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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- optical head
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- 230000008832 photodamage Effects 0.000 abstract 1
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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 |
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