CN1310442A - 光学拾取装置和激光二极管芯片 - Google Patents

光学拾取装置和激光二极管芯片 Download PDF

Info

Publication number
CN1310442A
CN1310442A CN01103698A CN01103698A CN1310442A CN 1310442 A CN1310442 A CN 1310442A CN 01103698 A CN01103698 A CN 01103698A CN 01103698 A CN01103698 A CN 01103698A CN 1310442 A CN1310442 A CN 1310442A
Authority
CN
China
Prior art keywords
laser beam
luminous
light
laser
wavelength
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.)
Granted
Application number
CN01103698A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1218307C (zh
Inventor
高桥真一
长竹浩克
吉冈亚纪
菅野光俊
石井耕
川村诚
三浦章
小山雅之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pioneer Corp
Original Assignee
Pioneer Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pioneer Corp filed Critical Pioneer Corp
Publication of CN1310442A publication Critical patent/CN1310442A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1218307C publication Critical patent/CN1218307C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

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
    • G11B7/125—Optical beam sources therefor, e.g. laser control circuitry specially adapted for optical storage devices; Modulators, e.g. means for controlling the size or intensity of optical spots or optical traces
    • G11B7/127—Lasers; Multiple laser arrays
    • G11B7/1275—Two or more lasers having different wavelengths
    • 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
    • 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
    • G11B2007/0003—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier
    • G11B2007/0006—Recording, reproducing or erasing systems characterised by the structure or type of the carrier adapted for scanning different types of carrier, e.g. CD & DVD

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Head (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

本发明提供了一种使用不同波长的多个激光束的光学拾取装置和激光二极管芯片,装置的结构可以被简化和小型化。激光二极管芯片是一种用在光学拾取装置装置中的芯片,其中用于沿相同发射方向发射不同波长激光束的发光部分形成在一个基片上。多个发光部分的发光点沿发光方向位于不同位置上。

Description

光学拾取装置和激光二极管芯片
本发明涉及一种通过发射具有不同波长的多个激光束而从多种不同记录介质上读取信息的光学拾取装置，还涉及一种用于光学拾取装置中的激光二极管芯片。
通常，在用于播放CD、DVD或诸如此类光学信息记录介质的光学拾取装置中，半导体激光装置用作光源。
为了复现记录介质，用于播放CD和用于播放DVD的光学拾取装置中的物镜的发光波长和数值孔径(NA)是彼此不同的。例如在DVD的情况下，波长等于650nm(毫微米)而NA等于0.6，在CD的情况下，波长等于780nm(毫微米)而NA等于0.45。
因此，为了利用磁盘播放器播放CD、DVD和诸如此类不同磁盘，需要使用装有650nm和780nm双波长光源的光学拾取装置。图1示出了一种光学拾取装置实例。
根据图1所示的光学拾取装置，顺序布置着一个用于发射650nm波长激光束的激光装置1、一个用于发射780nm波长激光束的激光装置2、一个合成棱镜3、一个半透明反射镜4、一个准直透镜5和一个物镜6。此外，一个光探测器7布置在从半透明反射镜4分支出来的另一光轴上。在这种结构中，由于起始于合成滤光镜3并延伸到光盘8的光学系统通用于CD和DVD这两种情况，因此激光装置发出的光将穿过合成滤光镜3再被沿着光轴Y导向光盘8。这里使用的具有双焦点和不同聚焦位置的物镜6可以根据两种波长而获得。这样，可以抑制因CD和DVD的不同表面基片厚度而引起的球面像散。
然而，在这种结构中，由于需要采用合成棱镜或类似物，因此所需零件的数量大而且制造成本高。此外，由于需要使两个激光装置与合成棱镜的位置相匹配，因此构造变得复杂，而且难以对装置进行调节。
考虑到这些问题，本发明的目的是提供一种光学拾取装置和一种激光二极管芯片，其中使用多种不同波长激光束的装置的结构可以被简化和小型化。
根据本发明的激光二极管芯片，这里提供了一种光学拾取装置激光二极管芯片，其中多个发光部分形成在一个基片上，用以沿相同发射方向发出具有不同波长的激光束，其中，多个发光部分的相应发光点沿发光方向位于不同位置上。
根据本发明，提供了一种光学拾取装置，其包括：一个发光装置，其中用于发射不同波长激光束的发光部分形成在一个基片上，而且激光束可以选择性地沿相同发射方向从多个发光部分之一发出；以及一个光学系统，其用于引导发光装置发出的激光束到达一种记录介质的记录表面并引导记录介质的记录表面所反射的激光束到达一个光探测装置，其中，发光装置被这样构造，即多个发光部分的相应发光点沿发光方向位于不同位置上。
图1是传统光学拾取装置实例的结构图；
图2是根据本发明的光学拾取装置实例的结构图和当光盘是DVD时的激光束光程图；
图3是当光盘是CD时的激光束光程图；
图4是混合式半导体激光装置芯片的外视图；
图5是单块式半导体激光装置芯片的外视图；
图6A至6E是图5所示芯片的制造过程图。
下面结合附图描述本发明的实施例。
图2和3示出了根据本发明的光学拾取装置的光学系统。光学拾取装置具有一个用于发出两种不同波长激光束的半导体激光装置11。在这种光学拾取装置中，半导体激光装置11发出的激光束穿过一个光栅12而到达一个半透明反射镜(分束器)13。光栅12用于将激光束分离成多个光束(零次光，±1次基色光)。零次光用于聚焦伺服控制。±1次基色光用于跟踪伺服控制。
半透明反射镜13用于相对于激光束入射方向以大致90°反射入射激光束。反射激光束的方向与指向作为记录介质的光盘17的方向相同。一个准直透镜14和一个物镜15布置在半透明反射镜13与光盘17之间。
准直透镜14用于将来自半透明反射镜13的激光束转换成平行光并将平行光供应到物镜15。物镜15是具有双焦点的透镜，并且将平行光的光束会聚到光盘17的记录表面上。光盘17的记录表面将反射激光束。记录表面反射的激光束被物镜15和准直透镜14转换成平行激光束，之后又直线穿过半透明反射镜13。一个柱面透镜18和一个光探测器16顺序布置在穿过半透明反射镜13的光轴方向上。柱面透镜18是用于形成散光的散光产生装置。
图2示出了DVD用作光盘17时的情况。波长为650nm的第一激光束从半导体激光装置11发出。图3示出了CD用作光盘17时的情况。波长为650nm的第二激光束从半导体激光装置11发出。
图4示出了半导体激光装置11的芯片外视图。如图4所示，半导体激光装置11以单一芯片的形式提供出。具有第一发光点A1并且用于发出波长为650nm的第一激光束的第一发光部分21和具有第二发光点A2并且用于发出波长为780nm的第二激光束的第二发光部分22通过一个分隔槽23而形成在单一n型GaAs(砷化镓)基片20的一个主表面上。每个第一发光部分21和第二发光部分22分别具有层片结构，如后文中解释。一个用作发光部分21和22的公用电极的背面电极24形成在基片20的另一个主表面上。
具有第一发光点A1的第一发光部分21的发光表面和具有第二发光点A2的第二发光部分22的发光表面指向相同的发射方向(以箭头X表示)。然而，第一发光部分21的发光表面和第二发光部分22的发光表面并不位于同一平面内。假定发光表面侧定向于向前方向，即如图4所示的箭头A的方向，则第一发光部分21和第二发光部分22这样布置在基片20上，即第二发光部分22的发光表面所在平面位于第一发光部分21的发光表面所在平面之后。
第一发光部分21具有顺序布置在GaAs基片20上的一个n型AlGaInP镀层31、一个应变量子阱活性层32、一个p型AlGaInP镀层33、一个n型GaAs层34、一个p型GaAs层35和一个电极36。镀层33的横截面在中央部位形成为梯形。n型GaAs层34被形成得能够覆盖镀层33，因而具有凸出的梯形顶表面。一个p型GaInp层37形成在梯形顶表面上。第一发光点A1位于应变量子阱活性层32上。
与第一发光部分21的方式类似，第二发光部分22具有顺序布置的一个n型AlGaInP镀层41、一个应变量子阱活性层42、一个p型AlGaInP镀层43、一个n型GaAs层44、一个p型GaAs层45和一个电极46。镀层43的横截面在中央部位形成为梯形。n型GaAs层44被形成得能够覆盖镀层43，因而具有凸出的梯形顶表面。一个p型GaInp层47形成在梯形顶表面上。第二发光点A2位于应变量子阱活性层42上。起始于第一发光点A1的光轴与起始于第二发光点A2的光轴之间的间隔被设置为例如100μm。
半导体激光装置11固定在一个绝缘副架上并被一个壳件11a覆盖着，如图2和3所示。
半导体激光装置11可以根据来自激光驱动单元(未示出)的控制信号而选择性地产生第一激光束和第二激光束。尽管第一和第二激光束不同时产生，但第一激光束的中心轴和第二激光束的中心轴是基本平行的。每个发出的第一和第二激光束分别具有椭圆形形状，如图4中的虚线所示。在本发明中，激光束中心轴对应于一条穿过激光束横截面上的光强度分布中心的直线。
在上述结构中，从半导体激光装置11发出的第一或第二激光束被光栅12分离成多个光束(零次光，±1次基色光)，如前所述，之后再被半透明反射镜13反射。被半透明反射镜13反射的激光束被准直透镜14转换为平行光束并到达物镜15。激光束被物镜15会聚到光盘17的记录表面上并形成椭圆形光斑。
被信息坑穴调制并且被光盘17的记录表面反射后的光束穿过物镜15和准直透镜14，从而返回半透明反射镜13，在此与源于半导体激光装置11的光程分离并经过柱面透镜18进入光探测器16的感光表面。
如前所述，第一发光部分21中的用于发出650nm波长第一激光束的第一发光点A1在光栅12一侧位于第二发光部分22中的用于发出780nm波长第二激光束的第二发光点A2之后。从根本上讲，第一和第二发光点A1和A2之间的位置差被这样设置，即考虑到在不同波长的第一和第二激光束穿过准直透镜14、物镜15和诸如此类相同光学零件时的折射角差异，即考虑到折射率的与波长的关系，能够使光盘17上的聚光点位于适宜的位置上(例如记录表面上)。
在图2所示DVD用作光盘17时的情况下，第一发光部分21发出第一激光束，而在图3所示CD用作光盘17时的情况下，第二发光部分22发出第二激光束。然而，在磁盘被放置在转盘(未示出)上时，相应DVD和CD上的信息记录表面距离用于使激光束射入的磁盘表面的位置是彼此不同的，如图2和3中的参考号码17a所示。第一和第二发光点A1和A2之间的位置差实际上被这样设置，即考虑到光学零件的折射角以及DVD和CD它们每个上的从光盘表面至信息记录表面的基片部分的折射角，能够使得激光束会聚到信息记录表面上。
因此，第一发光部分21的第一发光点A1出发经诸如光栅12、半透明反射镜13、准直透镜14和物镜15等光学零件直至DVD信息记录表面的光程长度短于第二发光部分22的第二发光点A2出发经诸如光栅12、半透明反射镜13、准直透镜14和物镜15等光学零件直至CD信息记录表面的光程长度。所以，在第一发光部分21被驱动而波长为650nm的第一激光束从第一发光点A1发出的情况下，沿光程穿过光学零件后的第一激光束能够适宜地汇聚到DVD的记录表面上。而在第二发光部分22被驱动而波长为780nm的第二激光束从第二发光点A2发出的情况下，沿光程穿过光学零件后的第二激光束能够适宜地汇聚到CD的记录表面上。也就是说，不论发出的是用于播放DVD的波长为650nm的激光束还是用于播放CD的波长为780nm的激光束，均能够防止产生色散。
尽管在上面的实施例中半导体激光装置11采用了混合式装置，但也可以使用单块式半导体激光装置。图5示出了一种单块式半导体激光装置。在图5中，参考号码51表示用于发出波长为650nm的第一激光束的第一发光部分。第一激光束从第一发光点B1发出。参考号码52表示用于发出波长为780nm的第二激光束的第二发光部分。第二激光束从第二发光点B2发出。
图6A至6E顺序示出了图5所示单块式半导体激光装置的制造过程。图6A示出了外延生长步骤中的一个横断部分，图6B示出了条带形成步骤中的该部分，图6C示出了切开步骤中的该部分，图6D示出了切片形成步骤中的该部分，图6E中示出了将第二发光部分的一个部位和基片部分切开以获得图5所示半导体激光装置的步骤中的该部分。
尽管在所示实施例中本发明应用在采用了准直透镜14的无限光学系统中，但本发明也可以应用于有限光学系统中。
此外，尽管在上述实施例中半导体激光装置采用了两个发光波长不同的发光点，但本发明还可以应用于具有三个或多个发光波长不同的发光点的半导体激光装置中。
如前所述，根据本发明，由于多个发光部分中的发光点沿相同发光方向位于不同位置上，因此即使发出任意波长的激光束，激光束也能够被适宜地汇聚到记录介质的记录表面上，而且能够防止产生色散。同传统装置相比，不需要使用诸如合成棱镜和诸如此类的光学零件，此外，光学系统可以以紧凑的方式集中布置，因而光学拾取装置的结构可以被简化和小型化。

Claims (5)

1．一种用于光学拾取装置的激光二极管芯片，其中多个发光部分形成在一个基片上，用以沿相同发射方向发出具有不同波长的激光束，
其中，所述多个发光部分的相应发光点沿发光方向位于不同位置上。
2．根据权利要求1所述的激光二极管芯片，其特征在于，所述多个发光部分的相应发光点按次序布置，其中从发光点发出的各个激光束中的较短波长激光束发射部分沿发射方向位于较长波长激光束发射部分之前。
3．根据权利要求1所述的激光二极管芯片，其特征在于，所述多个发光部分形成在所述基片的一个表面上，而且一个公用电极形成在所述基片的另一个表面上。
4．一种光学拾取装置，其包括：
一个发光装置，其中用于发射不同波长激光束的发光部分形成在一个基片上，而且激光束可以选择性地沿相同发射方向从所述多个发光部分之一发出；以及
一个光学系统，其用于引导所述发光装置发出的激光束到达一种记录介质的记录表面并引导所述记录介质的记录表面所反射的激光束到达一个光探测装置，
其中，所述发光装置被这样构造，即所述多个发光部分的相应发光点沿发光方向位于不同位置上。
5．根据权利要求4所述的光学拾取装置，其特征在于，从各发光点发出的激光束的波长越短，则从所述多个发光部分的发光点至所述记录介质的记录表面的光程也越短。
CN011036982A 2000-02-09 2001-02-09 光学拾取装置和激光二极管芯片 Expired - Fee Related CN1218307C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000031786A JP2001229570A (ja) 2000-02-09 2000-02-09 光ピックアップ装置及びレーザダイオードチップ
JP31786/2000 2000-02-09

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1310442A true CN1310442A (zh) 2001-08-29
CN1218307C CN1218307C (zh) 2005-09-07

Family

ID=18556493

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN011036982A Expired - Fee Related CN1218307C (zh) 2000-02-09 2001-02-09 光学拾取装置和激光二极管芯片

Country Status (4)

Country Link
US (1) US6912234B2 (zh)
JP (1) JP2001229570A (zh)
CN (1) CN1218307C (zh)
HK (1) HK1038427A1 (zh)

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002232077A (ja) * 2001-02-02 2002-08-16 Sony Corp 半導体発光装置およびその製造方法
CN1324585C (zh) * 2002-06-03 2007-07-04 索尼株式会社 双波长光学元件
KR100936021B1 (ko) * 2002-06-14 2010-01-11 삼성전자주식회사 광픽업 장치 및 레이저의 장축과 피트의 사잇각 조절 방법
KR20040005269A (ko) * 2002-07-09 2004-01-16 엘지이노텍 주식회사 두 파장 레이저다이오드 및 그 제조방법
JP4194315B2 (ja) * 2002-07-29 2008-12-10 キヤノン株式会社 レーザ露光装置
JP4660224B2 (ja) 2004-03-30 2011-03-30 三洋電機株式会社 半導体レーザ装置
JP4614715B2 (ja) 2004-08-31 2011-01-19 三洋電機株式会社 半導体レーザ装置およびその製造方法
JP4319181B2 (ja) * 2005-09-08 2009-08-26 シャープ株式会社 光ピックアップ装置および情報記録再生装置
JP2022051125A (ja) 2020-09-18 2022-03-31 日亜化学工業株式会社 発光装置

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06302002A (ja) * 1993-04-12 1994-10-28 Rohm Co Ltd 半導体レーザ装置
US6449237B1 (en) 1996-08-29 2002-09-10 Samsung Electronics Co., Ltd. Optical recording and pickup head for digital versatile disc compatible with read-writable compact disc by adopting flat plate lens having staircase type diffraction grating structure
JP3653923B2 (ja) 1997-03-19 2005-06-02 ソニー株式会社 記録再生装置および方法
JPH10308031A (ja) * 1997-05-06 1998-11-17 Sankyo Seiki Mfg Co Ltd 光ピックアップ装置
JPH10312575A (ja) 1997-05-09 1998-11-24 Pioneer Electron Corp 光ピックアップ装置
TW346687B (en) 1997-09-15 1998-12-01 Ind Tech Res Inst Package of semiconductor laser diode and compact disk with two-wavelength read/write head
EP0911818A1 (en) 1997-10-27 1999-04-28 Deutsche Thomson-Brandt Gmbh Compact dual wavelength optical pickup head
US6377536B1 (en) 1997-12-22 2002-04-23 Lg Electronics Inc. Optical pick-up apparatus
US6449235B1 (en) 1998-04-04 2002-09-10 Lg Electronics, Inc. Optical pick-up apparatus and optical recording/reproducing apparatus using the same
US6043935A (en) 1998-07-17 2000-03-28 Hoetron, Inc. Wavelength sensitive beam combiner with aberration correction
KR100295102B1 (ko) 1998-07-29 2001-07-12 이형도 광픽업
US6072579A (en) 1998-08-27 2000-06-06 Ricoh Company, Ltd. Optical pickup apparatus having improved holographic optical element and photodetector
JP2000090477A (ja) 1998-09-09 2000-03-31 Pioneer Electronic Corp 光ピックアップ、情報再生装置及び情報記録装置
US6347103B1 (en) 1998-09-26 2002-02-12 Lg Electronics Inc. Light source module with two wavelength
KR100604788B1 (ko) 1998-10-23 2006-07-26 삼성전자주식회사 호환형 광픽업장치

Also Published As

Publication number Publication date
US6912234B2 (en) 2005-06-28
US20010050933A1 (en) 2001-12-13
HK1038427A1 (en) 2002-03-15
JP2001229570A (ja) 2001-08-24
CN1218307C (zh) 2005-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1204553C (zh) 反射型复合棱镜及采用其的光学拾取装置
CN1218307C (zh) 光学拾取装置和激光二极管芯片
US6301216B1 (en) Optical pick-up apparatus
CN1347098A (zh) 光学读取装置
US20010022768A1 (en) Optical pickup apparatus and laser diode chip
KR100409277B1 (ko) 광픽업 장치 및 그 수광방법
CN1316475C (zh) 使用双波长光源模块的光拾取器
EP1256945B1 (en) Many-sided reflection prism and optical pickup
CN1160713C (zh) 与多种光记录媒体兼容的光学头
US6816450B2 (en) Optical pickup apparatus that emits two light beams having two different wavelengths
US7336587B2 (en) Optical pickup head compatible with multiple optical recording media
US6031667A (en) Optical pickup device
CN1185639C (zh) 用于cd/dvd兼容播放机的光拾取器
JP2004213766A (ja) 光ヘッドおよび光ディスク装置
CN101197155A (zh) 光学拾取装置
JP2001185811A (ja) 半導体レーザ装置
JPH10154346A (ja) 光ヘッド装置
CN101197154A (zh) 光学拾取装置
JP2001332797A (ja) 半導体レーザチップ、半導体レーザ装置及び光ピックアップ
KR100641088B1 (ko) 광픽업장치
KR20050008767A (ko) 2파장 광소자
JPH10247338A (ja) 光ピックアップ装置
JP2624397B2 (ja) 光記録再生装置
JP2000187876A (ja) 光学装置および光ディスク装置
JP2001185819A (ja) レーザー光源装置および光ピックアップ装置

Legal Events

Date Code Title Description
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C06 Publication
PB01 Publication
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
REG Reference to a national code

Ref country code: HK

Ref legal event code: GR

Ref document number: 1065417

Country of ref document: HK

C17 Cessation of patent right
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20050907