
１４ 上部電極
１５ａ、１５ｂ 導電ゴムシート
１６ａ、１６ｂ 抑え金具
Ｔ 架台

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】