JP3912017B2 - 発光素子実装体及び光学システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスク等の光情報記録媒体の読み取り装置に用いられる、光ピックアップ用発光素子実装体に関するものであり、特にＤＶＤとＣＤ−Ｒの互換再生システムに好適な、複数の半導体レーザを集積した発光素子実装体（半導体レーザアセンブリ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
既に一般に普及している民生用光ディスクシステムであるＣＤに対し、近年、より高密度なＤＶＤシステムが提案、商品化され、普及が始まっている。この再生装置であるＤＶＤプレーヤにおいては、装置の重複や使用上の煩雑さを避けるため、ＣＤとの互換再生が必須となっている。又、ＣＤプレーヤで再生可能とされている追記型ＣＤ（ＣＤ−Ｒ）についても、同様に互換再生機能が求められている。したがって、この様に各種の規格のディスクを再生するための技術が開発され、更にそれを実現する構成の簡略化やコストダウンが課題になっている。
【０００３】
とりわけ、ＣＤ−Ｒにおいては、記録媒体の反射率が大きな波長依存性を持つことから、ＤＶＤ用の６５０ｎｍ帯とは異なる７８０ｎｍ帯の半導体レーザ光源が必須である。したがって、この２波長の光源を内蔵したピックアップ光学系が開発されている。この光学系の小型化のため、特開平１０−２１５７７号公報には、同一パッケージ内に２個の発光素子（半導体レーザ）、受光素子も集積化した提案もなされている（以下において「第１従来技術」と言う。）。
【０００４】
この第１従来技術においては、複数の発光素子（半導体レーザ）を近接配置する場合において、特に２光源の出力を各々独立に検出、制御する技術が示されている。第１従来技術では、共振器が平行になる方位に２つの発光素子（半導体レーザ）が並置され、その後方端出射光を受光するべく、発光素子（半導体レーザ）後方に受光素子が配置され、更に各発光素子（半導体レーザ）に対応して受光領域が２分割されている。
【０００５】
ところで、半導体レーザ、ひいてはサーボ系の安定動作のためには、半導体レーザの光出力をモニタ（監視）し、この結果に基づいたクローズドループ制御系による自動出力制御（ＡＰＣ）回路によって、光出力を一定に保つように制御する必要がある。ここで、前述の複数波長の半導体レーザを用いたピックアップでは、複数の発光素子（半導体レーザ）を近接配置して、これら複数の半導体レーザの光出力を共に制御する必要がある。
【０００６】
例えば、ＣＤ、ＤＶＤの互換再生機においては、両者を同時に再生することはあり得ないため、基本的には両者のモニタを同時に行なう必要はない。しかし、実際にはディスク判別動作で各波長独立に反射光を検出可能な場合など、同時点灯により、より高速な判別が可能である。又、双方のモニタが共通であっても、半導体レーザ駆動・制御系（ＡＰＣ回路）は各半導体レーザ用に独立に必要であり、各々の回路間の相互影響を回避するには、これらのモニタが電気的・光学的に分離されていることが望ましい。
【０００７】
第１従来技術の方式においては、何らかの用途で２つの発光素子（半導体レーザ）を同時に発光させる場合、モニタしようとする半導体レーザに隣接したもう一方の半導体レーザからの入射光を遮断出来ない（「クロストーク」）ため、ＡＰＣ回路の動作が不正確になる、という欠点を有する。
【０００８】
又、半導体レーザの後方にモニタ受光部を配置するため、デバイス全体が大きくなり、ピックアップ、ひいては光ディスク装置の高さを増加させるという欠点を有する。
【０００９】
これらの欠点を解消しうる手法の一つとして、特開平６−１８８５１９号公報には、２つの（後方）発光点間に壁状の遮光部を配置した例が示されている（以下において「第２従来技術」と言う。）。しかし、第２従来技術は、構造が複雑になる他、前述のデバイスが大きくなる欠点を更に増長するものである。
【００１０】
特開平６−２０３４０４号公報には、これらと全く異なる手法で、半導体レーザ後方出射光を用いない、いわゆる「フロントモニタ」方式を用い、複数発光点の出力を独立に検出する方法が示されている（以下において「第３従来技術」と言う。）。第３従来技術によれば、前方出射光を用いて、各出力を独立に検出可能であるが、アパーチャや集光レンズ等が別途必要になり、ピックアップの構成は逆に複雑化・大型化する、という欠点を有している。
【００１１】
これらの方式の欠点に鑑み、特開２０００−２２２７６８号公報において、本発明者は、図７及び図８に示すように２個の半導体レーザの外形と配置条件から、互いの外形によって光束が遮蔽される領域を用い、２つの後方モニタ領域で、クロストークなく、独立に半導体レーザ出力を検出する構造を提案した（以下において、「先の提案」と言う。）。先の提案に係る半導体レーザアセンブリは、図７の平面図（上面図）に示すように、第１の発光素子（半導体レーザ）１、第２の発光素子（半導体レーザ）２、第１の出力監視素子３、及び第２の出力監視素子４は、サブマウント（副基板）７上に搭載されている。そして、第１の発光素子１の共振器長よりも第２の発光素子２の共振器長が短く、第１の発光素子１及び第２の発光素子２の共振器中を往復するそれぞれの光軸が実質的に互いに平行で、且つ第１の発光素子１及び第２の発光素子２の前側端面が実質的に同一平面に位置するように配置されている。これらは、並置した際に発光点がなるべく接近するよう、ストライプに対し非対称に劈開してある。第１の発光素子１及び第２の発光素子２は、副基板７を兼ねるサブマウント（受光素子基板）上に搭載される。この際、遠視野像（ファーフィールドパターン：ＦＦＰ）にリップルを生じないよう、前方端面を揃えると同時に、副基板７の外形より僅か（数μｍ）突出した状態で固定される。そして、第１の出力監視素子３を配置するための第１の特定場所は、第２の発光素子（半導体レーザチップ）２の後方発光点Ｐ２ｂと第１の発光素子１の後方且つ第２の発光素子２に接近した側の角部Ｃ１を結ぶ線分を通る見切り線８の外側（左側）の角度範囲に限定されている。一方、第２の出力監視素子４を配置するための第２の特定場所は、第１の発光素子１の後側端面の延長線１９より前方の領域に限定されるように位置している。
【００１２】
この構成において、第１の出力監視素子３に対し、第２の発光素子２の出射光は、第１の発光素子１の外形によって遮断されるため入射することが不可能となる。一方、第１の発光素子１の後方出射光は、領域は減少するものの、最も強度の強い後方発光点Ｐ１ｂ近傍を含む領域で第１の出力監視素子３により良好に検出される。又、第２の出力監視素子４に対しても、第１の発光素子１の出射光は、第１の発光素子１自身の後側端面によって遮断されるため入射することが不可能となる。そして、第２の発光素子２の後方出射光は、領域は減少するものの、やはり最も強度の強い後方発光点Ｐ２ｂ近傍を含む領域で第２の出力監視素子４により、良好に検出される。この様に、先の提案によれば、並列近接配置された、共振器長の異なる２個の発光素子１及び２の出力を、相互の干渉なく、独立に、精度良く検出する事が出来る。
【００１３】
図８は、先の提案に係る半導体レーザアセンブリを示す斜視図である。前述の第１の発光素子１、第２の発光素子２、第１の出力監視素子３、及び第２の出力監視素子４を搭載したサブマウント７は、反射素子１５と共に、主基板１４の上面に所定の位置関係で搭載されている。又、この主基板１４の上には、複数の回折光受光領域５１，５２，５３，５４が形成されている。これらの回折光受光領域５１，５２，５３，５４はフォトダイオードアレイ等で構成すれば良い。
【００１４】
先の提案に係る半導体レーザアセンブリにおいては、第１の半導体レーザチップ１及び第２の半導体レーザチップ２から出射された２光束は反射素子１５で主基板１４に略垂直な方向に出射され、光学素子（図示省略）を透過し、対象物としての光情報記録媒体（図示省略）に入射する。更に、この対象物（光情報記録媒体）により反射された光は、同一の光路を逆に辿って光学素子に再び入射する。この光束は光学素子により、各々最適な光路に分岐、光路変換され、複数の回折光受光領域５１，５２，５３，５４に照射、再生信号を得るとともに、これらの回折光受光領域５１，５２，５３，５４に接続された電子回路（図示省略）により、分割領域間の所定の演算処理を実行し、フォーカス、トラッキング等の誤差信号を得るようにする事も可能である。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
この先の提案では、第１〜第３従来例の欠点を概ね解決しているが、未だ次のような課題を有している。即ち、
（イ）基本的に後方モニタであるため、半導体レーザ共振器長方向にデバイス（半導体レーザアセンブリ）のサイズが大きく、ピックアップに組込んだ際の薄型化に制約が生じる。
【００１６】
（ロ）図７に示すように、同一の半導体基板で２領域の独立した第１の出力監視素子３及び第２の出力監視素子４を設けても、フォトダイオードのｎ極（カソード）側は、共に半導体基板で共通になってしまう。半導体レーザの出力制御（ＡＰＣ）においては、回路側の要求から、半導体レーザとモニタ双方のｐ、ｎ極性を、複数のコモン（共通化）関係に設定する場合があるが、この同一基板の場合においては、２つの半導体レーザの極性関係設定に大きな制約を生じる。即ち、２つのフォトダイオードの受光領域が同一のサブマウント（半導体基板）に形成されるため、フォトダイオードのｎ極が同一の電位となり、回路上完全に分離出来ない。
【００１７】
（ハ）特にＤＶＤ用の（短波長側）半導体レーザは高温での特性劣化を補うために、後方端面の反射率を上げる手法が採られており、後方出射光では良好にモニタ出来ない場合がある。
【００１８】
本発明は、以上の問題点に着目し、図７及び図８に示した先の提案の利点を有しつつ、その複数の課題を同時に解決することを目的とする。
【００１９】
具体的には、複数の発光素子（半導体レーザ）を近接配置し、構成を複雑化することなく、相互干渉（クロストーク）のない状態で各々の光出力を独立に、精度良く検出出来る発光素子実装体（集積化光学アセンブリ）を提供することを目的とする。
【００２０】
本発明の他の目的は、異なる波長の発光素子（半導体レーザ）の出力を光学的且つ電気的に独立に、精度良く検出し、それぞれの発光素子を制御出来、小型化が容易な発光素子実装体を提供することである。
【００２１】
本発明の更に他の目的は、小型化と同時に回路上の分離が容易な光ピックアップ等の光学システムを提供することである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の第１の特徴は、主基板、この主基板の上部に搭載された副基板、この副基板の上部に搭載された第１及び第２の発光素子、第１の発光素子の前方出射光の光路のみを第１及び第２の方向に分岐し、且つ第２の発光素子の前方出射光の光路を第１の方向と実質的に同一方向に変換する選択型光路分岐素子、主基板の表面に受光領域を有する第１の出力監視素子、副基板の表面に受光領域を有する第２の出力監視素子とから少なくとも構成された発光素子実装体であることを要旨とする。主基板及び副基板は半導体チップからなる。「第２の発光素子」は、副基板の上部において、第１の発光素子に近接して並列配置された第１の発光素子の共振器長よりも短い発光素子である。「第２の出力監視素子」は、副基板の表面にあって、第１の発光素子の後方発光点を含む後側端面に沿った延長線と第２の発光素子の後方発光点を含む後側端面に沿った延長線とで挟まれた間に受光領域を配置され、この近接位置の受光領域により第２の発光素子の後方発光出力を受光する出力監視素子である。
【００２３】
例えば、第１の発光素子の共振器長よりも第２の発光素子の共振器長を短くしかつ第１及び第２の発光素子の前側端面を実質的に同一平面に位置するように揃えれば、第２の出力監視素子を配置する「近接位置」は、第１の発光素子の後側端面の延長線より前方の領域に限定するのが好ましい。このとき、第１及び第２の発光素子の共振器中を往復する光軸を実質的に互いに平行になるようにすることが好ましいことは勿論である。即ち、「第２の出力監視素子を配置する近接位置」は、第１及び第２の発光素子のそれぞれの後方発光点を頂点とする第１及び第２の放射角度範囲が互いに重複しない領域が好ましい。第１の発光素子の出力は、いわゆる「フロントモニタ」により制御することが出来る。
【００２４】
このような本発明の第１の特徴に係る発光素子実装体によれば、図７及び図８に示した寸法“Ｌ”分の小型化が可能になる。即ち、共振器長の短い側の第２の発光素子のみの後方出射光を選択的に検出しモニタする構造とし、共振器長の長い第１の発光素子より後方に出力監視素子を置かない構成としてデバイス（発光素子実装体）の小型化を図ることが出来る。この際、選択型光路分岐素子は、発光素子実装体として本来必要である光路変換用の反射素子の表面を利用すれば、新たな占有面積が発生することもない。そして、これらの副基板及び反射素子を主基板上の同一平面上に配置し、接着剤等で一体に固定すれば、コンパクトな集積化発光素子実装体が構成できる。
【００２５】
更に、第１の出力監視素子を主基板の表面に、第２の出力監視素子を副基板の表面に配置しているので、互いに電気的に独立に出来、第１及び第２の発光素子の極性関係設定に制約が生じないので、回路設計が容易になる。また、特に第１の発光素子としてＤＶＤ用の短波長側半導体レーザとすれば、第１の発光素子は前方出射光で出力をモニタ出来るので、第１の発光素子の高温での特性劣化を補うために後方端面の反射率を上げることも容易になる。
【００２６】
この様に、本発明の第１の特徴に係る発光素子実装体によれば、並列近接配置された、共振器長の異なる複数の発光素子の出力を、相互の干渉なく、独立に、精度良く検出することが出来る。更に、本発明の第１の特徴に係る発光素子実装体が小型化出来ることにより、光ピックアップ光学系等の光学システムの小型化、簡素化、低コスト化を実現出来る。
【００２７】
具体的には、例えば、第１及び第２の発光素子の発振波長を異なるように設定し、選択型光路分岐素子は、波長により異なる反射率を有する波長選択性反射膜であるようにすればよい。例えば、誘電体多層膜等を用いて、第１の発光素子の前方出力光の一部の光のみを透過する設計とし、この透過した光を第１の出力監視素子でモニタし、第１の発光素子の出力制御をすることが出来る。
【００２８】
或いは、本発明の第１の特徴において、第１及び第２の発光素子の出射光の偏光が互いに直交し、選択型光路分岐素子は、偏光により異なる反射率を有する偏光依存性反射膜としても良い。例えば、第１の発光素子の出力光をＰ波、第２の発光素子の出力光をＳ波とした場合は、Ｐ波とＳ波とで反射率の異なる偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）等の、選択型光路分岐素子を用いれば良い。具体的には、Ｓ波の反射率を１００％、Ｐ波の反射率が８０％、透過率が２０％の選択型光路分岐素子を用いれば、第１の出力監視素子に第１の発光素子の前方出力光のみが到達し、第１の発光素子の出力を制御出来る。
【００２９】
本発明の第２の特徴は、第１の特徴の発光素子実装体に、更に光学素子及びこの光学素子で回折した回折光を受光する回折光受光領域とを組み込んだ光学システムであることを要旨とする。ここで、「光学素子」は、選択型光路分岐素子で第１の方向に光路変更された第１及び第２の発光素子の前方出射光が透過し、且つこの前方出射光出射光が対象物により反射した反射光が再び透過し回折する。
【００３０】
第１の特徴の発光素子実装体で説明したように、第１の発光素子の共振器長よりも第２の発光素子の共振器長を短くし、かつ第１及び第２の発光素子の前側端面を実質的に同一平面に位置するように揃えれば、共振器長の長い第１の発光素子より後方に出力監視素子を置く必要がないので、小型化を図ることが出来る。この際、選択型光路分岐素子は、光学システムとして本来必要である光路変換用の反射素子の表面を利用すれば良いので、新たな占有面積が発生することもない。そして、これらの副基板及び反射素子を主基板上の同一平面上に配置し、接着剤等で一体に固定すれば、コンパクトな光学システムが構成できる。この結果、光ピックアップ光学系等の光学システムの小型化、簡素化、低コスト化を実現出来る。
【００３１】
更に、第１の出力監視素子を主基板の表面に、第２の出力監視素子を副基板の表面に配置しているので、互いに電気的に独立に出来、第１及び第２の発光素子の極性関係設定に制約が生じないので、光学システムの回路設計が容易になる。また、特に第１の発光素子としてＤＶＤ用の短波長側半導体レーザとすれば、第１の発光素子は前方出射光で出力をモニタ出来るので、第１の発光素子の高温での特性劣化を補うために後方端面の反射率を上げることも容易になる。
【００３２】
この様に、本発明の第２の特徴に係る光学システムによれば、並列近接配置された、共振器長の異なる複数の発光素子の出力を、相互の干渉なく、独立に、精度良く検出することが出来る。更に、本発明の第２の特徴に係る光学システムが小型化出来ることにより、薄型光ディスクドライブ等を実現出来る。
【００３３】
本発明の第２の特徴に係る光学システムにおいて、対象物により反射した反射光が再び、この光学素子を透過し回折する。その際、対象物による反射光の内の非回折光は入射光路（第１の方向）を逆行し、再度選択型光路分岐素子に到達する。この選択型光路分岐素子を透過・屈折した光束が再び第１の出力監視素子の受光領域を照射すると正確な第１の発光素子の出力モニタが出来ない。但し、反射光として逆行して再度選択型光路分岐素子に至った反射光の残余の一部が選択型光路分岐素子を透過するが、この透過した光はスネルの法則により屈折する。このスネルの法則による屈折方向の相違を利用すれば、主基板の表面に設けられたの第１の出力監視素子の受光領域を、第１の方向出射光の対象物による反射光として逆行し、再度選択型光路分岐素子を透過・屈折した光束の照射領域を避けて設置することが出来る。
【００３４】
或いは、本発明の第２の特徴において、第１の方向の光路の一部に偏光制御手段を更に備え、選択型光路分岐素子が反射率の偏光依存を持ち、第１の発光素子からの出射光が対象物により反射した反射光が再び選択型光路分岐素子に到達した場合は、第１の発光素子からの反射光を実質的にすべて反射するようにしても良い。第１の方向の出射光の対象物による反射光の内の非回折光は入射光路を逆行し、偏光制御手段により偏光を回転され再度選択型光路分岐素子に到達する。しかし、第１の方向を逆行し、選択型光路分岐素子に至った反射光は、偏光制御手段により偏光を回転されているので、選択型光路分岐素子によりほとんど全部は反射して第１の発光素子の方向に戻るように設定できる。このため、反射光として逆行して再度選択型光路分岐素子に至った反射光の内で選択型光路分岐素子を透過する成分はほとんど無視出来る。この様に、偏光制御手段により偏光を回転するように構成すれば、光路を逆行してくる反射光の内の非回折光の影響を回避出来、正確な第１の発光素子の出力モニタが出来る。本発明の「偏光制御手段」としては、「波長板」又は「偏光回転素子」を使用できる。例えば１／４波長板を用いれば、直線偏光を円偏光に変換し、更に、対象物による反射後の逆戻り円偏光を直交方向の直線偏光となるように偏光を制御出来る。１／４波長板による偏光制御は容易且つ安価で実現でき一般に普及している。また、ファラデーローテータ等の直線偏光のまま回転する偏光回転素子でも良いが、偏光回転素子は、一般に高価である。
【００３５】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して、本発明の第１及び第２の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００３６】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光学システム（ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ互換システム）に用いる発光素子実装体（半導体レーザアセンブリ）を示す斜視図である。シリコン（Ｓｉ）チップからなるサブマウント（副基板）７の表面の上に第１の発光素子１、第２の発光素子２が搭載され、サブマウント７の上部に第２の出力監視素子４の受光領域が形成されている。第１の発光素子１及び第２の発光素子２としては、半導体レーザが好適である。そして、第１の発光素子１の共振器長よりも第２の発光素子２の共振器長が短く、第１の発光素子１及び第２の発光素子２の共振器中を往復するそれぞれの光軸が実質的に互いに平行で、且つ第１の発光素子１及び第２の発光素子２の前側端面が実質的に同一平面に位置するように配置されている。例えば、第１の発光素子１の共振器長は、４００〜６５０μｍ程度である。一方、第２の発光素子２の共振器長は、２５０μｍ程度である。第２の出力監視素子４の受光領域はＳｉチップからなるサブマウント７の表面に選択拡散で形成され、サブマウント７との間にｐｎ接合フォトダイオードを構成している。第２の出力監視素子４の受光領域は、第１の発光素子１の後側端面の延長線より前方の領域に限定されるように位置している。この位置に、第２の出力監視素子４の受光領域を配置することにより、第２の出力監視素子４に対して、第１の発光素子１の出射光は、第１の発光素子１自身の後側端面によって遮断されるため入射することが不可能となる。そして、第２の発光素子２の後方出射光は、領域は減少するものの、最も強度の強い後方発光点Ｐ２ｂ近傍を含む領域で第２の出力監視素子４により良好に検出される。
【００３７】
サブマウント７は、透明光学媒体からなる楔型の反射素子（光路変換ミラー）１５と共に、Ｓｉチップからなる主基板（メインマウント）１４の上面に所定の位置関係で搭載されている。反射素子（光路変換ミラー）１５の下方のこの主基板１４の上部には、第１の出力監視素子３の受光領域が形成されている。更に、主基板１４の上部には、複数の回折光受光領域５１，５２，５３，５４が形成されている。これらの受光領域３，５１，５２，５３，５４は、Ｓｉチップからなるメインマウント１４の表面に選択拡散で形成され、メインマウント１４との間にｐｎ接合フォトダイオードを構成している。特に、回折光受光領域５１，５２，５３，５４は、それぞれ複数のフォトダイオードからなるフォトダイオードアレイである。
【００３８】
図１に示す光路変換用の反射素子１５は、４５度の傾斜面を有する楔型形状である。この４５度の傾斜面には、第１の発光素子１の発光波長λ１に対してのみ（この場合６５０ｎｍ近傍に対してのみ）、反射率を低下させ、一定比率、透過するように設定された波長選択性反射膜９が設けられている。波長選択性反射膜９は、本発明の選択型光路分岐素子として機能する。例えば、この反射率は６５０ｎｍの発光波長に対して８０％に設定すれば良い。一方、波長選択性反射膜９の反射率は、第２の発光素子２の発光波長λ２、例えば７８０ｎｍに対しては、９８％以上に設定する。この波長選択性反射膜９の反射率の設定は、誘電体多層膜の膜厚と屈折率によりほぼ自在に設定可能であることは当業者に周知である。具体的には、高屈折率誘電体膜と低屈折率誘電体膜を、発光波長λの１／４の光学的膜厚ｎｄ（屈折率ｎ×膜厚ｄ）で交互に積層して波長選択性反射膜９を形成出来る。 例えば、高屈折率誘電体膜としては、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2 ）、酸化チタン（ＴｉＯ2 ）、酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）、酸化ニオブ（Ｎｂ2 Ｏ5 ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ2 ）、酸化セリウム（ＣｅＯ2 ）等のいずれか又はこれらの混合物が挙げられる。低屈折率誘電体膜としては、酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ2 ）、フッ化アルミニウム（ＡｌＦ3 ）等のいずれか又はこれらの混合物が使用可能である。
【００３９】
この波長選択性反射膜９は、反射素子１５の４５度の傾斜面に設けられているので、第１の発光素子１の出力光（発光波長λ１＝６５０ｎｍ）の内の一部（２０％）からなる透過光は、図１の破線に示す第２の方向に、この面で屈折され、所定の角度で反射素子１５の下面、即ち主基板１４の上部に設けられた第１の出力監視素子３の受光領域の表面に斜めに入射する。第１の発光素子１の出力光の残余（８０％）からなる反射光は、図１の実線に示す第１の方向に、この面で反射される。即ち、メインマウント１４の表面に対して垂直方向に光路を変更される。
【００４０】
図１の斜視図に示した半導体レーザアセンブリ（ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ互換二波長デバイス）に対応した上面図が図２である。図２の実線で示した第１の発光素子１の出力光の８０％からなる反射光は、紙面に垂直方向（図示省略）に、波長選択性反射膜９により光路変換される。又、実線で示した第２の発光素子２の出力光（発光波長λ２＝７８０ｎｍ）のほとんど（９８％以上）は、紙面に垂直方向に波長選択性反射膜９により反射され、紙面に垂直方向（図示省略）に光路変換される。一方、図２の破線で示した第１の発光素子１の出力光の２０％からなる透過光は、波長選択性反射膜９で屈折され、平面図上、反射素子１５の内部領域、現実には、主基板（メインマウント）１４の上部に設けられた第１の出力監視素子３の受光領域の表面に斜めに入射する。
【００４１】
この様に、本発明の第１の実施の形態に係る発光素子実装体（半導体レーザアセンブリ）においては、主基板１４の表面近傍の上部に第１の発光素子１の出力モニタ用の第１の出力監視素子３の受光領域を設けることで、第１の発光素子１の光出力は良好に検出可能である。
【００４２】
図２に示すように、第２の発光素子２の後方発光出力を受光する第２の出力監視素子４の受光領域は、第２の発光素子２の後方発光点Ｐ２ｂの近傍の特定場所に限定して配置されている。この特定場所は、第１の発光素子１の後方発光点Ｐ１ｂを頂点とする扇型の第１の放射角度範囲５（図７参照）と、第２の発光素子の後方発光点Ｐ２ｂを頂点とする扇型の第２の放射角度範囲６とが重複しない領域、即ち、放射角度重複領域７７（図７参照）以外の領域に配置されている。第２の出力監視素子４の受光領域を配置するための特定場所は、第１の発光素子１の後側端面の延長線より前方の領域に限定されるように位置している。こうすれば、第２の出力監視素子４に対して、第１の発光素子１の出射光は、第１の発光素子１自身の後側端面によって遮断されるため入射することが不可能となる。そして、第２の発光素子２の後方出射光は、領域は減少するものの、最も強度の強い後方発光点Ｐ２ｂ近傍を含む領域で第２の出力監視素子４により良好に検出される。
【００４３】
この様に、本発明の第１の実施の形態に係る発光素子実装体（半導体レーザアセンブリ）によれば、並列近接配置された、共振器長の異なる複数の発光素子１及び２の出力を、相互の干渉なく、独立に、精度良く検出する事が出来る。即ち、第１の発光素子１及び第２の発光素子２の後方出射光はその配置関係によって各々光学的に良好に分離され、第１の発光素子１及び第２の発光素子２の前方出射光は反射素子１５の波長選択性反射膜９の反射率の波長依存性により、各々光学的に良好に分離される。
【００４４】
本発明の第１の実施の形態に係る半導体レーザアセンブリは、図７及び図８に示した先の提案の半導体レーザアセンブリの構造における第１の出力監視素子３領域を副基板７から削除した構造に相当する。第１の出力監視素子３領域を削除することにより、図１及び図２に示すように、長さ“Ｌ”だけ半導体レーザアセンブリの外形寸法は縮小される。具体的には、長さＬ＝０．２〜０．４ｍｍ程度半導体レーザアセンブリの外形寸法が縮小出来る。第２の出力監視素子４は存在するものの、この領域に必要な寸法は、第１の発光素子１の共振器長によって定まる最低寸法の範囲内であり、外形寸法に寄与しないので、半導体レーザアセンブリを顕著に小型化することが出来る。
【００４５】
図３（ａ）は、図２のＡ−Ａ方向に沿った断面図である。図３（ａ）に示すように、Ｓｉチップからなる主基板（メインマウント）１４の上面に、導電性接着剤１２８若しくは半田を介してＳｉチップからなる副基板（サブマウント）７が接合されている。又、Ｓｉチップからなる主基板１４の上面に、透明接着剤１３６を介して、ガラス等の透明光学媒体からなる楔型の反射素子（光路変換ミラー）１５が接合されている。即ち、主基板１４、副基板７及び反射素子１５とが一体として形成されている。主基板１４の表面には第１の出力監視素子３の受光領域１４１が設けられ、副基板７の表面には第２の出力監視素子４の受光領域が設けられている。
【００４６】
図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す第１の出力監視素子３の受光領域１４１の近傍を詳細に示す拡大図である。第１の出力監視素子３を構成するフォトダイオード３は、図３（ｂ）に示すように、基板厚２５０μｍ〜４５０μｍのｎ型Ｓｉからなる半導体基板（以下において「ｎ基板」と言う。）１４０と、このｎ基板１４０の表面側に形成されたこのｎ基板１４０よりも高不純物密度のｐ型の半導体領域からなるアノード領域（受光領域）１４１と、アノード領域１４１に対向して、ｎ基板１４０の裏面の全面に形成されたｎ基板１４０よりも高不純物密度のｎ型の半導体領域からなる共通カソード領域１４２とを有する。アノード領域１４１及び共通カソード領域１４２の不純物密度は、例えば３×１０18ｃｍ− 3〜５×１０19ｃｍ− 3程度である。このフォトダイオード３では、アノード領域１４１と共通カソード領域１４２とにより挟まれたｎ基板１４０がカソード・ドリフト領域として機能する。カソード・ドリフト領域１４０の不純物密度は、例えば５×１０12ｃｍ− 3〜５×１０15ｃｍ− 3程度の真性（ｉ型）半導体領域にすることが好ましい。カソード・ドリフト領域１４０をｉ型とすることにより、ｐｉｎフォトダイオードを構成でき、高感度な光検出が可能になる。更に、このｎ基板１４０の表面側と裏面側とにそれぞれ形成されたアノード配線１３５、共通カソード電極１４３とを備えている。図３では、図示を省略しているが、複数の回折光受光領域５１，５２，５３，５４も同様な選択拡散によるｐ型半導体領域とｎ基板１４０とによりｐｉｎフォトダイオードを構成している。
【００４７】
図３（ｂ）に示すように、ｎ基板１４０の表面には、熱酸化法等により形成されたフィールド酸化膜１３９が３５０ｎｍ〜１μｍ程度の厚さに形成されている。そして、このフィールド酸化膜１３９に設けられた開口部（窓部）に位置するｎ基板１４０の表面にアノード領域１４１が設けられている。フィールド酸化膜１３９に窓部に露出したアノード領域１４１の表面には、厚さ５０ｎｍから１５０ｎｍ窓部酸化膜１３８が設けられている。この窓部酸化膜１３８の上部には、厚さ６０ｎｍから２００ｎｍのシリコン窒化膜（Ｓｉ3Ｎ4膜）１３７が配置されている。窒化膜１３７及び窓部酸化膜１３８を貫通するコンタクトホールを介して、窒化膜１３７の表面を伸延する厚さ０．５μｍ〜２μｍのアルミニウム（Ａｌ）等の金属膜からなるアノード配線１３５が、アノード領域１４１にオーミック接触している。窓部酸化膜（低屈折率材料薄膜）１３８と窒化膜（中高屈折率材料薄膜）１３７とで反射防止膜を構成している。即ち、低屈折率材料薄膜と中高屈折率材料薄膜とを積層して、光学干渉効果を利用することにより、反射防止効果を向上させている。窒化膜（中高屈折率材料薄膜）１３７は省略して、窓部酸化膜１３８のみの単層の反射防止膜を構成することも可能である。又、窓部酸化膜１３８の代わりに、Ｓｉよりも屈折率の低いフッ化マグネシウム（ＭｇＦ2 ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ2 ）、フッ化リチウム（ＬｉＦ ）、フッ化アルミニウム（ＡｌＦ3 ）等の低屈折率材料薄膜を用いることが出来る。更に、窒化膜１３７の代わりに、酸化セリウム（ＣｅＯ2 ）、酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2 ）、酸化チタン（ＴｉＯ2 ）、酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）等の中高屈折率材料薄膜が使用可能である。 そして、窒化膜１３７と反射素子１５の底部との間に、透明接着剤が挿入され、反射素子１５を、Ｓｉチップからなる主基板（メインマウント）１４の上面に一体として固定している。
【００４８】
詳細な構造の図示を省略しているが、第２の出力監視素子４も第１の出力監視素子３と同様な構造である。即ち、第２の出力監視素子４を構成するフォトダイオードは、基板厚２５０μｍ〜４５０μｍのｎ基板（ｉ型基板）を副基板７として用い、この副基板７の表面側に形成されたｐ型の半導体領域からなるアノード領域（受光領域）と、アノード領域に対向して、副基板７の裏面の全面に形成された副基板７よりも高不純物密度のｎ型の半導体領域からなるカソード領域とを有するｐｉｎフォトダイオードである。アノード領域の表面は図３（ｂ）と同様に反射防止膜が形成されている。更に、この副基板７の表面側には図３（ｂ）と同様なコンタクトホールを介してアノード配線が形成され、副基板７の裏面側にはカソード電極とを備えている。第２の出力監視素子４を構成するフォトダイオードのカソード電極は、導電性接着剤１２８を介して、図３（ｂ）に示す窒化膜１３７の表面に形成されたカソード電極配線に接続されている。
【００４９】
本発明の第１の実施の形態に係る半導体レーザアセンブリにおいては、第１の出力監視素子３が主基板１４に配置され、第２の出力監視素子４が副基板７に配置され、又これらが一体に固定されてはいるが、その界面には、フィールド酸化膜１３９、窓部酸化膜１３８及び窒化膜１３７からなる絶縁層が形成されているため、両者は電気的に良好に分離されている。半導体レーザの出力制御（ＡＰＣ）においては、回路側の要求から、半導体レーザとモニタ双方のｐ、ｎ極性を、複数のコモン（共通化）関係に設定する場合があるが、両者が電気的に分離されているので、２つの半導体レーザの極性関係の設定に制約を生じることもない。
【００５０】
図４は、本発明の第１の実施の形態に係る光学システム（ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ互換システム）を示した斜視図である。光の回折とレンズ作用を有するホログラムを形成した光学素子１６に対して、所定の位置関係で主基板１４が配置されている。又、光学素子１６は光ディスク（図示省略）に対して所定位置関係で配置されている。光ディスクとしては、ＤＶＤ及びＣＤ−Ｒが互換使用される。ＤＶＤ及びＣＤ−Ｒは、それぞれ、その表面に情報が記録されたトラックが形成されている。ＤＶＤのトラックの読み出し位置にディスクからの反射光ＲＲ 1の光軸があり、ＣＤ−Ｒのトラックの読み出し位置にディスクからの反射光ＲＲ 2の光軸がある。反射光ＲＲ 1の光軸及び反射光ＲＲ 2の光軸は共通の光軸上に存在する。光学素子１６の中央には、光軸が通過する点を中心とした円形のホログラムが形成され、このホログラムはタンジェンシャル方向と一致した方向で、光軸と交わる分割線により、第１及び第２の領域に分割されている。
【００５１】
主基板１４には、ホログラムの第１の領域により回折される±１次回折光の光束と、第２の領域により回折される±１次回折光の光束を受光する４個の回折光受光領域５１，５２，５３，５４が図のような位置関係で形成されている。
【００５２】
光ディスク（ＤＶＤ又はＣＤ−Ｒ）と光学素子１６との間に、対物レンズ（図示省略）が配置されている。又、光学素子１６に対して所定位置関係で筐体（パッケージ）１７が配置され、この筐体１７内にＳｉチップからなる主基板１４が収納されている。主基板１４には回折光受光領域５１，５２，５３，５４が設けられ、且つその中央部分にＳｉチップからなる副基板（サブマウント）７が配置されている。この副基板７の上に第１の発光素子１及び第２の発光素子２が配置され、副基板７と対向するように透明光学媒体からなる楔型の反射素子１５が配置されている。反射素子１５は、４５度の傾斜面を有する楔型形状であり、この４５度の傾斜面には、波長選択性反射膜９が設けられている。反射素子１５の下方のこの主基板１４の上部には、第１の出力監視素子３の受光領域が形成されている。副基板７の上部の第２の発光素子２の後方には、第２の出力監視素子４の受光領域が形成されている。又、対物レンズ、光学素子１６、筐体１７などは光ピックアップ筐体内に一体に収納されている。この場合、ホログラム素子１６を、筐体１７の透明窓及び気密封止窓として利用する事も可能である。或いは、光学素子（ホログラム素子）１６を、筐体（パッケージ）１７を内包する光ピックアップ筐体の透明窓及び気密封止窓として利用する事も可能である。
【００５３】
第１の発光素子１から出射された出射光Ｒｉ 1の内８０％は、反射素子１５の波長選択性反射膜９により直角に進路を変更され、光学素子１６に向かう第１の方向に照射され、その光軸は反射光ＲＲ 1の光軸と一致している。第１の発光素子１から出射された出射光Ｒｉ 1の内２０％は、反射素子１５の波長選択性反射膜９を透過し、スネルの法則により屈折し、第２の方向に進み、第１の出力監視素子３の受光領域を照射する。第１の方向に進み、光学素子１６のホログラムに入射した光は、更に対物レンズにより収束されて光ディスク（ＤＶＤ）の表面上の１点に集光する。光ディスク（ＤＶＤ）上に集光された光がトラックの記録情報に応じて変調され、入射時と同一経路（第１の方向）を逆向し反射する。この反射光ＲＲ 1は、図示されない対物レンズなどの光学系を通って、第１の方向を逆向し、光学素子１６のホログラムに入射する。同様に、第２の発光素子２から出射された出射光Ｒｉ 2の内９８％以上は、反射素子１５の波長選択性反射膜９により直角に進路を変更され、光学素子１６に向かう第１の方向に進み、その光軸は反射光ＲＲ 2の光軸と一致している。第１の方向に進み、光学素子１６のホログラムに入射した光は、更に対物レンズにより収束されて光ディスク（ＣＤ−Ｒ）の表面上の１点に集光する。光ディスク（ＣＤ−Ｒ）上に集光された光がトラックの記録情報に応じて変調され、入射時と同一経路（第１の方向）を逆向し反射する。この反射光ＲＲ 2は、図示されない対物レンズなどの光学系を通って、第１の方向を逆向し、光学素子１６のホログラムに入射する。
【００５４】
ホログラムは第１の領域と第２の領域に分割されているため、第１の領域で反射光ＲＲ 1，ＲＲ 2が回折されて±１次回折光の光束となり、これが主基板１４上の回折光受光領域５１，５３に入射され、第２の領域で反射光ＲＲ 1，ＲＲ 2が回折されて±１次回折光の光束となり、これが主基板１４上の回折光受光領域５２，５４に入射される。回折光受光領域５１，５２，５３，５４は、それぞれ第１の直線と第２の直線を中央の分割線として４分割され、その組み合わせによって２分割の光電変換領域と３分割の光電変換領域が同時に得られるようになっている。そして、回折光受光領域５１，５２，５３，５４から得られる光電変換信号を演算することにより、ＤＶＤ又はＣＤ−Ｒに記録されている情報信号を得ることが出来る。即ち、複数の回折光受光領域５１，５２，５３，５４に照射、再生信号を得るとともに、これらの回折光受光領域５１，５２，５３，５４に接続された電子回路（図示省略）により、分割領域間の所定の演算処理を実行し、ＤＶＤ及びＣＤ−Ｒのそれぞれのフォーカス、トラッキング等の誤差信号を得るようにする事も可能である。
【００５５】
図１及び図２において、長さ“Ｌ”だけ半導体レーザアセンブリの外形寸法は縮小されることを示した。このことは、図４に示す筐体１７の幅“Ｄ”を小さく出来るということに等価である。現実の光ピックアップにおいては、筐体１７は図４とは９０°回転した配向で用いられ、筐体１７の幅“Ｄ”厚み（高さ）を決定する。したがって、筐体１７の高さ“Ｄ”を小さく出来ると言うことは、薄型光ディスクドライブ等の実現に大きく寄与することになる。一般に、現実の光ピックアップにおいては、高さＤ＝３ｍｍ程度であるので、長さＬ＝０．２〜０．４ｍｍ程度薄く出来ると言うことは、より一層の薄型化が可能になるということである。
【００５６】
上方（第１の方向）出射光Ｒｉ 1のＤＶＤによる反射光ＲＲ 1の内の非回折光は入射光路を逆行し、再度反射素子１５の波長選択性反射膜９に到達する。この波長選択性反射膜９を透過・屈折した光束が再び第１の出力監視素子３の受光領域１４１を照射すると正確な第１の発光素子１の出力モニタが出来ない。即ち、図５に示すように、第１の発光素子１から出射された出射光Ｒｉ 1の内８０％は反射素子１５の波長選択性反射膜９により反射され、上方の光学素子１６方向に照射される。しかし、第１の発光素子１から出射された出射光Ｒｉ 1の内２０％は、反射素子１５の波長選択性反射膜９を透過し、スネルの法則により屈折し第１の出力監視素子３の受光領域１４１を照射し、第１の発光素子１の出力をモニタする。光学素子１６のホログラムに入射した上方出射光Ｒｉ 1は、ＤＶＤの表面上の１点に集光される。ＤＶＤ上で反射した光は、入射光路（第１の方向）を戻る。この反射光ＲＲ 1は、光学素子１６のホログラムに再び入射するが非回折光は反射光ＲＲ 1として、更に入射光路（第１の方向）を逆行し、再度反射素子１５の波長選択性反射膜９に至る。そして、波長選択性反射膜９により反射光ＲＲ 1の８０％は反射して第１の発光素子１の方向に戻る。一方、反射光ＲＲ 1として逆行して再度反射素子１５の波長選択性反射膜９に至った反射光ＲＲ 1の２０％は波長選択性反射膜９を透過する。この波長選択性反射膜９を透過した光はスネルの法則により屈折する。図５は、主基板１４の表面に設けられたの第１の出力監視素子３の受光領域１４１が、上方出射光Ｒｉ 1のＤＶＤによる反射光ＲＲ 1として逆行し、再度反射素子１５の波長選択性反射膜９を透過・屈折した光束の照射領域を避けて設置されていることを示す。
【００５７】
図５に示すように、第１の出力監視素子３の受光領域１４１の位置を選定すれば、反射光ＲＲ 1の内の非回折光の影響を回避出来、正確な第１の発光素子１の出力モニタが出来る。
【００５８】
この様に、本発明の第１の実施の形態に係る光学システムによれば、並列近接配置された、共振器長の異なる複数の発光素子（半導体レーザ）の出力を、相互の干渉なく、独立に、精度良く検出することが出来る。更には、集積デバイス、光ピックアップを小型化出来、薄型光ディスクドライブを実現出来る。
【００５９】
（第２の実施の形態）
図６は、本発明の第２の実施の形態に係る光学システム（ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ互換システム）を示した斜視図である。光の回折とレンズ作用を有するホログラムを形成した光学素子１６に対して、所定の位置関係で主基板１４が配置されている。光学素子１６の上部には偏光制御手段２６として１／４波長板が、透明接着剤で固定されている。この１／４波長板２６を波長選択性のものとすることは容易であるし、ファラデー効果による磁気旋光素子としても良い。
【００６０】
主基板１４には、第１の実施の形態と同様に、ホログラムの第１の領域により回折される±１次回折光の光束と、第２の領域により回折される±１次回折光の光束を受光する４個の回折光受光領域５１，５２，５３，５４が図のような位置関係で形成されている。更に、光ディスク（ＤＶＤ又はＣＤ−Ｒ）と１／４波長板２６との間に、対物レンズ（図示省略）が配置されている。又、光学素子１６に対して所定位置関係で筐体１７が配置され、この筐体１７内にＳｉチップからなる主基板１４が収納されている。主基板１４には回折光受光領域５１，５２，５３，５４が設けられ、且つその中央部分にＳｉチップからなる副基板７が配置されている。この副基板７の上に第１の発光素子１及び第２の発光素子２が配置され、副基板７と対向するように透明光学媒体からなる楔型の反射素子１５が配置されている。第１の発光素子１及び第２の発光素子２としては、第１の実施の形態と同様に、半導体レーザが好適である。反射素子１５は４５度の傾斜面を有する楔型形状であり、この４５度の傾斜面には、偏光依存波長選択性反射膜９９が設けられている。偏光依存波長選択性反射膜９９は、本発明の選択型光路分岐素子として機能する。偏光依存波長選択性反射膜９９としては偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）が使用可能である。反射素子１５の下方のこの主基板１４の上部には、第１の出力監視素子３の受光領域が形成されている。副基板７の上部の第２の発光素子２の後方には、第２の出力監視素子４の受光領域が形成されている。又、対物レンズ、光学素子１６、１／４波長板２６、筐体１７などは光ピックアップ筐体内に一体に収納されている。
【００６１】
第１の発光素子１から出射された出射光Ｒｉ 1の内８０％は、反射素子１５の偏光依存波長選択性反射膜９９により直角に進路を変更され、光学素子１６に向かう第１の方向に照射され、更に１／４波長板２６により偏光を回転される。第１の発光素子１から出射された出射光Ｒｉ 1の内２０％は、反射素子１５の偏光依存波長選択性反射膜９９を透過し、スネルの法則により屈折し（第２の方向に分岐し）、第１の出力監視素子３の受光領域を照射する。第１の方向に進み、１／４波長板２６により偏光を回転された光は、更に対物レンズにより収束されてＤＶＤの表面上の１点に集光する。ＤＶＤ上に集光された光がトラックの記録情報に応じて変調され、入射時と同一経路（第１の方向）を反射する（逆行する）。この反射光ＲＲ 1は、対物レンズなどの光学系を通って、再び１／４波長板２６により偏光を回転された後、光学素子１６のホログラムに入射する。同様に、第２の発光素子２から出射された出射光Ｒｉ 2の内９８％以上は、反射素子１５の偏光依存波長選択性反射膜９９により直角に進路を変更され、第１の方向に進み、更に１／４波長板２６により偏光を回転される。１／４波長板２６により偏光を回転された光は、更に対物レンズにより収束されてＣＤ−Ｒの表面上の１点に集光する。ＣＤ−Ｒ上に集光された光がトラックの記録情報に応じて変調され、入射時と同一経路を通って反射する。この反射光ＲＲ 2は、対物レンズなどの光学系を通って、１／４波長板２６により偏光を回転され光学素子１６のホログラムに入射する。
【００６２】
上方出射光Ｒｉ 1のＤＶＤによる反射光ＲＲ 1の内の非回折光は入射光路（第１の方向）を逆行し、１／４波長板２６により偏光を回転され再度反射素子１５の偏光依存波長選択性反射膜９９に到達する。しかし、入射光路（第１の方向）を逆行し、偏光依存波長選択性反射膜９９に至った反射光ＲＲ 1は、１／４波長板２６により偏光を回転されているので、偏光依存波長選択性反射膜９９により９８％以上は反射して第１の発光素子１の方向に戻る。このため、反射光ＲＲ 1として逆行して再度反射素子１５の偏光依存波長選択性反射膜９９に至った反射光ＲＲ 1の内で偏光依存波長選択性反射膜９９を透過する成分はほとんど無視出来る。この様に、１／４波長板２６により偏光を回転するように構成すれば、光路を逆行してくる反射光ＲＲ 1の内の非回折光の影響を回避出来、正確な第１の発光素子１の出力モニタが出来る。
【００６３】
偏光依存波長選択性反射膜９９を用いている点を除けば、本発明の第２の実施の形態に係る光学システムに用いる発光素子実装体は、基本的に第１の実施の形態に係る発光素子実装体と同様であり、重複した説明を省略する。
【００６４】
この様に、本発明の第２の実施の形態に係る光学システムによれば、並列近接配置された、共振器長の異なる複数の発光素子（半導体レーザ）の出力を、相互の干渉なく、独立に、精度良く検出することが出来る。更に、光路（第１の方向）を逆行してくる反射光Ｒの影響を回避出来、正確な第１の発光素子１の出力モニタが出来る。この結果、集積デバイス、光ピックアップを小型化出来、薄型光ディスクドライブを実現出来る。
【００６５】
なお、偏光制御手段（１／４波長板）２６の挿入位置は、図６に示す光学素子１６の上部に限定されない。偏光制御手段（１／４波長板）２６を光学素子１６と反射素子１５の偏光依存波長選択性反射膜９９との間に配置しても構わない。或いは、図示を省略した光ディスク（ＤＶＤ又はＣＤ−Ｒ）と対物レンズとの間に配置しても構わない。
【００６６】
（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は第１及び第２の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００６７】
既に述べた第１及び第２の実施の形態の説明においては、選択型光路分岐素子として、波長選択性反射膜９及び偏光依存波長選択性反射膜９９について説明したが、第１の発光素子１及び第２の発光素子２の偏光を選択し、第１の発光素子１の光束のみを分岐する偏光依存性反射膜を用いても良い。例えば、第１の発光素子１の出力光をＰ波、第２の発光素子２の出力光をＳ波とした場合は、Ｐ波とＳ波とで反射率の異なる偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）を光路変換用の偏光依存性反射膜として反射素子１５の４５度の傾斜面に設ければ良い。例えば、Ｓ波の反射率を１００％、Ｐ波の反射率が８０％、透過率が２０％のＰＢＳを用いれば、図１及び図２に示した構成と同様な構成において、第１の出力監視素子３の受光領域に第１の発光素子１の出力光のみが到達し、モニタ出来ることになる。
【００６８】
又、第１及び第２の実施の形態の説明においては、Ｓｉチップからなる主基板（メインマウント）１４及び副基板（サブマウント）７について説明したがガリウムヒ素（ＧａＡｓ）等の化合物半導体を主基板１４及び副基板７として用いても良い。ＧａＡｓ基板を用いれば、第１の出力監視素子３及び第２の出力監視素子４として、より高感度のフォトダイオードが構成出来る。
【００６９】
この様に、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【００７０】
【発明の効果】
本発明の発光素子実装体によれば、並列近接配置された複数の発光素子の出力を、相互の干渉なく、独立に、精度良く検出することが出来る。
【００７１】
本発明の発光素子実装体によれば、小型化が容易で、更に小型化によって光ピックアップ等の光学システムの小型化、簡素化、低コスト化を実現出来る。
【００７２】
本発明の光学システムによれば、薄型光ディスクドライブを実現出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光学システムに用いる発光素子実装体を示す斜視図である。
【図２】図１の斜視図に示した発光素子実装体に対応した上面図である。
【図３】図３（ａ）は、図２のＡ−Ａ方向に沿った断面図で、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す第１の出力監視素子の受光領域の近傍を詳細に示す拡大図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施の形態に係る光学システムを示した斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る光学システムにおいて、第１の出力監視素子の受光領域が、上方出射光のＤＶＤによる反射光として逆行し、波長選択性反射膜を透過・屈折した光束の照射領域を避けて設置されていることを示す断面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る光学システムを示す斜視図である。
【図７】先の提案に係る半導体レーザアセンブリの上面図である。
【図８】先の提案に係る光学システムを示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 第１の発光素子
２ 第２の発光素子
３，３３ 第１の出力監視素子
４ 第２の出力監視素子
５ 第１の放射角度範囲
６ 第２の放射角度範囲
７ サブマウント（副基板）
８ 見切り線
９ 波長選択性反射膜（選択型光路分岐素子）
１０ 後側端面
１１ 光路変換素子
１４ 主基板（メインマウント）
１５ 反射素子（光路変換ミラー）
１６ 光学素子（ホログラム素子）
１７ 筐体（パッケージ）
１９ 後側端面の延長線
２６ 偏光制御手段（１／４波長板）
５１，５２，５３，５４ 回折光受光領域
７７ 放射角度重複領域
９９ 偏光依存波長選択性反射膜（選択型光路分岐素子）
１２８ 導電性接着剤
１３５ アノード配線
１３６ 透明接着剤
１３７ シリコン窒化膜（Ｓｉ3Ｎ4膜）
１３８ 窓部酸化膜
１３９ フィールド酸化膜
１４０ ｎ基板（カソード・ドリフト領域）
１４１ アノード領域（受光領域）
１４２ 共通カソード領域
１４３ 共通カソード電極
Ｃ１ 第１の発光素子の後方かつ第２の発光素子に接近した側の角部
Ｐ１ｆ 第１の発光素子の前方発光点
Ｐ２ｆ 第２の発光素子の前方発光点
Ｐ１ｂ 第１の発光素子の後方発光点
Ｐ２ｂ 第２の発光素子の後方発光点
【発明の属する技術分野】
本発明は、光ディスク等の光情報記録媒体の読み取り装置に用いられる、光ピックアップ用発光素子実装体に関するものであり、特にＤＶＤとＣＤ−Ｒの互換再生システムに好適な、複数の半導体レーザを集積した発光素子実装体（半導体レーザアセンブリ）に関する。
【０００２】
【従来の技術】
既に一般に普及している民生用光ディスクシステムであるＣＤに対し、近年、より高密度なＤＶＤシステムが提案、商品化され、普及が始まっている。この再生装置であるＤＶＤプレーヤにおいては、装置の重複や使用上の煩雑さを避けるため、ＣＤとの互換再生が必須となっている。又、ＣＤプレーヤで再生可能とされている追記型ＣＤ（ＣＤ−Ｒ）についても、同様に互換再生機能が求められている。したがって、この様に各種の規格のディスクを再生するための技術が開発され、更にそれを実現する構成の簡略化やコストダウンが課題になっている。
【０００３】
とりわけ、ＣＤ−Ｒにおいては、記録媒体の反射率が大きな波長依存性を持つことから、ＤＶＤ用の６５０ｎｍ帯とは異なる７８０ｎｍ帯の半導体レーザ光源が必須である。したがって、この２波長の光源を内蔵したピックアップ光学系が開発されている。この光学系の小型化のため、特開平１０−２１５７７号公報には、同一パッケージ内に２個の発光素子（半導体レーザ）、受光素子も集積化した提案もなされている（以下において「第１従来技術」と言う。）。
【０００４】
この第１従来技術においては、複数の発光素子（半導体レーザ）を近接配置する場合において、特に２光源の出力を各々独立に検出、制御する技術が示されている。第１従来技術では、共振器が平行になる方位に２つの発光素子（半導体レーザ）が並置され、その後方端出射光を受光するべく、発光素子（半導体レーザ）後方に受光素子が配置され、更に各発光素子（半導体レーザ）に対応して受光領域が２分割されている。
【０００５】
ところで、半導体レーザ、ひいてはサーボ系の安定動作のためには、半導体レーザの光出力をモニタ（監視）し、この結果に基づいたクローズドループ制御系による自動出力制御（ＡＰＣ）回路によって、光出力を一定に保つように制御する必要がある。ここで、前述の複数波長の半導体レーザを用いたピックアップでは、複数の発光素子（半導体レーザ）を近接配置して、これら複数の半導体レーザの光出力を共に制御する必要がある。
【０００６】
例えば、ＣＤ、ＤＶＤの互換再生機においては、両者を同時に再生することはあり得ないため、基本的には両者のモニタを同時に行なう必要はない。しかし、実際にはディスク判別動作で各波長独立に反射光を検出可能な場合など、同時点灯により、より高速な判別が可能である。又、双方のモニタが共通であっても、半導体レーザ駆動・制御系（ＡＰＣ回路）は各半導体レーザ用に独立に必要であり、各々の回路間の相互影響を回避するには、これらのモニタが電気的・光学的に分離されていることが望ましい。
【０００７】
第１従来技術の方式においては、何らかの用途で２つの発光素子（半導体レーザ）を同時に発光させる場合、モニタしようとする半導体レーザに隣接したもう一方の半導体レーザからの入射光を遮断出来ない（「クロストーク」）ため、ＡＰＣ回路の動作が不正確になる、という欠点を有する。
【０００８】
又、半導体レーザの後方にモニタ受光部を配置するため、デバイス全体が大きくなり、ピックアップ、ひいては光ディスク装置の高さを増加させるという欠点を有する。
【０００９】
これらの欠点を解消しうる手法の一つとして、特開平６−１８８５１９号公報には、２つの（後方）発光点間に壁状の遮光部を配置した例が示されている（以下において「第２従来技術」と言う。）。しかし、第２従来技術は、構造が複雑になる他、前述のデバイスが大きくなる欠点を更に増長するものである。
【００１０】
特開平６−２０３４０４号公報には、これらと全く異なる手法で、半導体レーザ後方出射光を用いない、いわゆる「フロントモニタ」方式を用い、複数発光点の出力を独立に検出する方法が示されている（以下において「第３従来技術」と言う。）。第３従来技術によれば、前方出射光を用いて、各出力を独立に検出可能であるが、アパーチャや集光レンズ等が別途必要になり、ピックアップの構成は逆に複雑化・大型化する、という欠点を有している。
【００１１】
これらの方式の欠点に鑑み、特開２０００−２２２７６８号公報において、本発明者は、図７及び図８に示すように２個の半導体レーザの外形と配置条件から、互いの外形によって光束が遮蔽される領域を用い、２つの後方モニタ領域で、クロストークなく、独立に半導体レーザ出力を検出する構造を提案した（以下において、「先の提案」と言う。）。先の提案に係る半導体レーザアセンブリは、図７の平面図（上面図）に示すように、第１の発光素子（半導体レーザ）１、第２の発光素子（半導体レーザ）２、第１の出力監視素子３、及び第２の出力監視素子４は、サブマウント（副基板）７上に搭載されている。そして、第１の発光素子１の共振器長よりも第２の発光素子２の共振器長が短く、第１の発光素子１及び第２の発光素子２の共振器中を往復するそれぞれの光軸が実質的に互いに平行で、且つ第１の発光素子１及び第２の発光素子２の前側端面が実質的に同一平面に位置するように配置されている。これらは、並置した際に発光点がなるべく接近するよう、ストライプに対し非対称に劈開してある。第１の発光素子１及び第２の発光素子２は、副基板７を兼ねるサブマウント（受光素子基板）上に搭載される。この際、遠視野像（ファーフィールドパターン：ＦＦＰ）にリップルを生じないよう、前方端面を揃えると同時に、副基板７の外形より僅か（数μｍ）突出した状態で固定される。そして、第１の出力監視素子３を配置するための第１の特定場所は、第２の発光素子（半導体レーザチップ）２の後方発光点Ｐ２ｂと第１の発光素子１の後方且つ第２の発光素子２に接近した側の角部Ｃ１を結ぶ線分を通る見切り線８の外側（左側）の角度範囲に限定されている。一方、第２の出力監視素子４を配置するための第２の特定場所は、第１の発光素子１の後側端面の延長線１９より前方の領域に限定されるように位置している。
【００１２】
この構成において、第１の出力監視素子３に対し、第２の発光素子２の出射光は、第１の発光素子１の外形によって遮断されるため入射することが不可能となる。一方、第１の発光素子１の後方出射光は、領域は減少するものの、最も強度の強い後方発光点Ｐ１ｂ近傍を含む領域で第１の出力監視素子３により良好に検出される。又、第２の出力監視素子４に対しても、第１の発光素子１の出射光は、第１の発光素子１自身の後側端面によって遮断されるため入射することが不可能となる。そして、第２の発光素子２の後方出射光は、領域は減少するものの、やはり最も強度の強い後方発光点Ｐ２ｂ近傍を含む領域で第２の出力監視素子４により、良好に検出される。この様に、先の提案によれば、並列近接配置された、共振器長の異なる２個の発光素子１及び２の出力を、相互の干渉なく、独立に、精度良く検出する事が出来る。
【００１３】
図８は、先の提案に係る半導体レーザアセンブリを示す斜視図である。前述の第１の発光素子１、第２の発光素子２、第１の出力監視素子３、及び第２の出力監視素子４を搭載したサブマウント７は、反射素子１５と共に、主基板１４の上面に所定の位置関係で搭載されている。又、この主基板１４の上には、複数の回折光受光領域５１，５２，５３，５４が形成されている。これらの回折光受光領域５１，５２，５３，５４はフォトダイオードアレイ等で構成すれば良い。
【００１４】
先の提案に係る半導体レーザアセンブリにおいては、第１の半導体レーザチップ１及び第２の半導体レーザチップ２から出射された２光束は反射素子１５で主基板１４に略垂直な方向に出射され、光学素子（図示省略）を透過し、対象物としての光情報記録媒体（図示省略）に入射する。更に、この対象物（光情報記録媒体）により反射された光は、同一の光路を逆に辿って光学素子に再び入射する。この光束は光学素子により、各々最適な光路に分岐、光路変換され、複数の回折光受光領域５１，５２，５３，５４に照射、再生信号を得るとともに、これらの回折光受光領域５１，５２，５３，５４に接続された電子回路（図示省略）により、分割領域間の所定の演算処理を実行し、フォーカス、トラッキング等の誤差信号を得るようにする事も可能である。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
この先の提案では、第１〜第３従来例の欠点を概ね解決しているが、未だ次のような課題を有している。即ち、
（イ）基本的に後方モニタであるため、半導体レーザ共振器長方向にデバイス（半導体レーザアセンブリ）のサイズが大きく、ピックアップに組込んだ際の薄型化に制約が生じる。
【００１６】
（ロ）図７に示すように、同一の半導体基板で２領域の独立した第１の出力監視素子３及び第２の出力監視素子４を設けても、フォトダイオードのｎ極（カソード）側は、共に半導体基板で共通になってしまう。半導体レーザの出力制御（ＡＰＣ）においては、回路側の要求から、半導体レーザとモニタ双方のｐ、ｎ極性を、複数のコモン（共通化）関係に設定する場合があるが、この同一基板の場合においては、２つの半導体レーザの極性関係設定に大きな制約を生じる。即ち、２つのフォトダイオードの受光領域が同一のサブマウント（半導体基板）に形成されるため、フォトダイオードのｎ極が同一の電位となり、回路上完全に分離出来ない。
【００１７】
（ハ）特にＤＶＤ用の（短波長側）半導体レーザは高温での特性劣化を補うために、後方端面の反射率を上げる手法が採られており、後方出射光では良好にモニタ出来ない場合がある。
【００１８】
本発明は、以上の問題点に着目し、図７及び図８に示した先の提案の利点を有しつつ、その複数の課題を同時に解決することを目的とする。
【００１９】
具体的には、複数の発光素子（半導体レーザ）を近接配置し、構成を複雑化することなく、相互干渉（クロストーク）のない状態で各々の光出力を独立に、精度良く検出出来る発光素子実装体（集積化光学アセンブリ）を提供することを目的とする。
【００２０】
本発明の他の目的は、異なる波長の発光素子（半導体レーザ）の出力を光学的且つ電気的に独立に、精度良く検出し、それぞれの発光素子を制御出来、小型化が容易な発光素子実装体を提供することである。
【００２１】
本発明の更に他の目的は、小型化と同時に回路上の分離が容易な光ピックアップ等の光学システムを提供することである。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の第１の特徴は、主基板、この主基板の上部に搭載された副基板、この副基板の上部に搭載された第１及び第２の発光素子、第１の発光素子の前方出射光の光路のみを第１及び第２の方向に分岐し、且つ第２の発光素子の前方出射光の光路を第１の方向と実質的に同一方向に変換する選択型光路分岐素子、主基板の表面に受光領域を有する第１の出力監視素子、副基板の表面に受光領域を有する第２の出力監視素子とから少なくとも構成された発光素子実装体であることを要旨とする。主基板及び副基板は半導体チップからなる。「第２の発光素子」は、副基板の上部において、第１の発光素子に近接して並列配置された第１の発光素子の共振器長よりも短い発光素子である。「第２の出力監視素子」は、副基板の表面にあって、第１の発光素子の後方発光点を含む後側端面に沿った延長線と第２の発光素子の後方発光点を含む後側端面に沿った延長線とで挟まれた間に受光領域を配置され、この近接位置の受光領域により第２の発光素子の後方発光出力を受光する出力監視素子である。
【００２３】
例えば、第１の発光素子の共振器長よりも第２の発光素子の共振器長を短くしかつ第１及び第２の発光素子の前側端面を実質的に同一平面に位置するように揃えれば、第２の出力監視素子を配置する「近接位置」は、第１の発光素子の後側端面の延長線より前方の領域に限定するのが好ましい。このとき、第１及び第２の発光素子の共振器中を往復する光軸を実質的に互いに平行になるようにすることが好ましいことは勿論である。即ち、「第２の出力監視素子を配置する近接位置」は、第１及び第２の発光素子のそれぞれの後方発光点を頂点とする第１及び第２の放射角度範囲が互いに重複しない領域が好ましい。第１の発光素子の出力は、いわゆる「フロントモニタ」により制御することが出来る。
【００２４】
このような本発明の第１の特徴に係る発光素子実装体によれば、図７及び図８に示した寸法“Ｌ”分の小型化が可能になる。即ち、共振器長の短い側の第２の発光素子のみの後方出射光を選択的に検出しモニタする構造とし、共振器長の長い第１の発光素子より後方に出力監視素子を置かない構成としてデバイス（発光素子実装体）の小型化を図ることが出来る。この際、選択型光路分岐素子は、発光素子実装体として本来必要である光路変換用の反射素子の表面を利用すれば、新たな占有面積が発生することもない。そして、これらの副基板及び反射素子を主基板上の同一平面上に配置し、接着剤等で一体に固定すれば、コンパクトな集積化発光素子実装体が構成できる。
【００２５】
更に、第１の出力監視素子を主基板の表面に、第２の出力監視素子を副基板の表面に配置しているので、互いに電気的に独立に出来、第１及び第２の発光素子の極性関係設定に制約が生じないので、回路設計が容易になる。また、特に第１の発光素子としてＤＶＤ用の短波長側半導体レーザとすれば、第１の発光素子は前方出射光で出力をモニタ出来るので、第１の発光素子の高温での特性劣化を補うために後方端面の反射率を上げることも容易になる。
【００２６】
この様に、本発明の第１の特徴に係る発光素子実装体によれば、並列近接配置された、共振器長の異なる複数の発光素子の出力を、相互の干渉なく、独立に、精度良く検出することが出来る。更に、本発明の第１の特徴に係る発光素子実装体が小型化出来ることにより、光ピックアップ光学系等の光学システムの小型化、簡素化、低コスト化を実現出来る。
【００２７】
具体的には、例えば、第１及び第２の発光素子の発振波長を異なるように設定し、選択型光路分岐素子は、波長により異なる反射率を有する波長選択性反射膜であるようにすればよい。例えば、誘電体多層膜等を用いて、第１の発光素子の前方出力光の一部の光のみを透過する設計とし、この透過した光を第１の出力監視素子でモニタし、第１の発光素子の出力制御をすることが出来る。
【００２８】
或いは、本発明の第１の特徴において、第１及び第２の発光素子の出射光の偏光が互いに直交し、選択型光路分岐素子は、偏光により異なる反射率を有する偏光依存性反射膜としても良い。例えば、第１の発光素子の出力光をＰ波、第２の発光素子の出力光をＳ波とした場合は、Ｐ波とＳ波とで反射率の異なる偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）等の、選択型光路分岐素子を用いれば良い。具体的には、Ｓ波の反射率を１００％、Ｐ波の反射率が８０％、透過率が２０％の選択型光路分岐素子を用いれば、第１の出力監視素子に第１の発光素子の前方出力光のみが到達し、第１の発光素子の出力を制御出来る。
【００２９】
本発明の第２の特徴は、第１の特徴の発光素子実装体に、更に光学素子及びこの光学素子で回折した回折光を受光する回折光受光領域とを組み込んだ光学システムであることを要旨とする。ここで、「光学素子」は、選択型光路分岐素子で第１の方向に光路変更された第１及び第２の発光素子の前方出射光が透過し、且つこの前方出射光出射光が対象物により反射した反射光が再び透過し回折する。
【００３０】
第１の特徴の発光素子実装体で説明したように、第１の発光素子の共振器長よりも第２の発光素子の共振器長を短くし、かつ第１及び第２の発光素子の前側端面を実質的に同一平面に位置するように揃えれば、共振器長の長い第１の発光素子より後方に出力監視素子を置く必要がないので、小型化を図ることが出来る。この際、選択型光路分岐素子は、光学システムとして本来必要である光路変換用の反射素子の表面を利用すれば良いので、新たな占有面積が発生することもない。そして、これらの副基板及び反射素子を主基板上の同一平面上に配置し、接着剤等で一体に固定すれば、コンパクトな光学システムが構成できる。この結果、光ピックアップ光学系等の光学システムの小型化、簡素化、低コスト化を実現出来る。
【００３１】
更に、第１の出力監視素子を主基板の表面に、第２の出力監視素子を副基板の表面に配置しているので、互いに電気的に独立に出来、第１及び第２の発光素子の極性関係設定に制約が生じないので、光学システムの回路設計が容易になる。また、特に第１の発光素子としてＤＶＤ用の短波長側半導体レーザとすれば、第１の発光素子は前方出射光で出力をモニタ出来るので、第１の発光素子の高温での特性劣化を補うために後方端面の反射率を上げることも容易になる。
【００３２】
この様に、本発明の第２の特徴に係る光学システムによれば、並列近接配置された、共振器長の異なる複数の発光素子の出力を、相互の干渉なく、独立に、精度良く検出することが出来る。更に、本発明の第２の特徴に係る光学システムが小型化出来ることにより、薄型光ディスクドライブ等を実現出来る。
【００３３】
本発明の第２の特徴に係る光学システムにおいて、対象物により反射した反射光が再び、この光学素子を透過し回折する。その際、対象物による反射光の内の非回折光は入射光路（第１の方向）を逆行し、再度選択型光路分岐素子に到達する。この選択型光路分岐素子を透過・屈折した光束が再び第１の出力監視素子の受光領域を照射すると正確な第１の発光素子の出力モニタが出来ない。但し、反射光として逆行して再度選択型光路分岐素子に至った反射光の残余の一部が選択型光路分岐素子を透過するが、この透過した光はスネルの法則により屈折する。このスネルの法則による屈折方向の相違を利用すれば、主基板の表面に設けられたの第１の出力監視素子の受光領域を、第１の方向出射光の対象物による反射光として逆行し、再度選択型光路分岐素子を透過・屈折した光束の照射領域を避けて設置することが出来る。
【００３４】
或いは、本発明の第２の特徴において、第１の方向の光路の一部に偏光制御手段を更に備え、選択型光路分岐素子が反射率の偏光依存を持ち、第１の発光素子からの出射光が対象物により反射した反射光が再び選択型光路分岐素子に到達した場合は、第１の発光素子からの反射光を実質的にすべて反射するようにしても良い。第１の方向の出射光の対象物による反射光の内の非回折光は入射光路を逆行し、偏光制御手段により偏光を回転され再度選択型光路分岐素子に到達する。しかし、第１の方向を逆行し、選択型光路分岐素子に至った反射光は、偏光制御手段により偏光を回転されているので、選択型光路分岐素子によりほとんど全部は反射して第１の発光素子の方向に戻るように設定できる。このため、反射光として逆行して再度選択型光路分岐素子に至った反射光の内で選択型光路分岐素子を透過する成分はほとんど無視出来る。この様に、偏光制御手段により偏光を回転するように構成すれば、光路を逆行してくる反射光の内の非回折光の影響を回避出来、正確な第１の発光素子の出力モニタが出来る。本発明の「偏光制御手段」としては、「波長板」又は「偏光回転素子」を使用できる。例えば１／４波長板を用いれば、直線偏光を円偏光に変換し、更に、対象物による反射後の逆戻り円偏光を直交方向の直線偏光となるように偏光を制御出来る。１／４波長板による偏光制御は容易且つ安価で実現でき一般に普及している。また、ファラデーローテータ等の直線偏光のまま回転する偏光回転素子でも良いが、偏光回転素子は、一般に高価である。
【００３５】
【発明の実施の形態】
次に、図面を参照して、本発明の第１及び第２の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。又図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。
【００３６】
（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る光学システム（ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ互換システム）に用いる発光素子実装体（半導体レーザアセンブリ）を示す斜視図である。シリコン（Ｓｉ）チップからなるサブマウント（副基板）７の表面の上に第１の発光素子１、第２の発光素子２が搭載され、サブマウント７の上部に第２の出力監視素子４の受光領域が形成されている。第１の発光素子１及び第２の発光素子２としては、半導体レーザが好適である。そして、第１の発光素子１の共振器長よりも第２の発光素子２の共振器長が短く、第１の発光素子１及び第２の発光素子２の共振器中を往復するそれぞれの光軸が実質的に互いに平行で、且つ第１の発光素子１及び第２の発光素子２の前側端面が実質的に同一平面に位置するように配置されている。例えば、第１の発光素子１の共振器長は、４００〜６５０μｍ程度である。一方、第２の発光素子２の共振器長は、２５０μｍ程度である。第２の出力監視素子４の受光領域はＳｉチップからなるサブマウント７の表面に選択拡散で形成され、サブマウント７との間にｐｎ接合フォトダイオードを構成している。第２の出力監視素子４の受光領域は、第１の発光素子１の後側端面の延長線より前方の領域に限定されるように位置している。この位置に、第２の出力監視素子４の受光領域を配置することにより、第２の出力監視素子４に対して、第１の発光素子１の出射光は、第１の発光素子１自身の後側端面によって遮断されるため入射することが不可能となる。そして、第２の発光素子２の後方出射光は、領域は減少するものの、最も強度の強い後方発光点Ｐ２ｂ近傍を含む領域で第２の出力監視素子４により良好に検出される。
【００３７】
サブマウント７は、透明光学媒体からなる楔型の反射素子（光路変換ミラー）１５と共に、Ｓｉチップからなる主基板（メインマウント）１４の上面に所定の位置関係で搭載されている。反射素子（光路変換ミラー）１５の下方のこの主基板１４の上部には、第１の出力監視素子３の受光領域が形成されている。更に、主基板１４の上部には、複数の回折光受光領域５１，５２，５３，５４が形成されている。これらの受光領域３，５１，５２，５３，５４は、Ｓｉチップからなるメインマウント１４の表面に選択拡散で形成され、メインマウント１４との間にｐｎ接合フォトダイオードを構成している。特に、回折光受光領域５１，５２，５３，５４は、それぞれ複数のフォトダイオードからなるフォトダイオードアレイである。
【００３８】
図１に示す光路変換用の反射素子１５は、４５度の傾斜面を有する楔型形状である。この４５度の傾斜面には、第１の発光素子１の発光波長λ１に対してのみ（この場合６５０ｎｍ近傍に対してのみ）、反射率を低下させ、一定比率、透過するように設定された波長選択性反射膜９が設けられている。波長選択性反射膜９は、本発明の選択型光路分岐素子として機能する。例えば、この反射率は６５０ｎｍの発光波長に対して８０％に設定すれば良い。一方、波長選択性反射膜９の反射率は、第２の発光素子２の発光波長λ２、例えば７８０ｎｍに対しては、９８％以上に設定する。この波長選択性反射膜９の反射率の設定は、誘電体多層膜の膜厚と屈折率によりほぼ自在に設定可能であることは当業者に周知である。具体的には、高屈折率誘電体膜と低屈折率誘電体膜を、発光波長λの１／４の光学的膜厚ｎｄ（屈折率ｎ×膜厚ｄ）で交互に積層して波長選択性反射膜９を形成出来る。 例えば、高屈折率誘電体膜としては、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2 ）、酸化チタン（ＴｉＯ2 ）、酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）、酸化ニオブ（Ｎｂ2 Ｏ5 ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ2 ）、酸化セリウム（ＣｅＯ2 ）等のいずれか又はこれらの混合物が挙げられる。低屈折率誘電体膜としては、酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ2 ）、フッ化アルミニウム（ＡｌＦ3 ）等のいずれか又はこれらの混合物が使用可能である。
【００３９】
この波長選択性反射膜９は、反射素子１５の４５度の傾斜面に設けられているので、第１の発光素子１の出力光（発光波長λ１＝６５０ｎｍ）の内の一部（２０％）からなる透過光は、図１の破線に示す第２の方向に、この面で屈折され、所定の角度で反射素子１５の下面、即ち主基板１４の上部に設けられた第１の出力監視素子３の受光領域の表面に斜めに入射する。第１の発光素子１の出力光の残余（８０％）からなる反射光は、図１の実線に示す第１の方向に、この面で反射される。即ち、メインマウント１４の表面に対して垂直方向に光路を変更される。
【００４０】
図１の斜視図に示した半導体レーザアセンブリ（ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ互換二波長デバイス）に対応した上面図が図２である。図２の実線で示した第１の発光素子１の出力光の８０％からなる反射光は、紙面に垂直方向（図示省略）に、波長選択性反射膜９により光路変換される。又、実線で示した第２の発光素子２の出力光（発光波長λ２＝７８０ｎｍ）のほとんど（９８％以上）は、紙面に垂直方向に波長選択性反射膜９により反射され、紙面に垂直方向（図示省略）に光路変換される。一方、図２の破線で示した第１の発光素子１の出力光の２０％からなる透過光は、波長選択性反射膜９で屈折され、平面図上、反射素子１５の内部領域、現実には、主基板（メインマウント）１４の上部に設けられた第１の出力監視素子３の受光領域の表面に斜めに入射する。
【００４１】
この様に、本発明の第１の実施の形態に係る発光素子実装体（半導体レーザアセンブリ）においては、主基板１４の表面近傍の上部に第１の発光素子１の出力モニタ用の第１の出力監視素子３の受光領域を設けることで、第１の発光素子１の光出力は良好に検出可能である。
【００４２】
図２に示すように、第２の発光素子２の後方発光出力を受光する第２の出力監視素子４の受光領域は、第２の発光素子２の後方発光点Ｐ２ｂの近傍の特定場所に限定して配置されている。この特定場所は、第１の発光素子１の後方発光点Ｐ１ｂを頂点とする扇型の第１の放射角度範囲５（図７参照）と、第２の発光素子の後方発光点Ｐ２ｂを頂点とする扇型の第２の放射角度範囲６とが重複しない領域、即ち、放射角度重複領域７７（図７参照）以外の領域に配置されている。第２の出力監視素子４の受光領域を配置するための特定場所は、第１の発光素子１の後側端面の延長線より前方の領域に限定されるように位置している。こうすれば、第２の出力監視素子４に対して、第１の発光素子１の出射光は、第１の発光素子１自身の後側端面によって遮断されるため入射することが不可能となる。そして、第２の発光素子２の後方出射光は、領域は減少するものの、最も強度の強い後方発光点Ｐ２ｂ近傍を含む領域で第２の出力監視素子４により良好に検出される。
【００４３】
この様に、本発明の第１の実施の形態に係る発光素子実装体（半導体レーザアセンブリ）によれば、並列近接配置された、共振器長の異なる複数の発光素子１及び２の出力を、相互の干渉なく、独立に、精度良く検出する事が出来る。即ち、第１の発光素子１及び第２の発光素子２の後方出射光はその配置関係によって各々光学的に良好に分離され、第１の発光素子１及び第２の発光素子２の前方出射光は反射素子１５の波長選択性反射膜９の反射率の波長依存性により、各々光学的に良好に分離される。
【００４４】
本発明の第１の実施の形態に係る半導体レーザアセンブリは、図７及び図８に示した先の提案の半導体レーザアセンブリの構造における第１の出力監視素子３領域を副基板７から削除した構造に相当する。第１の出力監視素子３領域を削除することにより、図１及び図２に示すように、長さ“Ｌ”だけ半導体レーザアセンブリの外形寸法は縮小される。具体的には、長さＬ＝０．２〜０．４ｍｍ程度半導体レーザアセンブリの外形寸法が縮小出来る。第２の出力監視素子４は存在するものの、この領域に必要な寸法は、第１の発光素子１の共振器長によって定まる最低寸法の範囲内であり、外形寸法に寄与しないので、半導体レーザアセンブリを顕著に小型化することが出来る。
【００４５】
図３（ａ）は、図２のＡ−Ａ方向に沿った断面図である。図３（ａ）に示すように、Ｓｉチップからなる主基板（メインマウント）１４の上面に、導電性接着剤１２８若しくは半田を介してＳｉチップからなる副基板（サブマウント）７が接合されている。又、Ｓｉチップからなる主基板１４の上面に、透明接着剤１３６を介して、ガラス等の透明光学媒体からなる楔型の反射素子（光路変換ミラー）１５が接合されている。即ち、主基板１４、副基板７及び反射素子１５とが一体として形成されている。主基板１４の表面には第１の出力監視素子３の受光領域１４１が設けられ、副基板７の表面には第２の出力監視素子４の受光領域が設けられている。
【００４６】
図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す第１の出力監視素子３の受光領域１４１の近傍を詳細に示す拡大図である。第１の出力監視素子３を構成するフォトダイオード３は、図３（ｂ）に示すように、基板厚２５０μｍ〜４５０μｍのｎ型Ｓｉからなる半導体基板（以下において「ｎ基板」と言う。）１４０と、このｎ基板１４０の表面側に形成されたこのｎ基板１４０よりも高不純物密度のｐ型の半導体領域からなるアノード領域（受光領域）１４１と、アノード領域１４１に対向して、ｎ基板１４０の裏面の全面に形成されたｎ基板１４０よりも高不純物密度のｎ型の半導体領域からなる共通カソード領域１４２とを有する。アノード領域１４１及び共通カソード領域１４２の不純物密度は、例えば３×１０18ｃｍ− 3〜５×１０19ｃｍ− 3程度である。このフォトダイオード３では、アノード領域１４１と共通カソード領域１４２とにより挟まれたｎ基板１４０がカソード・ドリフト領域として機能する。カソード・ドリフト領域１４０の不純物密度は、例えば５×１０12ｃｍ− 3〜５×１０15ｃｍ− 3程度の真性（ｉ型）半導体領域にすることが好ましい。カソード・ドリフト領域１４０をｉ型とすることにより、ｐｉｎフォトダイオードを構成でき、高感度な光検出が可能になる。更に、このｎ基板１４０の表面側と裏面側とにそれぞれ形成されたアノード配線１３５、共通カソード電極１４３とを備えている。図３では、図示を省略しているが、複数の回折光受光領域５１，５２，５３，５４も同様な選択拡散によるｐ型半導体領域とｎ基板１４０とによりｐｉｎフォトダイオードを構成している。
【００４７】
図３（ｂ）に示すように、ｎ基板１４０の表面には、熱酸化法等により形成されたフィールド酸化膜１３９が３５０ｎｍ〜１μｍ程度の厚さに形成されている。そして、このフィールド酸化膜１３９に設けられた開口部（窓部）に位置するｎ基板１４０の表面にアノード領域１４１が設けられている。フィールド酸化膜１３９に窓部に露出したアノード領域１４１の表面には、厚さ５０ｎｍから１５０ｎｍ窓部酸化膜１３８が設けられている。この窓部酸化膜１３８の上部には、厚さ６０ｎｍから２００ｎｍのシリコン窒化膜（Ｓｉ3Ｎ4膜）１３７が配置されている。窒化膜１３７及び窓部酸化膜１３８を貫通するコンタクトホールを介して、窒化膜１３７の表面を伸延する厚さ０．５μｍ〜２μｍのアルミニウム（Ａｌ）等の金属膜からなるアノード配線１３５が、アノード領域１４１にオーミック接触している。窓部酸化膜（低屈折率材料薄膜）１３８と窒化膜（中高屈折率材料薄膜）１３７とで反射防止膜を構成している。即ち、低屈折率材料薄膜と中高屈折率材料薄膜とを積層して、光学干渉効果を利用することにより、反射防止効果を向上させている。窒化膜（中高屈折率材料薄膜）１３７は省略して、窓部酸化膜１３８のみの単層の反射防止膜を構成することも可能である。又、窓部酸化膜１３８の代わりに、Ｓｉよりも屈折率の低いフッ化マグネシウム（ＭｇＦ2 ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ2 ）、フッ化リチウム（ＬｉＦ ）、フッ化アルミニウム（ＡｌＦ3 ）等の低屈折率材料薄膜を用いることが出来る。更に、窒化膜１３７の代わりに、酸化セリウム（ＣｅＯ2 ）、酸化アルミニウム（Ａｌ2 Ｏ3 ）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ2 ）、酸化チタン（ＴｉＯ2 ）、酸化タンタル（Ｔａ2 Ｏ5 ）等の中高屈折率材料薄膜が使用可能である。 そして、窒化膜１３７と反射素子１５の底部との間に、透明接着剤が挿入され、反射素子１５を、Ｓｉチップからなる主基板（メインマウント）１４の上面に一体として固定している。
【００４８】
詳細な構造の図示を省略しているが、第２の出力監視素子４も第１の出力監視素子３と同様な構造である。即ち、第２の出力監視素子４を構成するフォトダイオードは、基板厚２５０μｍ〜４５０μｍのｎ基板（ｉ型基板）を副基板７として用い、この副基板７の表面側に形成されたｐ型の半導体領域からなるアノード領域（受光領域）と、アノード領域に対向して、副基板７の裏面の全面に形成された副基板７よりも高不純物密度のｎ型の半導体領域からなるカソード領域とを有するｐｉｎフォトダイオードである。アノード領域の表面は図３（ｂ）と同様に反射防止膜が形成されている。更に、この副基板７の表面側には図３（ｂ）と同様なコンタクトホールを介してアノード配線が形成され、副基板７の裏面側にはカソード電極とを備えている。第２の出力監視素子４を構成するフォトダイオードのカソード電極は、導電性接着剤１２８を介して、図３（ｂ）に示す窒化膜１３７の表面に形成されたカソード電極配線に接続されている。
【００４９】
本発明の第１の実施の形態に係る半導体レーザアセンブリにおいては、第１の出力監視素子３が主基板１４に配置され、第２の出力監視素子４が副基板７に配置され、又これらが一体に固定されてはいるが、その界面には、フィールド酸化膜１３９、窓部酸化膜１３８及び窒化膜１３７からなる絶縁層が形成されているため、両者は電気的に良好に分離されている。半導体レーザの出力制御（ＡＰＣ）においては、回路側の要求から、半導体レーザとモニタ双方のｐ、ｎ極性を、複数のコモン（共通化）関係に設定する場合があるが、両者が電気的に分離されているので、２つの半導体レーザの極性関係の設定に制約を生じることもない。
【００５０】
図４は、本発明の第１の実施の形態に係る光学システム（ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ互換システム）を示した斜視図である。光の回折とレンズ作用を有するホログラムを形成した光学素子１６に対して、所定の位置関係で主基板１４が配置されている。又、光学素子１６は光ディスク（図示省略）に対して所定位置関係で配置されている。光ディスクとしては、ＤＶＤ及びＣＤ−Ｒが互換使用される。ＤＶＤ及びＣＤ−Ｒは、それぞれ、その表面に情報が記録されたトラックが形成されている。ＤＶＤのトラックの読み出し位置にディスクからの反射光ＲＲ 1の光軸があり、ＣＤ−Ｒのトラックの読み出し位置にディスクからの反射光ＲＲ 2の光軸がある。反射光ＲＲ 1の光軸及び反射光ＲＲ 2の光軸は共通の光軸上に存在する。光学素子１６の中央には、光軸が通過する点を中心とした円形のホログラムが形成され、このホログラムはタンジェンシャル方向と一致した方向で、光軸と交わる分割線により、第１及び第２の領域に分割されている。
【００５１】
主基板１４には、ホログラムの第１の領域により回折される±１次回折光の光束と、第２の領域により回折される±１次回折光の光束を受光する４個の回折光受光領域５１，５２，５３，５４が図のような位置関係で形成されている。
【００５２】
光ディスク（ＤＶＤ又はＣＤ−Ｒ）と光学素子１６との間に、対物レンズ（図示省略）が配置されている。又、光学素子１６に対して所定位置関係で筐体（パッケージ）１７が配置され、この筐体１７内にＳｉチップからなる主基板１４が収納されている。主基板１４には回折光受光領域５１，５２，５３，５４が設けられ、且つその中央部分にＳｉチップからなる副基板（サブマウント）７が配置されている。この副基板７の上に第１の発光素子１及び第２の発光素子２が配置され、副基板７と対向するように透明光学媒体からなる楔型の反射素子１５が配置されている。反射素子１５は、４５度の傾斜面を有する楔型形状であり、この４５度の傾斜面には、波長選択性反射膜９が設けられている。反射素子１５の下方のこの主基板１４の上部には、第１の出力監視素子３の受光領域が形成されている。副基板７の上部の第２の発光素子２の後方には、第２の出力監視素子４の受光領域が形成されている。又、対物レンズ、光学素子１６、筐体１７などは光ピックアップ筐体内に一体に収納されている。この場合、ホログラム素子１６を、筐体１７の透明窓及び気密封止窓として利用する事も可能である。或いは、光学素子（ホログラム素子）１６を、筐体（パッケージ）１７を内包する光ピックアップ筐体の透明窓及び気密封止窓として利用する事も可能である。
【００５３】
第１の発光素子１から出射された出射光Ｒｉ 1の内８０％は、反射素子１５の波長選択性反射膜９により直角に進路を変更され、光学素子１６に向かう第１の方向に照射され、その光軸は反射光ＲＲ 1の光軸と一致している。第１の発光素子１から出射された出射光Ｒｉ 1の内２０％は、反射素子１５の波長選択性反射膜９を透過し、スネルの法則により屈折し、第２の方向に進み、第１の出力監視素子３の受光領域を照射する。第１の方向に進み、光学素子１６のホログラムに入射した光は、更に対物レンズにより収束されて光ディスク（ＤＶＤ）の表面上の１点に集光する。光ディスク（ＤＶＤ）上に集光された光がトラックの記録情報に応じて変調され、入射時と同一経路（第１の方向）を逆向し反射する。この反射光ＲＲ 1は、図示されない対物レンズなどの光学系を通って、第１の方向を逆向し、光学素子１６のホログラムに入射する。同様に、第２の発光素子２から出射された出射光Ｒｉ 2の内９８％以上は、反射素子１５の波長選択性反射膜９により直角に進路を変更され、光学素子１６に向かう第１の方向に進み、その光軸は反射光ＲＲ 2の光軸と一致している。第１の方向に進み、光学素子１６のホログラムに入射した光は、更に対物レンズにより収束されて光ディスク（ＣＤ−Ｒ）の表面上の１点に集光する。光ディスク（ＣＤ−Ｒ）上に集光された光がトラックの記録情報に応じて変調され、入射時と同一経路（第１の方向）を逆向し反射する。この反射光ＲＲ 2は、図示されない対物レンズなどの光学系を通って、第１の方向を逆向し、光学素子１６のホログラムに入射する。
【００５４】
ホログラムは第１の領域と第２の領域に分割されているため、第１の領域で反射光ＲＲ 1，ＲＲ 2が回折されて±１次回折光の光束となり、これが主基板１４上の回折光受光領域５１，５３に入射され、第２の領域で反射光ＲＲ 1，ＲＲ 2が回折されて±１次回折光の光束となり、これが主基板１４上の回折光受光領域５２，５４に入射される。回折光受光領域５１，５２，５３，５４は、それぞれ第１の直線と第２の直線を中央の分割線として４分割され、その組み合わせによって２分割の光電変換領域と３分割の光電変換領域が同時に得られるようになっている。そして、回折光受光領域５１，５２，５３，５４から得られる光電変換信号を演算することにより、ＤＶＤ又はＣＤ−Ｒに記録されている情報信号を得ることが出来る。即ち、複数の回折光受光領域５１，５２，５３，５４に照射、再生信号を得るとともに、これらの回折光受光領域５１，５２，５３，５４に接続された電子回路（図示省略）により、分割領域間の所定の演算処理を実行し、ＤＶＤ及びＣＤ−Ｒのそれぞれのフォーカス、トラッキング等の誤差信号を得るようにする事も可能である。
【００５５】
図１及び図２において、長さ“Ｌ”だけ半導体レーザアセンブリの外形寸法は縮小されることを示した。このことは、図４に示す筐体１７の幅“Ｄ”を小さく出来るということに等価である。現実の光ピックアップにおいては、筐体１７は図４とは９０°回転した配向で用いられ、筐体１７の幅“Ｄ”厚み（高さ）を決定する。したがって、筐体１７の高さ“Ｄ”を小さく出来ると言うことは、薄型光ディスクドライブ等の実現に大きく寄与することになる。一般に、現実の光ピックアップにおいては、高さＤ＝３ｍｍ程度であるので、長さＬ＝０．２〜０．４ｍｍ程度薄く出来ると言うことは、より一層の薄型化が可能になるということである。
【００５６】
上方（第１の方向）出射光Ｒｉ 1のＤＶＤによる反射光ＲＲ 1の内の非回折光は入射光路を逆行し、再度反射素子１５の波長選択性反射膜９に到達する。この波長選択性反射膜９を透過・屈折した光束が再び第１の出力監視素子３の受光領域１４１を照射すると正確な第１の発光素子１の出力モニタが出来ない。即ち、図５に示すように、第１の発光素子１から出射された出射光Ｒｉ 1の内８０％は反射素子１５の波長選択性反射膜９により反射され、上方の光学素子１６方向に照射される。しかし、第１の発光素子１から出射された出射光Ｒｉ 1の内２０％は、反射素子１５の波長選択性反射膜９を透過し、スネルの法則により屈折し第１の出力監視素子３の受光領域１４１を照射し、第１の発光素子１の出力をモニタする。光学素子１６のホログラムに入射した上方出射光Ｒｉ 1は、ＤＶＤの表面上の１点に集光される。ＤＶＤ上で反射した光は、入射光路（第１の方向）を戻る。この反射光ＲＲ 1は、光学素子１６のホログラムに再び入射するが非回折光は反射光ＲＲ 1として、更に入射光路（第１の方向）を逆行し、再度反射素子１５の波長選択性反射膜９に至る。そして、波長選択性反射膜９により反射光ＲＲ 1の８０％は反射して第１の発光素子１の方向に戻る。一方、反射光ＲＲ 1として逆行して再度反射素子１５の波長選択性反射膜９に至った反射光ＲＲ 1の２０％は波長選択性反射膜９を透過する。この波長選択性反射膜９を透過した光はスネルの法則により屈折する。図５は、主基板１４の表面に設けられたの第１の出力監視素子３の受光領域１４１が、上方出射光Ｒｉ 1のＤＶＤによる反射光ＲＲ 1として逆行し、再度反射素子１５の波長選択性反射膜９を透過・屈折した光束の照射領域を避けて設置されていることを示す。
【００５７】
図５に示すように、第１の出力監視素子３の受光領域１４１の位置を選定すれば、反射光ＲＲ 1の内の非回折光の影響を回避出来、正確な第１の発光素子１の出力モニタが出来る。
【００５８】
この様に、本発明の第１の実施の形態に係る光学システムによれば、並列近接配置された、共振器長の異なる複数の発光素子（半導体レーザ）の出力を、相互の干渉なく、独立に、精度良く検出することが出来る。更には、集積デバイス、光ピックアップを小型化出来、薄型光ディスクドライブを実現出来る。
【００５９】
（第２の実施の形態）
図６は、本発明の第２の実施の形態に係る光学システム（ＤＶＤ／ＣＤ−Ｒ互換システム）を示した斜視図である。光の回折とレンズ作用を有するホログラムを形成した光学素子１６に対して、所定の位置関係で主基板１４が配置されている。光学素子１６の上部には偏光制御手段２６として１／４波長板が、透明接着剤で固定されている。この１／４波長板２６を波長選択性のものとすることは容易であるし、ファラデー効果による磁気旋光素子としても良い。
【００６０】
主基板１４には、第１の実施の形態と同様に、ホログラムの第１の領域により回折される±１次回折光の光束と、第２の領域により回折される±１次回折光の光束を受光する４個の回折光受光領域５１，５２，５３，５４が図のような位置関係で形成されている。更に、光ディスク（ＤＶＤ又はＣＤ−Ｒ）と１／４波長板２６との間に、対物レンズ（図示省略）が配置されている。又、光学素子１６に対して所定位置関係で筐体１７が配置され、この筐体１７内にＳｉチップからなる主基板１４が収納されている。主基板１４には回折光受光領域５１，５２，５３，５４が設けられ、且つその中央部分にＳｉチップからなる副基板７が配置されている。この副基板７の上に第１の発光素子１及び第２の発光素子２が配置され、副基板７と対向するように透明光学媒体からなる楔型の反射素子１５が配置されている。第１の発光素子１及び第２の発光素子２としては、第１の実施の形態と同様に、半導体レーザが好適である。反射素子１５は４５度の傾斜面を有する楔型形状であり、この４５度の傾斜面には、偏光依存波長選択性反射膜９９が設けられている。偏光依存波長選択性反射膜９９は、本発明の選択型光路分岐素子として機能する。偏光依存波長選択性反射膜９９としては偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）が使用可能である。反射素子１５の下方のこの主基板１４の上部には、第１の出力監視素子３の受光領域が形成されている。副基板７の上部の第２の発光素子２の後方には、第２の出力監視素子４の受光領域が形成されている。又、対物レンズ、光学素子１６、１／４波長板２６、筐体１７などは光ピックアップ筐体内に一体に収納されている。
【００６１】
第１の発光素子１から出射された出射光Ｒｉ 1の内８０％は、反射素子１５の偏光依存波長選択性反射膜９９により直角に進路を変更され、光学素子１６に向かう第１の方向に照射され、更に１／４波長板２６により偏光を回転される。第１の発光素子１から出射された出射光Ｒｉ 1の内２０％は、反射素子１５の偏光依存波長選択性反射膜９９を透過し、スネルの法則により屈折し（第２の方向に分岐し）、第１の出力監視素子３の受光領域を照射する。第１の方向に進み、１／４波長板２６により偏光を回転された光は、更に対物レンズにより収束されてＤＶＤの表面上の１点に集光する。ＤＶＤ上に集光された光がトラックの記録情報に応じて変調され、入射時と同一経路（第１の方向）を反射する（逆行する）。この反射光ＲＲ 1は、対物レンズなどの光学系を通って、再び１／４波長板２６により偏光を回転された後、光学素子１６のホログラムに入射する。同様に、第２の発光素子２から出射された出射光Ｒｉ 2の内９８％以上は、反射素子１５の偏光依存波長選択性反射膜９９により直角に進路を変更され、第１の方向に進み、更に１／４波長板２６により偏光を回転される。１／４波長板２６により偏光を回転された光は、更に対物レンズにより収束されてＣＤ−Ｒの表面上の１点に集光する。ＣＤ−Ｒ上に集光された光がトラックの記録情報に応じて変調され、入射時と同一経路を通って反射する。この反射光ＲＲ 2は、対物レンズなどの光学系を通って、１／４波長板２６により偏光を回転され光学素子１６のホログラムに入射する。
【００６２】
上方出射光Ｒｉ 1のＤＶＤによる反射光ＲＲ 1の内の非回折光は入射光路（第１の方向）を逆行し、１／４波長板２６により偏光を回転され再度反射素子１５の偏光依存波長選択性反射膜９９に到達する。しかし、入射光路（第１の方向）を逆行し、偏光依存波長選択性反射膜９９に至った反射光ＲＲ 1は、１／４波長板２６により偏光を回転されているので、偏光依存波長選択性反射膜９９により９８％以上は反射して第１の発光素子１の方向に戻る。このため、反射光ＲＲ 1として逆行して再度反射素子１５の偏光依存波長選択性反射膜９９に至った反射光ＲＲ 1の内で偏光依存波長選択性反射膜９９を透過する成分はほとんど無視出来る。この様に、１／４波長板２６により偏光を回転するように構成すれば、光路を逆行してくる反射光ＲＲ 1の内の非回折光の影響を回避出来、正確な第１の発光素子１の出力モニタが出来る。
【００６３】
偏光依存波長選択性反射膜９９を用いている点を除けば、本発明の第２の実施の形態に係る光学システムに用いる発光素子実装体は、基本的に第１の実施の形態に係る発光素子実装体と同様であり、重複した説明を省略する。
【００６４】
この様に、本発明の第２の実施の形態に係る光学システムによれば、並列近接配置された、共振器長の異なる複数の発光素子（半導体レーザ）の出力を、相互の干渉なく、独立に、精度良く検出することが出来る。更に、光路（第１の方向）を逆行してくる反射光Ｒの影響を回避出来、正確な第１の発光素子１の出力モニタが出来る。この結果、集積デバイス、光ピックアップを小型化出来、薄型光ディスクドライブを実現出来る。
【００６５】
なお、偏光制御手段（１／４波長板）２６の挿入位置は、図６に示す光学素子１６の上部に限定されない。偏光制御手段（１／４波長板）２６を光学素子１６と反射素子１５の偏光依存波長選択性反射膜９９との間に配置しても構わない。或いは、図示を省略した光ディスク（ＤＶＤ又はＣＤ−Ｒ）と対物レンズとの間に配置しても構わない。
【００６６】
（その他の実施の形態）
上記のように、本発明は第１及び第２の実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
【００６７】
既に述べた第１及び第２の実施の形態の説明においては、選択型光路分岐素子として、波長選択性反射膜９及び偏光依存波長選択性反射膜９９について説明したが、第１の発光素子１及び第２の発光素子２の偏光を選択し、第１の発光素子１の光束のみを分岐する偏光依存性反射膜を用いても良い。例えば、第１の発光素子１の出力光をＰ波、第２の発光素子２の出力光をＳ波とした場合は、Ｐ波とＳ波とで反射率の異なる偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）を光路変換用の偏光依存性反射膜として反射素子１５の４５度の傾斜面に設ければ良い。例えば、Ｓ波の反射率を１００％、Ｐ波の反射率が８０％、透過率が２０％のＰＢＳを用いれば、図１及び図２に示した構成と同様な構成において、第１の出力監視素子３の受光領域に第１の発光素子１の出力光のみが到達し、モニタ出来ることになる。
【００６８】
又、第１及び第２の実施の形態の説明においては、Ｓｉチップからなる主基板（メインマウント）１４及び副基板（サブマウント）７について説明したがガリウムヒ素（ＧａＡｓ）等の化合物半導体を主基板１４及び副基板７として用いても良い。ＧａＡｓ基板を用いれば、第１の出力監視素子３及び第２の出力監視素子４として、より高感度のフォトダイオードが構成出来る。
【００６９】
この様に、本発明はここでは記載していない様々な実施の形態等を含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。
【００７０】
【発明の効果】
本発明の発光素子実装体によれば、並列近接配置された複数の発光素子の出力を、相互の干渉なく、独立に、精度良く検出することが出来る。
【００７１】
本発明の発光素子実装体によれば、小型化が容易で、更に小型化によって光ピックアップ等の光学システムの小型化、簡素化、低コスト化を実現出来る。
【００７２】
本発明の光学システムによれば、薄型光ディスクドライブを実現出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光学システムに用いる発光素子実装体を示す斜視図である。
【図２】図１の斜視図に示した発光素子実装体に対応した上面図である。
【図３】図３（ａ）は、図２のＡ−Ａ方向に沿った断面図で、図３（ｂ）は、図３（ａ）に示す第１の出力監視素子の受光領域の近傍を詳細に示す拡大図である。
【図４】図４は、本発明の第１の実施の形態に係る光学システムを示した斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る光学システムにおいて、第１の出力監視素子の受光領域が、上方出射光のＤＶＤによる反射光として逆行し、波長選択性反射膜を透過・屈折した光束の照射領域を避けて設置されていることを示す断面図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る光学システムを示す斜視図である。
【図７】先の提案に係る半導体レーザアセンブリの上面図である。
【図８】先の提案に係る光学システムを示す斜視図である。
【符号の説明】
１ 第１の発光素子
２ 第２の発光素子
３，３３ 第１の出力監視素子
４ 第２の出力監視素子
５ 第１の放射角度範囲
６ 第２の放射角度範囲
７ サブマウント（副基板）
８ 見切り線
９ 波長選択性反射膜（選択型光路分岐素子）
１０ 後側端面
１１ 光路変換素子
１４ 主基板（メインマウント）
１５ 反射素子（光路変換ミラー）
１６ 光学素子（ホログラム素子）
１７ 筐体（パッケージ）
１９ 後側端面の延長線
２６ 偏光制御手段（１／４波長板）
５１，５２，５３，５４ 回折光受光領域
７７ 放射角度重複領域
９９ 偏光依存波長選択性反射膜（選択型光路分岐素子）
１２８ 導電性接着剤
１３５ アノード配線
１３６ 透明接着剤
１３７ シリコン窒化膜（Ｓｉ3Ｎ4膜）
１３８ 窓部酸化膜
１３９ フィールド酸化膜
１４０ ｎ基板（カソード・ドリフト領域）
１４１ アノード領域（受光領域）
１４２ 共通カソード領域
１４３ 共通カソード電極
Ｃ１ 第１の発光素子の後方かつ第２の発光素子に接近した側の角部
Ｐ１ｆ 第１の発光素子の前方発光点
Ｐ２ｆ 第２の発光素子の前方発光点
Ｐ１ｂ 第１の発光素子の後方発光点
Ｐ２ｂ 第２の発光素子の後方発光点
Claims (5)
- 半導体チップからなる主基板と、
該主基板の上部に搭載された半導体チップからなる副基板と、
該副基板の上部に搭載された第１の発光素子と、
前記副基板の上部において、前記第１の発光素子に近接して並列配置された前記第１の発光素子の共振器長よりも短い第２の発光素子と、
前記第１の発光素子の前方出射光の光路のみを第１及び第２の方向に分岐し、且つ前記第２の発光素子の前方出射光の光路を前記第１の方向と実質的に同一方向に変換する選択型光路分岐素子と、
前記主基板の表面の前記第２の方向の位置に受光領域を有し、該受光領域により前記第１の発光素子の前方発光出力を受光する第１の出力監視素子と、
前記副基板の表面にあって、前記第１の発光素子の後方発光点を含む後側端面に沿った延長線と前記第２の発光素子の後方発光点を含む後側端面に沿った延長線とで挟まれた間に受光領域を有し、該受光領域により前記第２の発光素子の後方発光出力を受光する第２の出力監視素子
とから少なくとも構成されたことを特徴とする発光素子実装体。 - 前記第１及び第２の発光素子の発振波長が異なり、前記選択型光路分岐素子は、波長により異なる反射率を有する波長選択性反射膜であることを特徴とする請求項１記載の発光素子実装体。
- 前記第１及び第２の発光素子の出射光の偏光が互いに直交し、前記選択型光路分岐素子は、偏光により異なる反射率を有する偏光依存性反射膜であることを特徴とする請求項１記載の発光素子実装体。
- 半導体チップからなる主基板と、
該主基板の上部に搭載された半導体チップからなる副基板と、
該副基板の上部に搭載された第１の発光素子と、
前記副基板の上部において、前記第１の発光素子に近接して並列配置された前記第１の発光素子の共振器長よりも短い第２の発光素子と、
前記第１の発光素子の前方出射光の光路のみを第１及び第２の方向に分岐し、且つ前記第２の発光素子の前方出射光の光路を前記第１の方向と実質的に同一方向に変換する選択型光路分岐素子と、
前記主基板の表面の前記第２の方向の位置に受光領域を有し、該受光領域により前記第１の発光素子の前方発光出力を受光する第１の出力監視素子と、
前記副基板の表面にあって、前記第１の発光素子の後方発光点を含む後側端面に沿った延長線と前記第２の発光素子の後方発光点を含む後側端面に沿った延長線とで挟まれた間に受光領域を有し、該受光領域により前記第２の発光素子の後方発光出力を受光する第２の出力監視素子と、
前記選択型光路分岐素子で前記第１の方向に光路変更された前記第１及び第２の発光素子の前方出射光が透過し、且つ前記出射光が対象物により反射した反射光が再び透過し回折する光学素子と、
該光学素子で回折した回折光を受光する回折光受光領域
とから少なくとも構成されたことを特徴とする光学システム。 - 前記第１の方向の光路の一部に偏光制御手段を更に備え、
前記選択型光路分岐素子が反射率の偏光依存を持ち、前記第１の発光素子からの前記出射光が対象物により反射した前記反射光が再び前記選択型光路分岐素子に到達した場合は、前記第１の発光素子からの前記反射光を実質的にすべて反射することを特徴とする請求項４記載の光学システム。
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