JP2002197707A - 光ピックアップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 それぞれが波長の異なるレーザ光に対応した
複数の光記録媒体を再生または記録できるようにする。 【解決手段】 複数の波長を発振する半導体レーザ素子
アレイと、前記半導体レーザ素子アレイからの出射光を
光記録媒体に集光する対物レンズを少なくとも搭載した
可動部と、前記可動部を支える基部と、前記光記録媒体
のフォーカス方向とトラッキング方向とに前記可動部が
揺動可能になるように前記可動部と前記基部とを接続し
た支持部品と、複数の波長を発振する半導体レーザ素子
アレイと活性層の基板面からの高さがほぼ同等の高さと
なるように膜厚が設定された高さ調整用バッファ層を設
ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、情報処理・通信用
途等における情報記録再生装置と、それに用いられる光
ピックアップに関する。

【０００２】

【従来の技術】ディジタルビデオディスク（ＤＶＤ）の
登場により光ディスクの高密度化が進展し、現在、８．
５ＧＢという大容量の光ディスクが実現されるに至って
いる。一般的なＤＶＤ用の再生装置は、ＤＶＤだけでな
く、コンパクトディスク（ＣＤ）の再生が必要とされ、
さらには近年急速に普及し始めた追記型ＣＤ（ＣＤ−
Ｒ）の再生および記録が必要とされる場合もある。ＤＶ
Ｄを再生する再生光には、６５０ｎｍ帯の赤色レーザが
用いられ、ＣＤまたはＣＤ−Ｒを再生する再生光には、
７８０ｎｍ帯の赤外レーザが用いられる。従って、現状
のＤＶＤ再生装置には、赤色レーザ光を生成する赤色半
導体レーザチップと赤外レーザ光を生成する赤外半導体
レーザチップとの２つの半導体レーザチップが搭載され
ている。

【０００３】そして、ＤＶＤやＣＤ等の光記録媒体に対
して、情報の読み書きを行うために、光ピックアップが
用いられる。図８に光ピックアップの側面の構成図を示
す。対物レンズ１０１とコイル１０５を有する可動部１
０６は、基部１０７に対して４本の支持ワイヤ１０８で
接続され、揺動可能に支持されている。半導体レーザチ
ップと受光素子の集積素子１０２、コリメートレンズ１
０４、ミラー１０３は、光学基台１０９に固定されてい
る。なお、図８において４本の支持ワイヤのうち２本は
図示した２本の支持ワイヤの後ろに隠れるので図示して
いない。光記録媒体１１２は、回転時に面振れが発生す
るため、対物レンズ１０１により集光された光束Ｌ１の
被写界深度内に光記録媒体１１２の情報記録面の位置を
保つ必要がある。また、光記録媒体１１２は回転時に偏
心が発生するため、光記録媒体１１２上の情報記録列を
対物レンズ１０１により集光された光束Ｌ１が正確に追
随する必要があり、光ピックアップは、光束の焦点調整
機能および焦点誤差検出機能と、トラッキング位置調整
機能およびトラッキング誤差検出機能を備えることを要
求される。

【０００４】光ピックアップでは、光記録媒体１１２の
面振れに対しては、対物レンズ１０１が出射光軸方向で
あるフォーカス方向に可動する事により光記録媒体への
焦点調節を行う。また、光記録媒体１１２の偏心に対し
ては、対物レンズ１０１を光記録媒体上の情報記録列を
横切る方向であるトラッキング方向に可動させることに
より情報記録列に追随させる。この構成により情報記録
信号の書き込みあるいは読み出しを行う構造である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】近年、パソコン等の情
報機器に対する小型化の要望にともない、ＤＶＤ再生装
置の小型および薄型化を進展させる必要があり、これを
実現するためには、光ピックアップの小型および薄型化
が必要不可欠となる。光ピックアップの小型・薄型化の
方法として、光学系の簡素化があげられる。その一つの
方法として、赤色半導体レーザチップと赤外半導体レー
ザチップの集積化が考えられる。現状のＤＶＤ再生装置
は、赤色半導体レーザチップ用および赤外半導体レーザ
チップ用の２つの光学系部品から構成されており、赤色
と赤外との２つの半導体レーザチップを集積化すること
により２つの光学系部品を共有することが可能となるの
で、光ピックアップの小型および薄型化が実現される。

【０００６】赤色半導体レーザチップおよび赤外半導体
レーザチップの集積化としては、一の基板上に集積され
たモノリシック型に半導体レーザ素子アレイが、特開平
１１−１８６６５１号（第１の従来例）および第６０回
秋季応用物理学術講演会 ３ａ−ＺＣ−１０（第２の従
来例）に報告されている。また、赤色と赤外との２つの
半導体レーザチップをハイブリッドに集積化することに
より２つの光学系部品を共有した光ピックアップとして
は、特開平１１−１４４３０７号（第３の従来例）およ
び特開平１１−１４９６５２号（第４の従来例）に報告
されている。

【０００７】上述したような第１の従来例に係る一の基
板上に集積されたモノリシック型の半導体レーザ素子ア
レイは、活性層に電流を効率良く注入するための電流ブ
ロック（狭窄）層として、赤色用レーザおよび赤外用レ
ーザの双方に、各活性層のエネルギーギャップ（バンド
ギャップ）と同等かそれよりも小さいエネルギーギャッ
プを持つＧａＡｓを用いている。これにより、各活性層
から出射するレーザ光を吸収することにより生成光を効
果的にストライプ状の領域に閉じ込める複素屈折率導波
構造を採用している。しかしながら、複素屈折率導波構
造を用いた半導体レーザ素子は、生成光がＧａＡｓから
なる電流ブロック層で吸収されてしまうため、情報記録
再生装置に必要な自励発振特性や高温高出力特性を得る
ことは極めて困難である。

【０００８】また、第２の従来例に係る半導体レーザ素
子アレイは、電流ブロック層を設けない、いわゆる利得
導波型構造を有しているため、電流ブロック層による光
吸収は生じない。ところが、この利得導波型構造の半導
体レーザ素子は、生成光を有効に閉じ込める屈折率導波
構造を持たないため、情報記録再生装置に必要な低ノイ
ズ化を図るには、例えば発振スペクトルを多モード化す
ることにより干渉性を抑える手段を必要とする。

【０００９】しかしながら、発振スペクトルを多モード
化したとしても、各スペクトルの半値幅が狭いため出射
光と戻り光とが互いに干渉を起こし易く、情報記録再生
装置に望まれる相対雑音強度（ＲＩＮ）を−１３０ｄＢ
／Ｈｚ以下にまで低減することができない。そのため、
第２の従来例に係る利得導波型構造を有する半導体レー
ザ素子アレイの場合は、１／４λ板等を用いてＲＩＮの
低減を図る手段が必要となり、光ピックアップを構成す
る部品点数を削減することが困難となる。これらの問題
を解決するには、半導体レーザ素子アレイが自励発振特
性を有することが必要不可欠となる。

【００１０】その上、利得導波型半導体レーザ素子アレ
イは、電流狭窄機能は有するが、活性層の主面に対する
水平方向における屈折率分布を利用した光閉じ込め機能
を有さない。このため、ＤＶＤ又はＣＤの再生時の１０
ｍＷ以下という低出力動作状態では、室温下では単一横
モード特性を維持できるものの、高温下ではキャリアが
高注入状態となって高次モードが利得を得易くなるた
め、安定な横モード特性を得ることが困難となる。ま
た、半導体レーザ素子アレイの高出力動作状態では、光
閉じ込め機構を有さないため、横モード特性の安定化を
図ることはさらに困難となる。

【００１１】さらに、モノリシックの２波長レーザ素子
アレイは、光学系部品を共有するため、各レーザ素子の
活性層の位置、すなわち基板面からの高さを一致させる
ことが好ましい。しかしながら、モノリシックではあっ
ても、各レーザ素子における活性層はその組成が互いに
異なるため、成長工程を別々に行わなければならず、活
性層同士の高さがばらついてしまうという課題を有して
いた。

【００１２】また、上述したような第３、４の従来例に
係る光ピックアップは、受光素子を含む基板上に赤色半
導体レーザチップと赤外半導体レーザチップをハイブリ
ッドに集積化した素子を用いたものである。

【００１３】しかしながら、赤色半導体レーザチップと
赤外半導体レーザチップをハイブリッドに集積化したと
しても、各半導体レーザチップの活性層の位置および発
光点の間隔を制御することが困難であるという課題を有
していた。

【００１４】また、赤外半導体レーザチップの発光点と
赤色半導体レーザチップの発光点との高さの差が大きい
と、赤外レーザ光と赤色レーザ光との少なくともどちら
かが、信号光検出用の受光素子に対してずれた位置に入
射してしまい、受光素子に対して正確にレーザ光を導く
ことが困難になるという課題を有していた。

【００１５】本発明は、上記従来の問題を解決するもの
で、赤色と赤外との２つの半導体レーザチップを集積化
することにより２つの光学系部品を共有化し、光ピック
アップの小型および薄型化を実現することを目的とす
る。

【００１６】また、モノリシックの半導体レーザ素子ア
レイにおける活性層同士の高さのばらつきを抑制する事
により、光学調整の容易化とレンズ収差を抑制し、光学
特性が安定した光ピックアップを実現することを目的と
する。さらに、安定な自励発振特性を持ちかつ高出力動
作および高温動作を確実にする事により、信号特性が安
定した光ピックアップ特性を実現することを目的とす
る。

【００１７】また、安定した信号特性でかつ最適な波長
の異なる複数の光記録媒体を再生または記録できる、小
型、薄型で、信号特性が安定した情報記録再生装置を実
現することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の光ピックアップは、光記録媒体にレーザ光を
集光する対物レンズを少なくとも搭載した可動部と、前
記可動部を支える基部と、前記光記録媒体のフォーカス
方向とトラッキング方向とに前記可動部が揺動するよう
に前記可動部と前記基部とを接続した支持部品と、複数
の波長の光を発振する半導体レーザ素子アレイとを有
し、前記半導体レーザ素子アレイは、一の基板上に形成
された第１の半導体からなる第１活性層を有する第１の
レーザ素子と、前記一の基板上に前記第１のレーザ素子
と間隔をおいて形成されかつ前記第１活性層よりもエネ
ルギーギャップが大きい第２の半導体からなる第２活性
層を有する第２のレーザ素子とを備え、前記第１のレー
ザ素子と前記第２のレーザ素子とにおいて前記第２活性
層が前記第１活性層の基板面からの高さとほぼ同じ高さ
となるものである。

【００１９】この構成により、複数の波長を発振する半
導体レーザ素子アレイを搭載していることにより、記録
密度の異なる複数の光記録媒体を記録再生できるととも
に第１活性層と第２活性層との基板面からの高さをほぼ
一致させることができ、波長が異なるレーザ光の発光点
の高さばらつきを防止できるため、光ピックアップの光
学調整の容易化とレンズ収差が抑制できて光学特性を安
定させることができる。

【００２０】本発明の光ピックアップは、かかる構成に
つき、第２のレーザ素子は、前記第２活性層が前記第１
活性層の基板面からの高さとほぼ同じ高さとなるように
第１導電型の第３の半導体からなる高さ調整用バッファ
層を有することにより、さらに第２活性層が第１活性層
の基板面からの高さとほぼ同等の高さとなるように膜厚
が設定された高さ調整用バッファ層を有しているため、
第１活性層と第２活性層との基板面からの高さをほぼ一
致させることができ、波長が異なるレーザ光の発光点の
高さばらつきを防止できるため、光ピックアップの光学
調整の容易化とレンズ収差が抑制できて光学特性を安定
させることができる。

【００２１】本発明の光ピックアップは、かかる構成に
つき、可動部には前記光記録媒体からの戻り光を受光す
る受光素子がさらに搭載されたことにより、半導体レー
ザ素子と受光素子とを集積化できる。

【００２２】本発明の光ピックアップは、かかる構成に
つき、可動部は半導体基板を有し、前記半導体基板は前
記半導体レーザ素子アレイおよび前記光記録媒体からの
戻り光を受光する受光素子を有し、前記半導体基板には
前記半導体レーザ素子アレイから出射されるレーザ光を
前記半導体基板表面に垂直な方向に向けて反射する傾斜
面が形成されたことにより、半導体レーザ素子と受光素
子とを１枚の半導体基板に集積配置することができ、可
動部を小型化、薄型化できる。

【００２３】本発明の光ピックアップは、かかる構成に
つき、半導体レーザ素子アレイから出射されかつ波長の
異なる複数のレーザ光が前記傾斜面に入射して作る複数
のスポットの高さがほぼ等しいことにより、波長が異な
るレーザ光の傾斜面における発光点の高さばらつきを防
止できるため、光ピックアップの光学調整の容易化とレ
ンズ収差が抑制できて光学特性を安定させることができ
る。

【００２４】本発明の光ピックアップは、かかる構成に
つき、支持部品の各々が電位的に独立した複数の金属部
材からなり、前記複数の金属部材の少なくとも１つが半
導体レーザ素子アレイまたは受光素子に対する給電線と
なることにより、支持部品の各々が電位的に独立した複
数の金属部材からなるので搭載する半導体レーザ素子ア
レイや受光素子等の駆動や得られる信号出力に必要な多
くの電極端子を取り出すことができ、配線やフレキシブ
ル基板の取り付けを不要とすることができる。

【００２５】本発明の光ピックアップは、かかる構成に
つき、高さ調整用バッファ層の層厚が前記第１のレーザ
素子の発光点と前記第２の半導体レーザ素子の発光点の
高さとの差が２μｍ以下であるように調節されたことに
より、受光素子の分割された領域に正確にレーザ光を導
くことができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態を用いて本発明
をさらに具体的に説明する。尚、以下の説明に用いる各
図は本発明を理解することができる程度に概略的に示し
てあるにすぎず、本発明は各図に示す例のみに限定され
るものではない。

【００２７】本発明の実施形態に係る光ピックアップ
は、図１に示すような半導体レーザ素子アレイと受光素
子の集積素子を有している。半導体レーザ素子アレイと
受光素子の集積素子は、半導体基板４上に半導体レーザ
素子アレイ１が設けられ、半導体レーザ素子アレイ１と
近接した位置に半導体レーザ素子アレイ１からのレーザ
ビームをその光軸が半導体基板表面と垂直になるように
反射する傾斜面３が形成されている。この実施例では、
傾斜面３はＳｉ基板をエッチングすることにより形成し
た。さらに、傾斜面３の周囲に複数に分割された受光素
子を有する。

【００２８】また、半導体レーザ素子アレイと受光素子
の集積素子は、図２に示すような形態も可能である。半
導体基板４上に第２の半導体基板６、半導体レーザ素子
アレイ１、プリズム５が設けられ、半導体レーザ素子ア
レイ１からのレーザビームをその光軸が半導体基板表面
と垂直になるように反射する傾斜面３がプリズム５に形
成されている。さらに、プリズム５の下部に複数に分割
された受光素子を有する。

【００２９】ここで、図１および図２に示す矢印はレー
ザの光線方向を表す。

【００３０】この構成により、前記半導体レーザ素子ア
レイと受光素子との集積素子を可動部に搭載しているの
で、波長の異なるレーザ光に対応した複数の光記録媒体
のうち最適なものを再生または記録できる小型、薄型か
つ信号特性が安定した光ピックアップを実現できる。

【００３１】また、この構成により、図８に示す従来の
ピックアップの半導体レーザと受光素子の集積素子１０
２を本実施例の半導体レーザ素子アレイと受光素子の集
積素子に置きかえることにより、最適な波長の異なる複
数の光記録媒体を再生または記録できる、小型、薄型
で、信号特性が安定したピックアップを実現できる。

【００３２】また、半導体基板に半導体レーザ素子アレ
イ、複数の受光素子、傾斜面とを集積しているので、光
ピックアップを小型化できる。

【００３３】なお、図８に示す断面の構成図以外にも、
ピックアップの形態はいろいろ存在する。

【００３４】次に、図１に示す光ピックアップに用いら
れる半導体レーザ素子に関し、以下の実施例にて説明す
る。

【００３５】（実施例１）図３は本発明の第２の実施形
態に係る半導体レーザ素子アレイの断面構成を示してい
る。図３に示すように、ｎ型のＧａＡｓからなる基板１
５上には、分離溝１６により互いに分離された赤外半導
体レーザ素子１７Ａおよび赤色半導体レーザ素子１８Ａ
がモノリシックに形成されている。

【００３６】赤外半導体レーザ素子１７Ａは、基板１５
上に順次形成され、ｎ型のＧａＡｓからなり基板１５上
に成長する各半導体層の結晶性を向上させるバッファ層
１９と、ｎ型のＡｌ_xＧａ_1-xＡｓ（０＜ｘ≦１）からな
り後述する第１活性層にキャリア（電子）およびキャリ
アの再結合光を閉じ込める第１のｎ型クラッド層２０
と、発振波長が７５０ｎｍ〜８５０ｎｍとなる組成を有
するＡｌＧａＡｓからなる第１活性層２１と、ｐ型のＡ
ｌ_x1Ｇａ_1-x1Ａｓ（０＜ｘ１≦１）からなり第１活性層
２１にキャリア（正孔）およびキャリアの再結合光を閉
じ込める第１のｐ型クラッド層２２と、ｐ型のＡｌ_x2Ｇ
ａ_1-x2Ａｓ（０≦ｘ２≦１）からなり後述する第１電流
ブロック層の開口部の形成時にエッチングストッパとな
る第２のｐ型クラッド層２３と、第１活性層２１からの
発光光のエネルギーよりも大きいエネルギーギャップ
（バンドギャップ）を有し、第１活性層２１にストライ
プ状の電流チャネルを形成するための開口部２４ａ（但
し、開口部２４ａは図面内で垂直方向に延びる。）を持
つｎ型のＡｌ_y1Ｇａ_1-y1Ａｓ（０＜ｙ１≦１）からなる
第１電流ブロック層２４と、ｐ型のＡｌ_x3Ｇａ_1-x3Ａｓ
（０＜ｘ３≦１）からなり開口部２４ａを充填するよう
に形成された第３のｐ型クラッド層２５と、ｐ型のＧａ
Ａｓからなりその上面に形成される第１ｐ側電極（図示
せず）とオーミック接触する第１のｐ型コンタクト層２
６とにより構成されている。

【００３７】赤色半導体レーザ素子１８Ａは、バッファ
層１９上に、赤外半導体レーザ素子１７Ａと分離溝１６
を隔てて順次形成され、基板１５上に成長する各半導体
層の結晶性を向上させると共に第１活性層２１と後述す
る第２活性層との基板面からの高さが一致するように膜
厚が調整されたｎ型のＧａＡｓからなる高さ調整用バッ
ファ層２７と、ｎ型の（Ａｌ_zＧａ_1-z）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐ
（０＜ｚ≦１）からなり後述する第２活性層にキャリア
（電子）およびキャリアの再結合光を閉じ込める第２の
ｎ型クラッド層２８と、発振波長が６３５ｎｍ〜６８０
ｎｍとなる組成を有するＡｌＧａＩｎＰからなる多重量
子井戸構造の第２活性層２９と、ｐ型の（Ａｌ_x4Ｇａ
_1-x4）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐ（０＜ｘ４≦１）からなり第２活性
層２９にキャリア（正孔）およびキャリアの再結合光を
閉じ込める第４のｐ型クラッド層３０と、ｐ型の（Ａｌ
_x5Ｇａ_1-x5）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐ（０≦ｘ５≦１）からなり後
述する第２電流ブロック層の開口部の形成時にエッチン
グストッパとなる第５のｐ型クラッド層３１と、第２活
性層２９からの発光光のエネルギーよりも大きいエネル
ギーギャップを有し、第２活性層２９にストライプ状の
電流チャネルを形成するための、第１電流ブロック層２
４の開口部２４ａとほぼ平行に延びる開口部３２ａを持
つｎ型の（Ａｌ_y2Ｇａ_1-y2）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐ（０＜ｙ２≦
１）からなる第２電流ブロック層３２と、ｐ型の（Ａｌ
_x6Ｇａ_1-x6）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐ（０＜ｘ６≦１）からなり開
口部３２ａを充填するように形成された第６のｐ型クラ
ッド層３３と、ｐ型のＧａＡｓからなり上面に形成され
る第２ｐ側電極（図示せず）とオーミック接触する第２
のｐ型コンタクト層３４とにより構成されている。

【００３８】赤外半導体レーザ素子１７Ａの発光点Ｓ１
と赤色半導体レーザ素子１８Ａの発光点Ｓ２の間隔Ｄ１
は、半導体拡散プロセスのフォトリソグラフィーの精度
で制御できるため、ハイブリッドにレーザチップを組立
るものに比べて非常に高精度かつ短距離化できる。

【００３９】ここで、分離溝１６は、バッファ層１９の
上面が露出した状態であるが、基板１５を露出させた状
態でもよい。また、赤色半導体レーザ素子１８Ａの高さ
調整用バッファ層２７がバッファ層１９を兼ねてもよ
い。

【００４０】ここで、本実施形態に係る赤外半導体レー
ザ素子１７Ａにおいて、第１電流ブロック層２４の開口
部２４ａに含まれる領域における基板面に対して垂直方
向の実効屈折率ｎ１と、開口部２４ａを除く領域におけ
る基板面に対して垂直方向の実効屈折率ｎ２との差Δｎ
が約２×１０^-3〜約１×１０^-2となるように、各半導体
層の膜厚およびＡｌの組成等の構造パラメータが設定さ
れた屈折率導波型のレーザ素子である。

【００４１】同様に、本実施形態に係る赤色半導体レー
ザ素子１８Ａにおいても、第２電流ブロック層３２の開
口部３２ａに含まれる領域における基板面に対して垂直
方向の実効屈折率ｎ１と、開口部３２ａを除く領域にお
ける基板面に対して垂直方向の実効屈折率ｎ２との差Δ
ｎが約２×１０^-3〜約１×１０^-2となるように、各半導
体層の膜厚およびＡｌの組成等の構造パラメータが設定
された屈折率導波型のレーザ素子である。

【００４２】以下、赤外半導体レーザ素子１７Ａおよび
赤色半導体レーザ素子１８Ａに対してノイズの低減に必
要な自励発振特性を持たせる構造パラメータの一例を図
面に基づいて説明する。

【００４３】図５は本実施形態に係る赤外半導体レーザ
素子１７Ａにおける第１のｐ型クラッド層２２の膜厚お
よび第３のｐ型クラッド層２５のＡｌ組成ｘ３と、実効
屈折率差Δｎとの関係を計算により求めた結果を表わし
ている。ここでは、他の構造パラメータを以下のように
設定している。すなわち、第１のｎ型クラッド層２０の
膜厚は約１．５μｍとしＡｌ組成ｘは０．５としてい
る。第１活性層２１の膜厚は約０．０６μｍとしてい
る。第１のｐ型クラッド層２２のＡｌ組成ｘ１は０．５
としている。第２のｐ型クラッド層２３の膜厚は約０．
０１μｍとし、Ａｌ組成ｘ２は０．２としている。第１
電流ブロック層２４の膜厚は約１μｍとし、Ａｌ組成ｙ
１は０．６５としている。第３のｐ型クラッド層２５の
膜厚は約２．２μｍとしている。

【００４４】図５から分かるように、第１のｐ型クラッ
ド層２２の膜厚ｄｐが小さい程、また、第３のｐ型クラ
ッド層２５のＡｌ組成ｘ３が小さい程、実効屈折率差Δ
ｎが大きくなる。安定な自励発振特性を得るためには実
効屈折率差Δｎ＝２×１０^-3〜５×１０^-3を満足させる
必要がある。例えば、第１のｐ型クラッド層２２の膜厚
ｄｐを０．２０μｍとした場合には、第３のｐ型クラッ
ド層２５のＡｌ組成ｘ３を約０．６１〜０．７４程度と
すれば良いことが分かる。

【００４５】なお、図５に示した実効屈折率差Δｎ＝２
×１０^-3〜５×１０^-3を実現するための構造パラメータ
の組み合わせは一例に過ぎず、他の構造パラメータ（各
半導体層のＡｌ組成および膜厚）を変更すると、適当な
組み合わせが変わることはいうまでもない。

【００４６】同様に、赤色半導体レーザ素子１８Ａにお
いても、実効屈折率差Δｎ＝２×１０^-3〜５×１０^-3を
実現するための構造パラメータを適当に選ぶことによ
り、自励発振特性を実現させることができる。例えば、
第２のｎ型クラッド層２８のＡｌ組成ｚを０．７とし、
第２活性層２９の発振波長を６３５ｎｍ〜６８０ｎｍと
する。第４のｐ型クラッド層３０のＡｌ組成ｘ４を０．
７とし、膜厚を約０．１μｍ〜０．３μｍとする。第５
のｐ型クラッド層３１のＡｌ組成ｘ５を０．０〜０．１
とし、膜厚を約０．００９μｍとする。第２電流ブロッ
ク層３２のＡｌ組成ｙ２を０．５とし、第６のｐ型クラ
ッド層３３のＡｌ組成ｘ６を０．６〜０．７５とする。
これにより、赤色半導体レーザ素子１８Ａにおける実効
屈折率差Δｎ＝２×１０^-3〜５×１０^-3を実現できる。

【００４７】また、本実施形態に係る赤色半導体レーザ
素子１８Ａは、バッファ層１９と第２のｎ型クラッド層
２８との間に、該赤色半導体レーザ素子１８Ａの各半導
体結晶の品質を向上させるだけでなく、赤外半導体レー
ザ素子１７Ａの第１活性層２１との基板面からの高さを
調整するための高さ調整用バッファ層２７が設けられて
いることを特徴とする。

【００４８】例えば、赤外半導体レーザ素子１７Ａおよ
び赤色半導体レーザ素子１８Ａに対して比較的高出力動
作をさせるような場合には、第１のｎ型クラッド層２０
の膜厚は２．０μｍ以上が必要となり、一方、第２のｎ
型クラッド層２８の膜厚は１．５μｍ以上であればよ
い。従って、この場合には、高さ調整用バッファ層２７
の膜厚は０．５μｍ程度とすれば良い。

【００４９】また、比較的低出力動作をさせるような場
合には、第１のｎ型クラッド層２０の膜厚は１．５μｍ
以上が必要であり、第２のｎ型クラッド層２８の膜厚は
１．１μｍ以上が必要となる。従って、この場合には、
高さ調整用バッファ層２７の膜厚は０．４μｍ程度とす
れば良い。

【００５０】以上説明したように、本実施形態による
と、自励発振型の半導体レーザ素子アレイを実現でき、
その上高出力動作が可能となる。さらに、２波長レーザ
素子アレイのうちの短波長側、すなわち、赤色半導体レ
ーザ素子１８Ａには、第１活性層２１および第２活性層
２９の基板面からの高さのばらつきを抑える高さ調整用
バッファ層２７が設けられているため、本実施形態に係
る半導体レーザ素子アレイを情報記録再生装置に組み込
む場合に、光学系部品との位置合わせ等の調整が容易と
なる。

【００５１】また、赤外半導体レーザ素子１７Ａの発光
点Ｓ１と赤色半導体レーザ素子１８Ａの発光点Ｓ２の間
隔Ｄ１は、半導体拡散プロセスのフォトリソグラフィー
の精度で制御できるため、ハイブリッドにレーザチップ
を組立るものに比べて非常に高精度かつ短距離化でき
る。

【００５２】また、赤外半導体レーザ素子１７Ａの発光
点Ｓ１と赤色半導体レーザ素子１８Ａの発光点Ｓ２の高
さとの差をＤ２とした場合、Ｓ１とＳ２間の距離Ｄ３
は、

【００５３】

【数１】

【００５４】となる。しかし、高さ調整用バッファ層２
７を設けているので、Ｄ２≒０となり、Ｄ３≒Ｄ１とな
るので、非常に高精度にＤ３を最短距離化でき、レンズ
収差を抑制できる。

【００５５】また、書き込み可能な光ディスクに必要な
高出力のレーザ光が要求される場合には、前述の実効屈
折率差Δｎを４×１０^-3〜１×１０^-2とすることによ
り、横モードがさらに安定するため、高出力の半導体レ
ーザ素子アレイを実現できる。

【００５６】なお、高さ調整用バッファ層２７の層厚
は、赤外半導体レーザ素子１７Ａの発光点Ｓ１と赤色半
導体レーザ素子１８Ａの発光点Ｓ２の高さとの差が２μ
ｍ、より望ましくは１μｍ以下であるように調節するの
がよい。そのようにすれば、傾斜面における発光点の、
半導体基板４の主面に対する傾きを１°、より望ましく
は０．５°以内とでき、受光素子２の分割された領域に
正確にレーザ光を導くことができる。それにより、フォ
ーカスサーボやトラッキングサーボの精度をより高める
ことができる。

【００５７】（実施例２）図４は本発明の第３の実施形
態に係る半導体レーザ素子アレイの断面構成を示してい
る。図４に示すように、ｎ型のＧａＡｓからなる基板１
５上には、分離溝１６により分離された赤外半導体レー
ザ素子１７Ｂおよび赤色半導体レーザ素子１８Ｂがモノ
リシックに形成されている。

【００５８】赤外半導体レーザ素子１７Ｂは、基板１５
上に順次形成され、ｎ型のＧａＡｓからなるバッファ層
１９と、ｎ型のＡｌ_xＧａ_1-xＡｓ（０＜ｘ≦１）からな
る第１のｎ型クラッド層２０と、発振波長が７５０ｎｍ
〜８５０ｎｍとなる組成を持つＡｌＧａＡｓからなる第
１活性層２１と、ｐ型のＡｌ_x1Ｇａ_1-x1Ａｓ（０＜ｘ１
≦１）からなる第１のｐ型クラッド層２２と、ｐ型のＡ
ｌ_x2Ｇａ_1-x2Ａｓ（０≦ｘ２≦１）からなる第２のｐ型
クラッド層２３とを有している。さらに、第２のｐ型ク
ラッド層２３の上に、ｐ型のＡｌ_x3Ｇａ_1-x3Ａｓ（０＜
ｘ３≦１）からなり図面内で垂直方向に延びるリッジ形
状を持つ第３のｐ型クラッド層３５と、第２のｐ型クラ
ッド層２３の上における第３のｐ型クラッド層３５の側
方の領域に形成され、第１活性層２１からの発光光のエ
ネルギーよりも大きいエネルギーギャップを持つｎ型の
Ａｌ_y1Ｇａ_1-y1Ａｓ（０＜ｙ１≦１）からなる第１電流
ブロック層３６と、該第１電流ブロック層３６の上に第
３のｐ型クラッド層３５を含む全面に形成されたｐ型の
ＧａＡｓからなりその上面に形成される第１ｐ側電極
（図示せず）とオーミック接触する第１のｐ型コンタク
ト層３７とを有している。

【００５９】赤色半導体レーザ素子１８Ｂは、バッファ
層１９上に、赤外半導体レーザ素子１７Ｂと分離溝１６
を隔てて順次形成され、基板１５上に成長する各半導体
層の結晶性を向上させると共に第１活性層２１と後述す
る第２活性層との基板面からの高さが一致するように膜
厚が調整されたｎ型のＧａＡｓからなる高さ調整用バッ
ファ層２７と、ｎ型の（Ａｌ_zＧａ_1-z）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐ
（０＜ｚ≦１）からなる第２のｎ型クラッド層２８と、
発振波長が６３５ｎｍ〜６８０ｎｍとなる組成を持つＡ
ｌＧａＩｎＰからなる多重量子井戸構造の第２活性層２
９と、ｐ型の（Ａｌ_x4Ｇａ_1-x4）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐ（０＜ｘ
４≦１）からなる第４のｐ型クラッド層３０と、ｐ型の
（Ａｌ_x5Ｇａ_1-x5）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐ（０≦ｘ５≦１）から
なる第５のｐ型クラッド層３１とを有している。さら
に、第５のｐ型クラッド層３１の上に、ｐ型の（Ａｌ_x6
Ｇａ_1-x6）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐ（０＜ｘ６≦１）からなり第３
のｐ型クラッド層３５とほぼ平行に延びるリッジ形状を
持つ第６のｐ型クラッド層３８と、第５のｐ型クラッド
層３１の上における第６のｐ型クラッド層３８の側方領
域に形成され、第２活性層２９からの発光光のエネルギ
ーよりも大きいエネルギーギャップを持つｎ型の（Ａｌ
_y2Ｇａ_1-y2）_0.5Ｉｎ_0.5Ｐ（０＜ｙ２≦１）からなる第
２電流ブロック層３９と、該第２電流ブロック層３９の
上に第６のｐ型クラッド層３８を含む全面に形成された
ｐ型のＧａＡｓからなりその上面に形成される第２ｐ側
電極（図示せず）とオーミック接触する第２のｐ型コン
タクト層４０とを有している。

【００６０】本実施形態においても、第２の実施形態で
示したように、赤外半導体レーザ素子１７Ｂおよび赤色
半導体レーザ素子１８Ｂに対して実効屈折率差Δｎ＝２
×１０^-3〜５×１０^-3を実現するための構造パラメータ
を適当に選ぶことにより、自励発振特性を実現させるこ
とができる。

【００６１】なお、高さ調整用バッファ層２７の層厚
は、赤外半導体レーザ素子１７Ａの発光点Ｓ１と赤色半
導体レーザ素子１８Ａの発光点Ｓ２の高さとの差が２μ
ｍ、より望ましくは１μｍ以内であるように調節するの
がよい。そのようにすれば、傾斜面における発光点の、
半導体基板４の主面に対する傾きを１°、より望ましく
は０．５°以内とでき、受光素子２の分割された領域に
正確にレーザ光を導くことができる。それにより、フォ
ーカスサーボやトラッキングサーボの精度をより高める
ことができる。

【００６２】（応用例）上記において説明した半導体レ
ーザ装置および光ピックアップ装置を用いた情報記録再
生装置は、第１〜３の実施形態に示した光ピックアップ
を用いたものである。

【００６３】この構成により、図６に示すような最適な
波長の異なる複数の光記録媒体を再生または記録でき
る、小型、薄型で、信号特性が安定した情報記録再生装
置を実現できる。また、図７に示すようなノート型パソ
コンに搭載可能で、最適な波長の異なる複数の光記録媒
体を再生または記録できる、信号特性が安定した情報記
録再生装置を実現できる。

【００６４】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、複数の波
長を発振する半導体レーザ素子アレイを搭載しているこ
とにより、最適な波長の異なる複数の光記録媒体を再生
または記録できる。また、複数の光学系部品を共有する
ことが可能となるので、光ピックアップの小型および薄
型化が実現できる。

【００６５】さらに、第１のレーザ素子の第１活性層よ
りもエネルギーギャップが大きい第２活性層を有する第
２のレーザ素子は、基板と第３クラッド層との間に設け
られ、第２活性層が第１活性層の基板面からの高さとほ
ぼ同等の高さとなるように膜厚が設定された高さ調整用
バッファ層を有しているため、第１活性層と第２活性層
との基板面からの高さをほぼ一致させることができ、波
長が異なるレーザ光の出射口同士の高さばらつきを防止
できるため、光ピックアップの光学調整の容易化とレン
ズ収差を抑制し、光学特性を安定させることができる。

【００６６】さらに、安定な自励発振特性を持ちかつ高
出力動作および高温動作を確実にする事により、安定し
た光ピックアップ特性を実現できる。

【００６７】さらに、最適な波長の異なる複数の光記録
媒体を再生または記録できる、小型、薄型で、信号特性
が安定した情報記録再生装置を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の光ピックアップの断面構成図

【図２】本発明の、別の光ピックアップを示す断面の構
成図

【図３】本発明の光ピックアップに搭載される、実施例
１に示す半導体レーザ素子アレイの断面構成図

【図４】本発明の光ピックアップに搭載される、実施例
２に示す半導体レーザ素子アレイの断面構成図

【図５】本発明の光ピックアップに搭載の半導体レーザ
素子アレイの赤外半導体レーザ素子における第１のｐ型
クラッド層の膜厚および第３のｐ型クラッド層のＡｌ組
成と、実効屈折率Δｎとの関係を示す図

【図６】本発明の情報記録再生装置を示す図

【図７】本発明の実施の形態４に示す情報記録再生装置
を搭載したノート型パソコンを示す図

【図８】従来の光ピックアップの形態を示す側面の構成
図

【符号の説明】 １ 半導体レーザ素子アレイ ２ 受光素子 ３ 傾斜面 ４ 半導体基板 ５ プリズム ６ 第２の半導体基板 １５ 基板 １６ 分離溝 １７Ａ 赤外半導体レーザ素子 １７Ｂ 赤外半導体レーザ素子 １８Ａ 赤色半導体レーザ素子 １８Ｂ 赤色半導体レーザ素子 １９ バッファ層 ２０ 第１のｎ型クラッド層 ２１ 第１活性層 ２２ 第１のｐ型クラッド層 ２３ 第２のｐ型クラッド層 ２４ 第１電流ブロック層 ２４ａ 開口部 ２５ 第３のｐ型クラッド層 ２６ 第１のｐ型コンタクト層 ２７ 高さ調整用バッファ層 ２８ 第２のｎ型クラッド層 ２９ 第２活性層 ３０ 第４のｐ型クラッド層 ３１ 第５のｐ型クラッド層 ３２ 第２電流ブロック層 ３２ａ 開口部 ３３ 第６のｐ型クラッド層 ３４ 第２のｐ型コンタクト層 ３５ 第３のｐ型クラッド層 ３６ 第１電流ブロック層 ３７ 第１のｐ型コンタクト層 ３８ 第６のｐ型クラッド層 ３９ 第２電流ブロック層 ４０ 第２のｐ型コンタクト層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 今藤 修 大阪府高槻市幸町１番１号 松下電子工業 株式会社内 (72)発明者 油利 正昭 大阪府高槻市幸町１番１号 松下電子工業 株式会社内 Ｆターム(参考） 5D119 AA38 AA41 BA01 CA10 DA01 DA05 EA02 EA03 EC45 EC47 FA05 FA09 FA18 FA20 JA57 KA02 LB07 5F073 AA13 AA55 AB06 BA04 CA05 CA14 EA01 EA21 FA13

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 光記録媒体にレーザ光を集光する対物レ
   ンズを少なくとも搭載した可動部と、前記可動部を支え
   る基部と、前記光記録媒体のフォーカス方向とトラッキ
   ング方向とに前記可動部が揺動するように前記可動部と
   前記基部とを接続した支持部品と、複数の波長の光を発
   振する半導体レーザ素子アレイとを有し、前記半導体レ
   ーザ素子アレイは、一の基板上に形成された第１の半導
   体からなる第１活性層を有する第１のレーザ素子と、前
   記一の基板上に前記第１のレーザ素子と間隔をおいて形
   成されかつ前記第１活性層よりもエネルギーギャップが
   大きい第２の半導体からなる第２活性層を有する第２の
   レーザ素子とを備え、前記第１のレーザ素子と前記第２
   のレーザ素子とにおいて前記第２活性層が前記第１活性
   層の基板面からの高さとほぼ同じ高さとなる光ピックア
   ップ。
2. 【請求項２】 前記第２のレーザ素子は、前記第２活性
   層が前記第１活性層の基板面からの高さとほぼ同じ高さ
   となるように第１導電型の第３の半導体からなる高さ調
   整用バッファ層を有する請求項１記載の光ピックアッ
   プ。
3. 【請求項３】 前記可動部には、前記光記録媒体からの
   戻り光を受光する受光素子がさらに搭載された請求項１
   記載の光ピックアップ。
4. 【請求項４】 前記可動部は半導体基板を有し、前記半
   導体基板は前記半導体レーザ素子アレイおよび前記光記
   録媒体からの戻り光を受光する受光素子を有し、前記半
   導体基板には前記半導体レーザ素子アレイから出射され
   るレーザ光を前記半導体基板表面に垂直な方向に向けて
   反射する傾斜面が形成された請求項１記載の光ピックア
   ップ。
5. 【請求項５】 前記半導体レーザ素子アレイから出射さ
   れかつ波長の異なる複数のレーザ光が前記傾斜面に入射
   して作る複数のスポットの高さがほぼ等しい請求項４記
   載の光ピックアップ。
6. 【請求項６】 前記支持部品の各々が電位的に独立した
   複数の金属部材からなり、前記複数の金属部材の少なく
   とも１つが半導体レーザ素子アレイまたは受光素子に対
   する給電線となる請求項１記載の光ピックアップ。
7. 【請求項７】 前記高さ調整用バッファ層の層厚は、前
   記第１のレーザ素子の発光点と前記第２の半導体レーザ
   素子の発光点の高さとの差が２μｍ以下であるように調
   節された請求項２記載の光ピックアップ。