JP2001185819A - レーザー光源装置および光ピックアップ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ２波長のレーザー光を用いたレーザー光源装
置および光ピックアップ装置において、光軸の調整作業
の簡素化、および光学系の簡素化を図ることのできる構
成を提案すること。 【解決手段】 第１のレーザー光Ｌ１を出射する第１の
半導体レーザー１１と、第１のレーザー光Ｌ１より波長
の長い第２のレーザー光Ｌ２を出射する第２の半導体レ
ーザー１２とを備える光ピックアップ装置用のレーザー
光源装置１０において、ヒートシンク１３上では、第２
の半導体レーザー１２が第１の半導体レーザー１１の後
端面１１０から第１の半導体レーザー１１の導波路に第
２のレーザー光Ｌ２を入射するように配置されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、波長が異なるレー
ザー光を出射するレーザー光源装置、およびこのレーザ
ー光源装置を用いた光ピックアップ装置に関するもので
ある。更に詳しくは、レーザー光源装置で用いる２つの
半導体レーザーの配置技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光記録ディスク（光記録媒体）として
は、従来、ＣＤ（コンパクトディスク）が主流であった
が、波長の短い赤色半導体レーザーが実用化されるに伴
なって、ＣＤと同程度の大きさで大容量化したＤＶＤ
（デジタルバーサタイルディスク）が商品化されつつあ
る。すなわち、光記録媒体のディスク面に形成される光
スポットの大きさは波長の２乗に比例するため、波長が
７８０ｎｍ帯の赤外光のＡｌＧａＡｓ系の半導体レーザ
ーを用いるＣＤよりも、波長が６３５／６３０ｎｍ帯の
赤色光のＡｌＧａＩｎＰ系の半導体レーザーを用いるＤ
ＶＤの方が波長が短い分、高密度記録を実現できる。

【０００３】但し、既存のデータを活用するという観点
からすれば、ＤＶＤ駆動装置においてもＣＤ系の光記録
ディスク（以下、ＣＤ系ディスクという。）からの再生
が可能であることは重要である。しかしながら、ＣＤ系
ディスクでは、６３５／６３０ｎｍの波長帯域が、光記
録ディスクに用いた有機色素の吸収帯に相当するため、
この波長に対する反射率が低い。従って、波長が６３５
／６３０ｎｍ帯の赤色レーザー光ではＣＤ系ディスクか
ら信号を再生することは不可能である。

【０００４】そこで、１つの光ピックアップ装置に、波
長が６３５／６３０ｎｍの第１のレーザー光を出射する
第１の半導体レーザーと、波長が７００ｎｍの第２のレ
ーザー光を出射する第２の半導体レーザーとを搭載し、
かつ、これらの半導体レーザーから出射されたレーザー
光を各種の光学素子を用いて共通の光路上に導くものが
案出されている。

【０００５】たとえば、特開平１０−３２６４２８号公
報には、図３に示すように、第１の半導体レーザー１１
から出射された波長が６３５／６３０ｎｍの第１のレー
ザー光Ｌ１と、第２の半導体レーザー１２から出射され
た波長が７８０ｎｍの第２のレーザー光Ｌ２とをプリズ
ム３１を用いて共通の光路上に導くように構成した光ピ
ックアップ装置が開示されている。

【０００６】また、特開平１０−２８９４６８号公報に
は、図４に示すように、第１の半導体レーザー１１から
出射された波長が６３５／６３０ｎｍの第１のレーザー
光Ｌ１と、第２の半導体レーザー１２から出射された波
長が７８０ｎｍの第２のレーザー光Ｌ２とを回折格子３
２を用いて共通の光路上に導くように構成した光ピック
アップ装置が開示されている。

【０００７】このような構成の光ピックアップ装置によ
れば、波長の短い第１のレーザー光Ｌ１を用いてＤＶＤ
からの信号再生を行なうことができるとともに、波長の
長い第２のレーザー光Ｌ２を用いてＣＤ系ディスクから
の信号再生を行なうことができる。また、第１のレーザ
ー光Ｌ１と第２のレーザー光Ｌ２とを共通の光路上に導
くので、対物レンズや光検出器を共通化することができ
る。それ故、このような光ピックアップ装置では、光学
系の簡素化を図ることができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
２波長レーザー光を用いた光ピックアップ装置のよう
に、２つのレーザー光をプリズム３１あるいは回折格子
３２によって合成する構成では、光ピックアップ装置を
組み立てるとき、両者の光軸調整に手間がかかるので、
生産コストが高いという問題点がある。

【０００９】そこで、チップ状の２つの半導体レーザー
をハイブリッド実装する際にパッシブ・アライメントを
行ない、しかる後に、単一のパッケージ内に収納するこ
とにより、光ピックアップ装置を組み立てる際に２つの
半導体レーザーの光軸調整を省略することのできるレー
ザー光源装置が検討されている。このような構成を採用
する場合には、半導体レーザー同士が近接している方が
好ましいので、たとえば、図５および図６に示すように
２つの半導体レーザーが配置される。図５に示す配置構
造では、２つの半導体レーザー１１、１２が横並びに配
置されている。図６に示す配置構造では、２つの半導体
レーザー１１、１２が２段重ねに配置されている。

【００１０】しかしながら、図５に示す配置では、２つ
の半導体レーザー１１、１２の各出射ビームの間には、
少なくとも半導体レーザー１１、１２の幅に相当する距
離が空いてしまう。このような距離は、たとえば、数百
μｍオーダーであり、これほどの間隔が出射ビームの間
に空いてしまうと、光検出器を共通化できなくなる。ま
た、２つのレーザー光Ｌ１、Ｌ２の光軸を対物レンズの
中心に合わせることができなくなるため、これらの間に
おいて収差特性が劣化するという問題点もある。

【００１１】これに対して、図６に示すように、２つの
半導体レーザー１１、１２をそれぞれの活性領域が対向
するように２段積みにした構成では、出射ビームの間隔
を半導体レーザー１１、１２のエピタキシャル層の厚さ
で規定される十μｍ程度にまで狭めることができる。し
かしながら、この構成では、２つの半導体レーザー１
１、１２への給電のための共通電極へのワイヤーボンデ
ィングを下側の半導体レーザー１１に行なうことのでき
る領域を確保する必要があるため、下側の半導体レーザ
ー１１ではサイズがかなり大きくなってしまうという問
題点がある。

【００１２】このような問題点に鑑みて、本発明の課題
は、２波長のレーザー光を用いたレーザー光源装置およ
び光ピックアップ装置において、光軸の調整作業の簡素
化、および光学系の簡素化を図ることのできる構成を提
案することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、本発明は、第１のレーザー光を出射する第１の半導
体レーザーと、前記第１のレーザー光より波長の長い第
２のレーザー光を出射する第２の半導体レーザーとを備
えるレーザー光源装置において、前記第２の半導体レー
ザーは、出射光軸が前記第１の半導体レーザーの出射光
軸と重なるように当該第１の半導体レーザーの後方に配
置されていることにより、前記第２のレーザー光を前記
第１の半導体レーザーを通して出射することを特徴とす
る。

【００１４】たとえば、前記第２の半導体レーザーは、
前記第１の半導体レーザーの後端面から当該第１の半導
体レーザーの導波路に前記第２のレーザー光を入射する
ように配置されている。

【００１５】本発明を適用したレーザー光源装置では、
第２の半導体レーザーは、出射光軸が第１の半導体レー
ザーの出射光軸と重なるように第１の半導体レーザーの
後方に配置されていることにより、第２のレーザー光を
第１の半導体レーザーを通して出射する。このため、プ
リズムや回折格子で光路を合成しなくても、第１の半導
体レーザーと第２の半導体レーザーは、共通の光路上に
第１のレーザー光および第２のレーザー光を出射するの
で、これらのレーザー光の光軸を合わせるための調整作
業を行なう必要がない。また、波長の長い第２のレーザ
ー光が、波長の短い第１のレーザー光を出射する第１の
半導体レーザーの導波路を通るので、第２のレーザー光
は第１の半導体レーザー内を発散することなく、導波モ
ードで伝搬していく。それ故、第２のレーザー光は、第
２の半導体レーザーを単体で用いたときと同様なビーム
広がり角をもって出射される。

【００１６】本発明において、前記第２の半導体レーザ
ーは、前記第１の半導体レーザーの後端面に対して密着
されていることが好ましい。

【００１７】このようなレーザー光源装置は、レーザー
光源から出射されたレーザー光を光記録媒体上に収束さ
せる対物レンズと、光記録媒体上で反射してきた戻り光
を受光する光検出器とを有する光ピックアップ装置にお
いて、前記レーザー光源として用いることが好ましい。
本発明を適用したレーザー光源装置を搭載した光ピック
アップ装置では、プリズムや回折格子で光路を合成しな
くても、第１の半導体レーザーと第２の半導体レーザー
は、共通の光路上に第１のレーザー光および第２のレー
ザー光を出射する。従って、２つのレーザー光をプリズ
ムあるいは回折格子によって合成する構成と違って、光
ピックアップ装置を組み立てるとき、両者の光軸合わせ
の調整を手間をかけて行なう必要がない。また、２つの
半導体レーザーの間で光軸が重なっているので、光記録
ディスクからの戻り光も、共通の光学系を通って光検出
器に収束する。従って、１つの光検出器によって、ＤＶ
Ｄからの戻り光およびＣＤ系ディスクからの戻り光の双
方を検出することができる。さらに、２つの半導体レー
ザーの間で光軸が重なっているので、２つのレーザー光
の光軸を対物レンズの中心に合わせることができる。よ
って、２つのレーザー光間で収差特性が劣化するという
こともない。

【００１８】このような光ピックアップ装置に対して、
本発明に係るレーザー光源装置を用いた場合に、前記第
１のレーザー光の波長を６３５ｎｍあるいは６５０ｎｍ
とし、前記第２のレーザー光の波長を７８０ｎｍとすれ
ば、１つの光ピックアップ装置によって、ＤＶＤおよび
ＣＤ系ディスクの双方から好適に信号を再生することが
できる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に、図面を参照して本発明を
適用した光ピックアップ装置の一実施例を説明する。

【００２０】図１は、本発明を適用した光ピックアップ
装置の概略構成図、図２は、この光ピックアップ装置に
用いたレーザー光源装置の概略構成図である。

【００２１】図１において、本例の光ピックアップ装置
１は、６３５ｎｍ（あるいは６５０ｎｍ）および７８０
ｎｍのレーザー光を用いてＤＶＤおよびＣＤ系ディスク
の双方から信号の再生可能なものである。

【００２２】詳細に説明すると、本例の光ピックアップ
装置１は、まず、波長が６３５ｎｍ（あるいは６５０ｎ
ｍ）の第１のレーザー光Ｌ１、および波長が７８０ｎｍ
の第２のレーザー光Ｌ２を出射するレーザー光源装置１
０を有している。このレーザー光源装置１０から出射さ
れた第１のレーザー光Ｌ１および第２のレーザー光Ｌ２
は、共通の光学系を介して光記録ディスク２（光記録媒
体）であるＤＶＤあるいはＣＤ系ディスクに導かれる。
また、光記録ディスク２からの戻り光も共通の光学系を
介して共通の光検出器１５（ホトダイオードあるいはホ
トトランジスタ）に導かれる。共通光学系は、第１のレ
ーザー光Ｌ１および第２のレーザー光Ｌ２から３ビーム
を生成する回折格子３、この回折格子３を通過してきた
光を部分反射するハーフ・ミラー４、このハーフ・ミラ
ー４から反射してきた光を平行光束に変換するコリメー
トレンズ５、このコリメートレンズ５から出射された光
の進行方向を直角に折り曲げる全反射ミラー６、および
この全反射ミラー６から反射してきた光を光記録ディス
ク２のディスク面に収束させる対物レンズ７を含んでい
る。本形態でも、回折格子３が使用されているが、この
回折格子３は、あくまで３ビームを生成するもので、第
１のレーザー光Ｌ１の光軸と第２のレーザー光Ｌ２の光
軸とを合成するものではない。

【００２３】また、共通光学系には、光記録ディスク２
から反射してきた戻り光が対物レンズ７、全反射ミラー
６、コリメートレンズ５およびハーフ・ミラー４によっ
て導かれてきたのを収束させるセンサーレンズ９、およ
びこのセンサーレンズ９によって非点収差を付与された
戻り光を検出する光検出器１５も含まれている。

【００２４】このように構成した光ピックアップ装置１
において、レーザー光源として用いたレーザー光源装置
１０では、図２に示すように、波長が６３５ｎｍ（ある
いは６５０ｎｍ）の第１のレーザー光Ｌ１（赤色光）を
出射するＡｌＧａＩｎＰ系の第１の半導体レーザー１１
（レーザーダイオードチップ）と、波長が７８０ｎｍの
第２のレーザー光Ｌ２（赤外光）を出射するＡｌＧａＡ
ｓ系の第２の半導体レーザー１２（レーザーダイオード
チップ）とが共通のヒートシンク８上に搭載され、この
状態で共通のパッケージ（図示せず）内に収納されてハ
イブリッド化されている。

【００２５】このレーザー光源装置１０において、第２
の半導体レーザー１２は、出射光軸Ｌ０が第１の半導体
レーザー１１の出射光軸Ｌ０と重なるように第１の半導
体レーザー１１の後方に直列に配置されている。ここ
で、第２の半導体レーザー１２は、第１の半導体レーザ
ー１１の後端面１１０から、この第１の半導体レーザー
１１の導波路（図示せず）に第２のレーザー光Ｌ２を入
射するように配置され、かつ、第１の半導体レーザー１
２および第２の半導体レーザー１２は、この位置関係を
保持したままヒートシンク８に接合されている。

【００２６】このように第１の半導体レーザー１１と第
２の半導体レーザー１２とを直列に配置するにあたって
は、まず、第１の半導体レーザー１１および第２の半導
体レーザー１２のうちの一方の半導体レーザーをヒート
シンク８に融着固定した後に、第１の半導体レーザー１
１および第２の半導体レーザー１２の双方に給電し、光
軸Ｌ０の方からみたときに発光点が完全に重なるように
位置合わせした後、他方の半導体レーザーをヒートシン
ク８に融着固定する。

【００２７】このように構成したレーザー光源装置１０
では、第１の半導体レーザー１１は、波長の短い第１の
レーザー光Ｌ１を光軸Ｌ０上に出射するとともに、第２
の半導体レーザー１２は、第２のレーザー光Ｌ２を第１
の半導体レーザー１１を通してこの第１の半導体レーザ
ー１１と共通の光軸Ｌ０上に出射する。それ故、本形態
のレーザー光源装置１０において、第２の半導体レーザ
ー１２が第２のレーザー光Ｌ２を出射したときの発光点
は、第１の半導体レーザー１１が第１のレーザー光Ｌ１
を出射したときの発光点と完全に重なっている。

【００２８】従って、このレーザー光源装置１０を用い
た光ピックアップ装置１（図１参照）において、光記録
ディスク２としてＤＶＤから信号を再生するときには、
レーザー光源装置１０では第１の半導体レーザー１１に
給電が行われ、この第１の半導体レーザー１１からは、
波長が６３５ｎｍ（あるいは６５０ｎｍ）の第１のレー
ザー光Ｌ１が出射される。この第１の半導体レーザー１
１から出射された第１のレーザー光Ｌ１は、ハーフ・ミ
ラー４によってその進行方向が９０度折り曲げられてコ
リメートレンズ５に入射する。コリメートレンズ５に入
射した第１のレーザー光Ｌ１は、コリメートレンズ５に
よってほぼ平行な光束に変換される。平行な光束に変換
された第１のレーザー光Ｌ１は、全反射ミラー６および
対物レンズ７によって、ＤＶＤのディスク面に光スポッ
トとして収束する。

【００２９】このＤＶＤのディスク面で反射した第１の
レーザー光Ｌ１の戻り光は、共通光学系を再度通って光
検出器１５に導かれる。すなわち、ＤＶＤ２からの戻り
光は、対物レンズ７、全反射ミラー６、コリメートレン
ズ５、ハーフ・ミラー４、センサーレンズ９を介して光
検出器１５に集光する。光検出器１５は、例えば、４分
割された受光面を備えており、この受光面で検出された
受光信号は制御装置（図示せず）によって信号再生のた
めの処理が行われる。

【００３０】これに対して、光記録ディスク２としてＣ
Ｄ系ディスクから信号を再生するときには、レーザー光
源装置１０では第２の半導体レーザー１２に給電が行わ
れ、この第２の半導体レーザー１２からは、波長が７８
０ｎｍの第２のレーザー光Ｌ２が出射される。このレー
ザー光Ｌ２は、第１の半導体レーザー１１の後端面１１
０から第１の半導体レーザー１１の導波路に入射して、
第１の半導体レーザー１１の前端面１１１から出射され
る（図２参照）。このようにして第２の半導体レーザー
１２から出射された第２のレーザー光Ｌ２も、第１のレ
ーザー光Ｌ１と同様、ハーフ・ミラー４、コリメートレ
ンズ５、全反射ミラー６および対物レンズ７によってＣ
Ｄ系ディスクのディスク面に光スポットとして収束す
る。

【００３１】このＣＤ系ディスクのディスク面で反射し
た第２のレーザー光Ｌ２の戻り光も、共通光学系を再度
通って光検出器１５に導かれ、この光検出器１５の受光
面で検出された受光信号は、制御装置（図示せず）によ
って信号再生のための処理が行われる。

【００３２】このように、本形態の光ピックアップ装置
１では、第２の半導体レーザー１２は、出射光軸Ｌ０が
第１の半導体レーザー１１の出射光軸Ｌ０と完全に重な
るように第１の半導体レーザー１１の後方に配置されて
いることにより、第２のレーザー光Ｌ２を第１の半導体
レーザー１１を通して出射する。このため、プリズムや
回折格子で光路を合成しなくても、第１の半導体レーザ
ー１１と第２の半導体レーザー１２は、共通の光路上に
第１のレーザー光Ｌ１および第２のレーザー光Ｌ２を出
射する。従って、２つのレーザー光Ｌ１、Ｌ２をプリズ
ムあるいは回折格子３によって合成する構成と違って、
光ピックアップ装置１を組み立てるとき、両者の光軸Ｌ
０合わせの調整を手間をかけて行なう必要がない。

【００３３】また、２つの半導体レーザー１１、１２の
間で光軸Ｌ０が重なっているので、光記録ディスク２か
らの戻り光も、共通の光学系を通って光検出器１５に適
正に収束する。従って、１つの光検出器１５によって、
ＤＶＤからの戻り光およびＣＤ系ディスクからの戻り光
の双方を高い感度で検出することができる。

【００３４】さらに、２つの半導体レーザー１１、１２
の間で光軸Ｌ０が重なっているので、２つのレーザー光
Ｌ１、Ｌ２の光軸Ｌ０を対物レンズ７の中心に合わせる
ことができるため、２つのレーザー光Ｌ１、Ｌ２間で収
差特性が劣化するということもない。

【００３５】さらにまた、レーザー光源装置１０におい
て、波長の長い第２のレーザー光Ｌ２が、波長の短い第
１のレーザー光Ｌ１を出射する第１の半導体レーザー１
１の導波路を通るので、第２のレーザー光Ｌ２は第１の
半導体レーザー１１内を発散することなく導波モードで
伝搬していくので、第２の半導体レーザー１２を単体で
用いたときと同様なビーム広がり角をもって出射され
る。

【００３６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明において、
第２の半導体レーザーは、出射光軸が第１の半導体レー
ザーの出射光軸と重なるように配置されているため、第
１の半導体レーザーと第２の半導体レーザーは、共通の
光路上に第１のレーザー光および第２のレーザー光をそ
れぞれ出射する。従って、２つのレーザー光をプリズム
あるいは回折格子によって合成する構成と違って、光ピ
ックアップ装置などを組み立てるとき、両者の光軸合わ
せの調整を手間をかけて行なう必要がない。また、レー
ザー光源装置において、波長の長い第２のレーザー光
が、波長の短い第１のレーザー光を出射する第１の半導
体レーザーの導波路を通るので、第２のレーザー光は第
１の半導体レーザー内を発散することなく、導波モード
で伝搬していく。それ故、第２の半導体レーザーを単体
で用いたときと同様なビーム広がり角をもって出射され
る。さらに、２つの半導体レーザーを横並びなどで配置
した構成と違って、第１の半導体レーザーと第２の半導
体レーザーとは出射ビームが重なるため、光検出器を共
通化することができる。さらにまた、２つのレーザー光
の光軸を対物レンズの中心に完全に合わせることができ
るため、２つのレーザー光間で収差特性が劣化するとい
うこともない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用した光ピックアップ装置の概略構
成図である。

【図２】図１に示す光ピックアップ装置に用いたレーザ
ー光源装置の概略構成図である。

【図３】従来の光ピックアップ装置に用いたレーザー光
源およびプリズムの配置を示す説明図である。

【図４】従来の別の光ピックアップ装置に用いたレーザ
ー光源および回折格子の配置を示す説明図である。

【図５】参考例に係る光ピックアップ装置に用いたレー
ザー光源装置の概略構成図である。

【図６】参考例に係る別の光ピックアップ装置に用いた
レーザー光源装置の概略構成図である。

【符号の説明】

１ 光ピックアップ装置 ２ 光記録ディスク（光記録媒体） ３ 回折格子 ４ ハーフ・ミラー ５ コリメートレンズ ６ 全反射ミラー ７ 対物レンズ ８ ヒートシンク ９ センサーレンズ １０ レーザー光源装置 １１ 第１の半導体レーザー １２ 第２の半導体レーザー １５ 光検出器 Ｌ１ 第１のレーザー光 Ｌ２ 第２のレーザー光

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１のレーザー光を出射する第１の半導
   体レーザーと、前記第１のレーザー光より波長の長い第
   ２のレーザー光を出射する第２の半導体レーザーとを備
   えるレーザー光源装置において、 前記第２の半導体レーザーは、出射光軸が前記第１の半
   導体レーザーの出射光軸と重なるように当該第１の半導
   体レーザーの後方に配置されていることにより、前記第
   ２のレーザー光を前記第１の半導体レーザーを通して出
   射することを特徴とするレーザー光源装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記第２の半導体レ
   ーザーは、前記第１の半導体レーザーの後端面から当該
   第１の半導体レーザーの導波路に前記第２のレーザー光
   を入射するように配置されていることを特徴とするレー
   ザー光源装置。
3. 【請求項３】 請求項２において、前記第２の半導体レ
   ーザーは、前記第１の半導体レーザーの後端面に対して
   密着されていることを特徴とするレーザー光源装置。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに規定する
   レーザー光源装置を用いた光ピックアップ装置であっ
   て、前記レーザー光源装置と、該レーザー光源装置から
   出射された前記第１のレーザー光および前記第２のレー
   ザー光を光記録媒体上に収束させる対物レンズと、光記
   録媒体上で反射してきた戻り光を受光する光検出器とを
   有することを特徴とする光ピックアップ装置。
5. 【請求項５】 請求項４において、前記第１のレーザー
   光の波長は６３５ｎｍあるいは６５０ｎｍであり、前記
   第２のレーザー光の波長は７８０ｎｍであることを特徴
   とする光ピックアップ装置。