CN1729601A - 射入锁定型二极管激光器 - Google Patents

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Abstract

提供一种利用来自低功率二极管激光器设备(ML)的射入光信号调制高功率二极管激光器设备(SL)的输出的方法。该高功率设备(SL)的输出通过来自低功率设备(ML)的输入信号而被波长调制。此外，提出一种利用波长调制技术的新的光学存储写入机构。波长与光盘记录层的吸收量的相关性将二极管激光器的波长调制转换为吸收量的变化。

Description

射入锁定型二极管激光器
本发明大体上涉及二极管激光器。更特别地，本发明涉及一种调制二极管激光器的输出光的方法，涉及一种将信息写入光盘的方法，该方法包括输出来自激光二极管设备的光信号，并涉及一种用于产生经调制的光信号的装置，所述装置包括二极管激光器设备。
二极管激光器是光学存储应用中的重要部分。希望能够在近期使用产生具有在大约405nm区域(蓝光)波长的双条二极管激光器。双条激光器包括在同一底座上的彼此间隔几百微米的高功率二极管激光器和低功率二极管激光器。
由于它们的开式谐振腔(也就是具有低反射率面的腔)，高功率二极管激光器把自己提供给例如来自氐功率激光器的光的射入。以这种方式，高功率激光器可以被强制在例如低功率激光器的波长上发射(波长锁定)。
一次写入、多次读出介质(通常所说的记录盘，例如CD-R和DVD+R)包含信息以标记序列(也称之为信息坑)的形式写入其上的染料层。传统上，这由高功率二极管激光器(DL)完成，该高功率二极管激光器的电流(并且因此输出功率)依照定义好的方案被调制，该方案也称之为写入策略。此处染料吸收的能量的大小主要由DL的输出功率决定。通过沉积足够能量用于改变染料的化学组成而写入标记。
因而在其它情形下，希望降低向光盘写信息所需的输出功率。
根据本发明的一个方面，提供一种调制二极管激光器的输出光的方法，其中，第一二极管激光器设备将光射入到第二二极管激光器设备中，第二二极管激光器设备产生输出光信号，其特征在于输出光信号具有经调制的波长，该波长取决于从第一二极管激光器设备射入的光。
根据本发明的另一方面，提供一种用于产生经调制的光信号的装置，该装置包括可操作地产生第一输出光信号的第一二极管激光器设备，和可操作地产生第二输出光信号并被安排用于接收来自第一二极管激光器设备的第一输出光信号作为其输入光信号的第二二极管激光器设备，其特征在于第二输出光信号具有根据第一输出光信号调制的波长。
根据本发明的另一方面，提出一种新的写入机构，其中被调制的不是高功率二极管激光器(DL)的输出功率而是其波长。波长与染料吸收量的相关性将DL的波长调制转换为吸收量的变化。
可以理解的是本发明的原理可以应用于调制任何合适的波长的二极管激光器设备的输出，这取决于设备的应用。此外，尽管上面提及的设备是双条设备，但本发明的原理可以应用于任何激光器二极管设备。
此外，尽管上面描述的光学数据存储方案使用基于染料的盘，但是容易理解到本发明的原理可以应用于记录介质的吸收量随着入射的光信号的波长而改变的任何存储技术。
以下将参考附图论述本发明的这些和其它方面以及优点，其中
图1示出用在DVD+R应用中的染料的典型的吸收曲线，
图2示意性地示出用于写记录盘的装置，
图3示出所述二极管激光器的发射光谱，以及
图4示出二极管激光器的波长转换。
图1示出染料吸收量(垂直轴)对波长(水平轴)的曲线，从该曲线可以看出在体现了本发明的写信息到一次写入、多次读出的盘的方法中使用了波长调制。
图2示出用于由二极管激光器产生波长调制信号的装置的一个实施例。在该实施例中，用主激光器(ML)1表示的低功率二极管激光器(DL)输出的光被偏振光束分光器(PBS)8反射并被射入到用从激光器(SL)2表示的高功率DL中。在来自ML1的光信号被射入到SL2之前，通过让光经过λ/4板4传递其线偏振被改变为圆偏振。该ML1产生光信号，其通过光栅G和λ/2板6而被传递到偏振光束分光器(PBS)8中。该光栅用于将第一衍射级反射回ML1，以稳定ML1的输出。第0衍射级被反射向SL2，并先后通过λ/4板和透镜CL2被射入到SL2中。SL2输出的光通过透镜CL2和λ/4板4而被输出到PBS8。从SL2输出的光通过PBS8和第二λ/4板9而传递到输出透镜(物镜)OL1。
接近阈值的SL的发射光谱被示于图3的上部。它包括用竖线表示的几个模式。
通常，低功率二极管激光器的波长短于其对应的高功率二极管激光器的波长。在图3中用指示ML1的波长位置的箭头表示了这一点。在同一图中，λSL表示SL2的在阈值以上的发射波长的位置，并且不包括从ML1的射入。SL2的最接近λML并且同时满足λML-λSL，m＞0的模式用λSL，m表示。射入光的量由ML1的发射功率决定，并且当该量超过定值PLOCK时，SL的波长λSL，m锁定到ML的波长，即，λSL，m＝λML。因此SL2开始以发射波长λML产生激光。降低ML1的发射功率到锁定水平以下会导致SL的波长返回到λSL。
由于SL2的波长在自由运行值λSL和射入锁定值λML之间转换，因此SL2的发射光的吸收量也发生变化。这是由于该波长位于染料吸收曲线的斜坡上。
在不从ML1射入的情况下，来自SL2的一定量的光被染料层吸收。这个量与在SL2的波长(不包括射入)处的吸收系数α(λ＝λSL)成正比。α与波长的相关性在图1中示出。当来自ML1的光被射入到SL2中时，SL2的波长锁定于ML1的波长。来自SL2的光的吸收量也与α(λ＝λSL，m＝λML)成正比。由于当λSL-λSL，m＞0时发生锁定，所以从图1导出α(λ＝λSL，m)＞α(λ＝λSL)。当吸收的程度大时，也就是说，对于α(λ＝λSLm)，标记被写入到染料中从而信息被存储在盘上。
使用体现了本发明的方法向更短的波长方向上移动高功率从二极管激光器(DL)的波长，见图3。这是很明显的优点，因为染料的吸收量随着波长的减小而增大，见图1。吸收量增大意味着将标记写入染料中所需的高功率DL的输出功率更小了。这对于写入标记所需的发射功率的量随着速度快速增大的高速记录具有重要意义。因此，该概述的方法使得使用同样量的DL输出功率能够达到更高的速度。
这样关于使用何种类型的高功率DL的限制也被减轻了。
此外，改装这种设备意味着不用调制高功率二极管激光器的电流，信息就能够被写入记录盘。被调制的是低功率二极管激光器的电流(及其发射功率)，并且通过射入其被转换为高功率二极管激光器的波长变化。
需要注意的是本发明不仅仅可以用于产生波长在大约405nm(蓝光)区域的光的二极管激光器，而且可以应用于产生如下可选波长的光的二极管激光器，例如大约650nm(红光)和大约780nm(红外光)。

Claims (16)

1、一种调制来自二极管激光器的输出光的方法，其中第一二极管激光器设备(ML1)将光射入到第二二极管激光器设备(SL2)中，第二二极管激光器设备(SL2)产生输出光信号，其特征在于输出光信号具有的波长取决于从第一二极管激光器设备(ML1)射入的光的波长。
2、根据权利要求1所述的方法，其中第二二极管激光器设备(SL2)具有未经过调制的输出波长和经过调制的输出波长，该未经过调制的输出波长在不存在从第一二极管激光器设备(ML1)射入的光时被输出，并且该经过调制的输出波长当存在从第一二极管激光器设备(ML1)输入的光时被输出。
3、根据权利要求2所述的方法，其中未经过调制的输出波长长于经过调制的输出波长。
4、根据权利要求1、2或3所述的方法，其中第一二极管激光器设备(ML1)是低功率设备。
5、根据权利要求1、2或3所述的方法，其中第二二极管激光器设备(SL2)是高功率设备。
6、一种写信息到光盘的方法，包括从激光器二极管设备(SL2)输出光信号，该光信号根据权利要求1至5中任一所述的方法被调制。
7、根据权利要求6的方法，其中通过提供光信号到盘的染料层而将信息写入到光盘。
8、根据权利要求6的方法，其中通过提供光信号到盘的层而将信息写入到该光盘，上述层具有随射入光的波长而变化的光吸收系数。
9、一种用于产生经过调制的光信号的装置，该装置包括：
第一二极管激光器设备(ML1)，可操作地产生第一输出光信号；以及
第二二极管激光器设备(SL2)，可操作地产生第二输出光信号，并且被安排用于接收来自第一二极管激光器设备(ML1)的第一输出光信号作为输入光信号，
其特征在于第二输出光信号具有根据第一输出光信号调制的波长。
10、根据权利要求9所述的装置，其中第二二极管激光器设备(SL2)具有未经过调制的输出波长和经过调制的输出波长，当不存在从第一二极管激光器设备(ML1)射入的光时，第二二极管激光器设备(SL2)可操作地输出该未经过调制的输出波长，并且当存在从第一二极管激光器设备(ML1)射入的光时，第二二极管激光器设备(SL2)可操作地输出该经过调制的输出波长。
11、根据权利要求10所述的装置，其中未经过调制的输出波长长于经过调制的输出波长。
12、根据权利要求9、10或11所述的装置，其中第一二极管激光器设备(ML1)是低功率设备。
13、根据权利要求9、10、11或12所述的装置，其中第二二极管激光器设备(SL2)是高功率设备。
14、根据权利要求9、10、11、12或13所述的装置，其中第一二极管激光器设备(ML1)通过偏振光束分光器(PBS8)可操作地将第一输出光信号射入到第二二极管激光器设备(SL2)。
15、根据权利要求14所述的装置，其中第一输出光信号通过偏振调整设备(4)被提供给偏振光束分光器(PBS8)。
16、一种用于将信息写入光盘的装置，包括如权利要求9至15中任意一个所述的装置。
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