JPH01260642A - 光ヘッド - Google Patents
光ヘッドInfo
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- JPH01260642A JPH01260642A JP63087230A JP8723088A JPH01260642A JP H01260642 A JPH01260642 A JP H01260642A JP 63087230 A JP63087230 A JP 63087230A JP 8723088 A JP8723088 A JP 8723088A JP H01260642 A JPH01260642 A JP H01260642A
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- Japan
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- optical
- optical head
- laser
- memory medium
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- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 23
- 230000008832 photodamage Effects 0.000 abstract 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 18
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Landscapes
- Semiconductor Lasers (AREA)
- Optical Head (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は光記憶装置に関し、特に書込みおよび読取りを
行なう半導体レーザを光源とする光ヘッドに関する。
行なう半導体レーザを光源とする光ヘッドに関する。
[従来の技術]
従来、実用に供されている光ヘッドは、例えば第5図に
示すように、半導体レーザ47から出射した光をレンズ
46.ビームスプリッタ−45,プリズム44.対物レ
ンズ41よりなる光学系により記録媒体40に集光し、
反射した光を対物レンズ41.プリズム44.ビームス
プリッタ−45,レンズ43を経て光検出器42に入射
して記録媒体40上の情報を再生する構成となっていた
。
示すように、半導体レーザ47から出射した光をレンズ
46.ビームスプリッタ−45,プリズム44.対物レ
ンズ41よりなる光学系により記録媒体40に集光し、
反射した光を対物レンズ41.プリズム44.ビームス
プリッタ−45,レンズ43を経て光検出器42に入射
して記録媒体40上の情報を再生する構成となっていた
。
この光ヘッドによる記録媒体40の記憶密度は基本的に
は光ビームのスポット径Wで決まり、その値は対物レン
ズ41の開口数NAと半導体レーザ47の発振波長λに
依存し次式による。
は光ビームのスポット径Wで決まり、その値は対物レン
ズ41の開口数NAと半導体レーザ47の発振波長λに
依存し次式による。
W=にλ/ N Aここで、に−比例定数このため、記
憶密度を上げるためには波長λの短いレーザを用いる必
要があり、従来の光ヘッドではへμGaへsを活性層と
する0、78〜0.85μmの波長で発振する半導体レ
ーザが用いられている。これによりスポット径Wは1μ
m程度になっている。
憶密度を上げるためには波長λの短いレーザを用いる必
要があり、従来の光ヘッドではへμGaへsを活性層と
する0、78〜0.85μmの波長で発振する半導体レ
ーザが用いられている。これによりスポット径Wは1μ
m程度になっている。
しかし、 AλGa八sをへ性層に用いるレーザは酸化
されやすいAJ2を含むため、端面の酸化による劣化が
避けられない。特に、記録を高速に行なうためには、光
パワー密度が高くなると起きる突然の劣化(光学損傷)
や、長期的な寿命の低下の困難かある。また、長寿命化
のためには不活性気体中で使わなければならないなど、
使用条件に制約がある。
されやすいAJ2を含むため、端面の酸化による劣化が
避けられない。特に、記録を高速に行なうためには、光
パワー密度が高くなると起きる突然の劣化(光学損傷)
や、長期的な寿命の低下の困難かある。また、長寿命化
のためには不活性気体中で使わなければならないなど、
使用条件に制約がある。
一方、本発明者は、特願昭61−218097号て第4
図に示すような「光記憶媒体近接浮上形の光ヘット」を
提案した。この光ヘットは対物レンズ等の光学系を用い
ず半導体レーザ18の出射端を約1μmの距離りで光記
憶媒体19に近接させてビームを直接出射し、反射光を
半導体レーザ18に直接帰還させて、複合共振作用によ
り光記録媒体19の反射率の変化を光出力20の変化と
して光検出器17で検出し、情報の再生を行なうもので
ある。この光ヘットでは、記憶密度は半導体レーザの出
射端の電界強度分布のみで決まり、かつ光学系がないた
め、電力も少なくて済む。
図に示すような「光記憶媒体近接浮上形の光ヘット」を
提案した。この光ヘットは対物レンズ等の光学系を用い
ず半導体レーザ18の出射端を約1μmの距離りで光記
憶媒体19に近接させてビームを直接出射し、反射光を
半導体レーザ18に直接帰還させて、複合共振作用によ
り光記録媒体19の反射率の変化を光出力20の変化と
して光検出器17で検出し、情報の再生を行なうもので
ある。この光ヘットでは、記憶密度は半導体レーザの出
射端の電界強度分布のみで決まり、かつ光学系がないた
め、電力も少なくて済む。
[発明が解決しようとする課題]
この光記憶媒体近接浮上形光ヘットては、レーザの共振
器長りが光ヘットの光記憶媒体への近接量りによって決
まり、レーザの共振器長しのλ/2の周期の変動で光出
力が変化するため、安定な出力を得るためにはレーザの
波長人に比例して光ヘットの近接量の変動を小さくしな
ければならず、また、光学系か無くなった分たけ消費電
力か減るが、活性層に八fLGaAsを用いる場合はレ
ーザ端面の高光パワーによる光学損傷と寿命の低下は避
けられないという欠点がある。
器長りが光ヘットの光記憶媒体への近接量りによって決
まり、レーザの共振器長しのλ/2の周期の変動で光出
力が変化するため、安定な出力を得るためにはレーザの
波長人に比例して光ヘットの近接量の変動を小さくしな
ければならず、また、光学系か無くなった分たけ消費電
力か減るが、活性層に八fLGaAsを用いる場合はレ
ーザ端面の高光パワーによる光学損傷と寿命の低下は避
けられないという欠点がある。
[課題を解決するための手段]
本発明の光ヘッドは、光記憶媒体に対しほぼ1μmの距
離に近接した状態で書込みおよび読取りを行なうInG
aAsPを活性層とする半導体レーザを光源とする。
離に近接した状態で書込みおよび読取りを行なうInG
aAsPを活性層とする半導体レーザを光源とする。
本発明の光ヘットは、ビーム出射端の幅が中央部の幅よ
り狭い導波路を有し、光記憶媒体に対しほぼ1胛の距離
に近接した状態て書込みおよび読取りを行なうInGa
AsPを活性層とする半導体レーザを光源とする。
り狭い導波路を有し、光記憶媒体に対しほぼ1胛の距離
に近接した状態て書込みおよび読取りを行なうInGa
AsPを活性層とする半導体レーザを光源とする。
[作 用]
八、QGaAsを活性層に持つ半導体レーザては、光損
傷が起きる光パワー密度はI X 106W/Cl11
2程度であり、サージ電流等に対するマージンを考え、
最大定格はこの1/2〜1/3以下となるのが普通であ
る。寿命等を考えると、動作条件はさらに低い光パワー
密度になる。一方、InGaAsPを活性層とする半導
体レーザでは光損傷が起きにくく、通信用光源としてI
X 106W/cm2程度の光パワー密度で動作させ
ても、通常の条件のAl1GaAsを活性層に持つ半導
体レーザと同等の寿命を実現てきる。
傷が起きる光パワー密度はI X 106W/Cl11
2程度であり、サージ電流等に対するマージンを考え、
最大定格はこの1/2〜1/3以下となるのが普通であ
る。寿命等を考えると、動作条件はさらに低い光パワー
密度になる。一方、InGaAsPを活性層とする半導
体レーザでは光損傷が起きにくく、通信用光源としてI
X 106W/cm2程度の光パワー密度で動作させ
ても、通常の条件のAl1GaAsを活性層に持つ半導
体レーザと同等の寿命を実現てきる。
第6図(a)は0.85μmで発振する八uGaAsを
活性層に持つレーザと、1.5μmで発振するInGa
AsPを活性層に持つレーザの出射端を想定したリブ型
導波路の両佃fを空気層としたときの構成図で、第6図
(b)はその横基本モードの電界強度分布の半値全幅(
ビーム径)の計算結果のグラフを示す図である。
活性層に持つレーザと、1.5μmで発振するInGa
AsPを活性層に持つレーザの出射端を想定したリブ型
導波路の両佃fを空気層としたときの構成図で、第6図
(b)はその横基本モードの電界強度分布の半値全幅(
ビーム径)の計算結果のグラフを示す図である。
ここに示すように、InGaAsPを活性層に用いる場
合、同じリブ幅すではInGaAsPを活性層に持つ方
が半値全幅が大きいが、少しリブ幅すを狭くすれば十分
Aj2GaAsを活性層に持つ場合と同等の集光ができ
るので、ビーム出射端の導波路の幅すを2胛以下に納め
ることにより、ビーム径を1μmとすることかてきる。
合、同じリブ幅すではInGaAsPを活性層に持つ方
が半値全幅が大きいが、少しリブ幅すを狭くすれば十分
Aj2GaAsを活性層に持つ場合と同等の集光ができ
るので、ビーム出射端の導波路の幅すを2胛以下に納め
ることにより、ビーム径を1μmとすることかてきる。
なお、InGaAsPを活性層に用いる場合は光パワー
密度を高めることかできるため、 八R,GaAsを活
性層に用いる場合より出射端幅すを大幅に狭くすること
ができ、それにともなってビーム径もより細くすること
が可能となる。
密度を高めることかできるため、 八R,GaAsを活
性層に用いる場合より出射端幅すを大幅に狭くすること
ができ、それにともなってビーム径もより細くすること
が可能となる。
さらに、波長が従来のAIl、GaAsのものと比べて
1.3〜1.9倍と長いのて近接量の変動による共振器
長変動のマージンを1.3〜1.9倍も大きくでき、安
定した出力を得ることができる。
1.3〜1.9倍と長いのて近接量の変動による共振器
長変動のマージンを1.3〜1.9倍も大きくでき、安
定した出力を得ることができる。
[実施例]
次に、本発明の実施例について図面を参照して説明する
。
。
第1図は本発明の光ヘットの一実施例を有する光記録装
置の一部を示す斜視図である。
置の一部を示す斜視図である。
この光ヘット1は光記憶媒体2の半径方向へ高速移動す
るアーム5の負荷バネ4に取付けられているスライダー
3に装着されており、光ヘッド1と光記憶媒体2との距
l!!(近接量)h(第4図)は負荷バネ4の荷重と、
スライダ゛−3の形状、重量および光記憶媒体2の走行
速度で決まる一定値に保たれ、この近接量りは1−程度
である。
るアーム5の負荷バネ4に取付けられているスライダー
3に装着されており、光ヘッド1と光記憶媒体2との距
l!!(近接量)h(第4図)は負荷バネ4の荷重と、
スライダ゛−3の形状、重量および光記憶媒体2の走行
速度で決まる一定値に保たれ、この近接量りは1−程度
である。
第2図は光ヘット1の半導体レーザの拡大斜視図である
。
。
この半導体レーザは、光ヘッド1の光源で、n型1nP
基板15上のn型1nPクラット層9゜p型1nGaA
sP (λ−1,3gn+)活性層7.p型InPク
ラッド層8からなるダブルへテロ構造をエツチングした
ストライブ構造と、p型InP電流ブロック層14.n
型InP電流ブロック層13の埋込み層と、p型1nG
aAsP電極層12およびAu電極II、 16とから
形成されており、さらに絶縁分離溝10により導波路6
の横方向が空気となるので第6図(b)のグラフにより
ビーム出射端の幅を2μ川とされている。この構成の出
射端によりビームの出射端における横方向のビームは約
1μmに集光される。本レーザは10mWの光出力でも
端面コートなしで大気中において十分安定に発光する。
基板15上のn型1nPクラット層9゜p型1nGaA
sP (λ−1,3gn+)活性層7.p型InPク
ラッド層8からなるダブルへテロ構造をエツチングした
ストライブ構造と、p型InP電流ブロック層14.n
型InP電流ブロック層13の埋込み層と、p型1nG
aAsP電極層12およびAu電極II、 16とから
形成されており、さらに絶縁分離溝10により導波路6
の横方向が空気となるので第6図(b)のグラフにより
ビーム出射端の幅を2μ川とされている。この構成の出
射端によりビームの出射端における横方向のビームは約
1μmに集光される。本レーザは10mWの光出力でも
端面コートなしで大気中において十分安定に発光する。
この光出力は、光学系を用いる従来の光ヘットの約20
m1?の光出力のレーザに匹敵する。
m1?の光出力のレーザに匹敵する。
第3図は光ヘッド1の半導体レーザの他の例の拡大斜視
図である。
図である。
この半導体レーザは第2図の例と同様にn型InP基板
35上のn型1nPクラッド層29.p型InGaAs
P活性層27、p型InPクラッド層28からなるダブ
ルへテロ構造をエツチングしたストライブ構造と、p型
1nP電流ブロック層34.n型InP電流ブロック層
33の埋込み層、p型1nGaAsP電極層32.Au
電極層31.36から形成されているが、絶縁分離溝は
なく、導波路26の出射端の幅はエッチツク時のストラ
イプ幅を狭くすることによって実現している。このため
、ストライブ構造の導波路26の横方向の屈折率差は小
さいがビーム出射端近傍てのストライプ幅を1μ■と細
くしであるのて、ビーム出射端における横方向のビーム
は約1μmに集光される。本レーザでは15mWの光出
力ても大気中で十分安定に発光する。この光出力は光学
系を用いる従来の光ヘットでは約30mWの光出力のレ
ーザの場合に匹敵する。
35上のn型1nPクラッド層29.p型InGaAs
P活性層27、p型InPクラッド層28からなるダブ
ルへテロ構造をエツチングしたストライブ構造と、p型
1nP電流ブロック層34.n型InP電流ブロック層
33の埋込み層、p型1nGaAsP電極層32.Au
電極層31.36から形成されているが、絶縁分離溝は
なく、導波路26の出射端の幅はエッチツク時のストラ
イプ幅を狭くすることによって実現している。このため
、ストライブ構造の導波路26の横方向の屈折率差は小
さいがビーム出射端近傍てのストライプ幅を1μ■と細
くしであるのて、ビーム出射端における横方向のビーム
は約1μmに集光される。本レーザでは15mWの光出
力ても大気中で十分安定に発光する。この光出力は光学
系を用いる従来の光ヘットでは約30mWの光出力のレ
ーザの場合に匹敵する。
この時、定電流の駆動で、光出力が極大値の90%以上
を維持できる近接量りの許容変動量は0.184aで、
波長0.83gmの八f1. GaAs径レーザを用い
た場合の近接量りの許容変動量0.1明と比へて1.8
倍の許容量となる。
を維持できる近接量りの許容変動量は0.184aで、
波長0.83gmの八f1. GaAs径レーザを用い
た場合の近接量りの許容変動量0.1明と比へて1.8
倍の許容量となる。
[発明の効果]
以上説明したように本発明は、光損傷に強いInGaA
sPを活性層とするレーザを光源とし、かつ光記憶媒体
に近接させて用いることにより、次に述べるような効果
がある。
sPを活性層とするレーザを光源とし、かつ光記憶媒体
に近接させて用いることにより、次に述べるような効果
がある。
(1)酸化による劣化が著しく減り、不活性ガス中で使
用しなければならないという制限がなくなり、実装方法
を簡単化できる。また、不活性ガス中で使用するとさら
に長寿命化が図られる。
用しなければならないという制限がなくなり、実装方法
を簡単化できる。また、不活性ガス中で使用するとさら
に長寿命化が図られる。
(2)近接量の許容幅が増大して、約1μm径の微小ス
ポットでI X 106W/cm2オーダの高パワー密
度のビームを安定出力できる。
ポットでI X 106W/cm2オーダの高パワー密
度のビームを安定出力できる。
(3)光記憶媒体の記録面密度を高くできる。
(4)書込み速度を高速化できる。
(5)ヘッド構造の設計が容易になる。
第1図は本発明の光ヘッドの一実施例を有する光記録再
生装置の一部の斜視図、第2図、第3図は第1図の光ヘ
ット1の半導体レーザの拡大斜視図、第4図は光記憶媒
体近接浮上形光ヘッドの光記憶媒体と半導体レーザとの
位置関係を示す図、第5図は光学系を有する光ヘッドの
従来例の斜視図、第6図(a) 、 (b)は0.85
gmで発振するAIl、Ga眞を活性層とするレーザと
、1.5μmで発振するInGaAsPを活性層とする
細い出射端を有するリブ型導波路の両側を空気層とした
ときの半導体レーザの構成を示す図と、その横基本モー
ドの電界強度分布の半値全幅(ビーム径)の計算結果の
グラフを示す図である。 1・・・光ヘッド、 2・・・光記憶媒体、3・・
・スライダー、 4・・・負荷バネ、5・・・アー
ム、 6・・・導波路、7.27−p型InG
aAsP活性層、8 、28−p型1nPクラッド、 9.29・・・n型TnPクラット、 10・・・絶縁分離溝、 II、 3]、 16.36− A u電極、12、3
2−p型InGaAsP電極層、13、33.15.3
5−n型1nP電流ブロック層、14、34・・・p型
1nP電流ブロック層。 特許出願人 日本電信電話株式会社
生装置の一部の斜視図、第2図、第3図は第1図の光ヘ
ット1の半導体レーザの拡大斜視図、第4図は光記憶媒
体近接浮上形光ヘッドの光記憶媒体と半導体レーザとの
位置関係を示す図、第5図は光学系を有する光ヘッドの
従来例の斜視図、第6図(a) 、 (b)は0.85
gmで発振するAIl、Ga眞を活性層とするレーザと
、1.5μmで発振するInGaAsPを活性層とする
細い出射端を有するリブ型導波路の両側を空気層とした
ときの半導体レーザの構成を示す図と、その横基本モー
ドの電界強度分布の半値全幅(ビーム径)の計算結果の
グラフを示す図である。 1・・・光ヘッド、 2・・・光記憶媒体、3・・
・スライダー、 4・・・負荷バネ、5・・・アー
ム、 6・・・導波路、7.27−p型InG
aAsP活性層、8 、28−p型1nPクラッド、 9.29・・・n型TnPクラット、 10・・・絶縁分離溝、 II、 3]、 16.36− A u電極、12、3
2−p型InGaAsP電極層、13、33.15.3
5−n型1nP電流ブロック層、14、34・・・p型
1nP電流ブロック層。 特許出願人 日本電信電話株式会社
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、半導体レーザを光源とし、光記憶媒体に対しほぼ1
μmの距離に近接した状態で書込みおよび読取りを行な
う光ヘッドにおいて、 前記半導体レーザがInGaAsPを活性層とする半導
体レーザであることを特徴とする光ヘッド。 2、ビーム出射端の幅が中央部の幅より狭い導波路を有
する請求項1記載の光ヘッド。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63087230A JPH01260642A (ja) | 1988-04-11 | 1988-04-11 | 光ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63087230A JPH01260642A (ja) | 1988-04-11 | 1988-04-11 | 光ヘッド |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01260642A true JPH01260642A (ja) | 1989-10-17 |
Family
ID=13909057
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP63087230A Pending JPH01260642A (ja) | 1988-04-11 | 1988-04-11 | 光ヘッド |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01260642A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1996010250A1 (fr) * | 1994-09-27 | 1996-04-04 | Sony Corporation | Procede, appareil et support d'enregistrement optique |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61265742A (ja) * | 1985-05-20 | 1986-11-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光ヘツド |
JPS627186A (ja) * | 1985-07-03 | 1987-01-14 | Toshiba Corp | 半導体レ−ザ装置 |
JPS6258432A (ja) * | 1985-09-06 | 1987-03-14 | Olympus Optical Co Ltd | 集積型光ピツクアツプヘツド |
JPS6374128A (ja) * | 1986-09-18 | 1988-04-04 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光ヘツド |
-
1988
- 1988-04-11 JP JP63087230A patent/JPH01260642A/ja active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61265742A (ja) * | 1985-05-20 | 1986-11-25 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 光ヘツド |
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JPS6258432A (ja) * | 1985-09-06 | 1987-03-14 | Olympus Optical Co Ltd | 集積型光ピツクアツプヘツド |
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