JP2001244565A - 半導体レーザおよびデータ再生装置ならびにデータ記録装置 - Google Patents
半導体レーザおよびデータ再生装置ならびにデータ記録装置Info
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Abstract
の光学系との光軸合わせを容易にすること。 【解決手段】 本発明は、複数の発光部を備えている半
導体レーザ1において、一の発光部における光軸に対し
て他の発光部における光軸が傾斜角を持つものであり、
このような半導体レーザ1を用いたデータ再生/記録装
置でもある。
Description
えている半導体レーザおよびデータ再生装置ならびにデ
ータ記録装置に関する。
VD(デジタルビデオディスク)のような規格の異なる
メディアを1つの機器で再生(もしくは記録)する場合
には、各々の規格に合った別個の光学系が必要であっ
た。このため、機器の大型化、コストアップ等が問題と
なっていた。
のレーザ光を出射できる半導体レーザ(いわゆる、2波
長レーザ)の開発が盛んになってきており、部品の小型
化を図るとともに、光学系を1つで済ませることができ
るようになってきている。
あるが、一般に2つのレーザ発光部を1つの基板上に搭
載して、より部品の小型化を図るという点では共通す
る。ここで、2つのレーザ発光部は、互いにレーザ出射
位置が接近するように設計される。すなわち、光学系を
共通化するために、それぞれのレーザの光軸が同じ光学
系の光軸に接近していることが望ましいからである。
は、2つのレーザのうち、例えばDVD用レーザである
650nm帯のレーザの光軸を光学系の光軸に合わせて
配置することになる。これは、DVDの規格がCDの規
格に対して厳しく、光軸合わせに対する許容範囲が小さ
いからである。
は問題ないが、CDを再生/記録する場合にはCD用レ
ーザである780nm帯のレーザの光軸を光学系の光軸
と合わせるために光学系もしくはレーザを移動させる必
要が生じる。つまり、2波長レーザを用いる場合、各波
長のレーザの光軸を1つの光学系の光軸と合わせて用い
る必要があるため、例えば光学系を移動して光軸を合わ
せる場合、この移動によって本来光学系が行うフォーカ
ス合わせやトラッキング制御のための可動範囲の一部を
使うことになり、データの再生/記録時の制御のための
可動範囲すなわち制御範囲を狭くしてしまうという問題
が生じる。
題を解決するために成されたものである。すなわち、本
発明は、複数の発光部を備えている半導体レーザにおい
て、一の発光部における光軸に対して他の発光部におけ
る光軸が傾斜角を持つものである。
ける一の発光部の光軸に対して他の発光部の光軸が傾斜
角を持っていることから、各発光部からのレーザ光の間
隔が出射後に狭くもしくは広くなり、各レーザ光と後段
の光学系との光軸合わせを容易に行うことができるよう
になる。
基づいて説明する。図1は、本実施形態に係る半導体レ
ーザを説明する模式図である。この半導体レーザ1は、
主としてCD(コンパクトディスク)やDVD(デジタ
ルビデオディスク)等のディスクDに対する再生/記録
を行う装置に適用されるもので、1つの半導体レーザ1
で複数のレーザ発光部を備えたものである。
のレーザ発光部における光軸に対して他のレーザ発光部
における光軸が傾斜角を持つ点に特徴がある。
ため、1つの半導体レーザ1に2つのレーザ発光部を持
つものを例とする。
ザ発光部から出射されるレーザ光P1の光軸に対して、
他のレーザ発光部から出射されるレーザ光P2の光軸が
傾斜角を持っており、レーザ光P2の光軸が出射後にレ
ーザ光P1の光軸に近づくようになっている。
レーザ光P1は、例えばDVDに対する再生/記録を行
うための発振波長650nm帯のものであり、他のレー
ザ発光部から出射されるレーザ光P2は、例えばCDに
対する再生/記録を行うための発振波長780nm帯の
ものである。
の光軸が半導体レーザ1の出射端面に対して略垂直にな
っていおり、後段のコリメートレンズL1とオブジェク
トレンズL2との光軸とほぼ一致するように配置されて
いる。これは、CDに比べてDVDの方が規格が厳しい
ため、DVD用のレーザ光P1を基準にすることで規格
への対応を容易にするためである。
装置では、CDやDVD等のディスクDに対するレーザ
光P1、P2のフォーカス制御、トラッキング制御等の
ためにオブジェクトレンズL2が移動(シフト)できる
ようになっている。
を出射する半導体レーザでは、各レーザ光の出射位置
(間隔)が120μm程度あることから、オブジェクト
レンズL2をこの間隔に合わせてシフトする必要があ
る。つまり、出射位置(間隔)のずれをなくすために、
フォーカス制御やトラッキング制御等で用いるオブジェ
クトレンズL2の移動範囲の一部を使ってしまうことか
ら、本来の制御範囲が狭くなってしまうことになる。
では、DVD用のレーザ光P1の光軸を基準として、C
D用のレーザ光P2の光軸に傾斜角を設けていることか
ら、2つのレーザ光P1、P2の出射位置がずれていて
も、出射後の光軸が近づくようになり、光学系の光軸と
の位置合わせが容易となる。
する模式図である。先に説明したように、本実施形態の
半導体レーザ1では、DVD用のレーザ光P1の光軸に
対してCD用のレーザ光P2の光軸が出射後に近づくよ
う傾斜角が設けられている。具体的には、レーザ光P1
に対応する活性層の電流狭窄構造であるレーザストライ
プS1に対して、レーザ光P2に対応する活性層の電流
狭先構造であるレーザストライプS2に傾斜角θを設け
ている。
L1やオブジェクトレンズL2の開口数(NA)にもよ
るが、コリメートレンズL1のNAに対するオブジェク
トレンズL2のNAが約7倍になる光学系では、0.1
°から2.0°、好ましくは0.5°から1.0°程度
である。
ザ光P1の光軸に対してレーザ光P2の光軸が傾くこと
になる。これにより、DVDを再生/記録する場合と、
CDを再生/記録する場合で、図1に示す光学系のオブ
ジェクトレンズL2の移動量(シフト量)を少なくする
ことができる。また、傾斜角θの最適化により、オブジ
ェクトレンズL2の移動量をなくすこともできる。
は、DVDの再生/記録を行う場合とCDの再生/記録
を行う場合とで各々異なる波長のレーザ光P1、P2を
切り替えて使用するにあたり、オブジェクトレンズL2
の移動量を少なくすることができ、オブジェクトレンズ
L2に与えられた本来の制御範囲を十分に確保できるよ
うになる。
S2では、レーザ光P2の発光効率は多少低下するもの
の、DVD用に比べて規格の緩いCD用のレーザ光P2
であるため、実用上の問題はない。
が傾斜した構造の半導体レーザ1を製造するには、同一
基板上にDVD用レーザ(例えば、4元化合物半導体を
積層したもの)とCD用レーザ(例えば、3元化合物半
導体を積層したもの)とを形成するいわゆるモノリシッ
ク型では、製造プロセスのフォトリソグラフィにおける
マスクを変更するだけで対応できる。
る製造方法を図3〜図6の断面図に基づき説明する。先
ず、図3(a)に示すように、例えば有機金属気相エピ
タキシャル成長法(MOCVD)などのエピタキシャル
成長法により、例えばn−GaAsからなる基板10上
に、例えばn−GaAsからなるバッファ層2a、例え
ばn−AlGaAsからなるn−クラッド層3a、例え
ばGaAs層を含む多重量子井戸構造の活性層4a、例
えばp−AlGaAsからなるp−クラッド層5a、例
えばp−GaAsからなるキャップ層6aを順に積層さ
せる。
示すレーザダイオード部分をレジスト(図示せず)によ
り保護し、硫酸系の溶液を用いた無選択エッチング、お
よびフッ酸系の溶液を用いたAlGaAsに対する選択
エッチング等のウェットエッチングを行う。このエッチ
ングにより、図中B’で示すレーザダイオード部分に形
成されたn−クラッド層3aから上の積層体を除去す
る。
有機金属気相エピタキシャル成長法などのエピタキシャ
ル成長法により、図中B’で示すレーザダイオード部分
のバッファ層2a上およびそれ以外の領域のキャップ層
6a上に、例えばn−InGaPからなるバッファ層2
bを形成する。さらにその上層に、例えばn−AlGa
InPからなるn−クラッド層3bと、例えばGaIn
P層を含む多重量子井戸構造の活性層4bと、例えばp
−AlGaInPからなるp−クラッドそう5bと、p
−GaAsからなるキャップ層6bとを順に積層させ
る。
示すレーザダイオード部分をレジスト(図示せず)によ
り保護してから、例えば硫酸系の溶液を用いたウェット
エッチングを行い、B’’部分以外のキャップ層6bを
除去する。さらに、例えばリン酸/塩酸系の溶液を用い
たウェットエッチングを行い、B’’部分以外のp−ク
ラッド層5b、活性層4b、n−クラッド層3bおよび
バッファ層2bを除去する。その後、例えば塩酸系の溶
液を用いたウェットエッチングを行い、バッファ層2a
に達するトレンチを形成する。これにより、レーザダイ
オード間が分離される。
ダイオードの電流注入領域となる部分をレジスト(図示
せず)により保護し、p−クラッド層5a、5bの表面
に不純物をイオン注入する。これにより、イオン注入さ
れた領域に高抵抗層7a、7bが形成され、ゲインガイ
ド型の電流狭窄構造となる。
するにあたり、レジストでの保護領域にレーザストライ
プと対応する傾斜角をつけておく。これにより、レーザ
ストライプが傾斜した構造を実現できる。
プ層6a、6bの上部に例えばTi/Pt/Auの積層
膜をスパッタリングにより成膜し、レーザダイオード
A、Bにそれぞれp型電極8a、8bを形成する。ま
た、基板10のレーザダイオードA、Bが形成された側
と反対側の面に、例えばAuGe/Ni/Auの積層膜
をスパッタリングにより成膜し、n型電極9を形成す
る。
10上に発振波長の異なる2つのレーザダイオードA、
Bを有する図5(c)に示す断面構造となる。
図6は、他の実施形態を説明する模式図である。すなわ
ち、この半導体レーザ1では、一のレーザ光P1に対応
するレーザストライプS1と、他のレーザ光P2に対応
するレーザストライプS2とが、各々出射端面に対して
傾斜角を持ったものである。
に向けて各レーザ光P1、P2の光軸が向かうようにな
っており、半導体レーザ1の中心を後段の光学系(図示
せず)の光軸と合わせることで、各レーザ光P1、P2
の光軸と光学系の光軸とを容易に合わせることができる
ようになっている。
示す模式図である。レーザストライプSの形状によって
レーザ光Pの光軸に傾斜角を持たせるには、図7(a)
〜(c)に示すような左右非対称のテーパストライプ構
造にしてもよい。
向の中心軸に対して左右非対称となるようテーパストラ
イプを形成する。この場合、左右のテーパ角度の大きい
側へレーザ光Pが出射することになる。この左右のテー
パ角度を適宜設定することで、所望の方向の光軸を得る
ことができるようになる。
レーザ光Pが出射する側以外に、反対側の端部もテーパ
ストライプになっているが、本発明では必ずしも必要で
はない。
例を示す模式図である。図8(a)、(b)に示すレー
ザストライプSは、レーザ光Pの出射端が広がっている
フレアストライプ構造のものである。
光Pの光軸に傾斜角を持たせるには、レーザストライプ
Sの共振器方向の中心軸に対して左右非対称となるフレ
アストライプを形成する。この場合、フレアの角度が大
きい側(開いている側)へレーザ光Pが出射することに
なる。この左右のフレアの角度を適宜設定することで、
所望の方向の光軸を得ることができるようになる。
は、半導体レーザ1として2つの発振波長から成るレー
ザ光を出射する例を示したが、3つ以上の発振波長から
成るレーザを出射する場合でも適用可能である。また、
各レーザ光が同じ発振波長であってもよい。また、一の
レーザ光の光軸に対して他のレーザ光の光軸が近づくよ
う傾斜角を持たせたが、反対に離れるよう傾斜角を持た
せてもよい。これにより、別の光学系を用いる際に互い
のレーザ光の干渉を防止できるようになる。さらに、発
振波長の例として、DVD用の650nm帯およびCD
用の780nm帯を用いたが、他の発振波長であっても
よい。
のような効果がある。すなわち、一の発光部の光軸に対
して他の発光部の光軸が傾斜角を持っていることから、
各発光部からのレーザ光の間隔が、出射後に狭くもしく
は広くなり、後段の光学系との光軸合わせを容易に行う
ことが可能となる。また、各レーザ光で同じ光学系を用
いる場合には、各々のレーザ光を用いる場合の光学系と
の光軸ずれを少なく、もしくはなくすことができ、光学
系の可動範囲の制限を減らして的確なデータ再生/記録
を行うことが可能となる。
図である。
ある。
る断面図(その1)である。
る断面図(その2)である。
る断面図(その3)である。
る。
ある。
ンズ、L2…オブジェクトレンズ、P…レーザ光、P1
…レーザ光、P2…レーザ光、S…レーザストライプ、
S1…レーザストライプ、S2…レーザストライプ
Claims (17)
- 【請求項1】 複数の発光部を備えている半導体レーザ
において、 一の発光部における光軸に対して他の発光部における光
軸が傾斜角を持つことを特徴とする半導体レーザ。 - 【請求項2】 前記一の発光部における主要光出射側の
光軸と、他の発光部における主要光出射側の光軸とが近
づくように前記傾斜角が設けられていることを特徴とす
る請求項1記載の半導体レーザ。 - 【請求項3】 前記一の発光部における主要光出射側の
光軸と、他の発光部における主要光出射側の光軸とが離
れるように前記傾斜角が設けられていることを特徴とす
る請求項1記載の半導体レーザ。 - 【請求項4】 前記複数の発光部のうち少なくとも1つ
に対応するレーザストライプが、そのレーザストライプ
の共振方向中心軸を境に左右非対称の形状になっている
ことを特徴とする請求項1記載の半導体レーザ。 - 【請求項5】 前記複数の発光部のうち少なくとも1つ
に対応するレーザストライプが、そのレーザストライプ
の共振方向中心軸を境に左右非対称の形状になっている
ことを特徴とする請求項2記載の半導体レーザ。 - 【請求項6】 前記複数の発光部のうち少なくとも1つ
に対応するレーザストライプが、そのレーザストライプ
の共振方向中心軸を境に左右非対称の形状になっている
ことを特徴とする請求項3記載の半導体レーザ。 - 【請求項7】 前記一の発光部から出射されるレーザ光
の発振波長と前記他の発光部から出射されるレーザ光の
発振波長とが異なることを特徴とする請求項1記載の半
導体レーザ。 - 【請求項8】 前記一の発光部から出射されるレーザ光
の発振波長と前記他の発光部から出射されるレーザ光の
発振波長とが同じであることを特徴とする請求項1記載
の半導体レーザ。 - 【請求項9】 前記一の発光部と前記他の発光部とは同
一基板上に形成されていることを特徴とする請求項1記
載の半導体レーザ。 - 【請求項10】 前記一の発光部と前記他の発光部とは
異なる基板上に各々形成されていることを特徴とする請
求項1記載の半導体レーザ。 - 【請求項11】 前記一の発光部における光軸は、発光
部端面に対して略垂直であることを特徴とする請求項1
記載の半導体レーザ。 - 【請求項12】 前記一の発光部は4元系化合物半導体
により構成され、前記他の発光部は3元系化合物半導体
により構成されていることを特徴とする請求項1記載の
半導体レーザ。 - 【請求項13】 前記一の発光部から出射されるレーザ
光の発振波長は650nm帯であり、前記他の発光部か
ら出射されるレーザ光の発振波長は780nm帯である
ことを特徴とする請求項1記載の半導体レーザ。 - 【請求項14】 複数の発光部を備え、そのうち一の発
光部における光軸に対して他の発光部における光軸が傾
斜角を持つ半導体レーザを備えることを特徴とするデー
タ再生装置。 - 【請求項15】 少なくとも前記一の発光部における光
軸から前記他の発光部における光軸まで調整可能な光学
系を備えることを特徴とする請求項14記載のデータ再
生装置。 - 【請求項16】 複数の発光部を備え、そのうち一の発
光部における光軸に対して他の発光部における光軸が傾
斜角を持つ半導体レーザを備えることを特徴とするデー
タ記録装置。 - 【請求項17】 少なくとも前記一の発光部における光
軸から前記他の発光部における光軸まで調整可能な光学
系を備えることを特徴とする請求項16記載のデータ記
録装置。
Priority Applications (1)
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JP2000053761A JP3348717B2 (ja) | 2000-02-29 | 2000-02-29 | 半導体レーザ |
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Related Child Applications (1)
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JP2002180962A Division JP2003067960A (ja) | 2002-06-21 | 2002-06-21 | データ再生装置ならびにデータ記録装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2001244565A true JP2001244565A (ja) | 2001-09-07 |
JP3348717B2 JP3348717B2 (ja) | 2002-11-20 |
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Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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Citations (2)
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---|---|---|---|---|
JPH0864903A (ja) * | 1994-08-25 | 1996-03-08 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体多波長レーザアレイの製造方法 |
JP2001068794A (ja) * | 1999-08-26 | 2001-03-16 | Victor Co Of Japan Ltd | 半導体レーザ装置 |
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2000
- 2000-02-29 JP JP2000053761A patent/JP3348717B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (2)
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