JPS59216116A - 半導体レ−ザ - Google Patents
半導体レ−ザInfo
- Publication number
- JPS59216116A JPS59216116A JP58090433A JP9043383A JPS59216116A JP S59216116 A JPS59216116 A JP S59216116A JP 58090433 A JP58090433 A JP 58090433A JP 9043383 A JP9043383 A JP 9043383A JP S59216116 A JPS59216116 A JP S59216116A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- laser
- semiconductor laser
- fresnel lens
- lens
- micro fresnel
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/06—Construction or shape of active medium
- H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
- H01S3/0632—Thin film lasers in which light propagates in the plane of the thin film
- H01S3/0635—Thin film lasers in which light propagates in the plane of the thin film provided with a periodic structure, e.g. using distributed feed-back, grating couplers
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
- G11B7/1372—Lenses
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/18—Diffraction gratings
- G02B5/1876—Diffractive Fresnel lenses; Zone plates; Kinoforms
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optical Head (AREA)
- Semiconductor Lasers (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】
この発明は、光学式ビデオディスク、デジタルオーディ
オディスク（Ｄｅｇｉｔａｌ ＡｕｄｉｏＤｉｓｃ。
オディスク（Ｄｅｇｉｔａｌ ＡｕｄｉｏＤｉｓｃ。
ＤＡＤ）、書き込み読み取シ消去可能な元ディスク等に
おいて、ピックアップ用光源として用いる゛半導体レー
ザに関するものである。
おいて、ピックアップ用光源として用いる゛半導体レー
ザに関するものである。
従来、この種の光ディスク用ビツクアツフ゛でハ、物見
ば３ビームピツクアツプの光学系の例として第１図に示
すものがあった。
ば３ビームピツクアツプの光学系の例として第１図に示
すものがあった。
図において、１は光源としての半導体レーザで、３はレ
ーザ光２を回折する回折格子、４は回折したレーザ光を
平行光束にするコリメートレンズである。５は偏光プリ
ズム形ビームスプリッタ、６はレーザ光の偏光軸を９０
°回転させる１／４波長板、７はコーディング膜８′が
形成された光ディスク８のピット面９にレーザ光を集光
するだめの対物レンズである。
ーザ光２を回折する回折格子、４は回折したレーザ光を
平行光束にするコリメートレンズである。５は偏光プリ
ズム形ビームスプリッタ、６はレーザ光の偏光軸を９０
°回転させる１／４波長板、７はコーディング膜８′が
形成された光ディスク８のピット面９にレーザ光を集光
するだめの対物レンズである。
１０は、偏光プリズム形ビームスプリッタ５によって分
離されたもどシ光を、レーザ光受光素子１１及び１２に
集光するための円筒形レンズである。
離されたもどシ光を、レーザ光受光素子１１及び１２に
集光するための円筒形レンズである。
第１図において、半。導体レーザｌから出射したレーザ
光２は、回折格子３によって回折し、複数本のレーザ光
に分けられる。そのうち、０次１３及び±１次回折光１
４の３本を取シ出し、 −コリメートレンズ４によシ平
行光束とし、偏光プリズム形ビームスプリッタ５を通過
させる。
光２は、回折格子３によって回折し、複数本のレーザ光
に分けられる。そのうち、０次１３及び±１次回折光１
４の３本を取シ出し、 −コリメートレンズ４によシ平
行光束とし、偏光プリズム形ビームスプリッタ５を通過
させる。
３本のレーザ光１３．１４は１／４波長板６で偏光軸を
９０°回転させられ、対物レンズ７によって光ディスク
８のビット面９に、ある一定のビ−ム径でそれぞれ集光
させられる。
９０°回転させられ、対物レンズ７によって光ディスク
８のビット面９に、ある一定のビ−ム径でそれぞれ集光
させられる。
次いで、レーザ光１３．１４はビット面９で反射し、偏
光プリズム形ビームスプリッタ５で偏光方向によ、９９
００曲げられ、円筒形レンズ１０により受光素子１１及
び１２の上に集光する。
光プリズム形ビームスプリッタ５で偏光方向によ、９９
００曲げられ、円筒形レンズ１０により受光素子１１及
び１２の上に集光する。
第２図に光デイスク８上のビット９に集光された３つの
レーザ光スポットの上面図を示す。
レーザ光スポットの上面図を示す。
３つのレーザ光スポットのうち、中央のＯ次回行光１３
は受光素子１１上に集光きれ、メイン信号を伝達すると
ともに、フォーカスサーボのために用いられる。
は受光素子１１上に集光きれ、メイン信号を伝達すると
ともに、フォーカスサーボのために用いられる。
また、±１次回折光１４は、０次回行光１３の前後に位
置し、受光素子１２上に集光されて０次回行光１３がビ
ット９の並んだトラック１５からそれないよう、トラッ
キング・サーボを行なうために用いられる。
置し、受光素子１２上に集光されて０次回行光１３がビ
ット９の並んだトラック１５からそれないよう、トラッ
キング・サーボを行なうために用いられる。
従来の光ピツクアップの光学系では、レーザ光を３つの
スポットに分ける場合には必ず回折格子を用い、また平
行光束にするために、コリメート・レンズを用いている
。そのため、回折格子とコリメートレンズのスペースが
必要であシ、光学系全体が長く、ピックアップのサイズ
も大きなものとなる。
スポットに分ける場合には必ず回折格子を用い、また平
行光束にするために、コリメート・レンズを用いている
。そのため、回折格子とコリメートレンズのスペースが
必要であシ、光学系全体が長く、ピックアップのサイズ
も大きなものとなる。
さらに、回折格子及びコリメートレンズは、ピックアッ
プ部品の中で高価なものであるなどの欠点があった。
プ部品の中で高価なものであるなどの欠点があった。
この発明は、上記のような従来のものの欠点を解決する
ために成されたもので、レーザ光を３つのスポットに分
けるだめの回折格子、あるいは、平行光束にするための
コリメートレンズを用いる代わシに、同心円状グレーテ
ィングからなるマイクロフレネルレンズをパッケージ用
慧材として用い、分割、平行光束化をはかった半導体レ
ーザを提供することを目的としている。
ために成されたもので、レーザ光を３つのスポットに分
けるだめの回折格子、あるいは、平行光束にするための
コリメートレンズを用いる代わシに、同心円状グレーテ
ィングからなるマイクロフレネルレンズをパッケージ用
慧材として用い、分割、平行光束化をはかった半導体レ
ーザを提供することを目的としている。
以下、この発明の一実施例である３ビームピツクアツプ
を例として説明する。
を例として説明する。
第３図に示したように、マイクロ７レネルレンズ１８Ｆ
ｉ同心円グレーティングを３つ並列に並べたものであシ
、その断面形状は第４図（ａ）に示す矩形状断面や、第
４図（ｂｌに示す三角形状断面などである。
ｉ同心円グレーティングを３つ並列に並べたものであシ
、その断面形状は第４図（ａ）に示す矩形状断面や、第
４図（ｂｌに示す三角形状断面などである。
１６はガラスやプラスチックなどの透明基板で、その上
に薄膜材料又はレジスト１７を加工して製作される。同
心円グレーティングの間隔はそれぞれ中心から周辺に同
かつて疎から密となり、数１００本の輪帯となっている
。
に薄膜材料又はレジスト１７を加工して製作される。同
心円グレーティングの間隔はそれぞれ中心から周辺に同
かつて疎から密となり、数１００本の輪帯となっている
。
第５図は、パッケージ用窓材に３つの同心円グレーティ
ングからなるマイクロフレネルレンズを用いた半導体レ
ーザ、第６図は、これを元源とする光デイスク用３ビー
ムピツクアツプの光学系の例である。
ングからなるマイクロフレネルレンズを用いた半導体レ
ーザ、第６図は、これを元源とする光デイスク用３ビー
ムピツクアツプの光学系の例である。
また、第７図にはパッケージ缶材に、１つの同心円グレ
ーティングから々るマイクロフレネルレンズを用いた半
導体レーザを示す。
ーティングから々るマイクロフレネルレンズを用いた半
導体レーザを示す。
次に、この発明の作用について、第４図、冴３５図によ
り説明する。
り説明する。
パッケージ１９内の半導体レーザチップ１より出射しだ
レーザ光２は、）（ツケージ窓材として取υ付けられた
３つの同心円グレーティングヲモつマイクロフレネルレ
ンズ１８によ′す、フォーカス・サーボ及びメイン信号
用のＯ次回行光１３と、その前後に位置する２本のトラ
ッキングサーボ用の＋１次回折光１４の３本のレーザビ
ームに分けられる。
レーザ光２は、）（ツケージ窓材として取υ付けられた
３つの同心円グレーティングヲモつマイクロフレネルレ
ンズ１８によ′す、フォーカス・サーボ及びメイン信号
用のＯ次回行光１３と、その前後に位置する２本のトラ
ッキングサーボ用の＋１次回折光１４の３本のレーザビ
ームに分けられる。
ソシて、偏光プリズム形ビームスプリッタ５を通った後
、１／４波長板６で偏光軸を９０°回転させられ、対物
レンズ７により、光デイスク８上に記録はれたビット９
の上にそれぞれ集光する。ビット９で反射されたレーザ
ビーム１３゜１４ｕ、偏光プリズム形ビームスプリッタ
５で偏光方向により９００曲げられ、円筒形レンズ１０
によって、１１及び１２の受光素子上にそれぞれ集光さ
れる。
、１／４波長板６で偏光軸を９０°回転させられ、対物
レンズ７により、光デイスク８上に記録はれたビット９
の上にそれぞれ集光する。ビット９で反射されたレーザ
ビーム１３゜１４ｕ、偏光プリズム形ビームスプリッタ
５で偏光方向により９００曲げられ、円筒形レンズ１０
によって、１１及び１２の受光素子上にそれぞれ集光さ
れる。
これら３つのレーザビームスポットは第２図のように、
光デイスク８上のビット９の並んだトラック１５の上を
走り、前後２つのスポット１４により、トラッキング・
サーボを行ないつつ、中央のスポット１３でフォーカス
サーボを行々い、メイン信号を検出する。
光デイスク８上のビット９の並んだトラック１５の上を
走り、前後２つのスポット１４により、トラッキング・
サーボを行ないつつ、中央のスポット１３でフォーカス
サーボを行々い、メイン信号を検出する。
なお、上記半導体レーザのパッケージ窓材に用いるマイ
クロフレネルレンズにおいて、透明基板１６上のグレー
ティング加工部１７Ｉｉ、ピックアップ光学系の特性に
比、じて、その方向を変えてもよい。
クロフレネルレンズにおいて、透明基板１６上のグレー
ティング加工部１７Ｉｉ、ピックアップ光学系の特性に
比、じて、その方向を変えてもよい。
すなわち、グレーティング加工した面をレーザチップ側
（パッケージの内側）に向けるか、あるいはその逆側（
パッケージの外側）に向けることもできる。
（パッケージの内側）に向けるか、あるいはその逆側（
パッケージの外側）に向けることもできる。
また第６図は、１ビームピツクアツプによる例を示し、
パッケージ１９の窓材として取り付けられたマイクロフ
レネルレンズ１８は、１つの同心円グレーティングを有
し、半導体レーザ１から１本の平行ビームが得られ光デ
イスク用１ビームピツクアツプの光源として用いること
ができる。
パッケージ１９の窓材として取り付けられたマイクロフ
レネルレンズ１８は、１つの同心円グレーティングを有
し、半導体レーザ１から１本の平行ビームが得られ光デ
イスク用１ビームピツクアツプの光源として用いること
ができる。
また、第５図に示したパッケージ１９の窓材にマイクロ
フレネルレンズ１８を用いた半導体レーザ１を書き込み
、読み取り７トｊ去可能な光ディスク２６の光源に用い
る場合の光学系の例を第８図に示す。薔き込み時には、
トラッキングサーボ用の２本のレーザビーム１４はビー
ムシャッター２０によって遮断され、中央のレーザビー
ム１３のみを用いてディスク２１上に書き込みを行なう
。書き込みは、変調器２２を半導体レーザ１に接続し、
変調信号を直接半導体レーザに入力して、レーザ光２の
オン、オフを行なうことによシなされる。
フレネルレンズ１８を用いた半導体レーザ１を書き込み
、読み取り７トｊ去可能な光ディスク２６の光源に用い
る場合の光学系の例を第８図に示す。薔き込み時には、
トラッキングサーボ用の２本のレーザビーム１４はビー
ムシャッター２０によって遮断され、中央のレーザビー
ム１３のみを用いてディスク２１上に書き込みを行なう
。書き込みは、変調器２２を半導体レーザ１に接続し、
変調信号を直接半導体レーザに入力して、レーザ光２の
オン、オフを行なうことによシなされる。
また、上記の他に、偏光プリズム形ビームスプリッタ及
び１／４波長板を用いずに、通常のハーフミラ−を用い
る光学系（直線偏光光学系）においても、ピックアップ
用光源として、本発明による半導体レーザを用いること
ができる。
び１／４波長板を用いずに、通常のハーフミラ−を用い
る光学系（直線偏光光学系）においても、ピックアップ
用光源として、本発明による半導体レーザを用いること
ができる。
以上のとおシ、本発明によれば、以下に列挙する効果が
得られる。
得られる。
（１）パッケージ窓材として用いたマイクロフレネルレ
ンズは、レーザ光を３つのビームに分ける回折格子の働
き、あるいは平行光束にするコリメートレンズの働きを
有し、１枚で２つの役割が可能である。従って、パッケ
ージ窓材にマイクロフレネルレンズを用いた半導体レー
ザを光デイスク用のピックアップの光源とすることによ
シ従来用いられていた高価な回折格子、コリメートレン
ズが不要となる。
ンズは、レーザ光を３つのビームに分ける回折格子の働
き、あるいは平行光束にするコリメートレンズの働きを
有し、１枚で２つの役割が可能である。従って、パッケ
ージ窓材にマイクロフレネルレンズを用いた半導体レー
ザを光デイスク用のピックアップの光源とすることによ
シ従来用いられていた高価な回折格子、コリメートレン
ズが不要となる。
（２） ピックアップの光学系において、回折格子と
コリメートレンズのスペースがなくなるため、ピックア
ップをよりコンパクトに、かつ軽量化することができる
。
コリメートレンズのスペースがなくなるため、ピックア
ップをよりコンパクトに、かつ軽量化することができる
。
（３） マイクロフレネルレンズは、回折トいつ現象
を利用しているため、グレーティング・パターンの形成
を写真プロセスに近い工程で量産することができる（安
価である）。
を利用しているため、グレーティング・パターンの形成
を写真プロセスに近い工程で量産することができる（安
価である）。
（４） レンズ材として、プラスチックを用い複製が
できるので量産化が容易である。
できるので量産化が容易である。
第１図は従来の光デイスク用３ビームピツクアツプの光
学系を示す図、第２図は光デイスク面のビットに集光さ
れたレーザ光スポットを示す上面図、第３図はこの発明
の実施例によるマイクロフレネルレンズを示す上面図、
第４図（ａ）。 （ｂ）は第３図のマイクロフレネルレンズの同心円グレ
ーティングの形状の実施例を示すＡ −Ｂ蔵に沿った断
面図、第５図及び第６図は、それぞれとへ明の一実施例
による半導体レーザ及びこれを用いた３ビームピツクア
ツプの光学系を示す図、第７図は同じくこの発明の一実
施例による１ビームを取シ出す半導体レーザを示す図、
第８図は、この発明の他の実施例による光学系を示す図
である。 １・・・・・・半導体チップ ２・・・・・・レーザ光 ４・・・・・・コリメートレンズ ５・−・・・・偏光プリズム形ビームスプリッタ６・・
・・・・１／４波長板 ７・・・・・・対物レンズ ８・・・・・・光ディスク ８′−・・・・・コ
ーテイング膜９・・・・・−ビット １０・−・・・・円筒形レンズ １１・・・・・・フォーカスサーボ及びメイン信号用受
光素子 １２・・−・・・トラッキングサーボ用受光素子ｌ３・
・・・−・０次回行光 １４・・・・・・±１次回折元 １５・・・・・・トラック １６・・・・・・透明基板 １７・・・・・・薄膜材料またはレジスト１８・・・・
−・マイクロフレネルレンズ１９・・・・・・パッケー
ジ ２０・・・・・・ビームシャッター ２１・・・−・・記録再生可能なディスク２２・・・・
・・変調器 特許出願人 パイオニア株式会社 第１図 第７図 第８図
学系を示す図、第２図は光デイスク面のビットに集光さ
れたレーザ光スポットを示す上面図、第３図はこの発明
の実施例によるマイクロフレネルレンズを示す上面図、
第４図（ａ）。 （ｂ）は第３図のマイクロフレネルレンズの同心円グレ
ーティングの形状の実施例を示すＡ −Ｂ蔵に沿った断
面図、第５図及び第６図は、それぞれとへ明の一実施例
による半導体レーザ及びこれを用いた３ビームピツクア
ツプの光学系を示す図、第７図は同じくこの発明の一実
施例による１ビームを取シ出す半導体レーザを示す図、
第８図は、この発明の他の実施例による光学系を示す図
である。 １・・・・・・半導体チップ ２・・・・・・レーザ光 ４・・・・・・コリメートレンズ ５・−・・・・偏光プリズム形ビームスプリッタ６・・
・・・・１／４波長板 ７・・・・・・対物レンズ ８・・・・・・光ディスク ８′−・・・・・コ
ーテイング膜９・・・・・−ビット １０・−・・・・円筒形レンズ １１・・・・・・フォーカスサーボ及びメイン信号用受
光素子 １２・・−・・・トラッキングサーボ用受光素子ｌ３・
・・・−・０次回行光 １４・・・・・・±１次回折元 １５・・・・・・トラック １６・・・・・・透明基板 １７・・・・・・薄膜材料またはレジスト１８・・・・
−・マイクロフレネルレンズ１９・・・・・・パッケー
ジ ２０・・・・・・ビームシャッター ２１・・・−・・記録再生可能なディスク２２・・・・
・・変調器 特許出願人 パイオニア株式会社 第１図 第７図 第８図
Claims (1)
- 光学式ピックアップの光源として用いる半導体レーザで
あって、半導体レーザチップからのレーザ光出射後の光
学系に同心円状グレーティンクラ有するマイクロフレネ
ルレンズを配置して、レーザ光を平行光束するようにし
たことを特徴とする半導体レーザ。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58090433A JPS59216116A (ja) | 1983-05-23 | 1983-05-23 | 半導体レ−ザ |
| NL8303932A NL8303932A (nl) | 1982-11-17 | 1983-11-16 | Opneeminrichting voor optische plaat. |
| DE19833341589 DE3341589A1 (de) | 1982-11-17 | 1983-11-17 | Abtaster fuer eine optische platte |
| US06/552,880 US4733943A (en) | 1982-11-17 | 1983-11-17 | Pickup for optical disc |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58090433A JPS59216116A (ja) | 1983-05-23 | 1983-05-23 | 半導体レ−ザ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59216116A true JPS59216116A (ja) | 1984-12-06 |
Family
ID=13998471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58090433A Pending JPS59216116A (ja) | 1982-11-17 | 1983-05-23 | 半導体レ−ザ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59216116A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6137139U (ja) * | 1984-08-11 | 1986-03-07 | アルプス電気株式会社 | 光学式ピツクアツプ |
| WO1987001466A1 (en) * | 1985-09-10 | 1987-03-12 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Optical head device |
| JPS62252552A (ja) * | 1986-04-24 | 1987-11-04 | Sony Corp | 光磁気記録再生装置 |
| JPS64786A (en) * | 1987-02-27 | 1989-01-05 | Omron Tateisi Electron Co | Semiconductor laser light source |
| JPH0198136A (ja) * | 1987-10-09 | 1989-04-17 | Mitsubishi Electric Corp | ハイブリッド光素子 |
| JPH01157585A (ja) * | 1987-12-15 | 1989-06-20 | Omron Tateisi Electron Co | 半導体レーザ装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56158319A (en) * | 1980-05-09 | 1981-12-07 | Mitsubishi Electric Corp | Light projecting device |
| JPS5881353A (ja) * | 1981-11-11 | 1983-05-16 | Hitachi Ltd | 光無線送受光器 |
-
1983
- 1983-05-23 JP JP58090433A patent/JPS59216116A/ja active Pending
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| WO1987001466A1 (en) * | 1985-09-10 | 1987-03-12 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Optical head device |
| JPH0816738B1 (ja) * | 1985-09-10 | 1996-02-21 | ||
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