JP2005093885A - 半導体レーザモジュール、ホログラムレーザユニット、光ピックアップ装置及び光ディスク装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 半導体レーザの光軸を移動させて複数の半導体レーザの光軸を近接させる半導体レーザモジュールにおいて、レーザ光に迷光が発生するのを防止する。
【解決手段】 複数の半導体レーザ２，３から出射されるレーザ光Ｐ１，Ｐ２の光軸を、レーザ光Ｐ１，Ｐ２の進行方向を変える光学素子５の反射面１０ａ，１０ｂによって互いに平行にする構成とし、レーザ光Ｐ１，Ｐ２を平行光束に変換するコリメート素子４を備える。これにより、レーザ光が平行光束に変換される。
【選択図】 図１

Description

本発明は、半導体レーザモジュール、ホログラムレーザユニット、光ピックアップ装置及び光ディスク装置に関する。

光ディスク装置における情報読み書き部である光ピックアップ装置は、現在、小型化・低価格化・高性能化などの要求を受けており、一つの記録再生装置（光ディスク装置）で複数種類の光ディスクを記録／再生することによる小型化が期待されている。

図９にこのような光ディスク装置に用いられるホログラムレーザユニットの例を示す。このホログラムレーザユニット１００は、偏光ホログラム１０１、半導体レーザ１０２、受光素子１０３、キャップ１０４、ステム１０５、リード１０６から構成されている。１０８は接着剤である。偏光ホログラム１０１には複屈折材料が用いられており、その複屈折材料の一方の屈折率と等しい屈折率を持つ材料が複屈折材料の回折格子を充填している。半導体レーザ１０２からの直線偏光は、光ディスク（図示せず）へ向かう往きと光ディスクから反射された後の帰りにλ／４板１０７を２度通過することにより、偏光方向が９０度回転し、復路において、偏光ホログラム１０１で回折が生じ、回折光が受光素子１０３で検出される。

一つの光ディスク装置で複数種類の光ディスクを記録再生する方法として、一つのホログラムレーザユニットの中に異なる波長の複数個（２個）の半導体レーザを実装させる方法がある。例えば、ＣＤ−ＲとＤＶＤとを一つの光ディスク装置で記録／再生できるようにするためには、ＣＤ系用の波長７８０ｎｍとＤＶＤ系用の波長６５０ｎｍの２つの半導体レーザ装置を用いなければならない。そこで、波長６５０ｎｍの半導体レーザチップと波長７８０ｎｍの半導体レーザチップとを一つのパッケージ上に並列させて取付けた半導体レーザ装置が提案されているが、これはレーザチップ自身の幅やサブマウント幅の影響を受け、２つの半導体レーザチップの発光点位置間隔が３００〜４００μｍと大きくなってしまうため、光ピックアップの光学系を設計するのが困難である。

即ち、光学系の設計上は、これらの２つのレーザ光の間隔を１５０μｍ程度より小さくすることが必要であり、これを実現するために、例えば、波長選択性のある反射面を持つマイクロプリズムで光軸を重ねる方式（例えば、特許文献１参照）と、反射面を利用して擬似的に発光点を近接させる方式（例えば、特許文献２参照）とが提案されている。また、光ピックアップ装置に限らず、幅３００μｍ程度の２つの半導体レーザ光を３００μｍ以下の光軸間隔にすることは微小光学研究において大きく寄与する。

特開２００１−１８４７０６公報 特開平１１−３９６８４号公報

しかしながら、特許文献１のようにマイクロプリズムを利用する方式の場合、マイクロプリズムの透過率が１００％ではないことに起因して、半導体レーザの出力が減衰してしまう上に、波長選択性のある反射面を内部に持つため、マイクロプリズムの価格が高価になるという課題がある。

また、特許文献２のように反射面を利用して擬似的に発光点を近接させる方式の場合、具体的には、断面三角形の形状を有するサブマウントにより発光点を近接させるものであり、断面三角形の形状を有するサブマウントにより、半導体レーザからの出力は、近接した反射面で折り曲げられるので、発光点を擬似的に近接させることができるものの、４５度の角度を持つ断面三角形の傾斜面（サブマウント）を作ることは容易ではなく、コストを考慮した開発には至っていない。

さらに、異なる２波長の半導体レーザ光を特殊な半導体レーザを用いて近接させる方法としては、半導体レーザの発光点が端部に寄った特殊なレーザを２つ近接させて配置させる方法や、２つのレーザ光源を単一の半導体レーザチップにモノリシックに作る方法も提案されているが、このように作製される半導体レーザでは異なる２つのレーザ光を共に高出力にすることは実現できておらず、光ピックアップ用などに適用できる段階には至っていない。

このように、従来提案されている各種方式では、量産に適した簡便な方式ではなく、しかもそれを低コストに実現することができない。

このようなことから、簡易な構造であり、高出力レーザを利用できる半導体レーザモジュールを開発し、ホログラムレーザユニット、光ピックアップさらには光ディスク装置に利用できるようにすることが急を要する課題となっていた。

そこで、図１０及び図１１に示すように、サブマウント１１０に並列配置された２つの半導体レーザ１１１，１１２から出射した２つのレーザ光１１１ａ，１１２ａを、それぞれ光学素子１１３に形成した互いに平行で対向する一対の反射面１１４，１１５により２回反射して、最終的に２つのレーザ光１１１ａ，１１２ａの間隔を近接させる半導体レーザモジュール１１６が提案されている。このような光学素子１１３はＳｉの異方性エッチングにより作製できるため、量産できる見込みが高い。

しかしながら、この半導体レーザモジュール１１６では、図１１（ｂ）に示すように、レーザ光１１１ａ，１１２ａが進行するにつれてそのビーム径が広がり、迷光１１７が生じてしまい、干渉光が生じてしまうことがある。

本発明の目的は、半導体レーザの光軸を移動させて複数の半導体レーザの光軸を近接させる半導体レーザモジュールにおいて、レーザ光に迷光が発生するのを防止することである。

本発明の目的は、さらに、レーザ光の進行方向を変える光学素子を量産に適した簡易な構造で提供することである。

本発明の目的は、半導体レーザモジュールの構造を簡易化し実装を容易にすることである。

本発明の目的は、光学素子の加工を容易にすることである。

本発明の目的は、光学素子での反射後のレーザ光のスポット形状を良好にすることである。

本発明の目的は、複数種類の光記録媒体用の光ディスク装置に適用できる半導体レーザモジュールを提供することである。

本発明の目的は、小型で低コストなホログラムレーザユニットを提供することである。

本発明の目的は、小型で低コストな光ピックアップ装置を提供することである。

本発明の目的は、小型で低コストな光ディスク装置を提供することである。

請求項１記載の発明の半導体レーザモジュールは、複数の半導体レーザと、複数の前記半導体レーザから出射されるレーザ光の光軸をレーザ光の進行方向を変える反射面によって互いに平行にする光学素子と、前記レーザ光を平行光束に変換するコリメート素子と、を備える。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の半導体レーザモジュールにおいて、前記コリメート素子は、前記半導体レーザと前記光学素子との間に配置されている。

請求項３記載の発明は、請求項１記載の半導体レーザモジュールにおいて、前記コリメート素子は、前記光学素子で進行方向が変えられた後の前記レーザ光を平行光束に変換する位置に配置されている。

請求項４記載の発明は、請求項１ないし３の何れか一記載の半導体レーザモジュールにおいて、前記半導体レーザは、並列に２つ設けられており、前記光学素子は、互いに平行で対向する第１，第２の反射面から構成される反射面組を２つの前記半導体レーザに対応させて２組有し、各前記半導体レーザから出射されたレーザ光をそのレーザ光に対応する前記第１の反射面で反射し、この反射光を前記第２の反射面で反射する。

請求項５記載の発明は、請求項４記載の半導体レーザモジュールにおいて、２組の前記反射面組は、それらの中間点に対して面対称に配置されている。

請求項６記載の発明は、請求項１ないし３の何れか一記載の半導体レーザモジュールにおいて、複数の前記半導体レーザは、第１，第２の２つの半導体レーザであり、前記第１の半導体レーザから出射された第１のレーザ光を前記光学素子の前記反射面により反射させ、前記第２の半導体レーザから出射された第２のレーザ光を前記反射面で反射される前記第１のレーザ光と同一方向でその光軸と平行に前記光学素子近傍を直進させる位置関係で、前記第１，第２の半導体レーザ及び前記光学素子を配設した。

請求項７記載の発明は、請求項１ないし３の何れか一記載の半導体レーザモジュールにおいて、複数の前記半導体レーザは、前記光学素子を介して対向配置された第１，第２の２つの半導体レーザであり、前記光学素子は、前記第１，第２の半導体レーザ毎に前記反射面を有し、前記第１及び第２の半導体レーザから出射された第１，第２のレーザ光を、それらのレーザ光に対応する前記反射面で反射させて前記第１，第２のレーザ光の光軸を平行にする位置関係で、前記第１，第２の半導体レーザ及び前記光学素子を配設した。

請求項８記載の発明は、請求項１ないし７の何れか一記載の半導体レーザモジュールにおいて、前記半導体レーザモジュールから出射されたレーザ光のうちの前記コリメート素子によっても平行光束にならなかった発散光の進路を反射により変更して前記発散光を前記レーザ光のうちの平行光束から分離する分離反射面を備える。

請求項９記載の発明は、請求項８記載の半導体レーザモジュールにおいて、前記分離反射面は、前記反射面によって反射された後の前記レーザ光の前記発散光を分離する位置に配置されている。

請求項１０記載の発明は、請求項１ないし９の何れか一記載の半導体レーザモジュールにおいて、前記光学素子と前記コリメート素子との少なくとも一方は、板状の部材であり、前記コリメート素子は、表裏面の少なくとも一方にコリメートレンズ部が形成されている。

請求項１１記載の発明は、請求項１ないし１０の何れか一記載の半導体レーザモジュールにおいて、前記光学素子の材料は、Ｓｉである。

請求項１２記載の発明は、請求項１１記載の半導体レーザモジュールにおいて、前記光学素子の前記反射面は、Ｓｉの（１１１）面である。

請求項１３記載の発明は、請求項１１又は１２記載の半導体レーザモジュールにおいて、前記光学素子は、Ｓｉの異方性エッチングにより形成されている。

請求項１４記載の発明は、請求項１ないし１３の何れか一記載の半導体レーザモジュールにおいて、複数の前記半導体レーザが出射する複数のレーザ光は、波長が異なる。

請求項１５記載の発明のホログラムレーザユニットは、請求項１ないし１４の何れか一記載の半導体レーザモジュールを光源として備える。

請求項１６記載の発明の光ピックアップ装置は、請求項１５記載のホログラムレーザユニットと、このホログラムレーザユニット中の前記半導体レーザから出射されたレーザ光を光記録媒体に向けて集光照射させる対物レンズと、を備える。

請求項１７記載の発明の光ディスク装置は、光記録媒体を回転させる回転駆動機構と、前記光記録媒体に対してレーザ光を集光照射させる請求項１６記載の光ピックアップ装置と、前記光ピックアップ装置のホログラムレーザユニット中の複数の前記半導体レーザを前記光記録媒体の種類に応じて択一的に選択駆動させる光源駆動手段と、を備える。

請求項１ないし１４記載の発明によれば、複数の半導体レーザの光軸が近接する半導体レーザモジュールにおいて、レーザ光の迷光の発生を防止することができる。これにより、性能に悪影響を及ぼす干渉光を生じさせることなく、目的のレーザ光の光軸を変えることができる。また、小型で量産に適した半導体レーザモジュールを提供することができる。

請求項４，５，６，７記載の発明によれば、光学素子の光軸シフトのための構造を簡易にすることができる。

請求項８，９記載の発明によれば、さらに確実にレーザ光の迷光の発生を防止することができる。

請求項１０記載の発明によれば、半導体レーザモジュールの構造を簡易にし、実装を容易にすることができる。

請求項１１，１２，１３記載の発明によれば、光学素子が高品質、低コストとなり、さらに、光学素子を容易に作製できる。

請求項１２記載の発明によれば、光学素子での反射後のレーザ光のスポット形状を良好にすることができる。

請求項１４記載の発明によれば、半導体レーザモジュールを複数種類の記録媒体の光ディスク装置の光源に好適に適用することができる。

請求項１５記載の発明のホログラムレーザユニット、請求項１６記載の光ピックアップ装置、請求項１７記載の光ディスク装置によれば、請求項１ないし１４の何れか一記載の半導体レーザモジュールと同様の効果を得ることができ、それぞれ、構造が簡易であり、小型となる。

［第一の実施の形態］
本発明の第一の実施の形態を図１及び図２に基づいて説明する。本実施の形態は、半導体レーザモジュールへの適用例である。ここで、図１はこの半導体レーザモジュール１の一例を模式的に示す概略平面図、図２はその概略平面図である。なお、説明には、必要に応じて互いに直交するＸ方向、Ｙ方向、Ｚ方向を用いる。

本実施の形態の半導体レーザモジュール１は、第１の半導体レーザ２、第２の半導体レーザ３、コリメート素子４、光学素子５などから構成され、概略的には、第１，第２の半導体レーザ２，３から出射された第１，第２のレーザ光Ｐ１，Ｐ２が、コリメート素子４、光学素子５を経由して進む構成である。

第１，第２の半導体レーザ２，３は、サブマウント６上にＸ方向に並列に実装されており、それらの配置は、半導体レーザ２，３がそれらの光軸が互いに平行になるようにＹ方向に出射する位置であり、半導体レーザ２，３の各々の発光部付近がサブマウント６から上方へ突き出す位置である。第１，第２の半導体レーザ２，３が各々出射する第１，第２のレーザ光Ｐ１，Ｐ２の波長は、異なるように設定され、その一例として、例えば、第１のレーザ光Ｐ１の波長が６５０ｎｍ，第２のレーザ光Ｐ２の波長が７８０ｎｍとされている（逆でもよい）。これらの第１，第２の半導体レーザ２，３から出射されるレーザ光Ｐ１，Ｐ２は、発散光である。ここで、第１，第２の半導体レーザ２，３が実装されたサブマウント６は、ステム７に実装されている。

コリメート素子４は、石英ガラス製であり板状に形成され、第１，第２の半導体レーザ２，３と光学素子５との間に配置されている。このコリメート素子４には、ＸＺ平面であるレーザ光Ｐ１，Ｐ２の出射面（裏面）側にレーザ光Ｐ１，Ｐ２を平行光束に変換するコリメート機能を有する２つのコリメートレンズ部８ａ，８ｂが微細加工により形成されている。これらのコリメートレンズ部８ａ，８ｂに、第１，第２のレーザ光Ｐ１，Ｐ２が入射する。

光学素子５は、板状に形成され、材質がＳｉであり、ＸＹ方向の面方位は（１１０）である。光学素子５には、Ｚ方向に深さ約１６０μｍの２つの溝９ａ，９ｂが形成されている。この溝９ａ，９ｂを形成する面には、互いに平行で対向する第１，第２の反射面１０ａ，１０ｂから構成される反射面組１１ａ，１１ｂが第１，第２の半導体レーザ２，３に対応して２組設けられている。これらの反射面組１１ａ，１１ｂは、それらの中間点に対して面対称に配置されている。詳しくは、それぞれの第２の反射面１０ｂの背面側を対峙させて配置されている。反射面１０ａ，１０ｂは、（１１１）面であって、Ｓｉの異方性エッチングを利用して作製されており、レーザビーム（レーザ光）径領域（長軸１００μｍ、短軸５０μｍの楕円領域）にて要求仕様面精度λ／５０を満たしている。また、反射面１０ａ，１０ｂには、Ｔｉを介してＡｕが蒸着されている。この光学素子５では、第１，第２の半導体レーザ２，３から出射された第１，第２のレーザ光Ｐ１，Ｐ２は、第１，第２の反射面１０ａ，１０ｂによる２回の反射により、互いの光軸が平行であって近づく方向にシフトされる。このときの第１，第２のレーザ光Ｐ１，Ｐ２の間隔は約１００μｍ程度に近接する。

このような構成において、第１，第２の半導体レーザ２，３から出射された第１，第２のレーザ光Ｐ１，Ｐ２は、コリメート素子４を通過する際に、コリメートレンズ部８ａ，８ｂで発散光から平行光束に変換されて、光学素子５へ進み、この第１，第２の反射面１０ａ，１０ｂによる２回の反射により、互いの光軸が平行であって近づく方向にシフトされる。

このように、光学素子５での２回反射を利用する構造とすることにより、光学素子５での反射後の第１の半導体レーザ２からの第１のレーザ光Ｐ１と、第２の半導体レーザ３からの第２のレーザ光Ｐ２との光軸間隔を平行状態で極力近接させることが可能になる。具体的には、約１００μｍ程度に近接させることが可能となる。

このように本実施の形態の半導体レーザモジュール１は、簡易な構成であり、半導体レーザモジュール１を小型化することができる。

また、光路が長くなるほど大きくなるレーザ光の径を、コリメート素子４が有するコリメート機能によりレーザ光Ｐ１，Ｐ２を発散光から平行光束に変換することにより、レーザ光の径を一定の径にすることができる。これにより、迷光はほぼ生じなくなる。

このように、同一平面内でレーザ光Ｐ１，Ｐ２の進行方向を変える反射面１０ａ，１０ｂを有する光学素子５とコリメート機能を有するコリメート素子４とを組み合わせることにより、迷光を発生させずにレーザ光Ｐ１，Ｐ２の光軸をシフトさせることができ、これにより、性能に悪影響を及ぼす干渉光を生じさせることなく、目的のレーザ光Ｐ１，Ｐ２の光軸を移動させることができる。

また、第１，第２の反射面１０ａ，１０ｂは、一度の異方性エッチングにより作製することができるため、簡易に低コストで作製することができる。

また、光学素子５の反射面１０ａ，１０ｂがＳｉの（１１１）面であることにより、反射面１０ａ，１０ｂで反射後のレーザ光Ｐ１，Ｐ２のスポット形状を良好にすることができる。

なお、半導体レーザモジュール１は、これまで説明したものに限るものではない。例えば、光学素子５におけるＳｉの反射面１０ａ，１０ｂの面方位として（１１１）を用いたが、他の面方位を用いてもよい。また、その光学素子５の形状は様々なものを適用することができる。また、反射面１０ａ，１０ｂの面精度を向上させる方法としては、異方性エッチングに限るものではなく、作製方法は様々である。また、実装の歩留りを上げるように、光学素子５の大きさをより大きくすることも可能である。また、コリメート素子４の形状、および形成されるコリメートレンズ部８ａ，８ｂの数や形状は制限されない。また、半導体レーザの数、設置する位置も限定されず、それらの波長は６５０ｎｍ、７８０ｎｍに限定されない。この場合、反射面１０ａ，１０ｂなどの数は、半導体レーザの数に合わせればよい。また、シフト後の最終的なレーザ光Ｐ１，Ｐ２の光軸間隔は限定されない。レーザ光Ｐ１，Ｐ２の波長、光軸間隔等は光学において使用される領域全般で適応可能である。

［第二の実施の形態］
次に、本発明の第二の実施の形態を図３に基づいて説明する。本実施の形態も、半導体レーザモジュールへの適用例であり、図３は本実施の形態の半導体レーザモジュール２１を模式的に示す概略平面図である。なお、前述した実施の形態と同じ部分は同一符号で示し説明も省略する（以下の実施の形態においても同様）。

本実施の形態の半導体レーザモジュール２１は、第１の半導体レーザ２、第２の半導体レーザ３、反射面２５ａを有する平面的に見て三角形状の光学素子２５、コリメート素子２４などから構成されて、概略的には、第１の半導体レーザ２から出射された第１のレーザ光Ｐ１が、光学素子２５、コリメート素子２４を経由して進み、第２の半導体レーザから出射された第２のレーザ光Ｐ２が、コリメート素子２４を経由して進む構成である。第１の半導体レーザ２、第２の半導体レーザ３、光学素子２５は、同一の実装部材であるサブマウント２６上に実装配設されている。

ここで、第１の半導体レーザ２、第２の半導体レーザ３、光学素子２５の位置関係について説明すると、第１の半導体レーザ２から出射された第１のレーザ光Ｐ１を光学素子２５の反射面２５ａにより反射させる一方、第２の半導体レーザ３から出射された第２のレーザ光Ｐ２を反射面２５ａで反射される第１のレーザ光Ｐ１と同一方向で、かつ、その光軸と平行となるように光学素子２５近傍を直進させる位置関係とされている。より具体的には、第１，第２の半導体レーザ２，３の各々の第１，第２のレーザ光Ｐ１，Ｐ２の出射方向は直交する方向に設定され、光学素子２５の反射面２５ａによって反射される前の第１の半導体レーザ２のレーザ光Ｐ１の光軸と第２の半導体レーザ３から出射される第２のレーザ光Ｐ２の光軸とが直交交差するように設定されている。この交差する位置関係は、同一平面上で交差しても、立体交差的に上下関係を持って交差してもよい。

また、光学素子２５は第１，第２の半導体レーザ２，３と同一のサブマウント２６上に実装配設されるが、第１，第２の半導体レーザ２，３が実装配設される平面２６ａに対して、サブマウント２６の一角において段違い状態に一段低くされた平面２６ｂ上に実装配設されている。三角柱形状の光学素子２５は、材質がＳｉであり、第１の半導体レーザ２に対向する反射面２５ａの面方位は（１１１）とされている。この反射面２５ａは高精度な研磨を利用して作製されたため、要求仕様面精度λ／５０を満たしている。反射面２５ａは縦（三角柱の高さに相当）３００μｍ、横２００μｍの大きさであり、また、反射面２５ａにはＴｉを介してＡｕが蒸着されている。また、第１，第２の半導体レーザ２，３は各々の発光部付近の箇所がサブマウント２６上で高さが低くなっている部分（平面２６ｂ上）に少し突き出すように配置されている。

このように２本のレーザ光Ｐ１，Ｐ２の光軸を交差させる構造にすることにより、光学素子２５での反射後の第１の半導体レーザ２からの第１のレーザ光Ｐ１と、第２の半導体レーザ３からの第２のレーザ光Ｐ２との間隔を平行状態で極力近接させることが可能になる。即ち、光学素子２５によって反射された第１の半導体レーザ２の第１のレーザ光Ｐ１と第２の半導体レーザ３からの第２のレーザ光Ｐ２は間隔が約１５０μｍ程度に近接しており、互いに平行となる。

コリメート素子２４は、板状に形成され、第１の半導体レーザ２から出射された第１のレーザ光Ｐ１及び第２の半導体レーザから出射された第２のレーザ光Ｐ２を平行光束に変換する位置に配置されている。このコリメート素子２４には、第１，第２のレーザ光Ｐ１，Ｐ２が入射する入射面（表面）側にレーザ光Ｐ１，Ｐ２を平行光束に変換するコリメートレンズ機能を有する２つのコリメートレンズ部２４ａ，２４ｂが微細加工により形成されている。これらのコリメートレンズ部２４ａ，２４ｂに、第１，第２のレーザ光Ｐ１，Ｐ２が入射する。

このような構成において、第１，第２の半導体レーザ２，３から出射された第１，第２のレーザ光Ｐ１，Ｐ２は、光学素子２５により互いの光軸が平行にされて、コリメート素子２４へ入射し、コリメートレンズ部２４ａ，２４ｂで、平行光束に変換され、最終的にコリメート素子２４から取り出される。

このように、本実施の形態の半導体レーザモジュール２１は、構成が簡単であり、光学素子２５の反射、コリメート素子２４のコリメート機能を利用することによって、２つの半導体レーザ２，３から出射される第１，第２のレーザ光の光軸間隔を約１５０μｍにすることが可能であり、さらに近接させることも可能である。このような半導体レーザモジュール２１は、小型であり、量産に適している。

また、第１の実施の形態と同様に、コリメート素子２４が有するコリメート機能によりレーザ光Ｐ１，Ｐ２を発散光から平行光束に変換することにより、レーザ光Ｐ１，Ｐ２の径を一定の径にすることができ、これにより、レーザ光Ｐ１，Ｐ２の迷光はほぼ生じなくなる。

［第三の実施の形態］
次に、本発明の第三の実施の形態を図４に基づいて説明する。本実施の形態も、半導体レーザモジュールへの適用例であり、図４は本実施の形態の半導体レーザモジュール６１を模式的に示す概略平面図である。

本実施の形態の半導体レーザモジュール６１は、第１の半導体レーザ２、第２の半導体レーザ３、光学素子６５、コリメート素子６４などから構成されて、概略的には、第１，第２の半導体レーザ２，３から出射された第１，第２のレーザ光Ｐ１，Ｐ２が、光学素子６５、コリメート素子６４を経由して進む構成である。第１の半導体レーザ２、第２の半導体レーザ３、光学素子６５は、同一の実装部材であるサブマウント６６上に実装配設されている。

サブマウント６６はコの字型に形成されており、第１，第２の半導体レーザ２，３を実装する面６６ａは同一平面であるが、光学素子６５が実装される面６６ｂは面６６ａよりも高さが低くなっている。第１，第２の半導体レーザ２，３は、光学素子６５を介して対向配置されており、各々の発光部付近の箇所はサブマウント６６上で高さが低くなっている方、つまり、光学素子６５側に突き出すように配置されている。そして、第１，第２の半導体レーザ２，３は、互いに向けてレーザ光Ｐ１，Ｐ２を出射する向きに配置され、第１，第２の半導体レーザ２，３から出射された第１，第２のレーザ光Ｐ１，Ｐ２は、第１，第２の半導体レーザ２，３の間に配置された光学素子６５に到達する。

光学素子６５は、材質がＳｉであり、直方体形状に形成されており、その大きさは３００μｍ×２５０μｍ×２００μｍである。光学素子６５には、第１，第２の半導体レーザ２，３に対向する２つの反射面６５ａ，６５ｂが形成され、これらの反射面６５ａ，６５ｂの面方位は（１１１）及び（１１０）である。面方位が（１１０）である反射面６５ａは高精度な研磨を利用して作製され、面方位が（１１１）である反射面６５ｂは異方性エッチングを利用して作製したため、ともに要求仕様面精度λ／５０を満たしている。また、反射面６５ａ，６５ｂにはＴｉを介してＡｕが蒸着されている。この光学素子６５では、第１の半導体レーザ２から出射された第１のレーザ光Ｐ１を反射面６５ａで反射し、第２の半導体レーザ３から出射された第２のレーザ光Ｐ２を反射面６５ｂで反射し、反射した第１，第２のレーザ光Ｐ１，Ｐ２の光軸を平行にする。このときの、第１，第２のレーザ光Ｐ１，Ｐ２の光軸間隔は、約１２０μｍである。

コリメート素子６４は、板状に形成され、光学素子６５により反射した後の第１，第２のレーザ光Ｐ１，Ｐ２を平行光束に変換する位置に配置されている。このコリメート素子６４には、第１，第２のレーザ光Ｐ１，Ｐ２の入射面（表面）側に、レーザ光Ｐ１，Ｐ２を平行光束に変換するコリメートレンズ機能を有する２つのコリメートレンズ部６４ａ，６４ｂが微細加工により形成され、さらに、第１，第２のレーザ光の出射面（裏面）側にも、２つのコリメートレンズ部６４ｃ，６４ｄが微細加工により形成されている。第１のレーザ光Ｐ１は、コリメートレンズ部６４ａ，６４ｃにより平行光束への変換が２回なされ、第２のレーザ光Ｐ２は、コリメートレンズ部６４ｂ，６４ｄにより平行光束への変換が２回なされる。

このような構成において、第１，第２の半導体レーザ２，３から出射された第１，第２のレーザ光Ｐ１，Ｐ２は、光学素子６５により互いの光軸が平行にされて、コリメート素子６４へ入射し、コリメートレンズ部６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄで、平行光束に変換され、最終的にコリメート素子６４から取り出される。このように、本実施の形態では、光学素子６５の反射面６５ａ，６５ｂで反射して径が大きくなる２つのレーザ光Ｐ１，Ｐ２をコリメート素子６４により平行光束に変換しているので、レーザ光Ｐ１，Ｐ２の径の広がりを止めることができる。

このように、本実施の形態の半導体レーザモジュール６１は、構成が簡単であり、光学素子６５の反射、コリメート素子６４のコリメート機能を利用することによって、２つのレーザ光Ｐ１，Ｐ２の光軸間隔を約１２０μｍにすることが可能であり、さらに近接させることも可能である。このような半導体レーザモジュール６１は、小型であり、量産に適している。

また、コリメート素子には、入射面（表面）側と出射面（裏面）側とにそれぞれコリメートレンズ部６４ａ，６４ｂとコリメートレンズ部６４ｃ，６４ｄとが設けられていることにより、コリメート機能が高められている。このコリメート素子６４によりレーザ光Ｐ１，Ｐ２を発散光から平行光にそれぞれ２回変換することにより、レーザ光の径を確実に一定の径にすることができ、これにより、さらに迷光の発生を防止することがきる。

［第四の実施の形態］
次に、本発明の第四の実施の形態を図５及び図６に基づいて説明する。本実施の形態も、半導体レーザモジュールへの適用例であり、図５は本実施の形態の半導体レーザモジュール７１を模式的に示す概略斜視図、図６は半導体レーザモジュール７１を模式的に示し、（ａ）は、概略平面図、（ｂ）は、その縦断側面図である。

第一の実施の形態では、例えば第１，第２の半導体レーザ２，３を高出力のものとした場合などに、コリメート素子４の性能によっては、第１，第２の半導体レーザ２，３から出射されたレーザ光Ｐ１，Ｐ２の一部がコリメート素子４を通過しながらも平行光束にならず発散光である高放射角光Ｐ３（図６（ｂ）参照）が生じてしまいビーム径が広がってしまうことがある。この場合、第１，第２のレーザ光Ｐ１，Ｐ２のうち、コリメート素子４によってコリメートされた直後と同様のビーム径の低放射角光Ｐ４（図６（ｂ）参照）は、反射面１０ａ，１０ｂによる２回の反射により光軸が平行にシフトするが、高放射角光７６により迷光が生じる場合がある。そこで、本実施の形態では、この場合の対策を施している。具体的には、図５及び図６に示すように、本実施の形態の半導体レーザモジュール７１は、第一の実施の形態に対して光学素子７５が異なる。

本実施の形態の光学素子７５の溝９ａ，９ｂを形成する部分には、分離反射面７５ａ，７５ｂが形成されている。これらの分離反射面７５ａ，７５ｂは、溝９ａ，９ｂにおけるレーザ光Ｐ１，Ｐ２の出射側に設けられ、光路の下流側に向かうに従いレーザ光Ｐ１，Ｐ２のそれぞれの中心に近づく斜面である。これらの分離反射面７５ａ，７５ｂは、半導体レーザモジュール７１から出射されコリメート素子４を通過して第１，第２の反射面１０ａ，１０ｂで反射した第１，第２のレーザ光Ｐ１，Ｐ２のうちの、コリメート素子４によっても平行光束にならなかった発散光である高放射角光７６の進路を反射により変更して、高放射角光７６を第１，第２のレーザ光Ｐ１，Ｐ２のうちの平行光束である低放射角光７７から分離する位置に配置されている。

また、本実施の形態の光学素子４のコリメートレンズ部８ａ，８ｂは、レーザ光Ｐ１，Ｐ２の入射面（表面）側に形成されている。

このような構成において、第１，第２のレーザ光Ｐ１，Ｐ２のうちコリメート素子４を通過しながらも平行光束にならなかった高放射角光Ｐ３が、分離反射面７５ａ，７５ｂにより低放射角光Ｐ４の進行方向とは異なる方向に反射し、低放射角光Ｐ４から分離される。これにより高放射角光Ｐ３が低放射角光Ｐ４に干渉することがない。

［第五の実施の形態］
次に、本発明の第五の実施の形態を図７及び図８に基づいて説明する。本実施の形態は、前述したような半導体レーザモジュールを用いたホログラムレーザユニット、光ピックアップ装置ないしは光ディスク装置への適用例を示し、図７は光ピックアップ装置の一例を示す概略斜視図、図８は光ディスク装置を示す概略ブロック図である。

まず、図７に示す光ピックアップ装置３１では、図１ないし図６の何れかに示したような構造の半導体レーザモジュール１，２１，６１又は７１を光源として内蔵したホログラムレーザユニット３２が設けられている。このホログラムレーザユニット３２は、このような光源の他、出射光と戻り光とを分離・回折するホログラム素子や回折された戻り光を受光する受光素子等を一体に備えるものである。この他、光ピックアップ装置３１は光ピックアップ装置３１から出射されるレーザ光（第１のレーザ光Ｐ１又は第２のレーザ光Ｐ）を平行光束化する２波長コリメートレンズ３３、平行光束化されたレーザ光を光記録媒体３４側に向けて９０度偏向させる立上げミラー３５、往きの光と光記録媒体３４からの戻り光との偏光方向を９０度変換させるためのλ／４板３６、光記録媒体３４に向けてレーザ光を集光照射させるための対物レンズ３７等を備えて構成されている。

ここに、ホログラムレーザユニット３２中の第１，第２の半導体レーザ２，３は後述するように何れか一方が選択的に発光駆動されることにより、波長６５０ｎｍ又は波長７８０ｎｍのレーザ光がホログラムレーザユニット３２から出射されることになるが、前述したように半導体レーザモジュール１，２１，６１又は７１においてレーザ光Ｐ１，Ｐ２の光軸は約１００μｍ〜１５０μｍに接近した平行状態とされており、光ピックアップ装置３１においては、ほぼ同一の発光源から出射されたレーザ光として扱うことができる。

図８によりこのような光ピックアップ装置３１を備える光ディスク装置について説明する。即ち、前述したようなＤＶＤ系用の波長６５０ｎｍの第1のレーザ光Ｐ１を発する第１の半導体レーザ２とＣＤ系用の波長７８０ｎｍの第２のレーザ光Ｐ２を発する第２の半導体レーザ３とを有する半導体レーザモジュール１，２１，６１又は７１が内蔵されたホログラムレーザユニット３２を光源として有する光ピックアップ装置３１を備え、ＣＤ系／ＤＶＤ系の光記録媒体３４に対して共用可能な光ディスク装置への適用例を示す。より具体的には、光記録媒体３４としてＣＤ−ＲＯＭ，ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ，ＤＶＤ−ＲＯＭが利用可能な光ディスク装置の例である。

図８において、光記録媒体３４は回転駆動機構の主要部を構成するスピンドルモータ４１により回転駆動される。このスピンドルモータ４１は、モータドライバ４２とサーボ手段４３とにより、例えば線速度が一定になるように制御される。この線速度は段階的に変更することが可能である。光ピックアップ装置３１は、前述したような第１，第２の半導体レーザ２，３、対物レンズ３７等の対応する光学系、トラッキング／フォーカスアクチュエータ（図示せず）等の他、受光素子やポジションセンサを内蔵しており、択一的に駆動される半導体レーザ２又は３からのレーザ光Ｐ１又はＰ２を光記録媒体３４に照射する。また、この光ピックアップ装置３１は、シークモータ（図示せず）によってスレッジ方向への移動が可能である。これらのトラッキング／フォーカスアクチュエータ及びシークモータは、受光素子とポジションセンサから得られる信号に基づいて、モータドライバ４２とサーボ手段４３とにより、レーザ光のスポットが光記録媒体３４上の目的の場所に位置するように制御される。

そして、リード時には、光ピックアップ装置３１によって得られた再生信号が、リードアンプ４４で増幅されて２値化された後、ＣＤ／ＤＶＤデコーダ４５に入力される。入力された２値化データは、このＣＤ／ＤＶＤデコーダ４５において、ＥＦＭ（Ｅight to Ｆourteen Ｍodulation）復調される。なお、記録データは、８ビットずつまとめられてＥＦＭ変調されており、このＥＦＭ変調では、８ビットを１４ビットに変換し、結合ビットを３ビット付加して合計１７ビットにする。この場合に、結合ビットは、それまでの「１」と「０」の数が平均的に等しくなるように付けられる。これを「ＤＣ成分の抑制」といい、ＤＣカットされた再生信号のスライスレベル変動が抑圧される。

復調されたデータは、デインターリーブとエラー訂正の処理が行われる。その後、このデータは、ＣＤ／ＤＶＤ−ＲＯＭデコーダ４６へ入力され、データの信頼性を高めるために、さらに、エラー訂正の処理が行われる。このように２回のエラー訂正の処理が行われたデータは、バッファマネージャ４７によって一旦バッファＲＡＭ４８に蓄えられ、セクタデータとして揃った状態で、インターフェース４９を介して、図示しないホストコンピュータへ一気に転送される。なお、音楽データの場合には、ＣＤ／ＤＶＤデコーダ４５から出力されたデータが、Ｄ／Ａコンバータ５０へ入力され、アナログのオーディオ出力信号Ａudioとして取り出される。

また、ライト時には、インターフェース４９を通して、ホストコンピュータから送られてきたデータは、バッファマネージャ４７によって一旦バッファＲＡＭ４８に蓄えられる。そして、バッファＲＡＭ４８内にある程度の量のデータが蓄積された状態で、ライト動作が開始されるが、この場合には、その前にレーザスポットを書き込み開始地点に位置させる必要がある。この地点は、トラックの蛇行により予め光記録媒体３４上に刻まれているウォブル信号によって求められる。

ウォブル信号には、ＡＴＩＰと呼ばれる絶対時間情報が含まれており、この情報が、ＡＴＩＰデコーダ５１によって取り出される。また、このＡＴＩＰデコーダ５１によって生成される同期信号は、ＣＤエンコーダ５２へ入力され、光記録媒体３４上の正確な位置へのデータの書込みを可能にしている。バッファＲＡＭ４８のデータは、ＣＤ−ＲＯＭエンコーダ５３やＣＤエンコーダ５２において、エラー訂正コードの付加や、インターリーブが行われ、ＣＤ−Ｒ／ＲＷ用のレーザコントローラ５４、光ピックアップ装置３１中の半導体レーザ３を介して、光記録媒体３４に記録される。

なお、このような光ディスク装置の全体的な制御はＲＯＭ５５，ＲＡＭ５６を備えてマイクロコンピュータとして構成されるＣＰＵ５７により制御され、ＤＶＤ−ＲＯＭなる光記録媒体３４が装填された場合には、ＤＶＤ用のレーザコントローラ５８により光ピックアップ装置３１中の半導体レーザ２を発光させることにより、光記録媒体３４に対する再生動作が実行される。よって、レーザコントローラ５４，５８及びＣＰＵ５７が半導体レーザ２，３を光記録媒体３４の種類に応じて択一的に選択駆動させる光源駆動手段として機能する。

従って、本実施の形態の光ディスク装置によれば、前述したような光ピックアップ装置３１を備えるので、光記録媒体３４の種類に応じて用いる半導体レーザ２，３を択一的に選択駆動させる構成をとる上でも、半導体レーザ２，３の出力減衰や出力制限を受けることがないため、高品質な安定した書込み動作等を行わせることができる。

なお、本実施の形態では、ＤＶＤ系に対しては再生機能のみを有する構成として説明したが、ＤＶＤ系に対して書込み機能を持たせる場合にも同様に適用することができる。

本発明の第一の実施の形態の半導体レーザモジュールを模式的に示す概略斜視図である。 その概略平面図である。 本発明の第二の実施の形態の半導体レーザモジュールを模式的に示す概略平面図である。 本発明の第三の実施の形態の半導体レーザモジュールを模式的に示す概略平面図である。 本発明の第四の実施の形態の半導体レーザモジュールを模式的に示す概略斜視図である。 半導体レーザモジュールを模式的に示し、（ａ）は、概略平面図、（ｂ）は、その縦断側面図である。 本発明の第四の実施の形態の光ピックアップ装置を示す概略斜視図である。 その光ディスク装置を示す概略ブロック図である。 光ディスク装置に用いられる従来のホログラムレーザユニットの構成例を示す正面図である。 従来の半導体レーザモジュールを模式的に示す概略斜視図である。 従来の半導体レーザモジュールを示し、（ａ）は、概略平面図、（ｂ）は、その縦断側面図である。

符号の説明

１，２１，６１，７１ 半導体レーザモジュール
２ 第１の半導体レーザ（半導体レーザ）
３ 第２の半導体レーザ（半導体レーザ）
４，２４，６４ コリメート素子
５，２５，６５，７５ 光学素子
８ａ，８ｂ コリメートレンズ部
１０ａ 第１の反射面（反射面）
１０ｂ 第２の反射面（反射面）
１１ａ，１１ｂ 反射面組
２４ａ，２４ｂ コリメートレンズ部
２５ａ，６５ａ，６５ｂ 反射面
３１ 光ピックアップ装置
３２ ホログラムレーザユニット
３４ 光記録媒体
３７ 対物レンズ
４１ 回転駆動機構
５４，５８ 光源駆動手段
６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ コリメートレンズ部
７５ａ，７５ｂ 分離反射面
Ｐ１ 第１のレーザ光（レーザ光）
Ｐ２ 第２のレーザ光（レーザ光）

Claims (17)

1. 複数の半導体レーザと、
   複数の前記半導体レーザから出射されるレーザ光の光軸をレーザ光の進行方向を変える反射面によって互いに平行にする光学素子と、
   前記レーザ光を平行光束に変換するコリメート素子と、
   を備える半導体レーザモジュール。
2. 前記コリメート素子は、前記半導体レーザと前記光学素子との間に配置されている請求項１記載の半導体レーザモジュール。
3. 前記コリメート素子は、前記光学素子で進行方向が変えられた後の前記レーザ光を平行光束に変換する位置に配置されている請求項１記載の半導体レーザモジュール。
4. 前記半導体レーザは、並列に２つ設けられており、
   前記光学素子は、互いに平行で対向する第１，第２の反射面から構成される反射面組を２つの前記半導体レーザに対応させて２組有し、各前記半導体レーザから出射されたレーザ光をそのレーザ光に対応する前記第１の反射面で反射し、この反射光を前記第２の反射面で反射する、請求項１ないし３の何れか一記載の半導体レーザモジュール。
5. ２組の前記反射面組は、それらの中間点に対して面対称に配置されている請求項４記載の半導体レーザモジュール。
6. 複数の前記半導体レーザは、第１，第２の２つの半導体レーザであり、
   前記第１の半導体レーザから出射された第１のレーザ光を前記光学素子の前記反射面により反射させ、前記第２の半導体レーザから出射された第２のレーザ光を前記反射面で反射される前記第１のレーザ光と同一方向でその光軸と平行に前記光学素子近傍を直進させる位置関係で、前記第１，第２の半導体レーザ及び前記光学素子を配設した、請求項１ないし３の何れか一記載の半導体レーザモジュール。
7. 複数の前記半導体レーザは、前記光学素子を介して対向配置された第１，第２の２つの半導体レーザであり、
   前記光学素子は、前記第１，第２の半導体レーザ毎に前記反射面を有し、
   前記第１及び第２の半導体レーザから出射された第１，第２のレーザ光を、それらのレーザ光に対応する前記反射面で反射させて前記第１，第２のレーザ光の光軸を平行にする位置関係で、前記第１，第２の半導体レーザ及び前記光学素子を配設した、請求項１ないし３の何れか一記載の半導体レーザモジュール。
8. 前記半導体レーザモジュールから出射されたレーザ光のうちの前記コリメート素子によっても平行光束にならなかった発散光の進路を反射により変更して前記発散光を前記レーザ光のうちの平行光束から分離する分離反射面を備える、請求項１ないし７の何れか一記載の半導体レーザモジュール。
9. 前記分離反射面は、前記反射面によって反射された後の前記レーザ光の前記発散光を分離する位置に配置されている請求項８記載の半導体レーザモジュール。
10. 前記光学素子と前記コリメート素子との少なくとも一方は、板状の部材であり、
    前記コリメート素子は、表裏面の少なくとも一方にコリメートレンズ部が形成されている、請求項１ないし９の何れか一記載の半導体レーザモジュール。
11. 前記光学素子の材料は、Ｓｉである請求項１ないし１０の何れか一記載の半導体レーザモジュール。
12. 前記光学素子の前記反射面は、Ｓｉの（１１１）面である請求項１１記載の半導体レーザモジュール。
13. 前記光学素子は、Ｓｉの異方性エッチングにより形成されている請求項１１又は１２記載の半導体レーザモジュール。
14. 複数の前記半導体レーザが出射する複数のレーザ光は、波長が異なる請求項１ないし１３の何れか一記載の半導体レーザモジュール。
15. 請求項１ないし１４の何れか一記載の半導体レーザモジュールを光源として備えるホログラムレーザユニット。
16. 請求項１５記載のホログラムレーザユニットと、
    このホログラムレーザユニット中の前記半導体レーザから出射されたレーザ光を光記録媒体に向けて集光照射させる対物レンズと、
    を備える光ピックアップ装置。
17. 光記録媒体を回転させる回転駆動機構と、
    前記光記録媒体に対してレーザ光を集光照射させる請求項１６記載の光ピックアップ装置と、
    前記光ピックアップ装置のホログラムレーザユニット中の複数の前記半導体レーザを前記光記録媒体の種類に応じて択一的に選択駆動させる光源駆動手段と、
    を備える光ディスク装置。
    

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