JP2011150747A - Laser unit adjusting device, optical pickup device equipped with the same, and laser unit adjusting method - Google Patents

Laser unit adjusting device, optical pickup device equipped with the same, and laser unit adjusting method Download PDF

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Noriaki Okada
訓明 岡田
Ryohei Kawamuki
良平 川向
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a laser unit adjusting device which attains precise positional adjustment and miniaturization of a plurality of semiconductor lasers provided for a laser unit. <P>SOLUTION: The laser unit adjusting device is provided with: a collimator lens 32 which nearly collimates outgoing light outgoing from a two-wavelength semiconductor laser 1 and a blue semiconductor laser 2; a half mirror 33 having a mirror surface perpendicular to the optical axis of the collimator lens 32; a moving means which moves the two-wavelength semiconductor laser 1 and the blue semiconductor laser 2; and a control means for controlling the moving means. The control means moves the moving means and controls the moving means to move the semiconductor lasers to the position where the relative increase of the light output intensity of the semiconductor lasers with respect to the current injected to the semiconductor lasers or the relative decrease of the current injected to the semiconductors with respect to the light output intensity of the semiconductor lasers is detected. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、複数の半導体レーザを備え、光ピックアップ装置に搭載されるレーザユニットを調整する調整装置およびレーザユニット調整方法に関するものである。さらに詳細には、レーザユニットにおいて複数の半導体レーザの各々から出射されるレーザ光の発光点位置を調整するための技術に関するものである。   The present invention relates to an adjustment device and a laser unit adjustment method for adjusting a laser unit that includes a plurality of semiconductor lasers and is mounted on an optical pickup device. More specifically, the present invention relates to a technique for adjusting a light emitting point position of laser light emitted from each of a plurality of semiconductor lasers in a laser unit.

従来、BD(Blu-ray Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)、CD(Compact Disc)などの記録および再生に用いられる光ピックアップ装置が広く開発されている。その中でも複数の半導体レーザを備え、BD、DVD、CDの3種の光ディスクを記録再生する光ピックアップ装置が注目されている。   2. Description of the Related Art Conventionally, optical pickup devices used for recording and reproduction of BD (Blu-ray Disc), DVD (Digital Versatile Disc), CD (Compact Disc) and the like have been widely developed. Among them, an optical pickup device that includes a plurality of semiconductor lasers and that records and reproduces three types of optical discs of BD, DVD, and CD is drawing attention.

一例として、特許文献1に係る従来の光ピックアップ装置を図6に示す。図6は、特許文献1の光ピックアップ装置130を模式的に示す断面図である。光ピックアップ装置130は、波長405nmのレーザ光を出射する第一半導体レーザ51、波長650nmおよび波長780nmのレーザ光を出射する第二半導体レーザ52を備え、ダイクロイックビームスプリッタ53によって各波長のレーザ光を合波する。ダイクロイックビームスプリッタ53は、405nm付近の波長のレーザ光を反射する一方、650nmおよび780nm付近の波長のレーザ光を透過する機能を持ち、第一の光源である第一半導体レーザ51及び第二の光源である第二半導体レーザ52から出射されたレーザ光を略同一の光路に導く。   As an example, a conventional optical pickup device according to Patent Document 1 is shown in FIG. FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing the optical pickup device 130 of Patent Document 1. As shown in FIG. The optical pickup device 130 includes a first semiconductor laser 51 that emits laser light having a wavelength of 405 nm, and a second semiconductor laser 52 that emits laser light having a wavelength of 650 nm and 780 nm, and the dichroic beam splitter 53 emits laser light of each wavelength. Combine. The dichroic beam splitter 53 has a function of reflecting laser light having a wavelength near 405 nm and transmitting laser light having wavelengths near 650 nm and 780 nm, and includes a first semiconductor laser 51 and a second light source that are first light sources. The laser light emitted from the second semiconductor laser 52 is guided to substantially the same optical path.

次に、レーザ光はPBS(偏光ビームスプリッタ)54、コリメートレンズ55、1/4波長板57およびプリズムを経て対物レンズに導かれる。PBS54はP偏光のレーザ光を透過する一方、当該レーザ光と偏光方位とが直交するS偏光のレーザ光を反射する。1/4波長板57は直線偏光および円偏光間の相互交換を行う。1/4波長板57により、往路復路間におけるレーザ光の偏光方位が90度回転するため、PBS54によって往路および復路でのレーザ光の分離が行われる。   Next, the laser light is guided to the objective lens through the PBS (polarizing beam splitter) 54, the collimating lens 55, the quarter wavelength plate 57, and the prism. The PBS 54 transmits P-polarized laser light, and reflects S-polarized laser light in which the laser light and the polarization direction are orthogonal to each other. The quarter-wave plate 57 performs mutual exchange between linearly polarized light and circularly polarized light. The quarter-wave plate 57 rotates the polarization direction of the laser light between the forward and backward paths by 90 degrees, so that the PBS 54 separates the laser light in the forward and backward paths.

レーザ光の収差を補正する収差補正機構は、半導体レーザから出射されたレーザ光を平行光に変換するコリメートレンズ55とレンズ駆動機構56とによって構成される。また、光ディスクの保護層の厚み誤差に起因する球面収差はコリメートレンズ55を光軸方向に駆動することにより収差補正される。   The aberration correction mechanism that corrects the aberration of the laser light includes a collimating lens 55 that converts the laser light emitted from the semiconductor laser into parallel light and a lens driving mechanism 56. Further, spherical aberration due to the thickness error of the protective layer of the optical disk is corrected by driving the collimating lens 55 in the optical axis direction.

プリズムの第一反射面58は、波長405nm付近のレーザ光を反射して第一対物レンズ60に導き、第二反射面59は波長650nmおよび波長780nm付近のレーザ光を反射して第二対物レンズ61に導く。第一対物レンズ60、第二対物レンズ61は対物レンズアクチュエータ62に搭載されており、光軸方向とそれと直交する方向に可動するようになっている。第一対物レンズ60は入射レーザ光をBDディスク63に集光し、第二対物レンズ61は入射レーザ光をDVD/CDディスク64に集光する。   The first reflecting surface 58 of the prism reflects laser light having a wavelength of about 405 nm and guides it to the first objective lens 60, and the second reflecting surface 59 reflects laser light having a wavelength of about 650 nm and a wavelength of about 780 nm to reflect the second objective lens. Lead to 61. The first objective lens 60 and the second objective lens 61 are mounted on an objective lens actuator 62, and are movable in the optical axis direction and a direction orthogonal thereto. The first objective lens 60 condenses the incident laser light on the BD disc 63, and the second objective lens 61 condenses the incident laser light on the DVD / CD disc 64.

BDディスク63またはDVD/CDディスク64からの戻り光は、第一対物レンズ60または61、1/4波長板57およびコリメートレンズ55を経て、PBS54により反射され、ホログラム素子65、検出レンズ66および受光素子67からなる信号検出光学系に導かれ、受光素子67でRF信号および各種サーボ信号が検出される。信号検出光学系は3波長で共通化されている。   The return light from the BD disc 63 or the DVD / CD disc 64 passes through the first objective lens 60 or 61, the quarter wavelength plate 57 and the collimator lens 55, is reflected by the PBS 54, and receives the hologram element 65, the detection lens 66, and the light reception. The light is guided to a signal detection optical system including the element 67, and an RF signal and various servo signals are detected by the light receiving element 67. The signal detection optical system is shared by three wavelengths.

このような形態の光ピックアップ装置では、光源は複数備えられているものの信号検出光学系は1系統にまとめられており、部品点数が少ないため、装置の小型化、コストの低減に有利な構造となっている。このような光ピックアップ装置を製造する場合、一般的には、第一の光源、信号検出光学系、第二の光源の順に部品を位置調整して固定する方法が採用されている。   In such an optical pickup device, although a plurality of light sources are provided, the signal detection optical system is integrated into one system, and the number of parts is small. Therefore, the structure is advantageous for downsizing and cost reduction of the device. It has become. When manufacturing such an optical pickup device, generally, a method is adopted in which the components are positioned and fixed in the order of the first light source, the signal detection optical system, and the second light source.

特開2008−146684号公報(2008年6月26日公開)JP 2008-146684 A (published on June 26, 2008)

しかしながら、上記従来の光ピックアップ装置130では、第二の光源の位置を精密に固定することが困難であるという問題点を有している。   However, the conventional optical pickup device 130 has a problem that it is difficult to precisely fix the position of the second light source.

以下、具体的に説明する。BD/DVD/CDを記録再生するような、少なくとも2個以上の半導体レーザを搭載する多波長光ピックアップ装置の作製において、第一半導体レーザ、光検出器、第二半導体レーザの順に位置調整して固定を行う場合、各光学素子の調整固定に3軸の調整が必要となる場合がある。   This will be specifically described below. In the production of a multi-wavelength optical pickup device equipped with at least two semiconductor lasers for recording / reproducing BD / DVD / CD, the positions of the first semiconductor laser, the photodetector, and the second semiconductor laser are adjusted in this order. When fixing, triaxial adjustment may be required to adjust and fix each optical element.

図6を用いて説明すると、まず、第一半導体レーザ51をコリメートレンズ55の光軸に合わせて、光軸に直交する面内で調整固定し、次に受光素子67および検出レンズ66を調整固定する。このとき、受光素子67を光軸に直交する面内で調整し、検出レンズ66を光軸方向に位置調整して、RF信号、フォーカス誤差信号、トラッキング誤差信号等を確認しながら調整固定する。   Referring to FIG. 6, first, the first semiconductor laser 51 is adjusted and fixed in a plane orthogonal to the optical axis in accordance with the optical axis of the collimating lens 55, and then the light receiving element 67 and the detection lens 66 are adjusted and fixed. To do. At this time, the light receiving element 67 is adjusted in a plane orthogonal to the optical axis, the position of the detection lens 66 is adjusted in the optical axis direction, and the adjustment is fixed while confirming the RF signal, the focus error signal, the tracking error signal, and the like.

最後に第二半導体レーザ52を調整固定するが、このとき第二半導体レーザ52の発光点を受光素子67と共役関係にある位置に調整固定する必要があるため、信号品質を高めるためには第二半導体レーザ52の3方向の調整が必要となる。3方向の調整を可能にするためには、第二半導体レーザ52を空間調整した後、その周囲を接着剤で覆った後に固定を行う。   Finally, the second semiconductor laser 52 is adjusted and fixed. At this time, it is necessary to adjust and fix the light emitting point of the second semiconductor laser 52 at a position conjugate with the light receiving element 67. Adjustment of the two semiconductor lasers 52 in three directions is required. In order to enable adjustment in three directions, the second semiconductor laser 52 is spatially adjusted and then fixed after covering the periphery with an adhesive.

半導体レーザの調整に関して1方向のみの調整を行う場合、例えば、Y軸方向のみを調整する場合には、Z軸方向では半導体レーザを固定した状態でY軸方向の調整を行うことができる。しかしながら、3方向の調整を行う際には、3方向の何れも固定されていない状態で半導体レーザの空間調整を行う必要がある。半導体レーザの空間調整後、接着剤によって半導体レーザの固定を行うが、3方向の何れも固定されていないため接着剤が伸縮または膨張した際に半導体レーザの位置にずれが生じ易い。このような要因により固定位置にずれが大きく生じた場合、具体的には固定位置が10μmずれた場合、トラッキング制御の制御が不能となる問題や、フォーカス誤差信号へのトラッキング誤差信号の漏れ込みが大きくなるなどの問題が生じ得る。   When adjusting only one direction with respect to the adjustment of the semiconductor laser, for example, when adjusting only the Y-axis direction, the adjustment in the Y-axis direction can be performed with the semiconductor laser fixed in the Z-axis direction. However, when performing adjustment in three directions, it is necessary to adjust the space of the semiconductor laser in a state where none of the three directions is fixed. After adjusting the space of the semiconductor laser, the semiconductor laser is fixed with an adhesive. However, since none of the three directions is fixed, the position of the semiconductor laser tends to shift when the adhesive expands or contracts or expands. When a large shift occurs in the fixed position due to such factors, specifically, when the fixed position shifts by 10 μm, there is a problem that the control of the tracking control becomes impossible or the tracking error signal leaks into the focus error signal. Problems such as enlargement may occur.

本願は、以上に説明した事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、レーザユニットが備える複数の半導体レーザの精密な位置調整および小型化を実現するレーザユニット調整装置、これを備える光ピックアップ装置およびレーザユニット調整方法を提供することにある。   The present application has been made in view of the circumstances described above, and an object of the present application is to provide a laser unit adjustment device that realizes precise position adjustment and miniaturization of a plurality of semiconductor lasers included in the laser unit, and an optical pickup including the same. An apparatus and a laser unit adjusting method are provided.

本発明のレーザユニット調整装置は、上記課題を解決するために、複数の半導体レーザから出射された出射光を合波して出射するレーザユニットに含まれる複数の半導体レーザの相対位置を調整するレーザユニット調整装置であって、上記半導体レーザから出射された出射光を略平行光化するコリメートレンズと、上記コリメートレンズの光軸に垂直なミラー面を有する平面ミラーと、上記半導体レーザを移動させる移動手段と、上記移動手段を制御する制御手段とを備えており、上記制御手段が上記移動手段を移動させて半導体レーザの注入電流に対する半導体レーザの光出力強度の相対的な増大、または、半導体レーザの光出力強度に対する半導体レーザの注入電流の相対的な減少を判定し、上記相対的な増大または減少が検知された位置に上記半導体レーザを移動させるように、上記制御手段が移動手段を制御することを特徴としている。   In order to solve the above problems, a laser unit adjusting apparatus according to the present invention is a laser that adjusts the relative positions of a plurality of semiconductor lasers included in a laser unit that combines and emits light emitted from a plurality of semiconductor lasers. A unit adjusting device, a collimating lens for making the emitted light emitted from the semiconductor laser substantially parallel, a plane mirror having a mirror surface perpendicular to the optical axis of the collimating lens, and a movement for moving the semiconductor laser And a control means for controlling the moving means, and the control means moves the moving means to increase the light output intensity of the semiconductor laser relative to the injection current of the semiconductor laser, or the semiconductor laser. The relative decrease in the injection current of the semiconductor laser with respect to the light output intensity is determined, and the relative increase or decrease is detected. To move said semiconductor laser, and wherein said control means controls the moving means.

上記半導体レーザから出射され、コリメートレンズで平行光化された出射光と、出射光がコリメートレンズおよび平面ミラーを介して反射して半導体レーザに戻る戻り光とが略平行である場合、出射光の発光点と戻り光の集束点が一致するので、自己結合効果によって半導体レーザの注入電流に対する半導体レーザの光出力強度の相対的な増大、または、半導体レーザの光出力強度に対する半導体レーザの注入電流の相対的な減少が生じる。   When the outgoing light emitted from the semiconductor laser and collimated by the collimator lens and the return light reflected by the collimating lens and the plane mirror and returning to the semiconductor laser are substantially parallel, Since the light emission point and the focal point of the return light coincide with each other, the self-coupling effect causes a relative increase in the light output intensity of the semiconductor laser with respect to the semiconductor laser injection current, or the semiconductor laser injection current with respect to the light output intensity of the semiconductor laser. A relative decrease occurs.

本発明によれば、制御手段によって移動手段が制御され、自己結合効果に基づき、上記相対的な増大または減少が生じたと検知された位置、すなわち、出射光と戻り光とが略平行となる位置に半導体レーザが移動されるため、精密な位置調整が可能となる。さらに、本発明は、複数の半導体レーザを備えるレーザユニットの調整に用いられる。上記レーザユニットは複数の半導体レーザからの出射光を合波して出射するため、上記レーザユニットの小型化を実現可能である。   According to the present invention, the moving means is controlled by the control means, and the position where the relative increase or decrease is detected based on the self-coupling effect, that is, the position where the emitted light and the return light are substantially parallel. Since the semiconductor laser is moved to a precise position, precise position adjustment is possible. Furthermore, the present invention is used for adjusting a laser unit including a plurality of semiconductor lasers. Since the laser unit combines and emits light emitted from a plurality of semiconductor lasers, it is possible to reduce the size of the laser unit.

また、本発明のレーザユニット調整装置は、上記半導体レーザから出射され、コリメートレンズを透過した出射光の波面情報を検出する波面センサを備え、上記制御手段は、上記波面センサによって検出された出射光の波面情報に基づき、上記半導体レーザの位置を波面センサへの入射光がコリメートレンズに対する平行光となる位置に変更するように上記移動手段を制御することが好ましい。   The laser unit adjusting apparatus of the present invention further includes a wavefront sensor that detects wavefront information of the emitted light emitted from the semiconductor laser and transmitted through the collimating lens, and the control means emits the emitted light detected by the wavefront sensor. Based on the wavefront information, the moving means is preferably controlled so that the position of the semiconductor laser is changed to a position where the incident light on the wavefront sensor becomes parallel light with respect to the collimating lens.

波面センサによれば、波面センサへの入射波面が平行光波からどの程度ずれているかを検知することができる。このため、半導体レーザ位置の調整を行う前に、波面センサを用いて粗調整を行うことができ、半導体レーザ位置の調整を速やかに行うことが可能となる。   According to the wavefront sensor, it is possible to detect how much the incident wavefront to the wavefront sensor is deviated from the parallel light wave. For this reason, before the semiconductor laser position is adjusted, coarse adjustment can be performed using the wavefront sensor, and the semiconductor laser position can be quickly adjusted.

また、本発明のレーザユニット調整装置では、上記制御手段は、上記半導体レーザの注入電流および光出力強度のうち一方を一定値に固定し、上記半導体レーザの注入電流および光出力強度のうち他方に関する最大値が判定された位置に上記半導体レーザを移動させるように移動手段を制御し、半導体レーザの注入電流に関する最大値は、半導体レーザの光出力強度に対する半導体レーザの注入電流の相対的な減少の最大値であり、半導体レーザの光出力強度に関する最大値は、半導体レーザの注入電流に対する半導体レーザの光出力強度の相対的な増大の最大値であることが好ましい。   In the laser unit adjusting apparatus of the present invention, the control means fixes one of the injection current and the optical output intensity of the semiconductor laser to a constant value, and relates to the other of the injection current and the optical output intensity of the semiconductor laser. The moving means is controlled to move the semiconductor laser to the position where the maximum value is determined, and the maximum value regarding the semiconductor laser injection current is a relative decrease of the semiconductor laser injection current with respect to the light output intensity of the semiconductor laser. The maximum value and the maximum value related to the optical output intensity of the semiconductor laser is preferably the maximum value of the relative increase in the optical output intensity of the semiconductor laser with respect to the injection current of the semiconductor laser.

制御手段によって、上記半導体レーザの注入電流および光出力強度のうち一方を一定値に固定することによって、半導体レーザの注入電流および光出力強度のうち他方に関する増減値の判定が容易となる。さらに、上記相対的な増減または減少の最大値が判定される場合、半導体レーザからの出射光の発光点と戻り光の集束点がほぼ一致する。したがって、出射光の発光点と戻り光の集束点がほぼ一致する位置に半導体レーザを移動できるため、非常に精密な位置調整が可能となる。   By fixing one of the injection current and optical output intensity of the semiconductor laser to a constant value by the control means, it is easy to determine an increase / decrease value for the other of the injection current and optical output intensity of the semiconductor laser. Further, when the maximum value of the relative increase / decrease or decrease is determined, the emission point of the emitted light from the semiconductor laser and the convergence point of the return light substantially coincide. Therefore, since the semiconductor laser can be moved to a position where the emission point of the emitted light and the convergence point of the return light substantially coincide with each other, it is possible to adjust the position very precisely.

本発明のレーザユニット調整方法は、上記課題を解決するために、複数の半導体レーザから出射された出射光を合波して出射するレーザユニットに含まれる複数の半導体レーザの相対位置を調整するレーザユニット調整方法であって、上記半導体レーザから出射された出射光を略平行光化するコリメートレンズと、上記コリメートレンズの光軸に垂直なミラー面を有する平面ミラーと、上記半導体レーザを移動させる移動手段とを備えるレーザユニット調整装置を調整部材として用いるレーザユニット調整方法であり、上記コリメートレンズの焦点位置と複数の半導体レーザの発光点とを一致させるように上記複数の半導体レーザの位置を調整する調整工程を含み、上記調整工程において、上記移動手段を移動させて半導体レーザの注入電流に対する半導体レーザの光出力強度の相対的な増大、または、半導体レーザの光出力強度に対する半導体レーザの注入電流の相対的な減少が検知された位置に上記半導体レーザを移動させることを特徴としている。   In order to solve the above problems, the laser unit adjustment method of the present invention is a laser that adjusts the relative positions of a plurality of semiconductor lasers included in a laser unit that multiplexes and emits light emitted from a plurality of semiconductor lasers. A unit adjustment method comprising: a collimating lens for collimating outgoing light emitted from the semiconductor laser; a plane mirror having a mirror surface perpendicular to the optical axis of the collimating lens; and a movement for moving the semiconductor laser A laser unit adjustment apparatus comprising: a laser unit adjustment apparatus comprising: means for adjusting a position of the plurality of semiconductor lasers so that a focal position of the collimating lens and a light emitting point of the plurality of semiconductor lasers coincide with each other Including an adjustment step, and in the adjustment step, the moving means is moved to inject a semiconductor laser injection current. The relative increase of the light output intensity of the semiconductor laser against, or relative decrease of the injection current of the semiconductor laser is characterized by moving the semiconductor laser to the sensed position relative to the light output intensity of the semiconductor laser.

上記半導体レーザから出射され、コリメートレンズで平行光化された出射光と、出射光がコリメートレンズおよび平面ミラーを介して反射して半導体レーザに戻る戻り光とが略平行である場合、出射光の発光点と戻り光の集束点が一致するので、自己結合効果によって半導体レーザの注入電流に対する半導体レーザの光出力強度の相対的な増大、または、半導体レーザの光出力強度に対する半導体レーザの注入電流の相対的な減少が生じる。   When the outgoing light emitted from the semiconductor laser and collimated by the collimator lens and the return light reflected by the collimating lens and the plane mirror and returning to the semiconductor laser are substantially parallel, Since the light emission point and the focal point of the return light coincide with each other, the self-coupling effect causes a relative increase in the light output intensity of the semiconductor laser with respect to the semiconductor laser injection current, or the semiconductor laser injection current with respect to the light output intensity of the semiconductor laser. A relative decrease occurs.

本発明によれば、自己結合効果に基づき、上記相対的な増大または減少が生じたと検知された位置、すなわち、出射光と戻り光とが略平行となる位置に半導体レーザを移動させるため、精密な位置調整が可能となる。さらに、本発明は、複数の半導体レーザを備えるレーザユニットの調整に用いられる。上記レーザユニットは複数の半導体レーザからの出射光を合波して出射するため、上記レーザユニットの小型化を実現可能である。   According to the present invention, based on the self-coupling effect, the semiconductor laser is moved to the position where the relative increase or decrease is detected, that is, the position where the emitted light and the return light are substantially parallel. Position adjustment is possible. Furthermore, the present invention is used for adjusting a laser unit including a plurality of semiconductor lasers. Since the laser unit combines and emits light emitted from a plurality of semiconductor lasers, it is possible to reduce the size of the laser unit.

また、本発明のレーザユニット調整方法では、上記レーザユニット調整装置は、上記半導体レーザから出射され、コリメートレンズを透過した出射光の波面情報を検出する波面センサを備え、上記調整工程前に、上記波面センサによって検出された出射光の波面情報に基づき、上記半導体レーザの位置を波面センサへの入射光がコリメートレンズに対する平行光となる位置に調整するように、上記移動手段を制御する準備工程を含むことが好ましい。   Further, in the laser unit adjustment method of the present invention, the laser unit adjustment device includes a wavefront sensor that detects wavefront information of the emitted light emitted from the semiconductor laser and transmitted through the collimator lens, and before the adjustment step, Based on the wavefront information of the emitted light detected by the wavefront sensor, a preparatory step for controlling the moving means so as to adjust the position of the semiconductor laser to a position where the incident light on the wavefront sensor becomes parallel light to the collimating lens. It is preferable to include.

上記波面センサによれば、波面センサへの入射波面が平行光波からどの程度ずれているかを検知することができる。このため、半導体レーザ位置の調整を行う調整工程の前に、波面センサを用いて粗調整を行う準備工程を行うことができ、半導体レーザ位置の調整を速やかに行うことが可能となる。   According to the wavefront sensor, it is possible to detect how much the incident wavefront to the wavefront sensor is deviated from the parallel light wave. For this reason, before the adjustment process for adjusting the semiconductor laser position, a preparation process for coarse adjustment using the wavefront sensor can be performed, and the semiconductor laser position can be adjusted quickly.

また、本発明のレーザユニット調整方法では、上記調整工程において、上記半導体レーザの注入電流および光出力強度のうち一方を一定値に固定し、上記半導体レーザの注入電流および光出力強度のうち他方に関する最大値が判定された位置に上記半導体レーザを移動させるように移動手段を制御し、半導体レーザの注入電流に関する最大値は、半導体レーザの光出力強度に対する半導体レーザの注入電流の相対的な減少の最大値であり、半導体レーザの光出力強度に関する最大値は、半導体レーザの注入電流に対する半導体レーザの光出力強度の相対的な増大の最大値であることが好ましい。   In the laser unit adjustment method of the present invention, in the adjustment step, one of the injection current and the optical output intensity of the semiconductor laser is fixed to a constant value, and the other of the injection current and the optical output intensity of the semiconductor laser is related to the other. The moving means is controlled to move the semiconductor laser to the position where the maximum value is determined, and the maximum value regarding the semiconductor laser injection current is a relative decrease of the semiconductor laser injection current with respect to the light output intensity of the semiconductor laser. The maximum value and the maximum value related to the optical output intensity of the semiconductor laser is preferably the maximum value of the relative increase in the optical output intensity of the semiconductor laser with respect to the injection current of the semiconductor laser.

上記半導体レーザの注入電流および光出力強度のうち一方を一定値に固定することによって、半導体レーザの注入電流および光出力強度のうち他方に関する増減値の判定が容易となる。さらに、上記相対的な増減または減少の最大値が判定される場合、半導体レーザからの出射光と戻り光とがほぼ完全に平行となる。したがって、出射光と戻り光とがほぼ完全に平行となる位置に半導体レーザを移動できるため、非常に精密な位置調整が可能となる。   By fixing one of the injection current and optical output intensity of the semiconductor laser to a constant value, it is easy to determine the increase / decrease value for the other of the injection current and optical output intensity of the semiconductor laser. Further, when the maximum value of the relative increase / decrease or decrease is determined, the light emitted from the semiconductor laser and the return light are almost completely parallel. Therefore, since the semiconductor laser can be moved to a position where the emitted light and the return light are almost completely parallel, it is possible to adjust the position very precisely.

本発明のレーザユニット調整装置は、以上のように、上記制御手段が上記移動手段を移動させて半導体レーザの注入電流に対する半導体レーザの光出力強度の相対的な増大、または、半導体レーザの光出力強度に対する半導体レーザの注入電流の相対的な減少を判定し、上記相対的な増大または減少が検知された位置に上記半導体レーザを移動させるように、上記制御手段が移動手段を制御するものである。   As described above, in the laser unit adjusting apparatus of the present invention, the control means moves the moving means to increase the light output intensity of the semiconductor laser relative to the injection current of the semiconductor laser, or the light output of the semiconductor laser. The control means controls the moving means so as to determine a relative decrease in the injection current of the semiconductor laser with respect to the intensity and move the semiconductor laser to a position where the relative increase or decrease is detected. .

また、本発明のレーザユニット調整方法は、コリメートレンズの焦点位置と複数の半導体レーザの発光点とを一致させるように上記複数の半導体レーザの位置を調整する調整工程を含み、上記調整工程において、上記移動手段を移動させて半導体レーザの注入電流に対する半導体レーザの光出力強度の相対的な増大、または、半導体レーザの光出力強度に対する半導体レーザの注入電流の相対的な減少が検知された位置に上記半導体レーザを移動させる方法である。   Further, the laser unit adjustment method of the present invention includes an adjustment step of adjusting the positions of the plurality of semiconductor lasers so that the focal position of the collimating lens and the light emitting points of the plurality of semiconductor lasers coincide with each other. The moving means is moved to a position where a relative increase in the light output intensity of the semiconductor laser with respect to the injection current of the semiconductor laser or a decrease in the injection current of the semiconductor laser with respect to the light output intensity of the semiconductor laser is detected. This is a method of moving the semiconductor laser.

それゆえ、本発明によれば、自己結合効果に基づき、上記相対的な増大または減少が生じたと検知された位置、すなわち、出射光と戻り光とが略平行となる位置に半導体レーザが移動されるため、精密な位置調整が可能となる。さらに、本発明は、複数の半導体レーザを備えるレーザユニットの調整に用いられる。上記レーザユニットは複数の半導体レーザからの出射光を合波して出射するため、上記レーザユニットの小型化を実現可能であるという効果を奏する。   Therefore, according to the present invention, the semiconductor laser is moved to the position where the relative increase or decrease is detected based on the self-coupling effect, that is, the position where the emitted light and the return light are substantially parallel. Therefore, precise position adjustment becomes possible. Furthermore, the present invention is used for adjusting a laser unit including a plurality of semiconductor lasers. Since the laser unit combines and emits light emitted from a plurality of semiconductor lasers, the laser unit can be reduced in size.

本発明の調整工程により製造されたレーザユニットを搭載する光ピックアップ装置の構成例を示す概略の断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the structural example of the optical pick-up apparatus which mounts the laser unit manufactured by the adjustment process of this invention. (a)は自己結合効果を説明するための図であり、(b)は、自己結合効果が生じた際のレーザ注入電流とレーザ光出力との関係を示すグラフである。(A) is a figure for demonstrating a self-coupling effect, (b) is a graph which shows the relationship between the laser injection current when a self-coupling effect arises, and a laser beam output. 本実施の形態に係るレーザユニット調整装置およびレーザユニット調整装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the laser unit adjustment apparatus and laser unit adjustment apparatus which concern on this Embodiment. 半導体レーザユニットの調整固定に関する調整手順を説明する図である。It is a figure explaining the adjustment procedure regarding the adjustment fixation of a semiconductor laser unit. 本実施の形態に係るレーザユニット調整方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the laser unit adjustment method which concerns on this Embodiment. 従来の光ピックアップ装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the conventional optical pick-up apparatus.

本発明の一実施形態について図1〜図5に基づいて説明すれば、以下の通りである。図1は、本発明を適用して調整固定したレーザユニットを搭載した3波長の光ピックアップ装置30の構成例を示す概略の断面図である。本発明を適用した3波長の光ピックアップ装置は、BD、DVD、CD系ディスクの記録再生を行うものである。大きく分類すると、光ピックアップ装置30は、レーザユニット25およびメインハウジング22内に備えられた各種レンズ等から構成されている。   One embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration example of a three-wavelength optical pickup device 30 equipped with a laser unit adjusted and fixed by applying the present invention. A three-wavelength optical pickup apparatus to which the present invention is applied performs recording and reproduction of BD, DVD, and CD-type discs. When roughly classified, the optical pickup device 30 includes a laser unit 25 and various lenses provided in the main housing 22.

レーザユニット25は、2波長半導体レーザ1、青色半導体レーザ2、ダイクロイックビームスプリッタ3、回折素子4およびモニタPD(モニタ用受光手段)5からを含んでいる。各部材について以下説明する。   The laser unit 25 includes a two-wavelength semiconductor laser 1, a blue semiconductor laser 2, a dichroic beam splitter 3, a diffraction element 4 and a monitor PD (monitoring light receiving means) 5. Each member will be described below.

2波長半導体レーザ1は、波長650nm帯および780nm帯のレーザ光を出射する。両レーザ光のうち780nm帯のレーザ光を用いてCD系ディスクの記録再生が行われ、650nm帯のレーザ光を用いてDVD系ディスクの記録再生が行われる。青色半導体レーザ2は波長405nm帯のレーザ光を出射し、405nm帯のレーザ光を用いてBD系ディスクの記録再生が行われる。   The two-wavelength semiconductor laser 1 emits laser light having a wavelength of 650 nm band and 780 nm band. Recording / reproduction of a CD disk is performed using a laser beam of 780 nm band of both laser beams, and recording / reproduction of a DVD disk is performed using a laser beam of 650 nm band. The blue semiconductor laser 2 emits laser light having a wavelength of 405 nm, and recording / reproduction of the BD disc is performed using the laser light of 405 nm.

回折素子4は、光源から放射されたレーザ光を0次光と±1次光の3つの光スポットに分割する。回折素子4が設けられていることにより、3ビーム法、DPP(Differential Push-Pull)法などを用いてトラッキングエラー信号を検出することが可能になる。   The diffractive element 4 divides the laser light emitted from the light source into three light spots of zero order light and ± first order light. The provision of the diffraction element 4 makes it possible to detect a tracking error signal using a three-beam method, a DPP (Differential Push-Pull) method, or the like.

ダイクロイックビームスプリッタ3は、波長405nm付近の波長のレーザ光を反射する一方、波長650nmおよび波長780nm付近の波長のレーザ光を透過し、2波長半導体レーザ1および青色半導体レーザ2から出射されたレーザ光7,8を略同一の光路に導く。すなわち、複数の半導体レーザから出射された光束を合波して出射する役割を果たす。   The dichroic beam splitter 3 reflects laser light having a wavelength near 405 nm, while transmitting laser light having wavelengths near 650 nm and 780 nm, and is emitted from the two-wavelength semiconductor laser 1 and the blue semiconductor laser 2. 7 and 8 are guided to substantially the same optical path. That is, it plays a role of combining and emitting light beams emitted from a plurality of semiconductor lasers.

モニタPD5は、2波長半導体レーザ1および青色半導体レーザ2の光出力強度を検出する。モニタPD5の検出信号を利用して、2波長半導体レーザ1および青色半導体レーザ2の光出力強度が一定となるようレーザ注入電流の制御が行われる。   The monitor PD 5 detects the light output intensity of the two-wavelength semiconductor laser 1 and the blue semiconductor laser 2. Using the detection signal of the monitor PD5, the laser injection current is controlled so that the light output intensities of the two-wavelength semiconductor laser 1 and the blue semiconductor laser 2 are constant.

上述した光学部品は、レーザユニット筐体6に納められており、全体としてレーザユニット25を形成している。このレーザユニット25は、メインハウジング22に取り付けられている。   The above-described optical components are housed in a laser unit housing 6 and form a laser unit 25 as a whole. The laser unit 25 is attached to the main housing 22.

メインハウジング22内には、青立上げミラー15、青対物レンズ17、2波長立上げミラー14、2波長対物レンズ16、広帯域1/4波長板13、コリメートレンズ12、コリメートレンズ駆動ユニット21、偏光ビームスプリッタ11、ホログラム素子18、センサレンズ19、受光素子(OPIC)20が収められている。青対物レンズ17、2波長対物レンズ16はアクチュエータ(図示しない)に搭載され、光軸方向および光軸と直交する方向に駆動可能となっている。   In the main housing 22, a blue rising mirror 15, a blue objective lens 17, a two-wavelength rising mirror 14, a two-wavelength objective lens 16, a broadband quarter-wave plate 13, a collimating lens 12, a collimating lens driving unit 21, a polarization A beam splitter 11, a hologram element 18, a sensor lens 19, and a light receiving element (OPIC) 20 are accommodated. The blue objective lens 17 and the two-wavelength objective lens 16 are mounted on an actuator (not shown) and can be driven in an optical axis direction and a direction orthogonal to the optical axis.

偏光ビームスプリッタ11は、レーザユニットから放射されたレーザ光9を反射することによってレーザ光9の方向を変更する。レーザユニット25から放射されたレーザ光7または8は直線偏光であり、偏光ビームスプリッタ11は光源から放射されたレーザ光を反射し、その偏光方位と直交する直線偏光を透過するように設計されている。後述するように光源から放射されたレーザ光と光ディスクからの反射光とは、偏光方位が互いに約90°異なっており、偏光ビームスプリッタ11は往路光を反射し、復路光を透過するように設計されている。   The polarization beam splitter 11 changes the direction of the laser light 9 by reflecting the laser light 9 emitted from the laser unit. The laser light 7 or 8 emitted from the laser unit 25 is linearly polarized light, and the polarization beam splitter 11 is designed to reflect the laser light emitted from the light source and transmit linearly polarized light orthogonal to the polarization direction. Yes. As will be described later, the laser light emitted from the light source and the reflected light from the optical disc have polarization directions different from each other by about 90 °, and the polarization beam splitter 11 is designed to reflect the forward light and transmit the backward light. Has been.

コリメートレンズ12は、偏光ビームスプリッタ11によって反射されたレーザ光を略平行光とする。なお、略平行光には完全な平行光も含まれるものとする。コリメートレンズ12はコリメートレンズ駆動ユニット21に搭載されており、光軸方向に可動するようになっている。BD系ディスクの記録再生においては、開口数が高いため、光ディスクの保護層の厚み誤差に起因する球面収差の影響が大きくなる。この球面収差はコリメートレンズ12を駆動することにより収差が補正される。   The collimating lens 12 makes the laser beam reflected by the polarization beam splitter 11 substantially parallel light. Note that substantially parallel light includes perfect parallel light. The collimating lens 12 is mounted on the collimating lens driving unit 21 and is movable in the optical axis direction. In the recording / reproduction of a BD disc, since the numerical aperture is high, the influence of spherical aberration due to the thickness error of the protective layer of the optical disc becomes large. This spherical aberration is corrected by driving the collimating lens 12.

広帯域1/4波長板13は、波長405〜780nmの直線偏光を円偏光に変換し、逆に円偏光を直線偏光に変換する。直線偏光が広帯域1/4波長板13を往復することにより、直線偏光の偏光方位が90度回転する。   The broadband quarter-wave plate 13 converts linearly polarized light having a wavelength of 405 to 780 nm into circularly polarized light, and conversely converts circularly polarized light into linearly polarized light. As the linearly polarized light travels back and forth through the broadband quarter-wave plate 13, the polarization direction of the linearly polarized light is rotated by 90 degrees.

2波長立上げミラー14は、波長650nm帯および780nm帯のレーザ光を反射し、波長405nm帯のレーザ光を透過する。反射されたレーザ光は2波長対物レンズ16に導かれる。青立上げミラー15は波長405nm帯のレーザ光を反射し、反射されたレーザ光は青対物レンズ17に導かれる。   The two-wavelength raising mirror 14 reflects the laser light of the wavelength 650 nm band and the 780 nm band and transmits the laser light of the wavelength 405 nm band. The reflected laser light is guided to the two-wavelength objective lens 16. The blue rising mirror 15 reflects laser light having a wavelength of 405 nm, and the reflected laser light is guided to the blue objective lens 17.

2波長対物レンズ16は、CD系ディスクとDVD系ディスクに対して、入射したレーザ光を集光して光情報記録層に光スポットを形成する。青対物レンズ17は、BD系ディスクに対して、入射したレーザ光を集光して光情報記録層に光スポットを形成する。   The two-wavelength objective lens 16 condenses incident laser light on a CD disk and DVD disk to form a light spot on the optical information recording layer. The blue objective lens 17 condenses the incident laser beam on the BD disc to form a light spot on the optical information recording layer.

ホログラム素子18は、光ディスクからの戻り光を回折して、複数の回折光線に分割する機能を有している。例えばホログラム素子に入射するレーザ光の80%をそのまま0次光として透過し、残り20%を±1次光として2つに分割して出射する。   The hologram element 18 has a function of diffracting return light from the optical disk and dividing it into a plurality of diffracted light beams. For example, 80% of the laser light incident on the hologram element is transmitted as it is as zero-order light, and the remaining 20% is divided into two as ± first-order light and emitted.

センサレンズ19は、シリンドリカル面をもつレンズである。センサレンズ19は光ディスクからの反射光に非点収差を与え、このレンズの挿入によって、非点収差法によるフォーカス誤差信号検出が可能となる。   The sensor lens 19 is a lens having a cylindrical surface. The sensor lens 19 gives astigmatism to the reflected light from the optical disk, and by inserting this lens, a focus error signal can be detected by the astigmatism method.

受光素子20は、センサレンズ19からの反射光を受光し、各種のサーボ信号に変換する。   The light receiving element 20 receives the reflected light from the sensor lens 19 and converts it into various servo signals.

以下、3波長の光ピックアップ装置30の動作について説明する。2波長半導体レーザ1から出射された波長650nm帯の第一のレーザ光7は、ダイクロイックビームスプリッタ3を透過し、偏光ビームスプリッタ11で反射され、その方向を90°変更され、コリメートレンズ12によって平行光化される。   The operation of the three-wavelength optical pickup device 30 will be described below. The first laser beam 7 having a wavelength of 650 nm band emitted from the two-wavelength semiconductor laser 1 is transmitted through the dichroic beam splitter 3, reflected by the polarization beam splitter 11, changed in direction by 90 °, and parallel by the collimating lens 12. It is lighted.

平行光化された第一のレーザ光は、広帯域1/4波長板13を透過して円偏光になり、2波長立上げミラー14で反射されることにより光ディスクの方向に立上げられ(光ディスクの方向にその方向が変更され)、2波長対物レンズ16によって光ディスクの記録再生面に集光される。光ディスクの記録再生面で反射された光は、往路と逆の経路を辿ってコリメートレンズ12、偏光ビームスプリッタ11へと導かれる。すなわち、2波長対物レンズ16、2波長立上げミラー14、広帯域1/4波長板13を通過し、往路の光とは直交する直線偏光になり、コリメートレンズ12、偏光ビームスプリッタ11へと導かれる。偏光ビームスプリッタ11を透過し、ホログラム素子18、センサレンズ19、受光素子20という経路で信号検出光学系に導かれる。   The collimated first laser light passes through the broadband quarter-wave plate 13 and becomes circularly polarized light, and is reflected by the two-wavelength rising mirror 14 to rise in the direction of the optical disk (the optical disk The direction is changed to a direction) and the light is condensed on the recording / reproducing surface of the optical disk by the two-wavelength objective lens 16. The light reflected by the recording / reproducing surface of the optical disc is guided to the collimating lens 12 and the polarization beam splitter 11 along the path opposite to the forward path. That is, it passes through the two-wavelength objective lens 16, the two-wavelength rising mirror 14, and the broadband quarter-wave plate 13, and becomes linearly polarized light orthogonal to the forward light, and is guided to the collimating lens 12 and the polarization beam splitter 11. . The light passes through the polarization beam splitter 11 and is guided to the signal detection optical system through a path of the hologram element 18, sensor lens 19, and light receiving element 20.

一方、青色半導体レーザ2から出射された波長405nm帯の第二のレーザ光8は、ダイクロイックビームスプリッタ3に入射し反射され、偏光ビームスプリッタ11で反射され、コリメートレンズ12でコリメートされる。コリメートされたレーザ光は、広帯域1/4波長板13を透過して円偏光になり、2波長立上げミラー14を透過し、青立上げミラー15により反射されて光ディスクの方向に立上げられ、青対物レンズ17により光ディスクの記録再生面に集光される。光ディスクからの反射光は、往路と逆の経路を辿って、コリメートレンズ12へ導かれる。すなわち、青対物レンズ17、青立上げミラー15、2波長立上げミラー14を通って、コリメートレンズ12へ導かれ、ホログラム素子18、センサレンズ19、受光素子20という経路で信号検出光学系に導かれる。   On the other hand, the second laser light 8 having a wavelength of 405 nm band emitted from the blue semiconductor laser 2 is incident on the dichroic beam splitter 3, reflected, reflected by the polarization beam splitter 11, and collimated by the collimating lens 12. The collimated laser light passes through the broadband quarter-wave plate 13 to become circularly polarized light, passes through the two-wavelength rising mirror 14, is reflected by the blue rising mirror 15, and is raised in the direction of the optical disk. The light is focused on the recording / reproducing surface of the optical disk by the blue objective lens 17. The reflected light from the optical disk follows the path opposite to the forward path and is guided to the collimating lens 12. That is, the light is guided to the collimating lens 12 through the blue objective lens 17, the blue rising mirror 15, and the two-wavelength rising mirror 14, and is guided to the signal detection optical system through the path of the hologram element 18, sensor lens 19, and light receiving element 20. It is burned.

この光学系では、復路側の光学系について、広帯域1/4波長板13から受光素子20に至る光学系がBD、DVD、CD共通の光学系になっている。BD、DVD、CDともにトラック誤差信号、フォーカス誤差信号、再生信号を共通の受光素子20で検出する。また、特に調整を簡単化するため、BDとDVDの再生信号検出用受光部を同一にしている。このように、本実施の形態に係る光ピックアップ装置30では、光源は複数備えられているが、信号検出光学系は1系統にまとめられており、部品点数が少ないため、装置の小型化、コストの低減に有利な構造となっている。   In this optical system, the optical system from the broadband quarter-wave plate 13 to the light receiving element 20 is an optical system common to the BD, DVD, and CD for the return side optical system. A common light receiving element 20 detects a track error signal, a focus error signal, and a reproduction signal for BD, DVD, and CD. Further, in order to simplify the adjustment, the BD and DVD reproduction signal detection light receiving portions are made the same. As described above, in the optical pickup device 30 according to the present embodiment, a plurality of light sources are provided, but the signal detection optical system is integrated into one system, and the number of parts is small. It is a structure that is advantageous for the reduction of.

光ピックアップ装置30において、BD用光源とDVD用光源との位置ずれが生じていると、どちらか一方のレーザ光について、光軸と再生信号検出用受光部の中心軸とがずれるため、各種サーボ信号が正確に検知できなくなる。例えば、青色半導体レーザと2波長半導体レーザとの位置が光軸方向に沿って数十μmずれた場合、一方のフォーカス誤差信号には常にオフセットが発生し、正確なフォーカス制御ができなくなる。また面内方向に沿って十μmずれた場合、一方のトラッキング誤差信号に常にオフセットが発生して正確なトラッキング制御ができなくなったり、フォーカス誤差信号へのトラッキング誤差信号の漏れ込みが大きくなり、フォーカス制御が不安定になったりする。これらの問題を避けるためには、2個の光源の位置をミクロンオーダーで調整する必要がある。   In the optical pickup device 30, if the positional deviation between the BD light source and the DVD light source occurs, the optical axis and the central axis of the reproduction signal detecting light receiving unit are shifted for either one of the laser beams. The signal cannot be detected accurately. For example, when the positions of the blue semiconductor laser and the two-wavelength semiconductor laser are shifted by several tens of μm along the optical axis direction, an offset always occurs in one focus error signal, and accurate focus control cannot be performed. In addition, when the deviation is 10 μm along the in-plane direction, an offset always occurs in one tracking error signal and accurate tracking control cannot be performed, or the leakage of the tracking error signal into the focus error signal becomes large, and the focus error signal increases. Control may become unstable. In order to avoid these problems, it is necessary to adjust the positions of the two light sources on the order of microns.

本実施の形態では、この2つの光源である2波長半導体レーザ1と青色半導体レーザ2との位置調整を行うために、半導体レーザの自己結合効果を利用する。図2を用いて自己結合効果について説明する。図2(a)は自己結合効果を説明するための図であり、図2(b)は、自己結合効果が生じた際のレーザ注入電流とレーザ光出力との関係を示すグラフである。   In the present embodiment, the self-coupling effect of the semiconductor laser is used to adjust the positions of the two-wavelength semiconductor laser 1 and the blue semiconductor laser 2 that are the two light sources. The self-coupling effect will be described with reference to FIG. FIG. 2A is a diagram for explaining the self-coupling effect, and FIG. 2B is a graph showing the relationship between the laser injection current and the laser light output when the self-coupling effect occurs.

図2(a)に示した光学系は、半導体レーザ31、コリメートレンズ32、ハーフミラー(平面ミラー)33、光検出器34から構成されている。また、半導体レーザ31には注入電流検出手段37および駆動回路38が連結されている。注入電流検出手段37としては、公知の注入電流検出器を用いればよい。駆動回路38は、後述する制御手段から入力された駆動信号を半導体レーザ31に出力することによって、半導体レーザ31を駆動させるものである。   The optical system shown in FIG. 2A includes a semiconductor laser 31, a collimating lens 32, a half mirror (planar mirror) 33, and a photodetector 34. The semiconductor laser 31 is connected to an injection current detection means 37 and a drive circuit 38. As the injection current detecting means 37, a known injection current detector may be used. The drive circuit 38 drives the semiconductor laser 31 by outputting to the semiconductor laser 31 a drive signal input from a control means described later.

ここで、半導体レーザ31から出射された出射光がコリメートレンズ32により平行光に変換され、ハーフミラー33により反射されて再び半導体レーザ31に戻ってくる場合、注入電流の閾値電流が戻り光の強度に比例して低下する現象が示される。この現象は自己結合効果と呼ばれる。図2(b)に、自己結合効果が生じたときの注入電流−光出力特性を示す。破線は通常発振状態における注入電流−光出力特性であり、実線は自己結合効果が生じたときの注入電流−光出力特性である。図2(b)に示されるように、自己結合効果が生じたとき、注入電流の閾値電流が低下する。   Here, when the emitted light emitted from the semiconductor laser 31 is converted into parallel light by the collimator lens 32, reflected by the half mirror 33, and returned to the semiconductor laser 31 again, the threshold current of the injection current is the intensity of the return light. A phenomenon that decreases in proportion to is shown. This phenomenon is called the self-coupling effect. FIG. 2B shows the injection current-light output characteristics when the self-coupling effect occurs. The broken line is the injection current-light output characteristic in the normal oscillation state, and the solid line is the injection current-light output characteristic when the self-coupling effect occurs. As shown in FIG. 2B, when the self-coupling effect occurs, the threshold current of the injected current is lowered.

自己結合効果が示された結果から、半導体レーザ31からの出射光の発光点と戻り光の集束点とが一致することを判定できるため、半導体レーザ31が自己結合効果を示す位置にて半導体レーザ31を配置することによって精密な位置調整を実現できる。   From the result showing the self-coupling effect, it can be determined that the emission point of the emitted light from the semiconductor laser 31 coincides with the focal point of the return light, so that the semiconductor laser 31 is located at a position where the semiconductor laser 31 shows the self-coupling effect. By arranging 31, precise position adjustment can be realized.

自己結合効果の発現を確認する具体的な手法として以下の手法が挙げられる。例えば、半導体レーザ31に対する注入電流を一定にしておけば、コリメートレンズ32からの出射光の光出力強度は完全な平行光である状態よりも小さな強度となる。したがって、図示しないモニタ用受光手段の出力を検出することにより、コリメートレンズ32からの出射光が平行光状態かどうかの調整を適正に行うことができる。   The following method is mentioned as a specific method for confirming the expression of the self-binding effect. For example, if the injection current to the semiconductor laser 31 is kept constant, the light output intensity of the light emitted from the collimating lens 32 becomes smaller than that in a state where the light is completely parallel light. Therefore, by detecting the output of the monitor light receiving means (not shown), it is possible to appropriately adjust whether or not the light emitted from the collimating lens 32 is in a parallel light state.

また、他の手法として、モニタ用受光手段の出力が一定になるように半導体レーザ31に電流を注入しておけば、コリメートレンズ32からの出射光が平行光状態からずれると注入電流が大きくなるので、この注入電流の変化を注入電流検出手段により検出することによってコリメートレンズ32からの出射光が平行光状態かどうかの調整を適正に行うことができる。自己結合効果については、特開2002−373449号公報等にも開示されている。   As another method, if a current is injected into the semiconductor laser 31 so that the output of the light receiving means for monitoring is constant, the injection current increases when the light emitted from the collimating lens 32 deviates from the parallel light state. Therefore, it is possible to appropriately adjust whether or not the light emitted from the collimating lens 32 is in the parallel light state by detecting the change in the injected current by the injected current detecting means. The self-coupling effect is also disclosed in JP-A-2002-373449.

すなわち、半導体レーザの注入電流に対する半導体レーザの光出力強度の相対的な増加、または、半導体レーザの光出力強度に対する半導体レーザの注入電流の相対的な減少が検知された位置(相対的な減少が観測された位置)にて自己結合効果が発現されたと判定される。   That is, a position where a relative increase in the light output intensity of the semiconductor laser with respect to the injection current of the semiconductor laser or a relative decrease in the injection current of the semiconductor laser with respect to the light output intensity of the semiconductor laser is detected (the relative decrease is It is determined that the self-binding effect was developed at the observed position).

さらに、コリメートレンズ32からハーフミラー33に向かう光束が完全な平行光であり、その光軸がハーフミラー33の法線と平行であれば、戻り光はそのまま半導体レーザ31の発光点に戻り、自己結合効果が最大となって注入電流の閾値の変化が最大となる。自己結合効果が最大となる場合、出射光の発光点と戻り光の集束点とが一致するため、半導体レーザを精密に固定することができるため、非常に好ましい。   Further, if the light beam traveling from the collimating lens 32 to the half mirror 33 is completely parallel light, and its optical axis is parallel to the normal line of the half mirror 33, the return light returns directly to the light emitting point of the semiconductor laser 31, and self The coupling effect is maximized and the change in the threshold of the injected current is maximized. When the self-coupling effect is maximized, the emission point of the emitted light coincides with the focus point of the return light, which is very preferable because the semiconductor laser can be fixed precisely.

自己結合効果が最大となったか否かは、予め以下の手法によって確認できる。まず、半導体レーザの注入電流または光出力強度のうち一方を一定値に固定し、半導体レーザの位置を様々な方向に微調整する。その後、上記半導体レーザの注入電流および光出力強度のうち他方に関する最大値が判定された位置に上記半導体レーザを移動させるように移動手段を制御する。半導体レーザの注入電流に関する最大値とは、半導体レーザの光出力強度に対する半導体レーザの注入電流の相対的な減少の最大値であり、半導体レーザの光出力強度に関する最大値は、半導体レーザの注入電流に対する半導体レーザの光出力強度の相対的な増大の最大値である。上記の最大値が判定された位置において自己結合効果が最大となったと判定される。このように、固定してない半導体レーザの注入電流または光出力強度のうち他方の変化量が最大値を示すので、予め上記最大値を決定できる。   Whether or not the self-coupling effect is maximized can be confirmed in advance by the following method. First, one of the injection current and the optical output intensity of the semiconductor laser is fixed to a constant value, and the position of the semiconductor laser is finely adjusted in various directions. Thereafter, the moving means is controlled to move the semiconductor laser to a position where the maximum value related to the other of the injection current and the optical output intensity of the semiconductor laser is determined. The maximum value related to the semiconductor laser injection current is the maximum value of the relative decrease in the semiconductor laser injection current relative to the semiconductor laser light output intensity. The maximum value related to the semiconductor laser light output intensity is the semiconductor laser injection current. Is the maximum value of the relative increase in the light output intensity of the semiconductor laser. It is determined that the self-coupling effect is maximized at the position where the maximum value is determined. As described above, the other change amount of the injection current or the optical output intensity of the semiconductor laser that is not fixed shows the maximum value, so that the maximum value can be determined in advance.

コリメートレンズ32の光軸に対し、ハーフミラー33の法線が完全に平行となるようあらかじめ調整されている場合、コリメートレンズ32の焦点と半導体レーザ31の発光点を一致させた場合、半導体レーザ31の自己結合効果は最大となる。この場合、モニタ用受光手段の出力、あるいは注入電流検出手段の出力をモニタすることにより、コリメートレンズ32の焦点に対して、半導体レーザの31の発光点を精度良く位置合わせすることが可能となる。   When the normal line of the half mirror 33 is adjusted in advance so as to be completely parallel to the optical axis of the collimating lens 32, the semiconductor laser 31 is in the case where the focal point of the collimating lens 32 and the light emitting point of the semiconductor laser 31 are matched. The self-bonding effect is maximized. In this case, by monitoring the output of the monitoring light receiving means or the output of the injection current detecting means, it becomes possible to accurately align the light emitting point of the semiconductor laser 31 with respect to the focal point of the collimating lens 32. .

なお、コリメートレンズ32からの出射光が平行光からずれていたり、光軸がずれていれば、戻り光は発光点には戻らなかったり大きい点になったりする。この場合、自己結合効果は示されない。   If the light emitted from the collimator lens 32 is deviated from the parallel light or the optical axis is deviated, the return light does not return to the light emitting point or becomes a large point. In this case, no self-bonding effect is shown.

また、半導体レーザが複数備えられており、各々の出射光がダイクロイックビームスプリッタで合成される場合であっても、各半導体レーザに対して、上記の自己結合効果を利用した発光点の位置調整方法を活用し、コリメートレンズの焦点に位置合わせを行うことが可能となる。   In addition, even when a plurality of semiconductor lasers are provided and the respective emitted lights are combined by a dichroic beam splitter, the light emitting point position adjusting method using the self-coupling effect described above for each semiconductor laser Using this, it becomes possible to align the focal point of the collimating lens.

自己結合効果を利用した複数のレーザの発光点位置調整方法について具体的に説明する。本実施の形態では、調整光学系を利用して調整を行う。図3は、本実施の形態に係るレーザユニット調整装置の調整光学系を示す断面図である。   A method for adjusting the light emitting point positions of a plurality of lasers using the self-coupling effect will be specifically described. In the present embodiment, adjustment is performed using an adjustment optical system. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the adjusting optical system of the laser unit adjusting apparatus according to the present embodiment.

レーザユニット調整装置の調整光学系は、コリメートレンズ32、ハーフミラー33および波面センサ36によって構成されている。コリメートレンズ32は色収差補正されており、コリメートレンズ32の光軸に対してハーフミラー33のミラー面が垂直となるよう調整固定されている。また、波面センサ36の中心軸もコリメートレンズ32の光軸と一致するよう予め調整されている。   The adjusting optical system of the laser unit adjusting device is configured by a collimating lens 32, a half mirror 33, and a wavefront sensor. The collimating lens 32 is corrected for chromatic aberration, and is adjusted and fixed so that the mirror surface of the half mirror 33 is perpendicular to the optical axis of the collimating lens 32. Further, the center axis of the wavefront sensor 36 is also adjusted in advance so as to coincide with the optical axis of the collimating lens 32.

波面センサ36としては、シャックハルトマンセンサ、干渉計などを使用することができる。特にシャックハルトマンセンサはリアルタイムに波面情報を検出できるため、タクトタイム短縮に有利であるため好ましい。この調整光学系40はX、Y、Z方向に自在に可動する光学系となっている。   As the wavefront sensor 36, a Shack-Hartmann sensor, an interferometer, or the like can be used. In particular, the Shack-Hartmann sensor is preferable because it can detect wavefront information in real time and is advantageous in reducing the tact time. The adjustment optical system 40 is an optical system that is freely movable in the X, Y, and Z directions.

また、レーザユニット調整装置50は、移動手段1a・2a、パワーメータ(モニタPD35)35、注入電流検出手段37、駆動回路38および制御手段39を備えている。半導体レーザの光出力強度はパワーメータ35にて検出する。同図に示すように、パワーメータ35はレーザユニット調整装置50側に組み込まれたものであってもよいし、図1の光ピックアップ装置30に搭載されたモニタPD5を、レーザユニット調整時における2波長半導体レーザ1および青色半導体レーザ2の光出力強度の検出に活用してもよい。また、注入電流検出手段37は、駆動回路38によって増幅された出力信号に基づき、2波長半導体レーザ1および青色半導体レーザ2の注入電流を調整すると共に注入電流を検出する。   The laser unit adjusting apparatus 50 includes moving means 1a and 2a, a power meter (monitor PD 35) 35, an injection current detecting means 37, a drive circuit 38, and a control means 39. The light output intensity of the semiconductor laser is detected by a power meter 35. As shown in the figure, the power meter 35 may be incorporated on the laser unit adjusting device 50 side, or the monitor PD 5 mounted on the optical pickup device 30 in FIG. You may utilize for the detection of the optical output intensity of the wavelength semiconductor laser 1 and the blue semiconductor laser 2. FIG. The injection current detector 37 adjusts the injection currents of the two-wavelength semiconductor laser 1 and the blue semiconductor laser 2 based on the output signal amplified by the drive circuit 38 and detects the injection current.

制御手段39は、主としてCPU(Central Processing Unit)により構成され、パワーメータ35、注入電流検出手段37および駆動回路38を制御する。具体的には、駆動回路38に対して制御信号を送信し、注入電流検出手段37を介して、半導体レーザの注入電流を調整し、また、パワーメータ35における出力が一定になるように、各半導体レーザに電流を注入するよう制御する。   The control means 39 is mainly composed of a CPU (Central Processing Unit) and controls the power meter 35, the injection current detection means 37, and the drive circuit 38. Specifically, a control signal is transmitted to the drive circuit 38, the injection current of the semiconductor laser is adjusted via the injection current detection means 37, and each output is made constant so that the output in the power meter 35 is constant. Control is performed to inject current into the semiconductor laser.

また、制御手段39は、波面センサ36と連結された構成とすることができる。この場合、波面センサ36によって検出された出射光の波面情報に基づき、2波長半導体レーザ1または青色半導体レーザ2の位置を波面センサ36への入射光がコリメートレンズに対する平行光となる位置に変更するように移動手段1a・2aのそれぞれを制御する。   Further, the control means 39 can be configured to be connected to the wavefront sensor 36. In this case, based on the wavefront information of the emitted light detected by the wavefront sensor 36, the position of the two-wavelength semiconductor laser 1 or the blue semiconductor laser 2 is changed to a position where the incident light on the wavefront sensor 36 becomes parallel light to the collimating lens. Thus, each of the moving means 1a and 2a is controlled.

また、制御手段39は、注入電流検出手段37によって検出された注入電流に基づき、自己結合効果が示されたかの判定をも行う。さらに、制御手段39は、2波長半導体レーザ1および青色半導体レーザ2にそれぞれ備えられた移動手段1a・2aに連結されている。   The control means 39 also determines whether or not the self-coupling effect has been shown based on the injection current detected by the injection current detection means 37. Further, the control means 39 is connected to moving means 1a and 2a provided in the two-wavelength semiconductor laser 1 and the blue semiconductor laser 2, respectively.

移動手段1a・2aは、それぞれ2波長半導体レーザ1および青色半導体レーザ2を移動させる部材であり、制御手段39からの制御信号によって制御される。移動手段1a・2aは、具体的には、アクチュエータ等によって構成され得る。図3に示すように、2波長半導体レーザ1はX方向とZ方向に調整可能となっている。一方、青色半導体レーザ2はY方向に調整可能となっている。   The moving means 1a and 2a are members for moving the two-wavelength semiconductor laser 1 and the blue semiconductor laser 2, respectively, and are controlled by a control signal from the control means 39. Specifically, the moving means 1a and 2a can be configured by an actuator or the like. As shown in FIG. 3, the two-wavelength semiconductor laser 1 can be adjusted in the X direction and the Z direction. On the other hand, the blue semiconductor laser 2 can be adjusted in the Y direction.

図3において、調整光学系40のコリメートレンズ32の焦点に半導体レーザの発光点を一致させたとき、コリメートレンズ32に向けて放射されるレーザ光はコリメートレンズ32により平行光化され、ハーフミラー33で一部反射され、その光は再びコリメートレンズ32によって集光され、元の半導体レーザの発光点の位置に戻り、自己結合効果が示される。自己結合効果が示されたことの確認は、レーザ注入電流を通常発振状態の閾値電流付近に設定し、光出力強度をパワーメータ35にてモニタし、注入電流検出手段37にて光出力強度が増大したことが確認されることにより行うことができる。   In FIG. 3, when the light emitting point of the semiconductor laser coincides with the focal point of the collimating lens 32 of the adjusting optical system 40, the laser light emitted toward the collimating lens 32 is collimated by the collimating lens 32 and the half mirror 33. The light is partially reflected by the collimating lens 32 and returned to the position of the light emitting point of the original semiconductor laser to show a self-coupling effect. Confirmation of the self-coupling effect is confirmed by setting the laser injection current in the vicinity of the threshold current in the normal oscillation state, monitoring the light output intensity with the power meter 35, and checking the light output intensity with the injection current detecting means 37. This can be done by confirming that it has increased.

あるいは、半導体レーザの注入電流を光出力強度が一定となるよう自動制御しておき、注入電流の減少量を確認することにより、自己結合効果を確認できる。この自己結合効果の確認により、コリメートレンズ32の焦点と半導体レーザの発光点の一致を判定する。   Alternatively, the self-coupling effect can be confirmed by automatically controlling the injection current of the semiconductor laser so that the light output intensity becomes constant and checking the amount of decrease of the injection current. By confirming this self-coupling effect, the coincidence between the focal point of the collimating lens 32 and the emission point of the semiconductor laser is determined.

この自己結合効果は極めて精度が高く、半導体レーザ活性層の厚み方向、および、上記厚み方向と垂直な方向にはミクロンオーダー、光軸方向の位置変化については5ミクロンオーダーの位置ずれ検出が可能である。従って、コリメートレンズ32の焦点に一方の半導体レーザの位置調整を行い、次にもう一方の半導体レーザの位置調整を同様に行えば、この2個のレーザの相対位置ずれを光軸方向について±10ミクロン、光軸に直交する方向について±5ミクロン以下の精度で調整が可能である。   This self-coupling effect is extremely accurate, and it is possible to detect misalignment in the order of microns in the thickness direction of the semiconductor laser active layer and in the direction perpendicular to the thickness direction, and in the order of 5 microns for positional changes in the optical axis direction. is there. Therefore, if the position of one semiconductor laser is adjusted at the focal point of the collimator lens 32 and then the position of the other semiconductor laser is adjusted in the same manner, the relative positional deviation between the two lasers is ± 10 in the optical axis direction. Adjustments can be made with an accuracy of ± 5 microns or less in the direction perpendicular to the optical axis.

次に、図4を用いて具体的な調整手順を説明する。図4は、半導体レーザユニットの調整固定に関する調整手順を説明する図である。なお、図の簡略化のため、調整光学系40およびパワーメータ35以外のレーザユニット調整装置50の構成は図示を省略している。また、図5は、本実施の形態に係るレーザユニット調整方法を示すフローチャートである。   Next, a specific adjustment procedure will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram for explaining an adjustment procedure for adjustment and fixing of the semiconductor laser unit. For simplification of the drawing, the configuration of the laser unit adjustment device 50 other than the adjustment optical system 40 and the power meter 35 is not shown. FIG. 5 is a flowchart showing a laser unit adjustment method according to the present embodiment.

まず、図4(a)に示すように、2波長半導体レーザ1の発光点に対し、調整光学系40の位置調整を行う(図5のS1(Sはステップを示す))。まず、制御手段39によって移動手段1aを介して2波長半導体レーザ1が微調整され、波面センサ36によって、入射波面が平行光波からどの程度ずれているかが検知される。2波長半導体レーザ1の発光点の位置とコリメートレンズ32の焦点の位置がZ方向にずれていれば、波面センサ36のデフォーカス項の値が大きくなる。また、2波長半導体レーザ1の発光点の位置とコリメートレンズ32の焦点の位置がX方向あるいはY方向にずれていれば、波面センサ36のチルト項の値が大きくなる。それぞれの値が小さくなるよう3方向について、調整光学系40の位置調整が制御手段39によって行なわれる。   First, as shown in FIG. 4A, the position of the adjustment optical system 40 is adjusted with respect to the emission point of the two-wavelength semiconductor laser 1 (S1 in FIG. 5 (S indicates a step)). First, the two-wavelength semiconductor laser 1 is finely adjusted by the control means 39 via the moving means 1a, and the wavefront sensor 36 detects how much the incident wavefront is deviated from the parallel light wave. If the position of the light emitting point of the two-wavelength semiconductor laser 1 and the position of the focal point of the collimating lens 32 are shifted in the Z direction, the value of the defocus term of the wavefront sensor 36 is increased. If the position of the light emitting point of the two-wavelength semiconductor laser 1 and the position of the focal point of the collimator lens 32 are shifted in the X direction or the Y direction, the value of the tilt term of the wavefront sensor 36 is increased. The control means 39 adjusts the position of the adjustment optical system 40 in the three directions so that the respective values become smaller.

次に、図4(b)に示すように、青色半導体レーザ2の調整を行う(図5のS2、準備工程)。具体的には、青色半導体レーザ2を発光させ、波面センサ36の出力をモニタして、Y方向には青色半導体レーザ2を、X、Z方向には調整光学系40の位置を変化させて、波面センサ36への入力波面が平行波面となるよう調整する。さらに、自己結合効果が示されるに至るまで微調整を行う(調整工程)。   Next, as shown in FIG. 4B, the blue semiconductor laser 2 is adjusted (S2 in FIG. 5, preparation step). Specifically, the blue semiconductor laser 2 is caused to emit light, the output of the wavefront sensor 36 is monitored, the blue semiconductor laser 2 is changed in the Y direction, and the position of the adjustment optical system 40 is changed in the X and Z directions. The input wavefront to the wavefront sensor 36 is adjusted to be a parallel wavefront. Further, fine adjustment is performed until the self-coupling effect is shown (adjustment process).

自己結合効果が示されたか否かは、制御手段39によって判定される(図5のS3)。自己結合効果が示されていない場合(NO)、再度S2に戻り、青色半導体レーザ2の調整を行う。一方、自己結合効果が示された場合(YES)、自己結合効果が最大となったか否かが判定される(図5のS4)。当該S4は、青色半導体レーザ2からの出射光を完全な平行光とするために非常に有効である。しかしながら、非常に精密な調整が求められない場合には、S4を省略してもよい。この場合、調整の精度は低下するものの調整時間を短縮することができる。自己結合効果が最大でない場合(NO)、再度S2に戻り、青色半導体レーザ2の調整を行う。一方、一方、自己結合効果が最大であると判定された場合(YES)、2波長半導体レーザ1の調整に移行する。   Whether or not the self-coupling effect has been shown is determined by the control means 39 (S3 in FIG. 5). When the self-coupling effect is not shown (NO), the process returns to S2 again and the blue semiconductor laser 2 is adjusted. On the other hand, when the self-coupling effect is indicated (YES), it is determined whether or not the self-coupling effect is maximized (S4 in FIG. 5). The S4 is very effective for making the emitted light from the blue semiconductor laser 2 completely parallel light. However, S4 may be omitted if very precise adjustment is not required. In this case, the adjustment time can be shortened although the accuracy of the adjustment is reduced. When the self-coupling effect is not the maximum (NO), the process returns to S2 again and the blue semiconductor laser 2 is adjusted. On the other hand, when it is determined that the self-coupling effect is the maximum (YES), the process proceeds to the adjustment of the two-wavelength semiconductor laser 1.

すなわち、まず、図4(c)に示すように2波長半導体レーザ1の調整を行う(図5のS5、準備工程)。S2と同様に、2波長半導体レーザ1を発光させ、波面センサ36の出力をモニタして、波面センサ36への入力波面が平行波面となるよう、2波長半導体レーザ1をX方向およびZ方向に調整する。調整は制御手段39が移動手段1aを制御することよってなされる。   That is, first, as shown in FIG. 4C, the two-wavelength semiconductor laser 1 is adjusted (S5 in FIG. 5, preparation step). Similarly to S2, the two-wavelength semiconductor laser 1 is caused to emit light, the output of the wavefront sensor 36 is monitored, and the two-wavelength semiconductor laser 1 is moved in the X and Z directions so that the input wavefront to the wavefront sensor 36 becomes a parallel wavefront. adjust. The adjustment is made by the control means 39 controlling the moving means 1a.

さらに、微調整を繰り返し、S3およびS4と同様に、自己結合効果が示されたかが制御手段39によって判定され(図5のS6、調整工程)、好ましい形態として、自己結合効果が最大か否かが判定される(図5のS7)。S4と同様にS7を省略してもよい。   Further, the fine adjustment is repeated, and similarly to S3 and S4, it is determined by the control means 39 whether or not the self-coupling effect is shown (S6 in FIG. 5, adjustment step). It is determined (S7 in FIG. 5). Similar to S4, S7 may be omitted.

調整光学系40の位置を固定した状態で、2波長半導体レーザ1と青色半導体レーザ2とに関してそれぞれ自己結合効果が示されたことを確認した後(YES)、2波長半導体レーザ1と青色半導体レーザ2の接着固定を行う。   After confirming that the self-coupling effect was shown with respect to the two-wavelength semiconductor laser 1 and the blue semiconductor laser 2 with the position of the adjustment optical system 40 fixed (YES), the two-wavelength semiconductor laser 1 and the blue semiconductor laser 2. Adhesive fixation of 2 is performed.

上述のように、当該レーザユニット調整装置50では、2波長半導体レーザ1をX方向およびZ方向に調整し、青色半導体レーザ2をY方向に調整することによってレーザユニットを調整する。このように、各レーザはX方向、Y方向およびZ方向の3方向にて調整する必要がない。すなわち、2波長半導体レーザ1はY軸方向に固定された状態、青色半導体レーザ2はX方向およびZ方向に固定された状態にて調整することができ、これらの方向にて固定された状態にて半導体レーザの接着固定を行うことができる。このため、接着剤が膨張収縮したとしても、半導体レーザの少なくとも1方向は固定されているため、接着剤の膨張収縮による半導体レーザの位置ずれを抑制することができる。   As described above, the laser unit adjusting device 50 adjusts the laser unit by adjusting the two-wavelength semiconductor laser 1 in the X direction and the Z direction and adjusting the blue semiconductor laser 2 in the Y direction. Thus, each laser need not be adjusted in the three directions of the X direction, the Y direction, and the Z direction. That is, the two-wavelength semiconductor laser 1 can be adjusted in a state fixed in the Y-axis direction, and the blue semiconductor laser 2 can be adjusted in a state fixed in the X direction and the Z direction. Thus, the semiconductor laser can be bonded and fixed. For this reason, even if the adhesive expands and contracts, since at least one direction of the semiconductor laser is fixed, the positional deviation of the semiconductor laser due to the expansion and contraction of the adhesive can be suppressed.

また、特許文献1のように、半導体レーザを調整する際、3方向において空間調整を行う必要がなく、より容易に調整固定を行うことが可能である。上記レーザユニット調整方法は、より具体的にはコリメートレンズを通る平行光の進行方向に沿った方向をZ方向、Z方向に垂直であって互いに直交する方向をX方向およびY方向とし、上記複数の半導体レーザが第1半導体レーザおよび第2半導体レーザであり、上記第2半導体レーザの位置をY方向に移動するように上記移動手段を制御し、上記第1半導体レーザの位置をX方向およびZ方向に変更するように上記移動手段を制御する方法であるともいえる。   Further, as in Patent Document 1, when adjusting a semiconductor laser, it is not necessary to perform spatial adjustment in three directions, and adjustment and fixing can be performed more easily. More specifically, in the laser unit adjusting method, the direction along the traveling direction of the parallel light passing through the collimating lens is the Z direction, and the directions perpendicular to the Z direction and orthogonal to each other are the X direction and the Y direction. These semiconductor lasers are a first semiconductor laser and a second semiconductor laser, the moving means is controlled so as to move the position of the second semiconductor laser in the Y direction, and the position of the first semiconductor laser is changed to the X direction and Z It can be said that this is a method of controlling the moving means so as to change the direction.

さらに、当該レーザユニット調整装置50を使用して、自己結合効果の判定によって接着固定後の2波長半導体レーザ1、青色半導体レーザ2の位置ずれも計測でき、接着の不備を検知でき、多用な用途での利用が可能である。   Further, by using the laser unit adjusting device 50, it is possible to measure the misalignment of the two-wavelength semiconductor laser 1 and the blue semiconductor laser 2 after bonding and fixing by determining the self-bonding effect, and to detect imperfect bonding. It is possible to use in.

以上説明したように、本発明のレーザユニット調整装置およびレーザユニット調整工程により、複数の半導体レーザを搭載したレーザユニットを安価に精度良く作製でき、そのレーザユニットを搭載する多波長光ピックアップのコスト低減、生産性向上に有効である。   As described above, the laser unit adjustment device and the laser unit adjustment process of the present invention enable a laser unit equipped with a plurality of semiconductor lasers to be manufactured accurately and inexpensively, and the cost of a multi-wavelength optical pickup equipped with the laser unit can be reduced. It is effective for improving productivity.

なお、本発明は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and the technical means disclosed in different embodiments can be appropriately combined. Such embodiments are also included in the technical scope of the present invention.

本発明のレーザユニット調整装置およびレーザユニット調整方法は、多波長光ピックアップ装置の生産性の改善に有用である。   The laser unit adjustment device and the laser unit adjustment method of the present invention are useful for improving the productivity of a multi-wavelength optical pickup device.

1 2波長半導体レーザ
2 青色半導体レーザ
3 ダイクロイックビームスプリッタ
4 回折素子
5 モニタPD
11 偏光ビームスプリッタ
12 コリメートレンズ
13 広帯域1/4波長板
14 2波長立上げミラー
15 青立上げミラー
16 2波長対物レンズ
17 青対物レンズ
18 ホログラム素子
19 センサレンズ
20 受光素子
21 コリメートレンズ駆動ユニット
25 レーザユニット
32 コリメートレンズ
33 ハーフミラー
34 光検出器
35 パワーメータ
36 波面センサ
39 制御手段
40 調整光学系
50 レーザユニット調整装置
1 Dual wavelength semiconductor laser 2 Blue semiconductor laser 3 Dichroic beam splitter 4 Diffraction element 5 Monitor PD
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Polarizing beam splitter 12 Collimating lens 13 Broadband quarter wave plate 14 Two-wavelength raising mirror 15 Blue raising mirror 16 Two-wavelength objective lens 17 Blue objective lens 18 Hologram element 19 Sensor lens 20 Light receiving element 21 Collimating lens drive unit 25 Laser Unit 32 Collimating lens 33 Half mirror 34 Photo detector 35 Power meter 36 Wavefront sensor 39 Control means 40 Adjustment optical system 50 Laser unit adjustment device

Claims (5)

複数の半導体レーザから出射された出射光を合波して出射するレーザユニットに含まれる複数の半導体レーザの相対位置を調整するレーザユニット調整装置であって、
上記半導体レーザから出射された出射光を略平行光化するコリメートレンズと、上記コリメートレンズの光軸に垂直なミラー面を有する平面ミラーと、上記半導体レーザを移動させる移動手段と、上記移動手段を制御する制御手段とを備えており、
上記制御手段が上記移動手段を移動させて半導体レーザの注入電流に対する半導体レーザの光出力強度の相対的な増大、または、半導体レーザの光出力強度に対する半導体レーザの注入電流の相対的な減少を判定し、
上記相対的な増大または減少が検知された位置に上記半導体レーザを移動させるように、上記制御手段が移動手段を制御することを特徴とするレーザユニット調整装置。
A laser unit adjustment device that adjusts the relative positions of a plurality of semiconductor lasers included in a laser unit that combines and emits light emitted from a plurality of semiconductor lasers,
A collimating lens for collimating the emitted light emitted from the semiconductor laser, a plane mirror having a mirror surface perpendicular to the optical axis of the collimating lens, a moving means for moving the semiconductor laser, and the moving means. Control means for controlling,
The control means moves the moving means to determine a relative increase in the semiconductor laser light output intensity with respect to the semiconductor laser injection current, or a relative decrease in the semiconductor laser injection current with respect to the semiconductor laser light output intensity. And
The laser unit adjusting apparatus, wherein the control means controls the moving means so as to move the semiconductor laser to a position where the relative increase or decrease is detected.
上記半導体レーザから出射され、コリメートレンズを透過した出射光の波面情報を検出する波面センサを備え、
上記制御手段は、上記波面センサによって検出された出射光の波面情報に基づき、上記半導体レーザの位置を波面センサへの入射光がコリメートレンズに対する平行光となる位置に変更するように上記移動手段を制御することを特徴とする請求項1に記載のレーザユニット調整装置。
A wavefront sensor that detects wavefront information of the emitted light emitted from the semiconductor laser and transmitted through the collimator lens;
The control means changes the moving means so as to change the position of the semiconductor laser to a position where the incident light on the wavefront sensor becomes parallel light with respect to the collimating lens based on the wavefront information of the emitted light detected by the wavefront sensor. The laser unit adjusting device according to claim 1, wherein the laser unit adjusting device is controlled.
上記制御手段は、上記半導体レーザの注入電流および光出力強度のうち一方を一定値に固定し、
上記半導体レーザの注入電流および光出力強度のうち他方に関する最大値が判定された位置に上記半導体レーザを移動させるように移動手段を制御し、
半導体レーザの注入電流に関する最大値は、半導体レーザの光出力強度に対する半導体レーザの注入電流の相対的な減少の最大値であり、半導体レーザの光出力強度に関する最大値は、半導体レーザの注入電流に対する半導体レーザの光出力強度の相対的な増大の最大値であることを特徴とする請求項1または2に記載のレーザユニット調整装置。
The control means fixes one of the injection current and optical output intensity of the semiconductor laser to a constant value,
Controlling the moving means to move the semiconductor laser to a position where the maximum value related to the other of the injection current and the optical output intensity of the semiconductor laser is determined;
The maximum value for the semiconductor laser injection current is the maximum relative decrease in the semiconductor laser injection current with respect to the semiconductor laser optical output intensity, and the maximum value for the semiconductor laser optical output intensity is relative to the semiconductor laser injection current. 3. The laser unit adjusting apparatus according to claim 1, wherein the laser unit adjusting apparatus is a maximum value of a relative increase in light output intensity of the semiconductor laser.
複数の半導体レーザから出射された出射光を合波して出射するレーザユニットに含まれる複数の半導体レーザの相対位置を調整するレーザユニット調整方法であって、
上記半導体レーザから出射された出射光を略平行光化するコリメートレンズと、上記コリメートレンズの光軸に垂直なミラー面を有する平面ミラーと、上記半導体レーザを移動させる移動手段とを備えるレーザユニット調整装置を調整部材として用いるレーザユニット調整方法であり、
上記コリメートレンズの焦点位置と複数の半導体レーザの発光点とを一致させるように上記複数の半導体レーザの位置を調整する調整工程を含み、
上記調整工程において、上記移動手段を移動させて半導体レーザの注入電流に対する半導体レーザの光出力強度の相対的な増大、または、半導体レーザの光出力強度に対する半導体レーザの注入電流の相対的な減少が検知された位置に上記半導体レーザを移動させることを特徴とするレーザユニット調整方法。
A laser unit adjustment method for adjusting the relative positions of a plurality of semiconductor lasers included in a laser unit that multiplexes and emits light emitted from a plurality of semiconductor lasers,
Laser unit adjustment comprising: a collimating lens for collimating outgoing light emitted from the semiconductor laser; a plane mirror having a mirror surface perpendicular to the optical axis of the collimating lens; and a moving means for moving the semiconductor laser A laser unit adjustment method using the apparatus as an adjustment member,
An adjustment step of adjusting the positions of the plurality of semiconductor lasers so that the focal positions of the collimating lenses and the emission points of the plurality of semiconductor lasers coincide with each other;
In the adjustment step, the moving means is moved to increase the light output intensity of the semiconductor laser relative to the injection current of the semiconductor laser, or to decrease the injection current of the semiconductor laser relative to the light output intensity of the semiconductor laser. A laser unit adjustment method, wherein the semiconductor laser is moved to a detected position.
上記レーザユニット調整装置は、上記半導体レーザから出射され、コリメートレンズを透過した出射光の波面情報を検出する波面センサを備え、
上記調整工程前に、上記波面センサによって検出された出射光の波面情報に基づき、上記半導体レーザの位置を波面センサへの入射光がコリメートレンズに対する平行光となる位置に調整するように、上記移動手段を制御する準備工程を含むことを特徴とする請求項4に記載のレーザユニット調整方法。
The laser unit adjustment device includes a wavefront sensor that detects wavefront information of emitted light that is emitted from the semiconductor laser and transmitted through a collimator lens,
Prior to the adjustment step, based on the wavefront information of the emitted light detected by the wavefront sensor, the movement of the semiconductor laser is adjusted so that the incident light on the wavefront sensor becomes parallel light with respect to the collimating lens. 5. The laser unit adjustment method according to claim 4, further comprising a preparation step for controlling the means.
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