JP2011028819A - Optical accumulation device and optical pickup apparatus including the same - Google Patents

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Hideji Orihara
秀治 折原
Takashi Iwamoto
岩本  隆
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an optical accumulation device that can reduce unnecessary radiation and suppress shortening of a lifetime of a semiconductor laser element and breakage of the element, and to provide an optical pickup apparatus including the same. <P>SOLUTION: The optical accumulation device 10 includes: a metal plate 14; a semiconductor laser element 16 that is fixed on the metal plate 14 and emits laser light La; a mirror 17 that is fixed on the metal plate 14 and reflects the laser light La emitted from the semiconductor laser element 16 toward a recording medium D; a hologram element 12 passing the laser light La reflected by the mirror 17 and deflecting returning light Lb that has been reflected by the recording medium D in a prescribed direction; a light-reception element 19 that is fixed on the metal plate 14 and receives the returning light Lb deflected in the prescribed direction; and a high-frequency superimposing circuit element 20 that is fixed on the metal plate 14 and supplying the semiconductor laser element 16 with a high frequency current. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、光ディスク等の記録媒体に情報を記録したり記録媒体に記録されている情報を再生するための光集積デバイス及びこれを備えた光ピックアップ装置に関する。   The present invention relates to an optical integrated device for recording information on a recording medium such as an optical disc or reproducing information recorded on the recording medium, and an optical pickup apparatus including the same.

CD(Compact Disc)やDVD(Digital Versatile Disc)などの光ディスク等の記録媒体に情報を記録したり記録媒体に記録されている情報を再生するための記録再生装置に、光集積デバイス及びこれを備えた光ピックアップ装置が広く用いられている。
光集積デバイスは、一般的に、レーザ光を出射する半導体レーザ素子と、半導体レーザ素子から出射されたレーザ光を光ディスク等の記録媒体に向けて反射するマイクロミラーと、これら半導体レーザ素子及びマイクロミラーを固定すると共に記録媒体からの戻り光を受光して電気信号に光電変換する受光部を備えた基板と、を有して構成されている。
光ピックアップ装置は、一般的に、上述した光集積デバイスと、光集積デバイスから出射されたレーザ光を記録媒体の記録面に合焦するためのレンズと、を有して構成されている。
A recording / reproducing apparatus for recording information on a recording medium such as an optical disc such as a CD (Compact Disc) or a DVD (Digital Versatile Disc), or reproducing information recorded on the recording medium, and an optical integrated device Optical pickup devices are widely used.
An optical integrated device generally includes a semiconductor laser element that emits laser light, a micromirror that reflects the laser light emitted from the semiconductor laser element toward a recording medium such as an optical disk, and the semiconductor laser element and the micromirror. And a substrate having a light receiving portion that receives return light from the recording medium and photoelectrically converts it into an electrical signal.
In general, an optical pickup apparatus is configured to include the above-described optical integrated device and a lens for focusing laser light emitted from the optical integrated device on a recording surface of a recording medium.

ところで、記録媒体からの戻り光の一部が受光部に入射せずに半導体レーザ素子に入射してしまう場合がある。通常、半導体レーザ素子はシングルモードで発振しており、半導体レーザ素子に戻り光の一部が入射するとモードホッピングが生じる。これにより、半導体レーザ素子の出力光量が大きく変化するという戻り光ノイズが発生する。   By the way, a part of the return light from the recording medium may enter the semiconductor laser element without entering the light receiving portion. Usually, the semiconductor laser element oscillates in a single mode, and mode hopping occurs when a part of the return light enters the semiconductor laser element. As a result, the return light noise that the output light quantity of the semiconductor laser element changes greatly is generated.

200MHz以上の周波数で20mA〜30mA以上の振幅を有する高周波電流を発振回路で発生させ、この高周波電流を直流電流に重畳して半導体レーザ素子に供給することにより、半導体レーザ素子をマルチモードで発振させて戻り光ノイズを低減する方法がある。   A high-frequency current having an amplitude of 20 mA to 30 mA or more at a frequency of 200 MHz or more is generated by an oscillation circuit, and this high-frequency current is superimposed on a direct current and supplied to the semiconductor laser element, thereby causing the semiconductor laser element to oscillate in multimode. There is a method for reducing the return light noise.

しかしながら、この方法では、発振周波数に対する高周波成分が不要輻射となる場合がある。不要幅射とは法的規制の対象となっている周波数の輻射であり、規制対象となる電子機器としてのノイズ輻射レベルが法的規制値を下回っていなければならない。また、他の機器への影響の少ない周波数を使用することが求められ、周波数の精度も確保する必要がある。
発振回路によって生成された高周波電流が半導体レーザ素子への供給ラインや電源ラインヘ漏洩し、それぞれのラインが放射アンテナとして作用することによって不要輻射が発生する。そのため、この不要輻射を低減するには、高周波重畳回路と半導体レーザ素子との距離をできるだけ短くすることが望ましい。この距離を短くすることによって、アンテナとなる、半導体レーザ素子への供給ラインを短くすることができるので不要輻射を低減することができる。また、駆動損失も小さくなるため相乗効果が得られる。
このような不要輻射を低減可能とする手段の一例が特許文献1に開示されている。
However, in this method, a high frequency component with respect to the oscillation frequency may become unnecessary radiation. Unwanted range radiation is radiation at a frequency subject to legal regulation, and the noise radiation level of the electronic device subject to regulation must be lower than the legal regulation value. In addition, it is required to use a frequency that has little influence on other devices, and it is necessary to ensure frequency accuracy.
The high frequency current generated by the oscillation circuit leaks to the supply line to the semiconductor laser element and the power supply line, and each line acts as a radiating antenna, thereby generating unnecessary radiation. Therefore, in order to reduce this unnecessary radiation, it is desirable to shorten the distance between the high frequency superimposing circuit and the semiconductor laser element as much as possible. By shortening this distance, the supply line to the semiconductor laser element serving as an antenna can be shortened, so that unnecessary radiation can be reduced. Further, a synergistic effect can be obtained because the driving loss is also reduced.
An example of means for reducing such unnecessary radiation is disclosed in Patent Document 1.

特開2003−109237号公報JP 2003-109237 A

しかしながら、特許文献1に開示されているような光集積デバイス及びこれを備えた光ピックアップ装置では、高周波重畳ICと半導体レーザ素子との距離を短くすることができるので、供給ラインでの不要輻射を低減できるものの、電源ラインヘ漏れ輻射される不要輻射に対しては低減効果が小さいため、さらなる改善が望まれている。   However, in the optical integrated device disclosed in Patent Document 1 and the optical pickup apparatus including the same, the distance between the high frequency superposition IC and the semiconductor laser element can be shortened, so unnecessary radiation in the supply line is reduced. Although it can be reduced, since the reduction effect is small with respect to unnecessary radiation leaked to the power supply line, further improvement is desired.

ところで、半導体レーザ素子は素子温度が上昇すると極端に寿命が短くなるため、実用的には半導体レーザ素子のジャンクション温度を約100℃以下に保持することが望ましい。
特に、光ディスク等の記録媒体に情報を記録したり記録されている情報を再生するための記録再生装置が屋外や車載用として使用される場合、これに用いられる光ピックアップ装置は例えば−(マイナス)30℃〜+(プラス)80℃の広い範囲の温度環境で使用されるため、半導体レーザ素子のジャンクション温度上昇の抑制がより重要となる。
By the way, since the lifetime of the semiconductor laser element is extremely shortened when the element temperature rises, it is practically desirable to keep the junction temperature of the semiconductor laser element at about 100 ° C. or less.
In particular, when a recording / reproducing apparatus for recording information on a recording medium such as an optical disk or reproducing recorded information is used outdoors or on a vehicle, an optical pickup device used for this is, for example, − (minus). Since it is used in a wide temperature range of 30 ° C. to + (plus) 80 ° C., it is more important to suppress an increase in the junction temperature of the semiconductor laser element.

しかしながら、特許文献1に開示されているような光集積デバイス及びこれを備えた光ピックアップ装置では、それぞれ熱源となる、半導体レーザ素子、高周波重畳IC、及び受光部が互いに隣接して集積されているので、各素子が互いの熱の影響を受けて温度上昇しやすくなる。このため、半導体レーザ素子の出力を所望の値にすることができなくなったり、所望の出力を得るために半導体レーザ素子へ流す駆動電流を増加させると、半導体レーザ素子のジャンクション温度が上昇して寿命が短くなったり素子が破壊してしまう場合があり、さらなる改善が望まれている。   However, in the optical integrated device disclosed in Patent Document 1 and the optical pickup device including the same, a semiconductor laser element, a high-frequency superposition IC, and a light receiving unit that are heat sources are integrated adjacent to each other. Therefore, the temperature of each element is likely to increase due to the influence of heat from each other. For this reason, if the output of the semiconductor laser element cannot be set to a desired value, or if the drive current passed to the semiconductor laser element is increased in order to obtain the desired output, the junction temperature of the semiconductor laser element rises and the lifetime is increased. May be shortened or the element may be destroyed, and further improvement is desired.

ここで、半導体レーザ素子の寿命が短くなったり素子が破壊してしまう理由について図11を用いて説明する。図11は半導体レーザ素子を等価回路で示した図である。   Here, the reason why the lifetime of the semiconductor laser element is shortened or the element is destroyed will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a diagram showing a semiconductor laser element in an equivalent circuit.

図11に示すように、半導体レーザ素子100は、内部抵抗R100と寄生容量C100との並列回路で表すことができる。一般的に、内部抵抗R100は5Ω〜15Ωの範囲内であり、寄生容量C100は50pF〜100pFの範囲内である。高周波重畳電流は交流なので交流抵抗を計算すると、例えば、寄生容量C100を75pF、周波数を400MHzとすると、寄生容量C100の交流抵抗は1/2πfCで表せるので5.3Ωとなる。内部抵抗R100と寄生容量C100の交流抵抗は近い値になっているため、半導体レーザ素子100に高周波重畳電流を流しても、高周波重畳電流の一部が内部抵抗R100と寄生容量C100の交流抵抗の比率に応じて寄生容量C100に流れてしまう。そのため、内部抵抗R100に流れる高周波重畳電流、即ち発光に寄与する高周波重畳電流が減少してしまうため、その分、より大きな高周波重畳電流を半導体レーザ素子100に流す必要があった。これにより、電源ラインからの不要輻射が大きくなったり、高周波重畳ICの温度が上昇し、この熱の影響を受けて半導体レーザ素子の温度が上昇して素子寿命が短くなったり素子が破壊してしまう場合があった。   As shown in FIG. 11, the semiconductor laser device 100 can be represented by a parallel circuit of an internal resistance R100 and a parasitic capacitance C100. Generally, the internal resistance R100 is in the range of 5Ω to 15Ω, and the parasitic capacitance C100 is in the range of 50 pF to 100 pF. When the AC resistance is calculated because the high-frequency superimposed current is AC, for example, when the parasitic capacitance C100 is 75 pF and the frequency is 400 MHz, the AC resistance of the parasitic capacitance C100 can be expressed by 1 / 2πfC, and thus becomes 5.3Ω. Since the AC resistances of the internal resistance R100 and the parasitic capacitance C100 are close to each other, even if a high frequency superimposed current is passed through the semiconductor laser element 100, a part of the high frequency superimposed current is the AC resistance of the internal resistance R100 and the parasitic capacitance C100. Depending on the ratio, it flows to the parasitic capacitance C100. For this reason, the high-frequency superimposed current flowing through the internal resistor R100, that is, the high-frequency superimposed current that contributes to light emission, decreases, and accordingly, a larger high-frequency superimposed current needs to flow through the semiconductor laser device 100. As a result, unnecessary radiation from the power supply line increases, the temperature of the high frequency superposition IC rises, the temperature of the semiconductor laser element rises due to the influence of this heat, and the element life is shortened or the element is destroyed. There was a case.

本発明は上記課題を鑑みてなされたものであり、不要輻射を低減可能とし、半導体レーザ素子の寿命が短くなったり素子が破壊してしまうことを抑制可能とする光集積デバイス及びこれを備えた光ピックアップ装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above problems, and includes an optical integrated device that can reduce unnecessary radiation and that can suppress the lifetime of the semiconductor laser element from being shortened or the element from being destroyed. An object of the present invention is to provide an optical pickup device.

上記の課題を解決するために、本発明は次の光集積デバイス及びこれを備えた光ピックアップ装置を提供する。
1)金属プレート(14)と、前記金属プレート上に固定されてレーザ光(La)を出射する半導体レーザ素子(16)と、前記金属プレート上に固定されて前記半導体レーザ素子から出射された前記レーザ光を記録媒体(D)に向けて反射するミラー部(17)と、前記ミラー部で反射した前記レーザ光を透過し、前記記録媒体で反射した戻り光(Lb)を所定の方向に偏向するホログラム素子(12)と、前記金属プレート上に固定されて前記所定の方向に偏向された前記戻り光を受光する受光素子(19)と、前記金属プレート上に固定されて前記半導体レーザ素子に高周波電流を供給する高周波重畳回路素子(20)と、を備えていることを特徴とする光集積デバイス(10)。
2)前記高周波重畳回路素子は、高周波電流を発振する発振回路(31)と、前記発振回路で発振された前記高周波電流を通過させ、前記高周波電流よりも周波数の高い高調波成分を除去するハイカットフィルタ回路(32)と、前記ハイカットフィルタ回路を通過した前記高周波電流を出力電流として前記半導体レーザ素子に出力する出力回路(33)と、前記出力電流を制御する電流制御信号を前記出力回路に出力する基準電流発生回路(34)と、を備えていることを特徴とする1)記載の光集積デバイス。
3)前記発振回路で発振した前記高周波電流の周波数を低くする分周回路(61)をさらに備え、前記分周回路は、前記低くなされた周波数を検出するための出力パッド(62)、及び前記分周回路を外部から制御するための入力パッド(63)を備えていることを特徴とする2)記載の光集積デバイス。
4)前記出力回路と前記半導体レーザ素子とを接続し、前記出力回路から前記出力電流が出力されているときには前記出力電流を前記半導体レーザ素子に出力し、前記出力回路から前記出力電流が出力されていないときには、前記出力回路の出力側を接地する保護回路(65)をさらに備えていることを特徴とする2)記載の光集積デバイス。
5)前記高周波重畳回路素子は、高周波電流を発振する発振回路(331)と、前記発振回路で発振された前記高周波電流の周波数を低くする分周回路(361)と、前記分周回路で前記周波数を低くなされた高周波電流を通過させ、前記低くなされた周波数よりも高い周波数を有する高調波成分を除去するハイカットフィルタ回路(32)と、前記ハイカットフィルタ回路を通過した高周波電流を出力電流として前記半導体レーザ素子に出力する出力回路(33)と、前記出力電流を制御する電流制御信号を前記出力回路に出力する基準電流発生回路(34)と、を備えていることを特徴とする1)記載の光集積デバイス。
6)前記半導体レーザ素子は、第1導電型の半導体基板(41)と、前記半導体基板上に形成された第1導電型の第1のクラッド層(43)と、前記第1のクラッド層上に形成された活性層(44)と、前記活性層上に形成された第2導電型の第2のクラッド層(45)と、前記第2のクラッド層上の所定の領域に形成された第2導電型のリッジ(49)と、前記第2のクラッド層上の前記所定の領域とは異なる領域に順次形成された第1導電型の第1の電流狭窄層(51)及び第2の電流狭窄層(52)と、を備え、前記第1の電流狭窄層は、前記第2の電流狭窄層よりもキャリア濃度が低いことを特徴とする1)〜5)のいずれかに記載の光集積デバイス。
7)1)〜6)のいずれかに記載の光集積デバイスと、前記光集積デバイスを保持するベース部(3)と、前記光集積デバイスから出射されたレーザ光を前記記録媒体の記録面に合焦させるレンズ(2)と、を備えていることを特徴とする光ピックアップ装置(1)。
In order to solve the above-described problems, the present invention provides the following optical integrated device and an optical pickup apparatus including the same.
1) a metal plate (14), a semiconductor laser element (16) fixed on the metal plate and emitting laser light (La), and the semiconductor laser element fixed on the metal plate and emitted from the semiconductor laser element A mirror part (17) for reflecting the laser light toward the recording medium (D), and the return light (Lb) reflected by the recording medium that transmits the laser light reflected by the mirror part in a predetermined direction. A hologram element (12) for receiving, a light receiving element (19) for receiving the return light fixed on the metal plate and deflected in the predetermined direction, and a semiconductor laser element fixed on the metal plate for the semiconductor laser element An optical integrated device (10) comprising: a high-frequency superimposed circuit element (20) for supplying a high-frequency current.
2) The high frequency superimposing circuit element includes an oscillation circuit (31) that oscillates a high frequency current and a high cut that passes the high frequency current oscillated by the oscillation circuit and removes higher harmonic components having a frequency higher than the high frequency current. A filter circuit (32); an output circuit (33) that outputs the high-frequency current that has passed through the high-cut filter circuit as an output current to the semiconductor laser element; and a current control signal that controls the output current is output to the output circuit. The optical integrated device according to 1), further comprising a reference current generating circuit (34).
3) further comprising a frequency divider circuit (61) for lowering the frequency of the high-frequency current oscillated by the oscillation circuit, the frequency divider circuit detecting an output pad (62) for detecting the lowered frequency; 2. The optical integrated device according to 2), further comprising an input pad (63) for externally controlling the frequency dividing circuit.
4) The output circuit is connected to the semiconductor laser element, and when the output current is output from the output circuit, the output current is output to the semiconductor laser element, and the output current is output from the output circuit. The optical integrated device according to 2), further comprising a protection circuit (65) for grounding the output side of the output circuit when the output circuit is not connected.
5) The high-frequency superposition circuit element includes an oscillation circuit (331) that oscillates a high-frequency current, a frequency divider (361) that lowers the frequency of the high-frequency current oscillated by the oscillation circuit, and the frequency divider circuit A high-cut filter circuit (32) that passes a high-frequency current having a low frequency and removes harmonic components having a frequency higher than the low-frequency, and the high-frequency current that has passed through the high-cut filter circuit as an output current. 1) Description comprising an output circuit (33) for outputting to a semiconductor laser element and a reference current generating circuit (34) for outputting a current control signal for controlling the output current to the output circuit. Optical integrated devices.
6) The semiconductor laser device includes a first conductivity type semiconductor substrate (41), a first conductivity type first clad layer (43) formed on the semiconductor substrate, and the first clad layer. An active layer (44) formed on the active layer, a second conductivity type second clad layer (45) formed on the active layer, and a second region formed on a predetermined region on the second clad layer. A second conductivity type ridge (49), a first conductivity type first current confinement layer (51) sequentially formed in a region different from the predetermined region on the second cladding layer, and a second current; The optical integration according to any one of 1) to 5), wherein the first current confinement layer has a carrier concentration lower than that of the second current confinement layer. device.
7) The optical integrated device according to any one of 1) to 6), a base unit (3) that holds the optical integrated device, and laser light emitted from the optical integrated device on the recording surface of the recording medium An optical pickup device (1) comprising a lens (2) for focusing.

本発明によれば、不要輻射の低減が可能になり、半導体レーザ素子の短寿命化や素子破壊の抑制が可能になるという効果を奏する。   According to the present invention, it is possible to reduce unnecessary radiation, and it is possible to shorten the life of the semiconductor laser element and to suppress element destruction.

本発明に係る光集積デバイス及びこれを備えた光ピックアップ装置の実施例を説明するための模式的斜視図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic perspective view for explaining an embodiment of an optical integrated device according to the present invention and an optical pickup device including the same. 本発明に係る光集積デバイス及びこれを備えた光ピックアップ装置の実施例を説明するための模式的斜視図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a schematic perspective view for explaining an embodiment of an optical integrated device according to the present invention and an optical pickup device including the same. 本発明に係る光集積デバイスの実施例を説明するための模式的斜視図である。It is a typical perspective view for demonstrating the Example of the optical integrated device which concerns on this invention. 実施例1の高周波重畳ICを説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the high frequency superimposition IC of Example 1. FIG. 実施例1の高周波重畳ICにおける出力回路を説明するための回路図である。FIG. 3 is a circuit diagram for explaining an output circuit in the high-frequency superposition IC according to the first embodiment. 本発明に係る光集積デバイスにおける半導体レーザ素子の実施例を説明するための模式的断面図である。It is typical sectional drawing for demonstrating the Example of the semiconductor laser element in the optical integrated device which concerns on this invention. 実施例2の高周波重畳ICを説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the high frequency superimposition IC of Example 2. FIG. 実施例3の高周波重畳ICを説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the high frequency superimposition IC of Example 3. FIG. 実施例3の高周波重畳ICにおける半導体レーザ保護回路を説明するための回路図である。FIG. 6 is a circuit diagram for explaining a semiconductor laser protection circuit in a high frequency superposition IC of Example 3. 実施例4の高周波重畳ICを説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating the high frequency superimposition IC of Example 4. FIG. 半導体レーザ素子を等価回路で示した図である。It is the figure which showed the semiconductor laser element by the equivalent circuit.

本発明の実施の形態を、好ましい実施例1〜4により図1〜図10を用いて説明する。   Embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS.

<実施例1>
[光ピックアップ装置の構成について]
図1に示すように、光ピックアップ装置1は、記録光又は再生光となるレーザ光Laを光ディスクDに向けて出射すると共に、光ディスクDで反射した戻り光Lbを受光する光集積デバイス10と、光集積デバイス10から出射されたレーザ光Laを光ディスクDの記録面(図示せず)に合焦させる対物レンズ2と、光集積デバイス10及び対物レンズ2を保持するベース部3と、を有して構成されている。
なお、図1では説明をわかりやすくするために、ベース部3を光集積デバイス10の近傍の領域のみに示している。
<Example 1>
[Configuration of optical pickup device]
As shown in FIG. 1, an optical pickup device 1 emits a laser beam La serving as recording light or reproduction light toward an optical disc D, and receives an optical integrated device 10 that receives return light Lb reflected by the optical disc D; An objective lens 2 that focuses the laser light La emitted from the optical integrated device 10 on a recording surface (not shown) of the optical disc D; and a base portion 3 that holds the optical integrated device 10 and the objective lens 2. Configured.
In FIG. 1, the base portion 3 is shown only in the vicinity of the optical integrated device 10 for easy understanding.

[光集積デバイス10の構成について]
光集積デバイス10について図1と共に図2及び図3を用いて説明する。
[Configuration of Optical Integrated Device 10]
The optical integrated device 10 will be described with reference to FIGS. 2 and 3 together with FIG.

図1に示すように、光集積デバイス10は、筐体11と、筐体11に固定されたホログラム素子12と、筐体11から外部に向かって突出する端子群13a,13bと、を有して構成されている。端子群13a,13bはフレキシブルワイヤ(又はフレキシブル配線板)Fa,Fbの一端側に接続されている。また、フレキシブルワイヤFa,Fbの他端側は図示しない外部の回路に接続されている。
筐体11は、樹脂又はセラミックを主成分とする材料を成形することにより形成される。
As illustrated in FIG. 1, the optical integrated device 10 includes a housing 11, a hologram element 12 fixed to the housing 11, and terminal groups 13 a and 13 b that protrude outward from the housing 11. Configured. The terminal groups 13a and 13b are connected to one end side of the flexible wires (or flexible wiring boards) Fa and Fb. The other ends of the flexible wires Fa and Fb are connected to an external circuit (not shown).
The casing 11 is formed by molding a material mainly composed of resin or ceramic.

図2は、光集積デバイス10の筐体11の内部を示すものであり、説明をわかりやすくするために図1の筐体11及び群13a,13bを省略して示している。   FIG. 2 shows the inside of the housing 11 of the optical integrated device 10, and the housing 11 and the groups 13a and 13b in FIG. 1 are omitted for easy understanding.

図2に示すように、光集積デバイス10は、ベース部3(図1参照)に固定された熱伝導率の高い金属プレート14と、金属プレート14上に固定されたサブマウント15上に固定されて記録光または再生光となるレーザ光Laを出射する半導体レーザ素子16と、半導体レーザ素子16から出射されたレーザ光Laを光ディスクDに向けて反射するマイクロミラー17と、光ディスクDで反射しホログラム素子12で偏向された戻り光Lbを受光して電気信号に光電変換する受光部18を有する受光素子19と、戻り光ノイズを抑制するために半導体レーザ素子16に対して高周波変調を行う高周波重畳IC(高周波重畳回路素子と称す場合がある)20と、を有して構成されている。   As shown in FIG. 2, the optical integrated device 10 is fixed on a metal plate 14 having high thermal conductivity fixed to the base portion 3 (see FIG. 1) and a submount 15 fixed on the metal plate 14. The semiconductor laser element 16 that emits laser light La that becomes recording light or reproduction light, the micromirror 17 that reflects the laser light La emitted from the semiconductor laser element 16 toward the optical disk D, and the hologram that is reflected by the optical disk D A light receiving element 19 having a light receiving portion 18 that receives the return light Lb deflected by the element 12 and photoelectrically converts it to an electrical signal, and a high frequency superposition that performs high frequency modulation on the semiconductor laser element 16 to suppress return light noise. IC (sometimes referred to as a high-frequency superposition circuit element) 20.

マイクロミラー17は、ガラス材を機械加工することによって、または単結晶のSi(シリコン)材をエッチング処理することによって形成される。マイクロミラー17の反射面には金属膜又は多層の誘電体膜を形成することが望ましい。これにより、反射面の反射率を向上させることができる。   The micromirror 17 is formed by machining a glass material or etching a single crystal Si (silicon) material. It is desirable to form a metal film or a multilayer dielectric film on the reflection surface of the micromirror 17. Thereby, the reflectance of a reflective surface can be improved.

ところで、ホログラム素子12で偏向された戻り光Lbの一部が散乱して高周波重畳IC20に照射される場合がある。このような不要光が高周波重畳IC20に照射されると高周波重畳IC20が誤動作する虞があるため、高周波重畳IC20の内部に不要光を遮光する遮光膜を設けておくことが好ましい。   Incidentally, a part of the return light Lb deflected by the hologram element 12 may be scattered and applied to the high frequency superposition IC 20. When such unnecessary light is irradiated onto the high frequency superimposing IC 20, the high frequency superimposing IC 20 may malfunction, and therefore, it is preferable to provide a light shielding film that shields unnecessary light inside the high frequency superimposing IC 20.

図3に示すように、半導体レーザ素子16及びサブマウント15と高周波重畳IC20とはボンディングワイヤー21によって電気的に接続されている。高周波重畳IC20と端子群13aとはボンディングワイヤー21によって電気的に接続されている。受光素子19と端子群13bとはボンディングワイヤー21によって電気的に接続されている。
特に半導体レーザ素子16及びサブマウント15と高周波重畳IC20との距離を短くすることが望ましい。半導体レーザ素子16及びサブマウント15と高周波重畳IC20との距離を短くすることによって、これらを接続するボンディングワイヤー21の長さを短くすることができるので、ボンディングワイヤー21のインピーダンスをその長さに応じて小さくすることができる。これにより、ボンディングワイヤー21が放射アンテナとして作用しにくくなるため、半導体レーザ素子16への供給ラインでの不要輻射の発生を抑制することができる。
As shown in FIG. 3, the semiconductor laser element 16 and the submount 15 and the high frequency superposition IC 20 are electrically connected by a bonding wire 21. The high frequency superposition IC 20 and the terminal group 13a are electrically connected by a bonding wire 21. The light receiving element 19 and the terminal group 13b are electrically connected by a bonding wire 21.
In particular, it is desirable to shorten the distance between the semiconductor laser element 16 and the submount 15 and the high frequency superposition IC 20. By shortening the distance between the semiconductor laser element 16 and the submount 15 and the high frequency superposition IC 20, the length of the bonding wire 21 connecting them can be shortened. Can be made smaller. This makes it difficult for the bonding wire 21 to act as a radiating antenna, so that it is possible to suppress the occurrence of unnecessary radiation in the supply line to the semiconductor laser element 16.

また、高周波重畳IC20のアース及び受光素子19のアースは金属プレート14に接続されており、半導体レーザ素子16のアースはサブマウント15及び高周波重畳IC20を介して金属プレート14に接続されている。   The ground of the high frequency superposition IC 20 and the ground of the light receiving element 19 are connected to the metal plate 14, and the ground of the semiconductor laser element 16 is connected to the metal plate 14 via the submount 15 and the high frequency superposition IC 20.

[光集積デバイスを備えた光ピックアップ装置の動作について]
上述した光集積デバイス10を備えた光ピックアップ装置1の動作方法、例えば再生方法について同じく図1〜図3を用いて説明する。
[Operation of optical pickup apparatus including optical integrated device]
An operation method of the optical pickup apparatus 1 including the optical integrated device 10 described above, for example, a reproduction method will be described with reference to FIGS.

高周波重畳IC20から、直流電流に高周波電流を重畳させた駆動電流を半導体レーザ素子16に供給する。ここで、直流電流に高周波電流を重畳させる理由は、半導体レーザ素子16をシングルモードではなくマルチモードで発振させるためであり、半導体レーザ素子16がマルチモードで発振するための高周波電流の周波数は例えば200MHz以上である。
そして、半導体レーザ素子16は、駆動電流が閾値を越えるとマルチモードで発振してレーザ光Laを出射する。
半導体レーザ素子16から出射されたレーザ光Laは、マイクロミラー17によって光ディスクDに向けて反射され、対物レンズ2によって光ディスクDの記録面(図示せず)に合焦される。
光ディスクDの記録面で反射した戻り光Lbは、対物レンズ2を透過し、ホログラム素子12によって偏向されて受光素子19の受光部18に到達する。
受光部18に到達した戻り光Lbは受光部18で電気信号に光電変換され、ボンディングワイヤー21、端子群13b、及びフレキシブルワイヤFbを介して外部に出力される。
A driving current obtained by superimposing a high frequency current on a direct current is supplied from the high frequency superposition IC 20 to the semiconductor laser element 16. Here, the reason why the high frequency current is superimposed on the direct current is to cause the semiconductor laser element 16 to oscillate in the multimode instead of the single mode, and the frequency of the high frequency current for the semiconductor laser element 16 to oscillate in the multimode is, for example, 200 MHz or higher.
The semiconductor laser element 16 oscillates in a multimode and emits laser light La when the drive current exceeds a threshold value.
The laser beam La emitted from the semiconductor laser element 16 is reflected toward the optical disc D by the micromirror 17 and focused on the recording surface (not shown) of the optical disc D by the objective lens 2.
The return light Lb reflected by the recording surface of the optical disk D passes through the objective lens 2, is deflected by the hologram element 12, and reaches the light receiving portion 18 of the light receiving element 19.
The return light Lb reaching the light receiving unit 18 is photoelectrically converted into an electric signal by the light receiving unit 18 and is output to the outside through the bonding wire 21, the terminal group 13b, and the flexible wire Fb.

上述した光集積デバイス及びこれを備えた光ピックアップ装置によれば、それぞれ熱源となる半導体レーザ素子、受光素子、及び高周波重畳ICが熱伝導率の高い金属プレートにそれぞれ固定されているため、半導体レーザ素子、受光素子、及び高周波重畳ICを駆動させた際にその素子から発生する熱を金属プレートに効率的に放熱することができる。
また、金属プレートはベース部3に固定されているため、金属プレートの熱をベース部に効率的に放熱することができる。
従って、半導体レーザ素子、受光素子、及び高周波重畳ICを駆動させた際にその素子から発生する熱を、金属プレート及びベース部に効率的に放熱することができるので、これら素子が互いに近接して集積化されている場合においても、半導体レーザ素子の素子温度の上昇を従来よりも抑制することが可能になり、例えば半導体レーザ素子のジャンクション温度を約100℃以下に保持することが可能になる。
According to the above-described optical integrated device and the optical pickup device including the same, the semiconductor laser element, the light receiving element, and the high-frequency superposition IC, each serving as a heat source, are respectively fixed to a metal plate having high thermal conductivity. When the element, the light receiving element, and the high frequency superposition IC are driven, heat generated from the element can be efficiently radiated to the metal plate.
Moreover, since the metal plate is being fixed to the base part 3, the heat of a metal plate can be efficiently radiated | emitted to a base part.
Therefore, when the semiconductor laser element, the light receiving element, and the high frequency superposition IC are driven, the heat generated from the elements can be efficiently radiated to the metal plate and the base portion. Even in the case of integration, it is possible to suppress an increase in the element temperature of the semiconductor laser element as compared with the conventional case. For example, the junction temperature of the semiconductor laser element can be maintained at about 100 ° C. or less.

また、上述した光集積デバイス及びこれを備えた光ピックアップ装置によれば、従来よりも放熱性が向上するため、半導体レーザ素子が高周波重畳ICで発生する熱の影響を受けにくくなるので、半導体レーザ素子及びサブマウントと高周波重畳ICとの距離を短くすることが可能になる。
半導体レーザ素子及びサブマウントと高周波重畳ICとの距離を短くすることによって、これらを接続するボンディングワイヤーの長さを短くすることができるので、ボンディングワイヤーのインピーダンスをその長さに応じて小さくすることができる。ボンディングワイヤーのインピーダンスを小さくすることにより、半導体レーザ素子への駆動電流の供給ラインでの不要輻射を低減することができる。
また、金属プレートはボンディングワイヤーよりもインピーダンスが非常に低いので、電源ラインヘ漏れ輻射される不要輻射を低減することできる。
Further, according to the above-described optical integrated device and the optical pickup device including the same, since the heat dissipation is improved as compared with the conventional one, the semiconductor laser element is less susceptible to the heat generated by the high frequency superposition IC. It is possible to shorten the distance between the element and the submount and the high frequency superposition IC.
By shortening the distance between the semiconductor laser element and the submount and the high frequency superposition IC, the length of the bonding wire for connecting them can be shortened, so that the impedance of the bonding wire is reduced according to the length. Can do. By reducing the impedance of the bonding wire, unnecessary radiation in the drive current supply line to the semiconductor laser element can be reduced.
In addition, since the metal plate has an impedance much lower than that of the bonding wire, it is possible to reduce unnecessary radiation leaked to the power supply line.

ところで、高周波重畳IC20は、半導体レーザ素子16の近傍に配置されているため、高周波重畳IC20と半導体レーザ素子16とは互いに略同じ素子温度を有する。高周波重畳IC20は自身の素子温度で高周波電流が制御されるため負の温度係数を有するように設計することが望ましい。即ち、高周波重畳IC20の素子温度が高くなるほど出力される高周波電流が小さくなるように設計することが望ましい。
これにより、高周波重畳IC20の素子温度が高くなるほど出力される高周波電流が小さくなるので、半導体レーザ素子16の素子温度の上昇を抑制することができ、半導体レーザ素子16の短寿命化や破壊を抑制することができる。
By the way, since the high frequency superposition IC 20 is disposed in the vicinity of the semiconductor laser element 16, the high frequency superposition IC 20 and the semiconductor laser element 16 have substantially the same element temperature. The high frequency superposition IC 20 is desirably designed to have a negative temperature coefficient because the high frequency current is controlled by its own element temperature. That is, it is desirable to design so that the higher the element temperature of the high frequency superposition IC 20 is, the smaller the output high frequency current is.
As a result, the higher the element temperature of the high-frequency superposition IC 20, the smaller the output high-frequency current, so that the increase in the element temperature of the semiconductor laser element 16 can be suppressed, and the shortening of the life and destruction of the semiconductor laser element 16 can be suppressed. can do.

また、高周波重畳IC20に例えばスパイラルコイルを有するLC回路を形成し、このLC回路を用いて駆動電流を半導体レーザ素子16に供給するようにしてもよい。
これにより、さらに不要輻射が低減されると共に、素子温度の変化による高周波電流の周波数の変動が低減されるため、より高い精度の高周波電流を半導体レーザ素子16に供給することができる。
Further, an LC circuit having, for example, a spiral coil may be formed in the high frequency superposition IC 20, and a drive current may be supplied to the semiconductor laser element 16 using this LC circuit.
As a result, unnecessary radiation is further reduced, and fluctuations in the frequency of the high-frequency current due to changes in the element temperature are reduced, so that a higher-accuracy high-frequency current can be supplied to the semiconductor laser element 16.

[高周波重畳ICについて]
ここで、上述した高周波重畳IC20について図4及び図5を用いて説明する。
[About high frequency superposition IC]
Here, the above-described high-frequency superposition IC 20 will be described with reference to FIGS.

図4に示すように、高周波重畳IC20は、IC内部に互いに並列接続されたインダクタンスL1及び寄生容量C1を有する発振回路31と、ハイカットフィルタ回路32と、出力回路33と、基準電流発生回路34と、を備えている。
発振回路31はハイカットフィルタ回路32に接続されており、ハイカットフィルタ回路32は出力回路33に接続されており、出力回路33は半導体レーザ素子16のアノードと基準電流発生回路34とにそれぞれ接続されている。なお、半導体レーザ素子16のカソードは接地されている。
As shown in FIG. 4, the high frequency superposition IC 20 includes an oscillation circuit 31 having an inductance L1 and a parasitic capacitance C1 connected in parallel to each other inside the IC, a high cut filter circuit 32, an output circuit 33, a reference current generation circuit 34, and the like. It is equipped with.
The oscillation circuit 31 is connected to a high cut filter circuit 32. The high cut filter circuit 32 is connected to an output circuit 33. The output circuit 33 is connected to the anode of the semiconductor laser element 16 and the reference current generation circuit 34, respectively. Yes. The cathode of the semiconductor laser element 16 is grounded.

ところで、高周波重畳ICの発振回路は、一般的に、回路が容易であることからRC発振回路が用いられる。RC発振回路の発振周波数fは1/CRに比例する。また、IC内部の抵抗素子はSi(シリコン)に不純物を拡散させることによって形成されている。Siに不純物を拡散した抵抗は製造上、抵抗値の精度がく、また半導体であるため温度特性も悪い。そのため、発振周波数の精度が低く、環境温度に対する変化も大きい。また、上記課題を鑑みて精度が高く温度特性に優れた抵抗素子を高周波重畳ICの外部に取り付けることも考えられるが、高周波重畳ICと抵抗素子とを接続する配線が長くなってしまうため、この配線により不要輻射が発生してしまう。   By the way, the oscillation circuit of a high frequency superposition IC generally uses an RC oscillation circuit because the circuit is easy. The oscillation frequency f of the RC oscillation circuit is proportional to 1 / CR. Further, the resistance element inside the IC is formed by diffusing impurities into Si (silicon). A resistance obtained by diffusing impurities in Si has a low resistance accuracy in manufacturing, and has a poor temperature characteristic because it is a semiconductor. Therefore, the accuracy of the oscillation frequency is low and the change with respect to the environmental temperature is also large. In addition, in view of the above problems, it is conceivable to attach a resistance element having high accuracy and excellent temperature characteristics to the outside of the high frequency superposition IC. However, the wiring connecting the high frequency superposition IC and the resistance element becomes long. Unnecessary radiation is generated by the wiring.

一方、LC発振回路では発振周波数fは1/√2πLCに比例する。周波数を決定するインダクタンスL及びキャパシタンスCはそれぞれの形状で決まる。インダクタンスL及びキャパシタンスCは半導体プロセスにより形成されるため、それぞれの形状加工精度が高く、環境温度に対する変化も小さい。従って、LC発振回路は、発振周波数の精度が高く、環境温度に対する変化も小さい。また、LC発振回路はRC発振回路に比べ、正弦波に近い発振波形が得られるので、高調波成分が少なく不要輻射も小さい。   On the other hand, in the LC oscillation circuit, the oscillation frequency f is proportional to 1 / √2πLC. The inductance L and the capacitance C that determine the frequency are determined by their shapes. Since the inductance L and the capacitance C are formed by a semiconductor process, each shape processing accuracy is high and a change with respect to the environmental temperature is small. Therefore, the LC oscillation circuit has high oscillation frequency accuracy and little change with respect to the environmental temperature. In addition, since the LC oscillation circuit can obtain an oscillation waveform close to a sine wave compared to the RC oscillation circuit, the harmonic component is small and unnecessary radiation is also small.

インダクタンスL1は例えばAl(アルミニウム)配線がスパイラル状に形成されたスパイラルコイルである。
一般的に、ICにおけるAl配線のシート抵抗は高く、Qが低いため、安定して発振させることが難しい。発振回路では実質的な負荷抵抗をr、発振回路内のトランジスタの相互コンダクタンスをgmとすると、安定して発振させるためには、r×gm>2 で示す関係式を満足することが望ましい。発振回路における負荷はインダクタンスと容量と抵抗の並列共振回路に依存するため、その共振周波数における抵抗rは、r={L/(C×R)}={Q/(ω×C)}の関係式で表される実質的な負荷抵抗である。ここで、Lは発振回路の負荷となり、発振周波数を決定するための並列共振回路のインダクタンスであり、Cは発振回路の負荷となり、発振周波数を決定するための並列共振回路のキャパシタンスであり、Rは発振回路の負荷となり発振周波数を決定するための並列共振回路のインダクタンス中のAl配線による抵抗であり、ωは並列共振回路の共振周波数、即ち発振周波数である。
The inductance L1 is, for example, a spiral coil in which Al (aluminum) wiring is formed in a spiral shape.
In general, the sheet resistance of Al wiring in an IC is high and the Q is low, so that it is difficult to oscillate stably. In the oscillation circuit, if the substantial load resistance is r and the mutual conductance of the transistors in the oscillation circuit is gm, it is desirable to satisfy the relational expression represented by r × gm> 2 in order to oscillate stably. Since the load in the oscillation circuit depends on the parallel resonance circuit of inductance, capacitance, and resistance, the resistance r at the resonance frequency is a relation of r = {L / (C × R)} = {Q / (ω × C)}. This is a substantial load resistance expressed by the equation. Here, L is the load of the oscillation circuit and is the inductance of the parallel resonance circuit for determining the oscillation frequency, C is the load of the oscillation circuit and is the capacitance of the parallel resonance circuit for determining the oscillation frequency, and R Is the resistance of the Al wiring in the inductance of the parallel resonance circuit for determining the oscillation frequency as a load of the oscillation circuit, and ω is the resonance frequency of the parallel resonance circuit, that is, the oscillation frequency.

実施例1では、Qの高いインダクタンスを得るために、大型のスパイラルコイルを多層に形成した。例えば、線幅が28μm、線間が2μm、内径が164μmのスパイラルコイルを4ターンで2層(計8ターン)形成した。このときのコイルの外径は400μmである。   In Example 1, in order to obtain an inductance having a high Q, a large spiral coil was formed in multiple layers. For example, a spiral coil having a line width of 28 μm, a distance between lines of 2 μm, and an inner diameter of 164 μm was formed in two layers in four turns (total 8 turns). The outer diameter of the coil at this time is 400 μm.

上記コイルは、Al配線のシート抵抗を50mΩとしたときに、そのインダクタンスが16nHとなり、抵抗は10Ωとなる。また、インダクタンスに並列接続され、発振周波数を決定するためのキャパシタンスが10pFであるときの発振周波数は400MHzとなる。
このときの実質的な負荷抵抗rは160Ωとなり、発振回路31内のトランジスタの必要な相互コンダクタンスgmは12.5mS以上となる。
これにより、ゲート長が0.35μm、ゲート幅が100μmのMOSトランジスタで数mAのソース電流が得られる。
When the sheet resistance of the Al wiring is 50 mΩ, the coil has an inductance of 16 nH and a resistance of 10Ω. The oscillation frequency is 400 MHz when the capacitance for determining the oscillation frequency is 10 pF in parallel with the inductance.
The substantial load resistance r at this time is 160Ω, and the necessary mutual conductance gm of the transistor in the oscillation circuit 31 is 12.5 mS or more.
As a result, a source current of several mA can be obtained with a MOS transistor having a gate length of 0.35 μm and a gate width of 100 μm.

上述したように、スパイラルコイルを高周波重畳IC内部に形成し、全ての回路素子を高周波重畳ICに内蔵することにより、高周波重畳ICの外部に精度の高い抵抗素子やインダクタンス素子を配置する必要がなく、発振周波数の精度を向上させ、温度変化を小さくし、不要輻射を低減することができる。
なお、インダクタンスL1であるスパイラルコイルは、その直径が数百μmとなるため、高周波重畳IC20が固定される金属プレート14にはこのインダクタンスL1に影響を与えない非磁性の金属を用いることが望ましい。
As described above, the spiral coil is formed inside the high frequency superposition IC, and all the circuit elements are built in the high frequency superposition IC, so that there is no need to arrange a highly accurate resistance element or inductance element outside the high frequency superposition IC. It is possible to improve the accuracy of the oscillation frequency, reduce the temperature change, and reduce unnecessary radiation.
Since the spiral coil having the inductance L1 has a diameter of several hundred μm, it is desirable to use a nonmagnetic metal that does not affect the inductance L1 for the metal plate 14 to which the high frequency superposition IC 20 is fixed.

ハイカットフィルタ回路32は発振回路31で発生した高調波成分を抑制するための回路である。半導体レーザ素子16は高周波重畳電流の効率を下げる大きな寄生容量を有しているため、発振周波数よりも周波数の高い高調波成分はほとんど寄生容量に流れてしまい、実際の重畳に寄与しないため効率が悪い。また、高調波成分は周波数が高いことから大きな電源電流を必要とする出力回路からは電源ラインにより漏洩しやすく、不要輻射を大きくする要因となる。そのため、出力回路33の前段にハイカットフィルタ回路32を設けることにより、発振回路31で発生した高調波成分をハイカットフィルタ回路32で除去することができる。そして、出力回路33では必要な基本周波数の成分のみを増幅して半導体レーザ素子16に供給するため、より効率が良く、不要輻射も低減できる。   The high cut filter circuit 32 is a circuit for suppressing harmonic components generated in the oscillation circuit 31. Since the semiconductor laser element 16 has a large parasitic capacitance that reduces the efficiency of the high-frequency superimposed current, harmonic components having a frequency higher than the oscillation frequency almost flow into the parasitic capacitance, and the efficiency does not contribute to the actual superposition. bad. In addition, since the harmonic component has a high frequency, it easily leaks from the output circuit that requires a large power supply current to the power supply line, and becomes a factor of increasing unnecessary radiation. For this reason, by providing the high-cut filter circuit 32 in the previous stage of the output circuit 33, the harmonic component generated in the oscillation circuit 31 can be removed by the high-cut filter circuit 32. Since the output circuit 33 amplifies only the component of the necessary fundamental frequency and supplies it to the semiconductor laser device 16, it is more efficient and can reduce unnecessary radiation.

図5に示すように、出力回路33は、定電流回路36,37、p型のMOSトランジスタ38、及びn型のMOSトランジスタ39を有して構成されている。
p型のMOSトランジスタ38及びn型のMOSトランジスタ39によってインバータ回路が形成されている。MOSトランジスタ38,39の各ゲートはハイカットフィルタ回路32に接続されている。p型のMOSトランジスタ38のソースは一方の定電流回路36に接続されており、n型のMOSトランジスタ39のソースは他方の定電流回路37に接続されている。MOSトランジスタ38,39の各ドレインは半導体レーザ素子16のアノードに接続されている。
定電流回路36,37は基準電流発生回路34に接続されており、基準電流発生回路34から定電流回路36,37に入力される電流制御信号によって各MOSトランジスタ38,39の出力電流が制御される。
As shown in FIG. 5, the output circuit 33 includes constant current circuits 36 and 37, a p-type MOS transistor 38, and an n-type MOS transistor 39.
An inverter circuit is formed by the p-type MOS transistor 38 and the n-type MOS transistor 39. The gates of the MOS transistors 38 and 39 are connected to the high cut filter circuit 32. The source of the p-type MOS transistor 38 is connected to one constant current circuit 36, and the source of the n-type MOS transistor 39 is connected to the other constant current circuit 37. The drains of the MOS transistors 38 and 39 are connected to the anode of the semiconductor laser element 16.
The constant current circuits 36 and 37 are connected to the reference current generation circuit 34, and the output currents of the MOS transistors 38 and 39 are controlled by the current control signal input from the reference current generation circuit 34 to the constant current circuits 36 and 37. The

基準電流発生回路34は負の温度特性を有しており、その特性は半導体レーザ素子の温度によって必要な高周波重畳電流の値に合わせて設計されている。図11に示す半導体レーザ素子の等価回路において、内部抵抗R100は半導体レーザ素子の温度上昇に応じてキャリアが増加するため低下し、寄生容量C100よりも内部抵抗R100に駆動電流が流れやすくなるので発光効率が向上する。即ち、半導体レーザ素子の温度上昇に応じて必要な高周波重畳電流を小さくすることができる。
従って、半導体レーザ素子の温度が上昇した場合においても、半導体レーザ素子に流れる高周波重畳電流が小さくなるので、高周波重畳ICの消費電流を低減することができ、高周波重畳ICの温度上昇を抑制することができる。
また、高周波重畳ICと半導体レーザ素子が熱伝導率の高い金属プレート上に配置されているので、互いの素子温度がほぼ同じになるので、高周波重畳ICの温度上昇が抑制されれば、半導体レーザ素子の温度も抑制することができる。
The reference current generating circuit 34 has a negative temperature characteristic, and the characteristic is designed in accordance with the value of the high frequency superimposed current required depending on the temperature of the semiconductor laser element. In the equivalent circuit of the semiconductor laser device shown in FIG. 11, the internal resistance R100 decreases as the number of carriers increases as the temperature of the semiconductor laser device increases, and the driving current flows more easily through the internal resistance R100 than the parasitic capacitance C100. Efficiency is improved. That is, the necessary high-frequency superimposed current can be reduced as the temperature of the semiconductor laser element increases.
Therefore, even when the temperature of the semiconductor laser element rises, the high-frequency superimposed current flowing in the semiconductor laser element becomes small, so that the current consumption of the high-frequency superimposed IC can be reduced and the temperature rise of the high-frequency superimposed IC is suppressed. Can do.
In addition, since the high frequency superposition IC and the semiconductor laser element are arranged on a metal plate having high thermal conductivity, the element temperatures of the high frequency superposition IC and the semiconductor laser element are almost the same. The temperature of the element can also be suppressed.

[半導体レーザ素子について]
次に、上述した半導体レーザ素子16について図6を用いて説明する。
図6(a)は上述した半導体レーザ素子16の模式的断面図であり、図6(b)は比較例として示す一般的な半導体レーザ素子の模式的断面図である。
[About semiconductor laser elements]
Next, the semiconductor laser device 16 described above will be described with reference to FIG.
FIG. 6A is a schematic cross-sectional view of the semiconductor laser device 16 described above, and FIG. 6B is a schematic cross-sectional view of a general semiconductor laser device shown as a comparative example.

図6(a)に示すように、半導体レーザ素子16は、n型の半導体基板41と、半導体基板41上に順次形成された、n型のバッファ層42,n型の下クラッド層43,ノンドープMQW活性層44(以降、単に活性層44と称す),p型の上クラッド層45,及びp型のエッチングストップ層46と、を有している。
そして、下クラッド層43、活性層44、及び上クラッド層45によってダブルへテロ構造が形成されている。
As shown in FIG. 6A, the semiconductor laser device 16 includes an n-type semiconductor substrate 41, an n-type buffer layer 42, an n-type lower cladding layer 43, and a non-doped layer formed on the semiconductor substrate 41 sequentially. An MQW active layer 44 (hereinafter simply referred to as an active layer 44), a p-type upper cladding layer 45, and a p-type etching stop layer 46 are included.
The lower cladding layer 43, the active layer 44, and the upper cladding layer 45 form a double hetero structure.

半導体基板41及びバッファ層42は例えばGaAs(ガリウム砒素)を主成分とする。下クラッド層43及び上クラッド層45は例えば(Al0.7Ga0.30.5In0.5P(アルミニウム・ガリウム・インジウム・リン)を主成分とする。エッチングストップ層46は例えば(In0.5Ga0.5)P(インジウム・ガリウム・リン)を主成分とする。活性層44は例えばノンドープ(In0.53Ga0.47)Pウェル層とノンドープ(Al0.3Ga0.70.5In0.5Pバリア層とが交互に積層された二重量子井戸構造を有する。 The semiconductor substrate 41 and the buffer layer 42 are mainly composed of GaAs (gallium arsenide), for example. The lower cladding layer 43 and the upper cladding layer 45 are mainly composed of, for example, (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P (aluminum, gallium, indium, phosphorus). The etching stop layer 46 is mainly composed of, for example, (In 0.5 Ga 0.5 ) P (indium gallium phosphorus). The active layer 44 is, for example, a double amount in which non-doped (In 0.53 Ga 0.47 ) P well layers and non-doped (Al 0.3 Ga 0.7 ) 0.5 In 0.5 P barrier layers are alternately stacked. Has a child well structure.

また、半導体レーザ素子16は、エッチングストップ層46上に順次形成されたp型の上クラッド層47及びp型のキャップ層48を有するp型のリッジ49と、リッジ49の両側のエッチングストップ層46上に順次形成されたn型の電流狭窄層51,52と、リッジ49上及び電流狭窄層52上に一体に形成されたp型のコンタクト層53と、コンタクト層53上に形成されたp側電極54と、半導体基板41のバッファ層42が形成されている面に対向する面(図6における下側の面)に形成されたn側電極55と、を有している。   The semiconductor laser device 16 includes a p-type ridge 49 having a p-type upper cladding layer 47 and a p-type cap layer 48 sequentially formed on the etching stop layer 46, and an etching stop layer 46 on both sides of the ridge 49. N-type current confinement layers 51 and 52 sequentially formed thereon, a p-type contact layer 53 integrally formed on the ridge 49 and the current confinement layer 52, and a p-side formed on the contact layer 53 The electrode 54 and the n-side electrode 55 formed on the surface (the lower surface in FIG. 6) facing the surface on which the buffer layer 42 of the semiconductor substrate 41 is formed.

上クラッド層47は例えば(Al0.7Ga0.30.5In0.5Pを主成分とする。キャップ層48は例えば(In0.5Ga0.5)Pを主成分とする。電流狭窄層51,52は例えば(Al0.5In0.5)P(アルミニウム・インジウム・リン)を主成分とする。コンタクト層53は例えばGaAsを主成分とする。p側電極54及びn側電極55はAu(金)を主成分とするオーミック電極である。
上述したエッチングストップ層46はエッチングによってリッジ49を形成する際にエッチングストップ層46の下層である上クラッド層45がエッチングされてしまうことを防止するための層であり、活性層44で発振したレーザ光の吸収損失を低減するためにその厚さは薄い方が好ましい。
The upper cladding layer 47 has, for example, (Al 0.7 Ga 0.3 ) 0.5 In 0.5 P as a main component. The cap layer 48 contains, for example, (In 0.5 Ga 0.5 ) P as a main component. The current confinement layers 51 and 52 are mainly composed of (Al 0.5 In 0.5 ) P (aluminum, indium, phosphorus), for example. The contact layer 53 is mainly composed of GaAs, for example. The p-side electrode 54 and the n-side electrode 55 are ohmic electrodes whose main component is Au (gold).
The above-described etching stop layer 46 is a layer for preventing the upper cladding layer 45, which is the lower layer of the etching stop layer 46, from being etched when the ridge 49 is formed by etching, and the laser oscillated in the active layer 44. In order to reduce the absorption loss of light, the thickness is preferably thin.

実施例1ではエッチングストップ層46の厚さを3nmとした。
また、実施例1では、n型のキャリア(ドーパント)としてSi(シリコン)を用い、p型のキャリア(ドーパント)としてZn(亜鉛)を用いた。
例えば、n型を第1導電型とし、p型を第2導電型としたときに、上述した各層の導電型が全て逆の構成としてもよい。即ち、p型を第1導電型とし、n型を第2導電型としてもよい。
また、実施例1では、各キャリア濃度を、バッファ層42では1×1018cm−3、下クラッド層43では1×1018cm−3、上クラッド層45では5×1017cm−3、エッチングストップ層46では1×1018cm−3、上クラッド層47では1×1018cm−3、キャップ層48では2×1018cm−3、コンタクト層53では2×1018cm−3とした。
In Example 1, the thickness of the etching stop layer 46 was 3 nm.
In Example 1, Si (silicon) was used as an n-type carrier (dopant), and Zn (zinc) was used as a p-type carrier (dopant).
For example, when the n-type is the first conductivity type and the p-type is the second conductivity type, all the conductivity types of the above-described layers may be reversed. That is, the p-type may be the first conductivity type and the n-type may be the second conductivity type.
In Example 1, each carrier concentration, the buffer layer 42 1 × 10 18 cm -3, the lower cladding layer 43 in 1 × 10 18 cm -3, the upper cladding layer 45 5 × 10 17 cm -3, The etching stop layer 46 is 1 × 10 18 cm −3 , the upper cladding layer 47 is 1 × 10 18 cm −3 , the cap layer 48 is 2 × 10 18 cm −3 , and the contact layer 53 is 2 × 10 18 cm −3 . did.

電流狭窄層51は、n型のキャリア濃度が電流狭窄層52よりも低くなされている。電流狭窄層51のn型のキャリア濃度をn51、電流狭窄層52のn型のキャリア濃度をn52とすると、例えばn51≦1×1017cm−3、及びn52≧1×1018cm−3であり、n51<n52の関係式を満たす。 The current confinement layer 51 has an n-type carrier concentration lower than that of the current confinement layer 52. Assuming that the n-type carrier concentration of the current confinement layer 51 is n51 and the n-type carrier concentration of the current confinement layer 52 is n52, for example, n51 ≦ 1 × 10 17 cm −3 and n52 ≧ 1 × 10 18 cm −3 . Yes, and satisfies the relational expression of n51 <n52.

一方、図6(b)に示すように、比較例の半導体レーザ素子116は、n型の電流狭窄層150の構成が実施例1の半導体レーザ素子16と異なり、他の構成要素は図6(a)に示す実施例1の半導体レーザ素子16と同じであるため、説明をわかりやすくするために同じ構成要素には同じ符号を付している。
比較例として示す一般的な半導体レーザ素子116は電流狭窄層150が一層である。電流狭窄層150は、例えば、(Al0.5In0.5)Pを主成分とし、キャリア濃度は1×1018cm−3である。
On the other hand, as shown in FIG. 6B, the semiconductor laser device 116 of the comparative example is different from the semiconductor laser device 16 of the first embodiment in the configuration of the n-type current confinement layer 150, and other components are the same as those of FIG. Since it is the same as the semiconductor laser device 16 of the first embodiment shown in a), the same components are denoted by the same reference numerals for easy understanding.
A general semiconductor laser element 116 shown as a comparative example has one current confinement layer 150. The current confinement layer 150 has, for example, (Al 0.5 In 0.5 ) P as a main component and a carrier concentration of 1 × 10 18 cm −3 .

半導体レーザ素子16において、リッジ49が形成されている厚さ方向の領域では、活性層44より上部の複数のp型層と、活性層44より下部のn型層とによるpn接合構造を有し、順方向に電圧を印加することによって電流が流れ、pn接合部の活性層44で発光する。
一方、電流狭窄層51,52が形成されている厚さ方向の領域では、p型のコンタクト層53とp型の上クラッド層45との間にn型の電流狭窄層51,52が挟まれた、全体としてpnpn構造となっており、順方向に電圧が印加された場合、p型のコンタクト層53とn型の電流狭窄層51,52は順方向バイアスとなるが、n型の電流狭窄層51,52と上クラッド層45とは逆バイアスとなるため電流が流れない。このときの単位面積あたりの容量Cは、次式で表される。
In the semiconductor laser device 16, the region in the thickness direction where the ridge 49 is formed has a pn junction structure including a plurality of p-type layers above the active layer 44 and an n-type layer below the active layer 44. When a voltage is applied in the forward direction, a current flows and light is emitted from the active layer 44 at the pn junction.
On the other hand, in the region in the thickness direction where the current confinement layers 51 and 52 are formed, the n-type current confinement layers 51 and 52 are sandwiched between the p-type contact layer 53 and the p-type upper cladding layer 45. The p-type contact layer 53 and the n-type current confinement layers 51 and 52 are forward-biased when a voltage is applied in the forward direction, but the n-type current confinement is applied. Since the layers 51 and 52 and the upper cladding layer 45 are reversely biased, no current flows. The capacity C per unit area at this time is expressed by the following equation.

Figure 2011028819
Figure 2011028819

ここで、qは電荷であり、εsはn型の電流狭窄層51の比誘電率であり、ε0は真空の誘電率であり、Na及びNdはp型の上クラッド層45及びn型の電流狭窄層51のキャリア濃度であり、Vdは拡散電圧であり、Vは印加電圧である。
上記の式からわかるように、NdやNaが小さくなるとCは小さな値となる。
比較例の半導体レーザ素子116のn型の電流狭窄層の濃度を低くするだけでは、容量Cは減少するが、電流狭窄効果が低下してしまう。
一方、実施例1の半導体レーザ素子16では、比較例の半導体レーザ素子116のn型狭窄層に比べてn型のキャリア濃度が1/10程度と低い電流狭窄層51をさらに設けた構成としているので、電流狭窄効果を維持したまま、寄生容量C100を、比較例の半導体レーザ素子116に比べて半分程度に小さくすることができる。このため、高周波重畳電流を半導体レーザ素子16に印加した場合、電流狭窄層51が形成されている厚さ方向の領域に流れる無効電流が減少するので、半導体レーザ素子16に印加する高周波重畳電流を少なくすることが可能になる。これにより、半導体レーザ素子16自身の温度上昇を抑制できると共に、同じ金属プレート14上に配置された高周波重畳IC20に印加する電流も少なくすることができるので、半導体レーザ素子16の温度上昇をより抑制することができる。
Here, q is an electric charge, εs is a relative dielectric constant of the n-type current confinement layer 51, ε0 is a vacuum dielectric constant, and Na and Nd are the p-type upper cladding layer 45 and the n-type current. The carrier concentration of the constriction layer 51, Vd is a diffusion voltage, and V is an applied voltage.
As can be seen from the above equation, C decreases as Nd and Na decrease.
Only by reducing the concentration of the n-type current confinement layer of the semiconductor laser element 116 of the comparative example, the capacitance C decreases, but the current confinement effect decreases.
On the other hand, the semiconductor laser device 16 of Example 1 is further provided with a current confinement layer 51 having an n-type carrier concentration as low as about 1/10 of the n-type confinement layer of the semiconductor laser device 116 of the comparative example. Therefore, the parasitic capacitance C100 can be reduced to about half of that of the semiconductor laser device 116 of the comparative example while maintaining the current confinement effect. For this reason, when a high-frequency superimposed current is applied to the semiconductor laser element 16, the reactive current flowing in the region in the thickness direction where the current confinement layer 51 is formed decreases, so that the high-frequency superimposed current applied to the semiconductor laser element 16 is reduced. It becomes possible to reduce. As a result, the temperature rise of the semiconductor laser element 16 itself can be suppressed and the current applied to the high frequency superposition IC 20 disposed on the same metal plate 14 can be reduced, so that the temperature rise of the semiconductor laser element 16 is further suppressed. can do.

<実施例2>
実施例2の光集積デバイス及びこれを備えた光ピックアップ装置は、実施例1の光集積デバイス10及びこれを備えた光ピックアップ装置1に対して、高周波重畳ICの回路構成が異なり、それ以外の構成要素は実施例1と同じであるため、ここでは高周波重畳ICの回路構成についてのみ、図7を用いて説明する。図7は図4に対応するブロック図であり、図4と同じ構成要素には説明をわかりやすくするために同じ符号を付している。
<Example 2>
The optical integrated device according to the second embodiment and the optical pickup device including the same are different from the optical integrated device 10 according to the first embodiment and the optical pickup device 1 including the optical integrated device 10 in the circuit configuration of the high-frequency superposition IC. Since the components are the same as those in the first embodiment, only the circuit configuration of the high frequency superposition IC will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a block diagram corresponding to FIG. 4, and the same components as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals for easy understanding.

図7に示すように、高周波重畳IC120は、IC内部に互いに並列接続されたインダクタンスL1及び寄生容量C1を有する発振回路31と、ハイカットフィルタ回路32と、出力回路33と、基準電流発生回路34と、分周回路61と、を備えている。
インダクタンスL1、寄生容量C1、発振回路31、ハイカットフィルタ回路32、出力回路33、及び基準電流発生回路34は実施例1と同じであり、これら回路の接続も実施例1と同じである。
As shown in FIG. 7, the high frequency superposition IC 120 includes an oscillation circuit 31 having an inductance L1 and a parasitic capacitance C1 connected in parallel to each other inside the IC, a high cut filter circuit 32, an output circuit 33, a reference current generation circuit 34, and the like. And a frequency dividing circuit 61.
The inductance L1, the parasitic capacitance C1, the oscillation circuit 31, the high cut filter circuit 32, the output circuit 33, and the reference current generation circuit 34 are the same as those in the first embodiment, and the connections of these circuits are also the same as those in the first embodiment.

分周回路61は、発振回路31及びハイカットフィルタ回路32に接続されており、発振回路31から出力された高周波電流の周波数を低くする機能を有する。分周回路61の分周比は1/10〜1/100の範囲内である。また、分周回路61は、テストパッド62、及び外部から分周回路61をON/OFF制御するための入力パッド63を有している。現状のICテスタでは高周波重畳電流の発振周波数200MHz〜400MHzを直接測定することは難しいが、実施例2では発振回路31から出力された高周波重畳電流を分周回路61で1/10〜1/100の範囲内に分周し、この分周された高周波重畳電流をテストパッド62を介して現状のICテスタで検出することができる。そして、検出された信号の周波数を分周比で除算することにより、高周波重畳電流の周波数を算出することができる。   The frequency dividing circuit 61 is connected to the oscillation circuit 31 and the high cut filter circuit 32 and has a function of reducing the frequency of the high-frequency current output from the oscillation circuit 31. The frequency dividing ratio of the frequency dividing circuit 61 is in the range of 1/10 to 1/100. The frequency dividing circuit 61 includes a test pad 62 and an input pad 63 for ON / OFF control of the frequency dividing circuit 61 from the outside. Although it is difficult to directly measure the oscillation frequency 200 MHz to 400 MHz of the high frequency superimposed current in the current IC tester, in the second embodiment, the high frequency superimposed current output from the oscillation circuit 31 is 1/10 to 1/100 in the frequency divider 61. The high frequency superimposed current thus divided can be detected by the current IC tester via the test pad 62. Then, the frequency of the high-frequency superimposed current can be calculated by dividing the frequency of the detected signal by the division ratio.

これにより、光集積デバイスの製造過程において高周波重畳IC120の検査ができるので、生産性の向上や歩留まりの向上が図れる。
また、入力パッド63を介して外部から分周回路61をON/OFF制御することができるので、高周波重畳電流の周波数を検出するときのみ分周回路61を動作させることができる。このため、半導体レーザ素子を駆動させるときに余分な消費電流を抑えることができる。
As a result, the high frequency superposition IC 120 can be inspected in the manufacturing process of the optical integrated device, so that the productivity and the yield can be improved.
Further, since the frequency dividing circuit 61 can be controlled ON / OFF from the outside via the input pad 63, the frequency dividing circuit 61 can be operated only when the frequency of the high frequency superimposed current is detected. For this reason, it is possible to suppress excessive current consumption when driving the semiconductor laser element.

<実施例3>
実施例3の光集積デバイス及びこれを備えた光ピックアップ装置は、実施例1の光集積デバイス10及びこれを備えた光ピックアップ装置1に対して、高周波重畳IC220の回路構成が異なり、それ以外の構成要素は実施例1と同じであるため、ここでは高周波重畳IC220の回路構成についてのみ、図8及び図9を用いて説明する。図8は図4に対応するブロック図であり、図4と同じ構成要素には説明をわかりやすくするために同じ符号を付す。図9は図8の半導体レーザ保護回路65の構成を示す図である。
<Example 3>
The optical integrated device of Example 3 and the optical pickup device including the same are different from the optical integrated device 10 of Example 1 and the optical pickup device 1 including the same in the circuit configuration of the high-frequency superposition IC 220. Since the components are the same as those in the first embodiment, only the circuit configuration of the high-frequency superposition IC 220 will be described here with reference to FIGS. FIG. 8 is a block diagram corresponding to FIG. 4, and the same components as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals for easy understanding. FIG. 9 is a diagram showing a configuration of the semiconductor laser protection circuit 65 of FIG.

図8に示すように、高周波重畳IC220は、IC内部に互いに並列接続されたインダクタンスL1及び寄生容量C1を有する発振回路31と、ハイカットフィルタ回路32と、出力回路33と、基準電流発生回路34と、半導体レーザ保護回路65と、を備えている。
インダクタンスL1、寄生容量C1、発振回路31、ハイカットフィルタ回路32、出力回路33、及び基準電流発生回路34は実施例1と同じであり、これら回路の接続も実施例1と同じである。
As shown in FIG. 8, the high frequency superposition IC 220 includes an oscillation circuit 31 having an inductance L1 and a parasitic capacitance C1 connected in parallel to each other inside the IC, a high cut filter circuit 32, an output circuit 33, and a reference current generation circuit 34. And a semiconductor laser protection circuit 65.
The inductance L1, the parasitic capacitance C1, the oscillation circuit 31, the high cut filter circuit 32, the output circuit 33, and the reference current generation circuit 34 are the same as those in the first embodiment, and the connections of these circuits are also the same as those in the first embodiment.

半導体レーザ保護回路65は、出力回路33及び半導体レーザ素子16に接続されており、半導体レーザ素子16の静電破壊を防止するための保護回路である。
図9に示すように、半導体レーザ保護回路65(図9の破線で囲われた領域)は、p型のMOSトランジスタ66及び抵抗素子67を有して構成されている。
MOSトランジスタ66のゲートは出力回路33の入力側及び抵抗素子67の一端側に接続されている。MOSトランジスタ66のソースは出力回路33の出力側及び半導体レーザ素子16のアノードに接続されている。MOSトランジスタ66のドレイン、抵抗素子67の他端側、及び半導体レーザ素子16のカソードはそれぞれ接地されている。
The semiconductor laser protection circuit 65 is connected to the output circuit 33 and the semiconductor laser element 16 and is a protection circuit for preventing electrostatic breakdown of the semiconductor laser element 16.
As shown in FIG. 9, the semiconductor laser protection circuit 65 (region surrounded by a broken line in FIG. 9) includes a p-type MOS transistor 66 and a resistance element 67.
The gate of the MOS transistor 66 is connected to the input side of the output circuit 33 and one end side of the resistance element 67. The source of the MOS transistor 66 is connected to the output side of the output circuit 33 and the anode of the semiconductor laser element 16. The drain of the MOS transistor 66, the other end of the resistance element 67, and the cathode of the semiconductor laser element 16 are grounded.

抵抗素子67の抵抗値は1kΩ〜100kΩの範囲内である。
出力回路33が動作しているときには、MOSトランジスタ66のゲートにも出力回路33と同電位の電圧が印加されているので、MOSトランジスタ66はOFF状態となり、出力回路33から高周波重畳電流を、MOSトランジスタ66の影響を受けることなく半導体レーザ素子16に供給することができる。
また、出力回路33が動作していないときには、MOSトランジスタ66のゲートは抵抗素子67を介してグランド電位になっているため、MOSトランジスタ66はON状態になる。即ち、半導体レーザ保護回路65がショート状態になっているため、静電気が発生した場合においても静電気を半導体レーザ保護回路65を通してグランドに逃がすことができるので、半導体レーザ素子16の静電破壊を防止することができる。
The resistance value of the resistance element 67 is in the range of 1 kΩ to 100 kΩ.
When the output circuit 33 is operating, a voltage having the same potential as that of the output circuit 33 is also applied to the gate of the MOS transistor 66, so that the MOS transistor 66 is turned off, and the high frequency superimposed current is supplied from the output circuit 33 to the MOS transistor 66. The semiconductor laser element 16 can be supplied without being affected by the transistor 66.
Further, when the output circuit 33 is not operating, the gate of the MOS transistor 66 is at the ground potential via the resistance element 67, so that the MOS transistor 66 is turned on. That is, since the semiconductor laser protection circuit 65 is in a short-circuit state, even when static electricity is generated, the static electricity can be released to the ground through the semiconductor laser protection circuit 65, so that electrostatic breakdown of the semiconductor laser element 16 is prevented. be able to.

<実施例4>
実施例4の光集積デバイス及びこれを備えた光ピックアップ装置は、実施例1の光集積デバイス10及びこれを備えた光ピックアップ装置1に対して、高周波重畳IC320の回路構成が異なり、それ以外の構成要素は実施例1と同じであるため、ここでは高周波重畳IC320の回路構成についてのみ、図10を用いて説明する。図10は図4に対応するブロック図であり、図4と同じ構成要素には説明をわかりやすくするために同じ符号を付す。
<Example 4>
The optical integrated device according to the fourth embodiment and the optical pickup apparatus including the same are different from the optical integrated device 10 according to the first embodiment and the optical pickup apparatus 1 including the optical integrated device 10 in that the circuit configuration of the high-frequency superposition IC 320 is different. Since the components are the same as those in the first embodiment, only the circuit configuration of the high frequency superposition IC 320 will be described with reference to FIG. FIG. 10 is a block diagram corresponding to FIG. 4, and the same components as those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals for easy understanding.

図10に示すように、高周波重畳IC320は、IC内部に互いに並列接続されたインダクタンスL1及び寄生容量C1を有する発振回路331と、分周回路361と、ハイカットフィルタ回路32と、出力回路33と、基準電流発生回路34と、を備えている。
発振回路331は分周回路361に接続されており、分周回路361はハイカットフィルタ回路32に接続されており、ハイカットフィルタ回路32は出力回路33に接続されており、出力回路33は半導体レーザ素子16のアノード及び基準電流発生回路34に接続されている。
As shown in FIG. 10, the high frequency superposition IC 320 includes an oscillation circuit 331 having an inductance L1 and a parasitic capacitance C1 connected in parallel to each other inside the IC, a frequency dividing circuit 361, a high cut filter circuit 32, an output circuit 33, A reference current generation circuit 34.
The oscillation circuit 331 is connected to the frequency dividing circuit 361, the frequency dividing circuit 361 is connected to the high cut filter circuit 32, the high cut filter circuit 32 is connected to the output circuit 33, and the output circuit 33 is a semiconductor laser element. The sixteen anodes and the reference current generating circuit 34 are connected.

ところで、半導体レーザ素子16に印加される高周波重畳電流の周波数が例えば400MHzの場合、その周波数での発振回路31のスパイラルコイルは前述したように数百μmになるため、高周波重畳ICの面積が大きくなってしまう。
一方、実施例4の高周波重畳IC320では、発振回路331が半導体レーザ素子16に印加される高周波重畳電流の2倍の周波数で発振しており、分周回路361で1/2に分周される。従って、発振回路31が800MHzの周波数で発振するため、発振回路31のインダクタンスは1/4になる。一般的に、スパイラルコイルのインダクタンスは直径の二乗に比例するため、約半分の大きさのスパイラルコイルで発振が可能になる。そのため、高周波重畳ICの面積を小さくすることができ、高周波重畳ICの集積度を向上させることができると共に、製造コストを低減することができる。
By the way, when the frequency of the high-frequency superimposed current applied to the semiconductor laser element 16 is 400 MHz, for example, the spiral coil of the oscillation circuit 31 at that frequency is several hundred μm as described above, so the area of the high-frequency superimposed IC is large. turn into.
On the other hand, in the high frequency superposition IC 320 according to the fourth embodiment, the oscillation circuit 331 oscillates at a frequency twice as high as the high frequency superposition current applied to the semiconductor laser element 16 and is divided by ½ by the frequency division circuit 361. . Accordingly, since the oscillation circuit 31 oscillates at a frequency of 800 MHz, the inductance of the oscillation circuit 31 becomes 1/4. In general, since the inductance of the spiral coil is proportional to the square of the diameter, oscillation can be performed with a spiral coil having a half size. Therefore, the area of the high frequency superposition IC can be reduced, the integration degree of the high frequency superposition IC can be improved, and the manufacturing cost can be reduced.

本発明の実施例は、上述した構成及び手順に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において変形例としてもよいのは言うまでもない。   The embodiment of the present invention is not limited to the configuration and procedure described above, and it goes without saying that modifications may be made without departing from the scope of the present invention.

1_光ピックアップ装置、 2_対物レンズ、 3_ベース部、
10_光集積デバイス、 11_筐体、 12_ホログラム素子、 端子群_13a,13b、 14_金属プレート、 15_サブマウント、 16_半導体レーザ素子、 17_マイクロミラー、 18_受光部、 19_受光素子、 20_高周波重畳IC、 21_ボンディングワイヤー、 D_光ディスク、 La_レーザ光、 Lb_戻り光、 Fa,Fb_フレキシブルワイヤ(フレキシブル配線板)
1_ optical pickup device, 2_ objective lens, 3_ base part,
10_Optical integrated device, 11_Case, 12_Hologram element, Terminal group_13a, 13b, 14_Metal plate, 15_Submount, 16_Semiconductor laser element, 17_Micromirror, 18_Light receiving part, 19_Light receiving element, 20_High frequency superposition IC, 21_ Bonding wire, D_optical disc, La_laser beam, Lb_return beam, Fa, Fb_flexible wire (flexible wiring board)

Claims (7)

金属プレートと、
前記金属プレート上に固定されてレーザ光を出射する半導体レーザ素子と、
前記金属プレート上に固定されて前記半導体レーザ素子から出射された前記レーザ光を記録媒体に向けて反射するミラー部と、
前記ミラー部で反射した前記レーザ光を透過し、前記記録媒体で反射した戻り光を所定の方向に偏向するホログラム素子と、
前記金属プレート上に固定されて前記所定の方向に偏向された前記戻り光を受光する受光素子と、
前記金属プレート上に固定されて前記半導体レーザ素子に高周波電流を供給する高周波重畳回路素子と、
を備えていることを特徴とする光集積デバイス。
A metal plate,
A semiconductor laser element that is fixed on the metal plate and emits laser light;
A mirror portion that is fixed on the metal plate and reflects the laser light emitted from the semiconductor laser element toward a recording medium;
A hologram element that transmits the laser light reflected by the mirror unit and deflects the return light reflected by the recording medium in a predetermined direction;
A light receiving element that receives the return light fixed on the metal plate and deflected in the predetermined direction;
A high-frequency superposition circuit element that is fixed on the metal plate and supplies a high-frequency current to the semiconductor laser element;
An optical integrated device comprising:
前記高周波重畳回路素子は、
高周波電流を発振する発振回路と、
前記発振回路で発振された前記高周波電流を通過させ、前記高周波電流よりも周波数の高い高調波成分を除去するハイカットフィルタ回路と、
前記ハイカットフィルタ回路を通過した前記高周波電流を出力電流として前記半導体レーザ素子に出力する出力回路と、
前記出力電流を制御する電流制御信号を前記出力回路に出力する基準電流発生回路と、
を備えていることを特徴とする請求項1記載の光集積デバイス。
The high-frequency superposition circuit element is
An oscillation circuit that oscillates a high-frequency current;
A high-cut filter circuit that passes the high-frequency current oscillated by the oscillation circuit and removes higher harmonic components having a frequency higher than that of the high-frequency current;
An output circuit that outputs the high-frequency current that has passed through the high-cut filter circuit to the semiconductor laser element as an output current;
A reference current generating circuit for outputting a current control signal for controlling the output current to the output circuit;
The optical integrated device according to claim 1, further comprising:
前記発振回路で発振した前記高周波電流の周波数を低くする分周回路をさらに備え、
前記分周回路は、前記低くなされた周波数を検出するための出力パッド、及び前記分周回路を外部から制御するための入力パッドを備えていることを特徴とする請求項2記載の光集積デバイス。
A frequency dividing circuit that lowers the frequency of the high-frequency current oscillated by the oscillation circuit;
3. The optical integrated device according to claim 2, wherein the frequency dividing circuit includes an output pad for detecting the lowered frequency and an input pad for externally controlling the frequency dividing circuit. .
前記出力回路と前記半導体レーザ素子とを接続し、前記出力回路から前記出力電流が出力されているときには前記出力電流を前記半導体レーザ素子に出力し、前記出力回路から前記出力電流が出力されていないときには、前記出力回路の出力側を接地する保護回路をさらに備えていることを特徴とする請求項2記載の光集積デバイス。   The output circuit and the semiconductor laser element are connected, and when the output current is output from the output circuit, the output current is output to the semiconductor laser element, and the output current is not output from the output circuit 3. The optical integrated device according to claim 2, further comprising a protection circuit for grounding an output side of the output circuit. 前記高周波重畳回路素子は、
高周波電流を発振する発振回路と、
前記発振回路で発振された前記高周波電流の周波数を低くする分周回路と、
前記分周回路で前記周波数を低くなされた高周波電流を通過させ、前記低くなされた周波数よりも高い周波数を有する高調波成分を除去するハイカットフィルタ回路と、
前記ハイカットフィルタ回路を通過した高周波電流を出力電流として前記半導体レーザ素子に出力する出力回路と、
前記出力電流を制御する電流制御信号を前記出力回路に出力する基準電流発生回路と、
を備えていることを特徴とする請求項1記載の光集積デバイス。
The high-frequency superposition circuit element is
An oscillation circuit that oscillates a high-frequency current;
A frequency dividing circuit for lowering the frequency of the high-frequency current oscillated by the oscillation circuit;
A high-cut filter circuit that passes a high-frequency current having the frequency lowered by the frequency divider circuit and removes a harmonic component having a frequency higher than the lowered frequency; and
An output circuit that outputs a high-frequency current that has passed through the high-cut filter circuit as an output current to the semiconductor laser element;
A reference current generating circuit for outputting a current control signal for controlling the output current to the output circuit;
The optical integrated device according to claim 1, further comprising:
前記半導体レーザ素子は、
第1導電型の半導体基板と、
前記半導体基板上に形成された第1導電型の第1のクラッド層と、
前記第1のクラッド層上に形成された活性層と、
前記活性層上に形成された第2導電型の第2のクラッド層と、
前記第2のクラッド層上の所定の領域に形成された第2導電型のリッジと、
前記第2のクラッド層上の前記所定の領域とは異なる領域に順次形成された第1導電型の第1の電流狭窄層及び第2の電流狭窄層と、
を備え、
前記第1の電流狭窄層は、前記第2の電流狭窄層よりもキャリア濃度が低いことを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載の光集積デバイス。
The semiconductor laser element is
A first conductivity type semiconductor substrate;
A first conductivity type first cladding layer formed on the semiconductor substrate;
An active layer formed on the first cladding layer;
A second conductivity type second cladding layer formed on the active layer;
A ridge of a second conductivity type formed in a predetermined region on the second cladding layer;
A first conductivity type first current confinement layer and a second current confinement layer sequentially formed in a region different from the predetermined region on the second clad layer;
With
The optical integrated device according to claim 1, wherein the first current confinement layer has a carrier concentration lower than that of the second current confinement layer.
請求項1〜6のいずれか1項に記載の光集積デバイスと、
前記光集積デバイスを保持するベース部と、
前記光集積デバイスから出射されたレーザ光を前記記録媒体の記録面に合焦させるレンズと、
を備えていることを特徴とする光ピックアップ装置。
The optical integrated device according to any one of claims 1 to 6,
A base for holding the optical integrated device;
A lens for focusing the laser beam emitted from the optical integrated device on the recording surface of the recording medium;
An optical pickup device comprising:
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