JP2005064430A - 多波長半導体レーザ - Google Patents

Abstract

【課題】複数の波長のレーザ光それぞれを別個に出射できる多波長半導体レーザにおいて、記録特性を劣化させない記録用レーザ光を、それぞれの波長で出射すること。
【解決手段】出射面の第１および第２の位置からそれぞれ波長の異なる第１および第２のレーザ光を出射し得る多波長半導体レーザであって、第１の位置での光束断面形状が第１の楕円形状である第１のレーザ光を発光する第１の発光部位と、第１の位置から離間した第２の位置での光束断面形状が前記第１の楕円形状の長径および短径からそれぞれほぼ平行に変位した長径および短径を有する第２の楕円形状である第２のレーザ光を発光する第２の発光部位とを具備する。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数の波長のレーザ光それぞれを別個に出射できる多波長半導体レーザに係り、特に、記録媒体への記録用レーザ光の照射に適する高出力の多波長半導体レーザに関する。

ＤＶＤ（digital versatile disc）へ記録するためのレーザ光の波長は、標準的に６５０ｎｍが用いられ、ＣＤ（compact disc）へ記録するためのレーザ光の波長は、標準的に７８０ｎｍが用いられている。一般に波長が短いほどレーザ光を絞り込んだあとのスポットが小さくなるので高密度記録に対応することができる。また、記録媒体の物理的特性上、一般に、ＤＶＤ用の６５０ｎｍレーザ光の記録時出力には８０ｍＷ以上、ＣＤ用の７８０ｎｍレーザ光の記録時出力には１５０ｎｍ以上必要である。

ＤＶＤとＣＤの両方に記録対応する装置では、ＤＶＤ用のレーザ光とＣＤ用のレーザ光とを切り替えてディスク上に照射するため、ピックアップヘッドとして例えば、６５０ｎｍの半導体レーザと７８０ｎｍの半導体レーザとを別個に有するものを使用し、両者の出射光をビームスプリッタ（ハーフミラー）などにより同一の光軸上に位置させることができる構造のものが用いられる。

または、ビームスプリッタに代えて光軸補正板を使用して２つのレーザ光を同一の光軸上に位置させる構造のものも技術開示されている（例えば、特開２００２−３１９１７６号公報）。この文献に開示の構成では、６５０ｎｍの半導体レーザと７８０ｎｍの半導体レーザとを部品として別個に位置させるのではなく、同一チップで構成される２波長半導体レーザを使用することができる。なお、２波長のレーザ光を別個に出射できる２波長半導体レーザの構造の例としては例えば特開２００２−２９９７６４号公報記載のものがある。
特開２００２−３１９１７６号公報 特開２００２−２９９７６４号公報

半導体レーザをＤＶＤ記録対応として使用する場合に考慮する必要のある事項は、ひとつとして、高出力光であるがゆえディスク上に絞り込まれるスポット形状や向きによっては隣接するピット列にも照射が及び、外乱となる反射を生じる可能性があることである。外乱となる反射の程度によってはトラッキングサーボの性能に影響する。ディスク上でのスポット形状は、通常、半導体レーザの出射光（ただし遠視野像）での光束断面形状と長径、短径の入れ違いの楕円形状になる。スポットの楕円形状の短径の向きに記録する（記録ピットが並ぶ）ようにすると、線密度的に有利な記録ができるが、上記の懸念が生じる。また、楕円形状の長径の向きに記録し（記録ピットが並ぶ）ようとすると、上記の悪影響はまず発生しなくなるが必要な記録線密度に対応できなくなる可能性がある。

そこで、これを解決するには、楕円形状の短径を記録ピット列に対して傾け記録を行なうようにする（すなわち中間に設定して記録する）。しかしながら、この中間設定を２波長半導体レーザで両方の波長に対して行なおうとすると問題が生じ得る。すなわち、２波長半導体レーザはその構造上波長ごとの出射位置がわずかに（例えば１００μｍ程度）異なっており（上記両特許文献参照）、出射位置の違いがディスク上の照射位置の違いとして維持される光学系を用いる場合には、一方のスポットの短径を記録ピット列に対して傾けると、他方のスポットも記録ピット列に対して同様に傾いて形成されるが、他方のスポット位置がディスクの周方向に変位する。

ところが、ディスクの周方向に変位しているスポットに対しても光学系を最適に調整することは通常できない。すなわち、光学系は、焦点の形成のためフォーカス方向、およびトラッキングのためディスクの半径方向にはサーボ機構により微動できる構成とされるが、ディスクの周方向には、これらの機能に影響がないため一度調整すると固定されるようになっているからである。これはつまり、一方の波長に対してディスク周方向の光学系調整を最適に行なうと、他方の波長に対しては最適性の確保できない光学系調整となることを意味する。すなわち、２波長半導体レーザを記録対応として用いると総合的には記録特性の劣化が見込まれる。

これを避けるには、例えば、光学系を２種類用意して使用波長ごとに切り替える構成にするなどの方法が考えられるが、機構として複雑化を招き、光ピックアップヘッドとしての小型化、低コスト化が図れない。ちなみに、上記両特許文献では、ディスク上に絞り込まれるスポット形状や向きによっては隣接するピット列にも照射が及び、外乱となる反射を生じる可能性についての言及はない。

本発明は、上記した事情を考慮してなされたもので、複数の波長のレーザ光それぞれを別個に出射できる多波長半導体レーザにおいて、記録特性を劣化させない記録用レーザ光を、それぞれの波長で出射することが可能な多波長半導体レーザを提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の一態様に係る多波長半導体レーザは、出射面の第１および第２の位置からそれぞれ波長の異なる第１および第２のレーザ光を出射し得る多波長半導体レーザであって、前記第１の位置での光束断面形状が第１の楕円形状である前記第１のレーザ光を発光する第１の発光部位と、前記第１の位置から離間した前記第２の位置での光束断面形状が前記第１の楕円形状の長径および短径からそれぞれほぼ平行に変位した長径および短径を有する第２の楕円形状である前記第２のレーザ光を発光する第２の発光部位とを具備することを特徴とする

本発明に係る多波長半導体レーザによれば、各波長に対して最適性の確保できる光学系調整を行なうことが可能となり、記録特性を劣化させない記録用レーザ光を、それぞれの波長で出射することが可能になる。

本発明の一態様に係る多波長半導体レーザでは、出射位置の異なる第１、第２のレーザ光の出射面での楕円形状が、それらの長径、短径ともに互いに平行（ただし一直線上を含まない）の位置関係となっている。このような出射位置の関係にあると、ディスク上での照射スポットの位置関係を半径方向の一直線上に揃えつつ、照射スポットの楕円形状の短径を記録ピットの方向に対して傾けることができる（換言すると、短径を記録ピット方向に対して傾けたとき、照射スポットの位置が半径方向に一直線上に揃う。）。したがって、両波長に対して最適性の確保できる光学系調整を行なうことが可能となり、記録特性を劣化させない記録用レーザ光を、それぞれの波長で出射することが可能な多波長半導体レーザを提供することができる。

本発明の実施態様として、前記第１の楕円形状の短径と前記第２の楕円形状の短径との間隔は５０μｍ以上である。例えば単一のチップにおいて多波長のレーザ光を出射する構造は、それぞれの発光部位を作り込むためある程度の間隔が必要である。現状では、ＤＶＤおよびＣＤの各波長対応の２波長半導体レーザでこの間隔は１１０μｍが標準的に採用されている。本実施態様では、上記のある程度の間隔として将来的な観点から５０μｍ以上と設定する。また、間隔の誤差は例えば±１０μｍ以下と設定し得る。誤差が大きいと、例えば、光学系が吸収・負担する調整の範囲が大きくなりすぎコストに影響するからである。

また、実施態様として、前記第１の楕円形状の長径と前記第２の楕円形状の長径との間隔は４０μｍないし１３１μｍである。このとき、ＤＶＤ用とＣＤ用の各波長に対応の２波長半導体レーザで標準である第１の楕円形状の短径と第２の楕円形状の短径との間隔（１１０μｍ）との関係で、ｔａｎ^−１（長径間隔／短径間隔）＝２０〜５０［ｄｅｇ］となる。この角度は、ディスク上での照射スポットの短径が、記録ピット列に対してなす角度でもある。すなわち、ディスク上での照射スポットの向きとして、その短径の記録ピット列に対する角度を２０度ないし５０度にすることにより、隣接するピット列に照射が及ぶ可能性を相当に軽減し外乱となる反射の消失を見込む。

また、実施態様として、前記第１の発光部位と前記第２の発光部位とは、それぞれ、同一のチップ上に形成された一部位であるようにしてもよい。同一チップ上に２つの発光部位を形成するとそれらの相対的な位置関係をより精度よく確保することができる。

また、実施態様として、前記第１の発光部位と前記第２の発光部位とは、それぞれ、別個のチップに含まれるようにしてもよい。別個のチップとして製造すればそれぞれに低コストまたは高生産性を見込める可能性がある。

また、実施態様としての多波長半導体レーザは、前記第１の位置から前記第２の位置への延長線上の第３の位置の前記出射面での光束断面形状が前記第２の楕円形状の長径および短径からそれぞれ平行に変位した長径および短径を有する第３の楕円形状である第３のレーザ光を発光する第３の発光部位をさらに具備するようにしてもよい。このような構成によれば、例えば、第３の発光部位として４０５ｎｍの波長の発光ができるようにして、次世代のＤＶＤ記録用途にも単一体の多波長半導体レーザを適用することができる。

また、実施態様としての多波長半導体レーザは、前記第１および第２のレーザ光を透過し通過させる位置に設けられたホログラム素子と、前記ホログラム素子を通過した前記第１および第２のレーザ光とは反対方向に前記ホログラム素子にそれぞれ入射されたレーザ光が回折して達する位置に設けられた光検出器とをさらに具備するようにしてもよい。このような構成によれば、記録用の高出力レーザ光の発光と、再生時にレーザ光を発光してその反射光を受光しての光検出とが装置として小型化されて可能になる。

また、実施態様として、前記光検出器は、前記反対方向に入射されたそれぞれのレーザ光が回折して達する交点に一つ設けられるようにしてもよい。レーザ光の波長の違いから回折する方向が異なりそれらの交点が存在するので、その交点に光検出器を設ければ、光検出器は一つあれば足りる。すなわち、このようにすればコスト低減になる。

また、実施態様としての多波長半導体レーザは、前記別個のチップをマウントして固定し、かつ前記別個のチップを固定するためのマウント面に段差が設けられているマウント部材をさらに具備するようにしてもよい。これは、上記第１の楕円形状の短径と上記第２の楕円形状の短径との間隔をすでに述べたような間隔に確保するための一つの構成例である。

また、実施態様としての多波長半導体レーザは、前記チップをマウントして固定するマウント部材と、前記固定されたチップの入出力端子に電気的に導通するリードピンとをさらに具備することもできる。いわゆるパッケージングを行なったものである。

以上を踏まえ、以下では本発明の実施形態を図面を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る多波長半導体レーザの構成を示す模式的な斜視図である。この多波長半導体レーザは、いわゆる端面発光型の２波長半導体レーザであり、電流の向きは２波長半導体レーザ１０の上下方向、レーザ光の出射はその前端からである。また、縦方向段差を伴って左右方向に並んで位置する活性層１０ａ、同１０ｂのうち、活性層１０ａ（第１の発光部位）がＤＶＤ用の６５０ｎｍのレーザ光を、活性層１０ｂ（第２の発光部位）がＣＤ用の７８０ｎｍのレーザ光をそれぞれ発光する。これらの発光は、それぞれ部位への電流供給をオンオフすることにより選択的に行なうことができる。

２波長半導体レーザ１０の上面には、半導体基板側電極１０ｃが共通に設けられ、同下面には、それぞれのレーザ光出射用に個別の電極（図示せず）が設けられている。活性層１０ａ、１０ｂおよびこれらの上下方向に積層的に設けられる構造（例えば、光ガイド層、クラッド層など）は、図示するように、溝により分断されている。活性層１０ａ、１０ｂおよびこれらの上下方向に積層的に設けられる構造自体は周知のなので、詳細は省略する。また、２波長半導体レーザ１０の下面（半導体基板側とは反対の面）の一部は、ヒートシンクを兼ねるサブマウント台１１に固定され、これにより２波長半導体レーザ１０がややサブマウント台１１から突き出すように設けられている。

６５０ｎｍのレーザ光の出射面（前端面）での光束断面１ａ、および７８０ｎｍのレーザ項の出射面での光束断面１ｂの形状は、図示するように横長の楕円状（近視野像）である。この横長の楕円は、出射面から遠ざかると縦長の楕円状になる（遠視野像）。このような楕円形状の出射光になるように半導体レーザを製造すること（あるいは結果としてこのような出射形状の半導体レーザが製造できること）もよく知られているので詳細は省略する。また、出射パワーは、６５０ｎｍレーザ光が８０ｍＷ以上、７８０ｎｍレーザ光が１５０ｍＷ以上である。これらの値は、例えば、実験的にそれぞれのディスクの物理的性質から問題のない記録が可能な値として導き出すことができる。

さらに、この２波長半導体レーザ１０は、活性層１０ａ、１０ｂの縦方向の形成位置が異なっており、これにより、６５０ｎｍレーザ光の出射位置と７８０ｎｍレーザ光の出射位置とは縦方向に段差を持っている。すなわち、両レーザ光の出射面での関係は、楕円形状の短径同士が距離Ａで平行に変位し、楕円形状の長径同士も距離Ｂで平行に変位したものになっている。距離Ａ、Ｂは、具体的には、例えば、Ａ＝１１０μｍ、Ｂ＝４０〜１３１μｍである。

Ａ＝１１０μｍという距離は、旧来のＤＶＤ、ＣＤ両用の２波長半導体レーザ（ただし読み出しのみ）で標準的に採用されているものである。Ａ＝１１０μｍのとき、Ｂ＝４０〜１３１μｍとすることにより、ｔａｎ^−１（Ｂ／Ａ）は、２０°〜５０°となる。このような２波長半導体レーザ側の角度設定がされていると、ディスク上での照射スポットの短径を記録ピット列に対して同角度に調整したときに、２つの波長のスポット位置はディスクの半径方向に揃うようになる（詳しくは後述）。

なお、距離Ａは、一般的には、モノリシックの半導体レーザとして製造が容易な適当な値にすることができる。例えば５０μｍ以上のある値に設定して製造することができる。距離Ｂは、距離Ａを決定後に、Ｂ＝Ａ・ｔａｎθ（ただし、θ＝２０°〜５０°）で算出、設定することができる。距離Ａの製造誤差は、例えば±１０μｍ以下とする。この製造誤差は、ディスク上での照射スポット短径の記録ピット列に対する角度の設定角度からの誤差、または、ディスク上での各波長の照射スポットのディスク周方向ずれになる。前者は、隣接するピット列にも照射が及び外乱となる反射を生じるまでのマージンに、後者は、光学系が吸収・負担する調整の範囲を大きくするので光学系コストに、それぞれ関係する。

２波長半導体レーザ１０において、活性層１０ａ、１０ｂの縦方向の形成位置を異ならしめる具体的な方法であるが、本実施形態のようなモノリシック構造を前提とすると、例えば、エッチングなどの方法により半導体基板にあらかじめ段差を形成しておき、その各段面それぞれにダブルヘテロ接合構造の半導体レーザを積層形成することが考えられる。モノリシック構造を前提としない他の方法も考えられる（後述）。

図２は、図１に示した２波長半導体レーザをパッケージングするための構成例を示す模式図である。図２（ａ）は上面図、図２（ｂ）は側面図であり、封止キャップについては図示を省略している。また、図１に示したものと同一の部位には同一番号を付してある。

図２に示すように、この２波長半導体レーザ２０（パッケージ品）は、その構成として、２波長半導体レーザ１０（チップ）をマウントしたサブマウント台１１が、直方体状のステムブロック１２の一面上に設けられる。ステムブロック１２のサブマウント台１１が設けられた面に隣接する一面には扁平円柱状のステム１３の上面が接し、ステムブロック１２が固定される。これにより、図示するように、ステム１３の円柱のほぼ軸上に２波長半導体レーザ１０の出射光軸が位置するようにされる。ステム１３の直径は、例えば５．６ｍｍである。

また、ステム１３を貫通するように各リードピン１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄが設けられ、各リードピン１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄのステムブロック１２側と２波長半導体レーザ１０の各電極（図示せず）とは、例えばボンディングワイヤ（図示せず）などにより電気的に接続されている。また、ステム１３のステムブロック１２側には、２波長半導体レーザ１０（チップ）など全体を覆うようにステム１３上に封止キャップ（図示せず）が設けられる。

図３は、図２に示した２波長半導体レーザ２０（パッケージ品）を書き込み／読み出し光学系に適用するための構成例を示す模式図である。書き込み時（記録時）には、２波長半導体レーザ２０で発光されたレーザ光（選択的にどちらかの波長のもの）をハーフミラー２１に導き反射させ、この反射されたレーザ光をコリメートレンズ２２に入射させて平行光線化する。さらに、平行光線化されたレーザ光を立ち上げミラー２３に導き反射させ対物レンズ２４に入射させる。対物レンズ２４では、記録に適する照射スポットをディスク面２５上に形成すべく入射レーザ光を絞る。これにより、ディスク面２５上に書き込みがなされる。

読み出し時（再生時）には、上記書き込み時と同様のレーザ光の発光、導光、照射を（ただし光出力を相当に低下させて）行なう。そしてその反射光を、対物レンズ２４、立ち上げレンズ２３、コリメートレンズ２２、ハーフミラー２１、凸レンズ２６と順に導いて集光し光検出器２７に入射する。これにより、ディスク面２５上に記録された情報を読み出す。

図３に示すような光学系により、同一の光ピックアップでＤＶＤ−Ｒ／−ＲＷ／−ＲＯＭとＣＤ−Ｒ／−ＲＷ／−ＲＯＭの両方に対して読み書き（−ＲＯＭの場合は読み出しのみ）ができる。なお、Ｒ（recordable）、ＲＷ（rewritable）、ＲＯＭ（read only memory）である。また、ＤＶＤとＣＤの両方に記録対応しているが、ＤＶＤ用のレーザ光とＣＤ用のレーザ光とを切り替えてディスク上に照射するための部品や光学系、例えば、６５０ｎｍ、７８０ｎｍの個別の半導体レーザや、両出射光を同一の光軸上に位置させるためのビームスプリッタ（ハーフミラー）などが不要となり、簡易な構成により同一機能の光ピックアップが実現される。

図４は、図３に示した光学系によりディスク面２５上に形成される照射スポットの形状を説明する模式図である。まず、図４（ａ）は、ディスク面２５上に形成される照射スポットの短径方向が記録ピット列と同一方向になる調整を仮想的に行なったときを示すものである。このような調整は実際には行なわれないが説明の都合上示している。図４（ａ）において、符号４１ｏは６５０ｎｍレーザ光の光束断面（ただし、対物レンズ２４前における進行方向後方より前方を望む形状）、符号４２ｏは７８０ｎｍレーザ光の光束断面（同）であり、両者とも２波長半導体レーザ１０（チップ）の出射面における楕円形状に相当して短径・長径が入れ違った楕円形状になっている（この短径・長径の入れ違いは近視野像と遠視野像との違いである）。

これらの光束断面が対物レンズ２４により絞り込まれて、ディスク面２５上では、図示するように、それぞれ楕円形状の照射スポット４１、４２のようになる。絞込みの結果として、照射スポット４１、４２の楕円形状は、対物レンズ２４前の光束断面とは長径、短径の方向が反対になる。なお、図４（ａ）における距離Ａ、距離Ｂは、それぞれ図１において示した距離Ａ、距離Ｂに相当するものであり、Ｂ／Ａ（＝ｔａｎα）が保存されている（図１での説明ではαの代わりにθを用いている。）。説明の便宜上、照射スポット４１、４２の中心を結ぶ線を仮想的に直線Ｌとする。

照射スポット４１、４２の位置関係について補足すると、図３に示すように２波長半導体レーザ２０から出射されるレーザ光は、ハーフミラー２１、立ち上げミラー２３の２箇所で反射がなされるので左右関係が保存される。保存された左右関係を、光の進行方向後方より前方を望む形状として見るので、図４（ａ）に示すように、図１とは左右関係が反対になっている。

図４（ｂ）は、実際に光学調整を行なったときの照射スポットおよびその位置関係を示すものである。すなわち、この光学調整は、照射スポット４１（４２）の短径方向がディスク面２５上の記録ピット列に対してαの角度をなすように行なわれる。この結果、照射スポット４１、４２の中心を結ぶ直線Ｌはディスク面２５上で半径方向に一致する。なお、この調整は、例えば、図３において２波長半導体レーザ２０を軸周りにαだけ回転することにより行なうことができる。

照射スポット４１（４２）の短径方向がディスク面２５上の記録ピット列に対してαの角度をなすようにする（傾ける）と、α＝０°の場合に比べて、隣接するピット列に照射が及んで外乱となる反射を生じる可能性が減少する。このような外乱反射の影響を考慮するのは、書き込み時特有の状態としてレーザ光パワーが相当に大きいためである。このような影響を考慮して角度αは、実際的には例えばα＝２０°〜５０°になるように傾けるのが適当である。

また、図４（ｂ）に示す調整状態では、直線Ｌがディスク面２５上の半径方向に一致するので（すなわち、２つの照射スポット４１、４２がディスクの周方向にずれていないので）、対物レンズ２４をもともとトラッキングのため可動できる方向に移動させて、両方のレーザ光に適合して適切な光学調整を行なうことが可能となる。この結果、２つの照射スポット４１、４２がディスクの周方向にずれている場合に発生する、いずれかのレーザ光に対しては光学系の調整が最適ではない、あるいはいずれもレーザ光に対しても光学系の調整が甘い状態となる、というような調整上の不都合がなくなる。

なお、以上説明からわかるように、図１において説明した２波長半導体レーザ１０の発光部位の短径、長径の各間隔Ａ、Ｂにより形成される角度θは、照射スポット４１（４２）の短径方向がディスク面２５上の記録ピット列に対してなすべき角度αに等しく設定する。これにより、２つの波長のレーザ光それぞれを別個に出射できる２波長半導体レーザにおいて、記録特性を劣化させない記録用レーザ光を、それぞれの波長で出射することが可能な２波長半導体レーザとなる。

次に、本発明の別の実施形態に係る多波長半導体レーザについて図５を参照して説明する。図５は、本発明の別の実施形態に係る多波長半導体レーザの構成を示す模式的な斜視図である。この実施形態の多波長半導体レーザは、図１に示した２波長半導体レーザの構成に加えて、さらに第３の発光部位たる活性層５０ｃを設けたことが異なる点である。なお、サブマウント台１１は図１に示したものとほぼ同様のものである。

この多波長半導体レーザは、端面発光型の３波長半導体レーザであり、電流の向きは３波長半導体レーザ５０の上下方向、レーザ光の出射はその前端からである。また、縦方向段差を伴って左右方向に並んで位置する活性層５０ａ、同５０ｂ、同５０ｃのうち、活性層５０ａ（第１の発光部位）がＤＶＤ用の６５０ｎｍのレーザ光を、活性層５０ｂ（第２の発光部位）がＣＤ用の７８０ｎｍのレーザ光を、活性層５０ｃ（第３の発光部位）が例えば高密度記録対応ＤＶＤ用の４０５ｎｍのレーザ光をそれぞれ発光する。これらの発光は、それぞれ部位への電流供給をオンオフすることにより選択的に行なうことができる。

３波長半導体レーザ５０の上面には、半導体基板側電極５０ｄが共通に設けられ、同下面には、それぞれのレーザ光出射用に個別の電極（図示せず）が設けられている。さらに、図１に示したような２つのレーザ光の出射位置関係を保ちつつ、第３の発光部位がそれらの延長線Ｌ２上に出射位置を有するようにする。また、３つのレーザ光の出射面での関係は、例えば、それぞれの光束断面２ａ、２ｂ、２ｃの楕円形状の短径同士が距離Ａ１、さらに距離Ａ１で平行に変位し、それぞれの光束断面２ａ、２ｂ、２ｃの楕円形状の長径同士も距離Ｂ１、さらに距離Ｂ１で平行に変位したものにする。距離Ａ１、Ｂ１は、具体的には、例えば、Ａ１＝１１０μｍ、Ｂ１＝４０〜１３１μｍとすることができる。

この実施形態のような３波長半導体レーザによれば、３つの波長のレーザ光それぞれを別個に出射できる３波長半導体レーザにおいて、記録特性を劣化させない記録用レーザ光をそれぞれの波長で出射することが可能になる。この理由は、２波長半導体レーザ１０の場合における図２、図３、図４での説明とほぼ同様になるので詳細は省略する。また、図３に示したような光学系により３波長対応の書き込み／読み出し光学系が実現され、その部品削減効果は２波長対応の場合よりさらに大きくなる。

次に、本発明のさらに別の実施形態に係る多波長半導体レーザについて図６を参照して説明する。図６は、本発明のさらに別の実施形態に係る多波長半導体レーザの構成を示す模式的な正面図である。この実施形態では、図１に示した２波長半導体レーザと異なり、半導体レーザとして２つの別個のチップを用意し、これらを段差のあるサブマウント台１１Ａに固定して構成している。

半導体レーザ６０Ａ、半導体レーザ６０Ｂは、それぞれ、単波長半導体レーザであり例えば、半導体レーザ６０Ａは６５０ｎｍのレーザ光を、半導体レーザ６０Ｂは７８０ｎｍのレーザ光を発光する。半導体レーザ６０Ａには、発光部位としての活性層６０Ａａが設けられ、活性層６０Ａａからは横長楕円形状（ただし近視野像）の光束断面３ａを有するレーザ光が出射する。また、半導体レーザ６０Ｂには、発光部位としての活性層６０Ｂａが設けられ、活性層Ｂａからは横長楕円形状（ただし近視野像）の光束断面３ｂを有するレーザ光が出射する。

半導体レーザ６０Ａ、６０Ｂの上面には、それぞれ、半導体基板側電極６０Ａｂ、６０Ｂｂが設けられ、同下面にも、それぞれのレーザ光出射用の電極（図示せず）が設けられている。また、半導体レーザ６０Ａ、６０Ｂの下面（半導体基板側とは反対の面）の一部は、ヒートシンクを兼ねるサブマウント台１１Ａに固定され、これにより半導体レーザ６０Ａ、６０Ｂがややサブマウント台１１Ａから突き出すように設けられる。

この実施形態においても、光束断面３ａと光束断面３ｂとの位置関係は、図１において説明したように、それぞれ、短径同士が距離Ａになるように、長径同士が距離Ｂになるようにして、光束断面３ａと光束断面３ｂの各中心を結ぶ直線Ｌ３が、光束断面３ａ（３ｂ）の長径とＢ／Ａの傾きを有するようにする。このような配置で半導体レーザ６０Ａ、６０Ｂをサブマウント台１１Ａ上に固定することにより、この実施形態の半導体レーザも図１から図４により説明した実施形態と同様な効果が得られる。

また、モノリシック構造により多波長のレーザ光を出力させる半導体レーザを用いることなく同様の効果を得ることができ、半導体レーザチップとしてのデバイス的構造が簡単である分その製造負担を小さくできる。なお、当然ながら、このような波長ごとに個々の半導体レーザチップを用いる構成は、図５に示したような３つの波長の高出力レーザ光を発光する場合にも適用できる。

次に、本発明のさらに別の実施形態に係る多波長半導体レーザについて図７を参照して説明する。図７は、本発明のさらに別の実施形態に係る多波長半導体レーザを書き込み／読み出し光学系に適用するための構成例を示す模式図である。図７において、すでに述べたものと同様の構成要素には同一符号を付してある。その部分の説明は可能な限り省略する。この実施形態では、すでに説明した２波長半導体レーザ２０におけるその周りに付加価値向上のための部品を加えユニット化したものを用いている。

具体的には、図７に示すように、２波長半導体レーザ２０は２波長半導体レーザ７１としてユニット化され、２波長半導体レーザ７１は、２波長半導体レーザ２０のほかに光検出器２７、ホログラム素子２６を有する。ホログラム素子２６は、２波長半導体レーザ２０からの２つの波長のレーザ光を透過し通過させる位置に設けられており、ホログラム素子２６には、また、ディスク面２５上で反射されたレーザ光が逆方向に入射され得る。

ホログラム素子２６にディスク面２５上で反射されたレーザ光が逆方向に入射されると回折が生じ、その回折光は２波長半導体レーザ２０とは異なる方向に進行する。よって、その進行方向に光検出器を位置させることが可能であり、その位置での光検出により読み出しも一つのユニットで行なうことができる。したがって、ユニットとして高機能化して付加価値を高めることができる。

なお、ホログラム素子２６による回折光は波長により回折方向が異なるので、ディスク面２５上で反射されたレーザ光が出射と逆方向に入射されると、図７（ｂ）に示すように、その波長ごとに回折の角度が決定され、それらの交点位置が存在し得るようにできる。そこで、この交点位置に光検出器２７を設けるように構成すれば単一の光検出器２７で両波長の効率的な光検出が可能になる。すなわち、コスト削減と小型化とを同時に実現できる。

また、単一の光検出器２７を有する構成の場合、２波長半導体レーザ２０が発するレーザ光同士の距離が、光検出器２７が設けられるべき位置（すなわち、光検出器２７とホログラム素子２６とおよび２波長半導体レーザ２０との各距離）に関係することになるので、この距離（すなわち、図１における√（Ａ^２＋Ｂ^２））を、光検出器２７が不都合なく設けられることを意図して設定・製造されるようにしてもよい。例えば、出射されるレーザ光同士の距離が２００μｍから３００μｍ程度になっていると、光検出器２７とホログラム素子２６および２波長半導体レーザ２０との各距離がコンパクトにかつ互いに干渉しないような大きさになり、ユニットとして小型化され都合がよい。

本発明の一実施形態に係る多波長半導体レーザの構成を示す模式的な斜視図。 図１に示した多波長半導体レーザをパッケージングするための構成例を示す模式図（上面図、側面図）。 図２に示した多波長半導体レーザ（パッケージ品）を書き込み／読み出し光学系に適用するための構成例を示す模式図。 ディスク面上に形成されるスポット形状を説明する模式図。 本発明の別の実施形態に係る多波長半導体レーザの構成を示す模式的な斜視図。 本発明のさらに別の実施形態に係る多波長半導体レーザの構成を示す模式的な正面図。 本発明のさらに別の実施形態に係る多波長半導体レーザを書き込み／読み出し光学系に適用するための構成例を示す模式図。

符号の説明

１ａ、１ｂ、２ａ、２ｂ、２ｃ、３ａ、３ｂ…光束断面（近視野像）、１０…２波長半導体レーザ（チップ）、１０ａ、１０ｂ…活性層、１０ｃ…半導体基板側電極、１１…サブマウント台、１２…ステムブロック、１３…ステム、１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ…リードピン、２０…２波長半導体レーザ（パッケージ品）、２１…ハーフミラー（ビームスプリッタ）、２２…コリメートレンズ、２３…立ち上げミラー、２４…対物レンズ、２５…ディスク面、２６…ホログラム素子、２７…光検出器、４１、４２…照射スポット、４１ｏ、４２ｏ…光束断面（対物レンズ前）、５０…３波長半導体レーザ（チップ）、５０ａ、５０ｂ、５０ｃ…活性層、５０ｄ…半導体基板側電極、６０Ａ、６０Ｂ…単波長半導体レーザ（チップ）、６０Ａａ、６０Ｂａ…活性層、６０Ａｂ、６０Ｂｂ…半導体基板側電極、７１…２波長半導体レーザ（光検出器付きユニット）。

Claims (10)

1. 出射面の第１および第２の位置からそれぞれ波長の異なる第１および第２のレーザ光を出射し得る多波長半導体レーザであって、
   前記第１の位置での光束断面形状が第１の楕円形状である前記第１のレーザ光を発光する第１の発光部位と、
   前記第１の位置から離間した前記第２の位置での光束断面形状が前記第１の楕円形状の長径および短径からそれぞれほぼ平行に変位した長径および短径を有する第２の楕円形状である前記第２のレーザ光を発光する第２の発光部位と
   を具備することを特徴とする多波長半導体レーザ。
2. 前記第１の楕円形状の単径と前記第２の楕円形状の単径との間隔が、５０μｍ以上であることを特徴とする請求項１記載の多波長半導体レーザ。
3. 前記第１の楕円形状の長径と前記第２の楕円形状の長径との間隔が、４０μｍないし１３１μｍであることを特徴とする請求項１記載の多波長半導体レーザ。
4. 前記第１の発光部位と前記第２の発光部位とが、それぞれ、同一のチップ上に形成された一部位であることを特徴とする請求項１記載の多波長半導体レーザ。
5. 前記第１の発光部位と前記第２の発光部位とが、それぞれ、別個のチップに含まれることを特徴とする請求項１記載の多波長半導体レーザ。
6. 前記第１の位置から前記第２の位置への延長線上の第３の位置の前記出射面での光束断面形状が前記第２の楕円形状の長径および短径からそれぞれ平行に変位した長径および短径を有する第３の楕円形状である第３のレーザ光を発光する第３の発光部位をさらに具備することを特徴とする多波長半導体レーザ。
7. 前記第１および第２のレーザ光を透過し通過させる位置に設けられたホログラム素子と、
   前記ホログラム素子を通過した前記第１および第２のレーザ光とは反対方向に前記ホログラム素子にそれぞれ入射されたレーザ光が回折して達する位置に設けられた光検出器と
   をさらに具備することを特徴とする請求項１記載の多波長半導体レーザ。
8. 前記光検出器が、前記反対方向に入射されたそれぞれのレーザ光が回折して達する交点に一つ設けられることを特徴とする請求項７記載の多波長半導体レーザ。
9. 前記別個のチップをマウントして固定し、かつ前記別個のチップを固定するためのマウント面に段差が設けられているマウント部材をさらに具備することを特徴とする請求項５記載の多波長半導体レーザ。
10. 前記チップをマウントして固定するマウント部材と、
    前記固定されたチップの入出力端子に電気的に導通するリードピンと
    をさらに具備することを特徴とする請求項４または５記載の多波長半導体レーザ。

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