JP2609221B2 - 半導体レーザ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置Info
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- JP2609221B2 JP2609221B2 JP60086179A JP8617985A JP2609221B2 JP 2609221 B2 JP2609221 B2 JP 2609221B2 JP 60086179 A JP60086179 A JP 60086179A JP 8617985 A JP8617985 A JP 8617985A JP 2609221 B2 JP2609221 B2 JP 2609221B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor laser
- laser device
- optical
- optical head
- inclined surface
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Head (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ビームによる照射と入射ビームの検出とを
行い、特に光学ヘッドに用いて有用な半導体レーザ装置
に関するものである。
行い、特に光学ヘッドに用いて有用な半導体レーザ装置
に関するものである。
本発明は、上記の様な半導体レーザ装置において、半
導体レーザと光検出器とビームスプリッタとを一体と
し、しかもビームスプリッタに非点収差発生の機能をも
持たせることによって、適用機器の小型化と低コスト化
とが可能な様にしたものである。
導体レーザと光検出器とビームスプリッタとを一体と
し、しかもビームスプリッタに非点収差発生の機能をも
持たせることによって、適用機器の小型化と低コスト化
とが可能な様にしたものである。
光学式記録再生装置等で用いられている光学ヘッド
は、光学記録媒体をビームで照射してこの光学記録媒体
からの変調されたビームを検出することによって、情報
の記録や再生を行う。
は、光学記録媒体をビームで照射してこの光学記録媒体
からの変調されたビームを検出することによって、情報
の記録や再生を行う。
また光学ヘッドは、光学記録媒体に対して非接触で用
いられるために、フォーカスサーボが必要である。フォ
ース誤差検出法としては、各種の方法があるが、非点収
差法が多用されている。
いられるために、フォーカスサーボが必要である。フォ
ース誤差検出法としては、各種の方法があるが、非点収
差法が多用されている。
そして光学ヘッドには、通常は半導体レーザ装置が用
いられている。第11図は、半導体レーザ装置の一従来例
が用いられている光学ヘッドを示している。
いられている。第11図は、半導体レーザ装置の一従来例
が用いられている光学ヘッドを示している。
この光学ヘッド1では、半導体レーザー2から射出さ
れビームスプリッタ3で反射されたビーム4は、対物レ
ンズ5を透過して光学記録媒体6へ入射する。
れビームスプリッタ3で反射されたビーム4は、対物レ
ンズ5を透過して光学記録媒体6へ入射する。
光学記録媒体6で反射され対物レンズ5とビームスプ
リッタ3とを透過したビーム4は、カマボコ型の円筒レ
ンズ7を透過して非点収差を発生した状態で、光検出器
8へ入射する。
リッタ3とを透過したビーム4は、カマボコ型の円筒レ
ンズ7を透過して非点収差を発生した状態で、光検出器
8へ入射する。
つまりこの光学ヘッド1では、半導体レーザ2、ビー
ムスプリッタ3、円筒レンズ7、及び光検出器8の4つ
の光学部品が、半導体レーザ装置9を構成している。
ムスプリッタ3、円筒レンズ7、及び光検出器8の4つ
の光学部品が、半導体レーザ装置9を構成している。
ところがこの様な半導体レーザ装置9では、上記4つ
の光学部品が互いに離間しているために、光学ヘッド1
の組立て時に、これら4つの光学部品相互の位置調整や
光軸合わせ等の調整作業が必要である。従って、光学ヘ
ッド1はコストが高い。
の光学部品が互いに離間しているために、光学ヘッド1
の組立て時に、これら4つの光学部品相互の位置調整や
光軸合わせ等の調整作業が必要である。従って、光学ヘ
ッド1はコストが高い。
また半導体レーザ装置9は、上述の様に多くの光学部
品を必要とするので、光学ヘッド1は大型であり且つコ
ストが高い。
品を必要とするので、光学ヘッド1は大型であり且つコ
ストが高い。
本発明による半導体レーザ装置21,43,46,51,52は、半
導体基板24,47に形成されており少なくとも非点収差法
によるフォーカス誤差の検出が可能な光検出部25と、前
記半導体基板24,47に対して固定されている半導体レー
ザ31と、前記半導体基板24,47の前記光検出部25上の位
置に固定され、前記半導体レーザ31に対向すると共にこ
の半導体レーザ31から射出されるビーム4の光軸に対し
て傾斜している斜面27aを有する少なくとも1個のプリ
ズム27,45,49とを備え、前記半導体レーザ31から射出さ
れたビーム4の光軸を前記斜面27aで偏向させてこのビ
ーム4を反射すると共に、前記斜面27aを介して前記プ
リズム27,45,49へ入射する収束状態のビーム4を前記光
検出部25で検出する様にしている。
導体基板24,47に形成されており少なくとも非点収差法
によるフォーカス誤差の検出が可能な光検出部25と、前
記半導体基板24,47に対して固定されている半導体レー
ザ31と、前記半導体基板24,47の前記光検出部25上の位
置に固定され、前記半導体レーザ31に対向すると共にこ
の半導体レーザ31から射出されるビーム4の光軸に対し
て傾斜している斜面27aを有する少なくとも1個のプリ
ズム27,45,49とを備え、前記半導体レーザ31から射出さ
れたビーム4の光軸を前記斜面27aで偏向させてこのビ
ーム4を反射すると共に、前記斜面27aを介して前記プ
リズム27,45,49へ入射する収束状態のビーム4を前記光
検出部25で検出する様にしている。
本発明による半導体レーザ装置21,43,46,51,52では、
ビーム4の照射と入射ビーム4の検出とが一体の光学部
品で行われる。
ビーム4の照射と入射ビーム4の検出とが一体の光学部
品で行われる。
また、プリズム27,45,49へ入射するビーム4が収束状
態であると、プリズム27,45,49を透過することによって
入射ビーム4には非点収差が発生し、このプリズム27,4
5,49はビームスプリッタの機能の他に非点収差を発生さ
せる機能をも有している。
態であると、プリズム27,45,49を透過することによって
入射ビーム4には非点収差が発生し、このプリズム27,4
5,49はビームスプリッタの機能の他に非点収差を発生さ
せる機能をも有している。
しかも、半導体基板24,47のうちで光検出部25上の位
置にプリズム27,45,49が直接に固定されているので、光
検出部25とプリズム27,45,49とが空間的に離間していな
い。
置にプリズム27,45,49が直接に固定されているので、光
検出部25とプリズム27,45,49とが空間的に離間していな
い。
以下、本発明の第1〜第5実施例を第1図〜第10図を
参照しながら説明する。
参照しながら説明する。
第1図及び第2図が、本発明の第1実施例を示してい
る。この第1実施例の半導体レーザ装置21では、リード
22を有するステム23上にシリコン基板24が固定されてお
り、このシリコン基板24には信号検出用の光検出器であ
るPINダイオード25とレーザ出力モニタ用の光検出器で
あるPINダイオード26とが形成されている。
る。この第1実施例の半導体レーザ装置21では、リード
22を有するステム23上にシリコン基板24が固定されてお
り、このシリコン基板24には信号検出用の光検出器であ
るPINダイオード25とレーザ出力モニタ用の光検出器で
あるPINダイオード26とが形成されている。
これらのPINダイオード25,26が形成されている位置の
シリコン基板24上には、三角プリズム27が接着剤によっ
て固定されており、シリコン基板24上で三角プリズム27
の側方には、別のシリコン基板28が固定されている。ま
たこのシリコン基板28の三角プリズム27側の端部上に
は、半導体レーザであるレーザダイオードチップ31が載
置されている。なお、このレーザダイオードチップ31と
対向している三角プリズム27の斜面27aは50%程度の反
射率を有しており、他の斜面27bは全反射コーティング
されて100%の反射率を有している。
シリコン基板24上には、三角プリズム27が接着剤によっ
て固定されており、シリコン基板24上で三角プリズム27
の側方には、別のシリコン基板28が固定されている。ま
たこのシリコン基板28の三角プリズム27側の端部上に
は、半導体レーザであるレーザダイオードチップ31が載
置されている。なお、このレーザダイオードチップ31と
対向している三角プリズム27の斜面27aは50%程度の反
射率を有しており、他の斜面27bは全反射コーティング
されて100%の反射率を有している。
そして、ステム23上には窓ガラス32を有するキャップ
33が取り付けられており、上述の光学系がハーメチック
シールされている。なお、PINダイオード25,26及びレー
ザダイオードチップ31とリード22とは、ワイヤ(図示せ
ず)によって接続されている。
33が取り付けられており、上述の光学系がハーメチック
シールされている。なお、PINダイオード25,26及びレー
ザダイオードチップ31とリード22とは、ワイヤ(図示せ
ず)によって接続されている。
第3図は、以上の様な半導体レーザ装置21を用いた光
学ヘッドを示している。この光学ヘッド34では、レーザ
ダイオードチップ31から射出され三角プリズム27の斜面
27aで反射されたビーム4は、窓ガラス32及び対物レン
ズ5を透過して光学記録媒体6へ入射する。
学ヘッドを示している。この光学ヘッド34では、レーザ
ダイオードチップ31から射出され三角プリズム27の斜面
27aで反射されたビーム4は、窓ガラス32及び対物レン
ズ5を透過して光学記録媒体6へ入射する。
光学記録媒体6で反射され対物レンズ5、窓ガラス32
及び斜面27aを透過したビーム4は、PINダイオード25へ
入射する。
及び斜面27aを透過したビーム4は、PINダイオード25へ
入射する。
ところで、光学記録媒体6で反射されたビーム4は収
束状態で斜面27aへ入射し、しかも三角プリズム27と空
気との間には屈折率差が存在している。このため、ビー
ム4は非点収差を発生した状態でPINダイオード25へ入
射する。
束状態で斜面27aへ入射し、しかも三角プリズム27と空
気との間には屈折率差が存在している。このため、ビー
ム4は非点収差を発生した状態でPINダイオード25へ入
射する。
この結果、合焦状態でPINダイオード25へ入射するビ
ーム4のビームスポット35が第4図Bの形状になる様
に、レーザダイオードチップ31とPINダイオード25との
位置関係を決めておけば、PINダイオード25上には合焦
状態からのずれに応じて第4図AやCの様な形状のビー
ムスポット35が形成される。
ーム4のビームスポット35が第4図Bの形状になる様
に、レーザダイオードチップ31とPINダイオード25との
位置関係を決めておけば、PINダイオード25上には合焦
状態からのずれに応じて第4図AやCの様な形状のビー
ムスポット35が形成される。
従って、第5図に示す様な回路を用いてば、PINダイ
オード25を構成している4個の光検出部A〜Dから、減
算器36を介してフォーカス誤差信号(A+C)−(B+
C)を得ることができ、また位相比較器37及び加算器38
を介して夫々トラッキング誤差信号及び再生信号A+B
+C+Dを得ることができる。
オード25を構成している4個の光検出部A〜Dから、減
算器36を介してフォーカス誤差信号(A+C)−(B+
C)を得ることができ、また位相比較器37及び加算器38
を介して夫々トラッキング誤差信号及び再生信号A+B
+C+Dを得ることができる。
なお、三角プリズム27と空気との屈折率差のみでは十
分な非点収差を得ることができない場合は、第1図及び
第2図に仮想線で示す様に、三角プリズム27の一部を削
り取ることによって、円筒レンズ41や42を形成しておけ
ばよい。
分な非点収差を得ることができない場合は、第1図及び
第2図に仮想線で示す様に、三角プリズム27の一部を削
り取ることによって、円筒レンズ41や42を形成しておけ
ばよい。
またこの第1実施例の半導体レーザ装置21では、第1
図に示した様に、レーザダイオードチップ31から射出さ
れたビーム4は、三角プリズム27の斜面27aを透過し
て、直接にまたは斜面27bで反射されてPINダイオード26
へも入射する。従って、このPINダイオード26からの出
力に基づいて、レーザダイオードチップ31の出力を調整
することができる。
図に示した様に、レーザダイオードチップ31から射出さ
れたビーム4は、三角プリズム27の斜面27aを透過し
て、直接にまたは斜面27bで反射されてPINダイオード26
へも入射する。従って、このPINダイオード26からの出
力に基づいて、レーザダイオードチップ31の出力を調整
することができる。
以上の様な第1実施例の半導体レーザ装置21では、レ
ーザダイオードチップ31から射出され三角プリズム27の
斜面27aで反射されたビーム4が、直接にはレーザダイ
オードチップ31へ戻らない。このために、レーザダイオ
ードチップ31のノイズ発生が少ない。
ーザダイオードチップ31から射出され三角プリズム27の
斜面27aで反射されたビーム4が、直接にはレーザダイ
オードチップ31へ戻らない。このために、レーザダイオ
ードチップ31のノイズ発生が少ない。
また、単一の三角プリズム27がビームスプリッタとし
て機能しているので、この半導体レーザ装置21はコスト
が安い。
て機能しているので、この半導体レーザ装置21はコスト
が安い。
また、PINダイオード25と26とが同一のシリコン基板2
4の同一面に形成されているので、これらのPINダイオー
ド25,26はリソグラフィ法によって同時に形成すること
ができる。
4の同一面に形成されているので、これらのPINダイオー
ド25,26はリソグラフィ法によって同時に形成すること
ができる。
第6図は、本発明の第2実施例を示している。この第
2実施例の半導体レーザ装置43は、互いに屈折率の異な
る2個の直角プリズム44,45によってビームスプリッタ
が構成されていることを除いて、第1図に示した既述の
第1実施例の半導体レーザ21と実質的に同様の構成であ
ってよい。
2実施例の半導体レーザ装置43は、互いに屈折率の異な
る2個の直角プリズム44,45によってビームスプリッタ
が構成されていることを除いて、第1図に示した既述の
第1実施例の半導体レーザ21と実質的に同様の構成であ
ってよい。
第7図は、この様な第2実施例の半導体レーザ装置43
を光学ヘッドに用いた場合に、光学記録媒体6がビーム
4の光軸方向へ移動した距離に対するPINダイオード25
から得られる信号の量を示している。なおこの信号量
は、直角プリズム44及び45として夫々光学ガラスBK7及
びSF11を用いてこのビームスプリッタの高さを1mmと
し、対物レンズ5としてNAが0.47の有限倍率のレンズを
用い、且つ第3図には示されていないがNAが0.14のコリ
メータレンズを用いた場合の結果である。
を光学ヘッドに用いた場合に、光学記録媒体6がビーム
4の光軸方向へ移動した距離に対するPINダイオード25
から得られる信号の量を示している。なおこの信号量
は、直角プリズム44及び45として夫々光学ガラスBK7及
びSF11を用いてこのビームスプリッタの高さを1mmと
し、対物レンズ5としてNAが0.47の有限倍率のレンズを
用い、且つ第3図には示されていないがNAが0.14のコリ
メータレンズを用いた場合の結果である。
第8図は、本発明の第3実施例を示している。この第
3実施例の半導体レーザ装置46は、PINダイオード25,26
の形成とレーザダイオードチップ31の載置とが一体のシ
リコン基板47に対して行われており、且つ互いに屈折率
の異なる2個の直角プリズム48,49によって構成されて
いるビームスプリッタがPINダイオード25上にのみ位置
する様にシリコン基板47に固定されていることを除い
て、第1図に示した既述の第1実施例の半導体レーザ装
置21と実質的に同様の構成であってよい。
3実施例の半導体レーザ装置46は、PINダイオード25,26
の形成とレーザダイオードチップ31の載置とが一体のシ
リコン基板47に対して行われており、且つ互いに屈折率
の異なる2個の直角プリズム48,49によって構成されて
いるビームスプリッタがPINダイオード25上にのみ位置
する様にシリコン基板47に固定されていることを除い
て、第1図に示した既述の第1実施例の半導体レーザ装
置21と実質的に同様の構成であってよい。
第9図は、本発明の第4実施例を示している。この第
4実施例の半導体レーザ装置51は、シリコン基板24上に
固定されており且つレーザダイオードチップ31が載置さ
れているシリコン基板28にレーザ出力モニタ用のPINダ
イオード26が形成されているこのを除いて、第8図に示
した既述の第3実施例の半導体レーザ装置46と実質的に
同様の構成であってよい。
4実施例の半導体レーザ装置51は、シリコン基板24上に
固定されており且つレーザダイオードチップ31が載置さ
れているシリコン基板28にレーザ出力モニタ用のPINダ
イオード26が形成されているこのを除いて、第8図に示
した既述の第3実施例の半導体レーザ装置46と実質的に
同様の構成であってよい。
従ってこの第4実施例の半導体レーザ装置51では、PI
Nダイオード26がレーザダイオードチップ31のバックモ
ニタとして使用される。
Nダイオード26がレーザダイオードチップ31のバックモ
ニタとして使用される。
第10図は、本発明の第5実施例をしている。この第5
実施例の半導体レーザ装置52は、PINダイオード25が形
成されているシリコン基板24にPINダイオード26も形成
されていることを除いて、第9図に示した既述の第4実
施例の半導体レーザ装置51と実質的に同様の構成であっ
てよい。
実施例の半導体レーザ装置52は、PINダイオード25が形
成されているシリコン基板24にPINダイオード26も形成
されていることを除いて、第9図に示した既述の第4実
施例の半導体レーザ装置51と実質的に同様の構成であっ
てよい。
本発明による半導体レーザ装置は、一体の光学部品で
あるので、適用機器への組み込み時に各部品間の位置調
整や光軸合わせ等の調整作業が不要であり、適用機器の
コストを低減させることができる。
あるので、適用機器への組み込み時に各部品間の位置調
整や光軸合わせ等の調整作業が不要であり、適用機器の
コストを低減させることができる。
また、プリズムがビームスプリッタの機能と非点収差
を発生させる機能とを兼備しているので、非点収差を利
用する機器に適用すると、この機器の小型化とコスト低
減とが可能である。
を発生させる機能とを兼備しているので、非点収差を利
用する機器に適用すると、この機器の小型化とコスト低
減とが可能である。
しかも、光検出部とプリズムとが空間的に離間してい
ないので、半導体レーザ装置自体も極めて小型である。
ないので、半導体レーザ装置自体も極めて小型である。
第1図〜第10図は本発明の実施例を示しており、第1図
は第1実施例の側断面図、第2図は第1実施例の要部の
平面図、第3図は第1実施例を適用した光学ヘッドの側
面図、第4図はビームスポットを示すための光検出器の
平面図、第5図は第3図に示した光学ヘッドの回路系を
示すブロック図、第6図は第2実施例の側断面図、第7
図は第2実施例を適用した光学ヘッドで得られる信号の
波形図、第8図〜第10図は夫々第3〜第5実施例の側断
面図である。 第11図は本発明の一従来例を適用した光学ヘッドの側面
図である。 なお図面に用いた符号において、 4……ビーム 21……半導体レーザ装置 24……シリコン基板 25……PINダイオード 27……三角プリズム 31……レーザダイオードチップ 43……半導体レーザ装置 45……直角プリズム 46……半導体レーザ装置 47……シリコン基板 49……直角プリズム 51,52……半導体レーザ装置 である。
は第1実施例の側断面図、第2図は第1実施例の要部の
平面図、第3図は第1実施例を適用した光学ヘッドの側
面図、第4図はビームスポットを示すための光検出器の
平面図、第5図は第3図に示した光学ヘッドの回路系を
示すブロック図、第6図は第2実施例の側断面図、第7
図は第2実施例を適用した光学ヘッドで得られる信号の
波形図、第8図〜第10図は夫々第3〜第5実施例の側断
面図である。 第11図は本発明の一従来例を適用した光学ヘッドの側面
図である。 なお図面に用いた符号において、 4……ビーム 21……半導体レーザ装置 24……シリコン基板 25……PINダイオード 27……三角プリズム 31……レーザダイオードチップ 43……半導体レーザ装置 45……直角プリズム 46……半導体レーザ装置 47……シリコン基板 49……直角プリズム 51,52……半導体レーザ装置 である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−59547(JP,A) 特開 昭55−150142(JP,A) 特開 昭57−169934(JP,A)
Claims (1)
- 【請求項1】半導体基板に形成されており少なくとも非
点収差法によるフォーカス誤差の検出が可能な光検出部
と、 前記半導体基板に対して固定されている半導体レーザ
と、 前記半導体基板の前記光検出部上の位置に固定され、前
記半導体レーザに対向すると共にこの半導体レーザから
射出されるビームの光軸に対して傾斜している斜面を有
する少なくとも1個のプリズムとを備え、 前記半導体レーザから射出されたビームの光軸を前記斜
面で偏向させてこのビームを反射すると共に、前記斜面
を介して前記プリズムへ入射する収束状態のビームを前
記光検出部で検出する様にした半導体レーザ装置。
Priority Applications (8)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60086179A JP2609221B2 (ja) | 1985-04-22 | 1985-04-22 | 半導体レーザ装置 |
CA000506609A CA1258906A (en) | 1985-04-22 | 1986-04-14 | Semiconductor laser apparatus for optical head |
US06/853,210 US4733067A (en) | 1985-04-22 | 1986-04-17 | Semiconductor laser apparatus for optical head |
EP86302954A EP0199565B1 (en) | 1985-04-22 | 1986-04-18 | Semiconductor laser apparatus for optical heads |
DE8686302954T DE3687078T2 (de) | 1985-04-22 | 1986-04-18 | Halbleiterlaservorrichtung fuer optischen kopf. |
AT86302954T ATE82438T1 (de) | 1985-04-22 | 1986-04-18 | Halbleiterlaservorrichtung fuer optischen kopf. |
AU56427/86A AU584188B2 (en) | 1985-04-22 | 1986-04-21 | Semiconductor laser apparatus for optical head |
KR1019860003060A KR940011266B1 (ko) | 1985-04-22 | 1986-04-21 | 반도체 레이저 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60086179A JP2609221B2 (ja) | 1985-04-22 | 1985-04-22 | 半導体レーザ装置 |
Related Child Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7219813A Division JP2571037B2 (ja) | 1995-08-04 | 1995-08-04 | 光学ヘッド |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61243964A JPS61243964A (ja) | 1986-10-30 |
JP2609221B2 true JP2609221B2 (ja) | 1997-05-14 |
Family
ID=13879534
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60086179A Expired - Lifetime JP2609221B2 (ja) | 1985-04-22 | 1985-04-22 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2609221B2 (ja) |
KR (1) | KR940011266B1 (ja) |
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