JP4115764B2

JP4115764B2 - 半導体レーザ装置の特性評価方法および半導体レーザ装置の特性検査装置

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Publication number: JP4115764B2
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Publication date: 2008-07-09
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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体レーザ装置の特性評価方法および半導体レーザ装置の特性検査装置に関し、特に、光ピックアップ装置等に用いられる半導体レーザ装置の特性評価方法および半導体レーザ装置の特性検査装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、半導体レーザ装置を用いる装置として光ディスクの読み出しおよび書き込み用の光ピックアップ装置がある。この光ピックアップ装置は、図５に示すように、光源である半導体レーザ素子４１と、この半導体レーザ素子４１からの光を分割するグレーティング４３と、このグレーティング４３からの光が通過するホログラム素子４４と、このホログラム素子４４を通過した光を平行にするコリメータレンズ４５と、このコリメータレンズ４５によって平行にされた光を集光して、光ディスク５３の表面５３ａにスポットを形成するオブジェクトレンズ４６と、このスポットから反射した後にホログラム素子４４で回折した光を複数の受光領域Ｄ１〜Ｄ５で受ける受光素子４２とを備える。
【０００３】
上記グレーティング４３は、半導体レーザ素子４１から出射されたレーザ光から、グレーティング４３の格子で回折されずに透過する０次光である主ビームと、±１次回折光である二つの副ビームを取り出している。尚、グレーティング４３からホログラム素子４４に入射して回折した光は、オブジェクトレンズ４６に入射しないようになっている。
【０００４】
上記構成において、半導体レーザ素子４１から出射されたレーザ光は、グレーティング４３で上記主ビームと二つの副ビームから構成される三つの光に分割された後、ホログラム素子４４を通過してコリメータレンズ４５で平行にされる。上記コリメータレンズ４５でそれぞれ平行にされた三つの光は、オブジェクトレンズ４６によって光ディスク５３の表面５３ａに三つのスポットを形成する。上記光ディスク５３の表面５３ａに形成された三つのスポットで反射した光は、オブジェクトレンズ４６とコリメータレンズ４５を通過した後、ホログラム素子４４で回折され受光素子４２に入射する。尚、上記ホログラム素子４４は、上記主ビームを２つのビームに分割し、その２つに分割された主ビームの内の一方のビームは、受光素子４２の受光領域Ｄ２,Ｄ３の境界線上に入射するようになっている。そして、この受光領域Ｄ２,Ｄ３の境界線上に入射した主ビームの出力を用いて、良く知られたナイフエッヂ法による焦点誤差信号検出を行っている。また、主ビームの内の他方のビームは、受光領域Ｄ４に入射する。この受光領域Ｄ４の信号出力は、受光領域Ｄ２,Ｄ３の境界線上に入射した主ビームによる受光領域Ｄ２,Ｄ３の信号出力と共に、光ディスクに記録されたピット情報信号（ＲＦ信号）を読み取るために使用される。また、副ビームは、受光領域Ｄ１,Ｄ５に入射する。この光ピックアップ装置は、それら受光領域Ｄ１,Ｄ５からの信号出力を用いて、良く知られた３ビーム法によるトラック誤差信号検出を行っている。
【０００５】
一方、光ディスク５３からの反射光の内でホログラム４４で回折されない光は、グレーティング４３を通って半導体レーザ素子４１に戻る。このような戻り光が半導体レーザ素子に入射すると、半導体レーザ素子のレーザ出力強度が微妙に変動するいわゆる「戻り光雑音」を発生することが知られている。特に、光ディスクに信号を書き込むために用いられる光出力が大きい半導体レーザ素子を備えた半導体レーザ装置は、一般にコヒーレンシィが良い単一モード発振型であるため、戻り光雑音が大きくなる。この戻り光雑音を防ぐために、高周波重畳法を一般に用いる。この高周波重畳法は、半導体レーザ装置の駆動電流に、光ディスクに記録されたピット情報信号（ＲＦ信号）の周波数より十分高い周波数を有する高周波を重畳することによって、半導体レーザ装置を多モード動作にしてモードホッピング雑音を防止するというものである。尚、光ディスクに記録されたピット情報信号の周波数が数ＭＨｚ〜数十ＭＨｚであれば、重畳される高周波は数百ＭＨｚであり、上記光ディスクに記録された信号の１０倍以上程度の周波数となっている。
【０００６】
しかしながら、上記高周波重畳法を用いても戻り光雑音が無くならない半導体レーザ装置もある。従来、このような半導体レーザ装置を選別するための半導体レーザ装置の特性評価方法がある。この半導体レーザ装置の特性評価方法を用いた特性検査装置は、図６に示すように半導体レーザ素子をパッケージにいれた半導体レーザ装置６１から出射されるレーザ光を平行にするコリメータレンズ６２と、このコリメータレンズ６２で平行にされた光が透過するビームスプリッタ６４と、このビームスプリッタ６４を透過したレーザ光を反射鏡６５上に集光するオブジェクトレンズ６３と、上記反射鏡６５で反射して、更に、上記ビームスプリッタ６４で分岐したレーザ光の光量を測定する光検出器６７と、半導体レーザ装置を駆動する半導体レーザドライバ６６とを備える。
【０００７】
この半導体レーザ装置の特性検査装置は、以下のようにして半導体レーザ装置の良品と不良品を選別する。
【０００８】
先ず第１ステップとして、半導体レーザ装置６１からの出射光を、オブジェクトレンズ６３の後段の反射鏡６５に代えて設置した半導体レーザ装置６１の出力検出用の光検出器６８で受光し、その光量Ｐ０を測定する。この光量Ｐ０の測定は、半導体レーザ装置６１から出射されるレーザ光が、所定の光量を有しているか否かを判断するために行われる。そして、この状態で、半導体レーザ装置６１の駆動電流Iの測定を行い、また、半導体レーザ装置６１から出射され光検出器６８で反射し、更に、ビームスプリッタ６４で分岐したレーザ光を光検出器６７で受光し、その光量Ｐ１の測定を行う。この第１ステップでは、上記光検出器６８での反射光が半導体レーザ装置６１に戻らないようにしておくことにより、戻り光が無い状態での所定の駆動電流Ｉに対する光量Ｐ１が測定される。このとき、上記所定の駆動電流Ｉは、高周波が重畳されており、その平均値をＩ_ａｖｅとしている。
【０００９】
次に第２ステップでは、レーザ光がオブジェクトレンズ６３により反射鏡６５上で焦点を結ぶように反射鏡６５を戻すことにより、半導体レーザ装置６１から出射されて反射鏡６５で反射した後、ビームスプリッタ６４を透過したレーザ光が、半導体レーザ装置６１から出射されたレーザ光の出射光量の１／４程度の出射光量を有している状態で半導体レーザ装置６１に戻るようにする。そして、この状態で、上記第１ステップの測定と同様な測定を行う。すなわち、上記第２ステップでは、高周波を重畳した半導体レーザ装置６１の駆動電流の値を上記第１ステップの測定値Ｉ_ａｖｅと一致するように半導体レーザドライバ６６の駆動電流を調整し、このときに、半導体レーザ装置６１から出射されて反射鏡６５で反射し、更に、ビームスプリッタ６４で分岐したレーザ光の光量Ｐ２を光検出器６７により測定する。
【００１０】
このような測定を行った後、光検出器６７により測定した光量Ｐ１とＰ２に基づいて半導体レーザ装置の良品と不良品を選別する。
【００１１】
具体的には、次式（１）で定義されるＳＣＯＯＰを用いて半導体レーザ装置の良品と不良品を選別する。
【００１２】
ＳＣＯＯＰ＝（（Ｐ２−Ｐ１）／Ｐ１）×１００（％）・・・・（１）
【００１３】
従来の選別法では、上記ＳＣＯＯＰの値が小さいほど、戻り光雑音が小さい高品質の半導体レーザ装置となり、このＳＣＯＯＰの値が所定値以下（例えば２００％以下）の半導体レーザ装置のみを良品として選別している。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の半導体レーザ装置の特性評価方法では、反射鏡を用いて半導体レーザ装置単独の戻り光に対する特性を測定しているので、半導体レーザ装置を実使用状態にした時、例えば、この半導体レーザ装置を光ピックアップ装置に組み込んだ状態にした時、半導体レーザ装置の戻り光に対する特性が変化するという問題があり、半導体レーザ装置の戻り光雑音の大きさが正確に評価できないという問題がある。
【００１５】
また、上記ＳＣＯＯＰを算出するため、光検出器６７による測定を２回も行わなければならないので、戻り光雑音の大きさを評価する検査ステップが複雑になって、検査に多くの時間を要するという問題がある。
【００１６】
そこで、本発明の目的は、戻り光雑音の大きさを正確に評価でき、かつ、戻り光雑音の大きさを評価する検査ステップを軽減できる半導体レーザ装置の特性評価方法および半導体レーザ装置の特性検査装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の半導体レーザ装置の特性評価方法は、先ず半導体レーザ装置からレーザ光を光ディスクに入射して、この光ディスクから、この光ディスクの情報を含む信号光を得る。そして、この信号光の中から上記光ディスクの記録情報を表わすＲＦ信号の最大値と平均値を取り出し、上記光ディスクの記録情報を表すＲＦ信号の最大値と平均値とから半導体レーザ装置の戻り光雑音の大きさを評価する。
【００１８】
この発明の半導体レーザ装置の特性評価方法によれば、半導体レーザ装置の実使用状態で、光ディスクからの反射光から得られた光ディスクの記録情報を表わすＲＦ信号を用いることによって、半導体レーザ装置の戻り光に対する特性を評価する。したがって、従来の反射鏡を用いて半導体レーザ装置単独の戻り光に対する特性を評価する半導体レーザ装置の特性評価方法と比較して、半導体レーザ装置の使用状態における戻り光雑音の大きさを正確に評価することができる。
【００１９】
また、上記光ディスクからの反射光から検出されるＲＦ信号を一回測定するだけで、半導体レーザ装置の戻り光に対する特性を評価できる。これにより、従来の式（１）で定義されるＳＣＯＯＰを用いた半導体レーザ装置の特性評価方法のように、光検出器による光量測定を２回も行う必要がなく、また、従来の半導体レーザ装置の特性評価方法で必要であった半導体レーザ装置の駆動電流測定、駆動電流調整および反射鏡の位置調整等のステップも省略できる。したがって、この発明の半導体レーザ装置の特性評価方法では、検査ステップが単純になり、測定時間を短縮できる。
【００２０】
また、１実施形態の半導体レーザ装置の特性評価方法は、上記半導体レーザ装置が、光ピックアップ装置に組み込まれていることを特徴としている。
【００２１】
上記実施形態によれば、半導体レーザ装置を事前に光ピックアップ装置に組込んだ状態で半導体レーザ装置の戻り光に対する特性を評価するので、従来の式（１）で定義されるＳＣＯＯＰを用いた半導体レーザ装置の特性評価方法のように、光検出器による測定を２回も行う必要がなく、光ピックアップ装置に使用する半導体レーザ装置の戻り光雑音の大きさを評価する検査ステップを削減できる。
【００２２】
また、この発明の半導体レーザ装置の特性検査装置は、半導体レーザ装置からのレーザ光を光ディスクに集光する光学手段と、
上記光ディスクからの上記光ディスクの記録情報を含む信号光を受光する受光手段と、
上記受光手段の出力から上記記録情報を表わすＲＦ信号の最大値を得るＲＦ信号最大値取得手段と、
上記受光手段の出力から上記ＲＦ信号の平均値を得るＲＦ信号平均値取得手段と、
上記ＲＦ信号の最大値と上記ＲＦ信号の平均値とに基づいて上記半導体レーザ装置の戻り光雑音を評価する評価手段とを備え、
上記記録情報を表わすＲＦ信号の周波数より高い周波数の駆動電流によって、上記半導体レーザ装置を駆動するドライバを備えることを特徴としている。
【００２３】
したがって、この発明の半導体レーザ装置の特性検査装置によれば、半導体レーザ装置の実使用状態すなわち半導体レーザ装置を光ディスクと一緒に使用した状態で、上記光ディスクからの反射光から得られた光ディスクの記録情報を表わすＲＦ信号を用いることによって、半導体レーザ装置の戻り光に対する特性を評価するので、半導体レーザ装置を光ディスクと一緒に使用した時の戻り光雑音の大きさを正確に評価することができる。
【００２４】
また、この発明の半導体レーザ装置の特性検査装置は、上記光ディスクからの反射光から検出されるＲＦ信号を一回測定するだけで、半導体レーザ装置の戻り光に対する特性を評価できるので、評価ステップを単純にでき、測定時間を短縮できる。
【００２５】
【００２６】
また、この発明の半導体レーザ装置の特性検査装置によれば、上記ドライバは、上記記録情報を表わすＲＦ信号の周波数より高い周波数の駆動電流を出力することによって、上記半導体レーザ装置を多モード動作にするので、半導体レーザ装置に戻ってくる戻り光が引き起こすモードホッピング雑音を軽減することができる。
【００２７】
また、１実施形態の半導体レーザ装置の特性検査装置は、上記半導体レーザ装置に、受光手段を搭載している。
【００２８】
上記実施形態によれば、上記半導体レーザ装置に受光手段を搭載しているので、この半導体レーザ装置の特性検査装置が備える光学系を容易に構成でき、半導体レーザ装置の特性検査装置をコンパクトにすることができる。
【００２９】
この発明で峻別できる半導体レーザ装置は、直流駆動時において単一モードのレーザ光を出射する半導体レーザ装置において、駆動電流の直流成分に高周波を重畳した状態で、戻り光がない状態における出射光の光出力をＰ１とし、戻り光の光出力が出射光の光出力の略１／４である状態における出射光の光出力をＰ２とし、コンパクトディスクからの記録情報を含む信号光から検出したＲＦ信号の最大値をＲＦ_ｔｏｐとし、上記コンパクトディスクからの記録情報を含む信号光から検出したＲＦ信号の平均値をＲＦ_ａｖｅとしたときに、
（Ｐ２−Ｐ１）／Ｐ１≧２.０
かつ、
ＲＦ_ｔｏｐ／ＲＦ_ａｖｅ≦２.２
の条件を満たすことを特徴としている。
【００３０】
上記構成において、（Ｐ２−Ｐ１）／Ｐ１≧２.０の条件は、従来のＳＣＯＯＰによる半導体レーザ装置の特性評価方法に基づいて、半導体レーザ装置の不良品を示す基準として一般的に用いられており、ＲＦ_ｔｏｐ／ＲＦ_ａｖｅ≦２.２の条件は、本発明のＲＦ信号の平均値ＲＦ_ａｖｅに対する最大値ＲＦ_ｔｏｐの比を用いた半導体レーザ装置の特性評価方法に基づいて、半導体レーザ装置の良品を示す基準である。したがって、この発明で峻別される半導体レーザ装置は、従来の半導体レーザ装置の特性評価方法で不良品と判断され、かつ、本発明の半導体レーザ装置の特性評価方法で良品と判断される。この発明で峻別される半導体レーザ装置によれば、従来の半導体レーザ装置の特性評価方法で不良品と判断されたが、実際には良品である半導体レーザ装置を使用できるようになるので、半導体レーザ装置の生産効率をよくすることができる。
【００３１】
また、この発明で峻別できる半導体レーザ装置は、数百Ｍｚの周波数の駆動電流で半導体レーザ装置を駆動して戻り光雑音をある程度回避した状態で、上記コンパクトディスクからの記録情報を含む信号光から検出したＲＦ信号の平均値に対するＲＦ信号の最大値の比が２.３以下であることを特徴としている。
【００３２】
上記構成の半導体レーザ装置によれば、上記ＲＦ信号の平均値に対するＲＦ信号の最大値の比が２.３より高くて不良品である確率が非常に高い半導体レーザ装置を、確実に排除することができるので、正確に良品と判別された半導体レーザ装置が得られる。
【００３３】
この発明で峻別できる半導体レーザ装置を備える光ピックアップ装置であって、上記光ディスクに記録情報を書き込むときには、上記半導体レーザ装置の駆動電流の直流成分に高周波が重畳されない一方、上記光ディスクから記録情報を読み出すときには、上記半導体レーザ装置の駆動電流の直流成分に高周波が重畳される光ピックアップ装置は、以下の有利な作用効果を有する。
【００３４】
すなわち、上記光ピックアップ装置によれば、上記光ディスクから記録情報を読み出すときに、上記半導体レーザ装置の駆動電流の直流成分に高周波が重畳されるので、上記記録情報の読み出し時に半導体レーザ装置のモードホッピング雑音を抑制して、上記光ディスクの情報を確実に読み出すことができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００３６】
（第１実施形態）
図１に本発明の第１実施形態の半導体レーザ装置の特性評価方法を用いた半導体レーザ装置の特性検査装置の構成図を示す。
【００３７】
この第１実施形態の半導体レーザ装置の特性検査装置は、半導体レーザ素子をパッケージにいれた半導体レーザ装置１と、この半導体レーザ装置１から出射されるレーザ光を平行にするコリメータレンズ２と、このコリメータレンズ２で平行にされた光が透過するビームスプリッタ４と、このビームスプリッタ４を透過したレーザ光を集光して、光ディスクの一例としてのコンパクトディスク（以下、ＣＤという）６上にスポットを形成するオブジェクトレンズ３と、上記ＣＤ６上のスポットで反射して、更にビームスプリッタ４で分岐したレーザ光を回折するホログラム素子７と、上記ホログラム素子７からの回折光を受けて、その回折光に含まれる光信号を電気信号に変換する受光手段の一例としての多分割受光素子８と、この多分割受光素子８からの電気信号を増幅するシグナルアンプリファイア（以下、シグナルアンプという）９と、上記シグナルアンプ９で増幅された電気信号のうちのＲＦ信号を受けて、このＲＦ信号を処理するシグナルプロセッサ１０と、このシグナルプロセッサ１０からの信号を受けるＣＲＴ（Cathode Ray Tube）１１と、上記半導体レーザ装置１を上記ＲＦ信号の周波数より高い周波数の駆動電流によって駆動する半導体レーザドライバ１３とを備える。
【００３８】
ここで、ＲＦ信号とは、光ディスク（第１実施形態ではＣＤ６）に記録されたピット情報信号であり、詳細には、光ディスクのピットの有無に応じて信号の大きさが大きくなったり小さくなったりする信号である。
【００３９】
上記シグナルプロセッサ１０は、ＲＦ信号の最大値を得るＲＦ信号最大値取得手段と、ＲＦ信号の平均値を得るＲＦ信号平均値取得手段と、上記ＲＦ信号の最大値と上記ＲＦ信号の平均値とに基づいて半導体レーザ装置の戻り光雑音の大きさを評価する評価手段とを有している。
【００４０】
また、コリメータレンズ２とオブジェクトレンズ３は、半導体レーザ装置からのレーザ光をＣＤ６に集光する光学手段を構成している。
【００４１】
上記構成において、半導体レーザ装置１から出射されたレーザ光は、コリメータレンズ２で平行にされビームスプリッタ４を透過した後、オブジェクトレンズ３によってＣＤ６上にスポットを形成する。そして、上記スポットで反射した反射光（ＣＤ６のピット情報を含んだ信号光）は、オブジェクトレンズ３を再度透過してビームスプリッタ４でホログラム素子７の方に分岐する。上記ホログラム素子７は、入射した光を多分割受光素子８の方に導く。そして、上記多分割受光素子８で検出された電気信号をシグナルアンプ９で増幅し、この増幅された電気信号のうちのＣＤ６のＲＦ信号（ピット情報信号）を、シグナルプロセッサ１０に入力する。上記シグナルプロセッサ１０は、上記ＲＦ信号の最大値と平均値とを検出し、更に、上記ＲＦ信号の平均値に対する最大値の比を計算する。そして、上記シグナルプロセッサ１０の計算結果をＣＲＴ１１に表示する。
【００４２】
上記第１実施形態の半導体レーザ装置の特性検査装置では、半導体レーザ装置１から出射され、ＣＤ６で反射してビームスプリッタ４を透過して、再び半導体レーザ装置１に戻ってくるレーザ光の光量が、半導体レーザ装置１から出射されたレーザ光の出射光量の１／４程度になるようにしている。
【００４３】
詳述しないが、上記第１実施形態の半導体レーザ装置の特性検査装置は、シグナルアンプ９で増幅された電気信号のうちの焦点誤差信号とトラック誤差信号とを用い、通常の光ピックアップ装置のようにサーボコントローラ１２を用いてオブジェクトレンズ３の位置を制御している。
【００４４】
図３は、上記ＣＲＴ１１に表示される典型的なＲＦ信号である。図３の横軸は時間を示し、縦軸はシグナルアンプ９で増幅された多分割受光素子８の信号出力を示している。図３（Ａ）は、個々のピットの情報が見えるまで時間軸を広げて見たＲＦ信号のアイパターンである。本第１実施形態では、光ディスクとしてＣＤ６を採用しているので、最も短いピットは、３Ｔ（Ｔは１チャネルビットの周期）の時間を有し、最も長いピットは、１１Ｔの時間を有する。その間の時間（４Ｔ〜１０Ｔ）においては、１ビット分づつ長さの異なるピットが形成されている。その結果、最も周期の短い信号が３Ｔの長さのピットからの信号に対応し、４Ｔ,５Ｔ,・・・,１１Ｔの長さのピットからの信号に対応する周期の信号が、上記３Ｔの長さのピットからの信号に重なって観測されている。
【００４５】
図３（Ｂ）は、戻り光の影響を受けにくい半導体レーザ装置における、典型的なＲＦ信号波形３５を示している。ＲＦ信号には、上記のように周期の異なる様々な信号が含まれるが、戻り光の影響を受けにくい半導体レーザ装置では、ＲＦ信号の最大値と最小値は、夫々略一定となり、ＲＦ信号は、時間軸を縮めて見ると図３（Ｂ）のように略一定の振幅の波形３５を示す。
【００４６】
一方、戻り光の影響を受けやすい半導体レーザ装置では、ＲＦ信号波形に図３（Ｃ）に示すスパイク状の波形３６が現れ、戻り光の影響を受けにくい半導体レーザ装置と比較して、ＲＦ信号波形における上記スパイク状の波形３６を除いた交流成分の波形の振幅が減少する。これは、長いピットにレーザ光が入射した時に、戻り光雑音の影響を受け易い半導体レーザ装置では、戻り光雑音によって半導体レーザ装置の出力が変動し易くなり、図３（Ｃ）に示すスパイク状の波形３６が、大きな振幅を有する分、上記スパイク状の波形３６を除いた交流成分の波形の振幅が小さくなるためだと考えられる。
【００４７】
上記戻り光雑音によって変動するＲＦ信号波形を定量的に評価するため、グランドＧＮＤを基準値としたときのＲＦ信号の最大値をＲＦ_ｔｏｐとし、グランドＧＮＤを基準値としたときのＲＦ信号の平均値をＲＦ_ａｖｅとしたとき、半導体レーザ装置の良品と不良品を選別する新しい評価基準、すなわち、ＲＦ信号の歪みの大きさを表わす歪み率を次式（２）で定義する。
【００４８】
歪み率＝（ＲＦ_ｔｏｐ／ＲＦ_ａｖｅ）×１００（％）・・・・（２）
【００４９】
尚、理解しやすいように、図３（Ｂ）または（Ｃ）に、グランドＧＮＤと、ＲＦ信号の最大値ＲＦ_ｔｏｐと、ＲＦ信号の平均値ＲＦ_ａｖｅとを示している。
【００５０】
上記歪み率は、ＲＦ信号波形にスパイク状の波形等の歪がある場合と、歪みが無い場合との差を顕著に表わすことができる。この半導体レーザ装置の特性評価方法では、上記歪み率が小さいほど、半導体レーザ装置は、戻り光の影響を受けにくい高品質なレーザ装置となる。
【００５１】
尚、上記歪み率を算出するにあたり、半導体レーザ装置の出力を一定に保つように、図１に示す半導体レーザドライバ１３の出力電流値を制御しても、光学系に入るレーザ光の光量が必ずしも一定にならないといった問題や、光ディスク６上でのレーザ光の集光状態が異なるといった問題があり、これらの問題に起因してＲＦ信号の直流成分のレベルが変化する。上記歪み率に基づく評価基準では、これらＲＦ信号の直流成分のレベルの変化の影響を排除するために、ＲＦ信号の平均値であるＲＦ_ａｖｅを基準にとっている。
【００５２】
図４において、横軸は式（２）で定義した歪み率を示し、縦軸は式（１）で定義したＳＣＯＯＰを表わしている。図４における実線は、多くの実測データに基づいた、歪み率とＳＣＯＯＰの相関関係を示している。
【００５３】
従来の評価基準では、ＳＣＯＯＰが、２００％以下の半導体レーザ装置を合格としていた。しかしながら、従来の評価基準では、ＳＣＯＯＰが２１０％程度の従来の評価基準で不合格と判断された半導体レーザ装置の中には実際には合格品が多数含まれ、評価基準は目安でしかなかった。
【００５４】
本発明の歪み率を評価基準とする半導体レーザ装置の特性評価方法では、歪み率が２２０％以下の半導体レーザ装置を合格とする。本発明の評価基準である歪み率では、不良品は歪み率が２３０％以上のものばかりであり、歪み率が２２０％以下の半導体レーザ装置と、歪み率が２３０％以上の半導体レーザ装置との間には良否の顕著な差が見られた。
【００５５】
尚、図４のＡで示す領域は、ＳＣＯＯＰが２００％以下かつ歪み率が２２０％以下の領域であり、図４のＣで示す領域は、歪み率が２２０％より大きい領域である。一方、図４のＢで示す領域は、ＳＣＯＯＰが２００％より大きくかつ歪み率が２２０％以下の領域である。
【００５６】
上記領域Ａは、従来の評価基準でも本発明の評価基準でも合格となる半導体レーザ装置によって占められている領域であり、上記領域Ｃは、従来の評価基準でも本発明の評価基準でも不合格となる半導体レーザ装置によって占められている領域である。一方、上記領域Ｂは、従来の評価基準では不合格で本発明の評価基準では合格になる半導体レーザ装置によって占められている領域である。
【００５７】
図４における従来の評価基準でも本発明の評価基準でも合格となる半導体レーザ装置が占める領域Ａは、検査された半導体レーザ装置全体の７０％程度であり、図４の従来の評価基準でも本発明の評価基準でも不合格となる半導体レーザ装置が占めている領域Ｃは、検査された半導体レーザ装置全体の１０％程度である。一方、図４の従来の評価基準では不合格で本発明の評価基準では合格になる半導体レーザ装置が占めている領域Ｂは、検査された半導体レーザ装置全体の２０％程度となっている。
【００５８】
上記第１実施形態の半導体レーザ装置の特性検査装置に用いられた半導体レーザ装置の特性評価方法によれば、ＣＤ６にレーザ光を照射することによって、ＣＤ６のピッド情報を含む信号光を得るステップと、ＣＤ６のピッド情報であるＲＦ信号の最大値ＲＦ_ｔｏｐを得るステップと、ＲＦ信号の平均値ＲＦ_ａｖｅを得るステップと、最大値ＲＦ_ｔｏｐと平均値ＲＦ_ａｖｅに基づいて半導体レーザ装置の戻り光雑音の大きさを評価するステップ、すなわち、式（２）で定義される歪み率によって半導体レーザ装置の戻り光に対する特性を評価するステップとによって、半導体レーザ装置の戻り光雑音の大きさを評価する。したがって、ＣＤ６を用いることによって半導体レーザ装置の戻り光に対する特性を評価するので、従来の反射鏡を用いて半導体レーザ装置の単独の戻り光に対する特性を評価する半導体レーザ装置の特性評価方法と比較して、半導体レーザ装置の使用状態における戻り光雑音の大きさを正確に評価することができる。
【００５９】
また、ＣＤ６からの反射光から検出されるＲＦ信号を一回測定するだけで、半導体レーザ装置の戻り光に対する特性を評価できる。これにより、従来の式（１）で定義されるＳＣＯＯＰを用いた半導体レーザ装置の特性評価方法のように、光検出器による光量測定を２回も行う必要がなく、また、従来の半導体レーザ装置の特性評価方法で必要であった半導体レーザ装置の駆動電流測定、駆動電流調整および反射鏡の位置調整等のステップも省略できる。したがって、この発明の半導体レーザ装置の特性評価方法では、検査ステップが単純になり、測定時間を短縮できる。
【００６０】
また、半導体レーザ装置を事前に光ピックアップ装置に組込んだ状態で、すなわち、実使用の状態で半導体レーザ装置の戻り光に対する特性を評価することによって合格品の割合を増やすことができる。
【００６１】
また、式（１）で定義されたＳＣＯＯＰが２００％以上（（Ｐ２−Ｐ１）／Ｐ１≧２.０）で、かつ、式（２）で定義された歪み率が２２０パーセント以下（ＲＦ_ｔｏｐ／ＲＦ_ａｖｅ≦２.２）の半導体レーザ装置を新たに製品として使用することができるようになる。したがって、従来の評価基準で不合格品と判断されたが、実際には合格品であった全体の２０％を占める半導体レーザ装置を良品にすることができるので、半導体レーザ装置の生産効率を向上させることができる。
【００６２】
また、式（２）で定義された歪み率が２３０パーセント以下（ＲＦ信号の平均値に対するＲＦ信号の最大値の比が２.３以下）という評価基準を、良品の半導体レーザ装置の選別基準にすることによって、歪み率が２３０％よりも高くて不良品である確率が非常に高い半導体レーザ装置を確実に排除して、良品の半導体レーザ装置を製品にすることができる。
【００６３】
また、上記第１実施形態の半導体レーザ装置の特性検査装置によれば、半導体レーザ装置の実使用状態、すなわち、半導体レーザ装置をＣＤ６と一緒に使用する状態で、ＣＤ６からの反射光から得られたＣＤ６のピッド情報を表わすＲＦ信号を用いることによって、半導体レーザ装置の戻り光に対する特性を評価するので、半導体レーザ装置の戻り光雑音の大きさを正確に評価することができる。
【００６４】
また、ＣＤ６からの反射光から検出される上記ＲＦ信号を一回測定するだけで、半導体レーザ装置の戻り光に対する特性を評価できるので、評価ステップを単純にでき、測定時間を短縮できる。
【００６５】
また、上記半導体レーザドライバ１３は、ピッド情報信号であるＲＦ信号の周波数より高い周波数の駆動電流を出力して半導体レーザ装置を多モード動作にするので、半導体レーザ装置に戻ってくる戻り光が引き起こすモードホッピング雑音を軽減することができる。
【００６６】
（第２実施形態）
図２に本発明の第２実施形態の半導体レーザ装置の特性評価方法を用いた半導体レーザ装置の特性検査装置の構成図を示す。この第２実施形態の半導体レーザ装置の特性検査装置は、第１実施形態の半導体レーザ装置の特性検査装置における半導体レーザ装置１の代わりにホログラムレーザ装置２９を用いた点と、第１実施形態の半導体レーザ装置の特性検査装置のシグナルプロセッサ１０の機能を二つのシグナルプロセッサ２１,２２に分割した点のみが本質的に異なる。
【００６７】
この第２実施形態の半導体レーザ装置の特性検査装置においては、第１実施形態の半導体レーザ装置の特性検査装置の構成部と同一の構成部については同一参照番号を付して説明を省略する。
【００６８】
上記ホログラムレーザ装置２９は、ＣＤ６からの記録情報を含む信号光を受光する受光手段の機能を兼ねている。また、コリメータレンズ２とオブジェクトレンズ３は、上記ホログラムレーザ装置２９からのレーザ光をＣＤ６に集光する光学手段を構成している。
【００６９】
上記ホログラムレーザ装置２９は、図示しないが、半導体レーザ素子と、ホログラム素子と、受光手段の一例としての多分割受光素子とを搭載している。
【００７０】
上記シグナルプロセッサ２１は、シグナルアンプ９で増幅されたＲＦ信号を受けて、ＲＦ信号の最大値と平均値とを取得している。また、上記シグナルプロセッサ２２は、シグナルプロセッサ２１からＲＦ信号の最大値とＲＦ信号の平均値とを受けて、第１実施形態の半導体レーザ装置の特性検査装置のシグナルプロセッサ１０と同様に、上記ＲＦ信号の平均値に対する最大値の比である式（２）で定義される歪み率を計算している。
【００７１】
上記シグナルプロセッサ２１は、ＲＦ信号最大値取得手段と、ＲＦ信号平均値取得手段とを有し、シグナルプロセッサ２２は、半導体レーザ装置の戻り光雑音の大きさを評価する評価手段を有している。
【００７２】
上記構成において、ホログラムレーザ装置２９から出射されたレーザ光は、コリメータレンズ２とオブジェクトレンズ３を介してＣＤ６上に到達し、このＣＤ６で反射してオブジェクトレンズ３とコリメータレンズ２を再度通ってホログラムレーザ装置２９に内蔵されたホログラム素子に到達する。そして、このホログラム素子からの回折光を受けた多分割受光素子が光信号を電気信号に変換し、この電気信号をシグナルアンプ９に出力する。
【００７３】
尚、詳述しないが、この第２実施形態の半導体レーザ装置の特性検査装置においても第１実施形態の半導体レーザ装置の特性検査装置のように式（２）に基づいて、良品の半導体レーザ装置と不良品の半導体レーザ装置とを選別している。
【００７４】
上記第２実施形態の半導体レーザ装置の特性検査装置は、多分割受光素子を搭載したホログラムレーザ装置２９を使用しているので、上記第１実施形態の半導体レーザ装置の特性検査装置と同様の効果を有した上で、第１実施形態の半導体レーザ装置の特性検査装置におけるビームスプリッタ４、ホログラム素子７および多分割受光素子８を削減して、光学系を容易に構成できる。
【００７５】
尚、この発明の第１および第２実施形態の半導体レーザ装置の特性評価方法では、光ディスクとしてＣＤ６を採用したが、この発明の半導体レーザ装置の特性検査装置に採用できるＣＤ以外の光ディスクとして、例えば、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、コンパクトディスク−読み出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、ミニディスク（ＭＤ）および光磁気ディスク（ＭＯ）等がある。また、本発明の半導体レーザ装置の特性評価方法は、光ディスク装置のトラッキング方式には関係しないので、３ビーム法を用いる必要も無く、追記型コンパクトディスク（ＣＤ−Ｒ）のように案内溝のある光ディスクを使用することもできる。
【００７６】
尚、上記第１および第２実施形態の半導体レーザ装置の特性検査装置で良品と判断された半導体レーザ装置を、読み出し機能または書き込み機能の少なくとも一方を有する光ピックアップ装置に組み込んで用いても良いし、他の装置に組み込んで用いても良い。
【００７７】
また、上記第１および第２実施形態の半導体レーザ装置の特性検査装置で良品と判断された半導体レーザ装置を光ピックアップ装置に組み込んで、ＣＤの記録情報の読み出し時に半導体レーザ装置の駆動電流の直流成分に高周波を重畳するようにすると、上記記録情報の読み出し時に半導体レーザ装置のモードホッピング雑音を抑制できて、上記ＣＤの記録情報を確実に読み出すことができる。
【００７８】
【発明の効果】
以上より明らかなように、この発明の半導体レーザ装置の特性評価方法は、半導体レーザ装置からレーザ光を光ディスクに入射して、この光ディスクから、記録情報を含む信号光を得るステップと、上記信号光から光ディスクの記録情報を表わすＲＦ信号の最大値を得るステップと、上記信号光からＲＦ信号の平均値を得るステップと、上記ＲＦ信号の最大値と平均値に基づいて半導体レーザ装置の戻り光雑音の大きさを評価するステップとを有するものである。
【００７９】
したがって、半導体レーザ装置の実使用状態で、半導体レーザ装置と一緒に使用する光ディスクからの反射光から得られた光ディスクの記録情報を表わすＲＦ信号を用いることによって、半導体レーザ装置の戻り光に対する特性を評価するので、半導体レーザ装置の使用時における戻り光雑音の大きさを正確に評価することができる。
【００８０】
また、上記光ディスクからの反射光から検出されるＲＦ信号を一回測定するだけで、半導体レーザ装置の戻り光に対する特性を評価できるので、評価ステップを単純にでき、測定時間を短縮できる。
【００８１】
また、この発明の半導体レーザ装置の特性検査装置は、半導体レーザ装置からのレーザ光を光ディスクに集光する光学手段と、上記光ディスクからの記録情報を表わす信号光を受光する受光手段と、上記受光手段の出力から記録情報を表わすＲＦ信号の最大値を得るＲＦ信号最大値取得手段と、上記受光手段の出力からＲＦ信号の平均値を得るＲＦ信号平均値取得手段と、上記ＲＦ信号の最大値と上記ＲＦ信号の平均値とに基づいて半導体レーザ装置の戻り光雑音を評価する評価手段とを備え、上記ＲＦ信号を用いて半導体レーザ装置の戻り光雑音の大きさを評価するものである。
【００８２】
したがって、半導体レーザ装置の実使用状態で、半導体レーザ装置と一緒に使用する光ディスクからの反射光から得られた光ディスクの記録情報を表わすＲＦ信号を用いることによって、半導体レーザ装置の戻り光に対する特性を評価するので、半導体レーザ装置の使用時における戻り光雑音の大きさを正確に評価することができる。
【００８３】
また、上記光ディスクからの反射光から検出されるＲＦ信号を一回測定するだけで、半導体レーザ装置の戻り光に対する特性を評価できるので、半導体レーザ装置の戻り光雑音の大きさを評価する時の検査ステップおよび検査時間を削減できる。
【００８４】
また、この発明で峻別される半導体レーザ装置は、式（１）で定義されたＳＣＯＯＰが２００以上で、かつ、式（２）で定義された歪み率が２２０以下である半導体レーザ装置であり、従来の半導体レーザ装置の特性評価方法で不良品と判断され、かつ、本発明の半導体レーザ装置の特性評価方法で良品と判断された半導体レーザ装置である。したがって、従来の半導体レーザ装置の特性評価方法で不良品と判断されたが、実際には良品である半導体レーザ装置を使用できるので、半導体レーザ装置の生産効率をよくすることができる。
【００８５】
また、この発明で峻別される半導体レーザ装置は、数百Ｍｚの周波数を有する駆動電流で駆動して戻り光雑音をある程度回避した状態で、上記コンパクトディスクからの記録情報を含む信号光から検出したＲＦ信号の平均値に対するＲＦ信号の最大値の比が２.３以下の半導体装置である。したがって、ＲＦ信号の平均値に対するＲＦ信号の最大値の比が２.３より高くて不良品である確率が非常に高い半導体レーザ装置を確実に排除して、正確に良品と判断されたの半導体レーザ装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態の半導体レーザ装置の特性検査装置の構成図である。
【図２】この発明の第２実施形態の半導体レーザ装置の特性検査装置の構成図である。
【図３】図３（Ａ）は、上記第１実施形態の半導体レーザ装置の特性検査装置の時間軸の尺度を拡大したＲＦ信号であり、図３（Ｂ）,（Ｃ）は、夫々、良品と不良品の半導体レーザ装置を有する半導体レーザ装置の特性検査装置の一般的なＲＦ信号である。
【図４】歪み率とＳＣＯＯＰとの関係を示す図である。
【図５】従来の光ピックアップ装置における光学系を示す構成図である。
【図６】従来の半導体レーザ装置の特性検査装置の構成図である。
【符号の説明】
１半導体レーザ装置
２コリメータレンズ
３オブジェクトレンズ
６コンパクトディスク
８多分割受光素子
１３半導体レーザドライバ
１０,２１,２２シグナルプロセッサ
２９ホログラムレーザ装置

Claims

半導体レーザ装置からレーザ光を光ディスクに入射して、上記光ディスクから反射した上記光ディスクの記録情報を含む信号光を得るステップと、
上記信号光から上記記録情報を表わすＲＦ信号の最大値を得るステップと、
上記信号光から上記ＲＦ信号の平均値を得るステップと、
上記ＲＦ信号の最大値と上記ＲＦ信号の平均値に基づいて上記半導体レーザ装置の戻り光雑音の大きさを評価するステップとを有することを特徴とする半導体レーザ装置の特性評価方法。
請求項１に記載の半導体レーザ装置の特性評価方法において、上記半導体レーザ装置は、光ピックアップ装置に組み込まれていることを特徴とする半導体レーザ装置の特性評価方法。
半導体レーザ装置からのレーザ光を光ディスクに集光する光学手段と、
上記光ディスクからの上記光ディスクの記録情報を含む信号光を受光する受光手段と、
上記受光手段の出力から上記記録情報を表わすＲＦ信号の最大値を得るＲＦ信号最大値取得手段と、
上記受光手段の出力から上記ＲＦ信号の平均値を得るＲＦ信号平均値取得手段と、
上記ＲＦ信号の最大値と上記ＲＦ信号の平均値とに基づいて上記半導体レーザ装置の戻り光雑音を評価する評価手段とを備え、
上記記録情報を表わすＲＦ信号の周波数より高い周波数の駆動電流によって、上記半導体レーザ装置を駆動するドライバを備えることを特徴とする半導体レーザ装置の特性検査装置。
請求項３に記載の半導体レーザ装置の特性検査装置において、上記半導体レーザ装置に、上記受光手段を搭載していることを特徴とする半導体レーザ装置の特性検査装置。