[发明专利]对光纤耦合式激光二极管进行检查的检查方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种对光纤耦合式激光二极管进行检查的检查方法。

背景技术

以往，公知有一种制版设备，该制版设备包括有用于把图像记录材料安装在其外圆表面上的圆筒形记录滚筒、用于使该记录滚筒围绕着沿该记录滚筒的轴线配置的转动轴旋转的转动驱动机构、用于把根据一个图像信号调制的光束对准该图像记录材料的记录头（描绘装置）。在这样一种制版设备中，通过把来自描绘装置的光束对准安装在以高速转动的记录滚筒的外圆表面上的图像记录材料，沿着与记录滚筒的转动轴相平行的方向移动描绘装置，把所需要的图像记录在该图像记录材料上。

在描绘装置中，由于激光的聚光性、直线性、波长单一性好，所以激光非常适于作为光源。但是，发射激光的发射设备即激光二极管（LD）的使用寿命有限，在生产设备的使用寿命中需要更换激光二极管设备。另外，在更换了激光二极管之后，为了确保激光二极管射出的激光的直线性，需要对更换后的激光二极管进行校准。因此，通常采用内部与光纤结合从一端的光纤连接器射出激光的光纤耦合式激光二极管。若采用这样的光纤耦合式激光二极管，则具有如下的优点，即，仅通过在连接器部进行安装和拆卸就能够交换光源而不需要进行任何光学调整。

在使用光纤耦合式激光二极管的描绘装置中，优选使用能够有效地取出激光二极管的光量的芯径大的多模光纤（multimode fiber）。但是另一方面，在芯在描绘介质上成像时，由于其像的大小取决于描绘析像度，所以在微细描绘中需要成像光学系统为汇聚光学系统。

参照图11说明其中的关系。如图11所示，将光纤二极管的光纤连接器1的芯径设定为Y₁，将成像的图形的尺寸设定为Y₂，将光纤固有数值孔径（Numerical Aperture）设定为NA_fiber，将光纤的发挥作用的数值孔径设定为NA_obj，将形成的图形的数值孔径设定为NA_img。根据亥姆霍兹算式n₁·Y₁·NA_obj=n₂·Y₂·NA_img可知，在光学水平放大倍率m=Y₂/Y₁<1.0的汇聚光学系统中，NA_obj<NA_img（n₁=n₂=1.0的空气环境下）。另外，由于NA_img受到透镜的像差（aberration）和焦深（focus depth）等问题的限制，所以通常NA_obj小于光纤固有数值孔径即NA_fiber。

在此，考虑从光纤耦合式激光二极管的光纤连接器端射出的光的利用效率。在光纤耦合激光二极管的光纤中传导的光基本上以由光纤的芯和金属包层的折射率决定的光纤固有数值孔径NA_fiber下的发散角从光纤端部出射。但是，实际描绘使用的光仅是由后面的成像光学系统而决定的数值孔径NA_obj所决定的部分。在此，将数值孔径NA_obj所决定光量与光纤固有数值孔径NA_fiber下的光量的比例定义为光利用效率，称为输出开口比。即，输出开口比=NA_obj的能量（power）/NA_fiber的能量。

以往公开有如下的用于正确测定上述输出开口比的测定光学系统，如图12B所示，在此测定光学系统中，使从光纤连接器出射的光通过傅里叶变换透镜C投射在开口板（傅里叶板）FP上，其中，关于开口板FP中的开口的直径D，在将傅里叶变换透镜C的焦距设定为fc的情况，该开口的直径D=2×fc×sin（NA_obj）。由此，在从光纤连接器出射的光中，仅数值孔径NA_obj的能量通过开口，并借助后面的透镜G的聚光作用射入积分球（integrating sphere）功率计IS。这样，将此能量作为NA_obj的能量。另外，如图12A所示，移除开口板，测量从光纤连接器出射的全部的光的量，将侧能量作为NA_fiber的能量。由此如上所述求出输出开口比。