[发明专利]光源、光源控制方法及光源更换方法

说明书

技术领域

本发明涉及构成为具有多个激光二极管的光源、控制该光源的整体的发光输出的光源控制方法、以及更换该光源中的多个激光二极管中任一个的光源更换方法，特别涉及在直接曝光装置中使用的光源、控制该光源的整体的发光输出的光源控制方法、以及更换该光源中的多个激光二极管中任一个的光源更换方法。

背景技术

具有激光二极管(LD)的半导体激光光源，在其内部具有用于控制激光二极管的发光强度、对激光二极管发出的光进行感光的光电二极管(PD)。为了容易地构成这种半导体激光光源，例如有激光二极管和光电二极管相互接近配置的模块结构方式(例如专利文献1)。

在驱动半导体激光光源的控制板(控制电路)中，使用基于光电二极管对激光二极管的发光强度的检测结果实现负反馈控制，使激光二极管的发光强度保持一定。执行这种负反馈控制的控制板，一般被称为APC(Automatic Power Control：自动功率控制)电路。另外，如果是未被模块化的单体激光二极管，则需要在接近该激光二极管的位置设置光电二极管来构成负反馈电路。

图8是表示用于驱动半导体激光器的控制板的一个以往示例的图。以后，在不同附图中被赋予了相同参照符号的部分，表示是具有相同功能的构成要素。

在图8所示的模块20内，激光二极管LD和光电二极管PD接近配置，激光二极管LD和光电二极管PD光学耦合。激光二极管LD基于从电流源26提供的电流I_LD而发光。光电二极管PD感光激光二极管LD发出的光，输出与激光二极管LD的发光输出成比例的电流I_PD。电流放大器23放大来自光电二极管PD的输出电流I_PD，也具有从电流转换为电压的功能，把所输入的光电二极管PD的输出电流I_PD转换为电压并输出。电流放大器23具有极小的输入阻抗，所以电流放大器23的输出电压相对于激光二极管LD的发光输出，在较大范围内呈线性变化。误差放大器24比较电流放大器23的输出电压和由控制电压设定器25设定的基准电压Vref1。利用误差放大器24的输出来控制电流源26的电流I_LD。

在图8所示的用于驱动半导体激光器的控制板中，例如激光二极管LD的发光输出增大时的一系列负反馈控制如下所述。在激光二极管LD的发光输出增大时，光电二极管PD的输出电流I_PD增加，电流放大器23的输出电压增加。于是，误差放大器24的输出减小，所以电流源26的电流I_LD减小，结果，激光二极管LD的发光输出减小。通过以上控制，激光二极管LD的发光输出被控制为对应基准电压Vref的一定值。

已经存在构成为具有多个这种激光二极管(半导体激光器)的光源(例如参照非专利文献1)。图9是表示构成为具有多个激光二极管的光源的一个以往示例的图。在图示的例子中，具有n个包括光电二极管和激光二极管(均未图示)的模块20(其中，n为自然数)。各个模块20通过连接器12连接到光纤13。在各个光纤13的另一端连接着连接器14。从各个模块20内的激光二极管发出的光，通过光纤13在连接器14中聚束。一般激光二极管的发光输出约为几百毫瓦特，但在使用多个激光二极管按照上面所述构成的光源中，例如可以获得大于等于几瓦特的发光输出。各个模块20内的激光二极管的发光输出按照上面所述，通过控制板10进行负反馈控制。