CN1551153A - 半导体激光装置和光学拾取装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种半导体激光装置和一种光学拾取装置。在半导体激光装置中，偏振全息图将从半导体激光芯片导向光盘的输出光束作为前向光束透射，而不衍射该光束，并且衍射激光束的后向光束，该后向光束是光盘反射的前向光束的返回光束，以使得后向光束从指向半导体芯片激光部件的方向偏转，并导向第一、第二光接收部件。因此，可降低从半导体激光芯片到光盘的前向路径上的光学损耗，并且抑制光返回到半导体激光芯片，从而可实现高功率、高灵敏度的半导体激光装置。

Description

半导体激光装置和光学拾取装置
(1)技术领域
本发明涉及半导体激光装置和光学拾取装置，例如，涉及适用于光盘装置的半导体激光装置和光学拾取装置，该光盘装置把信息光学地记录于光盘之类的信息记录媒质上或从该记录媒质光学地再现信息。
(2)背景技术
为了使光学拾取装置的尺寸更小、厚度更薄和可靠性更高，已出现了配备全息元件的光学拾取装置。图8示出配备全息元件以构成光学拾取装置的半导体激光装置的例子。
在该半导体激光装置中，首先通过光栅元件103衍射半导体激光芯片101发出的激光束107。注意，半导体激光芯片101放在杆106上，并且光栅元件103放在全息元件/光栅元件定位罩105上。在由该光栅元件103衍射的衍射光中，第0级衍射光束108A被用于信号检测，而第±1级衍射光束108B、108C用于跟踪信号检测。
然而，这个光栅元件103所衍射的第0级衍射光束108A和第±1级衍射光束108B、108C，在引向光盘(未显示，其为照射的对象)的前向路径上通过全息元件104的过程中被全息元件104衍射。于是，只有这个全息元件104衍射的第0级衍射光束109才能用作信号。此外，全息元件104衍射的第±1级衍射光束110A、110B产生了损耗分量。
全息元件104衍射的第0级衍射光束109在来自光盘的后向路径上再次受到全息元件104的衍射，变成第1级衍射光束111，该第1级衍射光束111会聚于光检测器102的光接收部件。
众所周知，在来自光盘的后向路径上，已通过全息元件104的第0级衍射光束不但无益于信号检测，而且会因其返回到激光芯片101而引起噪音。
而且，在配备上述半导体激光装置的光学拾取装置中，还会出现如下问题。
在前向路径上，通过全息元件104的全息图案时衍射的第±1级和较高级衍射光束都无助于信号检测。也就是说，它们形成损耗成分。因此，有必要增加激光芯片101发出的激光束的功率，所增加的程度和损耗成分相对应。
结果，全息元件104中第0级衍射光束的比率必然被设定为较高的值，但是，在这种情况下，后向路径上全息元件104中的衍射效率将不可避免地变低，从而向光接收器102衍射的衍射光束的信号强度将不可避免地变低。而且，因为全息元件104具有高比率的第0级衍射光束，所以从光盘到激光芯片101的后向光束的比率也将会较高，从而引起如上所述的噪音，这会在使用中造成困难。
按照目前情况，光盘上面的写入速度主要受激光功率的制约。因此，在前向路径上，写入速度受限于全息元件104的全息图案衍射的光的损耗，所以需要降低前向路径上的光学损耗，以便实现高速的写入操作。
(3)发明内容
因此，本发明的目的是提供一种半导体激光装置和一种光学拾取装置，两者均能够降低来自激光发射部件的前向路径上的光学损耗，而且均能够抑制光返回到激光发射部件，并且两者均具有高功率和高灵敏度。
为实现上述目的，根据本发明，提供了一种半导体激光装置，其包括：
激光发射部件，用于发射激光束；
激光接收部件，用于接收照射物体反射的激光束的后向光束；
偏振全息图，用于将从激光发射部件发射的激光束发送到所述照射物体作为前向光束，而不使光束产生衍射，并且使激光束的后向光束产生衍射，以使所述后向光束沿朝向所述激光发射部件并接着朝向所述激光接收部件的方向发生偏转，其中，所述激光束的后向光束是已经由所述照射物体反射的前向光束的返回光束；以及
三光束衍射光栅，用于将通过偏振全息图而从所述后向光束的衍射得到的全息衍射光束分成三个光束，并且用于使光束入射到所述激光接收部件上。
在本发明中，偏振全息图将从激光发射部件发射的激光束发送到照射物体作为前向光束，但不使激光束产生衍射，并且使激光束的后向光束产生衍射，该后向光束为照射物体所反射的前向光束的返回光束，以使后向光束朝向激光发射部件，并接着朝向激光接收部件的方向偏转。因此，根据本发明，可以降低来自激光发射部件的前向路径上的光学损耗，并且可以抑制光返回到激光发射部件，从而能够实现高功率、高灵敏度的半导体激光装置。
而且，在本发明的半导体激光装置中，三光束衍射光栅将由偏振全息图而从后向光束的衍射所产生的全息衍射光束分成三个光束，并且使光束入射到激光接收部件上。因此，在本半导体激光装置中，无需将三光束衍射光栅放在激光束的前向路径上，从而通过激光光接收部件接收分为三光束的全息衍射光束，可以获得跟踪信号，而不会引起激光束的前向光束的任何功率损耗。
在半导体激光装置的一实施例中，偏振全息图的设计使得第0级衍射光束一般相对于后向光束是无效的。
在该实施例的半导体激光装置中，由于偏振全息图一般输出相对于后向光束是空的第0级衍射光束，所以一般会消除从偏振全息图导向激光发射部件的后向光束，从而能够避免在激光发射部件中因后向光束而产生噪音。
同样，在一实施例中，把偏振全息图和三光束衍射光栅集成在一起。
在该实施例的半导体激光装置中，因为偏振全息图和三光束衍射光栅集成在一起，所以可以将半导体激光元件缩小成一集成单元。
在一实施例中，三光束衍射光栅的位置防止了从激光发射部件导向照射物体的前向光束照射到三光束衍射光栅上。
在该实施例的半导体激光装置中，三光束衍射光栅不会截断激光束的前向光束，因此使用激光光接收部件接收已经被三光束衍射光栅分成三光束的全息衍射光束，可获得跟踪信号，而不会引起前向光束的任何功率损耗。
在一实施例中，激光接收部件包括第一光接收部件，用于接收从偏振全息图产生的第+1级衍射光束，还包括第二光接收部件，用于接收从偏振全息图产生的第-1级衍射光束。
在该实施例中的半导体激光装置中，第+1级衍射光束中所包含的信息和第-1级衍射光束中所包含的信息，可作为不同种类的信息彼此独立地通过第一光接收部件和第二光接收部件检测。例如，在第-1级衍射光束中包含高频带信号(其为信息信号)而第+1级衍射光束包含无需任何高频的伺服信号的情况下，可通过第二光接收部件检测信息信号，并通过第一光接收部件检测伺服信号。结果，实现具有较高光利用效率的半导体激光装置变成了可实施的方案。
而且，在一实施例中，半导体激光装置具有三光束衍射光栅，用于将从偏振全息图产生的第+1级衍射光束或第-1级衍射光束之一分成三个光束。
在该实施例的半导体激光装置中，通过将从偏振全息图产生的第+1级衍射光束或第-1级衍射光束之一分成三光束的三光束衍射光栅，就能够获得跟踪信号，而不必将三光束衍射光栅放在激光发射部件发出的激光束的前向路径上。
在一实施例的半导体激光装置中，三光束衍射光栅的光栅间距是恒定的。
在该实施例的半导体激光装置中，因为三光束衍射光栅的光栅间距是恒定的，所以这个三光束衍射光栅的三光束分割特性在排列光栅所顺沿的方向上是恒定的，因此，不管排列光栅的位置如何，从偏振全息图入射到三光束衍射光栅上的后向光束都会分成具有相似特性的三光束光。
在一实施例中，三光束衍射光栅的衍射效率可以取决于在光栅延伸所顺沿的光栅延伸方向上的位置而变动。
在该实施例的半导体激光装置中，三光束衍射光栅的衍射效率随着光栅延伸所顺沿的光栅延伸方向上的位置而发生变化。因此，利用激光光接收部件检测已通过三光束衍射光栅并且是从偏振全息图产生的后向光束，就可以检测出从偏振全息图产生出来并且入射于三光束衍射光栅上的后向光束在光栅延伸方向上的位置变化。
根据一实施例，在三光束衍射光栅中，构成光栅的槽脊部分和凹槽部分的槽脊宽度与凹槽宽度之比可沿着光栅延伸方向连续地变化。
在该实施例的半导体激光装置中，构成光栅的槽脊部分和凹槽部分的槽脊宽度与凹槽宽度之比可沿着三光束衍射光栅中的光栅延伸方向连续性地变化。其结果是，衍射效率可在光栅延伸方向上连续地改变。
根据一实施例，在三光束衍射光栅中，光栅的凹槽深度沿着光栅延伸方向连续地发生变化。
在该实施例的半导体激光装置中，光栅的凹槽深度沿着三光束衍射光栅中的光栅延伸方向发生连续变化。其结果是，衍射效率可在光栅延伸方向上发生连续性改变。
根据一实施例，在三光束衍射光栅中，光栅的凹槽深度沿着光栅延伸方向做阶梯式变化。
在该实施例的半导体激光装置中，光栅的凹槽深度沿着三光束衍射光栅中的光栅延伸方向发生阶梯式改变。其结果是，衍射效率可在光栅延伸方向上做阶梯式变动。
此外，在一实施例中，提供了一种配备有上述半导体激光装置的光束拾取装置。
在该实施例的光学拾取装置中，通过配备半导体激光装置，可以降低来自激光发射部件的前向路径上的光学损耗，并且可以抑制光返回到激光发射部件，从而有可能实现高功率、高灵敏度的光学拾取装置。
(4)附图说明
根据下文给出的详细说明和只作说明之用而不是限制本发明的附图，可更充分地理解本发明，并且在附图中：
图1是概述根据本发明的半导体激光装置的实施例的示意性构造的视图；
图2是示出配备该实施例的半导体激光装置的光学拾取装置的构造的视图；
图3是示出该实施例的半导体激光装置中偏振全息图6和光接收部件3A、3B之间关系的示意图；
图4是该实施例的半导体激光装置1的三光束衍射光栅的示意图；
图5是示出三光束衍射光栅上光盘反射的光的转变的示意图；
图6是示出三光束衍射光栅的改进形式的示意图；
图7是示出三光束衍射光栅的另一改进形式的示意图；以及
图8是概述根据现有技术的半导体激光装置的构造的视图。
(5)具体实施方式
以下将参考附图说明本发明的实施例。
图1显示了根据本发明实施例的半导体激光装置的构造。
该半导体激光装置1具有半导体激光芯片2作为激光发射部件，以及置于半导体激光芯片2两侧以便在X轴方向上与该半导体激光芯片2隔开预定距离的第一光接收部件3A和第二光接收部件3B。这些第一光接收部件3A和第二光接收部件3B构成激光接收部件。
半导体激光芯片2安装在杆4的安装部分4A上，并且第一光接收部件3A和第二光接收部件3B安装在杆4的安装部分4A的上表面4A-1上。
而且，该半导体激光装置1有一罩部件9覆盖杆4的安装部分4A、半导体激光芯片2、第一光接收部件3A和第二光接收部件3B，并且安装在杆4的底座部分4B上。在该罩部件9的顶面9A上安装了光学元件5。在该光学元件5中，作为偏振衍射光栅的偏振全息图6在它的上表面上形成，在它的下表面上形成三光束衍射光栅7。
偏振全息图6的位置使得半导体激光芯片2输出的激光束(前向光束71)的输出光轴J一般延伸穿过偏振全息图6的中心。而且，三光束衍射光栅7沿X轴方向相对于偏振全息图6移动，使得半导体激光芯片2输出的前向光束71不照射于其上。而且，该三光束衍射光栅7的位置使得来自偏振全息图6的第+1级衍射光束72照射于其上。而且，第一光接收部件3A的位置使得照射到三光束衍射光栅7上的第+1级衍射光束72照射到第一光接收部件3A上。
而且，第二光接收部件3B的位置使得来自偏振全息图6的第-1级衍射光束73入射到第二光接收部件3B上。
在该实施例的半导体激光装置1中，将光学元件5、罩部件9与杆4集成在一起，并将半导体激光芯片2、第一光接收部件3A、第二光接收部件3B、偏振全息图6与三光束衍射光栅7集成在一起。
在该实施例中，从半导体激光芯片2(其为发光部件)输出的输出光束70作为前向光束71由偏振全息图6透射，并且入射到光盘上，光盘是照射的对象。从该光盘上反射的光，成为后向光束77后，再次入射到偏振全息图6上。偏振全息图6衍射后向光束77，以便将该光束分成第±1级衍射光束72、73。在这些第±1级衍射光束72、73中，第+1级衍射光束72入射到三光束衍射光栅7上，经过衍射而入射到第一光接收部件3A上。同时，在第±1级衍射光束72、73中，未通过三光束衍射光栅7的第-1级衍射光束73入射到第二光接收部件3B上。
该实施例的半导体激光装置1用于构成如图2所示的光学拾取装置90的一部分。该光学拾取装置90具有1/4波片82，安装于光学元件5的偏振全息图6和作为光学记录媒质的光盘85之间。而且，在该光学拾取装置90中，提升镜83和物镜84依次设置于1/4波片82和光盘85之间，并且准直透镜81设置在光学元件5和1/4波片82之间。准直透镜81、1/4波片82和提升镜83都设置在半导体激光芯片2的输出光轴J上。
在这种情况下，从半导体激光芯片2输出的光束70是线性偏振光束，并且偏振全息图6由适当的偏振全息图给出，从而可以将该线性偏振输出光束70几乎100％透射。因此，偏振全息图6透射的前向光束71通过准直透镜81后面的1/4波片82透射，变成圆形偏振光束76，并继续经由透射镜83和物镜84而入射到光盘85上。因此，可使从半导体激光芯片2输出的输出光束70有效地经由偏振全息图6入射到光盘85上。
然后，该光盘85反射的光再次通过1/4波片82透射，这次是变成从前向光束71的线性偏振光束旋转90°的线性偏振光束，从而得到后向光束77。该后向光束77通过偏振全息图6加以衍射。
此外，设定偏振全息图6的凹槽深度，以使几乎100％的后向光束77得到衍射(即一般0％的第0级透射光)，并且分别对应于所得到的第±1级衍射光束72、73提供第一、第二光接收部件3A、3B。因此，可以实现将从光盘85反射的光(后向光束77)有效地引导至第一、第二光接收部件3A、3B，而不会浪费。
如同现有技术中一样，半导体激光芯片2输出的前向路径输出光束70通过作为偏振衍射光栅的偏振全息图6。然而，半导体激光芯片2的输出光束70因其具有偏振比接近于1的属性可以到达光盘85，而不会因偏振全息图6造成任何衍射损耗。因此，可最大程度地利用半导体激光芯片2(其为发光装置)的性能，以便实现光盘85上的高速写入操作。另一方面，由于在通向光盘85的前向路径上以及受到光盘85反射之后在后向路径上，两次通过1/4波片82，而使输出光束70已经改变成旋转90°的线性偏振光束，因此后向光束77可通过作为偏振衍射光栅的偏振全息图6而受到所期望的衍射。
此外，在该实施例中，如上所述，三光束衍射光栅7所处的位置使得在偏振全息图6透射的第±1级衍射光束72、73中只允许第+1级衍射光束72入射于其上。
因此，已通过三光束衍射光栅7的第+1级衍射光束72会因三光束衍射光栅7处的衍射而发生光量损耗，担心会造成信噪比降低。因此，例如，从第-1级衍射光束73检测高频带信号(RF信号)，即记录于光盘85上的信息信号，并且该第-1级衍射光束73由第二光接收部件3B接收到而不通过三光束衍射光栅7。同时，从+1级衍射光束72检测无需高频带的伺服信号，并且该第+1级衍射光束72经由三光束衍射光栅7而由第一光接收部件3A接收。这样一来，可使需要满足特别高的信噪比的RF信号保持不受三光束衍射光栅7的任何影响。如此，可获得总体光利用效率高的半导体激光装置1。
图3示意性地表示出该实施例中的偏振全息图6、三光束衍射光栅7、第一光接收部件3A和第二光接收部件3B之间的关系。该图3只是示意性图，实际上，偏振全息图6的大小可为例如大约
Figure A20041003242200101
3到4mm，而第一光接收部件3A和第二光接收部件3B的每一个的大小可为大约50μm×200μm。而且，第一、第二光接收部件3A、3B定位在与偏振全息图6的中心相距几百μm处。
如图3所示，沿径向X延伸穿过中心轴(光轴J)的线段L1将偏振全息图6分成一组第一区段6A和第二区段6B、以及第三区段6C。此外，沿跟踪方向Y延伸穿过中心轴的线段L2将偏振全息图6分成第一区段6A和第二区段6B。也就是说，线段L1和L2将偏振全息图6三分第一区段6A、第二区段6B和第三区段6C。
在该实施例的一个例子中，第二光接收部件3B由三个区段组成，即第一到第三光检测器31到33，而第一光接收部件3A由六个区段组成，即第四到第九光检测器34到39。
该偏振全息图6将来自光盘85的后向光束77分成六个光束，即第一、第二、第三第-1级衍射光束73-1、73-2、73-3和第一、第二、第三第+1级衍射光束72-1、72-2、72-3。
如图3所示，偏振全息图6的第一区段6A衍射的第一第-1级衍射光束73-1入射于第二光接收部件3B的第三光检测器33上，形成光斑G3。而且，第二区段6B衍射的第二第-1级衍射光束73-2入射于第一光检测器31上，形成光斑G1。而且，第三区段6C衍射的第三第-1级衍射光束73-3入射于第二光检测器上32，形成光斑G2。
偏振全息图6的第一区段6A衍射的第一第+1级衍射光束72-1入射于三光束衍射光栅7上，被三分成第+1级衍射光束72-11、72-12、72-13。+1级衍射光束72-11入射于第四光检测器34上，形成光斑G4。而且，第+1级衍射光束72-12入射于第四光检测器34与第五光检测器35之间的一区域上，形成光斑G5。而且，+1级衍射光束72-13入射于第五光检测器35上，形成光斑G6。
而且，偏振全息图6的第二区段6B衍射的第二第+1级衍射光束72-2入射于三光束衍射光栅7上，被三分成第+1级衍射光束72-21、72-22、72-23。+1级衍射光束72-21入射于第八光检测器38上，形成光斑G10。而且，第+1级衍射光束72-22入射于第八光检测器38与第九光检测器39之间的一区域上，形成光斑G11。而且，+1级衍射光束72-23入射于第九光检测器39上，形成光斑G12。
而且，偏振全息图6的第三区段6C衍射的第三第+1级衍射光束72-3入射于三光束衍射光栅7上，被三分成第+1级衍射光束72-31、72-32、72-33。第+1级衍射光束72-31入射于第五光检测器35与第六光检测器36之间的区域上，形成光斑G7。而且，第+1级衍射光束72-32入射于第六光检测器36和第七光检测器37上，形成光斑G8。而且，第+1级衍射光束72-33入射于第七光检测器37与第八光检测器38之间的区域上，形成光斑G9。
因此，从第六光检测器36输出的信号S6和第七光检测器37输出的信号S7之差(S6-S7)的绝对值获得聚焦误差信号(FES)。而且，从第一光检测器31输出的信号S1、第二光检测器32输出的信号S2和第三光检测器33输出的信号S3之和获得信息信号(RF)。
此外，通过下列等式(1)表示的计算等式获得跟踪误差信号TES：
TES＝(S1-S3)-α×((S6+S7)-β×(S4+S5+S8+S9))...(1)
在该等式(1)中，S4表示第四光检测器34输出的信号，S5表示第五光检测器35输出的信号，S8表示第八光检测器38输出的信号，S9表示第九光检测器39输出的信号，并且α、β表示因数，即常数。
同样在该等式(1)中，(S1-S3)表示推挽信号(Push-Pull信号)，并且因数α后面的项表示移动物镜得到的偏移校正信号。
接着，图4示出该实施例中采用的三光束衍射光栅7的例子。参考图4，Y表示跟踪方向，X表示径向，Z表示光轴J的方向。在该三光束衍射光栅7中，槽脊部分7A和凹槽部分7B沿着跟踪方向(Y方向)交替排列。这些槽脊部分7A和凹槽部分7B构成光栅。
该三光束衍射光栅7具有不变的光栅间距P。而且，槽脊部分7A的宽度(槽脊宽度)WL沿径向(X方向)增加，而凹槽部分7B的宽度(凹槽宽度)WG沿径向(X方向)降低。即，用凹槽宽度WG和槽脊宽度WL之比表示的负载(duty)沿着光盘85的径向(图中的X方向)连续变化。更具体地，参考图4，第±1级衍射的效率从端部7C(凹槽宽度WG在该处最小)向端部7D(凹槽宽度WG在该处最大)连续地增加，从而第0级衍射的效率持续降低。即，在凹槽宽度WG变成最小值的端部7C，第±1级衍射效率变成最小值，而第0级衍射效率变成最大值。
因此，在跟踪过程中，随着物镜84沿径向(图中的X方向)移动，三光束衍射光栅7的衍射效率会变化，从而第±1级衍射光束的增/减变化和第0级透射光束的增/减变化彼此相反。结果是，通过彼此独立地检测三光束衍射光栅7中的第±1级衍射光束和第0级透射光束，并且在检测第±1级衍射光束得到的检测信号和检测第0级透射光束得到的检测信号之间取差，便可检测物镜84沿径向的移动量。
图5以实线示出光斑10，作为例子，从偏振全息图6产生的第+1级衍射光束72入射到了三光束衍射光栅7上，并且假设物镜84沿径向的移动量是0。在这种移动量是0的情况下，给定从检测三光束衍射光栅7中的第0级透射光束产生的信号S(第0级透射光束)，从检测三光束衍射光栅7中的第+1级衍射光束产生的信号S(第+1级衍射光束)，和从检测三光束衍射光栅7中的第-1级衍射光束产生的信号S(第-1级衍射光束)，把因数β设定成满足下列等式(2)：
s(第0级透射光束)-β×{S(第+1级衍射光束)+S(第-1级衍射光束)}＝0
                                                        …(2)
在如上所示设定因数β的情况下，如果等式(2)左侧的计算等式得到正值，则物镜84沿着径向移动，使得光斑10移动，例如在图5中向上偏移(即顺着X(径向)方向)，变成以虚线表示的光斑11。相反地，如果等式(2)左侧的计算等式得到负值，则由此可断定，物镜84已移动，使得光斑10移动到虚线表示的光斑12。
现在参照计算跟踪误差信号TES的计算等式(1)，表达式(S4+S5+S8+S9)是第±1级衍射光束的信号之和，表达式(S6+S7)是第0级透射光束的信号之和。因此，在计算等式(1)中，表达式α×((S6+S7)-β×(S4+S5+S8+S9))用于计算物镜84的移动量。在该等式中，因数β的值由三光束衍射光栅7的光栅凹槽深度确定，并被用于调整第0级透射光束的衍射效率和第±1级衍射光束的衍射效率之差。而且，因数α是用于把物镜偏移量转换成PP(推挽)信号的移动量的因数。
而且，在已经发生光盘85径向倾斜的情况下，因为入射光束的光斑沿径向(图5中的X方向)在三光束衍射光栅7上移动，所以还有可能检测到光盘85的倾斜量，如同在上面的情况中对于物镜84的移动量一样。
除此之外，除了前面的等式(1)，下列等式(3)或(4)可用于计算跟踪误差信号TES：
TES＝(S1-S3)-α×(S2-β×(S6+S7))...(3)
TES＝(S1-S3)-α×((S1+S3)-β×(S4+S5)+(S8+S9))...(4)
在前面的等式(1)中，因为经过因数α修正的计算等式用于计算三光束衍射光栅7中第0级透射光束的信号和第±1级衍射光束的信号之差，所以可获得物镜移动的高灵敏度。另一方面，上面的等式(3)只利用三光束衍射光栅7的第0级透射光束的信号和第±1级衍射光束的信号中的第0级透射光束的信号。而且，上面的等式(4)只利用三光束衍射光栅7的第0级透射光束的信号和第±1级衍射光束的信号中的第±1级衍射光束的信号。因此，与采用等式(1)的情况相比，在采用(3)或等式(4)的情况下，灵敏度变低。然而，如果采用等式(3)，因为图3所示的光检测器34、35、38、39变得不再必要，所以作为集成单元的半导体激光装置1内的计算电路的规模可以缩小，而且该装置的针脚数量可以减少，从而可实现降低作为集成单元的半导体激光装置1的大小。
而且，在等式(3)和等式(4)中，通过只使用偏振全息图6的一侧区域(例如第三区段6C，或者第一、第二区段6A、6B)检测到的信号，可实现对经过因数α修正的项的计算。因此，如果采用前面的等式(3)或等式(4)，可使跟踪误差信号TES的计算所得值不易受到沿跟踪方向(Y方向)照射在偏振全息图6上的后向光束77的光束不平衡的影响，即使已经出现这样的不平衡。
以上的说明在在兼用偏振全息图的第±1级衍射光束的情况下给出的。然而，聚焦光斑G1中包括的信号和聚焦光斑G11中包括的信号彼此相同，聚焦光斑G2中包括的信号和聚焦光斑G8中包括的信号彼此相同，并且聚焦光斑G3中包括的信号和聚焦光斑G5中包括的信号彼此相同。因此，可消除聚焦光斑G1、G2、G3。在这种情况下，信号的幅度大小的确会降低，但消除了对第二光接收部件3B的需求，从而有可能实现装置成本的降低。
如果全息元件104通过图8中的偏振全息图来实现，第±1级或更高级的衍射光束基本上不会在全息元件104的前向路径上出现，从而可提高光利用的效率。然而，因为光栅装置会产生第±1级衍射光束，即使全息元件104是偏振全息图，也将分别在图3中的聚焦光斑G1、G2、G3的两侧上出现子光束，从而导致光利用效率比本发明差。此外，作为相似的结构，日本特许公开JP2001-273666A揭示了一种使用偏振分光器而不是偏振全息图的例子。
接着，图6示出另外一种构造的三光束衍射光栅27，具有与图4所示的三光束衍射光栅7相同的效果。该三光束衍射光栅27具有槽脊部分27A和凹槽部分27B。在该三光束衍射光栅27中，其光栅间距P1不变，并且其凹槽宽度WG1和槽脊宽度WL1不变。而且，凹槽宽度WG1对槽脊宽度WL1的比率所表示的负载不变。另一方面，在该三光束衍射光栅27中，凹槽部分27B的凹槽深度沿着径向(图中的X方向)从凹槽深度为DT的一端27D向凹槽深度为DE的另一端27C连续的增加。
在该三光束衍射光栅27中，衍射效率沿着径向(图中的X方向)从凹槽深度为DT的一端27D向凹槽深度为DE的另一端27C连续地变化。因此，在该三光束衍射光栅27中，根据计算表达式[S(第0级透射光束)-β×{S(第+1级衍射光束)+S(第-1级衍射光束)}]，利用从检测三光束衍射光栅27中的第0级透射光束而产生的信号S(第0级透射光束)、从检测三光束衍射光栅27中的第+1级衍射光束产生的信号S(第+1级衍射光束)，以及从检测三光束衍射光栅27中的第-1级衍射光束产生的信号S(第-1级衍射光束)，可以检测出物镜的移动量，如同在三光束衍射透镜7的情形中一样。
同样，图7示出另一三光束衍射光栅29作为对三光束衍射光栅7的改进。该三光束衍射光栅29具有槽脊部分29A和凹槽部分29B。在该三光束衍射光栅29中，其光栅间距P2不变，并且其凹槽宽度WG2和槽脊宽度WL2不变。而且，凹槽宽度WG2对槽脊宽度WL2的比率所表示的负载不变。另一方面，凹槽部分29B的凹槽深度沿着径向(图中的X方向)从一端29D的凹槽深度DT向另一端29C的凹槽深度DE成阶梯式增加。该三光束衍射光栅29的效果和三光束衍射光栅27的效果相似，并且衍射效率根据凹槽部分29B的个别部分的凹槽深度而变化。因此，根据计算表达式[S(第0级透射光束)-β×{S(第+1级衍射光束)+S(第-1级衍射光束)}]，利用从检测三光束衍射光栅29中的第0级透射光束产生的信号S(第0级透射光束)、从检测三光束衍射光栅29中的第+1级衍射光束产生的信号S(第+1级衍射光束)，以及从检测三光束衍射光栅29中的第-1级衍射光束产生的信号S(第-1级衍射光束)，可以检测出物镜的移动量。
如此，根据该实施例的半导体激光装置1，能够以单光束方法来校正因物镜84的移动或光盘85的倾斜而发生的偏移，在该单光束方法中，不会降低半导体激光芯片2的主要光束的光量，从而可获得稳定的跟踪伺服性能。
而且，如图2中所示，通过结合半导体激光装置1、准直透镜81、1/4波片82、提升镜83以及用于将从该半导体激光装置1输出的激光束(前向光束71)聚焦于光盘85上的物镜84等的光学元件，可构成光学拾取装置90。因此，所构成的光学拾取装置90可具有最少数量的必要光学组件。
因此，根据该光学拾取装置90，因为不再需要对信号检测系统进行调整，所以可简单地实现体积小、厚度薄、可组装性良好、可靠性优异、并且展示出稳定的跟踪伺服性能的光学拾取装置90。
而且，对于该光学拾取装置90，可实现在光盘上的写入操作过程中降低半导体激光芯片2的功率损耗，并通过采用偏振全息图6(它是作为衍射光栅用于后向光束衍射的偏振衍射光栅)达到较高的写入速度，而不必在前向路径上设置三光束分割用的光栅来获得跟踪信号。
在以上实施例的半导体激光装置1中，偏振全息图6被用来作为偏振衍射光栅。然而，即使当提供偏振炫耀衍射光栅来代替偏振全息图6时，通过降低前向路径上半导体激光芯片2输出的输出光束70的光学损耗，也可实施较高速度的写入操作，如同以上的实施例一样。注意，在这种情况下，通过推挽方法来给出跟踪。此外，光盘85一般地指使用光来执行再现或记录的光学记录媒质，如专门用于再现的凹坑光盘、能够记录、擦除和再现的相变光盘、磁光盘，或者能够记录和再现的可重写光盘。
从以上说明显见，根据本发明的半导体激光装置，偏振全息图将从激光发射部件导向照射物体的激光束作为前向光束透射，而不衍射该光束，并且衍射激光束的后向光束，即由照射物体所反射的前向光束的返回光束，以使得后向光束从指向激光发射部件的方向上偏转，并导向激光接收部件。因此，根据本发明，可降低来自激光发射部件的前向路径上的光损耗，而且抑制光返回到激光发射部件，从而能够实现高功率、高灵敏度的半导体激光装置。
虽然对本发明做了以上描述，但显然可用很多方式来对本发明加以变化。这样的变化不应视为背离本发明的精神和范围，而且对本领域技术人员显而易见的所有此类变化都应包括在权利要求书的范围之内。

Claims (9)

1.一种半导体激光装置，其特征在于，它包括：
激光发射部件，用于发射一激光束；
激光接收部件，用于接收照射物体反射的激光束的后向光束；
偏振全息图，用于将从激光发射部件发射的激光束发送到所述照射物体作为前向光束，而不使光束产生衍射，并且使激光束的后向光束产生衍射，以使所述后向光束沿朝向所述激光发射部件并接着朝向所述激光接收部件的方向发生偏转，其中，所述激光束的后向光束是已经由所述照射物体反射的前向光束的返回光束；以及
三光束衍射光栅，用于将通过偏振全息图而从所述后向光束的衍射得到的全息衍射光束分成三个光束，并且用于使光束入射到所述激光接收部件上。
2.根据权利要求1所述的半导体激光装置，其特征在于，
所述偏振全息图和所述三光束衍射光栅集成在一起。
3.根据权利要求1所述的半导体激光装置，其特征在于，
所述三光束衍射光栅所处的位置可阻止从激光发射部件投射到所述照射物体上的前向光束入射到所述三光束衍射光栅上。
4.根据权利要求1所述的半导体激光装置，其特征在于
所述激光接收部件包括第一光接收部件，用于接收从所述偏振全息图产生的第+1级衍射光束，以及第二光接收部件，用于接收从所述偏振全息图产生的第-1级衍射光束。
5.根据权利要求1所述的半导体激光装置，其特征在于，
所述三光束衍射光栅的衍射效率随所述光栅延伸的光栅延伸方向中的位置而变化。
6.根据权利要求5所述的半导体激光装置，其特征在于，
在三光束衍射光栅中，构成所述光栅的槽脊部分和凹槽部分的槽脊宽度与凹槽宽度之比沿所述光栅延伸方向连续变化。
7.根据权利要求5所述的半导体激光装置，其特征在于，
在所述三光束衍射光栅中，光栅的凹槽深度沿所述光栅延伸方向连续变化。
8.根据权利要求5所述的半导体激光装置，其特征在于，
在所述三光束衍射光栅中，所述光栅的凹槽深度沿所述光栅延伸方向阶梯式变化。
9.一种光学拾取装置，其特征在于，它包括：
激光发射部件，用于输出激光束；
激光接收部件，用于接收由光盘反射的激光束的后向光束；
偏振全息图，用于将从激光发射部件发射的激光束发送到所述光盘作为前向光束，而不使光束产生衍射，并且使激光束的后向光束产生衍射，以使所述后向光束沿朝向所述激光发射部件并接着朝向所述激光接收部件的方向发生偏转，其中，所述激光束的后向光束是已经由所述光盘反射的前向光束的返回光束；
1/4波片，其与激光束的波长相对应；
物镜，用于将激光束聚焦到所述光盘上；以及
三光束衍射光栅，用于将通过偏振全息图而从所述后向光束的衍射而得到的全息衍射光束分成三个光束，并且用于使光束入射到激光接收部件上。
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