JP2010092518A - Optical pickup, optical information recording method, and optical disk device - Google Patents

Optical pickup, optical information recording method, and optical disk device Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve accuracy of recoding information on an optical disk. <P>SOLUTION: An information optical system 150 of an optical disk device 110 can position at a distance an absorption variation region RA based on a specific peak light LEP in a recording layer 101 by sequentially outputting the specific peak light LEP and a specific slope light LES as an information light beam LM from a semiconductor laser 3, and changing the divergence angle of the specific peak light LEP by means of a correction lens 162. An energy concentration region RE based on the specific slope light LES can be formed in the vicinity of a target position QG, and the recording accuracy of information on an optical disk 100 can be improved. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、光ピックアップ、光情報記録方法及び光ディスク装置に関し、例えば光ビームを用いて光ディスクに情報を記録する光ディスク装置に適用して好適なものである。   The present invention relates to an optical pickup, an optical information recording method, and an optical disc apparatus, and is suitable for application to an optical disc apparatus that records information on an optical disc using a light beam, for example.

従来、光ディスク装置においては、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)及びBlu−ray Disc(登録商標、以下BDと呼ぶ)等の円盤状でなる光ディスクに対して情報を記録し、また当該光ディスクから当該情報を読み出すようになされたものが広く普及している。   Conventionally, in an optical disc apparatus, information is recorded on a disc-shaped optical disc such as a CD (Compact Disc), a DVD (Digital Versatile Disc), and a Blu-ray Disc (registered trademark, hereinafter referred to as BD). A device that reads out the information from the optical disk is widely used.

かかる光ディスク装置では、音楽コンテンツや映像コンテンツ等の各種コンテンツ、或いはコンピュータ用の各種データ等のような種々の情報を光ディスクに記録するようになされている。   In such an optical disc apparatus, various kinds of information such as various contents such as music contents and video contents, or various data for a computer are recorded on the optical disc.

特に近年では、映像の高精細化や音楽の高音質化等により情報量が増大し、また1枚の光ディスクに記録するコンテンツ数の増加が要求されているため、当該光ディスクのさらなる大容量化が求められている。   In particular, in recent years, the amount of information has increased due to higher definition of video and higher sound quality of music, and an increase in the number of contents to be recorded on one optical disc has been demanded. It has been demanded.

そこで、かかる光ディスクを大容量化する手法の一つとして、情報を表す記録ピットの形成に2光子吸収反応を利用し、当該記録ピットを3次元に配列するものが提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2005−37658公報
Therefore, as one of the techniques for increasing the capacity of such an optical disc, there has been proposed one that uses a two-photon absorption reaction to form recording pits representing information and arranges the recording pits three-dimensionally (for example, patents). Reference 1).
JP-A-2005-37658

ところで、光ディスクに記録マークを形成する手法として、第1の光ビームを集光して2光子吸収反応により第1の反応を生じさせ、当該反応が生じた領域にさらに第2の光ビームを集光して熱反応等といった第2の反応を生じさせる手法が考えられる。   By the way, as a method for forming a recording mark on an optical disc, the first light beam is condensed to cause a first reaction by a two-photon absorption reaction, and the second light beam is further collected in the region where the reaction has occurred. A method of generating a second reaction such as a thermal reaction by light can be considered.

光ディスク装置は、かかる手法で光ディスクに記録マークを形成する場合、第1の光ビームを集光して第1の反応を生じさせた後、当該反応が生じた変化領域に合わせて第2の光ビームを集光することにより、第2の反応を生じさせることが可能となる。   When the recording mark is formed on the optical disc by such a method, the optical disc apparatus collects the first light beam to cause the first reaction, and then generates the second light in accordance with the change region where the reaction has occurred. By focusing the beam, a second reaction can be caused.

このとき光ディスク装置は、基本的に、第1の光ビームの焦点及び第2の光ビームの焦点の双方をいずれも目標とする位置に合わせることができれば、当該目標とする位置に記録マークを正しく形成できる。   At this time, if the optical disk apparatus can basically adjust both the focal point of the first light beam and the focal point of the second light beam to the target position, the recording mark is correctly positioned at the target position. Can be formed.

しかしながら光ディスクの種類によっては、第1の反応により変化領域が着色される場合があり、このとき当該変化領域では光ビームの透過率が低下する。この場合光ディスクでは、第2の光ビームを目標とする位置に合わせて集光したとしても、当該第2の光ビームが照射された側に偏って第2の反応が生じ、記録マークが目標とする位置からずれて形成されてしまう。   However, depending on the type of the optical disc, the change region may be colored by the first reaction, and at this time, the transmittance of the light beam decreases in the change region. In this case, in the optical disk, even if the second light beam is condensed at the target position, the second reaction is biased toward the side irradiated with the second light beam, and the recording mark becomes the target. It will be shifted from the position to be.

このように光ディスク装置は、複数の光ビームを照射して記録マークを形成する際に
第1の反応により着色されると、光ディスク内における所望の位置に記録マークを正しく形成できず、情報の記録精度を低下させてしまう、という問題があった。
As described above, when the optical disc apparatus is colored by the first reaction when a recording mark is formed by irradiating a plurality of light beams, the recording mark cannot be correctly formed at a desired position in the optical disc, and information recording is performed. There was a problem that accuracy was lowered.

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、光ディスクに対する情報の記録精度を高め得る光ピックアップ、光情報記録方法及び光ディスク装置を提案しようとするものである。   The present invention has been made in consideration of the above points, and an object of the present invention is to propose an optical pickup, an optical information recording method, and an optical disc apparatus capable of improving the recording accuracy of information on an optical disc.

かかる課題を解決するため本発明の光ピックアップ及び光情報記録方法においては、半導体レーザに対しパルス状でなり所定の特異電圧でなる駆動パルスを供給することにより、当該半導体レーザから、パルス状の光強度特性を有する特異ピーク光と、当該特異ピーク光よりも光強度が小さいスロープ状の光強度特性を有し当該特異ピーク光と異なる波長でなる特異スロープ光とを、レーザ光として順次出射させ、所定の発散角相違部により、レーザ光の波長に応じて特異ピーク光及び特異スロープ光の発散角を相違させ、光ディスクの記録層に対し、所定の対物レンズにより特異ピーク光を集光し焦点近傍の領域に第1の反応を生じさせた後特異スロープ光を集光することにより、第1の反応が生じた領域における当該特異スロープ光が照射される側に第2の反応を生じさせ記録マークを形成させるようにし、発散角相違部では、記録層において特異スロープ光の焦点よりも遠方を中心として当該焦点を含む範囲で上記第1の反応を生じさせるよう、特異ピーク光及び特異スロープ光の発散角を相違させるようにした。   In order to solve such a problem, in the optical pickup and the optical information recording method of the present invention, a pulsed light is supplied to the semiconductor laser from the semiconductor laser by supplying a driving pulse having a predetermined singular voltage. A specific peak light having an intensity characteristic and a specific slope light having a light intensity characteristic in a slope shape having a light intensity smaller than that of the specific peak light and having a wavelength different from the specific peak light are sequentially emitted as laser light, The divergence angle of the singular peak light and singular slope light is made different according to the wavelength of the laser light by the predetermined divergence angle difference part, and the singular peak light is condensed by the predetermined objective lens on the recording layer of the optical disc, and in the vicinity of the focal point. After the first reaction is caused in the region, the singular slope light is collected, so that the singular slope light in the region where the first reaction has occurred is illuminated. A recording mark is formed by generating a second reaction on the recording side, and in the divergence angle difference portion, the first reaction is performed in a range including the focal point in the recording layer centering on a position far from the focal point of the specific slope light. Thus, the divergence angles of the specific peak light and the specific slope light are made different.

これにより本発明の光ピックアップ及び光情報記録方法では、特異ピーク光の焦点位置を特異スロープ光の焦点位置よりも遠方へ位置させることができ、第1の反応が生じる反応領域を特異ピーク光が照射される側から遠ざけることができる。この結果、第1の反応により反応領域が着色され、特異スロープ光による第2の反応が当該反応領域のうち光ビームの照射された側に偏って生じたとしても、特異スロープ光の焦点を中心に、すなわち目標とする位置に記録マークを形成できる。   Thereby, in the optical pickup and the optical information recording method of the present invention, the focal position of the singular peak light can be positioned farther than the focal position of the singular slope light, and the singular peak light is the reaction region where the first reaction occurs. It can be kept away from the irradiated side. As a result, even if the reaction region is colored by the first reaction and the second reaction due to the specific slope light is biased to the side irradiated with the light beam in the reaction region, the focus of the specific slope light is centered. In other words, a recording mark can be formed at a target position.

さらに本発明の光ディスク装置においては、パルス状でなり所定の特異電圧でなる駆動パルスが供給された際、パルス状の光強度特性を有する特異ピーク光と、当該特異ピーク光よりも光強度が小さいスロープ状の光強度特性を有し当該特異ピーク光と異なる波長でなる特異スロープ光とを、レーザ光として順次出射する半導体レーザと、レーザ光の波長に応じて特異ピーク光及び特異スロープ光の発散角を相違させる発散角相違部と、光ディスクの記録層に対し、特異ピーク光を集光し焦点近傍の領域に第1の反応を生じさせた後特異スロープ光を集光することにより、第1の反応が生じた領域における当該特異スロープ光が照射される側に第2の反応を生じさせ記録マークを形成させる対物レンズと、対物レンズを駆動することにより、特異ピーク光及び特異スロープ光における焦点の位置を制御するレンズ駆動制御部とを設け、発散角相違部は、記録層において特異スロープ光の焦点よりも遠方を中心として当該焦点を含む範囲で第1の反応を生じさせるよう、特異ピーク光及び特異スロープ光の発散角を相違させるようにした。   Furthermore, in the optical disk device of the present invention, when a drive pulse having a pulse shape and a predetermined singular voltage is supplied, the singular peak light having the pulsed light intensity characteristic and the light intensity is smaller than the singular peak light. A semiconductor laser that sequentially emits as a laser beam a specific slope light having a slope-like light intensity characteristic and a wavelength different from that of the specific peak light, and divergence of the specific peak light and the specific slope light according to the wavelength of the laser light The divergence angle difference portion that makes the angle different and the recording layer of the optical disc collect the singular peak light and cause the first reaction in the region near the focal point, and then the singular slope light is condensed. By driving the objective lens that generates a recording mark by generating a second reaction on the side irradiated with the specific slope light in the region where the reaction occurs, A lens drive control unit that controls the position of the focal point in the different peak light and the specific slope light, and the divergence angle difference unit is the first in a range including the focal point in the recording layer centering on a far distance from the focal point of the specific slope light. The divergence angles of the specific peak light and the specific slope light are made different so as to cause the above reaction.

これにより本発明の光ディスク装置は、特異ピーク光の焦点位置を特異スロープ光の焦点位置よりも遠方へ位置させることができ、第1の反応が生じる反応領域を特異ピーク光が照射される側から遠ざけることができる。この結果、第1の反応により反応領域が着色され、特異スロープ光による第2の反応が当該反応領域のうち光ビームの照射された側に偏って生じたとしても、特異スロープ光の焦点を中心に、すなわち目標とする位置に記録マークを形成できる。   As a result, the optical disk apparatus of the present invention can position the focal position of the singular peak light farther than the focal position of the singular slope light, and the reaction region where the first reaction occurs from the side on which the singular peak light is irradiated. You can keep away. As a result, even if the reaction region is colored by the first reaction and the second reaction due to the specific slope light is biased to the side irradiated with the light beam in the reaction region, the focus of the specific slope light is centered. In other words, a recording mark can be formed at a target position.

本発明によれば、特異ピーク光の焦点位置を特異スロープ光の焦点位置よりも遠方へ位置させることができ、第1の反応が生じる反応領域を特異ピーク光が照射される側から遠ざけることができる。この結果、第1の反応により反応領域が着色され、特異スロープ光による第2の反応が当該反応領域のうち光ビームの照射された側に偏って生じたとしても、特異スロープ光の焦点を中心に、すなわち目標とする位置に記録マークを形成できる。かくして本発明によれば、光ディスクに対する情報の記録精度を高め得る光ピックアップ、光情報記録方法及び光ディスク装置を実現することができる。   According to the present invention, the focal position of the specific peak light can be positioned farther than the focal position of the specific slope light, and the reaction region in which the first reaction occurs can be moved away from the side irradiated with the specific peak light. it can. As a result, even if the reaction region is colored by the first reaction and the second reaction due to the specific slope light is biased to the side irradiated with the light beam in the reaction region, the focus of the specific slope light is centered. In other words, a recording mark can be formed at a target position. Thus, according to the present invention, it is possible to realize an optical pickup, an optical information recording method, and an optical disc apparatus that can improve information recording accuracy on an optical disc.

以下、発明を実施するための最良の形態(以下実施の形態とする)について、図面を用いて説明する。なお、説明は以下の順序で行う。
1.光情報記録媒体に対する情報の記録再生原理
2.半導体レーザによる光ビームの出力原理
3.実施の形態(光ディスク装置・補正レンズを用いた例)
4.他の実施の形態
Hereinafter, the best mode for carrying out the invention (hereinafter referred to as an embodiment) will be described with reference to the drawings. The description will be given in the following order.
1. 1. Information recording / reproduction principle for optical information recording media 2. Output principle of light beam by semiconductor laser Embodiment (example using optical disk device / correction lens)
4). Other embodiments

<1.光情報記録媒体に対する情報の記録再生原理>
まず、光ディスク等の光情報記録媒体に対する情報の記録原理について説明する。一般に、対物レンズの開口数をNA、光ビームの波長をλとすると、光ビームが集光されるときのスポット径dは、次に示す(1)式によって表される。
<1. Principle of recording / reproducing information on optical information recording media>
First, the principle of recording information on an optical information recording medium such as an optical disk will be described. In general, when the numerical aperture of the objective lens is NA and the wavelength of the light beam is λ, the spot diameter d when the light beam is condensed is expressed by the following equation (1).

Figure 2010092518
Figure 2010092518

すなわち同一の対物レンズを用いる場合、開口数NAが一定となるため、光ビームのスポット径dは当該光ビームの波長λに比例することになる。   That is, when the same objective lens is used, since the numerical aperture NA is constant, the spot diameter d of the light beam is proportional to the wavelength λ of the light beam.

図1に示すように、集光された光ビームの光強度は焦点FM付近で最も大きくなり、焦点FMから離隔するほど小さくなる。例えば、一般的な光情報記録媒体MD1において情報を表す記録マークRMが形成される場合、1光子吸収反応が生じている。この1光子吸収では、1光子を吸収することにより光反応が生じるため、光ビームの光強度に比例して当該光反応が生じる。   As shown in FIG. 1, the light intensity of the collected light beam is highest near the focal point FM, and decreases as the distance from the focal point FM increases. For example, when a recording mark RM representing information is formed on a general optical information recording medium MD1, a one-photon absorption reaction occurs. In this one-photon absorption, since a photoreaction occurs by absorbing one photon, the photoreaction occurs in proportion to the light intensity of the light beam.

このため光情報記録媒体では、記録光ビームL1における所定の光強度以上となる領域に記録マークRMが形成される。因みに図1では、スポット径dと同一サイズの記録マークRMが形成された場合を示している。   For this reason, in the optical information recording medium, the recording mark RM is formed in a region where the recording light beam L1 has a predetermined light intensity or more. Incidentally, FIG. 1 shows a case where a recording mark RM having the same size as the spot diameter d is formed.

これに対して2光子吸収反応の場合、同時に2光子を吸収したときにのみ反応が生じるため、光ビームの光強度の2乗に比例して2光子吸収反応が生じる。このため2光子吸収反応が生じる光情報記録媒体MD2では、図2に示すように、記録光ビームL1において光強度の非常に大きい焦点FM近傍にのみ記録マークRMが形成される。   On the other hand, in the case of the two-photon absorption reaction, the reaction occurs only when two photons are absorbed at the same time. Therefore, the two-photon absorption reaction occurs in proportion to the square of the light intensity of the light beam. For this reason, in the optical information recording medium MD2 in which the two-photon absorption reaction occurs, as shown in FIG. 2, the recording mark RM is formed only in the vicinity of the focal point FM having a very high light intensity in the recording light beam L1.

この記録マークRMは、記録光ビームL1のスポット径dと比して小さいサイズとなり、その直径daも小さくなる。このため光情報記録媒体MD2では、高密度で記録マークRMを形成させることにより記録容量の大容量化が可能となる。   The recording mark RM has a smaller size than the spot diameter d of the recording light beam L1, and its diameter da is also reduced. Therefore, in the optical information recording medium MD2, the recording capacity can be increased by forming the recording marks RM at a high density.

ところで2光子吸収材料のなかには、2光子吸収反応によって化学変化を引き起こし、その光吸収特性を変化させる化合物(以下、これを光特性変化材料と呼ぶ)が知られている(例えば、非特許文献1参照)。
A. Toriumi and S. Kawata, Opt. Lett /Vol. 23, No.24, 1998,1924-1926
By the way, among the two-photon absorption materials, a compound that causes a chemical change by a two-photon absorption reaction and changes its light absorption characteristics (hereinafter, referred to as a light characteristic change material) is known (for example, Non-Patent Document 1). reference).
A. Toriumi and S. Kawata, Opt. Lett / Vol. 23, No. 24, 1998, 1924-1926

例えば、この光特性変化材料でなる光情報記録媒体MD2に対し、当該光特性変化材料が本来吸収しない波長でなる記録光ビームL1が、図3に示す光強度特性WLのように、時刻t1から大きな光強度で一定の照射時間tcに亘って照射された場合を仮定する。   For example, with respect to the optical information recording medium MD2 made of this optical property changing material, a recording light beam L1 having a wavelength that is not inherently absorbed by the optical property changing material is changed from time t1 as shown by the light intensity property WL shown in FIG. Assume that the light is irradiated with a large light intensity over a certain irradiation time tc.

この場合、この光特性変化材料でなる光情報記録媒体MD2は、時点t1において、図4(A)に示すように、記録光ビームL1によるスポットPが照射される。その後光情報記録媒体MD2は、時点t2において、図4(B)に示すように2光子吸収反応により当該光特性変化材料の光吸収が変化し、記録光ビームL1によるスポットPよりも小さな吸収変化領域RAを形成する。   In this case, the optical information recording medium MD2 made of this optical property changing material is irradiated with the spot P by the recording light beam L1, as shown in FIG. 4A, at time t1. Thereafter, the optical information recording medium MD2 changes the light absorption of the optical property changing material by the two-photon absorption reaction as shown in FIG. 4B at time t2, and the absorption change smaller than the spot P by the recording light beam L1. Region RA is formed.

この吸収変化領域RAでは、光特性変化材料の光吸収の変化により、当該記録光ビームL1を吸収して発熱を生じることになる。また吸収変化領域RAは、2光子吸収反応により着色され、光ビームの透過率が低下する。   In the absorption change region RA, the recording light beam L1 is absorbed and heat is generated due to the change in the light absorption of the optical property changing material. Further, the absorption change region RA is colored by the two-photon absorption reaction, and the transmittance of the light beam is lowered.

その後光情報記録媒体MD2は、そのまま記録光ビームL1が照射され続けると、記録光ビームL1を吸収して熱を発生し、時点t3において、熱反応により屈折率を変化させ又は空洞を形成することにより、図4(C)に示すように記録マークRMを形成する。   Thereafter, if the recording light beam L1 continues to be irradiated as it is, the optical information recording medium MD2 absorbs the recording light beam L1 and generates heat, and at time t3, the refractive index is changed by a thermal reaction or a cavity is formed. As a result, a recording mark RM is formed as shown in FIG.

これを換言すると、光情報記録媒体MD2では、2光子吸収反応により形成された吸収変化領域RAのうち引き続き記録光ビームL1が照射され熱反応が生じた領域に、記録マークRMが形成されることになる。   In other words, in the optical information recording medium MD2, the recording mark RM is formed in the region where the recording light beam L1 is continuously irradiated and the thermal reaction occurs in the absorption change region RA formed by the two-photon absorption reaction. become.

また、このようにして形成された記録マークRMは、光強度が比較的弱い読出光ビームL2が照射されると、周囲の光特性変化材料との間で屈折率が相違することにより、当該読出光ビームL2を反射して戻り光ビームL3を生成する。   Further, when the recording mark RM formed in this manner is irradiated with the reading light beam L2 having a relatively low light intensity, the refractive index differs from that of the surrounding optical property changing material, so that the reading mark The return light beam L3 is generated by reflecting the light beam L2.

そこで本発明の光情報記録再生装置は、このような原理を利用し、情報を記録する場合には、光情報記録媒体MD2に対し記録光ビームL1を照射し、まず2光子吸収反応を生じさせて光吸収を変化させ、続いて熱反応により屈折率を変化させ或いは空洞を形成させることにより、記録マークRMを形成するようになされている。   Therefore, the optical information recording / reproducing apparatus of the present invention utilizes such a principle, and when recording information, the optical information recording medium MD2 is irradiated with the recording light beam L1 to first cause a two-photon absorption reaction. Then, the recording mark RM is formed by changing the light absorption and subsequently changing the refractive index by thermal reaction or forming a cavity.

また本発明の光情報記録再生装置は、情報を再生する場合、光情報記録媒体MD2に対して読出光ビームL2を照射すると共に、戻り光ビームL3を受光するようになされている。このとき光情報記録再生装置は、戻り光ビームL3の光量変化を基に記録マークRMの有無を検出し、その検出結果を基に情報を再生するようになされている。   In the optical information recording / reproducing apparatus of the present invention, when reproducing information, the optical information recording medium MD2 is irradiated with the reading light beam L2 and the return light beam L3 is received. At this time, the optical information recording / reproducing apparatus detects the presence / absence of the recording mark RM based on the change in the light amount of the return light beam L3, and reproduces the information based on the detection result.

<2.半導体レーザによる短パルス出力原理>
次に、半導体レーザから、2光子吸収反応を生じ得るような高い光強度でなり短いパルス状でなるレーザ光LLを出力する原理について説明する。
<2. Principle of short pulse output by semiconductor laser>
Next, the principle of outputting a laser beam LL having a high light intensity and a short pulse shape that can cause a two-photon absorption reaction from the semiconductor laser will be described.

[2−1.短パルス光源の構成]
ここでは、図5に示す短パルス光源装置1を例に説明する。この短パルス光源装置1は、レーザ制御部2と半導体レーザ3とから構成されている。
[2-1. Configuration of short pulse light source]
Here, the short pulse light source device 1 shown in FIG. 5 will be described as an example. The short pulse light source device 1 includes a laser control unit 2 and a semiconductor laser 3.

半導体レーザ3は、半導体発光を利用する一般的な半導体レーザ(例えばソニー株式会社製、SLD3233)でなる。レーザ制御部2は、半導体レーザ3に供給する駆動信号D1を制御することにより、当該半導体レーザ3からパルス状のレーザ光LLを出力させるようになされている。   The semiconductor laser 3 is a general semiconductor laser using semiconductor light emission (for example, SLD3233 manufactured by Sony Corporation). The laser control unit 2 outputs a pulsed laser beam LL from the semiconductor laser 3 by controlling the drive signal D <b> 1 supplied to the semiconductor laser 3.

レーザ制御部2は、所定のタイミングで複数種類のパルス状の信号を生成するパルス信号発生器4、及び半導体レーザ3を駆動する駆動回路6により構成されている(詳しくは後述する)。   The laser control unit 2 includes a pulse signal generator 4 that generates a plurality of types of pulse signals at a predetermined timing, and a drive circuit 6 that drives the semiconductor laser 3 (details will be described later).

パルス信号発生器4は、その内部で所定の周期TSの矩形波でなる同期信号SSを生成しており、当該同期信号SSに基づいたタイミングで動作すると共に、当該同期信号SSを外部の測定装置等(図示せず)へ供給し得るようになされている。   The pulse signal generator 4 generates a synchronization signal SS that is a rectangular wave having a predetermined cycle TS inside thereof, operates at a timing based on the synchronization signal SS, and outputs the synchronization signal SS to an external measuring device. Etc. (not shown).

またパルス信号発生器4は、図6(A)に示すように、周期TSごとにパルス状に変化するパルス信号SLを生成し、これを駆動回路6へ供給する。このパルス信号SLは、駆動回路6に対し、半導体レーザ3へ電源を供給すべきタイミング、期間及び電圧レベルの大きさを示している。   Further, as shown in FIG. 6A, the pulse signal generator 4 generates a pulse signal SL that changes in a pulse shape every period TS, and supplies the pulse signal SL to the drive circuit 6. This pulse signal SL indicates the timing, period, and voltage level at which power should be supplied to the semiconductor laser 3 to the drive circuit 6.

駆動回路6は、パルス信号SLを基に、図6(B)に示すようなレーザ駆動信号SDを生成し、これを半導体レーザ3へ供給する。   The drive circuit 6 generates a laser drive signal SD as shown in FIG. 6B based on the pulse signal SL and supplies it to the semiconductor laser 3.

このとき駆動回路6は、パルス信号SLを所定の増幅率で増幅することによりレーザ駆動信号SDを生成する。このためレーザ駆動信号SDのピーク電圧VDは、パルス信号SLのピーク電圧VLに応じて変化することになる。因みにレーザ駆動信号SDは、駆動回路6の増幅特性により、その波形が歪まされている。   At this time, the drive circuit 6 generates the laser drive signal SD by amplifying the pulse signal SL at a predetermined amplification factor. For this reason, the peak voltage VD of the laser drive signal SD changes according to the peak voltage VL of the pulse signal SL. Incidentally, the waveform of the laser drive signal SD is distorted due to the amplification characteristic of the drive circuit 6.

半導体レーザ3は、レーザ駆動信号SDの供給を受けると、図6(C)に示すように、光強度LTをパルス状に変化させながらレーザ光LLを出射する。以下では、レーザ光をパルス状に出射することを「パルス出力する」と表記する。   When receiving the laser drive signal SD, the semiconductor laser 3 emits the laser beam LL while changing the light intensity LT in a pulse shape as shown in FIG. 6C. Hereinafter, emitting laser light in a pulse shape is referred to as “pulse output”.

このように短パルス光源装置1は、レーザ制御部2の制御により、他の光学部品等を用いることなく、半導体レーザ3からレーザ光LLを直接的にパルス出力するようになされている。   As described above, the short pulse light source device 1 is configured to directly output the laser beam LL from the semiconductor laser 3 without using other optical components or the like under the control of the laser control unit 2.

[2−2.緩和振動モードによるレーザ光のパルス出力]
ところで、一般にレーザの特性は、いわゆるレート方程式により表されることが知られている。例えば、閉込係数Γ、光子寿命τph[s]、キャリア寿命τ[s]、自然放出結合係数Cs、活性層厚d[mm]、電荷素量q[C]、最大利得gmax、キャリア密度N、光子密度S、注入キャリア密度J、光速c[m/s]、透明化キャリア密度N0、群屈折率ng及び面積Agを用いると、レート方程式は次に示す(2)式のように表される。
[2-2. Laser pulse output by relaxation oscillation mode]
Incidentally, it is generally known that the characteristics of a laser are expressed by a so-called rate equation. For example, confinement coefficient Γ, photon lifetime τ ph [s], carrier lifetime τ s [s], spontaneous emission coupling coefficient Cs, active layer thickness d [mm], elementary charge q [C], maximum gain g max , Using the carrier density N, the photon density S, the injected carrier density J, the speed of light c [m / s], the transparent carrier density N0, the group refractive index ng, and the area Ag, the rate equation is as shown in the following equation (2): It is expressed in

Figure 2010092518
Figure 2010092518

次に、(2)式のレート方程式を基に、注入キャリア密度Jと光子密度Sとの関係を算出した結果を図7のグラフに示し、注入キャリア密度Jとキャリア密度Nとの関係を算出した結果を図8のグラフに示す。   Next, the result of calculating the relationship between the injected carrier density J and the photon density S based on the rate equation (2) is shown in the graph of FIG. 7, and the relationship between the injected carrier density J and the carrier density N is calculated. The results are shown in the graph of FIG.

因みにこれらの算出結果は、閉込係数Γ=0.3、光子寿命τph=1e−12[s]、キャリア寿命τ=1e−9[s]、自然放出結合係数Cs=0.03、活性層厚d=0.1[μm]、電荷素量q=1.6e−19[C]、及び面積Ag=3e−16[cm]として得られたものである。 Incidentally, these calculation results are as follows: confinement coefficient Γ = 0.3, photon lifetime τ ph = 1e −12 [s], carrier lifetime τ s = 1e −9 [s], spontaneous emission coupling coefficient Cs = 0.03, The active layer thickness d = 0.1 [μm], the elementary charge q = 1.6e −19 [C], and the area Ag = 3e −16 [cm 2 ].

図8に示したように、一般的な半導体レーザは、注入キャリア密度J(すなわちレーザ駆動信号SD)の増大に応じてキャリア密度Nが飽和状態の少し手前となる飽和前点Slにおいて、発光を開始する。   As shown in FIG. 8, a general semiconductor laser emits light at a pre-saturation point Sl where the carrier density N is slightly before the saturation state as the injected carrier density J (that is, the laser drive signal SD) increases. Start.

また図7に示したように、半導体レーザは、注入キャリア密度Jの増大に伴って光子密度S(すなわち光強度)を増大させる。さらに図7と対応する図9に示すように、半導体レーザは、注入キャリア密度Jのさらなる増大に伴って、光子密度Sをさらに増大させることがわかる。   As shown in FIG. 7, the semiconductor laser increases the photon density S (that is, the light intensity) as the injected carrier density J increases. Further, as shown in FIG. 9 corresponding to FIG. 7, it can be seen that the semiconductor laser further increases the photon density S as the injected carrier density J further increases.

次に、図9に示した特性曲線上に、注入キャリア密度Jが比較的大きいポイントPT1、及び当該ポイントPT1よりも注入キャリア密度Jが順次小さくなるポイントPT2及びPT3をそれぞれ選定した。   Next, points PT1 where the injected carrier density J is relatively large and points PT2 and PT3 where the injected carrier density J sequentially decreases from the point PT1 are selected on the characteristic curve shown in FIG.

続いて、ポイントPT1、PT2及びPT3における、レーザ駆動信号SDの印加を開始してからの、光子密度Sが変化する様子を算出した結果を図10、図11及び図12にそれぞれ示す。因みに、注入キャリア密度Jの大きさは半導体レーザに供給されるレーザ駆動信号SDの大きさに対応しており、また光子密度Sの大きさは光強度の大きさに対応している。   Subsequently, the results of calculating the change of the photon density S after the start of application of the laser drive signal SD at the points PT1, PT2, and PT3 are shown in FIGS. 10, 11, and 12, respectively. Incidentally, the magnitude of the injected carrier density J corresponds to the magnitude of the laser drive signal SD supplied to the semiconductor laser, and the magnitude of the photon density S corresponds to the magnitude of the light intensity.

図10に示すように、ポイントPT1において、光子密度Sは、いわゆる緩和振動により大きく振動してその振幅が大きくなり、かつ振幅の周期(すなわち極小値から極小値まで)となる振動周期taが約60[ps]と小さいことが確認された。また光子密度Sの値は、発光開始直後に出現する第1波の振幅が最も大きく、第2波、第3波と徐々に減衰し、やがて安定している。   As shown in FIG. 10, at the point PT1, the photon density S greatly oscillates by so-called relaxation oscillation, the amplitude thereof increases, and the oscillation period ta at which the amplitude period (that is, from the minimum value to the minimum value) is about It was confirmed to be as small as 60 [ps]. In addition, the value of the photon density S has the largest amplitude of the first wave that appears immediately after the start of light emission, gradually attenuates to the second wave and the third wave, and eventually becomes stable.

このポイントPT1の光子密度Sにおける第1波の最大値は約3×1016と、光子密度Sが安定したときの値である安定値(約1×1016)の約3倍であった。 The maximum value of the first wave in the photon density S at the point PT1 is about 3 × 10 16 , which is about three times the stable value (about 1 × 10 16 ) that is a value when the photon density S is stabilized.

ここで、レーザ駆動信号SDを印加し始めてから発光を開始するまでの時間を発光開始時間τdとすると、(2)式に示したレート方程式から当該発光開始時間τdを算出することができる。   Here, assuming that the time from the start of applying the laser drive signal SD to the start of light emission is the light emission start time τd, the light emission start time τd can be calculated from the rate equation shown in equation (2).

すなわち、発振以前に光子密度S=0であったとすると、(2)式における上段の式は、次に示す(3)式のように表すことができる。   That is, if the photon density S = 0 before oscillation, the upper equation in equation (2) can be expressed as the following equation (3).

Figure 2010092518
Figure 2010092518

ここでキャリア密度Nをスレショールド値Nthとすると、発光開始時間τdを次に示す(4)式のように表すことができる。 Here, if the carrier density N and threshold value N th, can be expressed as shown below (4) of the light emission start time .tau.d.

Figure 2010092518
Figure 2010092518

このように発光開始時間τdは、注入キャリア密度Jに反比例することがわかる。   Thus, it can be seen that the emission start time τd is inversely proportional to the injected carrier density J.

図10に示すように、ポイントPT1では、(4)式から発光開始時間τdが約200[ps]と算出される。このポイントPT1では、半導体レーザに大きな電圧値でなるレーザ駆動信号SDを印加しているため、当該レーザ駆動信号SDを印加し始めてから発光を開始するまでの発光開始時間τdも短くなっている。   As shown in FIG. 10, at the point PT1, the light emission start time τd is calculated as about 200 [ps] from the equation (4). At this point PT1, since the laser drive signal SD having a large voltage value is applied to the semiconductor laser, the light emission start time τd from the start of applying the laser drive signal SD to the start of light emission is also shortened.

図11に示すように、ポイントPT1よりもレーザ駆動信号SDの値が小さいポイントPT2では、明確な緩和振動を生じているものの、ポイントPT1と比して振動の振幅が小さくなり、且つ振動周期taが約100[ps]と大きくなった。   As shown in FIG. 11, at the point PT2 where the value of the laser drive signal SD is smaller than the point PT1, a clear relaxation vibration is generated, but the vibration amplitude is smaller than the point PT1, and the vibration period ta. Increased to about 100 [ps].

またポイントPT2の場合、(4)式から算出される発光開始時間τdは約400[ps]となり、ポイントPT1と比較して大きくなった。このポイントPT2では、光子密度Sにおける第1波の最大値は約8×1015となり、安定値(約4×1015)の約2倍であった。 In the case of the point PT2, the light emission start time τd calculated from the equation (4) is about 400 [ps], which is longer than the point PT1. At this point PT2, the maximum value of the first wave at the photon density S is about 8 × 10 15 , which is about twice the stable value (about 4 × 10 15 ).

図12に示すように、ポイントPT2よりも供給したレーザ駆動信号SDの値がさらに小さいポイントPT3では、緩和振動が殆どみられなかった。またポイントPT3の場合、(4)式から算出される発光開始時間τdは約1[ns]となり、比較的長いことが確認された。このポイントPT3の光子密度Sにおける最大値は安定値とほぼ同一であり、約1.2×1015であった。 As shown in FIG. 12, almost no relaxation oscillation was observed at the point PT3 where the value of the laser driving signal SD supplied from the point PT2 was even smaller. In the case of the point PT3, the light emission start time τd calculated from the equation (4) is about 1 [ns], and it was confirmed that the time was relatively long. The maximum value of the photon density S at this point PT3 was almost the same as the stable value, and was about 1.2 × 10 15 .

ところで一般的なレーザ光源では、半導体レーザに対してポイントPT3のように緩和振動の殆どみられない比較的低い電圧のレーザ駆動信号SDを印加するようになされている。すなわち一般的なレーザ光源は、レーザ光の出射開始直後における光強度の変動幅を小さく抑えることにより、レーザ光LLの出力を安定させるようになされている。   By the way, in a general laser light source, a laser drive signal SD having a relatively low voltage with almost no relaxation oscillation as shown at point PT3 is applied to the semiconductor laser. In other words, a general laser light source stabilizes the output of the laser light LL by suppressing the fluctuation range of the light intensity immediately after the start of laser light emission.

以下では、短パルス光源装置1において、半導体レーザ3に比較的低い電圧でなるレーザ駆動信号SDを供給することにより、緩和振動を生じず安定した光強度でなるレーザ光LLを出力する動作モードを、通常モードと呼ぶ。また、この通常モードにおいて半導体レーザ3に供給するレーザ駆動信号SDの電圧を通常電圧VNと呼び、当該半導体レーザ3から出力されたレーザ光LLを通常出力光LNと呼ぶ。   In the following, in the short pulse light source device 1, an operation mode in which a laser drive signal SD having a relatively low voltage is supplied to the semiconductor laser 3 to output laser light LL having a stable light intensity without causing relaxation oscillation. This is called normal mode. In addition, the voltage of the laser drive signal SD supplied to the semiconductor laser 3 in this normal mode is referred to as a normal voltage VN, and the laser beam LL output from the semiconductor laser 3 is referred to as a normal output light LN.

これに加えて本実施の形態による短パルス光源装置1は、ポイントPT1及びPT2の場合のように、比較的高い電圧のレーザ駆動信号SDが供給されることにより、光強度特性に緩和振動を生じさせる動作モード(以下、これを緩和振動モードと呼ぶ)を有している。   In addition to this, the short pulse light source device 1 according to the present embodiment generates relaxation oscillations in the light intensity characteristics when the laser drive signal SD having a relatively high voltage is supplied as in the case of the points PT1 and PT2. Operation mode (hereinafter referred to as relaxation oscillation mode).

この緩和振動モードの場合、短パルス光源装置1は、レーザ駆動信号SDの電圧V(以下これを振動電圧VBと呼ぶ)を通常電圧VNよりも高めることになる(例えば1.5倍以上)。この結果、短パルス光源装置1は、レーザ光の瞬間的な光強度LTの最大値を、通常モードの場合よりも増大させることができる。   In this relaxation oscillation mode, the short pulse light source device 1 increases the voltage V of the laser drive signal SD (hereinafter referred to as the oscillation voltage VB) higher than the normal voltage VN (for example, 1.5 times or more). As a result, the short pulse light source device 1 can increase the maximum value of the instantaneous light intensity LT of the laser light more than in the normal mode.

すなわち短パルス光源装置1は、緩和振動モードで動作する場合、半導体レーザ3に対して比較的高い振動電圧VBを供給することにより、当該振動電圧VBに応じた大きな光強度でなるレーザ光LLを出射することができる。   That is, when the short pulse light source device 1 operates in the relaxation oscillation mode, the laser beam LL having a large light intensity corresponding to the oscillation voltage VB is supplied by supplying a relatively high oscillation voltage VB to the semiconductor laser 3. Can be emitted.

これを別の観点から見れば、半導体レーザ3は、振動電圧VBでなるレーザ駆動信号SDが印加されることにより、通常電圧VNを印加していた従来と比較して、レーザ光LLの光強度を大幅に増加させることが可能となる。   From another point of view, the semiconductor laser 3 is applied with the laser drive signal SD having the oscillation voltage VB, so that the light intensity of the laser beam LL is higher than that of the conventional case where the normal voltage VN is applied. Can be greatly increased.

例えば半導体レーザは、ポイントPT1において緩和振動の第1波による光子密度Sが約3×1016であり、通常電圧VDNを印加した場合を示すポイントPT3の場合(約1.2×1015)と比して、半導体レーザ3の光強度を20倍以上に増大させることが可能となる。 For example, in the semiconductor laser, the photon density S due to the first wave of relaxation oscillation is about 3 × 10 16 at the point PT1, and the case of the point PT3 (about 1.2 × 10 15 ) indicating the case where the normal voltage VDN is applied. In comparison, the light intensity of the semiconductor laser 3 can be increased by 20 times or more.

実際上、一般的な半導体レーザ(ソニー株式会社製、SLD3233VF)に対して、比較的高い電圧のレーザ駆動信号SDを印加した時に測定された光強度特性の波形を図13に示す。なお図13では、半導体レーザに対して矩形のパルス状でなるレーザ駆動信号SDを供給し、その結果得られたレーザ光LLの光強度特性の波形を示している。   FIG. 13 shows a waveform of light intensity characteristics measured when a laser drive signal SD having a relatively high voltage is applied to a general semiconductor laser (SLD 3233VF, manufactured by Sony Corporation). FIG. 13 shows the waveform of the light intensity characteristic of the laser beam LL obtained as a result of supplying a laser drive signal SD in the form of a rectangular pulse to the semiconductor laser.

この図13から、図10及び図11において光子密度Sの算出結果としてみられた緩和振動が、実際の光強度の変化としても生じていることが確認された。   From FIG. 13, it was confirmed that the relaxation oscillation seen as the calculation result of the photon density S in FIGS. 10 and 11 also occurs as a change in the actual light intensity.

ここで、半導体レーザ3に供給するレーザ駆動信号SDとレーザ光LLの光強度との関係について、詳細に検討する。   Here, the relationship between the laser drive signal SD supplied to the semiconductor laser 3 and the light intensity of the laser beam LL will be examined in detail.

図14(A)は、図11と同様、光子密度Sの時間変化の様子を示している。例えば図14(B)に示すように、短パルス光源装置1のレーザ制御部2は、緩和振動を生じさせるのに十分な振動電圧VB1でなるパルス状のレーザ駆動信号SDを半導体レーザ3に供給する。   FIG. 14A shows how the photon density S changes with time, as in FIG. For example, as shown in FIG. 14B, the laser control unit 2 of the short pulse light source device 1 supplies the semiconductor laser 3 with a pulsed laser drive signal SD having an oscillation voltage VB1 sufficient to cause relaxation oscillation. To do.

このときレーザ制御部2は、レーザ駆動信号SDを、発光開始時間τdに緩和振動の振動周期taを加算した時間(すなわちτd+ta、以下これを供給時間τPDと呼ぶ)に亘ってローレベルからハイレベルに立ち上げることにより、矩形状のパルス信号とする。   At this time, the laser controller 2 changes the laser drive signal SD from the low level to the high level over a time obtained by adding the oscillation period ta of the relaxation oscillation to the emission start time τd (that is, τd + ta, hereinafter referred to as the supply time τPD). To make a rectangular pulse signal.

なお説明の都合上、レーザ駆動信号SDのうちパルス状に立ち上がっている部分を駆動パルスPD1と呼ぶ。   For convenience of explanation, the portion of the laser drive signal SD that rises in a pulse shape is called a drive pulse PD1.

この結果半導体レーザ3は、図14(C)に示すように、緩和振動における第1波の部分のみに相当するパルス状のレーザ光LL(以下、これを振動出力光LBと呼ぶ)を出射することができる。   As a result, as shown in FIG. 14C, the semiconductor laser 3 emits pulsed laser light LL (hereinafter referred to as vibration output light LB) corresponding to only the first wave portion in the relaxation oscillation. be able to.

このときレーザ制御部2は、パルス状でなる駆動パルスPDを供給しているため、高い振動電圧VBの印加時間を比較的短く抑えることができ、半導体レーザ3の平均消費電力を低下させて過発熱などによる当該半導体レーザ3の不具合や破壊を防止させることができる。   At this time, since the laser control unit 2 supplies the drive pulse PD in the form of pulses, the application time of the high oscillating voltage VB can be kept relatively short, and the average power consumption of the semiconductor laser 3 can be reduced and excessive. It is possible to prevent malfunction and destruction of the semiconductor laser 3 due to heat generation or the like.

一方レーザ制御部2は、図14(D)に示すように、緩和振動を生じさせ得る程度に高い電圧であり、且つ振動電圧VB1よりも低い振動電圧VB2でなる駆動パルスPD2を半導体レーザ3へ供給し得るようにもなされている。   On the other hand, as shown in FIG. 14D, the laser control unit 2 supplies the semiconductor laser 3 with a drive pulse PD2 having a vibration voltage VB2 that is high enough to cause relaxation vibration and lower than the vibration voltage VB1. It is made to be able to supply.

この場合半導体レーザ3は、図14(E)に示すように、駆動パルスPD1が供給された場合と比較して光強度の小さい振動出力光LBを出射することができる。   In this case, as shown in FIG. 14E, the semiconductor laser 3 can emit the vibration output light LB having a light intensity smaller than that when the drive pulse PD1 is supplied.

このように短パルス光源装置1は、レーザ制御部2から比較的高い振動電圧VBでなる駆動パルスPD(すなわち駆動パルスPD1又はPD2)を半導体レーザ3へ供給する緩和振動モードで動作し得るようになされている。このとき短パルス光源装置1は、光強度が緩和振動によりパルス状に変化する振動出力光LBを出射し得るようになされている。   As described above, the short pulse light source device 1 can operate in the relaxation oscillation mode in which the drive pulse PD (that is, the drive pulse PD1 or PD2) having a relatively high oscillation voltage VB is supplied from the laser control unit 2 to the semiconductor laser 3. Has been made. At this time, the short pulse light source device 1 can emit the vibration output light LB whose light intensity changes in a pulse shape due to relaxation vibration.

[2−3.特異モードによるレーザ光のパルス出力]
さらに短パルス光源装置1は、通常モード及び緩和振動モードに加えて、振動電圧VBよりも高い特異電圧VEでなる駆動パルスPDを半導体レーザ3に供給する特異モードで動作するようにもなされている。
[2-3. Pulse output of laser light by singular mode]
In addition to the normal mode and the relaxation oscillation mode, the short pulse light source device 1 is also operated in a singular mode in which a drive pulse PD having a singular voltage VE higher than the oscillation voltage VB is supplied to the semiconductor laser 3. .

このとき短パルス光源装置1は、半導体レーザ3から振動出力光LBよりもさらに大きな光強度でなるレーザ光LLをパルス出力し得るようになされている。   At this time, the short pulse light source device 1 can pulse-output the laser beam LL having a light intensity higher than that of the vibration output light LB from the semiconductor laser 3.

[2−3−1.光測定装置の構成]
ここでは、短パルス光源装置1から出射されたレーザ光LLを測定及び分析する光測定装置11(図15)を用いることにより、短パルス光源装置1における駆動パルスPDの電圧Vを変化させた場合のレーザ光LLの光強度を測定する実験を行った。
[2-3-1. Configuration of light measurement device]
Here, when the voltage V of the drive pulse PD in the short pulse light source device 1 is changed by using the light measurement device 11 (FIG. 15) that measures and analyzes the laser light LL emitted from the short pulse light source device 1 An experiment was conducted to measure the light intensity of the laser beam LL.

光測定装置11は、短パルス光源装置1の半導体レーザ3からレーザ光LLを出射させ、これをコリメータレンズ12へ入射させる。   The light measuring device 11 emits laser light LL from the semiconductor laser 3 of the short pulse light source device 1 and makes it incident on the collimator lens 12.

続いて光測定装置11は、レーザ光LLをコリメータレンズ12によって発散光から平行光に変換して集光レンズ15へ入射させ、さらに集光レンズ15によって集光させる。   Subsequently, the light measurement device 11 converts the laser light LL from diverging light into parallel light by the collimator lens 12 and enters the light into the condensing lens 15, and further condenses the condensing lens 15.

その後光測定装置11は、レーザ光LLを光サンプルオシロスコープ16(浜松ホトニクス株式会社製、C8188−01)へ供給することにより、当該レーザ光LLの光強度を測定し、その時間変化を光強度特性UT(後述する)として示すようになされている。   Thereafter, the light measurement device 11 supplies the laser light LL to the optical sample oscilloscope 16 (C8188-01, manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.), thereby measuring the light intensity of the laser light LL, and measuring the temporal change of the light intensity characteristics. This is indicated as UT (to be described later).

また光測定装置11は、レーザ光LLを光スペクトラムアナザイザ17(株式会社エーディーシー製、Q8341)へ供給することにより、当該レーザ光LLの波長を分析し、その分布特性を波長特性UW(後述する)として示すようになされている。   The light measuring device 11 analyzes the wavelength of the laser beam LL by supplying the laser beam LL to the optical spectrum analyzer 17 (Q8341, manufactured by ADC Co., Ltd.), and determines the distribution characteristic of the wavelength characteristic UW (described later). As shown).

また光測定装置11は、コリメータレンズ12及び集光レンズ15の間にパワーメータ14(株式会社エーディーシー製、Q8230)が設置されており、当該パワーメータ14によりレーザ光LLの光強度LTを測定するようになされている。   In the light measuring device 11, a power meter 14 (manufactured by ADC Corporation, Q8230) is installed between the collimator lens 12 and the condenser lens 15, and the power meter 14 measures the light intensity LT of the laser light LL. It is made to do.

さらに光測定装置11は、必要に応じて、コリメータレンズ12及び集光レンズ15の間にBPF(Band Pass Filter)13を設置し得るようにもなされている。このBPF13は、レーザ光LLにおける特定波長成分の透過率を低減させることができる。   Furthermore, the light measurement device 11 can be configured to install a BPF (Band Pass Filter) 13 between the collimator lens 12 and the condenser lens 15 as necessary. This BPF 13 can reduce the transmittance of a specific wavelength component in the laser light LL.

[2−3−2.設定パルスと駆動パルスとの関係]
ところで短パルス光源装置1では、実際に生成されるパルス信号SLやレーザ駆動信号SD等がいわゆる高周波信号であることから、それぞれの波形が理想的な矩形波から変形した、いわゆる「なまった」波形となることが予想される。
[2-3-2. Relationship between set pulse and drive pulse]
By the way, in the short pulse light source device 1, since the actually generated pulse signal SL, laser drive signal SD, and the like are so-called high-frequency signals, so-called “smooth” waveforms in which the respective waveforms are deformed from ideal rectangular waves. It is expected that

そこで、パルス信号発生器4に対し、図16(A)に示すように、パルス幅Wsが1.5[ns]でなる矩形状の設定パルスPLsを含むパルス信号SLを出力するよう設定した。このパルス信号SLを所定の測定装置により測定したところ、図16(B)に示すような測定結果が得られた。   Therefore, the pulse signal generator 4 is set to output a pulse signal SL including a rectangular set pulse PLs having a pulse width Ws of 1.5 [ns] as shown in FIG. When this pulse signal SL was measured by a predetermined measuring device, a measurement result as shown in FIG. 16B was obtained.

図16(B)のパルス信号SLにおいて、設定パルスPLsに対応して生成されるパルス(以下、これを生成パルスPLと呼ぶ)の半値幅である生成信号パルス半値幅PLhalfは、約1.5[ns]であった。   In the pulse signal SL of FIG. 16B, the generated signal pulse half-value width PLhalf which is the half-value width of a pulse generated corresponding to the set pulse PLs (hereinafter referred to as the generated pulse PL) is about 1.5. [Ns].

また、パルス信号発生器4から駆動回路6に対し上述したパルス信号SLを供給した際に、当該駆動回路6から半導体レーザ3に実際に供給されたレーザ駆動信号SDについても同様に測定したところ、図16(C)に示すような測定結果が得られた。   Further, when the pulse signal SL described above was supplied from the pulse signal generator 4 to the drive circuit 6, the laser drive signal SD actually supplied from the drive circuit 6 to the semiconductor laser 3 was measured in the same manner. A measurement result as shown in FIG. 16C was obtained.

このレーザ駆動信号SDにおいて、生成パルスPLに対応して出現するパルス(すなわち駆動パルスPD)の半値幅である駆動パルス半値幅PDhalfは、生成パルスPLの信号レベルに応じて約1.5[ns]〜約1.7[ns]の範囲で変化した。   In this laser drive signal SD, a drive pulse half-value width PDhalf which is a half-value width of a pulse appearing corresponding to the generated pulse PL (that is, drive pulse PD) is about 1.5 [ns] according to the signal level of the generated pulse PL. ] To about 1.7 [ns].

このときの生成パルスPLの最大電圧値に対する駆動パルスPDにおける電圧パルス半値幅PDhalfの関係、及び当該生成パルスPLの最大電圧値に対する駆動パルスPDの最大電圧値Vmaxの関係を、図17に重ねて示す。   The relationship of the voltage pulse half-value width PDhalf in the drive pulse PD to the maximum voltage value of the generated pulse PL at this time and the relationship of the maximum voltage value Vmax of the drive pulse PD to the maximum voltage value of the generated pulse PL are superimposed on FIG. Show.

この図17から、駆動回路6へ供給される生成パルスPLの最大電圧値が増加するに連れ、当該駆動回路6から出力されるレーザ駆動信号SDにおける駆動パルスPDの最大電圧値Vmaxも増加することが分かる。   From FIG. 17, as the maximum voltage value of the generated pulse PL supplied to the drive circuit 6 increases, the maximum voltage value Vmax of the drive pulse PD in the laser drive signal SD output from the drive circuit 6 also increases. I understand.

また図17から、駆動回路6へ供給される生成パルスPLの最大電圧値が増加するに連れ、駆動パルスPDの駆動パルス半値幅PDhalfも徐々に増加することが分かる。   In addition, it can be seen from FIG. 17 that as the maximum voltage value of the generated pulse PL supplied to the drive circuit 6 increases, the drive pulse half width PDhalf of the drive pulse PD also gradually increases.

このことを換言すると、短パルス光源装置1は、一定のパルス幅でなる設定パルスPLsをパルス信号発生器4に設定した場合であっても、駆動回路6に供給する生成パルスPLの最大電圧値を変化させることにより、当該駆動回路6から出力されるレーザ駆動信号SDにおける駆動パルスPDのパルス幅及び電圧値を変化させることができる。   In other words, the short pulse light source device 1 has the maximum voltage value of the generated pulse PL supplied to the drive circuit 6 even when the set pulse PLs having a constant pulse width is set in the pulse signal generator 4. By changing, the pulse width and voltage value of the drive pulse PD in the laser drive signal SD output from the drive circuit 6 can be changed.

[2−3−3.駆動パルスの電圧と出力されるレーザ光との関係]
そこで、駆動パルスPDの最大電圧値Vmaxを様々な値に設定した場合について、当該駆動パルスPDに応じて半導体レーザ3から出力されるレーザ光LLの光強度を、光測定装置11(図15)の光サンプルオシロスコープ16によりそれぞれ測定した。
[2-3-3. Relationship between drive pulse voltage and output laser beam]
Therefore, when the maximum voltage value Vmax of the drive pulse PD is set to various values, the light intensity of the laser light LL output from the semiconductor laser 3 according to the drive pulse PD is determined by the light measuring device 11 (FIG. 15). The optical sample oscilloscope 16 was used for measurement.

図18(A)及び(B)は、この測定の結果を示す。なおこの図18において、時間軸(横軸)は相対的な時間を表しており、絶対的な時間を表していない。またこの測定においては、BPF13は設置されていない。   18A and 18B show the results of this measurement. In FIG. 18, the time axis (horizontal axis) represents relative time and does not represent absolute time. In this measurement, the BPF 13 is not installed.

図18(A)に示すように、駆動パルスPDの最大電圧値Vmaxが8.8[V]のとき、レーザ光LLの光強度特性UT1には、比較的幅広い小さな出力ピーク(時間1550[ps]近傍)が1つのみ確認され、緩和振動による振動は見られなかった。すなわち光強度特性UT1は、短パルス光源装置1が通常モードで動作し半導体レーザ3から通常出力光LNを出力していることを表している。   As shown in FIG. 18A, when the maximum voltage value Vmax of the drive pulse PD is 8.8 [V], the light intensity characteristic UT1 of the laser light LL has a relatively wide and small output peak (time 1550 [ps] ] In the vicinity) was confirmed, and no vibration due to relaxation vibration was observed. That is, the light intensity characteristic UT1 indicates that the short pulse light source device 1 operates in the normal mode and outputs the normal output light LN from the semiconductor laser 3.

また図18(A)に示したように、駆動パルスPDの最大電圧値Vmaxが13.2[V]のとき、レーザ光LLの光強度特性UT2には、緩和振動による複数のピークが確認された。すなわち光強度特性UT2は、短パルス光源装置1が緩和振動モードで動作し半導体レーザ3から振動出力光LBを出力していることを表している。   As shown in FIG. 18A, when the maximum voltage value Vmax of the drive pulse PD is 13.2 [V], a plurality of peaks due to relaxation oscillation are confirmed in the light intensity characteristic UT2 of the laser light LL. It was. That is, the light intensity characteristic UT2 indicates that the short pulse light source device 1 operates in the relaxation oscillation mode and outputs the oscillation output light LB from the semiconductor laser 3.

一方、図18(B)に示すように、駆動パルスPDの最大電圧値Vmaxが17.8[V]、22.0[V]、26.0[V]及び29.2[V]のとき、レーザ光LLの光強度特性UT3、UT4、UT5及びUT6には、比較的早い時間に先頭のピークとして表れるピーク部分と、その後細かい振動を伴い緩やかに減衰するスロープ部分が確認された。   On the other hand, as shown in FIG. 18B, when the maximum voltage value Vmax of the drive pulse PD is 17.8 [V], 22.0 [V], 26.0 [V], and 29.2 [V]. In the light intensity characteristics UT3, UT4, UT5, and UT6 of the laser beam LL, a peak portion that appears as a leading peak at a relatively early time and a slope portion that gradually attenuates with fine vibration after that were confirmed.

光強度特性UT3、UT4、UT5及びUT6は、先頭のピーク部分の後に大きなピークが表れていないことから、第1波に続いて第2波、第3波のピークを有する緩和振動モードによる光強度特性WT2(図18(A))と比較して、波形の傾向が明らかに異なっている。   In the light intensity characteristics UT3, UT4, UT5 and UT6, since a large peak does not appear after the head peak portion, the light intensity by the relaxation oscillation mode having the second wave and the third wave after the first wave. Compared with the characteristic WT2 (FIG. 18A), the tendency of the waveform is clearly different.

因みに、光測定装置11の光サンプルオシロスコープ16における解像度が約30[ps]以上であるため図18等には表われていないが、別途ストリークカメラを用いた実験により、先頭ピーク部分のピーク幅(半値幅)は、約10[ps]であることが確認された。   Incidentally, since the resolution of the optical sample oscilloscope 16 of the light measuring device 11 is about 30 [ps] or more, it is not shown in FIG. 18 or the like. The half width was confirmed to be about 10 [ps].

このように光サンプルオシロスコープ16における解像度が低いため、光測定装置11では、必ずしも正しい光強度LTを測定できていない可能性がある。この場合、図18等における先頭ピーク部分の最大光強度は、実際の値よりも低く表われることになる。   Thus, since the resolution in the optical sample oscilloscope 16 is low, there is a possibility that the light measuring device 11 cannot always measure the correct light intensity LT. In this case, the maximum light intensity at the head peak portion in FIG. 18 and the like appears lower than the actual value.

次に、駆動パルスPDの最大電圧値Vmaxを変化させたときのレーザ光LLについて、さらに詳細に分析する。   Next, the laser beam LL when the maximum voltage value Vmax of the drive pulse PD is changed will be analyzed in more detail.

ここでは、光測定装置11を用い、駆動パルスPDの最大電圧値Vmaxを変化させたときに半導体レーザ3から出射されるレーザ光LLについて、その光強度特性UT及び波長特性UWを光サンプルオシロスコープ16及び光スペクトラムアナライザ17によりそれぞれ測定した。   Here, for the laser beam LL emitted from the semiconductor laser 3 when the maximum voltage value Vmax of the drive pulse PD is changed using the light measurement device 11, the light intensity characteristic UT and the wavelength characteristic UW are expressed as the optical sample oscilloscope 16. And the optical spectrum analyzer 17 respectively.

図19〜図23は、この測定の結果をそれぞれ示す。因みに図19(A)〜図23(A)では、光スペクトラムアナライザ17により測定したレーザ光LLの波長特性UW(すなわち波長ごとに分解した結果)を表している。また図19(B)〜図23(B)は、図18と同様に、光サンプルオシロスコープ16により測定したレーザ光LLの光強度特性UT(すなわち時間変化の様子)を示している。この測定において、BPF13は設置されていない。   19 to 23 show the results of this measurement, respectively. 19A to 23A show the wavelength characteristics UW of the laser light LL measured by the optical spectrum analyzer 17 (that is, the result of decomposition for each wavelength). FIGS. 19B to 23B show the light intensity characteristics UT of the laser light LL (that is, how the time changes) as measured by the optical sample oscilloscope 16, as in FIG. In this measurement, the BPF 13 is not installed.

図19(B)に示すように、駆動パルスPDの最大電圧値Vmaxが8.8[V]のとき、レーザ光LLの光強度特性UT11波形にはピークが1個のみ確認された。このことから、このとき短パルス光源装置1は通常モードで動作しており、当該レーザ光LLは通常出力光LNであるといえる。   As shown in FIG. 19B, when the maximum voltage value Vmax of the drive pulse PD is 8.8 [V], only one peak is confirmed in the light intensity characteristic UT11 waveform of the laser light LL. From this, it can be said that the short pulse light source device 1 is operating in the normal mode at this time, and the laser light LL is the normal output light LN.

また図19(A)に示すように、このときの波長特性UW11には、波長約404[nm]に1個のピークのみが確認された。このことから、このレーザ光LLの波長は約404[nm]であることがわかる。   Further, as shown in FIG. 19A, only one peak at a wavelength of about 404 [nm] was confirmed in the wavelength characteristic UW11 at this time. From this, it can be seen that the wavelength of the laser beam LL is about 404 [nm].

図20(B)に示すように、駆動パルスPDの最大電圧値Vmaxが13.2[V]のとき、レーザ光LLの光強度特性UT12には比較的大きなピークが複数確認された。このことから、このとき短パルス光源装置1は緩和振動モードで動作しており、当該レーザ光LLは振動出力光LBであるといえる。   As shown in FIG. 20B, when the maximum voltage value Vmax of the drive pulse PD is 13.2 [V], a plurality of relatively large peaks are confirmed in the light intensity characteristic UT12 of the laser light LL. From this, it can be said that the short pulse light source device 1 is operating in the relaxation oscillation mode at this time, and the laser light LL is the vibration output light LB.

また図20(A)に示すように、このときの波長特性UW12には、波長約404[nm]及び約407[nm]に2個のピークが確認された。このことから、このレーザ光LLの波長は約404[nm]及び約407[nm]であることがわかる。   Further, as shown in FIG. 20A, two peaks at wavelengths of about 404 [nm] and about 407 [nm] were confirmed in the wavelength characteristic UW12 at this time. From this, it can be seen that the wavelengths of the laser light LL are about 404 [nm] and about 407 [nm].

図21(B)に示すように、駆動パルスPDの最大電圧値Vmaxが15.6[V]のとき、レーザ光LLの光強度特性UT13には、先頭のピーク部分及び緩やかに減衰するスロープ部分が見られた。   As shown in FIG. 21B, when the maximum voltage value Vmax of the drive pulse PD is 15.6 [V], the light intensity characteristic UT13 of the laser light LL has a leading peak portion and a slowly decaying slope portion. It was observed.

このとき図21(A)に示すように、波長特性UW13には、約404[nm]及び約408[nm]に2個のピークが確認された。この波長特性UW13では、緩和振動モードで確認された約406[nm]のピークが長波長側へ2[nm]移動しており、さらに398[nm]近傍が僅かに盛り上がっていることが確認された。   At this time, as shown in FIG. 21A, two peaks were confirmed in the wavelength characteristic UW13 at about 404 [nm] and about 408 [nm]. In this wavelength characteristic UW13, it was confirmed that the peak of about 406 [nm] confirmed in the relaxation oscillation mode moved 2 [nm] toward the long wavelength side, and that the vicinity of 398 [nm] was slightly raised. It was.

図22(B)に示すように、駆動パルスPDの最大電圧値Vmaxが17.8[V]のとき、レーザ光LLの光強度特性UT14には、先頭のピーク部分及び緩やかに減衰するスロープ部分が見られた。   As shown in FIG. 22B, when the maximum voltage value Vmax of the drive pulse PD is 17.8 [V], the light intensity characteristic UT14 of the laser light LL has a leading peak portion and a slowly decaying slope portion. It was observed.

また図22(A)に示すように、このときの波長特性UW14では、約398[nm]と約403[nm]に2個の大きなピークが確認された。この波長特性UW14では、波長特性UW13(図21(A))と比較して、約408[nm]のピークが非常に小さくなっており、その代わりに約398[nm]に大きなピークが形成されていることが確認された。   Further, as shown in FIG. 22A, in the wavelength characteristic UW14 at this time, two large peaks were confirmed at about 398 [nm] and about 403 [nm]. In this wavelength characteristic UW14, the peak of about 408 [nm] is very small compared to the wavelength characteristic UW13 (FIG. 21A), and instead, a large peak is formed at about 398 [nm]. It was confirmed that

図23(B)に示すように、駆動パルスPDの最大電圧値Vmaxが38.4[V]のとき、レーザ光LLの光強度特性UT15には先頭のピーク部分及び緩やかに減衰するスロープ部分が明確に見られた。   As shown in FIG. 23B, when the maximum voltage value Vmax of the drive pulse PD is 38.4 [V], the light intensity characteristic UT15 of the laser beam LL has a leading peak portion and a gently decaying slope portion. It was clearly seen.

また図23(A)に示すように、このときの波長特性UW15では、約398[nm]及び約404[nm]に2個のピークが確認された。この波長特性UW15は、波長特性UW14(図22(A))と比較すると、約408[nm]のピークが完全に消失しており、また約398[nm]に明確なピークが形成されていることが確認された。   Further, as shown in FIG. 23A, in the wavelength characteristic UW15 at this time, two peaks were confirmed at about 398 [nm] and about 404 [nm]. In this wavelength characteristic UW15, the peak of about 408 [nm] disappears completely and a clear peak is formed at about 398 [nm] as compared with the wavelength characteristic UW14 (FIG. 22A). It was confirmed.

これらのことから、短パルス光源装置1では、振動電圧VBよりも大きな特異電圧VE(すなわち最大電圧値Vmax)でなる駆動パルスPDを半導体レーザ3に供給したことにより、振動出力光LBとはその波形及び波長の異なるレーザ光LLを出力し得ることが確認された。またこのレーザ光LLの発光開始時間τdは、上述したレート方程式から導かれる(3)式とは一致しなかった。   For these reasons, in the short pulse light source device 1, the drive pulse PD having a singular voltage VE (that is, the maximum voltage value Vmax) larger than the vibration voltage VB is supplied to the semiconductor laser 3. It was confirmed that laser beams LL having different waveforms and wavelengths can be output. Further, the emission start time τd of the laser beam LL did not coincide with the equation (3) derived from the rate equation described above.

ここでレーザ光LLの波長に着目する。レーザ光LLは、最大電圧値Vmaxが高くなるにつれて通常出力光LN(図19)から振動出力光LB(図20)へと変化し、さらに当該振動出力光LBからその波長を変化させる。   Here, attention is focused on the wavelength of the laser beam LL. The laser light LL changes from the normal output light LN (FIG. 19) to the vibration output light LB (FIG. 20) as the maximum voltage value Vmax increases, and further changes the wavelength of the vibration output light LB.

具体的に振動出力光LB(図20)は、その波長特性UW12において、通常出力光LNとほぼ同等の波長(通常出力光LNの波長から±2[nm]以内)のピークに加えて、当該通常出力光LNよりも約3[nm](3±2[nm]以内)長波長側にピークを有する。   Specifically, the vibration output light LB (FIG. 20) has a wavelength characteristic UW12 in addition to a peak having a wavelength substantially equal to that of the normal output light LN (within ± 2 [nm] from the wavelength of the normal output light LN). It has a peak on the long wavelength side of about 3 [nm] (within 3 ± 2 [nm]) from the normal output light LN.

これに対して図23に示したレーザ光LLは、その波長特性UW15において、通常出力光LNとほぼ同等の波長(通常出力光LNの波長から±2[nm]以内)のピークに加えて、当該通常出力光LNよりも約6[nm](6±2[nm]以内)短波長側にピークを有する。   On the other hand, the laser beam LL shown in FIG. 23 has, in its wavelength characteristic UW15, in addition to a peak having a wavelength substantially equal to that of the normal output light LN (within ± 2 [nm] from the wavelength of the normal output light LN), It has a peak on the short wavelength side of about 6 [nm] (within 6 ± 2 [nm]) from the normal output light LN.

そこで以下では、図23に示したようなレーザ光LLを特異出力光LEと呼び、短パルス光源装置1において半導体レーザ3から当該特異出力光LEを出力するような動作モードを特異モードと呼ぶ。   Therefore, hereinafter, the laser light LL as shown in FIG. 23 is referred to as a singular output light LE, and an operation mode in which the short pulse light source device 1 outputs the singular output light LE from the semiconductor laser 3 is referred to as a singular mode.

[2−3−4.特異モードにおけるレーザ光の波長]
ところで、最大電圧値Vmaxが15.6[V]のときの波長特性UW13(図21(A))に対して最大電圧値Vmaxが17.8[V]のときの波長特性UW14(図22(A))を比較すると、長波長側のピークは消失し、代りに短波長側のピークが出現している。
[2-3-4. Wavelength of laser light in singular mode]
By the way, the wavelength characteristic UW14 (FIG. 22 (FIG. 22)) when the maximum voltage value Vmax is 17.8 [V] as opposed to the wavelength characteristic UW13 (FIG. 21 (A)) when the maximum voltage value Vmax is 15.6 [V]. When A)) is compared, the peak on the long wavelength side disappears and the peak on the short wavelength side appears instead.

すなわち波長特性UWは、最大電圧値Vmaxの上昇に伴いレーザ光LLが振動出力光LBから特異出力光LEへ変化する過程において、長波長側のピークが徐々に減少し、その代りに短波長側のピークが増大していくことがわかる。   That is, the wavelength characteristic UW is such that, in the process in which the laser light LL changes from the vibration output light LB to the singular output light LE as the maximum voltage value Vmax increases, the peak on the long wavelength side gradually decreases, and instead the short wavelength side It can be seen that the peak of increases.

そこで、以下では、波長特性UWにおいて短波長側のピーク面積が長波長側のピーク面積以上となるレーザ光LLを特異出力光LEとし、当該波長特性UWにおいて短波長側のピーク面積が長波長側のピーク面積未満となるレーザ光LLを振動出力光LBと定義する。   Therefore, in the following, the laser light LL in which the peak area on the short wavelength side in the wavelength characteristic UW is equal to or greater than the peak area on the long wavelength side is referred to as the specific output light LE, and the peak area on the short wavelength side in the wavelength characteristic UW is on the long wavelength side. The laser light LL that is less than the peak area is defined as the vibration output light LB.

因みに、図22のように2つのピークが重複する場合には、通常出力光LNの波長から6[nm]短波長側の波長を短波長側の中心波長とし、当該中心波長±3[nm]の範囲における面積を当該ピークの面積とする。   Incidentally, when two peaks overlap as shown in FIG. 22, the wavelength on the short wavelength side of 6 [nm] from the wavelength of the normal output light LN is set as the central wavelength on the short wavelength side, and the central wavelength ± 3 [nm]. The area in the range is the area of the peak.

従って、この定義により、最大電圧値Vmaxが15.6[V]のとき(図21)のレーザ光LLは振動出力光LBとなり、最大電圧値Vmaxが17.8[V]のとき(図22)のレーザ光LLは特異出力光LEとなる。   Therefore, according to this definition, when the maximum voltage value Vmax is 15.6 [V] (FIG. 21), the laser light LL becomes the vibration output light LB, and when the maximum voltage value Vmax is 17.8 [V] (FIG. 22). ) Becomes the singular output light LE.

次に、光測定装置11において短パルス光源装置1を特異モードで動作させ、光ビームLL(すなわち特異出力光LE)の光強度特性UT16及び波長特性UW16を測定した。また、光測定装置11にBPF13を設置することにより光ビームLLにおける波長406±5[nm]の透過率を低下させるようにした状態で、同様に光強度特性UT17及び波長特性UW17を測定した。   Next, the short pulse light source device 1 was operated in the singular mode in the light measurement device 11, and the light intensity characteristic UT16 and the wavelength characteristic UW16 of the light beam LL (that is, the singular output light LE) were measured. Further, the light intensity characteristic UT17 and the wavelength characteristic UW17 were measured in the same manner in a state where the transmittance of the light beam LL at the wavelength 406 ± 5 [nm] was lowered by installing the BPF 13 in the light measuring device 11.

図24に、光強度特性UT16及び光強度特性UT17を重ねて示す。この図24からわかるように、BPF13が設置されたときの光強度特性UT17は、光強度特性UT16と比較して、ピーク部分の光強度が殆ど同等であったのに対し、スロープ部分の光強度が大きく減少した。   FIG. 24 shows the light intensity characteristic UT16 and the light intensity characteristic UT17 in an overlapping manner. As can be seen from FIG. 24, the light intensity characteristic UT17 when the BPF 13 is installed has almost the same light intensity at the peak portion as compared to the light intensity characteristic UT16, whereas the light intensity characteristic at the slope portion is UT16. Decreased significantly.

このことは、スロープ部分の波長が約404[nm]であるためにBPF13により出射高強度が減少したのに対し、ピーク部分の波長が約398[nm]であるためにBPF13によっては光強度が減少しなかったことを表している。   This is because the emission intensity is reduced by the BPF 13 because the wavelength of the slope portion is about 404 [nm], whereas the light intensity is increased depending on the BPF 13 because the wavelength of the peak portion is about 398 [nm]. It means that it did not decrease.

また図25(A)及び(B)に、波長特性UW16及びUW17をそれぞれ示す。因みに図25は、波長特性UW16及びUW17をそれぞれ最大の光強度に応じて正規化しており、縦軸の光強度を相対値としている。   FIGS. 25A and 25B show the wavelength characteristics UW16 and UW17, respectively. In FIG. 25, the wavelength characteristics UW16 and UW17 are normalized according to the maximum light intensity, and the light intensity on the vertical axis is a relative value.

波長特性UW16(図25(A))では、光強度特性UT16において大きな面積を有するスロープ部分に対応するように、波長404[nm]の光強度が波長398[nm]の光強度に比して大きくなっている。   In the wavelength characteristic UW16 (FIG. 25A), the light intensity at the wavelength 404 [nm] is larger than the light intensity at the wavelength 398 [nm] so as to correspond to the slope portion having a large area in the light intensity characteristic UT16. It is getting bigger.

一方波長特性UW17では、スロープ部分の減少に伴い、波長404[nm]の光強度と波長398[nm]の光強度とがほぼ同程度となった。   On the other hand, in the wavelength characteristic UW17, the light intensity at the wavelength 404 [nm] and the light intensity at the wavelength 398 [nm] are almost the same with the decrease in the slope portion.

このことからも、特異出力光LEは、図26に示す光強度特性UTにおける特異スロープESLの波長が約404[nm]であり特異ピークEPKの波長が約398[nm]であること、すなわちピーク部分の波長がスロープ部分の波長よりも短いことが分かった。   Also from this, the specific output light LE has a wavelength of the specific slope ESL of about 404 [nm] and a wavelength of the specific peak EPK of about 398 [nm] in the light intensity characteristic UT shown in FIG. It was found that the wavelength of the part was shorter than the wavelength of the slope part.

これを換言すると、特異出力光LEの光強度特性UTにおけるピーク部分は、通常出力光LNの場合と比して、その波長が約6[nm]短波長側にシフトすることになる。因みに、他の実験において通常出力光LNの波長が異なる他の半導体レーザを用いた場合であっても、同様の結果が得られた。   In other words, the wavelength of the peak portion in the light intensity characteristic UT of the specific output light LE is shifted to the short wavelength side by about 6 [nm] compared to the case of the normal output light LN. Incidentally, similar results were obtained even when other semiconductor lasers having different wavelengths of the normal output light LN were used in other experiments.

また光測定装置11において、半導体レーザ3としてソニー株式会社製SLD3233を使用して特異出力光LEを測定したところ、図26に示すような光強度特性UT20が得られた。   Further, in the light measurement apparatus 11, when the specific output light LE was measured using SLD 3233 manufactured by Sony Corporation as the semiconductor laser 3, a light intensity characteristic UT20 as shown in FIG. 26 was obtained.

このとき、特異出力光LEにおけるピーク部分(以下これを特異ピークEPKと呼び、このとき出力される光ビームを特異ピーク光LEPと呼ぶ)の光強度は、パワーメータ14により測定したところ、約12[W]であった。この約12[W]という光強度は、振動出力光LBにおける最大の光強度(約1〜2[W])と比較して極めて大きい値といえる。因みに図26では、光サンプルオシロスコープ16の解像度が低いために、この光強度は表れていない。   At this time, the light intensity of the peak portion of the singular output light LE (hereinafter referred to as the singular peak EPK, and the light beam output at this time is referred to as the singular peak light LEP) is about 12 [W]. This light intensity of about 12 [W] can be said to be an extremely large value compared to the maximum light intensity (about 1 to 2 [W]) in the vibration output light LB. Incidentally, in FIG. 26, since the resolution of the optical sample oscilloscope 16 is low, this light intensity does not appear.

さらにストリークカメラ(図示せず)による分析の結果、特異出力光LEの光強度特性UTは、特異ピークEPKにおけるピーク幅が10[ps]程度であり、振動出力光LBにおけるピーク幅(約30[ps])と比較して小さくなることも確認された。因みに図26では、光サンプルオシロスコープ16の解像度が低いために、このピーク幅は表れていない。   Further, as a result of analysis by the streak camera (not shown), the light intensity characteristic UT of the singular output light LE has a peak width of about 10 [ps] at the singular peak EPK, and a peak width (about 30 [ ps]). Incidentally, in FIG. 26, since the resolution of the optical sample oscilloscope 16 is low, this peak width does not appear.

一方、特異出力光LEの光強度特性UTにおけるスロープ部分(以下、これを特異スロープESLと呼び、このとき出力される光ビームを特異スロープ光LESと呼ぶ)は、その波長が通常モードにおけるレーザ光LLの波長と同一であり、最大の光強度は約1〜2[W]程度であった。   On the other hand, the slope portion of the light intensity characteristic UT of the singular output light LE (hereinafter referred to as the singular slope ESL, and the light beam output at this time is referred to as the singular slope light LES) is a laser beam whose wavelength is in the normal mode. It was the same as the wavelength of LL, and the maximum light intensity was about 1-2 [W].

このように短パルス光源装置1は、半導体レーザ3に対し振動電圧VBよりもさらに高い特異電圧VEでなるレーザ駆動信号SDを供給することにより、特異出力光LEとして特異ピーク光LEP及び特異スロープ光LESを順次出射することができる。   As described above, the short pulse light source device 1 supplies the semiconductor laser 3 with the laser drive signal SD having the singular voltage VE higher than the oscillation voltage VB, so that the singular peak light LEP and the singular slope light are used as the singular output light LE. LES can be emitted sequentially.

[2−3−5.特異出力光における発光点の移動]
次に、半導体レーザ3から特異出力光LEを出力させる際における発光点の位置を調査した。
[2-3-5. Movement of emission point in singular output light]
Next, the position of the emission point when the specific output light LE was output from the semiconductor laser 3 was investigated.

図27(A)は、半導体レーザ3、コリメータレンズ21及び集光レンズ22を組み合わせた光学系20を模式的に示している。また図27(A)は、この光学系20において半導体レーザ3から通常出力光LNが出力された状態を示している。このとき通常出力光LNは、その発光点が半導体レーザ3の出射端面3Aに位置すると共に、その焦点が位置QNに結ばれている。   FIG. 27A schematically shows an optical system 20 in which the semiconductor laser 3, the collimator lens 21, and the condenser lens 22 are combined. FIG. 27A shows a state in which the normal output light LN is output from the semiconductor laser 3 in the optical system 20. At this time, the normal output light LN has its emission point positioned on the emission end face 3A of the semiconductor laser 3, and its focal point is connected to the position QN.

また図27(A)と対応する図27(B)は、光学系20において半導体レーザから特異スロープ光LESが出力された状態を破線で示している。このとき特異スロープ光LESは、通常出力光LNの場合と同様に、その発光点が半導体レーザ3の出射端面3Aに位置すると共に、その焦点が位置QNに結ばれている。   FIG. 27B corresponding to FIG. 27A shows a state where the specific slope light LES is output from the semiconductor laser in the optical system 20 by a broken line. At this time, the singular slope light LES has its emission point located on the emission end face 3A of the semiconductor laser 3 and its focal point tied to the position QN, as in the case of the normal output light LN.

これに対し、光学系20において半導体レーザから特異ピーク光LEPが出力された場合、図27(B)に実線で示すように、その焦点は位置QNよりも手前の位置QPに結ばれた。このことから、特異ピーク光LEPの発光点は、半導体レーザ3の内部の点3Bに位置していることが分かった。   On the other hand, when the singular peak light LEP is output from the semiconductor laser in the optical system 20, as shown by the solid line in FIG. 27B, the focal point is connected to the position QP before the position QN. From this, it was found that the emission point of the singular peak light LEP is located at the point 3B inside the semiconductor laser 3.

ここで、コリメータレンズ21のNAを0.161とし、集光レンズ22のNAを0.837としたときに、特異ピーク光LEPの焦点が形成された位置QPは、位置QNから0.37[μm]だけ手前となった。このことを基に、特異ピーク光LEPの発光点を算出したところ、半導体レーザ3の点3Bは、出射端面3Aから内部へ10[μm]の位置となった。   Here, when the NA of the collimator lens 21 is 0.161 and the NA of the condenser lens 22 is 0.837, the position QP where the focal point of the singular peak light LEP is formed is 0.37 [ [μm]. Based on this, when the emission point of the specific peak light LEP was calculated, the point 3B of the semiconductor laser 3 was located at a position of 10 [μm] from the emission end face 3A.

このように半導体レーザ3は、特異出力光LEを出力させた場合、特異スロープ光LESの出力時には通常出力光LNの出力時と同様に出射端面3Aを発光点とするものの、特異ピーク光LEPの出力時には、その発光点が内部の点3Bへ移動することが判明した。因みにこの発光点位置の違いは、実際のレーザにおける発光点のずれと測定光学系の色収差を含んだ仮想的な発光点位置の違いである。   As described above, when the singular output light LE is output, the semiconductor laser 3 uses the emission end face 3A as a light emitting point when the singular slope light LES is output, as in the normal output light LN. At the time of output, it was found that the light emitting point moves to the internal point 3B. Incidentally, this difference in emission point position is a difference in virtual emission point position including deviation of the emission point in an actual laser and chromatic aberration of the measurement optical system.

<3.実施の形態>
次に、実施の形態について説明する。本実施の形態では、図28に示す光ディスク装置110により、上述した情報の記録再生原理及び半導体レーザによる光ビームの出力原理に基づいて、光ディスク100に情報を記録し、また当該光ディスク100から情報を再生するようになされている。
<3. Embodiment>
Next, embodiments will be described. In this embodiment, information is recorded on the optical disc 100 and information is recorded from the optical disc 100 based on the information recording / reproducing principle and the output principle of the light beam by the semiconductor laser described above by the optical disc apparatus 110 shown in FIG. It is made to play.

[3−1.光ディスクの構成]
図29に断面図を示すように、光ディスク100は、光ディスク装置110からレーザ光LLに相当する情報光ビームLMを照射することにより情報が記録されるようになされている。また光ディスク100は、当該情報光ビームLMを反射して情報反射光ビームLMrとし、これが光ディスク装置110に検出されることにより情報が再生されるようになされている。
[3-1. Configuration of optical disc]
As shown in the sectional view of FIG. 29, the optical disc 100 is configured such that information is recorded by irradiating the optical disc device 110 with an information light beam LM corresponding to the laser beam LL. The optical disc 100 reflects the information light beam LM to obtain an information reflected light beam LMr, which is detected by the optical disc device 110 so that information is reproduced.

実際上光ディスク100は、全体として略円板状に構成されており、情報を記録するための記録層101の両面を基板102及び103により挟んだような構成を有している。   Actually, the optical disc 100 is generally formed in a substantially disc shape, and has a configuration in which both surfaces of a recording layer 101 for recording information are sandwiched between substrates 102 and 103.

光ディスク装置110は、光源から出射された情報光ビームLMを対物レンズ118により光ディスク100の記録層101内に集光するようになされている。   The optical disc device 110 is configured to condense the information light beam LM emitted from the light source into the recording layer 101 of the optical disc 100 by the objective lens 118.

記録層101は、波長約404[nm]の光を2光子吸収する2光子吸収材料を含有している。この2光子吸収材料は、光強度の2乗に比例して2光子吸収を生じさせることが知られており、光強度の非常に大きい光に対してのみ2光子吸収を生じさせる。なおこの2光子吸収材料としては、ヘキサジイン化合物、シアニン色素、メロシアニン色素、オキソノール色素、フタロシアニン色素及びアゾ色素などを用いることができる。   The recording layer 101 contains a two-photon absorption material that absorbs two-photon light having a wavelength of about 404 [nm]. This two-photon absorption material is known to cause two-photon absorption in proportion to the square of the light intensity, and causes two-photon absorption only for light having a very high light intensity. As the two-photon absorption material, a hexadiyne compound, a cyanine dye, a merocyanine dye, an oxonol dye, a phthalocyanine dye, an azo dye, or the like can be used.

記録層101は、比較的強い強度でなる情報光ビームLMが当該記録層101内に照射されると、2光子吸収により例えば2光子吸収材料を気化させて気泡を形成し、この結果焦点FMの位置に記録マークRMを記録する。   When the recording layer 101 is irradiated with the information light beam LM having a relatively strong intensity, the recording layer 101 vaporizes, for example, a two-photon absorption material by two-photon absorption to form bubbles, and as a result, the focus FM A recording mark RM is recorded at the position.

このとき記録層101は、2光子吸収材料であるため、光強度の2乗に比例して反応が生じる。すなわち記録層101は、例えばレンズにより集光された焦点近傍のように非常に強度の大きい情報光ビームLMのみを吸収して反応を生じ、当該焦点以外のように強度の小さい情報光ビームLMによっては殆ど反応を生じない。このため記録層101は、全体の透過率を高く保つことができる。   At this time, since the recording layer 101 is a two-photon absorption material, a reaction occurs in proportion to the square of the light intensity. That is, the recording layer 101 generates a reaction by absorbing only the information light beam LM having a very high intensity, for example, in the vicinity of the focal point collected by the lens, and is caused by the information light beam LM having a low intensity other than the focal point. Produces little reaction. Therefore, the recording layer 101 can keep the entire transmittance high.

また光ディスク100は、記録層101と基板102との間にサーボ層104が設けられている。サーボ層104には、サーボ用の案内溝が形成されており、具体的には、一般的なBD−R(Recordable)ディスク等と同様のランド及びグルーブにより螺旋状のトラック(以下、これをサーボトラックと呼ぶ)TSが形成されている。   In the optical disc 100, a servo layer 104 is provided between the recording layer 101 and the substrate. A servo guide groove is formed in the servo layer 104. Specifically, a spiral track (hereinafter referred to as a servo track) is formed by lands and grooves similar to a general BD-R (Recordable) disk. TS) is formed.

このサーボトラックTSには、所定の記録単位ごとに一連の番号でなるアドレスが付されており、情報を記録又は再生する際にサーボ光ビームLS(後述する)が照射されるべきサーボトラック(以下、これを目標サーボトラックTSGと呼ぶ)を当該アドレスにより特定し得るようになされている。   This servo track TS is assigned an address consisting of a series of numbers for each predetermined recording unit, and a servo track (hereinafter referred to as a servo track) to be irradiated with a servo light beam LS (described later) when information is recorded or reproduced. , This is called the target servo track TSG) by the address.

またサーボ層104は、いわゆる波長選択性を有しており、例えば波長約660[nm]の赤色光ビームを高い反射率で反射する一方、波長約404[nm]の青紫色光ビームを高透過率で透過するようになされている。   The servo layer 104 has so-called wavelength selectivity. For example, the servo layer 104 reflects a red light beam having a wavelength of about 660 [nm] with high reflectivity, and highly transmits a blue-violet light beam having a wavelength of about 404 [nm]. It is designed to be transparent at a rate.

光ディスク装置110は、光ディスク100に対して波長約660[nm]でなるサーボ光ビームLSを照射する。このときサーボ光ビームLSは、光ディスク100のサーボ層104により反射されサーボ反射光ビームLSrとなる。   The optical disc device 110 irradiates the optical disc 100 with a servo light beam LS having a wavelength of about 660 [nm]. At this time, the servo light beam LS is reflected by the servo layer 104 of the optical disc 100 to become a servo reflected light beam LSr.

光ディスク装置110は、サーボ反射光ビームLSrを受光し、その受光結果を基に対物レンズ118を光ディスク100に近接又は離隔させるフォーカス方向へ位置制御することにより、サーボ光ビームLSの焦点FSをサーボ層104に合わせるようになされている。   The optical disk device 110 receives the servo reflected light beam LSr, and controls the position of the objective lens 118 in the focus direction in which the objective lens 118 approaches or separates from the optical disk 100 based on the light reception result, thereby changing the focus FS of the servo light beam LS to the servo layer. 104.

また光ディスク装置110は、サーボ光ビームLSと情報光ビームLMとの光軸XLを互いにほぼ一致させている。これにより光ディスク装置110は、情報光ビームLMの焦点FMを、記録層101内における目標サーボトラックTSGに対応した箇所に、すなわち目標サーボトラックTSGを通りサーボ層104に垂直な法線上に位置させる。   Further, the optical disk device 110 makes the optical axes XL of the servo light beam LS and the information light beam LM substantially coincide with each other. As a result, the optical disc apparatus 110 positions the focal point FM of the information light beam LM at a position corresponding to the target servo track TSG in the recording layer 101, that is, on a normal line passing through the target servo track TSG and perpendicular to the servo layer 104.

この結果、光ディスク100には、記録層101内における目標サーボトラックTSGを通る法線上の目標とする位置(以下これを目標位置QGと呼ぶ)に記録マークRMが形成される。   As a result, a recording mark RM is formed on the optical disc 100 at a target position on the normal line passing through the target servo track TSG in the recording layer 101 (hereinafter referred to as a target position QG).

またこのようにして形成された記録マークRMは、光ディスク100の照射面100A及びサーボ層104等の各面とほぼ平行な平面状に配置され、当該記録マークRMによるマーク層Yを形成する。   The recording mark RM formed in this way is arranged in a plane substantially parallel to each surface such as the irradiation surface 100A of the optical disc 100 and the servo layer 104, and forms a mark layer Y by the recording mark RM.

一方、光ディスク装置110は、光ディスク100から情報を再生する際、例えば照射面100A側から目標位置QGに対して情報光ビームLMを集光する。ここで焦点FMの位置(すなわち目標位置QG)に記録マークRMが形成されている場合、当該情報光ビームLMが当該記録マークRMによって反射され、情報反射光ビームLMrとなる。   On the other hand, when reproducing information from the optical disc 100, the optical disc device 110 focuses the information light beam LM on the target position QG from the irradiation surface 100A side, for example. Here, when the recording mark RM is formed at the position of the focus FM (that is, the target position QG), the information light beam LM is reflected by the recording mark RM to become the information reflected light beam LMr.

光ディスク装置110は、情報反射光ビームLMrを検出すると共にその検出結果に応じた検出信号を生成し、当該検出信号を基に記録マークRMが形成されているか否かを検出する。   The optical disc device 110 detects the information reflected light beam LMr, generates a detection signal corresponding to the detection result, and detects whether or not the recording mark RM is formed based on the detection signal.

このように光ディスク100は、光ディスク装置110により情報が記録又は再生される場合、当該光ディスク装置110によりサーボ光ビームLSを併用しながら情報光ビームLMが目標位置QGに照射されるようになされている。   As described above, when information is recorded or reproduced by the optical disk device 110, the optical disk 100 is configured to irradiate the target position QG with the information light beam LM while using the servo light beam LS together with the optical disk device 110. .

[3−2.光ディスク装置の構成]
次に、光ディスク装置110の具体的な構成について説明する。図28に示したように、光ディスク装置110は制御部111を中心に構成されている。制御部111は、図示しないCPU(Central Processing Unit)と、各種プログラム等が格納されるROM(Read Only Memory)と、当該CPUのワークエリア等として用いられるRAM(Random Access Memory)とによって構成されている。
[3-2. Configuration of optical disc apparatus]
Next, a specific configuration of the optical disc apparatus 110 will be described. As shown in FIG. 28, the optical disc apparatus 110 is configured with a control unit 111 as a center. The control unit 111 includes a CPU (Central Processing Unit) (not shown), a ROM (Read Only Memory) storing various programs, and a RAM (Random Access Memory) used as a work area of the CPU. Yes.

制御部111は、光ディスク100に情報を記録する場合、駆動制御部112を介してスピンドルモータ115を回転駆動させ、ターンテーブル(図示せず)に載置された光ディスク100を所望の速度で回転させる。   When recording information on the optical disc 100, the control unit 111 rotates the spindle motor 115 via the drive control unit 112 to rotate the optical disc 100 placed on a turntable (not shown) at a desired speed. .

また制御部111は、駆動制御部112を介してスレッドモータ116を駆動させることにより、光ピックアップ117を移動軸G1及びG2に沿ってトラッキング方向、すなわち光ディスク100の内周側又は外周側へ向かう方向へ大きく移動させるようになされている。   In addition, the control unit 111 drives the sled motor 116 via the drive control unit 112, thereby causing the optical pickup 117 to follow the movement axis G1 and G2 in the tracking direction, that is, the direction toward the inner or outer peripheral side of the optical disc 100. It is made to move greatly to.

光ピックアップ117は、対物レンズ118等の複数の光学部品や短パルス光源部120等が組み込まれており、制御部111の制御に基づいて光ディスク100へ情報光ビームLM及びサーボ光ビームLS(図29)を照射するようになされている。   The optical pickup 117 incorporates a plurality of optical components such as the objective lens 118, the short pulse light source unit 120, and the like. Based on the control of the control unit 111, the information light beam LM and the servo light beam LS (see FIG. 29). ).

また光ピックアップ117は、サーボ光ビームLSが光ディスク100により反射されてなるサーボ反射光ビームLSrを検出し、その検出結果に基づいた複数の検出信号を生成し、これらを信号処理部113へ供給する。   The optical pickup 117 detects a servo reflected light beam LSr obtained by reflecting the servo light beam LS by the optical disc 100, generates a plurality of detection signals based on the detection result, and supplies these signals to the signal processing unit 113. .

信号処理部113は、検出信号を用いた所定の演算処理を行うことにより、フォーカスエラー信号SFE及びトラッキングエラー信号STEをそれぞれ生成し、これらを駆動制御部112へ供給する。   The signal processing unit 113 generates a focus error signal SFE and a tracking error signal STE by performing predetermined calculation processing using the detection signal, and supplies them to the drive control unit 112.

因みにフォーカスエラー信号SFEは、サーボ光ビームLSのサーボ層104に対するフォーカス方向のずれ量を表す信号である。またトラッキングエラー信号STEは、サーボ光ビームLSの目標とするサーボトラックTS(すなわち目標サーボトラックTSG)に対するトラッキング方向のずれ量を表す信号である。   Incidentally, the focus error signal SFE is a signal representing the shift amount of the servo light beam LS with respect to the servo layer 104 in the focus direction. The tracking error signal STE is a signal representing the amount of deviation in the tracking direction with respect to the target servo track TS (that is, the target servo track TSG) of the servo light beam LS.

駆動制御部112は、フォーカスエラー信号SFE及びトラッキングエラー信号STEを基に、対物レンズ118を駆動するためのフォーカス駆動信号及びトラッキング駆動信号を生成し、これらを光ピックアップ117の2軸アクチュエータ119へ供給する。   The drive control unit 112 generates a focus drive signal and a tracking drive signal for driving the objective lens 118 based on the focus error signal SFE and the tracking error signal STE, and supplies them to the biaxial actuator 119 of the optical pickup 117. To do.

光ピックアップ117の2軸アクチュエータ119は、フォーカス駆動信号及びトラッキング駆動信号に基づいて対物レンズ118をフォーカス方向及びトラッキング方向へそれぞれ移動させる(以下、これらをそれぞれフォーカス制御及びトラッキング制御と呼ぶ)。   The biaxial actuator 119 of the optical pickup 117 moves the objective lens 118 in the focus direction and the tracking direction based on the focus drive signal and the tracking drive signal (hereinafter referred to as focus control and tracking control, respectively).

駆動制御部112は、このフォーカス制御及びトラッキング制御を行うことにより、対物レンズ118によって集光されるサーボ光ビームLSの焦点FSを目標となるマーク層Y(以下、これを目標マーク層YGと呼ぶ)の目標サーボトラックTSGに追従させる。   The drive control unit 112 performs the focus control and the tracking control, so that the focus FS of the servo light beam LS collected by the objective lens 118 becomes a target mark layer Y (hereinafter, referred to as a target mark layer YG). ) To follow the target servo track TSG.

このとき制御部111は、外部から供給される記録情報を信号処理部113に供給する。信号処理部113は、記録情報に所定の変調処理等を施して記録データを生成し、レーザ制御部2へ供給する。   At this time, the control unit 111 supplies recording information supplied from the outside to the signal processing unit 113. The signal processing unit 113 performs predetermined modulation processing or the like on the recording information to generate recording data, and supplies the recording data to the laser control unit 2.

レーザ制御部2は、記録データに基づいて特異出力光LEでなる情報光ビームLMを出射することにより、目標マーク層YGの目標位置QGに記録マークRMを形成させる。かくして光ディスク装置110は、光ディスク100に情報を記録することができる。   The laser controller 2 emits the information light beam LM composed of the specific output light LE based on the recording data, thereby forming the recording mark RM at the target position QG of the target mark layer YG. Thus, the optical disk device 110 can record information on the optical disk 100.

また光ピックアップ117は、光ディスク100から情報を再生する場合、記録時と同様にサーボ光ビームLSの焦点FSを目標サーボトラックTSGに追従させると共に、光強度が比較的弱い情報光ビームLMを目標マーク層YGの目標位置QGへ照射する。   Further, when reproducing information from the optical disc 100, the optical pickup 117 causes the focus FS of the servo light beam LS to follow the target servo track TSG in the same manner as at the time of recording, and the information light beam LM having a relatively low light intensity is used as the target mark. The target position QG of the layer YG is irradiated.

このとき情報光ビームLMは、記録マークRMが形成されている箇所において反射され、情報反射光ビームLMrとなる。光ピックアップ117は、この情報反射光ビームLMrを検出し、その検出結果に基づいた検出信号を生成して、これを信号処理部113へ供給する。   At this time, the information light beam LM is reflected at a portion where the recording mark RM is formed, and becomes an information reflected light beam LMr. The optical pickup 117 detects the information reflected light beam LMr, generates a detection signal based on the detection result, and supplies the detection signal to the signal processing unit 113.

信号処理部113は、検出信号に対し所定の復調処理及び復号化処理等を施すことにより、目標マーク層YGの目標位置QGに記録マークRMとして記録されている情報を復元する。かくして光ディスク装置110は、光ディスク100における目標位置QGから情報を再生することができる。   The signal processing unit 113 restores information recorded as the recording mark RM at the target position QG of the target mark layer YG by performing predetermined demodulation processing and decoding processing on the detection signal. Thus, the optical disc apparatus 110 can reproduce information from the target position QG on the optical disc 100.

このように光ディスク装置110は、光ピックアップ117からサーボ光ビームLS及び情報光ビームLMを出射し、またサーボ反射光ビームLSr及び情報反射光ビームLMrを検出する。これにより光ディスク装置110は、光ディスク100に対する情報の記録及び再生を行うようになされている。   As described above, the optical disc apparatus 110 emits the servo light beam LS and the information light beam LM from the optical pickup 117, and detects the servo reflected light beam LSr and the information reflected light beam LMr. As a result, the optical disc device 110 is configured to record and reproduce information with respect to the optical disc 100.

[3−3.光ピックアップの構成]
次に、光ピックアップ117の構成について説明する。この光ピックアップ117は、図30に示すように、レーザ制御部2と、主に対物レンズ118のサーボ制御を行うサーボ光学系130と、主に情報の再生又は記録を行う情報光学系150とを有している。
[3-3. Configuration of optical pickup]
Next, the configuration of the optical pickup 117 will be described. As shown in FIG. 30, the optical pickup 117 includes a laser control unit 2, a servo optical system 130 that mainly performs servo control of the objective lens 118, and an information optical system 150 that mainly reproduces or records information. Have.

光ピックアップ117は、レーザダイオード131から出射されたサーボ光ビームLS及び半導体レーザ3から出射された情報光ビームLMをそれぞれサーボ光学系130及び情報光学系150を介して同一の対物レンズ118へ入射し、光ディスク100にそれぞれ照射するようになされている。   The optical pickup 117 causes the servo light beam LS emitted from the laser diode 131 and the information light beam LM emitted from the semiconductor laser 3 to enter the same objective lens 118 via the servo optical system 130 and the information optical system 150, respectively. The optical disc 100 is irradiated with each.

レーザ制御部2は、駆動パルスPGを含むレーザ駆動信号SDを生成し、これを半導体レーザ3へ供給するようになされている。   The laser control unit 2 generates a laser drive signal SD including the drive pulse PG and supplies it to the semiconductor laser 3.

[3−3−1.サーボ光ビームの光路]
図30と対応する図31に示すように、サーボ光学系130では、対物レンズ118を介してサーボ光ビームLSを光ディスク100に照射すると共に、当該光ディスク100により反射されてなるサーボ反射光ビームLSrをフォトディテクタ143により受光するようになされている。
[3-3-1. Optical path of servo light beam]
As shown in FIG. 31 corresponding to FIG. 30, the servo optical system 130 irradiates the optical disk 100 with the servo light beam LS via the objective lens 118 and generates the servo reflected light beam LSr reflected by the optical disk 100. The photodetector 143 receives light.

すなわちレーザダイオード131は、制御部111(図28)の制御に基づき、波長約660[nm]の発散光でなるサーボ光ビームLSを発射し、コリメータレンズ133へ入射させる。コリメータレンズ133は、サーボ光ビームLSを発散光から平行光に変換し、偏光ビームスプリッタ134へ入射させる。   That is, the laser diode 131 emits a servo light beam LS composed of divergent light having a wavelength of about 660 [nm] and makes it incident on the collimator lens 133 based on the control of the control unit 111 (FIG. 28). The collimator lens 133 converts the servo light beam LS from diverging light into parallel light and makes it incident on the polarization beam splitter 134.

偏光ビームスプリッタ134は、光ビームの偏光方向に応じて反射率及び透過率が相違しており、P偏光でなるサーボ光ビームLSのほぼ全てを透過させ、1/4波長板136へ入射させる。   The polarization beam splitter 134 has different reflectance and transmittance depending on the polarization direction of the light beam, and transmits almost all of the servo light beam LS composed of P-polarized light and makes it incident on the quarter-wave plate 136.

1/4波長板136は、P偏光(すなわち直線偏光)でなるサーボ光ビームLSを円偏光(例えば右円偏光)に変換し、ダイクロイックプリズム137へ入射させる。   The quarter-wave plate 136 converts the servo light beam LS composed of P-polarized light (that is, linearly polarized light) into circularly-polarized light (for example, right-handed circularly polarized light) and makes it incident on the dichroic prism 137.

ダイクロイックプリズム137は、反射透過面137Sが光ビームの波長に応じて反射率が相違しており、波長約660[nm]の光ビームを反射させると共に、波長約404[nm]の光ビームを透過させるようになされている。   In the dichroic prism 137, the reflection / transmission surface 137S has different reflectivities according to the wavelength of the light beam, and reflects the light beam with a wavelength of about 660 [nm] and transmits the light beam with a wavelength of about 404 [nm]. It is made to let you.

実際上ダイクロイックプリズム137は、反射透過面137Sによりサーボ光ビームLSを反射し、これを対物レンズ118へ入射させる。   Actually, the dichroic prism 137 reflects the servo light beam LS by the reflection / transmission surface 137S and makes it incident on the objective lens 118.

対物レンズ118は、サーボ光ビームLSを集光し、光ディスク100の照射面100A側からサーボ層104へ向けて照射する。このときサーボ光ビームLSは、図29に示したように、基板102を透過しサーボ層104において反射されることにより、サーボ光ビームLSと反対方向へ向かうサーボ反射光ビームLSrとなる。またサーボ反射光ビームLSrは、円偏光における旋回方向がサーボ光ビームLSとは反転している。   The objective lens 118 condenses the servo light beam LS and irradiates the servo layer 104 from the irradiation surface 100 </ b> A side of the optical disc 100. At this time, as shown in FIG. 29, the servo light beam LS is transmitted through the substrate 102 and reflected by the servo layer 104, thereby becoming a servo reflected light beam LSr directed in the opposite direction to the servo light beam LS. The servo reflected light beam LSr has a rotating direction in circularly polarized light that is reversed from the servo light beam LS.

この後サーボ反射光ビームLSrは、対物レンズ118により平行光に変換された後、ダイクロイックプリズム137へ入射される。ダイクロイックプリズム137は、サーボ反射光ビームLSrを反射し、これを1/4波長板136へ入射させる。   Thereafter, the servo reflected light beam LSr is converted into parallel light by the objective lens 118 and then incident on the dichroic prism 137. The dichroic prism 137 reflects the servo reflected light beam LSr and makes it incident on the quarter-wave plate 136.

1/4波長板136は、円偏光でなるサーボ反射光ビームLSrをS偏光(すなわち直線偏光)に変換し、偏光ビームスプリッタ134へ入射させる。偏光ビームスプリッタ134は、S偏光でなるサーボ反射光ビームLSrを反射透過面134Sにより反射し、集光レンズ141へ入射させる。   The quarter-wave plate 136 converts the servo reflected light beam LSr made of circularly polarized light into S-polarized light (that is, linearly polarized light) and makes it incident on the polarizing beam splitter 134. The polarization beam splitter 134 reflects the servo reflected light beam LSr made of S-polarized light by the reflection / transmission surface 134S and makes it incident on the condensing lens 141.

集光レンズ141は、サーボ反射光ビームLSrを収束させ、シリンドリカルレンズ42により非点収差を持たせた上でフォトディテクタ143へ照射する。   The condenser lens 141 converges the servo reflected light beam LSr and irradiates the photodetector 143 with astigmatism by the cylindrical lens 42.

フォトディテクタ143は、複数の受光領域を有しており、各受光領域においてサーボ反射光ビームLSrの光量に応じた検出信号をそれぞれ生成し、これらを信号処理部113(図28)へ送出する。   The photodetector 143 has a plurality of light receiving areas, generates detection signals corresponding to the light amount of the servo reflected light beam LSr in each light receiving area, and sends them to the signal processing unit 113 (FIG. 28).

因みにサーボ光学系130では、対物レンズ118によりサーボ光ビームLSが集光され光ディスク100のサーボ層104へ照射されるときの合焦状態が、集光レンズ141によりサーボ反射光ビームLSrが集光されフォトディテクタ143に照射されるときの合焦状態に反映されるよう、各種光学部品の光学的位置が調整されている。   Incidentally, in the servo optical system 130, the focused state when the servo light beam LS is condensed by the objective lens 118 and applied to the servo layer 104 of the optical disc 100 is focused on the servo reflected light beam LSr by the condensing lens 141. The optical positions of various optical components are adjusted so as to be reflected in the in-focus state when the photo detector 143 is irradiated.

信号処理部113は、いわゆる非点収差法に基づいてサーボ光ビームLSの焦点FSと光ディスク100のサーボ層104とのずれ量を表すフォーカスエラー信号SFEを算出し、これを駆動制御部112へ供給する。   The signal processing unit 113 calculates a focus error signal SFE indicating the amount of deviation between the focus FS of the servo light beam LS and the servo layer 104 of the optical disc 100 based on the so-called astigmatism method, and supplies this to the drive control unit 112. To do.

また信号処理部113は、いわゆるプッシュプル法に基づいて焦点FSと光ディスク100のサーボ層104における目標サーボトラックTSGとのずれ量を表すトラッキングエラー信号STEを算出し、これを駆動制御部112へ供給する。   Further, the signal processing unit 113 calculates a tracking error signal STE indicating the amount of deviation between the focal point FS and the target servo track TSG in the servo layer 104 of the optical disc 100 based on a so-called push-pull method, and supplies this to the drive control unit 112. To do.

駆動制御部112は、フォーカスエラー信号SFEを基にフォーカス駆動信号を生成し、当該フォーカス駆動信号を2軸アクチュエータ119へ供給する。かくして駆動制御部112は、サーボ光ビームLSが光ディスク100のサーボ層104に合焦するよう、対物レンズ118をフィードバック制御(すなわちフォーカス制御)する。   The drive control unit 112 generates a focus drive signal based on the focus error signal SFE and supplies the focus drive signal to the biaxial actuator 119. Thus, the drive control unit 112 performs feedback control (that is, focus control) on the objective lens 118 so that the servo light beam LS is focused on the servo layer 104 of the optical disc 100.

また駆動制御部112は、トラッキングエラー信号STEを基にトラッキング駆動信号を生成し、当該トラッキング駆動信号を2軸アクチュエータ119へ供給する。かくして駆動制御部112は、サーボ光ビームLSが光ディスク100のサーボ層104における目標サーボトラックTSGに合焦するよう、対物レンズ118をフィードバック制御(すなわちトラッキング制御)する。   Further, the drive control unit 112 generates a tracking drive signal based on the tracking error signal STE and supplies the tracking drive signal to the biaxial actuator 119. Thus, the drive control unit 112 performs feedback control (that is, tracking control) on the objective lens 118 so that the servo light beam LS is focused on the target servo track TSG in the servo layer 104 of the optical disc 100.

このようにサーボ光学系130は、サーボ光ビームLSを光ディスク100のサーボ層104に照射し、その反射光であるサーボ反射光ビームLSrの受光結果を信号処理部113へ供給するようになされている。これに応じて駆動制御部112は、当該サーボ光ビームLSを当該サーボ層104の目標サーボトラックTSGに合焦させるよう、対物レンズ118のフォーカス制御及びトラッキング制御を行うようになされている。   As described above, the servo optical system 130 irradiates the servo layer 104 of the optical disc 100 with the servo light beam LS and supplies the light reception result of the servo reflected light beam LSr, which is the reflected light, to the signal processing unit 113. . In response to this, the drive control unit 112 performs focus control and tracking control of the objective lens 118 so that the servo light beam LS is focused on the target servo track TSG of the servo layer 104.

[3−3−2.情報光ビームの光路]
一方情報光学系150は、図30と対応する図32に示すように、半導体レーザ3から情報光ビームLMを出射して対物レンズ118により光ディスク100に集光するようになされている。これと共に情報光学系150は、情報光ビームLMが光ディスク100により反射されてなる情報反射光ビームLMrを受光するようにもなされている。
[3-3-2. Information light beam path]
On the other hand, as shown in FIG. 32 corresponding to FIG. 30, the information optical system 150 emits the information light beam LM from the semiconductor laser 3 and condenses it on the optical disc 100 by the objective lens 118. At the same time, the information optical system 150 receives an information reflected light beam LMr formed by reflecting the information light beam LM by the optical disc 100.

すなわち半導体レーザ3は、レーザ制御部2から供給されるレーザ駆動信号SDに基づき、発散光でなる情報光ビームLMを発射してコリメータレンズ152へ入射させる。   That is, the semiconductor laser 3 emits the information light beam LM made of divergent light and makes it incident on the collimator lens 152 based on the laser drive signal SD supplied from the laser controller 2.

コリメータレンズ152は、情報光ビームLMを発散光から平行光に変換し、偏光ビームスプリッタ154へ入射させる。因みにコリメータレンズ152は、情報光ビームLMの収差を補正する機能も有している。   The collimator lens 152 converts the information light beam LM from divergent light to parallel light and makes it incident on the polarization beam splitter 154. Incidentally, the collimator lens 152 also has a function of correcting the aberration of the information light beam LM.

偏光ビームスプリッタ154は、反射透過面154Sにおいて、反射透過面134Sと同様、P偏光でなる光ビームを透過させると共に、S偏光でなる光ビームを反射させるようになされている。実際上偏光ビームスプリッタ154は、反射透過面154SにおいてP偏光でなる情報光ビームLMを透過し、さらに球面収差などを補正するLCP(Liquid Crystal Panel)156を介して1/4波長板157へ入射させる。   The polarization beam splitter 154 is configured to transmit the light beam made of P-polarized light and reflect the light beam made of S-polarized light on the reflection / transmission surface 154S, similarly to the reflection / transmission surface 134S. Actually, the polarization beam splitter 154 transmits the information light beam LM having P polarization on the reflection / transmission surface 154S, and further enters the quarter wavelength plate 157 via an LCP (Liquid Crystal Panel) 156 that corrects spherical aberration and the like. Let

1/4波長板157は、情報光ビームLMをP偏光(すなわち直線偏光)から円偏光(例えば左円偏光)に変換してリレーレンズ158へ入射させる。   The quarter-wave plate 157 converts the information light beam LM from P-polarized light (that is, linearly polarized light) to circularly-polarized light (for example, left circularly-polarized light) and makes it incident on the relay lens 158.

リレーレンズ158は、情報光ビームLMの光軸方向に移動し得る可動レンズ158A及び固定された固定レンズ158Bにより構成されている。   The relay lens 158 includes a movable lens 158A that can move in the optical axis direction of the information light beam LM and a fixed lens 158B that is fixed.

実際上リレーレンズ158は、可動レンズ158Aにより当該情報光ビームLMを平行光から収束光に変換し、収束後に発散光となった当該情報光ビームLMを固定レンズ158Bにより再度収束光に変換し、ミラー159へ入射させる。   In practice, the relay lens 158 converts the information light beam LM from parallel light into convergent light by the movable lens 158A, converts the information light beam LM that has become divergent light after convergence into the converged light again by the fixed lens 158B, The light enters the mirror 159.

ミラー159は、情報光ビームLMを反射することによりその進行方向を変化させ、補正レンズ162(詳しくは後述する)を順次介してダイクロイックプリズム137へ入射させる。ダイクロイックプリズム137は、反射透過面137Sにおいて波長約404[nm]でなる情報光ビームLMを透過させ、これを対物レンズ118へ入射させる。   The mirror 159 changes the traveling direction by reflecting the information light beam LM, and makes it incident on the dichroic prism 137 through the correction lens 162 (described later in detail). The dichroic prism 137 transmits the information light beam LM having a wavelength of about 404 [nm] on the reflection / transmission surface 137S and makes it incident on the objective lens 118.

対物レンズ118は、情報光ビームLMを集光して光ディスク100へ照射する。このとき情報光ビームLMは、図29に示したように、基板102を透過して記録層101内に合焦する。   The objective lens 118 collects the information light beam LM and irradiates the optical disc 100 with it. At this time, the information light beam LM is transmitted through the substrate 102 and focused in the recording layer 101 as shown in FIG.

ここで情報光ビームLMの焦点FMの位置は、当該情報光ビームLMがリレーレンズ158の固定レンズ158Bから出射される際の収束状態により定められることになる。すなわち焦点FMは、可動レンズ158Aの位置に応じて記録層101内をフォーカス方向に移動することになる。   Here, the position of the focal point FM of the information light beam LM is determined by the convergence state when the information light beam LM is emitted from the fixed lens 158B of the relay lens 158. That is, the focus FM moves in the focus direction in the recording layer 101 according to the position of the movable lens 158A.

実際上情報光学系150は、制御部111(図28)によって可動レンズ158Aの位置が制御されるようになされている。これにより情報光学系150は、光ディスク100の記録層101内における情報光ビームLMの焦点FM(図29)の深さZM(すなわちサーボ層104からの距離)を調整し、目標位置QGに焦点FMを合致させるようになされている。   In practice, the information optical system 150 is configured such that the position of the movable lens 158A is controlled by the control unit 111 (FIG. 28). Accordingly, the information optical system 150 adjusts the depth ZM (that is, the distance from the servo layer 104) of the focal point FM (FIG. 29) of the information light beam LM in the recording layer 101 of the optical disc 100, and the focal point FM at the target position QG. Are made to match.

このとき情報光ビームLMは、対物レンズ118によって目標位置QGに集光されることにより、当該目標位置QGに記録マークRMを形成する。   At this time, the information light beam LM is condensed at the target position QG by the objective lens 118, thereby forming a recording mark RM at the target position QG.

一方情報光ビームLMは、光ディスク100に記録された情報を読み出す再生処理の際、目標位置QGに記録マークRMが記録されていた場合には、焦点FMに集光した情報光ビームLMが当該記録マークRMにより反射されて情報反射光ビームLMrとなる。   On the other hand, when the recording mark RM is recorded at the target position QG during the reproduction process for reading the information recorded on the optical disc 100, the information light beam LM focused on the focal point FM is recorded. It is reflected by the mark RM to become an information reflected light beam LMr.

このとき情報反射光ビームLMrは、情報光ビームLMと反対方向へ進行して対物レンズ118へ入射される。また情報反射光ビームLMrは、円偏向における旋回方向が情報光ビームLMから反転される。   At this time, the information reflected light beam LMr travels in the opposite direction to the information light beam LM and enters the objective lens 118. Further, the information reflected light beam LMr has the turning direction in the circular deflection reversed from the information light beam LM.

因みに情報光ビームLMは、目標位置QGに記録マークRMが記録されていない場合には、そのほぼ全てが光ディスク100を透過する。このため上述した情報反射光ビームLMrは殆ど生成されない。   Incidentally, almost all of the information light beam LM is transmitted through the optical disc 100 when the recording mark RM is not recorded at the target position QG. For this reason, the information reflected light beam LMr described above is hardly generated.

対物レンズ118は、情報反射光ビームLMrをある程度収束させ、ダイクロイックプリズム137、補正レンズ162及びミラー159を順次介してリレーレンズ158へ入射させる。   The objective lens 118 converges the information reflected light beam LMr to some extent and makes it incident on the relay lens 158 via the dichroic prism 137, the correction lens 162, and the mirror 159 in order.

リレーレンズ158は、情報反射光ビームLMrを平行光に変換し、1/4波長板157へ入射させる。1/4波長板157は、円偏光でなる情報反射光ビームLMrをS偏光(すなわち直線偏光)に変換し、LCP156を介して偏光ビームスプリッタ154へ入射させる。   The relay lens 158 converts the information reflected light beam LMr into parallel light and makes it incident on the quarter-wave plate 157. The quarter-wave plate 157 converts the information reflected light beam LMr made of circularly polarized light into S-polarized light (that is, linearly polarized light) and makes it incident on the polarizing beam splitter 154 via the LCP 156.

偏光ビームスプリッタ154は、S偏光でなる情報反射光ビームLMrを反射透過面154Sにより反射し、マルチレンズ165へ入射させる。マルチレンズ165は、情報反射光ビームLMrを集光し、ピンホール板166を介してフォトディテクタ167へ照射させる。   The polarization beam splitter 154 reflects the information-reflected light beam LMr made of S-polarized light by the reflection / transmission surface 154 </ b> S and makes it incident on the multi-lens 165. The multi lens 165 collects the information reflected light beam LMr and irradiates the photodetector 167 via the pinhole plate 166.

ピンホール板166は、マルチレンズ165により集光される情報反射光ビームLMrの焦点を孔部166H内に位置させるよう配置されており、当該情報反射光ビームLMrをそのまま通過させる。一方ピンホール版166は、焦点が孔部166H内に形成されなかった光、すなわち光ディスク100内における目標位置QG以外の箇所において反射された光(いわゆる迷光)等については、遮断する。   The pinhole plate 166 is disposed so that the focal point of the information reflected light beam LMr collected by the multi-lens 165 is located in the hole 166H, and passes the information reflected light beam LMr as it is. On the other hand, the pinhole plate 166 blocks light whose focal point is not formed in the hole 166H, that is, light reflected at a location other than the target position QG in the optical disc 100 (so-called stray light).

この結果フォトディテクタ167は、迷光の影響を受けることなく、情報反射光ビームLMrの光量に応じた再生検出信号を生成し、これを信号処理部113(図28)へ供給する。   As a result, the photodetector 167 generates a reproduction detection signal corresponding to the light quantity of the information reflected light beam LMr without being affected by stray light, and supplies this to the signal processing unit 113 (FIG. 28).

信号処理部113は、再生検出信号に対して所定の復調処理や復号化処理等を施すことにより再生情報を生成し、この再生情報を制御部111へ供給するようになされている。   The signal processing unit 113 generates reproduction information by performing predetermined demodulation processing, decoding processing, and the like on the reproduction detection signal, and supplies the reproduction information to the control unit 111.

このように情報光学系150は、レーザ制御部122からのレーザ駆動信号SDに基づいて半導体レーザ3から情報光ビームLMを出射し光ディスク100へ照射するようになされている。また情報光学系150は、光ディスク100からの情報反射光ビームLMrを受光し、その受光結果を信号処理部113へ供給するようになされている。   As described above, the information optical system 150 emits the information light beam LM from the semiconductor laser 3 based on the laser drive signal SD from the laser controller 122 and irradiates the optical disc 100 with it. The information optical system 150 receives the information reflected light beam LMr from the optical disc 100 and supplies the light reception result to the signal processing unit 113.

[3−4.記録マークの形成位置]
次に、光ディスク100の記録層101において記録マークRMが形成される位置について説明する。
[3-4. Recording mark formation position]
Next, the position where the recording mark RM is formed in the recording layer 101 of the optical disc 100 will be described.

[3−4−1.仮想的な光学系における記録マークの形成]
まず、光ピックアップ117における情報光学系150と対比するために、当該情報光学系150と対応する仮想光学系150Vを想定する。
[3-4-1. Formation of recording marks in virtual optical system]
First, in order to compare with the information optical system 150 in the optical pickup 117, a virtual optical system 150V corresponding to the information optical system 150 is assumed.

図33に示すように、仮想光学系150Vは、半導体レーザ3、コリメータレンズ152及び対物レンズ118により構成されており、当該半導体レーザ3から特異出力光LEでなる情報光ビームLMを出射するようになされている。因みにコリメータレンズ152及び対物レンズ118のNAは、光学系20(図27(B))の場合と同様に、それぞれ0.161及び0.837とする。   As shown in FIG. 33, the virtual optical system 150V includes a semiconductor laser 3, a collimator lens 152, and an objective lens 118, and emits an information light beam LM composed of specific output light LE from the semiconductor laser 3. Has been made. Incidentally, the NAs of the collimator lens 152 and the objective lens 118 are 0.161 and 0.837, respectively, as in the case of the optical system 20 (FIG. 27B).

半導体レーザ3は、特異出力光LEを出射する場合、図26に示したように、まず波長398[nm]でなる特異ピーク光LEPを出射し、続いて波長404[nm]でなる特異スロープ光LESを出射することになる。   When the semiconductor laser 3 emits the singular output light LE, as shown in FIG. 26, the semiconductor laser 3 first emits the singular peak light LEP having the wavelength 398 [nm], and then the singular slope light having the wavelength 404 [nm]. LES is emitted.

ここで半導体レーザ3は、まず特異ピーク光LEPを出射する際、光学系20(図27(B))の場合と同様に、その発光点が特異スロープ光LESにおける発光点である出射端面3Aから内部へ約10[μm]移動した箇所となる。   Here, when the semiconductor laser 3 first emits the singular peak light LEP, as in the case of the optical system 20 (FIG. 27B), the emission point is from the emission end face 3A, which is the emission point in the singular slope light LES. This is a location moved about 10 [μm] to the inside.

これに伴い特異ピーク光LEPの焦点FMPは、図27(B)に示した場合と同様に、情報光ビームLMが本来合焦すべき目標位置QGよりも約0.3[μm]手前側に位置する。ここでは、説明の都合上、目標位置QGの深さ(すなわちサーボ層104からの距離)を深さZGとし、焦点FMPの深さを深さZPとする。   Accordingly, the focal point FMP of the singular peak light LEP is about 0.3 [μm] before the target position QG where the information light beam LM should be focused, as in the case shown in FIG. To position. Here, for convenience of explanation, the depth of the target position QG (that is, the distance from the servo layer 104) is the depth ZG, and the depth of the focal point FMP is the depth ZP.

このとき光ディスク100の記録層101では、図34(A)に示すように、特異ピーク光LEPの焦点FMP近傍において2光子吸収反応が生じることにより、当該記録層101を構成する材料の光吸収が変化して、吸収変化領域RAを形成する。   At this time, in the recording layer 101 of the optical disc 100, as shown in FIG. 34A, a two-photon absorption reaction occurs in the vicinity of the focal point FMP of the singular peak light LEP, so that the light absorption of the material constituting the recording layer 101 is absorbed. By changing, an absorption change region RA is formed.

この吸収変化領域RAは、2光子吸収反応により着色されるため、その周囲と比較して光ビームの透過率が低下している。   Since the absorption change region RA is colored by the two-photon absorption reaction, the transmittance of the light beam is lower than the surrounding area.

一方半導体レーザ3は、特異ピーク光LEPに続いて特異スロープ光LESを出射する際、光学系20(図27(B))の場合と同様に、その発光点を出射端面3Aとする。   On the other hand, when the semiconductor laser 3 emits the singular slope light LES following the singular peak light LEP, its emission point is set as the emission end face 3A as in the case of the optical system 20 (FIG. 27B).

このとき記録層101では、図34(A)に示したように、特異スロープ光LESの焦点FMSが、深さZGである目標位置QG、すなわち吸収変化領域RAの中心から約0.3[μm]遠方に位置している。   At this time, in the recording layer 101, as shown in FIG. 34A, the focal point FMS of the specific slope light LES is about 0.3 [μm from the target position QG having the depth ZG, that is, the center of the absorption change region RA. ] Located far away.

さらに吸収変化領域RAは、2光子吸収反応により着色されているため、特異スロープ光LESの透過率を低下させる。このため特異スロープ光LESのエネルギーは、焦点FMSを中心とした領域ではなく、当該吸収変化領域RAにおける入射面100A側に偏った領域(以下これをエネルギー集中領域REと呼ぶ)に集中する。   Further, since the absorption change region RA is colored by the two-photon absorption reaction, the transmittance of the specific slope light LES is reduced. For this reason, the energy of the specific slope light LES is concentrated not in the region centered on the focal point FMS but in a region (hereinafter referred to as an energy concentration region RE) that is biased toward the incident surface 100A side in the absorption change region RA.

このとき記録層101では、吸収変化領域RA及びエネルギー集中領域REが重なった部分を中心に記録マークRMが形成される。この結果記録マークRMは、目標位置QG及び特異ピーク光LEPの焦点FMPよりも入射面100A側に偏った位置に形成されることになる。   At this time, in the recording layer 101, a recording mark RM is formed around a portion where the absorption change region RA and the energy concentration region RE overlap. As a result, the recording mark RM is formed at a position biased toward the incident surface 100A side with respect to the target position QG and the focal point FMP of the specific peak light LEP.

このように仮想光学系150Vでは、半導体レーザ3から情報光ビームLMとして特異ピーク光LEP及び特異スロープ光LESを順次出射した結果、目標位置QGから入射面100A側に大きくずれた箇所に記録マークRMを形成してしまう。   As described above, in the virtual optical system 150V, the specific peak light LEP and the specific slope light LES are sequentially emitted from the semiconductor laser 3 as the information light beam LM. As a result, the recording mark RM is located at a position greatly deviated from the target position QG toward the incident surface 100A. Will be formed.

[3−4−2.補正レンズによる記録マーク形成位置の補正]
そこで情報光学系150は、補正レンズ162により記録マークRMの形成位置を補正するようになされている。
[3-4-2. Correction of recording mark formation position by correction lens]
Therefore, the information optical system 150 corrects the formation position of the recording mark RM by the correction lens 162.

図35は、情報光学系150における一部の部品を示しており、半導体レーザ3から出射された情報光ビームLMがコリメータレンズ152、補正レンズ162及び対物レンズ118を順次介して光ディスク100へ照射される様子を模式的に表している。   FIG. 35 shows some components in the information optical system 150, and the information light beam LM emitted from the semiconductor laser 3 is irradiated onto the optical disc 100 sequentially through the collimator lens 152, the correction lens 162, and the objective lens 118. Is schematically shown.

すなわち図33に示す情報光学系150は、仮想光学系150Vに補正レンズ162を追加したような構成となっている。   That is, the information optical system 150 shown in FIG. 33 has a configuration in which a correction lens 162 is added to the virtual optical system 150V.

補正レンズ162は、図36に示すように、凸レンズ状でなる凸レンズ部162Aと凹レンズ状でなる凹レンズ部162Bとが接合面162Sにおいて接合されている。   As shown in FIG. 36, in the correction lens 162, a convex lens portion 162A having a convex lens shape and a concave lens portion 162B having a concave lens shape are joined at a joint surface 162S.

凸レンズ部162Aは、情報光ビームLMが入射される入射面162AJが比較的大きな曲率半径の曲面で構成されると共に、当該情報光ビームLMを出射する出射面162AKが比較的小さな曲率半径の曲面で構成されている。   In the convex lens portion 162A, the incident surface 162AJ on which the information light beam LM is incident is configured with a curved surface having a relatively large radius of curvature, and the exit surface 162AK that emits the information light beam LM is a curved surface with a relatively small radius of curvature. It is configured.

また凸レンズ部162Aは、所定のガラス材料M1により構成されている。このガラス材料M1は、波長405[nm]における屈折率N1(405)が1.780であり、分散νd1が53.3となっている。   The convex lens portion 162A is made of a predetermined glass material M1. This glass material M1 has a refractive index N1 (405) at a wavelength of 405 [nm] of 1.780 and a dispersion νd1 of 53.3.

凹レンズ部162Bは、情報光ビームLMが入射される入射面162BJが凸レンズ部162Aの出射面162AKとほぼ同等の曲面で構成されると共に、当該情報光ビームLMを出射する出射面162BKが平面で構成されている。   In the concave lens portion 162B, the incident surface 162BJ on which the information light beam LM is incident is configured with a curved surface substantially equivalent to the exit surface 162AK of the convex lens portion 162A, and the output surface 162BK that emits the information light beam LM is configured with a plane. Has been.

また凹レンズ部162Bは、凸レンズ部162Aと異なる光学特性を有するガラス材料M2により構成されている。このガラス材料M2は、波長405[nm]における屈折率N2(405)が1.789であり、分散νd2が53.3となっている。すなわちガラス材料M2は、ガラス材料M1と比較して、波長405[nm]における屈折率Nがほぼ同等であるものの、分散νdは大きく相違している。   The concave lens portion 162B is made of a glass material M2 having optical characteristics different from those of the convex lens portion 162A. This glass material M2 has a refractive index N2 (405) at a wavelength of 405 [nm] of 1.789 and a dispersion νd2 of 53.3. That is, the glass material M2 has a refractive index N substantially equal to that of the wavelength 405 [nm] as compared with the glass material M1, but the dispersion νd is greatly different.

ここで、ガラス材料M1及びガラス材料M2における光の波長と屈折率との関係を、図37に特性曲線UN1及びUN2として示す。ガラス材料M1及びガラス材料M2は、互いの分散νdが相違していること並びに特性曲線UN1及びUN2が相違してることから分かるように、光の波長が変化したときにおける、互いの屈折率の変化の度合いが相違している。   Here, the relationship between the wavelength of light and the refractive index in the glass material M1 and the glass material M2 is shown as characteristic curves UN1 and UN2 in FIG. As can be seen from the difference in dispersion νd between the glass material M1 and the glass material M2 and the difference in the characteristic curves UN1 and UN2, the change in the refractive index of each other when the wavelength of light changes. The degree of is different.

この補正レンズ162(図36)は、波長405[nm]の光ビームに関し、凸レンズ部162Aのガラス材料M1と凹レンズ部162Bのガラス材料M2とで屈折率Nがほぼ同等となる。このため補正レンズ162は、波長405[nm]の光ビームが入射された際、接合面162Sにおいて当該光ビームを殆ど屈折させることなく透過させる。   This correction lens 162 (FIG. 36) has substantially the same refractive index N for the glass material M1 of the convex lens portion 162A and the glass material M2 of the concave lens portion 162B with respect to the light beam having a wavelength of 405 [nm]. For this reason, when the light beam having a wavelength of 405 [nm] is incident, the correction lens 162 transmits the light beam through the cemented surface 162S with almost no refraction.

これに対し補正レンズ162は、波長405[nm]以外の波長でなる光ビームに関し、凸レンズ部162Aのガラス材料M1と凹レンズ部162Bのガラス材料M2とで屈折率Nが相違する。このため補正レンズ162は、波長405[nm]以外の光ビームが入射された際、接合面162Sにおいて当該光ビームを屈折させ、当該接合面162Sをレンズとして作用させる。   On the other hand, the correction lens 162 has a refractive index N different between the glass material M1 of the convex lens portion 162A and the glass material M2 of the concave lens portion 162B with respect to a light beam having a wavelength other than the wavelength 405 [nm]. Therefore, when a light beam having a wavelength other than 405 [nm] is incident, the correction lens 162 refracts the light beam at the joint surface 162S and causes the joint surface 162S to act as a lens.

すなわち補正レンズ162は、波長404[nm]でなる特異スロープ光LESに対して殆ど作用することなく透過させ、波長398[nm]でなる特異ピーク光LEPに対して接合面162Sを凹レンズとして作用させ発散角を拡大するよう変換する。   That is, the correction lens 162 transmits the singular slope light LES having a wavelength of 404 [nm] with almost no effect, and causes the cemented surface 162S to act as a concave lens for the singular peak light LEP having a wavelength of 398 [nm]. Convert to expand the divergence angle.

この結果補正レンズ162は、当該補正レンズ162が設けられていない仮想光学系150Vの場合と比較して、特異ピーク光LEPの焦点FMPを特異スロープ光LESが入射される入射面100Aから遠ざけることができる。   As a result, the correction lens 162 can move the focal point FMP of the singular peak light LEP away from the incident surface 100A on which the singular slope light LES is incident, as compared with the virtual optical system 150V in which the correction lens 162 is not provided. it can.

焦点FMPについては、仮想光学系150Vの場合(図34(A))と比較して入射面100A側から約0.3[μm]遠方に移動させれば、特異スロープ光LESの焦点FMSが位置する目標位置QG(すなわち深さZG)に合わせることができる。この場合情報光学系150は、図34(A)と対応する図34(B)に示すように、目標位置QGを中心として吸収変化領域RAを形成することができる。   When the focal point FMP is moved about 0.3 [μm] away from the incident surface 100A side as compared with the virtual optical system 150V (FIG. 34A), the focal point FMS of the specific slope light LES is positioned. The target position QG (that is, the depth ZG) can be adjusted. In this case, the information optical system 150 can form the absorption change region RA with the target position QG as the center, as shown in FIG. 34 (B) corresponding to FIG. 34 (A).

しかしながら記録層101内では、この場合であっても、着色されている吸収変化領域RAにおける入射面100A側に偏ってエネルギー集中領域REが形成される。このため記録マークRMは、図34(B)に示すように、依然として目標位置QGから入射面100A側にずれた位置に形成されてしまう。   However, even in this case, in the recording layer 101, the energy concentration region RE is formed biased toward the incident surface 100A side in the colored absorption change region RA. For this reason, as shown in FIG. 34B, the recording mark RM is still formed at a position shifted from the target position QG toward the incident surface 100A.

このため補正レンズ162は、焦点FMPを、入射面100A側から目標位置QG(すなわち深さZG)よりも遠方に移動させるようになされている。   For this reason, the correction lens 162 is configured to move the focal point FMP farther than the target position QG (that is, the depth ZG) from the incident surface 100A side.

ここで、仮想光学系150V(図33)及び情報光学系150(図35)における、情報光ビームLMの波長と焦点FMの深さZMとの関係を、図38にそれぞれ特性曲線UF1及びUF3として示す。   Here, in the virtual optical system 150V (FIG. 33) and the information optical system 150 (FIG. 35), the relationship between the wavelength of the information light beam LM and the depth ZM of the focus FM is shown as characteristic curves UF1 and UF3 in FIG. Show.

因みに図38は、目標位置QGの深さZGを基準位置として、焦点FMの相対的な位置(すなわち深さZM)を縦軸に表している。また図38は、情報光ビームLMの発光点を半導体レーザ3の出射端面3A(図27)に統一した場合における焦点FMの位置を表している。   Incidentally, FIG. 38 shows the relative position of the focus FM (that is, the depth ZM) on the vertical axis with the depth ZG of the target position QG as a reference position. FIG. 38 shows the position of the focus FM when the emission point of the information light beam LM is unified with the emission end face 3A (FIG. 27) of the semiconductor laser 3.

特性曲線UF1から分かるように、仮想光学系150Vの場合、補正レンズ162が設けられていないため、情報光ビームLMの波長に拘わらず焦点FMの深さZMは変化しない。   As can be seen from the characteristic curve UF1, in the case of the virtual optical system 150V, since the correction lens 162 is not provided, the depth ZM of the focal point FM does not change regardless of the wavelength of the information light beam LM.

これに対し特性曲線UF3から分かるように、情報光学系150の場合、補正レンズ162の存在により、情報光ビームLMの波長に応じて焦点FMの深さは変化する。   On the other hand, as can be seen from the characteristic curve UF3, in the case of the information optical system 150, due to the presence of the correction lens 162, the depth of the focus FM changes according to the wavelength of the information light beam LM.

特に情報光学系150は、波長405[nm]付近では焦点FMを基準位置QGと同等の深さZGに位置させるものの、波長398[nm]付近では焦点FMを約0.6[μm]遠方へ移動させることができる。この約0.6[μm]という深さは、図27(B)における位置QNと位置QPとの距離である0.3[μm]よりも大きくなるよう設定された値である。   In particular, the information optical system 150 positions the focus FM at a depth ZG equivalent to the reference position QG near the wavelength 405 [nm], but moves the focus FM to about 0.6 [μm] far away near the wavelength 398 [nm]. Can be moved. This depth of about 0.6 [μm] is a value set to be larger than 0.3 [μm] which is the distance between the position QN and the position QP in FIG.

因みに補正レンズ162は、光学設計に基づき、凸レンズ部162Aの光軸部分における厚さHAを1.3[mm]、凹レンズ部162Bの光軸部分における厚さHBを0.8[mm]とした。また補正レンズ162は、入射面162AJの曲率半径R1を92.178[mm]、出射面162AK及び入射面162BJの曲率半径R2をいずれも4.147[mm]とした。   Incidentally, the correction lens 162 has a thickness HA of 1.3 [mm] at the optical axis portion of the convex lens portion 162A and a thickness HB at the optical axis portion of the concave lens portion 162B of 0.8 [mm] based on the optical design. . In the correction lens 162, the radius of curvature R1 of the incident surface 162AJ is 92.178 [mm], and the radius of curvature R2 of the exit surface 162AK and the incident surface 162BJ is 4.147 [mm].

この結果情報光学系150は、図34(B)と対応する図34(C)に示すように、特異ピーク光LEPにおける焦点FMPを、入射面100A側から見て、特異スロープ光LESにおける焦点FMSが位置する目標位置QGよりも遠方に位置させることができる。   As a result, as shown in FIG. 34C corresponding to FIG. 34B, the information optical system 150 sees the focal point FMP in the singular peak light LEP from the incident surface 100A side, and the focal point FMS in the singular slope light LES. Can be located farther away than the target position QG where is located.

これにより光ディスク100の記録層101では、目標位置QGよりも遠方に位置する焦点FMPを中心として、特異ピーク光LEPによる2光子吸収反応が生じ吸収変化領域RAが形成される。   As a result, in the recording layer 101 of the optical disc 100, a two-photon absorption reaction due to the specific peak light LEP occurs around the focal point FMP located far from the target position QG, and an absorption change region RA is formed.

このとき吸収変化領域RAは、その中心が目標位置QGよりも遠方にあり、且つ入射面100A側の部分が目標位置QGを含むような範囲に形成される。また吸収変化領域RAは、2光子吸収反応により着色される。   At this time, the absorption change region RA is formed in a range in which the center is far from the target position QG and the portion on the incident surface 100A side includes the target position QG. The absorption change region RA is colored by a two-photon absorption reaction.

さらに記録層101では、特異スロープ光LESが入射面100A側から照射されることにより、吸収変化領域RAにおける入射面100A側の部分、すなわち目標位置QGを中心とした部分にエネルギー集中領域REが形成される。この結果記録層101には、目標位置QGを中心として記録マークRMが形成される。   Further, the recording layer 101 is irradiated with the specific slope light LES from the incident surface 100A side, whereby an energy concentration region RE is formed in the portion on the incident surface 100A side in the absorption change region RA, that is, the portion centered on the target position QG. Is done. As a result, a recording mark RM is formed on the recording layer 101 around the target position QG.

因みに図38には、波長398[nm]でなる情報光ビームLMの焦点FMを、補正レンズ162により波長404[nm]のときよりも約0.3[μm]遠方へ移動させる場合の特性曲線UF2も示している。   Incidentally, FIG. 38 shows a characteristic curve when the focus FM of the information light beam LM having a wavelength of 398 [nm] is moved by about 0.3 [μm] farther than the wavelength 404 [nm] by the correction lens 162. UF2 is also shown.

この場合、補正レンズ162の設計として、例えば入射面162AJの曲率半径R1を162.238[mm]、出射面162AK及び入射面162BJの曲率半径R2をいずれも7.240[mm]とすることができる。   In this case, as the design of the correction lens 162, for example, the curvature radius R1 of the incident surface 162AJ is 162.238 [mm], and the curvature radii R2 of the exit surface 162AK and the incident surface 162BJ are both 7.240 [mm]. it can.

このように情報光学系150は、補正レンズ162により、特異スロープ光LESを透過する一方、特異ピーク光LEPを屈折させるようになされている。これにより情報光学系150は、特異スロープ光LESの焦点FMSを目標位置QGに固定したまま、特異ピーク光LEPにおける焦点FMPの深さZPを変化させ、当該焦点FMPを当該焦点FMSと同一の目標位置QGよりも遠方に位置させることができる。   As described above, the information optical system 150 transmits the singular slope light LES and refracts the singular peak light LEP by the correction lens 162. Accordingly, the information optical system 150 changes the depth ZP of the focal point FMP in the singular peak light LEP while fixing the focal point FMS of the singular slope light LES at the target position QG, and makes the focal point FMP the same target as the focal point FMS. It can be located farther than the position QG.

[3−5.動作及び効果]
以上の構成において、光ディスク装置110の情報光学系150は、半導体レーザ3から情報光ビームLMとして特異出力光LEの特異ピーク光LEP及び特異スロープ光LESを順次出力させる。
[3-5. Operation and effect]
In the above configuration, the information optical system 150 of the optical disc apparatus 110 sequentially outputs the singular peak light LEP and the singular slope light LES of the singular output light LE as the information light beam LM from the semiconductor laser 3.

このとき報光学系150は、コリメータレンズ152、補正レンズ162及び対物レンズ118を順次介し、特異ピーク光LEP及び特異スロープ光LESを光ディスク100の記録層101へ順次照射する。   At this time, the reporting optical system 150 sequentially irradiates the recording layer 101 of the optical disc 100 with the specific peak light LEP and the specific slope light LES via the collimator lens 152, the correction lens 162, and the objective lens 118 in order.

補正レンズ162は、波長398[nm]でなる特異ピーク光LEPに対し凹レンズとして作用することによりその発散角を変化させる一方、特異スロープ光LEPをそのまま透過させる(図35)。   The correction lens 162 changes its divergence angle by acting as a concave lens with respect to the singular peak light LEP having a wavelength of 398 [nm], while transmitting the singular slope light LEP as it is (FIG. 35).

対物レンズ118は、特異ピーク光LEP及び特異スロープ光LESをそれぞれ集光することにより、光ディスク100の記録層101内に焦点FMP及びFMSをそれぞれ形成させる。   The objective lens 118 focuses the singular peak light LEP and the singular slope light LES, respectively, thereby forming the focal points FMP and FMS in the recording layer 101 of the optical disc 100, respectively.

このとき情報光学系150は、特異ピーク光LEPの発散角を変化させているため、当該特異ピーク光LEPの焦点FMPを、入射面100A側から見て特異スロープ光の焦点FMSよりも遠方に位置させることができる。   At this time, since the information optical system 150 changes the divergence angle of the singular peak light LEP, the focal point FMP of the singular peak light LEP is positioned farther than the focal point FMS of the singular slope light when viewed from the incident surface 100A side. Can be made.

従って情報光学系150は、記録層101内において、目標位置QGよりも遠方に偏った位置に吸収変化領域RAを形成することができる。このため記録層101では、入射面100A側から特異スロープ光LESが照射された際に、吸収変化領域RAのうち入射面100A側に偏った部分にエネルギー集中領域REが形成される。   Accordingly, the information optical system 150 can form the absorption change region RA in the recording layer 101 at a position biased farther than the target position QG. Therefore, in the recording layer 101, when the specific slope light LES is irradiated from the incident surface 100A side, an energy concentration region RE is formed in a portion of the absorption change region RA that is biased toward the incident surface 100A side.

この結果情報光学系150は、補正レンズ162が設けられていない仮想光学系150Vの場合(図34(A))と異なり、記録マークRMを本来形成すべき位置、すなわち目標位置QGを中心とした位置に形成することができる。   As a result, unlike the virtual optical system 150V in which the correction lens 162 is not provided (FIG. 34A), the information optical system 150 is centered on the position where the recording mark RM should be formed, that is, the target position QG. Can be formed in position.

この結果情報光学系150は、光ディスク100の記録層101に対する情報の記録精度を高めることができる。   As a result, the information optical system 150 can improve the recording accuracy of information on the recording layer 101 of the optical disc 100.

これにより情報光学系150は、例えば既存の記録マークRMを基準として新たな記録マークRMの形成位置を定めるような場合に、誤差の累積により当該新たな記録マークRMの形成位置が本来記録すべき位置から大きく相違してしまうことを防止できる。   As a result, the information optical system 150 should originally record the formation position of the new recording mark RM by accumulating errors when, for example, the formation position of the new recording mark RM is determined based on the existing recording mark RM. It is possible to prevent a significant difference from the position.

ところで特異出力光LEは、時間の経過に伴い特異ピーク光LEPから特異スロープ光LESに切り替わる。このため情報光学系150においては、この切り替わりのタイミングに合わせて情報光ビームLMの光路中で補正レンズを可動する等の手法も考えられる。   By the way, the singular output light LE switches from the singular peak light LEP to the singular slope light LES as time passes. For this reason, in the information optical system 150, a method of moving the correction lens in the optical path of the information light beam LM in accordance with the switching timing can be considered.

しかしながら、特異出力光LEは数十[ps]という極めて短い時間で特異スロープ光LESから特異ピーク光LEPに切り替わるため、一般にこの切り替わりのタイミングに合わせて極めて高速に機械的な動作を行うことは困難といえる。   However, since the singular output light LE switches from the singular slope light LES to the singular peak light LEP in a very short time of several tens [ps], it is generally difficult to perform a mechanical operation at a very high speed in accordance with the switching timing. It can be said.

これに対し情報光学系150は、補正レンズ162の光学特性を利用しており、機械的な動作を伴う必要がないため、安定的に特異スロープ光LESに殆ど影響を及ぼすことなく特異ピーク光LEPの発散角を変化させることができる。   On the other hand, the information optical system 150 uses the optical characteristics of the correction lens 162 and does not need to be accompanied by a mechanical operation. Therefore, the singular peak light LEP stably and hardly affects the singular slope light LES. The divergence angle can be changed.

また補正レンズ162は、通常出力光LNと同様の波長404[nm]でなる特異スロープ光LES対して何ら作用しない一方、波長398[nm]でなる特異ピーク光LEPの発散角を変化させている。   The correction lens 162 does not act on the singular slope light LES having the same wavelength 404 [nm] as the normal output light LN, but changes the divergence angle of the singular peak light LEP having the wavelength 398 [nm]. .

このため補正レンズ162は、通常出力光LNに対しても殆ど影響を及ぼすことがない。従って情報光学系150では、光ディスク100から情報を再生する際に、補正レンズ162に影響されることなく、通常出力光LN又は振動出力光LBでなる情報光ビームLMを目標位置QGに合焦させることができる。   For this reason, the correction lens 162 hardly affects the normal output light LN. Therefore, in the information optical system 150, when reproducing information from the optical disc 100, the information light beam LM composed of the normal output light LN or the vibration output light LB is focused on the target position QG without being affected by the correction lens 162. be able to.

以上の構成によれば、光ディスク装置110の情報光学系150は、半導体レーザ3から情報光ビームLMとして特異ピーク光LEP及び特異スロープ光LESを順次出力させ、補正レンズ162により特異ピーク光LEPの発散角を変化させる。これにより情報光学系150は、記録層101において特異ピーク光LEPによる吸収変化領域RAを遠方へ位置させることができる。この結果情報光学系150は、特異スロープ光LESによるエネルギー集中領域REを目標位置QGの近傍に形成することができるので、光ディスク100に対する情報の記録精度を高めることができる。   According to the above configuration, the information optical system 150 of the optical disc apparatus 110 sequentially outputs the singular peak light LEP and the singular slope light LES as the information light beam LM from the semiconductor laser 3, and the correction lens 162 diverges the singular peak light LEP. Change the corner. Thereby, the information optical system 150 can position the absorption change region RA due to the specific peak light LEP in the recording layer 101 far away. As a result, the information optical system 150 can form the energy concentration region RE by the specific slope light LES in the vicinity of the target position QG, so that the information recording accuracy with respect to the optical disc 100 can be improved.

<4.他の実施の形態>
なお上述した実施の形態においては、補正レンズ162により特異ピーク光LEPの発散角を変化させる一方、特異スロープ光LESの発散角については変化させないようにした場合について述べた。
<4. Other embodiments>
In the above-described embodiment, the case where the divergence angle of the singular peak light LEP is changed by the correction lens 162 while the divergence angle of the singular slope light LES is not changed has been described.

しかしながら本発明はこれに限らず、補正レンズ162により特異スロープ光LESの発散角を変化させる一方、特異ピーク光LEPの発散角を変化させないようにしても良い。この場合、特異スロープ光LESにおける焦点FMSの深さZを特異ピーク光LEPにおける焦点FMPの深さZPに合わせることができる。さらには、補正レンズ162により特異ピーク光LEP及び特異スロープ光LESの発散角をいずれも変化させるようにしても良い。   However, the present invention is not limited to this, and the divergence angle of the singular slope light LES may be changed by the correction lens 162 while the divergence angle of the singular peak light LEP may not be changed. In this case, the depth Z of the focal point FMS in the singular slope light LES can be matched with the depth ZP of the focal point FMP in the singular peak light LEP. Furthermore, the divergence angles of the specific peak light LEP and the specific slope light LES may be changed by the correction lens 162.

また上述した実施の形態においては、凸レンズ状の凸レンズ部162Aと凹レンズ状の凹レンズ部162Bとを接合面162Sにおいて接合させた補正レンズ162を用いる場合について述べた。   In the above-described embodiment, the case where the correction lens 162 in which the convex lens-shaped convex lens portion 162A and the concave lens-shaped concave lens portion 162B are joined at the joint surface 162S has been described.

しかしながら本発明はこれに限らず、他の種々のレンズを組み合わせた補正レンズを用いるようにしても良い。この場合、補正レンズとしては、構成する各レンズの分散が互いに相違することにより、補正レンズ全体として、特異ピーク光LEPの波長398[nm]における屈折率と特異スロープ光LESの波長404[nm]における屈折率とが相違していれば良い。   However, the present invention is not limited to this, and a correction lens in which other various lenses are combined may be used. In this case, as the correction lens, since the dispersion of the constituent lenses is different from each other, the correction lens as a whole has a refractive index at a wavelength 398 [nm] of the singular peak light LEP and a wavelength 404 [nm] of the singular slope light LES. It suffices if the refractive index at is different.

さらに上述した実施の形態においては、凸レンズ部162Aをガラス材料M1により構成すると共に凹レンズ部162Bをガラス材料M2により構成する場合について述べた。   Further, in the above-described embodiment, the case where the convex lens portion 162A is made of the glass material M1 and the concave lens portion 162B is made of the glass material M2 has been described.

しかしながら本発明はこれに限らず、凸レンズ部162A及び凹レンズ部162Bを、それぞれ任意のガラス材料又は樹脂材料等により構成するようにしても良い。この場合、凸レンズ部162Aと凹レンズ部162Bとにおいて、特異スロープ光LESの波長404[nm]における屈折率がほぼ同等であり特異ピーク光LEPの波長398[nm]における屈折率が相違していれば良い。   However, the present invention is not limited to this, and the convex lens portion 162A and the concave lens portion 162B may be made of any glass material or resin material, respectively. In this case, if the refractive index at the wavelength 404 [nm] of the singular slope light LES is approximately equal and the refractive index at the wavelength 398 [nm] of the singular peak light LEP is different between the convex lens portion 162A and the concave lens portion 162B. good.

さらに上述した実施の形態においては、補正レンズ162によって特異ピーク光LEPの発散角を変化させる一方、特異スロープ光LESをそのまま透過するようにした場合について述べた。   Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the divergence angle of the singular peak light LEP is changed by the correction lens 162 while the singular slope light LES is transmitted as it is has been described.

しかしながら本発明はこれに限らず、例えばホログラムや回折格子等、或いはこれらを組み合わせた種々の光学素子により、特異ピーク光LEPの発散角を変化させる一方、特異スロープ光LESをそのまま透過するようにしても良い。   However, the present invention is not limited to this. For example, the divergence angle of the specific peak light LEP is changed by various optical elements such as holograms, diffraction gratings, or the like, and the specific slope light LES is transmitted as it is. Also good.

さらに上述した実施の形態においては、補正レンズ162により、波長398[nm]でなる特異ピーク光LEPの焦点FMPを0.6[μm]遠方へ位置させるようにした場合について述べた。   Further, in the above-described embodiment, the case where the focal point FMP of the singular peak light LEP having the wavelength of 398 [nm] is positioned 0.6 [μm] far away by the correction lens 162 has been described.

しかしながら本発明はこれに限らず、記録マークRMにおける深さ方向の大きさや、エネルギー集中領域REの大きさ等に応じて、焦点FMPの移動幅を任意の値としても良く、要は当該エネルギー集中領域REが目標位置QGを中心に形成されればよい。   However, the present invention is not limited to this, and the movement width of the focal point FMP may be an arbitrary value depending on the size in the depth direction of the recording mark RM, the size of the energy concentration region RE, and the like. The region RE may be formed around the target position QG.

さらに上述した実施の形態においては、特異スロープ光の発光点が半導体レーザ3の出射端面3A(図27(B))に位置し、特異ピーク光の発光点が当該出射端面3Aから約10[μm]内部の点3Bに位置する場合について述べた。   Further, in the above-described embodiment, the emission point of the singular slope light is located on the emission end face 3A (FIG. 27B) of the semiconductor laser 3, and the emission point of the singular peak light is about 10 [μm from the emission end face 3A. The case where it is located at the internal point 3B has been described.

しかしながら本発明はこれに限らず、特異ピーク光LEPの発光点が点3B以外の箇所に位置する場合に適用しても良い。この場合、特異ピーク光LEPの発光点としては、半導体レーザ3の内部又は外部のいずれであっても良い。また特異ピーク光LEPの発光点は、特異スロープ光LESの光軸上にあることが望ましいが、当該光軸上から外れていても良い。この場合、特異ピーク光LEPと特異スロープ光LESとの光軸が相違するため、例えばプリズムを用いて両者の光軸を揃える等すれば良い。   However, the present invention is not limited to this, and may be applied to the case where the emission point of the specific peak light LEP is located at a place other than the point 3B. In this case, the emission point of the specific peak light LEP may be either inside or outside the semiconductor laser 3. The emission point of the singular peak light LEP is preferably on the optical axis of the singular slope light LES, but may be off the optical axis. In this case, since the optical axes of the singular peak light LEP and the singular slope light LES are different, for example, a prism may be used to align both optical axes.

さらに上述した実施の形態においては、記録層101において、特異ピーク光LEPにより2光子吸収反応を生じさせて吸収変化領域RAを形成し、特異スロープ光LESのエネルギー集中領域REと当該吸収変化領域RAとの重複範囲に熱反応を生じさせ記録マークRMを形成する場合について述べた。   Furthermore, in the above-described embodiment, in the recording layer 101, a two-photon absorption reaction is caused by the singular peak light LEP to form the absorption change region RA, and the energy concentration region RE of the singular slope light LES and the absorption change region RA. The case where the recording mark RM is formed by causing a thermal reaction in the overlapping range with the above has been described.

しかしながら本発明はこれに限らず、特異ピーク光LEPにより任意の第1の反応を生じさせ、特異スロープ光LESのエネルギー集中領域REと第1の反応が生じた領域との重複範囲で任意の第2の反応を生じさせ記録マークRMを形成するようにしても良い。この場合記録層101としては、特異ピーク光LEPにより第1の反応を生じ、当該第1の反応が生じた部分に特異スロープ光が照射されることにより第2の反応を生じるような材料により構成されていれば良い。   However, the present invention is not limited to this, and an arbitrary first reaction is caused by the specific peak light LEP, and the arbitrary first in the overlapping range between the energy concentration region RE of the specific slope light LES and the region where the first reaction has occurred. The recording mark RM may be formed by causing the reaction 2. In this case, the recording layer 101 is made of a material that causes the first reaction by the specific peak light LEP and irradiates the portion where the first reaction has occurred with the specific slope light to generate the second reaction. It only has to be done.

さらに上述した実施の形態においては、半導体レーザ3から出射される光ビームLL(情報光ビームLM)の波長を404[nm]とした場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、当該光ビームLLを他の波長とするようにしても良い。この場合、光ディスク100における記録層101の構成材料等を適切に選定することにより、当該記録層101内における目標位置QGの近傍に記録マークRMを適切に形成できれば良い。例えば、波長と集光時のビーム径との関係等を考慮して、当該波長を390〜460[nm]の範囲とすることが考えられる。   Further, in the above-described embodiment, the case where the wavelength of the light beam LL (information light beam LM) emitted from the semiconductor laser 3 is set to 404 [nm] has been described. However, the present invention is not limited to this, and the light beam LL may have other wavelengths. In this case, it is only necessary that the recording mark RM can be appropriately formed in the vicinity of the target position QG in the recording layer 101 by appropriately selecting the constituent material of the recording layer 101 in the optical disc 100. For example, considering the relationship between the wavelength and the beam diameter at the time of condensing, it is conceivable that the wavelength is in the range of 390 to 460 [nm].

さらに上述した実施の形態においては、レーザ制御部2から半導体レーザ3へ矩形状のパルス電流を供給するようにした場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、要は短時間に亘って大きな振動電圧VBでなるパルス電流を半導体レーザ3へ供給すれば良く、例えば正弦波状でなる駆動パルスPDを供給するようにしても良い。   Further, in the above-described embodiment, the case where the rectangular pulse current is supplied from the laser control unit 2 to the semiconductor laser 3 has been described. However, the present invention is not limited to this, and in short, a pulse current having a large oscillating voltage VB may be supplied to the semiconductor laser 3 for a short time. For example, a drive pulse PD having a sine wave shape may be supplied. .

さらに上述した実施の形態においては、半導体レーザ3として一般的な半導体レーザ(ソニー株式会社製、SLD3233等)を用いるようにした場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、要は、p型とn型の半導体を用いてレーザ発振を行ういわゆる半導体レーザであれば良い。さらに好ましくは、敢えて緩和振動を大きく生じさせやすくした半導体レーザを用いると良い。   Further, in the above-described embodiment, the case where a general semiconductor laser (manufactured by Sony Corporation, SLD3233 or the like) is used as the semiconductor laser 3 has been described. However, the present invention is not limited to this, and may be any semiconductor laser that performs laser oscillation using p-type and n-type semiconductors. More preferably, it is preferable to use a semiconductor laser that dares to easily generate a large relaxation oscillation.

さらに上述した実施の形態においては、記録層101が非線形吸収を示す2光子吸収材料を含有するようにした場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、非線形吸収を示す材料として、例えばプラズモン共鳴を生じさせる銀や金のナノ粒子を用いるようにしても良い。また光エネルギーの積算量に応じて記録マークRMを形成する記録層に対して情報光ビームLMを照射するようにしても良い。   Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the recording layer 101 contains a two-photon absorption material exhibiting nonlinear absorption has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, silver or gold nanoparticles that cause plasmon resonance may be used as a material exhibiting nonlinear absorption. Further, the information light beam LM may be applied to the recording layer on which the recording mark RM is formed according to the integrated amount of light energy.

さらに上述した実施の形態においては、記録層101に2T〜11Tのマーク長を有する記録マークRMを形成しても良く、また1Tマークに対して「1」と「0」を割り当て、記録マークRMの有無によって情報を記録するようにしても良い。さらに1つの記録マークRM(すなわち1T)に対して1つの振動出力光LBである必要はなく、2以上の振動出力光LBによって記録マークRMを形成しても良い。   Further, in the above-described embodiment, a recording mark RM having a mark length of 2T to 11T may be formed on the recording layer 101, and “1” and “0” are assigned to the 1T mark to record the recording mark RM. Information may be recorded depending on the presence or absence of. Furthermore, it is not necessary for one recording mark RM (ie, 1T) to be one vibration output light LB, and the recording mark RM may be formed by two or more vibration output lights LB.

さらに上述した実施の形態においては、サーボ層104に案内溝でなる螺旋状のトラックを形成するようにした場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば案内溝に変えてピット等が形成され、或いは案内溝とピット等とが組み合わされていても良い。またサーボ層104のトラックは、螺旋状でなく同心円状であっても良い。   Furthermore, in the above-described embodiment, the case where the spiral track formed of the guide groove is formed in the servo layer 104 has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, a pit or the like may be formed instead of the guide groove, or the guide groove and the pit may be combined. The tracks of the servo layer 104 may be concentric instead of spiral.

さらに上述した実施の形態においては、サーボ光学系130によりサーボ層104を用いてサーボ制御を行うようにした場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば記録層101内に予め位置決めの基準となるサーボ用マークを形成しておき、サーボ光学系130により当該サーボ用マークを用いてサーボ制御を行うようにしても良い。この場合、光ディスク100のサーボ層104を省略することができる。   Further, in the above-described embodiment, the case where servo control is performed using the servo layer 104 by the servo optical system 130 has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, a servo mark serving as a positioning reference may be formed in advance in the recording layer 101, and servo control may be performed using the servo mark by the servo optical system 130. good. In this case, the servo layer 104 of the optical disc 100 can be omitted.

さらに上述した実施の形態においては、空洞でなる記録マークRMを形成するようにした場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば化学変化によって屈折率を局所的に変化させることにより記録マークRMを形成するようにしても良い。   Further, in the above-described embodiment, the case where the recording mark RM formed of a cavity is formed has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the recording mark RM may be formed by locally changing the refractive index by a chemical change.

さらに上述した実施の形態においては、光ディスク100の基板102側から情報光ビームLMを照射するようにした場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、例えば情報光ビームLMを基板103側の面から照射するようにする等、情報光ビームLMをそれぞれいずれの面、もしくは両面から照射するようにしても良い。なお情報光ビームLMを両面から照射する手法については、例えば特許文献2に記載された手法を用いることができる。
特開2008−71433公報
Further, in the above-described embodiment, the case where the information light beam LM is irradiated from the substrate 102 side of the optical disc 100 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the information light beam LM may be irradiated from either or both surfaces, for example, the information light beam LM may be irradiated from the surface on the substrate 103 side. As a method of irradiating the information light beam LM from both sides, for example, the method described in Patent Document 2 can be used.
JP 2008-71433 A

さらに上述した実施の形態においては、光ディスク装置110が光ディスク100に情報を記録し、また当該情報を再生するようにした場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、光ディスク装置110が光ディスク100に対して情報の記録のみを行うようにしても良い。   Further, in the above-described embodiment, the case where the optical disc apparatus 110 records information on the optical disc 100 and reproduces the information has been described. However, the present invention is not limited to this, and the optical disc apparatus 110 may only record information on the optical disc 100.

さらに上述した実施の形態においては、半導体レーザとしての半導体レーザ3と、発散角相違部としての補正レンズ162と、対物レンズとしての対物レンズ118とによって光ピックアップとしての光ピックアップ117を構成する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる半導体レーザと、発散角相違部と、対物レンズとによって光ピックアップを構成するようにしても良い。   Further, in the above-described embodiment, a case where the optical pickup 117 as an optical pickup is configured by the semiconductor laser 3 as a semiconductor laser, the correction lens 162 as a divergence angle difference portion, and the objective lens 118 as an objective lens. Stated. However, the present invention is not limited to this, and an optical pickup may be configured by a semiconductor laser having various other configurations, a divergence angle difference portion, and an objective lens.

さらに上述した実施の形態においては、半導体レーザとしての半導体レーザ3と、発散角相違部としての補正レンズ162と、対物レンズとしての対物レンズ118と、レンズ駆動制御部としての駆動制御部112及び2軸アクチュエータ119とによって光ディスク装置としての光ディスク装置110を構成する場合について述べた。しかしながら本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる半導体レーザと、発散角相違部と、対物レンズと、レンズ駆動制御部によって光ディスク装置を構成するようにしても良い。   Furthermore, in the above-described embodiment, the semiconductor laser 3 as the semiconductor laser, the correction lens 162 as the divergence angle difference portion, the objective lens 118 as the objective lens, and the drive control units 112 and 2 as the lens drive control unit. The case where the optical disk apparatus 110 as the optical disk apparatus is configured by the shaft actuator 119 has been described. However, the present invention is not limited to this, and an optical disk apparatus may be configured by a semiconductor laser having various other configurations, a divergence angle difference unit, an objective lens, and a lens drive control unit.

本発明は、例えば映像コンテンツや音声コンテンツ等のような大容量の情報を光ディスク等の記録媒体に記録し又は再生する光情報記録再生装置等でも利用できる。   The present invention can also be used in, for example, an optical information recording / reproducing apparatus that records or reproduces a large amount of information such as video content or audio content on a recording medium such as an optical disc.

1光子吸収による記録マークの形成の説明に供する略線的断面図である。It is a rough-line sectional drawing with which it uses for description of formation of the recording mark by 1 photon absorption. 2光子吸収による記録マークの形成の説明に供する略線的断面図である。It is an approximate line sectional view used for explanation of formation of a recording mark by two-photon absorption. 記録光ビームにおける光強度の変化の説明に供する略線図である。It is a basic diagram with which it uses for description of the change of the light intensity in a recording light beam. 2光子吸収反応の様子の説明に供する略線図である。It is a basic diagram with which it uses for description of the mode of 2 photon absorption reaction. 短パルス光源装置の構成を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the structure of a short pulse light source device. パルス信号及びレーザ駆動信号を示す略線図である。It is a basic diagram which shows a pulse signal and a laser drive signal. 注入キャリア密度と光子密度との関係(1)の説明に供する略線図である。It is a basic diagram with which it uses for description of the relationship (1) of an injection | pouring carrier density and a photon density. 注入キャリア密度とキャリア密度との関係の説明に供する略線図である。It is a basic diagram with which it uses for description of the relationship between an injection | pouring carrier density and a carrier density. 注入キャリア密度と光子密度との関係(2)の説明に供する略線図である。It is a basic diagram with which it uses for description of the relationship (2) of an injection | pouring carrier density and a photon density. PT1における光子密度の説明に供する略線図である。It is a basic diagram with which it uses for description of the photon density in PT1. PT2における光子密度の説明に供する略線図である。It is a basic diagram with which it uses for description of the photon density in PT2. PT3における光子密度の説明に供する略線図である。It is a basic diagram with which it uses for description of the photon density in PT3. 実際の発光波形を示す略線図である。It is a basic diagram which shows an actual light emission waveform. 駆動信号と光強度との関係を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the relationship between a drive signal and light intensity. 光測定装置の構成を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the structure of a light measuring device. 各パルスの形状を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the shape of each pulse. パルス信号と駆動パルスとの関係を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the relationship between a pulse signal and a drive pulse. 駆動パルスの電圧を変化させたときの光強度特性を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the light intensity characteristic when the voltage of a drive pulse is changed. 駆動パルスの電圧が8.8[V]のときにおける波長特性及び光強度特性を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the wavelength characteristic and light intensity characteristic when the voltage of a drive pulse is 8.8 [V]. 駆動パルスの電圧が13.2[V]のときにおける波長特性及び光強度特性を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the wavelength characteristic and light intensity characteristic in case the voltage of a drive pulse is 13.2 [V]. 駆動パルスの電圧が15.6[V]のときにおける波長特性及び光強度特性を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the wavelength characteristic and light intensity characteristic in case the voltage of a drive pulse is 15.6 [V]. 駆動パルスの電圧が17.8[V]のときにおける波長特性及び光強度特性を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the wavelength characteristic and light intensity characteristic in case the voltage of a drive pulse is 17.8 [V]. 駆動パルスの電圧が38.4[V]のときにおける波長特性及び光強度特性を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the wavelength characteristic and light intensity characteristic in case the voltage of a drive pulse is 38.4 [V]. BPFの有無による光強度特性の相違を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the difference in the light intensity characteristic by the presence or absence of BPF. BPFの有無による波長特性の相違を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the difference in the wavelength characteristic by the presence or absence of BPF. 特異出力光の光強度特性を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the light intensity characteristic of specific output light. 特異出力光における発光点及び焦点の相違の説明に供する略線図である。It is a basic diagram with which it uses for description of the light emission point and the focus in specific output light. 光ディスク装置の全体構成を示す略線図である。1 is a schematic diagram illustrating an overall configuration of an optical disc device. 光ディスクの構成を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the structure of an optical disk. 第1の実施の形態による光ピックアップの構成を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the structure of the optical pick-up by 1st Embodiment. サーボ光ビームの光路を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the optical path of a servo light beam. 情報光ビームの光路を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the optical path of an information light beam. 仮想光学系の構成を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the structure of a virtual optical system. 記録マークの形成の説明に供する略線図である。It is an approximate line figure used for explanation of formation of a recording mark. 情報光学系の構成(1)を示す略線的回路図である。It is a basic circuit diagram which shows the structure (1) of an information optical system. 補正レンズの構成を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the structure of a correction lens. 補正レンズの材料における波長と屈折率との関係Relationship between wavelength and refractive index of correction lens material 波長と焦点位置との関係を示す略線図である。It is a basic diagram which shows the relationship between a wavelength and a focus position.

符号の説明Explanation of symbols

3……半導体レーザ、100……光ディスク、101……記録層、110……光ディスク装置、111……制御部、112……駆動制御部、113……信号処理部、117……光ピックアップ、118……対物レンズ、150……情報光学系、162……補正レンズ、LL……レーザ光、LM……情報光ビーム、LE……特異出力光、LEP……特異ピーク光、LES……特異スロープ光、XP、XS……光軸、FM、FMP、FMS……焦点、QG……目標位置、RA……吸収変化領域、RE……エネルギー集中領域、RM……記録マーク。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 ... Semiconductor laser, 100 ... Optical disk, 101 ... Recording layer, 110 ... Optical disk apparatus, 111 ... Control part, 112 ... Drive control part, 113 ... Signal processing part, 117 ... Optical pick-up, 118 ... Objective lens, 150 ... Information optical system, 162 ... Correction lens, LL ... Laser light, LM ... Information light beam, LE ... Singular output light, LEP ... Singular peak light, LES ... Singular slope Light, XP, XS: Optical axis, FM, FMP, FMS: Focus, QG: Target position, RA: Absorption change area, RE: Energy concentration area, RM: Recording mark.

Claims (8)

パルス状でなり所定の特異電圧でなる駆動パルスが供給された際、パルス状の光強度特性を有する特異ピーク光と、当該特異ピーク光よりも光強度が小さいスロープ状の光強度特性を有し当該特異ピーク光と異なる波長でなる特異スロープ光とを、レーザ光として順次出射する半導体レーザと、
上記レーザ光の波長に応じて上記特異ピーク光及び上記特異スロープ光の発散角を相違させる発散角相違部と、
光ディスクの記録層に対し、上記特異ピーク光を集光し焦点近傍の領域に第1の反応を生じさせた後上記特異スロープ光を集光することにより、上記第1の反応が生じた領域における当該特異スロープ光が照射される側に第2の反応を生じさせ記録マークを形成させる対物レンズと
を有し、
上記発散角相違部は、
上記記録層において上記特異スロープ光の焦点よりも遠方を中心として当該焦点を含む範囲で上記第1の反応を生じさせるよう、上記特異ピーク光及び上記特異スロープ光の発散角を相違させる
光ピックアップ。
When a drive pulse that is pulsed and has a specific voltage is supplied, it has a singular peak light with a pulsed light intensity characteristic and a sloped light intensity characteristic with a light intensity smaller than the singular peak light. A semiconductor laser that sequentially emits, as laser light, singular slope light having a wavelength different from that of the singular peak light;
A divergence angle difference portion that makes the divergence angles of the singular peak light and the singular slope light different according to the wavelength of the laser light,
In the region where the first reaction has occurred, the singular peak light is condensed on the recording layer of the optical disc, the first reaction is caused in the region near the focal point, and then the singular slope light is condensed. An objective lens for generating a second reaction and forming a recording mark on the side irradiated with the specific slope light,
The divergence angle difference part is
An optical pickup in which divergence angles of the singular peak light and the singular slope light are made different from each other so that the first reaction is caused in a range including the focal point with a distance from a focal point of the singular slope light in the recording layer.
上記発散角相違部は、
上記特異スロープ光の発散角を変化させず、上記特異ピーク光の発散角を変化させる
請求項1に記載の光ピックアップ。
The divergence angle difference part is
The optical pickup according to claim 1, wherein a divergence angle of the singular peak light is changed without changing a divergence angle of the singular slope light.
上記半導体レーザは、
光強度が振動しない通常出力光及び上記特異スロープ光を出射する際には出射端面を発光点とする一方、上記特異ピーク光を出射する際には当該出射端面以外の箇所を発光点とする
請求項2に記載の光ピックアップ。
The semiconductor laser is
When emitting normal output light whose intensity does not vibrate and the singular slope light, the emission end face is used as a light emission point, and when emitting the singular peak light, a place other than the emission end face is used as a light emission point. Item 3. The optical pickup according to Item 2.
上記半導体レーザは、
上記特異ピーク光を出射する際には当該半導体レーザの内部における所定箇所を発光点とする
請求項3に記載の光ピックアップ。
The semiconductor laser is
The optical pickup according to claim 3, wherein when emitting the singular peak light, a predetermined location inside the semiconductor laser is a light emitting point.
上記発散角相違部は、
互いに分散が相違する材料でなる第1のレンズ及び第2のレンズを有し、当該第1のレンズ及び当該第2のレンズの間で、上記特異スロープ光の波長における屈折率がほぼ同等である一方、上記特異ピーク光の波長における屈折率が相違する
請求項1に記載の光ピックアップ。
The divergence angle difference part is
It has the 1st lens and 2nd lens which consist of material from which dispersion | distribution differs mutually, and the refractive index in the wavelength of the said specific slope light is substantially equivalent between the said 1st lens and the said 2nd lens. The optical pickup according to claim 1, wherein the refractive index at a wavelength of the specific peak light is different.
上記光ディスクの上記記録層は、
上記特異ピーク光の焦点近傍の領域に2光子吸収反応を生じると共に、当該2光子吸収反応が生じた領域に上記特異スロープ光が集光され熱反応を生じることにより、上記記録マークが形成される
請求項1に記載の光ピックアップ。
The recording layer of the optical disc is
The two-photon absorption reaction occurs in the region near the focal point of the singular peak light, and the singular slope light is condensed in the region where the two-photon absorption reaction occurs to cause a thermal reaction, thereby forming the recording mark. The optical pickup according to claim 1.
半導体レーザに対しパルス状でなり所定の特異電圧でなる駆動パルスを供給することにより、当該半導体レーザから、パルス状の光強度特性を有する特異ピーク光と、当該特異ピーク光よりも光強度が小さいスロープ状の光強度特性を有し当該特異ピーク光と異なる波長でなる特異スロープ光とを、レーザ光として順次出射させる出射ステップと、
上記レーザ光の波長に応じて上記特異ピーク光及び上記特異スロープ光の発散角を相違させる発散角相違ステップと、
光ディスクの記録層に対し、所定の対物レンズにより上記特異ピーク光を集光し焦点近傍の領域に第1の反応を生じさせた後上記特異スロープ光を集光することにより、上記第1の反応が生じた領域における当該特異スロープ光が照射される側に第2の反応を生じさせ記録マークを形成させる集光ステップと
を有し、
上記発散角相違ステップでは、
上記記録層において上記特異スロープ光の焦点よりも遠方を中心として当該焦点を含む範囲で上記第1の反応を生じさせるよう、上記特異ピーク光及び上記特異スロープ光の発散角を相違させる
光情報記録方法。
By supplying a driving pulse that is pulsed and has a predetermined singular voltage to the semiconductor laser, the singular peak light having the pulsed light intensity characteristic from the semiconductor laser and the light intensity is lower than the singular peak light. A step of emitting a specific slope light having a slope-like light intensity characteristic and a wavelength different from that of the specific peak light, as laser light sequentially,
A divergence angle difference step for changing the divergence angles of the singular peak light and the singular slope light according to the wavelength of the laser light,
The first reaction is performed by condensing the singular peak light on a recording layer of the optical disc by a predetermined objective lens, causing the first reaction to occur in a region near the focal point, and then condensing the singular slope light. A condensing step for generating a second reaction and forming a recording mark on the side where the specific slope light is irradiated in the region where
In the above divergence angle difference step,
Optical information recording in which the divergence angles of the singular peak light and the singular slope light are made different in the recording layer so as to cause the first reaction in a range including the focal point with a distance from the focal point of the singular slope light. Method.
パルス状でなり所定の特異電圧でなる駆動パルスが供給された際、パルス状の光強度特性を有する特異ピーク光と、当該特異ピーク光よりも光強度が小さいスロープ状の光強度特性を有し当該特異ピーク光と異なる波長でなる特異スロープ光とを、レーザ光として順次出射する半導体レーザと、
上記レーザ光の波長に応じて上記特異ピーク光及び上記特異スロープ光の発散角を相違させる発散角相違部と、
光ディスクの記録層に対し、上記特異ピーク光を集光し焦点近傍の領域に第1の反応を生じさせた後上記特異スロープ光を集光することにより、上記第1の反応が生じた領域における当該特異スロープ光が照射される側に第2の反応を生じさせ記録マークを形成させる対物レンズと
上記対物レンズを駆動することにより、上記特異ピーク光及び上記特異スロープ光における焦点の位置を制御するレンズ駆動制御部と
を有し、
上記発散角相違部は、
上記記録層において上記特異スロープ光の焦点よりも遠方を中心として当該焦点を含む範囲で上記第1の反応を生じさせるよう、上記特異ピーク光及び上記特異スロープ光の発散角を相違させる
光ディスク装置。

When a drive pulse that is pulsed and has a specific voltage is supplied, it has a singular peak light with a pulsed light intensity characteristic and a sloped light intensity characteristic with a light intensity smaller than the singular peak light. A semiconductor laser that sequentially emits, as laser light, singular slope light having a wavelength different from that of the singular peak light;
A divergence angle difference portion that makes the divergence angles of the singular peak light and the singular slope light different according to the wavelength of the laser light,
In the region where the first reaction has occurred, the singular peak light is condensed on the recording layer of the optical disc, the first reaction is caused in the region near the focal point, and then the singular slope light is condensed. An objective lens that generates a second reaction on the side irradiated with the specific slope light to form a recording mark and driving the objective lens control the position of the focal point in the specific peak light and the specific slope light. A lens drive control unit, and
The divergence angle difference part is
An optical disc apparatus, wherein the divergence angles of the singular peak light and the singular slope light are made different so that the first reaction is caused in the range including the focal point in the recording layer with the center far from the focal point of the singular slope light.

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