KR100329864B1 - 광 헤드 및 그것을 사용한 광학적 정보기록 재생장치 - Google Patents
광 헤드 및 그것을 사용한 광학적 정보기록 재생장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100329864B1 KR100329864B1 KR1019990017550A KR19990017550A KR100329864B1 KR 100329864 B1 KR100329864 B1 KR 100329864B1 KR 1019990017550 A KR1019990017550 A KR 1019990017550A KR 19990017550 A KR19990017550 A KR 19990017550A KR 100329864 B1 KR100329864 B1 KR 100329864B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- light
- information recording
- light source
- substrate
- optical
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 133
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 54
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 52
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 17
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 53
- 238000007667 floating Methods 0.000 claims description 10
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 10
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims description 8
- 230000005291 magnetic effect Effects 0.000 claims description 6
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 claims description 6
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 5
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 4
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 3
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 claims description 2
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims 2
- 239000011343 solid material Substances 0.000 claims 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 claims 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 abstract description 92
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 17
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 abstract description 6
- 238000010030 laminating Methods 0.000 abstract 1
- 239000010408 film Substances 0.000 description 24
- 230000008569 process Effects 0.000 description 17
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 15
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 9
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 7
- ORQBXQOJMQIAOY-UHFFFAOYSA-N nobelium Chemical compound [No] ORQBXQOJMQIAOY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 238000002294 plasma sputter deposition Methods 0.000 description 7
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 7
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 6
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 229910010293 ceramic material Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 4
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 4
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 4
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- CNQCVBJFEGMYDW-UHFFFAOYSA-N lawrencium atom Chemical compound [Lr] CNQCVBJFEGMYDW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 2
- 230000006870 function Effects 0.000 description 2
- 210000003128 head Anatomy 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 239000005264 High molar mass liquid crystal Substances 0.000 description 1
- 229910002837 PtCo Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- AOWKSNWVBZGMTJ-UHFFFAOYSA-N calcium titanate Chemical compound [Ca+2].[O-][Ti]([O-])=O AOWKSNWVBZGMTJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 1
- 238000002983 circular dichroism Methods 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000010485 coping Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000020169 heat generation Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
- 238000002488 metal-organic chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 125000002524 organometallic group Chemical group 0.000 description 1
- RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);zirconium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[Zr+4] RVTZCBVAJQQJTK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011295 pitch Substances 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 210000001747 pupil Anatomy 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000001947 vapour-phase growth Methods 0.000 description 1
- 229910001928 zirconium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
- G11B7/1365—Separate or integrated refractive elements, e.g. wave plates
-
- 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
- G11B7/123—Integrated head arrangements, e.g. with source and detectors mounted on the same substrate
- G11B7/124—Integrated head arrangements, e.g. with source and detectors mounted on the same substrate the integrated head arrangements including waveguides
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B11/00—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor
- G11B11/10—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field
- G11B11/105—Recording on or reproducing from the same record carrier wherein for these two operations the methods are covered by different main groups of groups G11B3/00 - G11B7/00 or by different subgroups of group G11B9/00; Record carriers therefor using recording by magnetic means or other means for magnetisation or demagnetisation of a record carrier, e.g. light induced spin magnetisation; Demagnetisation by thermal or stress means in the presence or not of an orienting magnetic field using a beam of light or a magnetic field for recording by change of magnetisation and a beam of light for reproducing, i.e. magneto-optical, e.g. light-induced thermomagnetic recording, spin magnetisation recording, Kerr or Faraday effect reproducing
- G11B11/1055—Disposition or mounting of transducers relative to record carriers
- G11B11/1058—Flying heads
-
- 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
- G11B7/122—Flying-type heads, e.g. analogous to Winchester type in magnetic recording
-
- 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
- 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
- G11B7/22—Apparatus or processes for the manufacture of optical heads, e.g. assembly
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Head (AREA)
- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
간단한 제조 프로세스에 의해 광원과 광 검출소자를 동일 기판상에 집적형성 가능하고, 기록 가능한 광학적 정보기록 재생장치에도 적용하는 것이 가능한 초소형 광 헤드 및 그것을 사용한 광학적 정보기록 재생장치.
단결정 투명기판상에 기둥(柱) 모양의 반도체 결정으로 이루어지는 광 도파층을 형성하고, 동(同) 광 도파층의 측면에 활성층을 설치함과 동시에, 상기 기판에 대해서 수직으로 광이 출사(出射)되도록 상기 활성층의 출사 단면 전후에 고반사막을 설치하여 수직공진기로 한 반도체 레이저 소자를 광원으로 한다. 또한, 동 반도체 레이저 광원의 근방에서의 상기 기판상에 광 검출소자를 집적 형성한다. 다시, 동 기판에서의 반도체 레이저 광원과 대항하는 면에 제1 투명층, 회절격자, 제2 투명층, 위상차 발생소자, 제3 투명층, 집광소자, 제4 투명층, 내접동 보호층을 순차 적층하여 광 헤드를 구성하고, 내접동 보호층을 정보 기록매체와 대향시켜 근접 배치한다.
Description
본 발명은, 광 헤드(optical head) 및 그것을 사용한 광학적 정보기록 재생장치에 관한 것이다.
종래, 광 디스크 등의 광학적 정보기록 재생장치에 탑재하는 광 헤드를 소형화하는 방식으로서, 예컨대 일본공개특허 소62-58432호 공보, 일본공개특허 소64-46242호 공보, 일본공개특허 평4-255923호 공보, 일본공개특허 평6-251410호 공보 등에 기재된 기술이 알려져 있다. 일본공개특허 소62-58432호 공보에 기재된 광 헤드에서는, 광원으로서 파브리·페롯(Fabri-Perot) 수평공진기를 가지는 반도체 레이저와 광 검출소자가 동일 기판상에 집적(集積) 형성되어 있다. 한편, 일본공개특허 소64-46242호 공보나 일본공개특허 평4-255923호 공보 및 일본공개특허 평6-251410호 공보에 기재된 광 헤드에서는, 광원으로서 이른바 면(面)발광 레이저를 사용하고 있다.
일본공개특허 소62-58432호 공보에 기재된 광 헤드의 경우, 광 디스크 장치 등의 광학적 정보기록 재생장치에 적용하기 위해서는, 반도체 레이저에서 출사된 광속의 광축을 90도 돌릴 필요가 있다. 동 공보에서는 에칭 등의 기술을 사용하여 반사미러를 형성하는 방법이 개시되어 있지만, 제조 프로세스상에서는 대단한 곤란이 따른다. 또, 반도체 레이저와 광 검출소자에서는 주입하는 불순물 농도에 큰 차이가 있기 때문에, 동일 프로세스에서 양자를 형성하면, 양자 모두 필요 충분한 특성을 얻는 것이 곤란하다는 문제점이 있다.
한편, 일본공개특허 소64-46242호 공보나 일본공개특허 평4-255923호 공보 및 일본공개특허 평6-251410호 공보에 기재된 광 헤드와 같이, 광원으로서 이른바 면발광 레이저를 사용하면, 일본공개특허 소62-58432호 공보에 기재된 광 헤드와 같이 반사미러를 형성할 필요가 없기 때문에, 제조 프로세스는 약간 간단하게 된다. 그러나, 면발광 레이저는 고출력화 및 출사광의 편광방향 고정이 어렵다는 점이 있어, 기록 가능한 광학적 정보기록 재생장치로의 적용은 현시점에서는 곤란하다.
본 발명의 목적은, 간단한 제조 프로세스에 의해 광원과 광 검출소자를 동일 기판상에 집적(集積)형성 가능하고, 또 기록 가능한 광학적 정보기록 재생장치에 적용하는 것이 가능한 초소형의 광 헤드 및 그 광 헤드를 사용한 광학적 정보기록 재생장치를 제공하는데 있다
본 발명에 있어서는, 단결정 투명기판상에 선택 성장기술을 사용하여 기둥 모양의 반도체 결정으로 이루어지는 광 도파층을 형성하고, 이 광 도파층의 측면에 활성층을 설치함과 동시에, 상기 단결정 기판에 대해서 수직으로 광이 출사되도록 상기 활성층의 출사 단면의 전후에 초격자 구조의 고 반사막으로 되는 브래그 반사기(Bragg Reflector)를 설치하여 수직공진기로 한 반도체 레이저 소자를 광원으로 한다. 또 선택 성장기술에서의 절연층 마스크의 패턴을 연구하는 함에 따라, 상기 반도체 레이저 광원과 동일 기판상에서 상기 광원의 근방에 광 검출소자를 형성한다.
본 발명의 광 헤드에서는, 상기 단결정 투명기판에 있어서, 상기 반도체 레이저 소자와 대향하는 면(面)에 플라즈마 CVD법 혹은 스퍼터링법 등에 의해 제1 투명층을 적층하고, 그 하면에 포토마스크 노광 프로세스 및 이온교환 프로세스 등에 의해 회절격자를 형성하여 광속 분리소자로 한다. 다음에, 제1 투명층의 하부에 플라즈마 CVD법 혹은 스퍼터링법에 의해 제2 투명층을 적층하고, 그 하면에 1/4 파장판에 상당하는 위상차 발생소자를 형성한다. 계속해서, 제2 투명층의 하부에 플라즈마 CVD법 혹은 스퍼터링법 등에 의해 제3 투명층을 적층하고, 그 하면에 포토마스크 노광 프로세스 등에 의한 그레이팅(grating) 렌즈 또는 이온교환 프로세스 등에 의한 굴절율 분포렌즈 혹은 볼록(凸)렌즈 등을 형성하여 집광소자로 한다. 또, 제3 투명층의 하부에 플라즈마 CVD법 혹은 스퍼터링법에 의해 제4 투명층을 적층하고, 그 하면에 스퍼터링법 등에 의해 세라믹 재료 등의 내접동(耐摺動) 보호층을 형성한다. 상기 제4 투명층 및 내접동 보호층을 정보 기록매체와 대향시켜 근접 배치한다.
상기 반도체 레이저 광원에서 출사된 광은, 제1 투명층, 광속 분리소자, 제2 투명층, 위상차 발생소자, 제3 투명층을 각각 통과하고, 집광소자에 의해 제4 투명층에서 정보 기록매체와 대향하는 면(面) 근방에 집광 스폿(spot)을 형성한다. 상기 정보 기록매체에서 반사된 광은 제4 투명층, 집광소자, 제3 투명층, 위상차 발생소자, 제2 투명층을 각각 통과한다. 또, 제2 투명층을 통과한 광은 광속 분리소자에 의해 복수의 광속으로 분리되고, 상기 반도체 레이저 광원의 근방에 집적 형성된 광 검출소자로 안내된다.
본 발명에 의하면, 파브리·페롯(Fabri-Perot) 수평진동기를 가지는 반도체 레이저와 같이, 광원으로 사용하는 반도체 레이저가 활성층의 단면에서 광속을 출사하는 구조이기 때문에, 고출력화나 편광방향 제어의 관점에서 이른바 면발광 레이저보다도 유리하고, 기록 가능한 광학적 정보기록 재생장치에도 적용 가능한 광 헤드를 실현할 수 있다. 또한, 포토마스크 노광 프로세스 등의 반도체 제조 프로세스 기술을 사용해서, 광원과 광 검출소자 뿐만 아니라 그 이외의 기능소자를 일체(一體) 프로세스에서 형성하는 것이 가능하기 때문에, 소형이면서 저가인 광 헤드를 실현할수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 관한 광 헤드의 구성 단면도,
도 2는 본 발명에서의 회절격자와 광 검출소자의 개념도,
도 3은 본 발명에서의 광 검출기 수광영역의 광 강도분포와 각종 신호 검출방법을 나타내는 설명도,
도 4는 본 발명에서의 반도체 레이저 광원의 제조공정(제1 단계)을 설명하는 도면,
도 5는 본 발명에서의 반도체 레이저 광원의 제조공정(제2 단계)을 설명하는 도면,
도 6은 본 발명에서의 반도체 레이저 광원의 제조공정(제3 단계)을 설명하는 도면,
도 7은 본 발명에서의 광 검출소자의 제조공정을 나타내는 단면도,
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 관한 광 헤드의 구성 단면도,
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 관한 광 헤드의 구성 단면도,
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 관한 광 헤드의 구성 단면도,
도 11은 본 발명의 제5 실시예에 관한 광 헤드의 구성 단면도,
도 12는 본 발명의 제6 실시예에 관한 광 헤드의 구성 단면도,
도 13은 본 발명의 제7 실시예에 관한 광 헤드의 구성 단면도,
도 14는 본 발명의 제8 실시예에 관한 광 헤드의 구성 단면도,
도 15는 본 발명의 제9 실시예에 관한 광학적 정보기록 재생장치의 사시도,
도 16은 본 발명의 제10 실시예에 관한 광학적 정보기록 재생장치의 사시도,
도 17은 본 발명의 제11 실시예에 관한 광학적 정보기록 재생장치의 사시도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
(제1 실시예)
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 관한 광 헤드(100)의 구성 단면도이다. 이광 헤드(100)에서는, 반도체 레이저 광원(1)은 사파이어(a-Al2O3) 또는 탄화규소(a-SiC) 등의 단결정 투명기판(2)상에 배치되어 있고, 반도체 레이저 광원(1)의 활성층(209)은 상기 투명기판(2)에 대해서 수직으로 형성되어 있다.
또한, 상기 투명기판(2)상에는 반도체 레이저 광원(1)의 근방에 광 검출소자(3)가 집적 형성되어 있다. 반도체 레이저 광원(1) 및 광 검출소자(3)의 구체적인 구성에 대해서는 후술한다.
투명기판(2)에 있어서, 상기 반도체 레이저 광원(1)과 대향하는 면에는 플라즈마 CVD법 혹은 스퍼터링법 등에 의해 제1 투명층(4)이 적층 형성되어 있고, 그 하면(4a)에는 포토마스크 노광 프로세스 및 이온교환 프로세스 등에 의해 광속 분리소자로서의 회절격자(5)가 형성되어 있다. 제1 투명층(4)의 하부에는 플라즈마 CVD법 혹은 스퍼터링법 등에 의해 제2 투명층(6)이 적층 형성되어 있고, 그 하면(6a)에는 1/4 파장판에 상당하는 위상차 발생소자(7)가 형성되어 있다. 위상차 발생소자(7)의 광학 축은 반도체 레이저 광원(1)의 활성층(209)에 대해서 45도 방향으로 설정한다. 제2 투명층(6)의 하부에는 플라즈마 CVD법 혹은 스퍼터링법 등에 의해 제3 투명층(8)이 적층 형성되어 있고, 그 하면(8a)에는 포토마스크 노광 프로세스 등에 의한 그레이팅 렌즈(9)가 집광소자로서 형성되어 있다. 제3 투명층(8)의 하부에는 플라즈마 CVD법 혹은 스퍼터링법 등에 의해 제4 투명층(10)이 적층 형성되어 있고, 그 하면(10a)에는 스퍼터링법 등에 의해 세라믹 재료 등의 내접동 보호층(11)이 형성되어 있다. 제4 투명층(10) 및 내접동 보호층(11)은, 정보기록매체(13)와 대향시켜 근접 배치된다.
반도체 레이저 광원(1)에서 출사된 광은, 투명기판(2), 제1 투명층(4), 회절격자(5), 제2 투명층(6), 위상차 발생소자(7), 제3 투명층(8)을 각각 통과하고, 그레이팅 렌즈(9)에 의해 제4 투명층(10)에서 정보 기록매체(13)와 대향하는 하면(10a) 근방에 집광 스폿(12)을 형성한다. 위상차 발생소자(7)의 광학 축이 반도체 레이저 광원(1)의 활성층(209)에 대해서 45도 방향으로 설정되어 있기 때문에, 위상차 발생소자(7)를 통과한 광은 거의 원편광으로 되어 정보 기록매체(13)에 집광된다.
정보 기록매체(13)는 기판(13a)과 정보기록막(13b) 및 보호막(13c)으로 구성되어 있고, 집광 스폿(12)과 정보 기록매체(13)의 간격은 1㎛ 이하로 설정한다. 제4 투명층(10)의 굴절율을 n, 그레이팅 렌즈(9)의 개구수를 NA라 하면, 그레이팅 렌즈(9)에서 집광 스폿(12)에 이르는 실효적인 개구수는 n ×NA가 된다. NA = 0.6이 되는 그레이팅 렌즈(9)는 설계 가능하고, 제4 투명층(10)의 굴절율로서 n = 1.7 정도의 재질을 선택하면, 실효적인 개구수를 1 이상으로 할 수 있다. 이것에 의해, 극히 미소한 집광 스폿(12)의 형성이 가능하게 된다.
정보 기록매체(13)에서 반사된 광은, 제4 투명층(10), 그레이팅 렌즈(9), 제3 투명층(8),위상차 발생소자(7), 제2 투명층(6)을 각각 통과한다. 그때, 위상차 발생소자(7)의 출사광은 동 소자를 2회 통과하는 것으로 되기 때문에, 그 편광방향은 반도체 레이저 광원(1)의 출사광에 대해서 90도 회전한다. 제2 투명층(6)을 통과한 광은 회절격자(5)에 의해 회절되고, 반도체 레이저 광원(1)의 근방에 집적 형성된 광 검출소자(3)로 안내된다.
회절격자(5)는, 예컨대 저패니즈·저널·오브·어플라이드·피직스 제36권(1997년) 589∼590페이지(Jpn. J. Appl. Phys. Vol.36(1997) pp 589-590)에 기재된 바와 같이, 고분자 액정을 사용한 편광성 회절격자이고, 반도체 레이저 광원(1)측에서 입사하는 광에 대해서는 회절격자로서 작용하지 않고, 정보 기록매체(13)로부터의 반사광은, 즉 위상차 발생소자(7)를 2회 통과하는 것에 의해 편광방향이 90도 회전한 광에 대해서는 회절격자로서 작용하도록 설정되어 있다. 이와 같은 구성을 채용함으로써, 반도체 레이저 광원(1)으로의 귀환 광이 감소하고, 이러한 귀환 광의 영향으로 발생하는 레이저 잡음을 억압할 수 있다는 효과도 있다.
이상의 설명에서는, 각 투명층을 플라즈마 CVD법 혹은 스퍼터링법 등에 의해 적층 형성하는 경우에 대해서 나타냈지만, 각 투명층을 개별로 작성하고, 각각 밀착시켜 적층시키는 구성을 채용하는 것도 가능하다. 즉, 회절격자(5)를 형성한 제1 투명층(4), 위상차 발생소자(7)를 형성한 제2 투명층(6), 그레이팅 렌즈(9)를 형성한 제3 투명층(8), 내접동 보호층(11)을 형성한 제4 투명층(10)을 각각 개별로 작성하고, 이들 각 투명층을 사파이어 등에 의한 투명기판(2)에 적층해서 접착하면 된다. 위상차 발생소자(7)로서는, 예컨대 니오브(Nd)산 리튬 등의 이방성 광학결정의 결정축 방향을 제어하여 성장시키는 혹은 통상의 1/4 파장판을 작성하는 경우와 같이, 단판(單板) 혹은 적층 수정판을 사용하는 경우 등, 종래 공지의 여러종류의 기술이 적용 가능하다.
도 2는 회절격자(5)와 광 검출소자(3)의 개념도이다. 회절격자(5)는, 피치 및 각도가 다른 4개의 격자 영역으로 구성되어 있다. 상술한 바와 같이, 정보 기록매체(13)로부터의 반사광은 1/4 파장판에 상당하는 위상차 발생소자(7)를 2회 통과하는 것으로 되기 때문에, 복로(復路)에서의 직선편광의 편광방향은 왕로(往路)의 편광방향에 대해서 직교한다. 복로의 직선편광에 대해서는, 회절격자(5)가 격자로서 작용하고, 8개의 광속(4영역 각각에 대해서 + 1차 및 - 1차 회절광이 발생하기 위한)으로 분할된다. 또한, 회절격자(5)는 홈 구조를 가지는 정보 기록매체(13)를 사용한 경우, 상기 홈에서 회절된 광에 의해 그레이팅 렌즈(9)의 동공(瞳)상에 생기는 광 강도분포가 동도의 광속 강도패턴(14)에 나타내는 상태가 되도록 배치된다. 광 검출소자(3)는 12개의 수광영역(3a∼31)으로 구성되어 있고, 포커스(focus) 에러 및 트랙(track) 에러라는 광점 제어신호 혹은 정보 기록매체(13)상에 기록되어 있는 정보신호를 검출, 재생한다.
도 3은, 포커스 에러가 발생한 경우 각 수광영역(3a∼31)의 광속패턴과 각종 신호검출을 위한 광 검출기 출력연산방법을 나타내는 설명도이다. 또, 후술하는 바와같이, 본 실시예에 관한 광 헤드(100)를 부상(浮上) 슬라이더상에 탑재하여 정보 기록매체(13)를 부상 주행시키는 경우, 상기 광점 제어신호중 포커스 에러신호는 광 헤드(100) 전체를 구동하기 위한 신호로서 반드시 필요하다는 의미는 아니지만, 예컨대 부상량 변동에 의해 포커스 에러가 발생한 경우 각종 보상신호로서 사용할 수 있다. 또한, 이상 기술한 광 검출소자(3)의 수광영역의 구성은 일예이고, 광점 제어신호 및 기록된 정보신호 검출의 목적에서는, 본 실시예의 구성에 한정되는 것은 아니다.
도 4∼도 6은 반도체 레이저 광원(1)의 제조공정을 나타내는 설명도이고, 이들 도면에 있어서 (a)는 단면도, (b)는 평면도를 각각 나타내고 있다. 이하, 이들 도면에 나타내는 제조공정과 함께 반도체 레이저 광원(1)의 구성을 설명한다. 우선, 제조공정의 제1단계에 대해서 설명한다. 도 4(a)에 나타낸 바와 같이, 단결정 사파이어 기판(201)상에 GaN 버퍼층(202), GaN 광 도파층(203), GalnN/AlGaN 초격자구조 반사막(204), n형 GaN 광 도파층(205)을 순차 유기금속 기상성장(MOCVD)법에 의해 에피택셜 성장시킨다. 다음에, n형 GaN 광 도파층(205)상에 TiN 박막(206)을 증착하고, TiN 박막(206)에 포토리소그래피 프로세스를 사용해서 에칭에 의해 정육각형 모양의 창 영역을 형성한다. 그 후, TiN 박막(206)을 덮기 위해 절연막(207)을 형성하고, TiN 박막(206)이 표면에 노출하지 않도록 포토리소그래피와 에칭에 의해, 도 4(b)에 나타낸 정육각형 모양의 창 영역을 형성한다. 그 후, n형 GaN 광 도파층(208), AlGaN/GaN/GalnN으로 이루어지는 다중 양자우물 구조의 활성층(209)을 선택 성장시킨다. 또, 활성층(209)에 접촉하도록 p형 GaN 광 도파층(210)을 형성한다.
다음에, 제조공정의 제2단계에 대해서 설명한다. 도 5(a)에 나타낸 바와 같이, n형 GaN 광 도파층(208)의 측면에 형성된 활성층(209)을 남기고, 포토리소그래피 프로세스를 사용해서 각층(208, 209, 210)의 상부를 에칭가공에 의해 제거한다. 도 5(b)에 나타낸 바와 같이, 육방정계 구조의 단결정이나 (111)면방위를 가지는 입방정계 구조의 단결정 기판상에서는, 대칭성이 6회 대칭으로 되기 때문에 선택성장에 의해 정육각기둥 모양의 반도체 결정을 성장시킨다. 이 반도체 결정을 광 도파로로 해서 측면에 활성층(209)을 설치하면, 기판(201)에 대해서 수직한 방향에 공진기를 형성하는 것이 가능하게 된다.
계속해서, 제조공정의 제3단계에 대해서 설명한다. 도 6(b)에 나타낸 바와 같이 정육각기둥 모양의 반도체 결정의 한변만을 남기고, 포토리소그래피 프로세스를 사용해서 다른 변을 에칭에 의해 제거한다. 그 후, 도 6(a)에 나타낸 바와 같이, 활성층(209)상에 유전체 고반사막(211)을 형성하고, p측 전극(212) 및 n측 전극(213)을 증착한다. 이상의 공정에 의해, 상술한 반도체 레이저 광원(1)이 얻어진다. 또, 상기 구조에 있어서, TiN 박막(206)은 반드시 필요한 것은 아니고, 상술한 GalnN/AlGaN 초격자구조 반사막(204)과 유전체 고반사막(211)으로 공진기를 형성한 구성의 소자도 실현 가능하다.
도 7은 광 검출소자(3)의 제조공정을 나타내는 단면도이고, 동도에 나타낸 바와같이, 단결정 사파이어 기판(201)상에 GaN 버퍼층(202)을 형성하고, 그 위에 다량의 n형 불순물을 첨가한 n+형 GaN층(214)을 형성한다. 다음에, n+형 GaN층(214)의 위에 광 흡수층으로서 GaN층(215)을 성장시킨다. 단, 광 흡수층의 밴드 갭은 활성층보다 작을 필요가 있기 때문에, 예컨대 GalnN 등을 사용한다. 또, GaN층(215)의 상부에 p형 GaN층(216)을 부분적으로 성장시키고, 그 일부를 마스크로 하여 SiO2절연층(217)을 형성하며, 이어서 마스크를 제거하여 전극(218)을 형성한다.
이상의 설명에서는 반도체 레이저 광원(1)과 광 검출소자(3)를 개별로 설명하였지만, 양자를 동시에 집적 형성하는 것도 가능하다. 이 경우, 광 검출소자(3)에 대해서는, 도 4(a)에 나타낸 n형 GaN 광 도파층(208)의 상부를 에칭가공에 의해 제거한 후, 활성층을 투명기판(2)에 대해서 평행하게 형성하면 된다.
(제2 실시예)
도 8은 본 발명의 제2 실시예에 관한 광 헤드(101)의 구성 단면도이다. 이 광 헤드(100)는, 광 검출소자(3)를 투명기판(2)에서 반도체 레이저 광원(1)과 대향하는 단면(2a)상에 형성시킨 것이고, 그 이외의 구성은 제1 실시예의 광 헤드(100)와 기본적으로 같다. 본 실시예와 같은 구성을 채용함으로써, 반도체 레이저 광원(1)과 광 검출소자(3)를 다른 프로세스에서 작성하는 것이 가능하게 되기 때문에, 각 소자의 집적형성 프로세스의 자유도가 증가한다. 또한, 광 검출소자(3)로서는 광 헤드(101) 제작과는 별개의 프로세스에 의해 제작한 소자를 투명기판(2)상에 배치, 접착하여도 관계없다.
(제3 실시예)
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 관한 광 헤드의 구성 단면도이고, 제1 실시예 및 제2 실시예의 광 헤드(100, 101)의 주위에 코일(15)을 설치하고, 액추에이터(16)를 구성한 예를 나타내고 있다(단, 도 9는 광 헤드(100)를 구비한 것이다). 액추에이터(16)의 구동방향으로서는, 이른바 포커스 방향(정보 기록매체(13)의 법선방향)과 트래킹 방향(정보 기록매체(13)상에 형성된 정보기록트랙의 편심이동에 추종하는 방향)의 어느 한쪽 혹은 양자라도 된다.
(제4 실시예)
도 10은 본 발명의 제4 실시예에 관한 광 헤드의 구성 단면도이고, 제1 실시예 및 제2 실시예의 광 헤드(100, 101)를 부상형 슬라이더(17)에 탑재한 예를 나타내고 있다. 동도 (a)에서는 광 헤드(100, 101)가 부상형 슬라이더(17)의 단면에 탑재되고, 동도 (b)에서는 광 헤드(100, 101)가 부상형 슬라이더(17)의 저면에 탑재되어 있다. 부상형 슬라이더(17)는 산화지르코늄이나 티탄산 칼슘 등의 세라믹 재료 혹은 반도체 레이저 광원(1)의 발열에 대처하기 위한 사파이어 등 열 전도율이 높은 재료를 사용한다. 슬라이더(17)를 다른 재질로 형성하고, 정보 기록매체(13)와 대향하는 면에 내접동 보호막(17a)으로서 상기 세라믹 재료 등을 형성하여도 된다.
(제5 실시예)
도 11은 본 발명의 제5 실시예에 관한 광 헤드의 구성 단면도이고, 제1 실시예 및 제2 실시예의 광 헤드(100, 101)에서 그레이팅 렌즈(9)를 형성한 제3 투명층(8)까지 적층한 소자(102)를 사용한 예를 나타내고 있다. 소자(102)의 주위에는 코일(108)이 배치되고, 소자(102) 전체를 포커스 방향으로 구동하는 액추에이터(19)가 구성되어 있다. 동도 (a)에서는 소자(102)와는 다른 부재(20)에 반구형 렌즈(21)가 탑재되어 있고, 그레이팅 렌즈(9)에서 출사된 광은 반구형 렌즈(21)로 입사하며, 동 렌즈(22)에서 정보 기록매체(13)와 대향하는 면 근방에 집광 스폿(12)을 형성한다. 반구형 렌즈(21)의 굴절율을 n, 그레이팅 렌즈(9)의 개구수를 NA라 하면, 그레이팅 렌즈(9)에서 집광 스폿(12)에 이르는 실효적인 개구수는 n ×N이 된다. 제1 실시예에서 기술한 바와 같이, 반구형 렌즈(21)의 굴절율로서 n = 1.7 정도의 재질을 선택하면, 실효적인 개구수를 1 이상으로 할 수 있다. 이것에 의해, 극히 미소한 집광 스폿(12)의 형성이 가능하게 된다. 또, 상기 반구형 렌즈(21)에 부가해서 이온교환 프로세스 등에 의한 굴절율 분포형 렌즈를 사용할 수도 있다. 또, 소자(102)와 부재(20)의 주위에는 코일(22)이 배치되어 있고, 소자(102)와 부재(20)를 일체로 해서 트래킹 방향으로 구동시킨다. 또, 코일(22)은 본 실시예에서 필수 구성요소는 아니고, 예컨대 소자(102)와 부재(20)를 일체화하여 이른바 스윙 암 등의 기구에 탑재하고, 트래킹 방향으로 구동시켜도 된다.
도 11(b)에서는, 상기 반구형 렌즈(21) 대신에 구(球)의 일부를 자른 이른바 초반구 렌즈(23)를 사용하고, 이 초반구 렌즈(23)를 부재(20)에 탑재하고 있다. 이 경우, 초반구 렌즈(23)의 굴절율을 n, 그레이팅 렌즈(9)의 개구수를 NA라 하면, 그레이팅 렌즈(9)에서 집광 스폿(12)에 이르는 실효적인 개구수는 n2×NA가 된다. 따라서, 초반구형 렌즈(21)의 굴절율로서 n = 1.7 정도의 재질을 선택하면, 실효적인 개구수를 반구형 렌즈(21)의 경우보다 크게 할 수 있다. 이것에 의해, 도 11(a)보다도 더 미소한 집광 스폿(12)의 형성이 가능하게 된다. 또, 본 실시예에서도, 초반구 렌즈(23) 대신에 이온교환 프로세스 등에 의한 굴절율 분포형 렌즈를 사용하여도 된다.
(제6 실시예)
도 12는 본 발명의 제6 실시예에 관한 광 헤드의 구성 단면도이다. 상술한제5 실시예에서는, 집광 스폿(12)은 정보 기록매체(13)에서의 정보기록막(13b)에 대해서 기판(13a)과 반대측으로 부터 집광되고 있지만, 본 실시예에서는 그레이팅 렌즈(9)에서 나온 광은 기판(13a)을 통과한 후, 정보기록막(13b)에 집광된다. 도 12(a)에 있어서, 부재(20)에 탑재되어 있는 렌즈(24)는, 도면중 점선으로 나타낸 바와 같이, 정보 기록매체(13)의 기판(13a)과 일체로 고려한 경우에 반구형 렌즈가 되도록 형상이 가공되어 있다. 본 실시예는, 도 11(a)에서 반구형 렌즈(21)의 광속 집속입사 광로중에 두께 d의 공기층이 존재하는 것과 등가이다. 이 공기층에 의해 집광 스폿(12)에는 약간 구면수차가 발생하지만, 공기층의 두께를 알고 있다면, 발생하는 구면수차를 보정하도록 그레이팅 렌즈(9)를 설치하는 것은 가능하다. 또한, 도 12(b)에 있어서, 부재(20)에 탑재되어 있는 렌즈(25)는 도면중 점선으로 나타낸 바와 같이, 정보 기록매체(13)의 기판(13a)과 일체로 고려한 경우에 도 11(b)에 나타낸 초반구 렌즈가 되도록 형상이 가공되어 있다. 도 12(a), (b)의 어느 경우라도, 렌즈(24, 25)와 기판(13a)간 거리(d)는 반도체 레이저 광원(1)의 파장에 대해서 충분히 작을 필요가 있지만(예컨대, 파장에 대해서 1/8에서 1/10 정도), 외부진동 등 외란의 영향으로 광 헤드가 정보 기록매체(13)와 접촉하는 것에 의해, 정보기록막(13b)이 손상 받는 것을 회피할 수 있다.
(제7 실시예)
도 13은 본 발명의 제7 실시예에 관한 광 헤드의 구성 단면도이고, 제1 실시예 및 제2 실시예의 광 헤드(100, 101)에서 위상차 발생소자(7)를 형성한 제2 투명층(6)까지 적층한 소자(103)를 사용한 예를 나타내고 있다. 소자(23)와 분리해서대물렌즈(26)를 탑재한 액추에이터(27)를 배치하고, 대물렌즈(26)를 포커스 방향 및 트래킹 방향으로 구동한다. 동 도면중에 점선으로 나타낸 바와 같이, 소자(103)와 액추에이터(27)의 주위에 코일(28)을 배치하고, 이것에 의해 소자(103)와 액추에이터(27)를 일체화하여 트래킹 방향으로 구동하여도 된다. 본 실시예와 같은 구성을 채용하면, 대물렌즈(26)로서 종래 공지의 기술에 의한 글라스성 비(非)구면 렌즈 등, 일반적으로 시장에 유통되고 있는 부품을 사용할 수 있기 때문에, 광학계 설계의 자유도가 증가한다. 또한, 적당한 대물렌즈(26)를 선정함으로써, 대물렌즈(26)와 정보 기록매체(13)간의 거리를 충분히 가지면서(예컨대, 약 0.5㎜∼1㎜ 정도), 정보 기록매체(13)의 기판(13a)을 지나서 집광 스폿(12)을 형성할 수 있다. 이것에 의해 광 헤드 전체를 대폭 소형화함과 동시에, 현재 시장에 나와 있는 CD, CD-ROM, DVD-ROM, DVD-RAM 등의 일반적인 광학적 정보기록 재생장치에 사용하는 광 헤드와의 호환성을 유지하는 것이 가능하게 된다.
(제8 실시예)
도 14는 본 발명의 제8 실시예에 관한 광 헤드의 구성 단면도이고, 정보 기록매체(13)의 정보기록막(13b)으로서 이른바 광자기 기록매체를 사용한 경우에의 적용예를 나타내고 있다. 본 실시예의 광 헤드에서는, 제1 실시예 및 제2 실시예의 광 헤드(100, 101)에서 정보 기록매체(13)와 대향하는 제4 투명층(10)상에 박막 모양의 코일(29)을 형성하고, 정보기록막(13b)에 대해서, 정보 기록매체(13)의 표면에 수직한 방향으로 기록하는 정보에 따라서 강도변조 혹은 국성(局性) 반전된 자계를 인가한다. 정보 기록시에, 반도체 레이저 광원(1)은 고출력으로 발광하지만,일정 강도에서 연속적으로 발광하여도 펄스모양으로 발광하여도 된다. 어느 경우에도, 광자기 정보기록막(13b)에 대해서 이른바 자계변조 기록을 행한다. 일반적으로, 자계변조 기록방식의 쪽이 이른바 광변조 기록방식에 비해서 미소한 기록마크를 형성하는 것이 가능하다.
광자기 신호를 재생하는 경우, 일반적으로는 광자기 정보기록막에 직선편광을 조사하고, 반사광에서 편광면의 회전(커(Kerr)회전)을 검출한다. 그러나, 「광 메모리 심포지움 ‘88 강연예고집 pp. 35∼36」기재와 같이, 광자기 기록막의 원이색성을 이용하면, 원편광을 조사한 경우에도 광자기 신호의 검출이 가능하다. 광자기 기록막의 원이색성은, 동 기록막에서 커(Kerr) 타원율이 큰 만큼 그 효과가 크다. 「제15회 일본 응용자기학회 학술강연회 강연번호 31p B-5(동 강연예고집 pp. 310)」에 나타나 있는 바와 같이, 광자기 기록막의 커(Kerr) 타원율은 조사하는 광의 파장이 짧게 되는 만큼 크게 된다. 따라서, 「전자정보통신학회 기술연구보고 보고번호 MR 91-74(1991년)」기재와 같이, 광원 파장이 단파장화 하는 만큼 원이색성의 효과를 이용한 광자기 신호재생이 유리하게 된다.
도 14에 나타낸 제8 실시예에 의하면, 정보 기록매체(13b)에는 원편광이 조사되게 된다. 반도체 레이저 광원(1)을 형성하는 재료로서 GaN계의 재료를 사용하면, 광원 파장은 약 400∼500nm 정도가 된다. 예컨대 TbFeCo계 혹은 GdTeFeCo계의 비정질 박막 혹은 PtCo계의 초격자 적층막 등을 사용하면, 상기 파장영역에서는 원이색성 효과를 이용한 광자기 신호재생 방식이 유효하게 되는 정보기록막(13b)을 구성하는 것이 가능하다. 또한, 본 실시예에 의하면, 동일 광 헤드에 의해, 정보기록매체상에 형성된 요철(凹凸) 형상의 기록마크, 반사율 변화에 의한 기록마크(이른바 상변화기록) 및 자화의 방향에 의한 기록마크(광자기 기록)를 모두 검출 재생하는 것이 가능하다.
또, 상술한 제1 내지 제7 실시예에 있어서, 정보기록막으로서 제8 실시예에서 기술한 광자기 기록막을 사용함과 동시에, 집광 스폿(12) 근방에 자계 인가용의 코일(29)을 배치하면, 제8 실시예와 같은 효과가 얻어진다.
(제 9실시예)
도 15는 본 발명의 제9 실시예에 관한 광학적 정보기록 재생장치(300)의 사시도이다. 이 광학적 정보기록 재생장치(300)에서는, 상기 제4 실시예 (도 10 참조)의 광 헤드(100, 101)를 탑재한 부상형 슬라이더(17)가 지지 암(30)에 의해 지지되어 있고, 액추에이터(31)에 의해 정보 기록매채(13)(본 실시예에서는 디스크형상)의 반경 방향으로 이동한다. 정보 기록매체(13)인 광디스크는, 개폐 가능한 셔터 (32) 및 방진 기능을 가지는 카트리지(33)에 삽입되어 있고, 광학적 정보기록 재생장치(300)의 개구부(34)에서 장치내로 삽입된다. 광학적 정보기록 재생장치(300) 전체는 방진 케이스(35)에 의해 덮여져 있다.
또, 본 실시예에서는 액추에이터(31)의 구조로서 이른바 스윙 암형의 예를 나타냈지만, 이것에 한정되는 것은 아니다. 또한, 동도에 있어서, 각종 신호처리회로, 광 디스크 회전을 위한 스핀들 모터 혹은 각종 입출력 단자 등은 도시를 생략하고 있지만, 실제의 장치에서는 필요 구성요소인 것은 말할 필요도 없다. 본 실시예에 의하면, 광 헤드가 소형화되기 때문에, 광학적 정보기록 재생장치(300) 전체의 소형 박형화를 실현함과 동시에, 고속 액세스 가능한 고성능의 광학적 정보기록 재생장치(300)를 실현할 수 있다.
(제10 실시예)
도 16은 본 발명의 제10 실시예에 관한 광학적 정보기록 재생장치(301)의 측면도이다. 이 광학적 정보기록 재생장치(301)는, 이른바 스택구조의 정보기록 재생장치이고, 상기 제9 실시예와 같이, 광 헤드(100, 101)를 탑재한 부상형 슬라이더(17)가 지지 암(30)에 의해 지지되어 있고, 액추에이터(36)에 의해 적층 배치된 광 디스크(13)의 반경방향으로 이동한다. 광 디스크(13)는 스핀들 모터(37)에 고정되어 있고, 광학적 정보기록 재생장치(301) 전체는 방진 케이스(35)에 의해 덮여져 있다. 본 실시예에 의하면, 소형으로 초대용량의 정보기록 장치를 실현할 수 있다.
(제11 실시예)
도 17은 본 발명의 제11 실시예에 관한 광학적 정보기록 재생장치(302)의 사시도이다. 이 광학적 정보기록 재생장치(302)에서는, 상기 제5 실시예(도11 참조) 혹은 상기 제7 실시예(도 13 참조)의 광 헤드(102, 103)를 캐리지(38)에 탑재하고, 캐리지 이동기구(39)에 의해 광 디스크(13)의 반경방향으로 이동시킨다. 광디스크(13)는 상기 제9 실시예와 같이, 개폐 가능한 셔터(32) 및 방진기능을 가지는 카트리지(33)에 삽입되어 있고, 광학적 정보기록 재생장치(302)의 개구부(34)에서 장치내로 삽입되어 스핀들 모터(37)에 의해 회전한다. 광학적 정보기록 재생장치(302) 전체는 방진 케이스에 의해 덮여져 있다. 본 실시예에서는 정보 기록매체로서 기판을 지나서 집광 스폿을 형성하는 구성 혹은 기판을 투과하지 않고 집광 스폿을 형성하는 구성 어느 것이라도 사용할 수 있다.
이상 기술한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 파브리 페롯(Fabri-Pearot) 수평 공진기를 가지는 반도체 레이저와 같이, 광원으로 사용하는 반도체 레이저가 활성층의 단면에서 광속을 출사하는 구조이기 때문에, 고출력화나 편광방향 제어의 관점에서 이른바 면발광 레이저보다도 유리하고, 기록가능한 광학적 정보기록 재생장치에도 적용 가능한 광 헤드를 실현할 수 있다. 또한, 포토마스크 노광 프로세스 등의 반도체 제조프로세스 기술을 사용하여 광원과 광 검출소자 뿐만 아니라 그 이외의 기능소자를 일체 프로세스로 형성하는 것이 가능하기 때문에, 소형이면서 저가인 광 헤드를 실현할 수 있다.
Claims (25)
- 광원과, 상기 광원에서 출사하는 광속을 정보 기록매체에 집광 조사하는 집광소자와, 상기 광원으로부터의 출사광 및 상기 정보 기록매체로부터의 반사광에 소정의 위상차를 부여하는 위상차 발생소자와, 상기 정보 기록매체로부터의 반사광을 광속 분리하는 광속 분리소자와, 상기 반사광을 수광하여 상기 정보 기록매체에 기록되어 있는 정보신호를 검출하는 광 검출소자를 구비하고,상기 광원이 상기 광 검출소자와 동일 기판상에 집적 형성됨과 동시에, 상기 광원이 상기 기판에 대해서 수직으로 형성된 반도체 결정의 측면에 활성층을 설치한 광 도파로 구조로서, 상기 출사광의 출사방향에 대해 직교하는 방향으로 상기 활성층을 구성하는 각 층을 적층형성함으로써 수직공진기를 형성한 반도체 레이저인 것을 특징으로 하는 광 헤드.
- 제 1 항에 있어서,상기 광 검출소자가, 상기 기판에 대해서 상기 광원과 동일 면측에 집적 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광 헤드.
- 제 1 항에 있어서,상기 광 검출소자가, 상기 기판에 대해서 상기 광원과 대향하는 면에 집적 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광 헤드.
- 제 2 항에 있어서,상기 광원에서 출사한 광속이, 상기 기판을 투과한 후에 상기 정보 기록매체에 집광 조사되는 것을 특징으로 하는 광 헤드.
- 제 3 항에 있어서,상기 광원에서 출사한 광속이, 상기 기판을 투과한 후에 상기 정보 기록매체에 집광 조사되는 것을 특징으로 하는 광 헤드.
- 제 1 항에 있어서,상기 광속 분리소자와 상기 위상차 발생소자 및 상기 집광소자를, 상기 기판에 대해서 상기 광원과 대향하는 면에 소정의 간격을 두고서 집적 형성한 것을 특징으로 하는 광 헤드.
- 제 6 항에 있어서,상기 광속 분리소자가, 회절격자인 것을 특징으로 하는 광 헤드.
- 제 6 항에 있어서,상기 위상차 발생소자에 의해 발생하는 위상차가 1/4 파장이고, 상기 위상차 발생소자의 광학 축이 상기 반도체 레이저의 활성층에 대해서 약 45도 방향으로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 광 헤드.
- 제 6 항에 있어서,상기 집광소자가, 그레이팅 렌즈 또는 굴절율 분포렌즈 또는 볼록(凸)렌즈인 것을 특징으로 하는 광 헤드.
- 제 6 항에 있어서,상기 집광소자가, 그레이팅 렌즈이고, 상기 그레이팅 렌즈에서 광속 집광점까지의 광 통과경로가 고체 재료로 형성되며, 상기 광속 집광점이 상기 정보 기록매체와 대향해서 근접 배치된 상기 고체 재료의 표면 근방에 형성됨과 동시에, 상기 그레이팅 렌즈에 의한 실효적인 개구수가 1 이상인 것을 특징으로 하는 광 헤드.
- 제 6 항에 있어서,상기 집광소자가 그레이팅 렌즈와 반구형 렌즈로 구성되고, 또 상기 반구형 렌즈가 상기 광원측에 볼록(凸)하게 되도록 배치되어 있으며, 상기 그레이팅 렌즈와 상기 반구형 렌즈에 의한 합성 개구수가 1 이상인 것을 특징으로 하는 광 헤드.
- 제 1 항에 있어서,상기 기판이, 사파이어(a-Al2O3) 기판 또는 탄화규소(a-SiC) 기판인 것을 특징으로 하는 광 헤드.
- 제 1 항에 있어서,상기 집광소자에서의 상기 정보 기록매체에 대향하는 측면 중, 광속이 집광되는 부분 이외에 내접동(耐摺動) 기능을 가지는 내접동 보호막을 형성한 것을 특징으로 하는 광 헤드.
- 제 13 항에 있어서,상기 내접동 보호막이, 세라믹 막인 것을 특징으로 하는 광 헤드.
- 제 13 항에 있어서,상기 내접동 보호막상에 박막 모양의 자기코일을 설치한 것을 특징으로 하는 광 헤드.
- 제 1 항에 있어서,상기 광 헤드가, 부상형 슬라이더에 탑재되어 있는 것을 특징으로 하는 광 헤드.
- 제 16 항에 있어서,부상량이 1㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 광 헤드.
- 제 1 항에 있어서,상기 광속 분리소자와 상기 위상차 발생소자를, 상기 기판에 대해서 상기 광원과 대향하는 측면에 소정의 간격을 두고서 집적 형성함과 동시에, 상기 집적체에 대해서 상기 집광소자를 분리하여 배치한 것을 특징으로 하는 광 헤드.
- 제 1 항에 있어서,상기 광속 분리소자와 상기 위상차 발생소자 및 상기 집광소자를, 상기 기판에 대해서 상기 광원과 대향하는 측에 상기 기판과 분리하여 배치한 것을 특징으로 하는 광 헤드.
- 제 18 항에 있어서,상기 집광소자가, 그레이팅 렌즈 또는 굴절율 분포렌즈 또는 볼록(凸)렌즈인 것을 특징으로 하는 광 헤드.
- 제 19 항에 있어서,상기 집광소자가, 그레이팅 렌즈 또는 굴절율 분포렌즈 또는 볼록(凸)렌즈인 것을 특징으로 하는 광 헤드.
- 광원과, 상기 광원에서 출사하는 광속을 정보 기록매체에 집광 조사하는 집광소자와, 상기 광원으로부터의 출사광 및 상기 정보 기록매체로부터의 반사광에 소정의 위상차를 부여하는 위상차 발생소자와, 상기 정보 기록매체로부터의 반사광을 광속 분리하는 광속 분리소자와, 상기 반사광을 수광하여 상기 정보 기록매체에 기록되어 있는 정보신호를 검출하는 광 검출소자를 구비하고,상기 광원이 상기 광 검출소자와 동일 기판상에 집적 형성됨과 동시에, 상기 광원이 상기 기판에 대해서 수직으로 형성된 반도체 결정의 측면에 활성층을 설치한 광 도파로 구조로서, 상기 출사광의 출사방향에 대해 직교하는 방향으로 상기 활성층을 구성하는 각 층을 적층형성함으로써 수직공진기를 형성한 반도체 레이저인 광 헤드와,상기 광 헤드의 지지기구와, 디스크 모양의 정보 기록매체와, 상기 정보 기록매체의 회전 및 지지기구와, 그들을 내부에 포함하는 방진 케이스를 구비하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 광학적 정보기록 재생장치.
- 제 22 항에 있어서,상기 광 헤드는, 상기 정보 기록매체상에 형성된 정보기록막에 대해서 상기 정보 기록매체 기판과 대향하는 측에 배치됨과 동시에, 상기 광원에서 출사되는 광속이 상기 정보 기록매체 기판을 통과하지 않고서 상기 정보기록막에 집광 조사되는 것을 특징으로 하는 광학적 정보기록 재생장치.
- 제 22 항에 있어서,상기 광 헤드는 상기 광속 분리소자와 상기 위상차 발생소자를 상기 기판에 대해서 상기 광원과 대향하는 측면에 소정의 간격을 두고서 집적 형성함과 동시에,상기 집적체에 대해서 상기 집광소자를 분리하여 배치한 광 헤드인 것을 특징으로 하는 광학적 정보기록 재생장치.
- 제 22 항에 있어서,상기 광 헤드는, 상기 광속 분리소자와 상기 위상차 발생소자 및 상기 집광소자를 상기 기판에 대해서 상기 광원과 대향하는 측에 상기 기판과 분리하여 배치한 광 헤드인 것을 특징으로 하는 광학적 정보기록 재생장치.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13676698A JP3426962B2 (ja) | 1998-05-19 | 1998-05-19 | 光ヘッドおよびそれを用いた光学的情報記録再生装置 |
JP1998-136766 | 1998-05-19 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR19990088330A KR19990088330A (ko) | 1999-12-27 |
KR100329864B1 true KR100329864B1 (ko) | 2002-03-22 |
Family
ID=15183020
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1019990017550A KR100329864B1 (ko) | 1998-05-19 | 1999-05-17 | 광 헤드 및 그것을 사용한 광학적 정보기록 재생장치 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6272097B1 (ko) |
JP (1) | JP3426962B2 (ko) |
KR (1) | KR100329864B1 (ko) |
CN (1) | CN1153172C (ko) |
TW (1) | TW430791B (ko) |
Families Citing this family (18)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
TW480479B (en) * | 1999-02-25 | 2002-03-21 | Hitachi Ltd | Optical information processor |
JP2001043544A (ja) * | 1999-07-28 | 2001-02-16 | Nec Corp | 光ヘッド装置 |
US6351443B1 (en) * | 1999-11-04 | 2002-02-26 | Industrial Technology Research Institute | Diffractive stack pickup head for optical disk drives and method to fabricate the pickup head |
JP2001195770A (ja) * | 2000-01-14 | 2001-07-19 | Sharp Corp | 光ピックアップ |
KR100657252B1 (ko) | 2000-01-20 | 2006-12-14 | 삼성전자주식회사 | 근접장 기록재생용 광헤드 및 그 제조방법 |
JP4019615B2 (ja) * | 2000-03-10 | 2007-12-12 | 富士ゼロックス株式会社 | 光磁気素子、光磁気ヘッドおよび磁気ディスク装置 |
US6633377B1 (en) * | 2000-04-20 | 2003-10-14 | Image Processing Systems Inc. | Dark view inspection system for transparent media |
JP2001319365A (ja) * | 2000-05-10 | 2001-11-16 | Fuji Xerox Co Ltd | 浮上記録ヘッド、ディスク装置、および浮上記録ヘッドの製造方法 |
JP3743359B2 (ja) * | 2001-11-30 | 2006-02-08 | 松下電器産業株式会社 | 光ピックアップ装置 |
KR20030058750A (ko) * | 2001-12-31 | 2003-07-07 | 엘지전자 주식회사 | 고밀도 광기록재생방법, 그 장치 |
WO2003060884A1 (en) | 2002-01-07 | 2003-07-24 | Seagate Technology Llc | Write head and method for recording information on a data storage medium |
JP2003317305A (ja) * | 2002-04-15 | 2003-11-07 | Sony Corp | 光ピックアップ装置および光ディスク装置 |
KR101034055B1 (ko) | 2003-07-18 | 2011-05-12 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광 다이오드 및 그 제조방법 |
KR100821359B1 (ko) * | 2006-09-14 | 2008-04-11 | 주식회사 와이텔포토닉스 | 광 조향 센서장치 및 이를 이용하는 광모듈 |
JP5515703B2 (ja) * | 2009-09-18 | 2014-06-11 | ソニー株式会社 | 熱アシスト磁気ヘッド及び情報記録装置 |
US8065787B2 (en) * | 2010-03-17 | 2011-11-29 | Headway Technologies | Method of manufacturing a thermally assisted magnetic head |
US8854930B1 (en) | 2013-08-02 | 2014-10-07 | HGST Netherlands B.V. | Slider embedded photodetector for optical power monitoring in heat assisted magnetic recording |
US20210036265A1 (en) * | 2019-07-30 | 2021-02-04 | Apple Inc. | Electronic Device Having Display With Internal Light Reflection Suppression |
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06251410A (ja) * | 1993-02-24 | 1994-09-09 | Hitachi Ltd | 光ヘッドおよび光ヘッドの製造方法および光ディスク装置 |
JPH06290481A (ja) * | 1992-06-26 | 1994-10-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光ピックアップ |
KR950034124A (ko) * | 1994-05-31 | 1995-12-26 | 김광호 | 수직공진기 면발광 레이저 다이오드를 이용한 광픽엎 |
KR970002956A (ko) * | 1995-06-30 | 1997-01-28 | 김광호 | 수직공진기 면발광 레이저 다이오드를 이용한 광픽엎 |
KR970050398A (ko) * | 1995-12-30 | 1997-07-29 | 김광호 | 모니터용 광검출기 일체형 반도체 레이저장치 및 이를 광원으로 채용한 광픽업장치 |
JPH10222861A (ja) * | 1997-02-05 | 1998-08-21 | Hitachi Ltd | 光情報処理装置およびこれに適した半導体発光装置 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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 |
JPS6446242A (en) | 1987-08-12 | 1989-02-20 | Seiko Epson Corp | Optical pickup |
US4993035A (en) * | 1989-04-03 | 1991-02-12 | Boris Laikhtman | High power semiconductor laser using optical integrated circuit |
JP2901768B2 (ja) | 1991-02-08 | 1999-06-07 | オリンパス光学工業株式会社 | 光ピックアップ |
DE4404635C2 (de) * | 1993-02-17 | 1998-06-18 | Hitachi Ltd | Schwimmender optischer Abtastkopf, der integral mit einer Lichtquelle und einem Photodetektor ausgebildet ist, und optisches Plattengerät mit einem solchen |
US5783844A (en) * | 1994-09-28 | 1998-07-21 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical semiconductor device |
EP0814468B1 (en) | 1995-03-08 | 2000-06-07 | Hitachi, Ltd. | Optical recording and reproducing device |
-
1998
- 1998-05-19 JP JP13676698A patent/JP3426962B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-05-15 TW TW088107923A patent/TW430791B/zh not_active IP Right Cessation
- 1999-05-17 KR KR1019990017550A patent/KR100329864B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1999-05-18 US US09/313,211 patent/US6272097B1/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-05-19 CN CNB991080149A patent/CN1153172C/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06290481A (ja) * | 1992-06-26 | 1994-10-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光ピックアップ |
JPH06251410A (ja) * | 1993-02-24 | 1994-09-09 | Hitachi Ltd | 光ヘッドおよび光ヘッドの製造方法および光ディスク装置 |
KR950034124A (ko) * | 1994-05-31 | 1995-12-26 | 김광호 | 수직공진기 면발광 레이저 다이오드를 이용한 광픽엎 |
KR970002956A (ko) * | 1995-06-30 | 1997-01-28 | 김광호 | 수직공진기 면발광 레이저 다이오드를 이용한 광픽엎 |
KR970050398A (ko) * | 1995-12-30 | 1997-07-29 | 김광호 | 모니터용 광검출기 일체형 반도체 레이저장치 및 이를 광원으로 채용한 광픽업장치 |
JPH10222861A (ja) * | 1997-02-05 | 1998-08-21 | Hitachi Ltd | 光情報処理装置およびこれに適した半導体発光装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TW430791B (en) | 2001-04-21 |
JPH11328717A (ja) | 1999-11-30 |
US6272097B1 (en) | 2001-08-07 |
CN1153172C (zh) | 2004-06-09 |
JP3426962B2 (ja) | 2003-07-14 |
KR19990088330A (ko) | 1999-12-27 |
CN1236142A (zh) | 1999-11-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100329864B1 (ko) | 광 헤드 및 그것을 사용한 광학적 정보기록 재생장치 | |
JP3231331B2 (ja) | 積層型近接場光ヘッドおよび光情報記録再生装置 | |
US7106682B2 (en) | Optical pickup | |
US5448536A (en) | Magneto-optical recording device having an optical head capable of generating a circularly polarized light beam | |
JPH10154344A (ja) | 光ピックアップ | |
JPH10134407A (ja) | ディスク互換採用が可能な光ピックアップ装置 | |
JP4228666B2 (ja) | 光学ピックアップ装置、記録再生装置及びギャップ検出方法 | |
KR20010102380A (ko) | 광 정보 처리 장치 | |
JP4099943B2 (ja) | 光ヘッド、光磁気ヘッド、ディスク装置、および光ヘッドの製造方法 | |
JP3385983B2 (ja) | 光ヘッドおよび光ディスク装置 | |
JP4376578B2 (ja) | 光学的記録再生装置用光学ヘッド | |
JPH07161060A (ja) | 光ピックアップ装置 | |
JP3619747B2 (ja) | 光ピックアップ装置 | |
JP3864428B2 (ja) | 光学装置及び記録媒体再生装置 | |
JPH08339570A (ja) | 光学的記録再生装置用光学ヘッド | |
KR100607944B1 (ko) | 기록재생용 광헤드 및 이를 채용한 광기록재생장치 | |
JPH065985A (ja) | レーザー光源、光磁気ディスク、光ピックアップ、および光磁気ディスク装置 | |
JPH02183125A (ja) | 偏光検出器及び光学ヘッド | |
JP2000105943A (ja) | 光ピックアップ装置 | |
KR0186174B1 (ko) | 광픽업장치 | |
JP2004079168A (ja) | 光学的記録再生装置用光学ヘッド | |
JPH10247338A (ja) | 光ピックアップ装置 | |
JPH07153111A (ja) | 光ヘッド | |
JP3088598B2 (ja) | 光学ヘッド | |
JP2007087493A (ja) | 光ピックアップ装置、光ディスクドライブ、及び、対物レンズ切換え方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20080304 Year of fee payment: 7 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |