JPH09180235A - 表面光レ−ザ−の光出力制御装置とこれを採用した記録/再生用の光ピックアップ - Google Patents
表面光レ−ザ−の光出力制御装置とこれを採用した記録/再生用の光ピックアップInfo
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- JPH09180235A JPH09180235A JP7339722A JP33972295A JPH09180235A JP H09180235 A JPH09180235 A JP H09180235A JP 7339722 A JP7339722 A JP 7339722A JP 33972295 A JP33972295 A JP 33972295A JP H09180235 A JPH09180235 A JP H09180235A
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Abstract
生用の光ピックアップの提供。 【解決手段】 表面光レ−ザ−の前方で表面光レ−ザ−
からの放射光を反射するハ−フミラ−と、表面光レ−ザ
−の後方に設けハ−フミラ−によりの反射光を受光する
モニタ−用光検出器とを具備する。該光出力制御装置を
用いた記録/再生用の光ピックアップは、光発生面の垂
直方向に光を放射する表面光レ−ザ−と、該光出力制御
手段と、入射光を集束して光記録媒体に光スポットを形
成する対物レンズと、光記録媒体からの反射光の光経路
変換手段と、反射光を受光してエラ−信号及び情報信号
の第1光検出器とを備え光出力制御手段は表面光レ−ザ
−の前方で表面光レ−ザ−からの放射光を反射するハ−
フミラ−と、表面光レ−ザ−の後方に設けハ−フミラ−
によりの反射光のモニタ−用第2光検出器とを具備す
る。
Description
出力制御装置とこれを採用した記録/再生用の光ピック
アップに係り、詳細には表面光レ−ザ−(VCSEL:
vertical cavitysurface emitting laser)よりなる光
源から出射される光量を効率的に調節するように改良さ
れた表面光レ−ザ−の光出力制御装置とこれを採用した
記録/再生用の光ピックアップに関する。
は表面光レ−ザ−よりなる光源から出射される光量を制
御する手段として採用されたモニタ−用光検出器をい
う。VCSEL光源は積層された半導体物質の側面に光
を発散するエッジ発光レ−ザ−とは異なり、基板上に積
層された半導体物質に対して垂直方向に光を発散する。
この光源から発散された光は円形に近く、高い光密度を
有して単一のモ−ドで動作する特徴があるので、光ピッ
クアップの光出力装置、コンピュ−タ−分野のような光
応用分野で広く使用されている。
上面から垂直方向に出射され、その下面が半導体基板に
結合されているので、モニタ−用光検出器を設けること
が困難であるという問題があった。かかる問題点を克服
するために米国特許第 5,285,466号には“ Feedback me
chanism for VCSEL ”が開示されている。
説明する。このメカニズムには光を発散するように順方
向のバイアス電圧が印加されるVCSEL光源12と、
前記光源12の側面に発散される自発光を吸収するよう
に前記光源12の周りに設けられた環状のモニタ−用光
検出器14が具備されている。前記光源12と光検出器
14は単一の半導体基板10上に形成されている。前記
光検出器14は主に表面光レ−ザ−よりなっており、上
面と下面に形成された電極層に逆方向のバイアス電圧を
印加したり、電圧を印加しないことにより光を受光す
る。
される側面光を受光した後、電気的な信号に変換して前
記光源12の電極にフィ−ドバックして印加することに
より光量を制御する。しかしながら、前記光源12の側
面に放出される側面光の光量は垂直に発散される垂直光
の光量に正確に比例しないだけでなく、垂直光の光量に
比べてはるかに少ない。また、発散された側面光が光検
出器14で吸収されず透過する量が多いので、垂直発散
光量を制御するための信号検出に必要な光量を得ること
は困難であった。
されるmA単位のレイジング電流により光源12から発
散される。光検出器を通して検出された垂直光を分析す
ると、この垂直光には光量が顕著に増加又は減少するレ
イジングスレショルド値20とレイジング終端値22が
存在することが判る。このレイジングスレショルド値2
0と終端値22間のレイジング電流が印加されれば、ガ
ウシアン形状の数μAの出力電流24が検出され、その
他の印加電流に対しては検出される電流が0に近い。
の電流量34は全般的に前記垂直方向に出射されて検出
される垂直光の電流量に比して少ない。また、レイジン
グスレショルド値30とレイジング終端値32が明白で
なく、印加される電流の強度により緩慢に増えてから減
る。よって、表面光レ−ザ−光源12から側面方向に放
出されて光検出器14から検出される側面光の光量は、
エッジ発光レ−ザ−を光源として採用した場合のモニタ
−用光検出器から検出される光量に比して顕著に少ない
ので、ノイズにより光出力の制御の精密度が低下する恐
れがある。
装置の他の例を示した概略図である。前記図1と図2で
述べた問題点を克服するために案出されたものであり、
少なくとも二つの表面光レ−ザ−50,51を、例え
ば、N型GaASよりなる単一基板40上に並んで具備
し、同一な順方向バイアス電圧52を印加する。この
際、二つの表面光レ−ザ−50,51の両方は垂直方向
と側方向に光を生成して出射するが、順方向バイアス電
圧が同一に印加されるので出射される光は互いに比例す
る。
して用いられる。そして、電流センサ56等と結合され
て逆方向のバイアス電圧54の印加される他側表面光レ
−ザ−51は光検出器として用いられる。よって、他側
表面光レ−ザ−51の表面から出射される光を検出して
前記光源として用いられる表面光レ−ザ−50からのの
出射光量を調節する。この場合、出射光量の制御は容易
であるが、二つ以上の表面光レ−ザ−を採用して全体的
に装置の嵩は大きくなり、高コストの要因となる。
問題点を克服するために案出されたものであり、表面光
レ−ザ−から出射される光量を効率的に調節しながら、
小型化された表面光レ−ザ−の光出力制御装置を提供す
ることに第1目的がある。また、本発明は前記表面光レ
−ザ−の光出力制御装置を用いた光ピックアップを提供
することに第2目的がある。
ために本発明の表面光レ−ザ−の光出力制御装置は、光
発生面を有しており、この光発生面の垂直方向に光を放
射する表面光レ−ザ−と、前記表面光レ−ザ−の光出力
を制御する光出力制御手段とを備える表面光レ−ザ−の
光出力制御装置において、前記光出力制御手段は前記表
面光レ−ザ−の前方に設けられて表面光レ−ザ−から放
射された光の一部を反射させるハ−フミラ−と、前記表
面光レ−ザ−の後方に設けられて前記ハ−フミラ−から
反射される光を検出するモニタ−用光検出器とを備える
ことを特徴とする。
る表面光レ−ザ−の光出力制御装置を採用した記録再生
用の光ピックアップは、光発生面を有しており、この光
発生面の垂直方向に光を放射する表面光レ−ザ−と、前
記表面光レ−ザ−の光出力を制御する光出力制御手段
と、入射光を集束して光記録媒体に光スポットを形成す
る対物レンズと、前記光記録媒体からの反射光の進行経
路を変える光経路変換手段と、前記反射光を受光してエ
ラ−信号及び情報信号を検出する第1光検出器とを備え
てなる表面光レ−ザ−の光出力制御装置を採用した記録
/再生用の光ピックアップにおいて、前記光出力制御手
段は前記表面光レ−ザ−の前方に設けられて表面光レ−
ザ−から放射された光の一部を反射させるハ−フミラ−
と、前記表面光レ−ザ−の後方に設けられて前記ハ−フ
ミラ−により反射される光を受光するモニタ−用第2光
検出器とを具備することを特徴とする。
発明の望ましい実施例を詳細に説明する。図4に示した
ように、本発明による表面光レ−ザ−の光出力制御装置
は、垂直方向に光62を出射するための積層構造の光源
60と、この光源60の垂直方向に出射される光量を調
節するために後述するモニタ−用光検出手段よりなって
いる。
L)よりなる。この表面光レ−ザ−は少なくとも一つの
N層と少なくとも一つのP層を積層させて形成される。
このVCSELはN型分布ブラグ反射器(distributed
Bragg reflector ;以下、DBRという)層とP型DB
R層の間に形成された量子ウェル活性領域により光を生
成して出射するようになる。この表面光レ−ザ−には順
方向バイアス電圧が印加されて駆動される。このように
印加される電圧により垂直方向に垂直光62が発散され
るのみならず、水平方向にも側面光64が発散される。
0から出射された垂直光62を一定の比率に一部は透
過、一部は反射させるように前記光源60の出射光軸上
に設けられたハ−フミラ−80と、モニタ−用光検出器
70とを含めてなる。前記モニタ−用光検出器70は高
コストの化合物半導体を使用せず比較的に低廉なシリコ
ン半導体を用いて構成することができる。この光検出器
70は板状であり、その上面に前記光源60が結合され
る。また、前記光検出器70上には前記光源60から垂
直方向に出射してハ−フミラ−80から反射された反射
光82を受光するように前記光源60の周りに光検出面
72が形成されている。
過及び反射させることができる素材よりなる。主に、ガ
ラス、透明プラスチックなどの素材よりなって大部分の
光は透過させるが、その一部は反射させる。通常のガラ
スの場合、入射される光のうち5%〜10%が反射され
る。この反射率を高めるための手段としてハ−フミラ−
コ−ティング方法を用いるが、このような手段によりハ
−フミラ−80から反射されて前記光検出器70に入射
される光量を調節することができる。
2は、前記光源60の光軸上に位置したハ−フミラ−8
0により大部分は透過し、その一部は反射するようにな
る。透過した光は装置の本来の目的のために使用し、反
射された光82は前記光源60の出射光量の調節用とし
て使用される。この反射される光82は光源60から出
射された光の発散角の約二倍の反射角に前記光検出面7
2に達する。この光検出面72に達する光量82は前記
光源60から出射された光量に比例する。前記光検出面
72を所定の高さに突出するように設けると、前記光源
60の側面に放出される側面光64も受光することがで
きる。
源から出射される光量に比例する電流が得られるので、
この電流信号に応じて光源の出力光量を精密に調節する
ことができる。また、一つの表面光レ−ザ−のみを使用
するので、装置の大きさを小型化することができ、低コ
ストのシリコン半導体を採用して製造価を節減すること
ができる。
ザ−の光出力制御装置を採用した光ピックアップの構成
及び機能を説明する。光ピックアップは垂直光102を
発散する表面光レ−ザ−100と、この表面光レ−ザ−
100から出射された光102を光記録/再生媒体であ
るディスク130上に集束する対物レンズ120と、前
記ディスク130から反射された光104を受光してフ
ォ−カシングエラ−信号及びトラッキングエラ−信号を
検出する第1光検出器94と、前記表面光レ−ザ−10
0の出射光量を調節するために出射光の一部を受光する
後述する光検出手段とを具備する。
30の間の光経路上には前記光ディスク130の記録面
から反射された光を所定の角度に回折させる光経路変換
手段が備えられている。この光経路変換手段としてホロ
グラム素子110を備えることが望ましい。このホログ
ラム素子110は表面光レ−ザ−100から出射される
光102は直進透過させ、光ディスク130から反射さ
れる光は回折透過させる特性がある。
90と後述するハ−フミラ−よりなり、前記第2光検出
器90は表面光レ−ザ−100の出力光量の調節のため
の光の検出機能をし、前記表面光レ−ザ−100を支持
する。また、前記第1光検出器94も前記ホログラム素
子110により回折されて入射する光104を受光する
ように前記第2光検出器90の上面に設けられている。
−ザ−100から出射する光の大部分を透過させるが、
その一部は反射させる性質がある。この性質を用いて前
記ホログラム素子110を図4で説明したハ−フミラ−
の機能を並行するようにした。この際、前記ホログラム
110の下面に反射物質でコ−ティングして反射率を高
めることができる。
ログラム素子110と一体に備えられるだけでなく、前
記表面光レ−ザ−100とホログラム素子110の間に
別途の部材として備えられることができる。前記モニタ
−用第2光検出器90は前記ハ−フミラ−として用いら
れたホログラム素子110から反射された光106をそ
の上面に形成された光検出面92で受光する。このモニ
タ−用第2光検出器90は表面光レ−ザ−100と同一
構造よりなる化合物半導体でなくてもよく、従来のエッ
ジ発光レ−ザ−に採用されるものと同じシリコン半導体
ならよい。
検出器90と一体型になることもある。この場合、前記
モニタ−用第2光検出器90は複数個の分割板を有す
る。各分割板に受光された光は電流信号に変換され、こ
の変換された信号の和と差を用いてトラッキング及びフ
ォ−カシングエラ−信号を得ることができる。
出器で前記光源から出射される光量に比例する電流が得
られるので、この電流信号に応じて光源の出力光量を精
密に調節することができる。また、一つの表面光レ−ザ
−のみを使用するので、装置の大きさを小型化して低コ
ストのシリコン半導体を採用して製造価を節減するコン
パクトな構造の光ピックアップを実現することができ
る。
を示した概略図である。
直方向の光量と側方向の光量とを比べて示したグラフで
ある。
例を示した概略図である。
を示した斜視図である。
を用いた記録再生用の光ピックアップを示した概略図で
ある。
Claims (4)
- 【請求項1】 光発生面を有しており、この光発生面の
垂直方向に光を放射する表面光レ−ザ−と、前記表面光
レ−ザ−の光出力を制御する光出力制御手段とを備える
表面光レ−ザ−の光出力制御装置において、 前記光出力制御手段は、前記表面光レ−ザ−の前方に設
けられて表面光レ−ザ−から放射された光の一部を反射
させるハ−フミラ−と、前記表面光レ−ザ−の後方に設
けられて前記ハ−フミラ−から反射される光を検出する
モニタ−用光検出器とを具備することを特徴とする表面
光レ−ザ−の光出力制御装置。 - 【請求項2】 光発生面を有しており、この光発生面の
垂直方向に光を放射する表面光レ−ザ−と、前記表面光
レ−ザ−の光出力を制御する光出力制御手段と、入射光
を集束して光記録媒体に光スポットを形成する対物レン
ズと、前記光記録媒体からの反射光の進行経路を変える
光経路変換手段と、前記反射光を受光してエラ−信号及
び情報信号を検出する第1光検出器とを備えてなる表面
光レ−ザ−の光出力制御装置を採用した記録/再生用の
光ピックアップにおいて、 前記光出力制御手段は前記表面光レ−ザ−の前方に設け
られて表面光レ−ザ−から放射された光の一部を反射さ
せるハ−フミラ−と、前記表面光レ−ザ−の後方に設け
られて前記ハ−フミラ−により反射される光を受光する
モニタ−用第2光検出器とを具備することを特徴とする
表面光レ−ザ−の光出力制御装置を採用した記録/再生
用の光ピックアップ。 - 【請求項3】 前記光経路変換手段は、前記表面光レ−
ザ−と対物レンズの間に配置されて前記光記録媒体から
の反射光を前記第1光検出器側に回折させるホログラム
素子であることを特徴とする請求項2記載の表面光レ−
ザ−の光出力制御装置を採用した記録/再生用の光ピッ
クアップ。 - 【請求項4】 前記光経路変換手段は、前記表面光レ−
ザ−と対物レンズの間に配置されて前記光記録媒体から
の反射光を第1光検出器側に回折させるホログラム素子
であり、このホログラム素子の一面を反射物質でコ−テ
ィングして前記ハ−フミラ−の役割を果たすことを特徴
とする請求項2記載の表面光レ−ザ−の光出力制御装置
を採用した記録/再生用の光ピックアップ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7339722A JP3053360B2 (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | 表面光レ−ザ−の光出力制御装置とこれを採用した記録/再生用の光ピックアップ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7339722A JP3053360B2 (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | 表面光レ−ザ−の光出力制御装置とこれを採用した記録/再生用の光ピックアップ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09180235A true JPH09180235A (ja) | 1997-07-11 |
JP3053360B2 JP3053360B2 (ja) | 2000-06-19 |
Family
ID=18330197
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7339722A Expired - Fee Related JP3053360B2 (ja) | 1995-12-26 | 1995-12-26 | 表面光レ−ザ−の光出力制御装置とこれを採用した記録/再生用の光ピックアップ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3053360B2 (ja) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02121131A (ja) * | 1988-10-28 | 1990-05-09 | Olympus Optical Co Ltd | 光ピックアップ |
JPH03189935A (ja) * | 1989-12-20 | 1991-08-19 | Hitachi Ltd | 半導体レーザとそれを用いた光情報装置 |
JPH04199890A (ja) * | 1990-11-29 | 1992-07-21 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置 |
-
1995
- 1995-12-26 JP JP7339722A patent/JP3053360B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02121131A (ja) * | 1988-10-28 | 1990-05-09 | Olympus Optical Co Ltd | 光ピックアップ |
JPH03189935A (ja) * | 1989-12-20 | 1991-08-19 | Hitachi Ltd | 半導体レーザとそれを用いた光情報装置 |
JPH04199890A (ja) * | 1990-11-29 | 1992-07-21 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レーザ装置 |
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