JP2001155366A - Optical head and its manufacturing method - Google Patents
Optical head and its manufacturing methodInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光ヘッドおよび光
ヘッドの製造方法に関し、さらに詳しくは、光源の波長
が温度変化などによって変化したときの色収差を小さく
でき、かつ、光ディスクに対する光路を斜めにすること
に起因する問題点およびSCOOP構造の問題点を生じ
ないように改良した光ヘッドおよび光ヘッドに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical head and a method of manufacturing an optical head, and more particularly, to a method of reducing chromatic aberration when the wavelength of a light source changes due to a temperature change or the like, and obliquely setting an optical path to an optical disk. The present invention relates to an optical head and an optical head improved so as not to cause a problem caused by the above-mentioned problem and a problem of the SCOOP structure.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、例えば特開昭64−46242号
公報および特開昭64−43822号公報に記載の光ヘ
ッド(光ピックアップ)が知られている。特開昭64−
46242号公報に記載の光ヘッドは、面発光レーザと
光検出器とを同一基板上に形成し、その基板にガラス板
を積層し、そのガラス板の表面にグレーティング集光レ
ンズ(ホログラムレンズ)を形成したものである。ま
た、特開昭64−43822号公報に記載の光ヘッド
は、上記特開昭64−46242号公報に記載の構成の
光ヘッドを光ヘッド本体とし、その光ヘッド本体を浮上
スライダに取り付けたものである。2. Description of the Related Art Optical heads (optical pickups) described in, for example, JP-A-64-46242 and JP-A-64-43822 are known. JP-A-64-
No. 46242 discloses an optical head in which a surface emitting laser and a photodetector are formed on the same substrate, a glass plate is laminated on the substrate, and a grating condensing lens (hologram lens) is provided on the surface of the glass plate. It is formed. An optical head described in JP-A-64-43822 is an optical head having the configuration described in JP-A-64-46242 as an optical head body, and the optical head body is attached to a flying slider. It is.
【0003】他の関連する従来技術は、「光ディスク技
術;ラジオ技術社;尾上守夫監修」や「光ディスク;オ
ーム社;電子情報通信学会編」や「光エレクトロニク
ス;丸善;島田潤一著」や「面発光レーザ;オーム社;
伊賀健一,小山二三男共著」などの書籍に記載されてい
る。[0003] Other related prior arts include "Optical disc technology; Radio Technology Co., supervised by Morio Onoe", "Optical discs; Ohmsha; Edited by the Institute of Electronics, Information and Communication Engineers", "Optoelectronics;Maruzen; Junichi Shimada", and Emission laser; Ohmsha;
Co-authored by Kenichi Iga and Fumio Koyama ".
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】上記特開昭64−46
242号公報に記載の光ヘッドでは、グレーティング集
光レンズを用いているが、グレーティング集光レンズの
場合、光源の波長が温度変化などによって変化したとき
の色収差が大きい。同公報では面発光レーザを用いれば
波長変化は生じないと述べているが、「応用物理 第6
0巻 第1号(1991年) 8頁 伊賀“面発光半導
体レーザ” 図12」に記載のように、温度によって波
長が変るため、やはり影響があるが、これに対する考慮
がされていない問題点がある。さらに、同公報に記載の
光ヘッドでは、面発光レーザから光ディスクへのレーザ
光の光路と光ディスクから光検出器への戻り光の光路と
を分離するために光ディスクに対する光路が斜めになっ
ている。しかし、光路が斜めであると、収差や非対称な
強度分布が発生しやすく,スポットサイズが大きくなっ
てしまう問題点がある。なお、光路が斜めであることに
起因する問題点を考慮して、SCOOP構造の応用が、
同公報でも提案されているが、SCOOP構造の場合に
は、媒体の反射率の違いしか検出することができないた
め、トラッキング信号検出や,光磁気信号の検出ができ
ない欠点がある。SUMMARY OF THE INVENTION The above-mentioned JP-A-64-46 is disclosed.
In the optical head described in Japanese Patent Publication No. 242, a grating condenser lens is used, but in the case of the grating condenser lens, chromatic aberration is large when the wavelength of the light source changes due to a temperature change or the like. The publication states that no wavelength change occurs when a surface emitting laser is used.
Vol. 0 No. 1 (1991) p. 8 Iga "Surface emitting semiconductor laser" As described in FIG. 12, the wavelength changes depending on the temperature, which also has an effect, but there is a problem that this is not considered. is there. Furthermore, in the optical head described in the publication, the optical path to the optical disk is oblique to separate the optical path of the laser beam from the surface emitting laser to the optical disk and the optical path of the return light from the optical disk to the photodetector. However, if the optical path is oblique, there is a problem that aberrations and an asymmetric intensity distribution are easily generated, and the spot size becomes large. In consideration of the problem caused by the oblique optical path, the application of the SCOOP structure is
Although proposed in the same publication, the SCOOP structure has a drawback that it cannot detect a tracking signal or a magneto-optical signal because only a difference in reflectance of a medium can be detected.
【0005】そこで、本発明の第1の目的は、光源の波
長が温度変化などによって変化したときの色収差を小さ
くでき、かつ、光ディスクに対する光路を斜めにするこ
とに起因する上記問題点およびSCOOP構造の問題点
を生じないように改良した光ヘッドを提供することにあ
る。また、本発明の第2の目的は、面発光レーザを用い
た光ヘッドの製造方法を提供することにある。Therefore, a first object of the present invention is to reduce the chromatic aberration when the wavelength of a light source changes due to a temperature change and the like, and to solve the above-mentioned problems and the SCOOP structure caused by making the optical path oblique to the optical disk. An object of the present invention is to provide an optical head improved so as not to cause the above problem. A second object of the present invention is to provide a method for manufacturing an optical head using a surface emitting laser.
【0006】[0006]
【課題を解決するための手段】第1の観点では、本発明
は、基板と、その基板上に形成されたバッファ層と、半
導体レーザのレーザ光出射面と光検出器の受光面を同方
向に向けて前記バッファ層上に形成された半導体レーザ
および光検出器と、前記レーザ光出射面と受光面の下部
の基板に形成された開口部と、該開口部に充填された第
1透明層と、その第1透明層の下面に形成された回折格
子と、前記第1透明層の下部に積層された第2透明層
と、その第2透明層の下面に形成されたグレーティング
レンズまたは屈折率分布レンズまたは凸レンズによる集
光レンズとを具備し、前記半導体レーザから出射された
レーザ光は、前記基板および第1透明層および回折格子
および第2透明層を透過し、前記集光レンズで真下に向
けて集光され、その集光レンズから離れた光記録媒体上
に光スポットを形成し、光記録媒体で反射された反射光
は、前記集光レンズおよび第2透明層を透過し、前記回
折格子で前記光検出器の受光面に向かうように回折さ
れ、前記第1透明層を透過して前記光検出器に受光され
ることを特徴とする光ヘッドを提供する。上記第1の観
点による本発明の光ヘッドでは、半導体レーザをバッフ
ァ層を介して形成し、基板のレーザ光出射面の下部に開
口部を形成したため、レーザ光の減衰が小さくなる。ま
た、半導体レーザと集光レンズの間に回折格子を設け、
集光レンズを出射し光記録媒体で反射された光が再び同
一の集光レンズに入射したのち、トラッキング信号、光
磁気信号などが検出可能な光検出器の受光面に向かうよ
うにした。このため、光ディスクに対する光路を斜めに
することに起因する問題点およびSCOOP構造の問題
点を生じないようになる。According to a first aspect of the present invention, a substrate, a buffer layer formed on the substrate, a laser light emitting surface of a semiconductor laser and a light receiving surface of a photodetector are arranged in the same direction. A semiconductor laser and a photodetector formed on the buffer layer, an opening formed in the substrate below the laser light emitting surface and the light receiving surface, and a first transparent layer filled in the opening. A diffraction grating formed on the lower surface of the first transparent layer, a second transparent layer laminated below the first transparent layer, and a grating lens or a refractive index formed on the lower surface of the second transparent layer. A laser beam emitted from the semiconductor laser passes through the substrate, the first transparent layer, the diffraction grating, and the second transparent layer, and is directly below the condensing lens. Focused towards An optical spot is formed on the optical recording medium remote from the optical lens, and the reflected light reflected by the optical recording medium passes through the condenser lens and the second transparent layer, and is received by the photodetector by the diffraction grating. An optical head is provided that is diffracted toward a surface, passes through the first transparent layer, and is received by the photodetector. In the optical head of the present invention according to the first aspect, since the semiconductor laser is formed via the buffer layer and the opening is formed below the laser light emitting surface of the substrate, the attenuation of the laser light is reduced. Also, a diffraction grating is provided between the semiconductor laser and the condenser lens,
After the light emitted from the condenser lens and reflected by the optical recording medium again enters the same condenser lens, the light is directed to the light receiving surface of the photodetector capable of detecting a tracking signal, a magneto-optical signal, and the like. For this reason, the problem caused by making the optical path oblique to the optical disk and the problem of the SCOOP structure do not occur.
【0007】第2の観点では、本発明は、半導体レーザ
および光検出器を半導体レーザのレーザ光出射面と光検
出器の受光面を同方向に向けてバッファ層を介して同一
基板上に形成し、前記レーザ光出射面と受光面の下部の
基板にエッチングにより開口を形成し、さらに基板の下
に該開口を充填する第1透明層をプラズマCVD,スパ
ッタリングなどにより積層し、その第1透明層の下面に
フォトマスク露光プロセスにより回折格子を形成し、前
記第1透明層の下部に第2透明層をプラズマCVD,ス
パッタリングなどにより積層し、その第2透明層の下面
にフォトマスク露光プロセスによりグレーティングレン
ズを形成するか又はイオン交換プロセスにより屈折率分
布レンズ又は凸レンズを形成することを特徴とする光ヘ
ッドの製造方法を提供する。According to a second aspect of the present invention, a semiconductor laser and a photodetector are formed on the same substrate via a buffer layer with the laser light emitting surface of the semiconductor laser and the light receiving surface of the photodetector facing in the same direction. An opening is formed in the substrate below the laser light emitting surface and the light receiving surface by etching, and a first transparent layer filling the opening is laminated under the substrate by plasma CVD, sputtering, or the like. A diffraction grating is formed on the lower surface of the layer by a photomask exposure process, a second transparent layer is laminated below the first transparent layer by plasma CVD, sputtering, or the like, and a lower surface of the second transparent layer is formed by a photomask exposure process. An optical head manufacturing method comprising forming a grating lens or forming a gradient index lens or a convex lens by an ion exchange process. Subjected to.
【0008】また、次のプロセス(a)から(f)によ
り面発光レーザとフォトダイオードとを同時に作製する
ことを特徴とする光ヘッドの製造方法を提供する。 (a)n型のGaAs基板上にn型のAlGaAs バッファ
層を成長し、その上にn+型GaAs層を成長し、その上
にn型のAlAsとGaAlAs を交互に積層した第1反射
ミラー層を形成する。(b)フォトダイオードを形成す
る部分のみ、エッチングにより第1反射ミラー層を取り
除き、その取り除いた部分にn型のAlGaAs 層を成長
する。(c)第1反射ミラー層およびn型のAlGaAs
層 の上にn型のAlGaAsのクラッド層を形成し、その
上にp型のGaAlAs/Ga As の量子井戸層を成長し
て活性層とし、その上にp型のGaAlAs のクラッド層
を形成し、その上にn型のAlAsとGaAlAs を交互に
積層した第2反射ミラー層を成長する。(d)フォトダ
イオードを形成する部分のみ、エッチングにより第2反
射ミラー層を取り除き、その取り除いた部分にp型のG
aAs層を形成する。(e)第2反射ミラー層およびp型
のGaAs層の上にp+型GaAs層を形成し、その上にA
u電極を形成する。(f)面発光レーザとフォトダイオ
ードとを分離する溝を形成する。Further, there is provided a method of manufacturing an optical head, wherein a surface emitting laser and a photodiode are simultaneously manufactured by the following processes (a) to (f). (A) A first reflection mirror layer in which an n-type AlGaAs buffer layer is grown on an n-type GaAs substrate, an n + -type GaAs layer is grown thereon, and n-type AlAs and GaAlAs are alternately stacked thereon. To form (B) The first reflection mirror layer is removed by etching only at the portion where the photodiode is to be formed, and an n-type AlGaAs layer is grown on the removed portion. (C) First reflective mirror layer and n-type AlGaAs
An n-type AlGaAs clad layer is formed on the layer, a p-type GaAlAs / GaAs quantum well layer is grown thereon to form an active layer, and a p-type GaAlAs clad layer is formed thereon. Then, a second reflection mirror layer in which n-type AlAs and GaAlAs are alternately stacked thereon is grown thereon. (D) The second reflection mirror layer is removed by etching only at the portion where the photodiode is to be formed, and the p-type G
An aAs layer is formed. (E) A p + type GaAs layer is formed on the second reflection mirror layer and the p type GaAs layer, and A
A u electrode is formed. (F) forming a groove for separating the surface emitting laser from the photodiode;
【0009】上記第2の観点による本発明の光ヘッドの
製造方法では、フォトマスク露光プロセスなどの半導体
プロセスを用いて、本発明の光ヘッドを一体的に製造す
ることが出来る。また、面発光レーザとフォトダイオー
ドとを同時に作製することが出来る。In the method for manufacturing an optical head according to the second aspect of the present invention, the optical head according to the present invention can be integrally manufactured using a semiconductor process such as a photomask exposure process. Further, a surface emitting laser and a photodiode can be manufactured at the same time.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図を用
いて説明する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【0011】−第1実施形態− 図1は、本発明の第1実施形態の光ヘッド101の構成
断面図である。この光ヘッド101は、面発光レーザ1
およびフォトダイオード7,7を、半導体レーザ1のレ
ーザ光出射面とフォトダイオード7,7の受光面をn−
GaAs基板2に向けて、n−GaAs基板2上にAlGaA
s バッファ層47を介して形成し、前記レーザ光出射面
と受光面の下部基板に開口を形成し、さらにその開口部
を第1ガラス層3で充填し、その第1ガラス層3の下面
に回折格子4を形成し、前記第1ガラス層3の下部に第
2ガラス層5を積層し、その第2ガラス層5の下面にグ
レーティングレンズによる口径1mm以下の集光レンズ
6を形成した構造である。First Embodiment FIG. 1 is a sectional view showing the structure of an optical head 101 according to a first embodiment of the present invention. The optical head 101 has a surface emitting laser 1
And the photodiodes 7, 7 are arranged such that the laser light emitting surface of the semiconductor laser 1 and the light receiving surface of the photodiodes 7, 7 are n-
Toward the GaAs substrate 2, AlGaAs is placed on the n-GaAs substrate 2.
s formed through the buffer layer 47, an opening is formed in the lower substrate on the laser light emitting surface and the light receiving surface, and the opening is filled with the first glass layer 3; A diffraction grating 4 is formed, a second glass layer 5 is laminated below the first glass layer 3, and a condensing lens 6 having a diameter of 1 mm or less by a grating lens is formed on the lower surface of the second glass layer 5. is there.
【0012】面発光レーザ1から出射されたレーザ光
(図中、破線で示す)は、バッファ層47および第1ガ
ラス層3および回折格子4および第2ガラス層5を透過
し、集光レンズ6で真下に向けて集光され、集光レンズ
6から離れた光記録媒体Rの記録面上に直径0.4μm
〜2μmの光スポットを形成する。集光レンズ6と光記
録媒体Rの記録面の距離は、1mm以下である。A laser beam (shown by a broken line in the figure) emitted from the surface emitting laser 1 passes through the buffer layer 47, the first glass layer 3, the diffraction grating 4 and the second glass layer 5, and passes through the focusing lens 6 The light is condensed directly below, and the recording surface of the optical recording medium R separated from the condenser lens 6 has a diameter of 0.4 μm.
A light spot of 2 μm is formed. The distance between the condenser lens 6 and the recording surface of the optical recording medium R is 1 mm or less.
【0013】光記録媒体Rの記録面で反射された反射光
(図中、2点鎖線で示す)は、集光レンズ6および第2
ガラス層5を透過し、回折格子4でフォトダイオード
7,7の受光面に向かうように回折され、第1ガラス層
3を透過して、フォトダイオード7,7に受光される。The light reflected by the recording surface of the optical recording medium R (indicated by a two-dot chain line in FIG.
The light passes through the glass layer 5, is diffracted by the diffraction grating 4 toward the light receiving surfaces of the photodiodes 7, 7, passes through the first glass layer 3, and is received by the photodiodes 7, 7.
【0014】レーザ光出射面と受光面の下部にバッファ
層を形成し、基板2に開口部を形成する理由は、レーザ
発振波長において吸収の大きい(α=104(cm−1))
GaAs基板を除去し、吸収の小さい(α=20(cm−
1)) AlGaAsバッファ層でレーザを支持するためで
ある。AlGaAs を用いても電気伝導率はGaAsと変ら
ないため、光吸収損失を大きくすることなく、バッファ
層厚を厚くして電気抵抗を減らすことができる。また、
集光レンズ6の口径を1mm以下とする理由は、光源の
波長が温度変化などによって変化したときの色収差を最
大値で少なくともλ/4以下に抑えるためであるすなわ
ち、ホログラムの球面収差Wは、ホログラム上での光軸
からの入射光線の高さをhとして、 W(h)=Ah4 (1) で与えられる(光工学ハンドブック;小瀬輝次他編;朝
倉書店;p180)。ここで、ホログラムから物点まで
の距離Ro,記録時参照光源までの距離Rr,再生時参
照光源までの距離Rc,再生像点までの距離Ri,記録
時波長λ,再生時波長λ’とすれば、 A={(λ’/λ)(1/Rr3−1/Ro3)−1/Rc3+1/Ri3} ( 2) である。一方、結像関係は、 1/Ri=1/Rc+(λ’/λ)(1/Ro−1/Rr) (3) である。そこで、Rr→−∞、Rc→−∞とすれば、 W(h)=(1/8Ro3){(λ’/λ)3−(λ’/λ)}h4 (4 ) となる。波長変動Δλと開口数NAを、 λ’/λ=(λ+△λ)/λ (5) (NA)=h/Ro (6) とすれば、 W(h,NA)={(NA)3△λ/(4λ)}h (7) となる。つまり、開口数NAが一定の場合、波長変動Δ
λによって生じる最大の球面収差Wは、ホログラム上で
の光軸からの入射光線の高さhに比例することが判る。
例えば、NA=0.55,λ=0.78μm,△λ=3
nmのとき、 W(h=2.0mm)=0.41λ W(h=1.0mm)=0.21λ W(h=0.5mm)=0.10λ となる。これより、集光レンズ6の口径2hを1mm以
下にすると、波長変動が3nmのときでも、収差をλ/
10以下に抑えることが出来る。これは、凸レンズによ
る集光レンズでも同様である。例えば、球面1面による
レンズを考えると、その球面収差Wは、物空間の屈折率
を1,像空間の屈折率をn,焦点距離をfとすれば、 W(h)=−{3n/(8(n−1)2f3)}h4 (8 ) である。開口数NAを、 NA=nh/f (9) とすれば、 W(h)=−{3(NA)3/(8(n−1)2n2)}h (10 ) となる。これより、開口数NAを一定にして,口径2h
を小さくすれば、収差を小さくすることが出来る。な
お、これは球面収差に限らず,他の収差についても同様
である。The reason why the buffer layer is formed below the laser light emitting surface and the light receiving surface and the opening is formed in the substrate 2 is that absorption is large at the laser oscillation wavelength (α = 104 (cm−1)).
The GaAs substrate is removed, and the absorption is small (α = 20 (cm−
1)) This is for supporting the laser with the AlGaAs buffer layer. Even if AlGaAs is used, the electrical conductivity is not different from that of GaAs, so that the electrical resistance can be reduced by increasing the thickness of the buffer layer without increasing the light absorption loss. Also,
The reason why the aperture of the condenser lens 6 is 1 mm or less is to suppress the chromatic aberration when the wavelength of the light source changes due to a temperature change or the like to at least λ / 4 or less at the maximum value. That is, the spherical aberration W of the hologram is W (h) = Ah4 (1), where h is the height of the incident light beam from the optical axis on the hologram (Optical Engineering Handbook; Terutsu Kose et al .; Asakura Shoten; p180). Here, the distance Ro from the hologram to the object point, the distance Rr to the reference light source at the time of recording, the distance Rc to the reference light source at the time of reproduction, the distance Ri to the reproduction image point, the wavelength λ at the time of recording, and the wavelength λ 'at the time of reproduction are given. For example, A = {(λ ′ / λ) (1 / Rr3-1 / Ro3) −1 / Rc3 + 1 / Ri3} (2) On the other hand, the imaging relationship is 1 / Ri = 1 / Rc + (λ ′ / λ) (1 / Ro−1 / Rr) (3) Therefore, if Rr → −∞ and Rc → −∞, W (h) = (1 / Ro3) {(λ ′ / λ) 3- (λ ′ / λ)} h4 (4). If the wavelength variation Δλ and the numerical aperture NA are λ ′ / λ = (λ + △ λ) / λ (5) (NA) = h / Ro (6), W (h, NA) = {(NA) 3 Δλ / (4λ)} h (7) That is, when the numerical aperture NA is constant, the wavelength variation Δ
It can be seen that the maximum spherical aberration W caused by λ is proportional to the height h of the incident light from the optical axis on the hologram.
For example, NA = 0.55, λ = 0.78 μm, △ λ = 3
For nm, W (h = 2.0 mm) = 0.41λ W (h = 1.0 mm) = 0.21λ W (h = 0.5 mm) = 0.10λ. Thus, when the diameter 2h of the condenser lens 6 is set to 1 mm or less, the aberration is reduced to λ /
It can be suppressed to 10 or less. The same applies to a condensing lens using a convex lens. For example, when a lens having one spherical surface is considered, the spherical aberration W is given by: W (h) = − {3n /, where the refractive index of the object space is 1, the refractive index of the image space is n, and the focal length is f. (8 (n-1) 2f3)} h4 (8). Assuming that the numerical aperture NA is NA = nh / f (9), W (h) =-{3 (NA) 3 / (8 (n-1) 2n2)} h (10). Thus, the numerical aperture NA is kept constant, and the aperture 2h
Is small, the aberration can be reduced. This is not limited to spherical aberration, and the same applies to other aberrations.
【0015】さて、回折格子4を備えることで反射光の
分岐を行い、光記録媒体Rに対する光路を垂直としてい
るから、光路が斜めであることに起因する問題を生じな
い。なお、回折格子4による±1次回折光を合わせた回
折効率を50%とすれば、面発光レーザ1に25%の反
射光が戻るが、面発光レーザ1では戻り光によるモード
ホップが起こりにくいので、影響は少ない。フォトダイ
オード7,7の受光量は、合わせて25%の最大値を得
ることが出来る。Now, the provision of the diffraction grating 4 branches the reflected light and makes the optical path to the optical recording medium R vertical, so that the problem caused by the oblique optical path does not occur. If the diffraction efficiency obtained by combining the ± 1st-order diffracted lights by the diffraction grating 4 is 50%, 25% of the reflected light returns to the surface-emitting laser 1, but mode hopping due to the return light hardly occurs in the surface-emitting laser 1. , Little impact. The total amount of light received by the photodiodes 7, 7 can be a maximum value of 25%.
【0016】図2は、回折格子4とフォトダイオード7
の概念図である。回折格子4は、光記録媒体Rの記録ト
ラック方向に平行な中央線を境に両側が45゜傾いて互
いに直交する直線型の回折格子である。フォトダイオー
ド7は、回折格子4による±1次回折光を受光できるよ
うに4箇所に設置されている。4箇所のフォトダイオー
ド7a,7b,7c,7dは、回折格子4の分割方向に
さらに2分割されている。FIG. 2 shows a diffraction grating 4 and a photodiode 7.
FIG. The diffraction grating 4 is a linear diffraction grating that is inclined at 45 ° on both sides with respect to a center line parallel to the recording track direction of the optical recording medium R and orthogonal to each other. The photodiodes 7 are provided at four locations so as to be able to receive ± 1st-order diffracted light from the diffraction grating 4. The four photodiodes 7a, 7b, 7c, 7d are further divided into two in the direction in which the diffraction grating 4 is divided.
【0017】図3は、4箇所のフォトダイオード7a,
7b,7c,7dにそれぞれに入射する反射光の後焦点
時,合焦点時,前焦点時の光分布を示す。図4は、光ヘ
ッド101における信号検出回路の例である。焦点ずれ
信号AFは、図4中の上段外側と下段内側の4つのフォ
トダイオードの出力を加算器8aで加算し、上段内側と
下段外側の4つのフォトダイオードの出力を加算器8b
で加算し、両加算器8a,8bの出力を減算器9aで減
算して得られる。トラックずれ信号TRは、トラックず
れに伴う光記録媒体Rからの反射光の分布の不均一さか
ら得られるので、図2における回折格子4の左右両側に
入射する光量の差をとればよい。従って、図4中の上段
左側と下段右側の4つのフォトダイオードの出力を加算
器8cで加算し、上段右内側と下段左側の4つのフォト
ダイオードの出力を加算器8dで加算し、両加算器8
c,8dの出力を減算器9bで減算して得られる。光記
憶媒体Rが追記型,読出専用型の光ディスクの場合、再
生信号は全てのフォトダイオードの出力の和をとればよ
い。従って、両加算器8c,8dの出力を加算器9cで
加算して得られる。FIG. 3 shows four photodiodes 7a,
The light distribution at the time of back focus, at the time of in-focus, and at the time of front focus at the time of reflected light respectively entering 7b, 7c, 7d is shown. FIG. 4 is an example of a signal detection circuit in the optical head 101. The out-of-focus signal AF is obtained by adding the outputs of the four photodiodes on the upper and outer sides in FIG. 4 by an adder 8a, and adding the outputs of the four photodiodes on the upper and lower sides in an adder 8b.
And the outputs of both adders 8a and 8b are subtracted by a subtractor 9a. Since the track shift signal TR is obtained from the uneven distribution of the reflected light from the optical recording medium R due to the track shift, the difference between the amounts of light incident on the left and right sides of the diffraction grating 4 in FIG. Accordingly, the outputs of the four photodiodes on the upper left side and the lower right side in FIG. 4 are added by the adder 8c, and the outputs of the four photodiodes on the upper right inside and the lower left side are added by the adder 8d. 8
The outputs of c and 8d are obtained by subtraction by a subtractor 9b. When the optical storage medium R is a write-once or read-only optical disk, the reproduction signal may be the sum of the outputs of all the photodiodes. Therefore, the outputs of the two adders 8c and 8d are obtained by adding them in the adder 9c.
【0018】図5に、光ヘッド101の製造方法を例示
する。 (a)n−GaAs基板2の下面に、n−AlGaAs バッフ
ァ層47を成長させ、その下面に補強用ガラス基板11
を密着させ、その上面にAl電極12を蒸着する。 (b)Al電極12およびn−GaAs基板2をエッチング
して、レーザ光出射用の穴2bを加工する。 (c)Al電極12およびn−GaAs基板2の上に、プラ
ズマCVD,スパッタリングなどの方法で、第1ガラス
層3を堆積させ、研磨等の方法で平滑化するか、紫外線
硬化樹脂などを充填、硬化させるなどを行ない、上記エ
ッチング穴を補填する。FIG. 5 illustrates a method of manufacturing the optical head 101. (a) An n-AlGaAs buffer layer 47 is grown on the lower surface of the n-GaAs substrate 2 and the reinforcing glass substrate 11 is formed on the lower surface.
And an Al electrode 12 is deposited on the upper surface. (b) The Al electrode 12 and the n-GaAs substrate 2 are etched to form a laser beam emitting hole 2b. (c) The first glass layer 3 is deposited on the Al electrode 12 and the n-GaAs substrate 2 by a method such as plasma CVD or sputtering and smoothed by a method such as polishing or filled with an ultraviolet curable resin. , Curing, etc., to fill the etching holes.
【0019】(d)第1ガラス層3の上面にフォトマスク
露光プロセスにより回折格子4を作製する。すなわち、
第1ガラス層3の上面にフォトレジストを塗布し,乾燥
し,回折格子パターンを露光し,現像し,イオンビーム
加工などにより回折格子4を作製する。 (e)第1ガラス層3の上に、屈折率の異なる第2ガラス
層5をプラズマCVD,スパッタリングなどの方法で積
層し、フォトマスク露光プロセスによりグレーティング
レンズ6を作製する。 (f)補強用ガラス基板11を除去し、バッファ層47の
下面に面発光レーザ1およびフォトダイオード7,7を
作製する。 図6は、面発光レーザ1の埋込型の構成例である。n−
AlGaAs バッファ層47上に、導電率を上げるため多
量のn型不純物を添加したn+型GaAs層14を成長す
る。その上に、n型のAlAs とGaAlAsを交互に積層
した反射ミラー層15aを形成する。その上に、n型の
GaAlAsのクラッド層16を成長する。更に、p型の
GaAlAs/GaAs の量子井戸層17を形成して活性層
とする。GaAlAs のみで活性層を形成しても十分な特
性が得られるが、量子井戸を用いることにより、低しき
い値電流化を図れる。量子井戸層17の上に、p型のG
aAlAs のクラッド層18を成長する。その上に、n型
のAlAsとGaAlAs を交互に積層した反射ミラー層1
5bを形成する。その上に、導電率を上げるため多量の
p型不純物を添加したp型GaAs層19を形成する。最
後に、Au 電極20を形成する。(D) A diffraction grating 4 is formed on the upper surface of the first glass layer 3 by a photomask exposure process. That is,
A photoresist is applied to the upper surface of the first glass layer 3, dried, exposed to a diffraction grating pattern, developed, and a diffraction grating 4 is manufactured by ion beam processing or the like. (e) A second glass layer 5 having a different refractive index is laminated on the first glass layer 3 by a method such as plasma CVD or sputtering, and a grating lens 6 is manufactured by a photomask exposure process. (f) The reinforcing glass substrate 11 is removed, and the surface emitting laser 1 and the photodiodes 7, 7 are formed on the lower surface of the buffer layer 47. FIG. 6 shows an example of a buried type configuration of the surface emitting laser 1. n-
On the AlGaAs buffer layer 47, an n + -type GaAs layer 14 to which a large amount of n-type impurities is added to increase conductivity is grown. On this, a reflection mirror layer 15a in which n-type AlAs and GaAlAs are alternately stacked is formed. An n-type GaAlAs cladding layer 16 is grown thereon. Further, a p-type GaAlAs / GaAs quantum well layer 17 is formed to form an active layer. Sufficient characteristics can be obtained by forming the active layer only with GaAlAs, but by using a quantum well, a lower threshold current can be achieved. On the quantum well layer 17, a p-type G
A cladding layer 18 of aAlAs is grown. A reflection mirror layer 1 on which n-type AlAs and GaAlAs are alternately stacked.
5b is formed. A p-type GaAs layer 19 to which a large amount of p-type impurities is added to increase the conductivity is formed thereon. Finally, an Au electrode 20 is formed.
【0020】図7は、面発光型レーザ1のメサ型の構成
例である。図6と同様の構造を作製した後、レーザ部分
のみを円柱形に残し、他の部分をエッチングにより除去
する。円柱形のメサ部の直径は2μm〜3μmであり、
高さは約5μmである。メサ部の直径が小さいため、レ
ーザ部分からのレーザ光の放射角度θは、30゜〜44
゜と大きな値となる。このため、例えば焦点距離=0.
1mm,NA=0.55の集光レンズ6を用いる場合、
ガラス層の屈折率を1.5とすれば面発光型レーザ1か
ら集光レンズ6までの距離を220μm〜320μmと
極めて短くでき、光ヘッド101を小型化できる。ま
た、メサ型とすることにより光電界及び注入電流のとじ
こめの効果が高くなるため、低しきい値電流化を図れ
る。FIG. 7 shows an example of a mesa structure of the surface emitting laser 1. After fabricating the same structure as in FIG. 6, only the laser portion is left in a cylindrical shape, and the other portions are removed by etching. The diameter of the cylindrical mesa is 2 μm to 3 μm,
The height is about 5 μm. Since the diameter of the mesa portion is small, the emission angle θ of the laser beam from the laser portion is 30 ° to 44 °.
゜ is a large value. Therefore, for example, when the focal length = 0.
When using a condenser lens 6 of 1 mm, NA = 0.55,
If the refractive index of the glass layer is 1.5, the distance from the surface emitting laser 1 to the condenser lens 6 can be extremely short, 220 μm to 320 μm, and the optical head 101 can be downsized. In addition, since the effect of binding the optical electric field and the injected current is enhanced by using the mesa type, the threshold current can be reduced.
【0021】図8は、フォトダイオード7の構成例であ
る。n型のAlGaAsバッファ層47上に、多量のn型
不純物を添加したn+型GaAs層14を成長する。その
上に、不純物をドープしないGaAs層21を成長する。
その上に、p型のGaAs層22を部分的に成長する。p
型のGaAs層22の一部をマスクし、SiO2絶縁層2
3を形成する。次いで、マスクを除去し、Au電極20
を形成する。FIG. 8 shows a configuration example of the photodiode 7. On the n-type AlGaAs buffer layer 47, an n + -type GaAs layer 14 with a large amount of n-type impurities is grown. A GaAs layer 21 not doped with impurities is grown thereon.
A p-type GaAs layer 22 is partially grown thereon. p
Masking a portion of the GaAs layer 22 of the
Form 3 Next, the mask is removed, and the Au electrode 20 is removed.
To form
【0022】通常は、面発光レーザ1を作製した後、フ
ォトダイオード7を作製するが、両者を同時に作製する
ことも可能である。図9に、面発光レーザ1とフォトダ
イオード7を同時に作製する製造方法を示す。 (a)n型のAlGaAs バッファ層47上に、導電率を
上げるため多量のn型不純物を添加したn+型GaAs層
14を成長する。その上に、n型のAlAs とGaAlAs
を交互に積層した反射ミラー層15aを形成する。 (b)フォトダイオード7を形成する部分のみ、エッチ
ングにより反射ミラー層15aを取り除く。反射ミラー
層15aを取り除いた部分に、n型のAlGaAs層25
を成長する。 (c)反射ミラー層15aおよびn型のAlGaAs 層2
5の上に、n型のAlGaAsのクラッド層16を形成す
る。その上に、p型のGaAlAs/GaAs の量子井戸層
17を成長して活性層とする。その上に、p型のGaAl
Asのクラッド層18を形成する。その上に、n型のAl
AsとGaAlAs を交互に積層した反射ミラー層15b
を成長する。フォトダイオード7を形成する部分のみ、
エッチングにより反射ミラー層15bを取り除く。そし
て、反射ミラー層15bを取り除いた部分に、p型のG
aAs層22を形成する。さらに、反射ミラー層15bお
よびp型のGaAs層22の上に、導電率を上げるため多
量のp型不純物を添加したp+型のGaAs層19を形成
する。 (d)p+型のGaAs層19の上に、Au電極20を形
成する。そして、エッチングにより面発光レーザ1とフ
ォトダイオード7とを分離する。このように、面発光レ
ーザ1とフォトダイオード7とを同時に作製すれば、製
造工程を大幅に簡略化でき、低コスト化を図ることが出
来る。Normally, the photodiode 7 is manufactured after the surface-emitting laser 1 is manufactured, but both can be manufactured simultaneously. FIG. 9 shows a manufacturing method for simultaneously manufacturing the surface emitting laser 1 and the photodiode 7. (A) On the n-type AlGaAs buffer layer 47, an n + -type GaAs layer 14 to which a large amount of n-type impurities is added to increase conductivity is grown. On top of that, n-type AlAs and GaAlAs
Are alternately stacked to form a reflection mirror layer 15a. (B) Only the portion where the photodiode 7 is to be formed is etched to remove the reflection mirror layer 15a. An n-type AlGaAs layer 25 is formed on the portion where the reflection mirror layer 15a is removed.
Grow. (C) Reflection mirror layer 15a and n-type AlGaAs layer 2
On top of this, an n-type AlGaAs cladding layer 16 is formed. A p-type GaAlAs / GaAs quantum well layer 17 is grown thereon to form an active layer. On top of that, p-type GaAl
An As clad layer 18 is formed. On top of that, n-type Al
Reflection mirror layer 15b in which As and GaAlAs are alternately laminated
Grow. Only the part where the photodiode 7 is formed,
The reflection mirror layer 15b is removed by etching. Then, at the portion where the reflection mirror layer 15b is removed, p-type G
An aAs layer 22 is formed. Further, on the reflection mirror layer 15b and the p-type GaAs layer 22, a p + -type GaAs layer 19 to which a large amount of p-type impurities is added to increase conductivity is formed. (D) An Au electrode 20 is formed on the p + type GaAs layer 19. Then, the surface emitting laser 1 and the photodiode 7 are separated by etching. As described above, if the surface emitting laser 1 and the photodiode 7 are manufactured at the same time, the manufacturing process can be greatly simplified, and the cost can be reduced.
【0023】−第2実施形態− 図10は、本発明の第2実施形態の光ヘッド102の構
成断面図である。この光ヘッド102は、図1の光ヘッ
ド101における集光レンズ6がグレーティングレンズ
であったのに対して、凸レンズを用いたものである。Second Embodiment FIG. 10 is a sectional view showing the configuration of an optical head 102 according to a second embodiment of the present invention. This optical head 102 uses a convex lens instead of the condenser lens 6 in the optical head 101 of FIG. 1 being a grating lens.
【0024】−第3実施形態− 図11は、本発明の第3実施形態の光ヘッド103の構
成断面図である。この光ヘッド103は、図1の光ヘッ
ド101におけるフォトダイオード7の直下の下部基板
2aに、フィルム状の偏光子28,29を貼着したもの
である。偏光子28,29は、それぞれ直交する透過偏
光方向を有している。なお、偏光子28,29の透過偏
光軸方向が反射光の偏光方向に対してそれぞれ±45゜
をなす場合、最も検出感度が高くなる(尾島、角田「光
磁気記録技術」光学 第18巻第11号(1989年)
599頁)。図12は、光ヘッド103における信号検
出回路の例である。焦点ずれ信号AFは、図12中の上
段外側と下段内側の4つのフォトダイオードの出力を加
算器8aで加算し、上段内側と下段外側の4つのフォト
ダイオードの出力を加算器8bで加算し、両加算器8
a,8bの出力を減算器9aで減算して得られる。トラ
ックずれ信号TRは、図12中の上段左側と下段右側の
4つのフォトダイオードの出力を加算器8cで加算し、
上段右内側と下段左側の4つのフォトダイオードの出力
を加算器8dで加算し、両加算器8c,8dの出力を減
算器9bで減算して得られる。光記憶媒体Rが書換型の
MOタイプの光ディスクの場合、光磁気信号MOは、偏
光子28に含まれるフォトダイオードの出力の和と,偏
光子28に含まれるフォトダイオードの出力の和の差を
とればよい。従って、図12中の上段左側と下段左側の
4つのフォトダイオードの出力を加算器8eで加算し、
上段右内側と下段右側の4つのフォトダイオードの出力
を加算器8fで加算し、両加算器8e,8fの出力を減
算器9dで減算して得られる。Third Embodiment FIG. 11 is a sectional view showing the configuration of an optical head 103 according to a third embodiment of the present invention. The optical head 103 is obtained by attaching film-shaped polarizers 28 and 29 to the lower substrate 2a immediately below the photodiode 7 in the optical head 101 of FIG. The polarizers 28 and 29 have transmission polarization directions orthogonal to each other. When the transmission polarization axis directions of the polarizers 28 and 29 are respectively ± 45 ° with respect to the polarization direction of the reflected light, the detection sensitivity is highest (Ojima, Kakuda “Magneto-optical recording technology” Optics, Vol. No. 11 (1989)
599). FIG. 12 is an example of a signal detection circuit in the optical head 103. As for the defocus signal AF, the outputs of the four photodiodes on the upper and outer sides in FIG. 12 are added by an adder 8a, and the outputs of the four photodiodes on the upper and lower sides are added by an adder 8b. Double adder 8
a, 8b are subtracted by the subtractor 9a. The track shift signal TR is obtained by adding the outputs of the four photodiodes on the upper left side and the lower right side in FIG.
The outputs of the four photodiodes on the upper right side and the lower left side are added by an adder 8d, and the outputs of both adders 8c and 8d are subtracted by a subtractor 9b. When the optical storage medium R is a rewritable MO-type optical disk, the magneto-optical signal MO represents the difference between the sum of the outputs of the photodiodes included in the polarizer 28 and the sum of the outputs of the photodiodes included in the polarizer 28. What should I do? Therefore, the outputs of the four photodiodes on the upper left and lower left in FIG. 12 are added by the adder 8e,
The outputs of the four photodiodes on the upper right side and the lower right side are added by an adder 8f, and the outputs of both adders 8e and 8f are subtracted by a subtractor 9d.
【0025】−第4実施形態− 図13は、本発明の第4実施形態の光ヘッド104の構
成断面図である。この光ヘッド104は、上記第1実施
形態から第3実施形態の光ヘッド101,102,10
3の周囲に、AFアクチュエータ35を備えたものであ
る(但し、図13は、光ヘッド101を備えたものであ
る)。光記録媒体Rは、光ディスクである。光ディスク
は、一般に、記録面40の情報読取側に厚さ1.2mm
の透明保護層34を有している。例えばレーザ側NA=
0.3の有限系集光レンズ6を用いる場合、面発光型レ
ーザ1から集光レンズ6までの距離は2mm程度にな
り、光ヘッド104の大きさは3mm×3mm×3mm
程度となる。Fourth Embodiment FIG. 13 is a sectional view showing the configuration of an optical head 104 according to a fourth embodiment of the present invention. The optical head 104 includes the optical heads 101, 102, and 10 of the first to third embodiments.
An AF actuator 35 is provided around 3 (however, FIG. 13 includes an optical head 101). The optical recording medium R is an optical disk. The optical disc is generally 1.2 mm thick on the information reading side of the recording surface 40.
Of the transparent protective layer 34 of FIG. For example, laser side NA =
When a finite condensing lens 6 of 0.3 is used, the distance from the surface emitting laser 1 to the condensing lens 6 is about 2 mm, and the size of the optical head 104 is 3 mm × 3 mm × 3 mm.
About.
【0026】−第5実施形態− 図14は、本発明の第5実施形態の光ヘッド105の構
成断面図である。この光ヘッド105は、上記第1実施
形態から第3実施形態の光ヘッド101,102,10
3の底面に、酸化ジルコニウム等のセラミック材料製の
スライダ底補強層13を形成し、且つ、全体を浮上スラ
イダ形状に加工したものである。浮上スライダを製膜プ
ロセスによって光ヘッドと一体に成形するため、スライ
ダ底面に対する光ヘッドの位置決め調整が不要となる。Fifth Embodiment FIG. 14 is a sectional view showing the configuration of an optical head 105 according to a fifth embodiment of the present invention. The optical head 105 includes the optical heads 101, 102, and 10 of the first to third embodiments.
The slider bottom reinforcing layer 13 made of a ceramic material such as zirconium oxide is formed on the bottom surface of the slider 3, and the whole is processed into a flying slider shape. Since the flying slider is formed integrally with the optical head by a film forming process, there is no need to adjust the positioning of the optical head with respect to the slider bottom surface.
【0027】光ヘッド105の浮上量は、光ヘッド10
5の形状や光記録媒体Rの線速度に依存するが、例えば
26μm以下である。浮上量変動量は、定常トラッキン
グ状態で浮上量の約10%であるから、浮上量26μm
に対し、約2.6μmである。集光レンズ6の焦点深度
は、λ/NA2 で近似されるから、λ=0.78μ
m,NA=0.55とすれば、約2.6μmとなる。こ
のとき、浮上変動量2.6μmは集光レンズ6の焦点深
度以下であるから、焦点ずれ補正の制御は不要となる。
すなわち、集光レンズ6の焦点深度以下の浮上変動量に
すればよい。ただし、光記録媒体Rは、記録面の情報読
取側に透明保護層を持たないか又は透明保護層が屈折率
1.0の媒質中における集光レンズのバックフォーカス
から浮上量を減じて保護層屈折率を乗じた厚さ未満のも
のとする。透明保護層を持たないか又は透明保護層が厚
さ100μm未満程度の場合、表面にホコリが付着する
と読取に支障を生じるので、防塵構造のケース中に入れ
る必要がある。なお、焦点ずれ補正の制御が不要の場合
は、図4,図12の回路中の焦点ずれ信号AFの検出部
分も不要になる。The flying height of the optical head 105 is
5, depending on the shape of the optical recording medium R and the linear velocity of the optical recording medium R. Since the flying height fluctuation amount is about 10% of the flying height in the steady tracking state, the flying height is 26 μm.
About 2.6 μm. Since the focal depth of the condenser lens 6 is approximated by λ / NA2, λ = 0.78 μm
If m, NA = 0.55, it is about 2.6 μm. At this time, since the flying fluctuation amount 2.6 μm is equal to or less than the depth of focus of the condenser lens 6, control of defocus correction becomes unnecessary.
That is, the floating fluctuation amount may be equal to or smaller than the focal depth of the condenser lens 6. However, the optical recording medium R does not have a transparent protective layer on the information reading side of the recording surface, or the transparent protective layer reduces the floating amount from the back focus of the condenser lens in a medium having a refractive index of 1.0 to reduce the floating amount. It should be less than the thickness multiplied by the refractive index. If the transparent protective layer is not provided or the transparent protective layer has a thickness of less than about 100 μm, the dust adheres to the surface, which hinders reading. When the control of the defocus correction is unnecessary, the detection part of the defocus signal AF in the circuits of FIGS. 4 and 12 is also unnecessary.
【0028】図15に、光ヘッド105の製造方法を示
す。 (a)は、図5の(a)〜(f)で説明したプロセスによ
り作製された状態である。 (b)グレーティングレンズ6の部分をマスクし、その周
辺に酸化ジルコニウムなどのセラミックをスパッタなど
の方法で堆積し、スライダ底補強層13とする。堆積す
る厚さは、グレーティングレンズ6のバックフォーカス
(空気中におけるレンズ表面から焦点までの距離)から
浮上量と光ディスク保護層厚さを保護層屈折率で除した
厚さを差し引いた量とする。 (c)補強用ガラス基板11を除去し、基板2の下面に面
発光レーザ1およびフォトダイオード7,7を作製す
る。FIG. 15 shows a method of manufacturing the optical head 105. (a) is a state produced by the process described in (a) to (f) of FIG. (b) The grating lens 6 is masked, and a ceramic such as zirconium oxide is deposited on the periphery thereof by a method such as sputtering to form the slider bottom reinforcing layer 13. The deposited thickness is an amount obtained by subtracting the flying height and the thickness obtained by dividing the thickness of the optical disk protective layer by the protective layer refractive index from the back focus of the grating lens 6 (the distance from the lens surface to the focal point in the air). (c) The reinforcing glass substrate 11 is removed, and the surface emitting laser 1 and the photodiodes 7, 7 are formed on the lower surface of the substrate 2.
【0029】−第6実施形態− 図16は、本発明の第6実施形態の光ヘッド106の構
成断面図である。この光ヘッド106は、上記第5実施
形態の光ヘッド105の底面のスライダ底補強層13
に、磁界印加用の薄膜型の磁気コイル39を備えたもの
である。図17は、磁気コイル39とその磁界の説明図
である。巻数n,半径aの円電流Iのつくる磁界Hは、
その中心軸z上において、 H=na2I/2√(a2+z2)3 で与えられる。例えば、n=5,a=50μm,z=1
μm,I=160mAとすると、H=100Oeの磁界を
得ることが出来る。Sixth Embodiment FIG. 16 is a sectional view showing the configuration of an optical head 106 according to a sixth embodiment of the present invention. The optical head 106 has a slider bottom reinforcing layer 13 on the bottom surface of the optical head 105 of the fifth embodiment.
And a thin-film type magnetic coil 39 for applying a magnetic field. FIG. 17 is an explanatory diagram of the magnetic coil 39 and its magnetic field. The magnetic field H generated by the circular current I having the number of turns n and the radius a is
On the central axis z, H = na2I / 2√ (a2 + z2) 3. For example, n = 5, a = 50 μm, z = 1
When μm and I = 160 mA, a magnetic field of H = 100 Oe can be obtained.
【0030】−第7実施形態− 図18は、本発明の第7実施形態の光ディスク装置20
1の斜視図である。この光ディスク装置201は、記録
面の情報読取側に透明保護層を持たないか又は透明保護
層が厚さ26μm未満の光記録媒体Rと,上記第5実施
形態の浮上式の光ヘッド105又は上記第6実施形態の
浮上式の光ヘッド106と,その光ヘッドを支持する支
持アーム46と,トラッキングアクチュエータ31とを
防塵ケース37に内蔵し、電源や信号の接続端子45を
設けたものである。この光ディスク装置201は、光記
録媒体Rに厚い透明保護層がなく,焦点ずれ検出回路や
焦点ずれ補正アクチュエータも含まないため、非常に薄
型,軽量になり、携帯可能なカートリッジにすることが
出来る。この場合、図19に示すように、光ディスク書
込/読取装置33に対して着脱して使用する。なお、光
ディスク書込/読取装置33も、光記録媒体Rのドライ
ブ機構と信号処理回路を内蔵すればよく,光ヘッドやト
ラッキングアクチュエータが要らないため、小型,安価
になる。Seventh Embodiment FIG. 18 shows an optical disk device 20 according to a seventh embodiment of the present invention.
1 is a perspective view of FIG. The optical disc device 201 includes an optical recording medium R having no transparent protective layer on the information reading side of the recording surface or a transparent protective layer having a thickness of less than 26 μm and the floating optical head 105 of the fifth embodiment or the floating optical head 105 of the fifth embodiment. The floating optical head 106 of the sixth embodiment, the support arm 46 supporting the optical head, and the tracking actuator 31 are built in a dustproof case 37, and a power supply and signal connection terminals 45 are provided. The optical disk device 201 has no thick transparent protective layer on the optical recording medium R, and does not include a defocus detection circuit or a defocus correction actuator. Therefore, the optical disc device 201 is extremely thin and lightweight, and can be a portable cartridge. In this case, as shown in FIG. 19, the optical disk writing / reading device 33 is detachably used. The optical disk writing / reading device 33 only needs to incorporate a drive mechanism for the optical recording medium R and a signal processing circuit, and does not require an optical head or a tracking actuator.
【0031】−第8実施形態− 図20は、本発明の第8実施形態の光ディスク装置20
2の斜視図である。この光ディスク装置202は、記録
面の情報読取側に透明保護層を持たないか又は透明保護
層が厚さ26μm未満の光記録媒体Rと,上記第5実施
形態の浮上式の光ヘッド105又は上記第6実施形態の
浮上式の光ヘッド106と,その光ヘッドを支持する支
持アーム46とを防塵ケース38に内蔵し、電源や信号
の接続端子45を設けたものである。トラッキングアク
チュエータ31は、光ディスク書込/読取装置330に
設けられ、光ディスク装置202の支持アーム46と接
続可能になっている。この光ディスク装置202は、ト
ラッキングアクチュエータ31を含まないため、より小
型,安価になる。-Eighth Embodiment- FIG. 20 shows an optical disk device 20 according to an eighth embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a perspective view of FIG. The optical disc device 202 includes an optical recording medium R having no transparent protective layer on the information reading side of the recording surface or a transparent protective layer having a thickness of less than 26 μm, and the floating optical head 105 of the fifth embodiment or the floating optical head 105 of the fifth embodiment. The floating type optical head 106 of the sixth embodiment and a support arm 46 supporting the optical head are built in a dustproof case 38, and a power supply and signal connection terminals 45 are provided. The tracking actuator 31 is provided in the optical disk writing / reading device 330 and can be connected to the support arm 46 of the optical disk device 202. Since the optical disk device 202 does not include the tracking actuator 31, it becomes smaller and less expensive.
【0032】[0032]
【発明の効果】本発明の光ヘッドによれば、レーザ光の
減衰が小さく、温度変化などによって光源の波長が変化
した場合の色収差の問題を生じないようになる。また、
半導体レーザへの戻り光によるノイズの問題を生じな
い。また、光ディスクに対する光路を斜めにすることに
起因する問題点およびSCOOP構造の問題点を生じな
い。また、本発明の光ヘッドの製造方法によれば、フォ
トマスク露光プロセスなどの半導体プロセスを用いて、
本発明の光ヘッドを一体的に製造することが出来る。ま
た、面発光レーザとフォトダイオードとを同時に作製す
ることが出来る。According to the optical head of the present invention, the attenuation of the laser beam is small, and the problem of chromatic aberration when the wavelength of the light source changes due to a temperature change or the like does not occur. Also,
The problem of noise due to the return light to the semiconductor laser does not occur. Further, there is no problem caused by making the optical path oblique to the optical disk and the problem of the SCOOP structure. According to the method of manufacturing an optical head of the present invention, using a semiconductor process such as a photomask exposure process,
The optical head of the present invention can be manufactured integrally. Further, a surface emitting laser and a photodiode can be manufactured at the same time.
【図1】本発明の第1実施形態の光ヘッドの構成断面図
である。FIG. 1 is a configuration sectional view of an optical head according to a first embodiment of the present invention.
【図2】回折格子とフォトダイオードの関係説明図であ
る。FIG. 2 is a diagram illustrating the relationship between a diffraction grating and a photodiode.
【図3】焦点ずれによるフォトダイオード上の光分布の
変化の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of a change in light distribution on a photodiode due to defocus.
【図4】図1の光ヘッドからの信号取出回路の回路図で
ある。FIG. 4 is a circuit diagram of a circuit for extracting a signal from the optical head of FIG. 1;
【図5】図1の光ヘッドの製造方法の説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram of a method of manufacturing the optical head of FIG.
【図6】埋込型の面発光レーザの断面構造図である。FIG. 6 is a sectional structural view of a buried type surface emitting laser.
【図7】メサ型の面発光レーザの断面構造図である。FIG. 7 is a cross-sectional structural view of a mesa-type surface emitting laser.
【図8】フォトダイオードの断面構造図である。FIG. 8 is a sectional structural view of a photodiode.
【図9】面発光レーザとフォトダイオードの同時作製方
法の説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram of a method for simultaneously manufacturing a surface emitting laser and a photodiode.
【図10】本発明の第2実施形態の光ヘッドの構成断面
図である。FIG. 10 is a sectional view showing the configuration of an optical head according to a second embodiment of the present invention.
【図11】本発明の第3実施形態の光ヘッドの構成断面
図である。FIG. 11 is a sectional view showing the configuration of an optical head according to a third embodiment of the present invention.
【図12】図11の光ヘッドからの信号取出回路の回路
図である。FIG. 12 is a circuit diagram of a circuit for extracting a signal from the optical head of FIG. 11;
【図13】本発明の第4実施形態の光ヘッドの構成断面
図である。FIG. 13 is a sectional view showing a configuration of an optical head according to a fourth embodiment of the present invention.
【図14】本発明の第5実施形態の光ヘッドの構成断面
図である。FIG. 14 is a configuration sectional view of an optical head according to a fifth embodiment of the present invention.
【図15】図14の光ヘッドの製造方法の説明図であ
る。15 is an explanatory diagram of the method for manufacturing the optical head of FIG.
【図16】本発明の第6実施形態の光ヘッドの構成断面
図である。FIG. 16 is a sectional view showing the configuration of an optical head according to a sixth embodiment of the present invention.
【図17】図16の光ヘッドにおける磁気コイルとその
磁界の説明図である。17 is an explanatory diagram of a magnetic coil and its magnetic field in the optical head of FIG.
【図18】本発明の第7実施形態の光ディスク装置の斜
視図である。FIG. 18 is a perspective view of an optical disc device according to a seventh embodiment of the present invention.
【図19】図18の光ディスク装置の使用状態説明図で
ある。19 is an explanatory diagram of a use state of the optical disk device of FIG. 18;
【図20】本発明の第8実施形態の光ディスク装置の斜
視図である。FIG. 20 is a perspective view of an optical disc device according to an eighth embodiment of the present invention.
【符号の説明】 101,102,103,104,105,106‥‥
光ヘッド、1‥‥面発光レーザ、2‥‥n−GaAs基
板、2a‥‥下部基板、3‥‥第1ガラス層、4‥‥回
折格子、5‥‥第2ガラス層、6‥‥集光レンズ、7,
7a,7b,7c,7d‥‥フォトダイオード、12‥
‥Al電極、8a,8b,8c,8d,8e,8f,9
c‥‥加算器、9a,9b,9d‥‥減算器、11‥‥
ガラス基板、13‥‥スライダ底補強層、14‥‥n+
型GaAs層、15a,15b‥‥反射ミラー層、16,
18‥‥クラッド層、17‥‥量子井戸層、19‥‥p
+型GaAs層、20‥‥Au電極、21‥‥GaAs層、2
2‥‥p型GaAs層、23‥‥SiO2絶縁層、25‥
‥n型AlGaAs層、28,29‥‥偏光子、34‥‥
透明保護層、36‥‥凸レンズ、39‥‥磁気コイル、
201,202‥‥光ディスク装置、31‥‥トラッキ
ングアクチュエ−タ、33,330‥‥光ディスク書込
/読取装置、45‥‥接続端子、46‥‥支持アーム、
R‥‥光記録媒体、47…n−AlGaAsバッファ層[Description of Signs] 101, 102, 103, 104, 105, 106
Optical head, 1 ‥‥ surface emitting laser, 2 ‥‥ n-GaAs substrate, 2a ‥‥ lower substrate, 3 ‥‥ first glass layer, 4 ‥‥ diffraction grating, 5 ‥‥ second glass layer, 6 ‥‥ collection Optical lens, 7,
7a, 7b, 7c, 7d {photodiode, 12}
‥ Al electrode, 8a, 8b, 8c, 8d, 8e, 8f, 9
c {adder, 9a, 9b, 9d} subtractor, 11
Glass substrate, 13 ‥‥ slider bottom reinforcement layer, 14 ‥‥ n +
Type GaAs layer, 15a, 15b reflection mirror layer, 16,
18 ° cladding layer, 17 ° quantum well layer, 19 ° p
+ Type GaAs layer, 20 ° Au electrode, 21 ° GaAs layer, 2
2 ‥‥ p-type GaAs layer, 23 ‥‥ SiO2 insulating layer, 25 ‥
{N-type AlGaAs layer, 28, 29} polarizer, 34}
Transparent protective layer, 36 ° convex lens, 39 ° magnetic coil,
201, 202 ‥‥ optical disk drive, 31 ‥‥ tracking actuator, 33,330 ‥‥ optical disk writer / reader, 45 ‥‥ connection terminal, 46 ‥‥ support arm,
R ‥‥ optical recording medium, 47 ... n-AlGaAs buffer layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) G11B 7/22 G11B 7/22 11/105 551 11/105 551A 551Z 566 566A 571 571D H01S 5/026 H01S 5/026 5/183 5/183 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) G11B 7/22 G11B 7/22 11/105 551 11/105 551A 551Z 566 566A 571 571D H01S 5/026 H01S 5 / 026 5/183 5/183
Claims (3)
ァ層と、半導体レーザのレーザ光出射面と光検出器の受
光面を同方向に向けて前記バッファ層上に形成された半
導体レーザおよび光検出器と、前記レーザ光出射面と受
光面の下部の基板に形成された開口部と、該開口部に充
填された第1透明層と、その第1透明層の下面に形成さ
れた回折格子と、前記第1透明層の下部に積層された第
2透明層と、その第2透明層の下面に形成されたグレー
ティングレンズまたは屈折率分布レンズまたは凸レンズ
による集光レンズとを具備し、前記半導体レーザから出
射されたレーザ光は、前記基板および第1透明層および
回折格子および第2透明層を透過し、前記集光レンズで
真下に向けて集光され、その集光レンズから離れた光記
録媒体上に光スポットを形成し、光記録媒体で反射され
た反射光は、前記集光レンズおよび第2透明層を透過
し、前記回折格子で前記光検出器の受光面に向かうよう
に回折され、前記第1透明層を透過して前記光検出器に
受光されることを特徴とする光ヘッド。1. A substrate, a buffer layer formed on the substrate, a semiconductor laser formed on the buffer layer with the laser light emitting surface of the semiconductor laser and the light receiving surface of the photodetector facing in the same direction. A photodetector; an opening formed in the substrate below the laser light emitting surface and the light receiving surface; a first transparent layer filled in the opening; and a diffraction formed on the lower surface of the first transparent layer. A grating, a second transparent layer laminated below the first transparent layer, and a condenser lens formed by a grating lens, a gradient index lens, or a convex lens formed on the lower surface of the second transparent layer, Laser light emitted from the semiconductor laser passes through the substrate, the first transparent layer, the diffraction grating, and the second transparent layer, and is condensed downward by the condenser lens, and is separated from the condenser lens. Light spot on the recording medium The light reflected by the optical recording medium passes through the condenser lens and the second transparent layer, is diffracted by the diffraction grating toward the light receiving surface of the photodetector, and An optical head, which is transmitted through a transparent layer and received by the photodetector.
ーザのレーザ光出射面と光検出器の受光面を同方向に向
けてバッファ層を介して同一基板上に形成し、前記レー
ザ光出射面と受光面の下部にエッチングにより開口を形
成し、さらに該開口部を充填する第1透明層をプラズマ
CVD,スパッタリングなどにより積層し、その第1透
明層の下面にフォトマスク露光プロセスにより回折格子
を形成し、前記第1透明層の下部に第2透明層をプラズ
マCVD,スパッタリングなどにより積層し、その第2
透明層の下面にフォトマスク露光プロセスによりグレー
ティングレンズを形成するか又はイオン交換プロセスに
より屈折率分布レンズ又は凸レンズを形成することを特
徴とする光ヘッドの製造方法。2. A semiconductor laser and a photodetector are formed on the same substrate via a buffer layer with a laser light emitting surface of the semiconductor laser and a light receiving surface of the photodetector facing in the same direction. An opening is formed below the light receiving surface by etching, and a first transparent layer filling the opening is laminated by plasma CVD, sputtering, or the like, and a diffraction grating is formed on the lower surface of the first transparent layer by a photomask exposure process. Then, a second transparent layer is laminated below the first transparent layer by plasma CVD, sputtering, or the like.
A method of manufacturing an optical head, wherein a grating lens is formed on a lower surface of a transparent layer by a photomask exposure process, or a gradient index lens or a convex lens is formed by an ion exchange process.
発光レーザとフォトダイオードとを同時に作製すること
を特徴とする光ヘッドの製造方法; (a)n型のGaAs基板上にn型のAlGaAs バッファ
層を成長し,その上にn+型GaAs層を成長し、その上
にn型のAlAsとGaAlAs を交互に積層した第1反射
ミラー層を形成する。 (b)フォトダイオードを形成する部分のみ、エッチン
グにより第1反射ミラー層を取り除き、その取り除いた
部分にn型のAlGaAs 層を成長する。 (c)第1反射ミラー層およびn型のAlGaAs層の上
にn型のAlGaAsのクラッド層を形成し、その上にp
型のGaAlAs/GaAs の量子井戸層を成長して活性層
とし、その上にp型のGaAlAs のクラッド層を形成
し、その上にn型のAlAsとGaAlAs を交互に積層し
た第2反射ミラー層を成長する。 (d)フォトダイオードを形成する部分のみ、エッチン
グにより第2反射ミラー層を取り除き、その取り除いた
部分にp型のGaAs層を形成する。 (e)第2反射ミラー層およびp型のGaAs層の上にp
+型GaAs層を形成し、その上にAu電極を形成する。 (f)面発光レーザとフォトダイオードとを分離する溝
を形成する。3. A method of manufacturing an optical head, comprising simultaneously manufacturing a surface emitting laser and a photodiode by the following processes (a) to (f): (a) n-type GaAs substrate on n-type GaAs substrate AlGaAs buffer layer is grown, an n + type GaAs layer is grown thereon, and a first reflection mirror layer in which n-type AlAs and GaAlAs are alternately stacked thereon is formed. (B) The first reflection mirror layer is removed by etching only at the portion where the photodiode is to be formed, and an n-type AlGaAs layer is grown on the removed portion. (C) An n-type AlGaAs cladding layer is formed on the first reflecting mirror layer and the n-type AlGaAs layer, and a p-type cladding layer is formed thereon.
A second reflective mirror layer in which a quantum well layer of GaAlAs / GaAs of the type is grown to be an active layer, a cladding layer of GaAlAs of the p type is formed thereon, and AlAs and GaAlAs of the n type are alternately stacked thereon. Grow. (D) The second reflection mirror layer is removed by etching only at a portion where a photodiode is to be formed, and a p-type GaAs layer is formed at the removed portion. (E) p is formed on the second reflecting mirror layer and the p-type GaAs layer.
A + type GaAs layer is formed, and an Au electrode is formed thereon. (F) forming a groove for separating the surface emitting laser from the photodiode;
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