JP2012043506A - 記録装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】簡易な構成で、レーザ光の光パルス及びレーザ光の変調の同期が容易に得られる記録装置を提供する。
【解決手段】半導体レーザ１及び外部共振器を含むモードロックレーザ部２１０と、このモードロックレーザ部２１０から出射されるレーザ光を増幅変調する光変調手段２と、マスタークロック信号を生成すると共に、このマスタークロック信号に同期した信号を半導体レーザ１のゲイン部１１６に供給する、基準信号生成部１５と、マスタークロック信号に基づいて記録信号を生成する記録信号生成部１６と、記録信号に基づいて、光変調手段２を駆動する駆動パルスを生成する駆動回路１７とを含んで、光記録媒体２１に情報を記録する記録装置２００を構成する。
【選択図】図１
【解決手段】半導体レーザ１及び外部共振器を含むモードロックレーザ部２１０と、このモードロックレーザ部２１０から出射されるレーザ光を増幅変調する光変調手段２と、マスタークロック信号を生成すると共に、このマスタークロック信号に同期した信号を半導体レーザ１のゲイン部１１６に供給する、基準信号生成部１５と、マスタークロック信号に基づいて記録信号を生成する記録信号生成部１６と、記録信号に基づいて、光変調手段２を駆動する駆動パルスを生成する駆動回路１７とを含んで、光記録媒体２１に情報を記録する記録装置２００を構成する。
【選択図】図１
Description
本発明は、記録用光源としてモードロック発振型レーザと光アンプを組み合わせたＭＯＰＡ（Master Oscillator Power Amplifier）を用いた記録装置に関する。
高いピークパワーのレーザ光、特に超短パルス光は、非線形多光子吸収の過程を実現するために大変有効である。
この吸収過程を用いた、三次元光記録や超微細加工、または非破壊のバイオイメージング等への応用が期待されている。
この吸収過程を用いた、三次元光記録や超微細加工、または非破壊のバイオイメージング等への応用が期待されている。
例えば、非線形効果を有する透明なバルク材料に高出力のレーザ光を照射して、多層記録を実現する方法が報告されている（非特許文献１を参照）。
この方法は、従来の積層型ディスクに比べて、安価で大容量の記録媒体の可能を示すものである。
そして、高出力のレーザ光を出射する光源としては、モードロック型のチタンサファイアレーザが用いられている。前記非特許文献１の例においても、チタンサファイアレーザの８１０ｎｍの出射光をＳＨＧ（Ｓｅｃｏｎｄ Ｈａｒｍｏｎｉｃ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）により４０５ｎｍの波長に変換して、高密度記録に有利な短波長記録用光源としている。
このような大きく高価な固体レーザの場合、研究室内の実験への応用に制限されている（例えば、非特許文献２を参照）。
この方法は、従来の積層型ディスクに比べて、安価で大容量の記録媒体の可能を示すものである。
そして、高出力のレーザ光を出射する光源としては、モードロック型のチタンサファイアレーザが用いられている。前記非特許文献１の例においても、チタンサファイアレーザの８１０ｎｍの出射光をＳＨＧ（Ｓｅｃｏｎｄ Ｈａｒｍｏｎｉｃ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）により４０５ｎｍの波長に変換して、高密度記録に有利な短波長記録用光源としている。
このような大きく高価な固体レーザの場合、研究室内の実験への応用に制限されている（例えば、非特許文献２を参照）。
そこで、多くの研究者たちは、実用へ向けて、もっと小型で安定なパルス光源を半導体ベースで開発を試みている。
先に挙げた方法のような、次世代の光記録においては、全ての半導体の高密度記録に有利な青紫色レーザ光源が強く望まれている。
先に挙げた方法のような、次世代の光記録においては、全ての半導体の高密度記録に有利な青紫色レーザ光源が強く望まれている。
例えば、ゲインスイッチング型レーザにおいて、強励起駆動による１ＭＨｚ繰り返しを行った場合に、５５Ｗのピークパワーを実現することが報告されている（非特許文献３を参照）。
ただし、市場における高いデータ転送レートへの要求により、データ記録用の光源においても、さらに高い繰り返し周波数が必要となる。
ただし、市場における高いデータ転送レートへの要求により、データ記録用の光源においても、さらに高い繰り返し周波数が必要となる。
最近、高密度記録に有効な青色レーザで、１ＧＨｚの繰り返し周波数で１００Ｗの光源が報告されている（例えば、非特許文献４を参照）。
この光源は、ＭＯＰＡ（Master Oscillator Power Amplifier）と呼ばれる構成で、半導体モードロックレーザと半導体光アンプを組み合わせている。
この光源は、ＭＯＰＡ（Master Oscillator Power Amplifier）と呼ばれる構成で、半導体モードロックレーザと半導体光アンプを組み合わせている。
記録再生装置においては、光記録媒体から読み取ったウォブル信号に基づき任意の場所に記録に用いるデータを記録しなければならない。
その際に、記録データの変調は、発振パルスと同期させながら行う必要がある。
その際に、記録データの変調は、発振パルスと同期させながら行う必要がある。
Seiji Kobayashi, Kimihiro Saito, Takashi Iwamura, Hisayuki Yamatsu, Toshihiro Horigome,Mitsuaki Oyamada, Kunihiko Hayashi, Daisuke Ueda, Norihiro Tanabe and Hirotaka Miyamoto, ISOM2009 Digest Th-l-01, 2009
Spectra-Physics社、[online]、[平成２２年８月６日検索]、インターネット<URL:http://www.spectra-physics.jp/member/admin/document_upload/Tsunami_Series_Data_Sheet.pdf>
M. Kuramoto, T. Oki, T. Sugahara, S. Kono, M. Ikeda, and H. Yokoyama,Appl. Phys. Lett. 96, 051102 _2010_.
Rintaro Koda, Tomoyuki Oki, Takao Miyajima, Hideki Watanabe,Masaru Kuramoto, Masao Ikeda, and Hiroyuki Yokoyama，APPLIED PHYSICS LETTERS 97, 021101 _2010_
モードロック発振型レーザを用いたＭＯＰＡを、記録再生装置に適用する場合には、記録データの変調を、Power Amplifierである光アンプの外部駆動により行うことが可能である。
しかしながら、モードロック発振型のレーザの光発振周波数は、一般的に、空間共振器の共振長により固有の周波数に決まり、光アンプの外部駆動との同期が取れない。もし共振長の調整により外部駆動に用いる記録系のマスタークロックの周波数に合わせたとしても、位相までの同期は行えない。
そのため、以下に説明するような問題が起こる。
例えば、マスタークロックに合わせて光アンプを駆動して、５Ｔマーク分の記録データに対応したパルスを増幅する場合を考える。光アンプに入射するモードロック発振型レーザからのパルス光が、光アンプの駆動と最適な位相で同期している場合には、正確にパルス信号が生成される。
ところが、光アンプに入射するパルス光がマスタークロックに同期していない場合や位相が最適ではない場合には、光アンプを経由したパルスが、元の５Ｔマーク分の信号から、４Ｔマークの信号となってしまう（図５を参照）。このため、正確な信号を生成することができない。
そのため、以下に説明するような問題が起こる。
例えば、マスタークロックに合わせて光アンプを駆動して、５Ｔマーク分の記録データに対応したパルスを増幅する場合を考える。光アンプに入射するモードロック発振型レーザからのパルス光が、光アンプの駆動と最適な位相で同期している場合には、正確にパルス信号が生成される。
ところが、光アンプに入射するパルス光がマスタークロックに同期していない場合や位相が最適ではない場合には、光アンプを経由したパルスが、元の５Ｔマーク分の信号から、４Ｔマークの信号となってしまう（図５を参照）。このため、正確な信号を生成することができない。
上述した問題の解決のために、本発明においては、簡易な構成で、レーザ光の光パルス及びレーザ光の変調の同期が容易に得られる記録装置を提供することを目的とする。
本発明の記録装置は、光記録媒体に情報を記録する記録装置である。
そして、バイアス電圧を印加する過飽和吸収体部と、ゲイン電流を注入するゲイン部とを含み、光記録媒体に情報を記録するためのレーザ光を出射する半導体レーザ、及び外部共振器を含むモードロックレーザ部を含む。
また、モードロックレーザ部から出射されるレーザ光を増幅変調する光変調手段と、マスタークロック信号を生成すると共に、マスタークロック信号に同期した信号を半導体レーザのゲイン部に供給する、基準信号生成部とを含む。
さらに、マスタークロック信号に基づいて記録信号を生成する記録信号生成部と、記録信号に基づいて、光変調手段を駆動する駆動パルスを生成する駆動回路とを含む。
そして、バイアス電圧を印加する過飽和吸収体部と、ゲイン電流を注入するゲイン部とを含み、光記録媒体に情報を記録するためのレーザ光を出射する半導体レーザ、及び外部共振器を含むモードロックレーザ部を含む。
また、モードロックレーザ部から出射されるレーザ光を増幅変調する光変調手段と、マスタークロック信号を生成すると共に、マスタークロック信号に同期した信号を半導体レーザのゲイン部に供給する、基準信号生成部とを含む。
さらに、マスタークロック信号に基づいて記録信号を生成する記録信号生成部と、記録信号に基づいて、光変調手段を駆動する駆動パルスを生成する駆動回路とを含む。
上述の本発明の記録装置によれば、基準信号生成部から、マスタークロック信号に同期した信号が半導体レーザのゲイン部に供給される。これにより、この半導体レーザを含むモードロックレーザ部から出射されるレーザ光の光パルスと、マスタークロック信号とを同期させることが可能になる。
また、記録信号生成部において、マスタークロック信号に基づいて駆動パルスが生成され、この駆動パルスによりレーザ光を変調する光変調手段を駆動させる。これにより、光変調手段が、マスタークロック信号と同期してオン・オフ駆動されるので、マスタークロック信号と同期してレーザ光が変調される。
従って、それぞれマスタークロック信号と同期しているので、レーザ光の光パルスと、レーザ光の変調とを、同期させることができる。
また、記録信号生成部において、マスタークロック信号に基づいて駆動パルスが生成され、この駆動パルスによりレーザ光を変調する光変調手段を駆動させる。これにより、光変調手段が、マスタークロック信号と同期してオン・オフ駆動されるので、マスタークロック信号と同期してレーザ光が変調される。
従って、それぞれマスタークロック信号と同期しているので、レーザ光の光パルスと、レーザ光の変調とを、同期させることができる。
上述の本発明によれば、レーザ光の光パルスとレーザ光の変調とを同期させることができるので、非常に高いパルス光周波数を有するレーザ光であっても、レーザ光の光パルスとレーザ光の変調とを、容易に同期させることができる。
このため、高密度かつ高速な記録を、正確に実現することが可能となる。
このため、高密度かつ高速な記録を、正確に実現することが可能となる。
以下、発明を実施するための最良の形態（以下、実施の形態とする）について説明する。
なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態
２．第２の実施の形態
３．第３の実施の形態
なお、説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態
２．第２の実施の形態
３．第３の実施の形態
＜１．第１の実施の形態＞
本発明の記録装置の第１の実施の形態の概略構成図を、図１に示す。
図１に示す記録装置２００は、モードロックレーザ部２１０と、光アイソレータ部２２０と、光増幅器部（ＳＯＡ部）２３０と、ビーム整形部２４０とを含んで構成されている。 また、この記録装置２００は、可変電圧源１２、コイル１３及びコンデンサ１４から成るバイアスＴｅｅ、基準信号生成部１５、データ生成部（記録信号生成部）１６、ＳＯＡドライブ回路１７、スピンドル回路１８、スピンドルモータ２０を含んでいる。
さらに、この記録装置２００は、図示しない各種回路や各種光学部品を備えている。
本発明の記録装置の第１の実施の形態の概略構成図を、図１に示す。
図１に示す記録装置２００は、モードロックレーザ部２１０と、光アイソレータ部２２０と、光増幅器部（ＳＯＡ部）２３０と、ビーム整形部２４０とを含んで構成されている。 また、この記録装置２００は、可変電圧源１２、コイル１３及びコンデンサ１４から成るバイアスＴｅｅ、基準信号生成部１５、データ生成部（記録信号生成部）１６、ＳＯＡドライブ回路１７、スピンドル回路１８、スピンドルモータ２０を含んでいる。
さらに、この記録装置２００は、図示しない各種回路や各種光学部品を備えている。
モードロックレーザ部２１０は、半導体レーザ１と、この半導体レーザ１から出射したレーザ光を通過させる、レンズ３、バンドパスフィルタ４、ミラー５の各光学部品とを含んで構成されている。バンドパスフィルタ４は、ある波長範囲の光を透過させて、範囲外の光は通さない。
そして、半導体レーザ１の後方端面のミラーと、ミラー５との間に、外部共振器（空間共振器）が構成され、この外部共振器の行路長により、モードロックレーザ部２１０から出射されるレーザ光の周波数が決まる。これにより、強制的に特定の周波数にロックさせることができ、レーザ光のモードをロックすることができる。
そして、半導体レーザ１の後方端面のミラーと、ミラー５との間に、外部共振器（空間共振器）が構成され、この外部共振器の行路長により、モードロックレーザ部２１０から出射されるレーザ光の周波数が決まる。これにより、強制的に特定の周波数にロックさせることができ、レーザ光のモードをロックすることができる。
図１の半導体レーザ１の一形態の概略構成図を、図２Ａ及び図２Ｂに示す。図２Ａは半導体レーザの斜視図を示し、図２Ｂは半導体レーザからレーザ光が出射される状態の模式図を示している。
この半導体レーザ１は、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、ゲイン部（Gain section）１１６と過飽和吸収体部（Saturable absorber section）１１７とによって構成される。即ち、ＢＳ(bisectional)型の半導体レーザである。
過飽和吸収体部１１７を設けると、吸収体に入射する光の強度が大きくなるにつれて吸収率が低下し、強度の大きいパルスしか透過できないため、より狭いパルスが得られる。
また、ゲイン部１１６にはゲイン電流を注入する。
この半導体レーザ１は、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、ゲイン部（Gain section）１１６と過飽和吸収体部（Saturable absorber section）１１７とによって構成される。即ち、ＢＳ(bisectional)型の半導体レーザである。
過飽和吸収体部１１７を設けると、吸収体に入射する光の強度が大きくなるにつれて吸収率が低下し、強度の大きいパルスしか透過できないため、より狭いパルスが得られる。
また、ゲイン部１１６にはゲイン電流を注入する。
ｎ型ＧａＮ基板１０２上に、ｎ型ＧａＮ層１０３、ｎ型クラッド層１０４、活性層１０５、ｐ型電子障壁層１０６、ｐ型クラッド層１０７が積層されている。
ｐ型クラッド層１０７の中央部には、図２Ａに示すようにリッジ構造が形成されている。また、リッジ側面や、ｐ型クラッド層１０７のリッジが形成されていない部分の上には、ＳｉＯ２層１０８とＳｉ層１０９が形成されている。
ｐ型クラッド層１０７の中央部には、図２Ａに示すようにリッジ構造が形成されている。また、リッジ側面や、ｐ型クラッド層１０７のリッジが形成されていない部分の上には、ＳｉＯ２層１０８とＳｉ層１０９が形成されている。
ｐ型クラッド層１０７及びＳｉ層１０９上には、ｐ型電極１１３，１１４がオーミックコンタクトにより形成されている。
即ち、ゲイン部１１６上には主電極１１３が、過飽和吸収体部１１７上には副電極１１４が形成されている。これらの電極１１３，１１４は、例えば幅２０μｍの溝状の分離部１１５によって分割されており、互いに電気的に分離されている。主電極１１３と副電極１１４の長さは、例えば、それぞれ５２０μｍ、６０μｍである。
また、ｎ型ＧａＮ基板１０２の下面には、ｎ型の下部電極１０１がオーミックコンタクトにより形成されている。
即ち、ゲイン部１１６上には主電極１１３が、過飽和吸収体部１１７上には副電極１１４が形成されている。これらの電極１１３，１１４は、例えば幅２０μｍの溝状の分離部１１５によって分割されており、互いに電気的に分離されている。主電極１１３と副電極１１４の長さは、例えば、それぞれ５２０μｍ、６０μｍである。
また、ｎ型ＧａＮ基板１０２の下面には、ｎ型の下部電極１０１がオーミックコンタクトにより形成されている。
また、ゲイン部１１６の前面の劈開面には、反射防止膜（図２Ｂ参照）１１８がコーティングされ、過飽和吸収体部１１７の後面の劈開面には、高反射膜１１９（図２Ｂ参照）がコーティングされている。
図２Ｂに示すように、この半導体レーザ１では、副電極１１４によって、過飽和吸収体部１１７に逆バイアスの電圧Ｖｓａを加える。このとき、ゲイン部１１６に対して主電極１１３から電流Ｉを注入することにより、矢印Ａ１に示す方向にレーザ光が出射される。
なお、本実施の形態の記録装置２００において、使用する半導体レーザ１の構成は、図２Ａ及び図２Ｂに示した半導体レーザ１の構成に限定されるものではなく、その他の構成の半導体レーザを使用することも可能である。
記録装置２００において情報の記録に使用するレーザ光の波長に応じて、半導体レーザ１の半導体材料を選定する。
記録装置２００において情報の記録に使用するレーザ光の波長に応じて、半導体レーザ１の半導体材料を選定する。
光アイソレータ部２２０は、モードロックレーザ部２１０の後段に、レンズ６を間に挟んで配置されている。
光アイソレータ部２２０は、光アイソレータ７とミラー８とを含んで構成される。
光アイソレータ７は、後段の光学部品等において反射した光が、半導体レーザ１に入射することを防ぐ機能を有している。
光アイソレータ部２２０は、光アイソレータ７とミラー８とを含んで構成される。
光アイソレータ７は、後段の光学部品等において反射した光が、半導体レーザ１に入射することを防ぐ機能を有している。
光増幅器部（ＳＯＡ部）２３０は、半導体レーザ１から出射されたレーザ光を増幅変調する光変調手段となるものであり、光アイソレータ部２２０の後段に、レンズ９を間に挟んで配置されている。
この光増幅器部（ＳＯＡ部）２３０は、ＳＯＡ（Semiconductor Optical Amp）、即ち、半導体光増幅器２から構成されている。
半導体光増幅器２は、小型かつ低コストの光増幅器であり、また、光をオン・オフする光ゲート、光スイッチとして用いることができる。
本実施の形態においては、この半導体光増幅器２のオン・オフによって、半導体レーザ１から出射したレーザ光を変調する。
この光増幅器部（ＳＯＡ部）２３０は、ＳＯＡ（Semiconductor Optical Amp）、即ち、半導体光増幅器２から構成されている。
半導体光増幅器２は、小型かつ低コストの光増幅器であり、また、光をオン・オフする光ゲート、光スイッチとして用いることができる。
本実施の形態においては、この半導体光増幅器２のオン・オフによって、半導体レーザ１から出射したレーザ光を変調する。
図１の半導体光増幅器２の一形態の概略構成図を、図３に示す。
通常の半導体レーザでは、両端面のミラーによって構成される共振器内に光を閉じ込めて、バンド間遷移による光学利得によってレーザ光を発振させる。
これに対して、半導体光増幅器２では、ミラーの代わりに、図３に示すように、両端面に反射防止膜２５を設けることによって、レーザ光の発振を抑制して、１パス分の増幅器として動作させている。
また、この半導体光増幅器２は、半導体レーザと同様に、活性層２４を含む半導体層が積層されて、構成されている。
そして、半導体光増幅器２は、上面に上部電極２２が形成され、下面に下部電極２３が形成されている。上部電極２２は電流源２６に接続され、下部電極２３は接地電位に接続されている。
通常の半導体レーザでは、両端面のミラーによって構成される共振器内に光を閉じ込めて、バンド間遷移による光学利得によってレーザ光を発振させる。
これに対して、半導体光増幅器２では、ミラーの代わりに、図３に示すように、両端面に反射防止膜２５を設けることによって、レーザ光の発振を抑制して、１パス分の増幅器として動作させている。
また、この半導体光増幅器２は、半導体レーザと同様に、活性層２４を含む半導体層が積層されて、構成されている。
そして、半導体光増幅器２は、上面に上部電極２２が形成され、下面に下部電極２３が形成されている。上部電極２２は電流源２６に接続され、下部電極２３は接地電位に接続されている。
電流源２６から上部電極２２に駆動電流を注入した状態で、反射防止膜２５が形成された入射端面からレーザ光を入射させると、活性層２４中を導波される間に、誘導放出によってレーザ光が増幅される。
また、この半導体光増幅器２に注入する駆動電流の電流量を制御することにより、レーザ光の増幅量を制御することができる。
ただし、半導体光増幅器２に入射したレーザ光を必ずしも増幅させる必要はなく、十分なレーザ光パワーが得られる場合には、半導体光増幅器２のゲインを１としても良い。
このような構成の半導体光増幅器２では、キャリア寿命が短いため、電流や光強度の変化に対して、高速な応答を示す。従って、図４Ａに示す、半導体レーザ１からの入力光の連続パルス光に対して、例えば図４Ｂに示す波形のパルス光が、半導体光増幅器２からの出力光として得られる。
即ち、駆動電流の信号によって、オン・オフを制御することができ、半導体レーザ１のパルス光周波数にも対応した、高速な光スイッチとして、半導体光増幅器２を用いることができる。
また、この半導体光増幅器２に注入する駆動電流の電流量を制御することにより、レーザ光の増幅量を制御することができる。
ただし、半導体光増幅器２に入射したレーザ光を必ずしも増幅させる必要はなく、十分なレーザ光パワーが得られる場合には、半導体光増幅器２のゲインを１としても良い。
このような構成の半導体光増幅器２では、キャリア寿命が短いため、電流や光強度の変化に対して、高速な応答を示す。従って、図４Ａに示す、半導体レーザ１からの入力光の連続パルス光に対して、例えば図４Ｂに示す波形のパルス光が、半導体光増幅器２からの出力光として得られる。
即ち、駆動電流の信号によって、オン・オフを制御することができ、半導体レーザ１のパルス光周波数にも対応した、高速な光スイッチとして、半導体光増幅器２を用いることができる。
記録装置２００を、半導体レーザ１から例えば波長４０７ｎｍのレーザ光を出射させる構成とする場合には、半導体光増幅器２も、活性層２４やガイド層、クラッド層等を同じ波長の光を放出する青紫色半導体レーザと同様の材料によって構成する。
ビーム整形部２４０は、光増幅器部２３０の後段に配置されている。
ビーム整形部２４０は、レンズ１０と、レーザ光のビームを整形するプリズム（例えば、アナモルフィックプリズム）１１等を含んで構成されている。
ビーム整形部２４０において整形したレーザ光を、図示しない光ピックアップを経て、光記録媒体２１に照射する。
ビーム整形部２４０は、レンズ１０と、レーザ光のビームを整形するプリズム（例えば、アナモルフィックプリズム）１１等を含んで構成されている。
ビーム整形部２４０において整形したレーザ光を、図示しない光ピックアップを経て、光記録媒体２１に照射する。
可変電圧源１２は、モードロックレーザ部２１０の半導体レーザ１の過飽和吸収体部１１７の副電極１１４に、バイアス電圧Ｖｓａを供給する。
コイル１３及びコンデンサ１４から成るバイアスＴｅｅは、モードロックレーザ部２１０の半導体レーザ１のゲイン部１１６の主電極１１３に、ゲイン電流Ｉｇを供給する。このゲイン電流Ｉｇのうち、ＡＣ成分は、基準信号生成部１５からコンデンサ１４に供給され、ＤＣ成分はコイル１３に供給される。
コイル１３及びコンデンサ１４から成るバイアスＴｅｅは、モードロックレーザ部２１０の半導体レーザ１のゲイン部１１６の主電極１１３に、ゲイン電流Ｉｇを供給する。このゲイン電流Ｉｇのうち、ＡＣ成分は、基準信号生成部１５からコンデンサ１４に供給され、ＤＣ成分はコイル１３に供給される。
基準信号生成部１５は、マスタークロック信号を生成する。基準信号生成部１５により生成されたマスタークロック信号は、データ生成部（記録信号生成部）１６に送られる。
また、基準信号生成部１５から、マスタークロック信号と同期した信号が、バイアスＴｅｅのコンデンサ１４に、半導体レーザ１用のゲイン電流ＩｇのＡＣ成分として供給される。
データ生成部（記録信号生成部）１６では、マスタークロック信号に合わせて、記録データを載せることにより、データパルスを生成する。この生成されたデータパルスは、ＳＯＡドライブ回路１７に送られる。
ＳＯＡドライブ回路１７では、データパルスに基づいて、半導体光増幅器（ＳＯＡ）２の駆動電流を生成する。この駆動電流は、光増幅器部（ＳＯＡ部）２３０の半導体光増幅器２に供給される。
また、基準信号生成部１５からスピンドル回路１８に、マスタークロック信号と同期した信号が送られる。
スピンドル回路１８からはスピンドルモータ２０に駆動電流が供給され、スピンドルモータ２０の駆動電流により、ディスク状の光記録媒体２１の回転速度が制御される。
また、基準信号生成部１５から、マスタークロック信号と同期した信号が、バイアスＴｅｅのコンデンサ１４に、半導体レーザ１用のゲイン電流ＩｇのＡＣ成分として供給される。
データ生成部（記録信号生成部）１６では、マスタークロック信号に合わせて、記録データを載せることにより、データパルスを生成する。この生成されたデータパルスは、ＳＯＡドライブ回路１７に送られる。
ＳＯＡドライブ回路１７では、データパルスに基づいて、半導体光増幅器（ＳＯＡ）２の駆動電流を生成する。この駆動電流は、光増幅器部（ＳＯＡ部）２３０の半導体光増幅器２に供給される。
また、基準信号生成部１５からスピンドル回路１８に、マスタークロック信号と同期した信号が送られる。
スピンドル回路１８からはスピンドルモータ２０に駆動電流が供給され、スピンドルモータ２０の駆動電流により、ディスク状の光記録媒体２１の回転速度が制御される。
そして、マスタークロック信号と同期した信号が、半導体レーザ１用のゲイン電流ＩｇのＡＣ成分として供給されるので、半導体レーザ１から出射されるレーザ光の光パルスをマスタークロック信号と同期させることができる。
また、マスタークロック信号に合わせて記録データを載せて生成したデータパルスに基づいて、半導体光増幅器（ＳＯＡ）２の駆動電流が生成されるので、半導体光増幅器２がマスタークロック信号と同期して駆動される。これにより、半導体光増幅器２によるレーザ光の変調（オン・オフ）と、マスタークロック信号とを、同期させることができる。
さらにまた、スピンドルモータ２０に駆動電流を供給するスピンドル回路１８に、マスタークロック信号と同期した信号が送られるので、スピンドルモータ２０による光記録媒体の回転駆動を、マスタークロック信号と同期させることができる。
また、マスタークロック信号に合わせて記録データを載せて生成したデータパルスに基づいて、半導体光増幅器（ＳＯＡ）２の駆動電流が生成されるので、半導体光増幅器２がマスタークロック信号と同期して駆動される。これにより、半導体光増幅器２によるレーザ光の変調（オン・オフ）と、マスタークロック信号とを、同期させることができる。
さらにまた、スピンドルモータ２０に駆動電流を供給するスピンドル回路１８に、マスタークロック信号と同期した信号が送られるので、スピンドルモータ２０による光記録媒体の回転駆動を、マスタークロック信号と同期させることができる。
上述の本実施の形態の記録装置２００によれば、基準信号生成部１５から、マスタークロック信号に同期した信号が、半導体レーザ１のゲイン部１１６に供給される。これにより、半導体レーザ１から出射されるレーザ光の光パルスと、マスタークロック信号とを同期させることが可能になる。
また、データ生成部１６において、マスタークロック信号に基づいて記録データを載せてデータパルスが生成され、このデータパルスに基づいて、ＳＯＡドライブ回路１７において、半導体光増幅器２の駆動電流の電流パルスが生成される。
そして、この駆動電流の電流パルスにより、半導体光増幅器２を駆動させるので、半導体光増幅器２がマスタークロック信号と同期してオン・オフ駆動され、マスタークロック信号と同期してレーザ光が変調される。
そして、この駆動電流の電流パルスにより、半導体光増幅器２を駆動させるので、半導体光増幅器２がマスタークロック信号と同期してオン・オフ駆動され、マスタークロック信号と同期してレーザ光が変調される。
それぞれマスタークロック信号と同期しているので、レーザ光の光パルスと、レーザ光の変調とを、同期させることができる。
これにより、レーザ光の光パルスとレーザ光の変調とを同期させることができるので、非常に高いパルス光周波数を有するレーザ光であっても、レーザ光の光パルスとレーザ光の変調とを、容易に同期させることができる。
従って、記録装置において、高密度かつ高速な記録を、正確に実現することが可能となる。
これにより、レーザ光の光パルスとレーザ光の変調とを同期させることができるので、非常に高いパルス光周波数を有するレーザ光であっても、レーザ光の光パルスとレーザ光の変調とを、容易に同期させることができる。
従って、記録装置において、高密度かつ高速な記録を、正確に実現することが可能となる。
さらに、それぞれマスタークロック信号と同期しているので、半導体光増幅器２によるレーザ光の変調と、光記録媒体２１の回転とを同期させることができる。
これにより、ディスク状の光記録媒体２１上の所望の位置に、適切な密度で情報の記録を行うことができるので、この点でも、高密度かつ高速な記録を、正確に実現することが可能となる。
これにより、ディスク状の光記録媒体２１上の所望の位置に、適切な密度で情報の記録を行うことができるので、この点でも、高密度かつ高速な記録を、正確に実現することが可能となる。
＜２．第２の実施の形態＞
ところで、半導体レーザ１の発振パルスとデータパルスとの同期を取っても、半導体光増幅器２の駆動電流のパルスの立ち上がり点及び立ち下がり点においては、時間軸変動により出力光の振幅が不安定となることがある。
即ち、図５Ａに示すデータパルスに基づいて作成された、図５Ｂに示す半導体光増幅器２の駆動電流のパルスにおいて、立ち上がり点及び立ち下がり点付近の遷移領域（斜線を付した部分）においては、電流量が大きく変化し、また電流量が不十分となっている。
これにより、図５Ｃに示す入力光から得られる出力光は、図５Ｄに示すように、半導体光増幅器２の駆動電流のパルスの立ち上がり点及び立ち下がり点付近の遷移領域に対応する部分（斜線を付した部分）の振幅が小さくなってしまう。
このような問題点を解決する構成の、記録装置の実施の形態を、次に示す。
ところで、半導体レーザ１の発振パルスとデータパルスとの同期を取っても、半導体光増幅器２の駆動電流のパルスの立ち上がり点及び立ち下がり点においては、時間軸変動により出力光の振幅が不安定となることがある。
即ち、図５Ａに示すデータパルスに基づいて作成された、図５Ｂに示す半導体光増幅器２の駆動電流のパルスにおいて、立ち上がり点及び立ち下がり点付近の遷移領域（斜線を付した部分）においては、電流量が大きく変化し、また電流量が不十分となっている。
これにより、図５Ｃに示す入力光から得られる出力光は、図５Ｄに示すように、半導体光増幅器２の駆動電流のパルスの立ち上がり点及び立ち下がり点付近の遷移領域に対応する部分（斜線を付した部分）の振幅が小さくなってしまう。
このような問題点を解決する構成の、記録装置の実施の形態を、次に示す。
本発明の記録装置の第２の実施の形態の概略構成図を、図６に示す。
図６に示す記録装置３００は、データ生成部（記録信号生成部）１６と、ＳＯＡドライブ回路１７との間に、位相調整回路１９を設けている。
図６に示す記録装置３００は、データ生成部（記録信号生成部）１６と、ＳＯＡドライブ回路１７との間に、位相調整回路１９を設けている。
この位相調整回路１９では、データ生成部（記録信号生成部）１６で生成したデータパルスの位相を調整してから、ＳＯＡドライブ回路１７に供給する。
これにより、半導体光増幅器２の駆動電流のパルスの立ち上がり点及び立ち下がり点の出力光への影響を少なくする。
これにより、半導体光増幅器２の駆動電流のパルスの立ち上がり点及び立ち下がり点の出力光への影響を少なくする。
この位相調整回路１９による位相調整を、図７Ａ〜図７Ｄを参照して説明する。
図７Ａに示すデータパルスを、位相調整回路１９によって調整して、図７Ｂに示すように、パルス幅の一部の期間分、後ろにシフトさせる。好ましくは、図７Ｄに示す半導体光増幅器２に入力されるレーザ光の周期の半分程度シフトさせる。
これにより、図７Ｃに示すＳＯＡ駆動電流のパルスの立ち上がり点及び立ち下がり点付近（遷移領域）では、図７Ｄに示す半導体光増幅器２への入力光の強度が小さくなっている。
このため、図７Ｅに半導体光増幅器２からの出力光の波形を示すように、出力光は駆動パルスの立ち上がり点及び立ち下がり点の影響を受けず、出力光として良好な振幅の光パルスが得られる。
図７Ａに示すデータパルスを、位相調整回路１９によって調整して、図７Ｂに示すように、パルス幅の一部の期間分、後ろにシフトさせる。好ましくは、図７Ｄに示す半導体光増幅器２に入力されるレーザ光の周期の半分程度シフトさせる。
これにより、図７Ｃに示すＳＯＡ駆動電流のパルスの立ち上がり点及び立ち下がり点付近（遷移領域）では、図７Ｄに示す半導体光増幅器２への入力光の強度が小さくなっている。
このため、図７Ｅに半導体光増幅器２からの出力光の波形を示すように、出力光は駆動パルスの立ち上がり点及び立ち下がり点の影響を受けず、出力光として良好な振幅の光パルスが得られる。
図６に示す記録装置３００のその他の構成は、図１に示した第１の実施の形態の記録装置２００と同様であるので、同一符号を付して、重複説明を省略する。
上述の本実施の形態の記録装置３００によれば、第１の実施の形態の記録装置２００と同様に、レーザ光の光パルスとレーザ光の変調とを同期させることができる。
これにより、非常に高いパルス光周波数を有するレーザ光であっても、レーザ光の光パルスとレーザ光の変調とを、容易に同期させることができる。
従って、記録装置において、高密度かつ高速な記録を、正確に実現することが可能となる。
これにより、非常に高いパルス光周波数を有するレーザ光であっても、レーザ光の光パルスとレーザ光の変調とを、容易に同期させることができる。
従って、記録装置において、高密度かつ高速な記録を、正確に実現することが可能となる。
また、第１の実施の形態の記録装置２００と同様に、半導体光増幅器２によるレーザ光の変調と、光記録媒体２１の回転とを同期させることができる。
これにより、ディスク状の光記録媒体２１上の所望の位置に、適切な密度で情報の記録を行うことができるので、この点でも、高密度かつ高速な記録を、正確に実現することが可能となる。
これにより、ディスク状の光記録媒体２１上の所望の位置に、適切な密度で情報の記録を行うことができるので、この点でも、高密度かつ高速な記録を、正確に実現することが可能となる。
さらに、本実施の形態の記録装置３００によれば、データ生成部１６と、ＳＯＡドライブ回路１７との間に、データ生成部１６で生成したデータパルスの位相を調整してからＳＯＡドライブ回路１７に供給する、位相調整回路１９を設けている。
そして、位相調整回路１９では、レーザ光の発光パルスと半導体光増幅器２の駆動パルスの立ち上がり及び立ち下がりの遷移領域との重なりを避けるように、記録信号の位相を調整する。これにより、変調後のレーザ光に対する、駆動パルスの遷移領域の影響をなくすことが可能になり、良好な振幅の光パルスが得られる。
そして、位相調整回路１９では、レーザ光の発光パルスと半導体光増幅器２の駆動パルスの立ち上がり及び立ち下がりの遷移領域との重なりを避けるように、記録信号の位相を調整する。これにより、変調後のレーザ光に対する、駆動パルスの遷移領域の影響をなくすことが可能になり、良好な振幅の光パルスが得られる。
＜３．第３の実施の形態＞
ところで、光記録媒体の転送レートを向上する方法として、光ピックアップを複数個設けて、光記録媒体に照射されるレーザビームを複数本にすることによって、データチャンネルを増やす方法がある。
例えば、光記録媒体の記録領域をいくつかのゾーンに分けて（ゾーニング）して、これらのゾーンを複数個の光ピックアップで分担させる。
ところで、光記録媒体の転送レートを向上する方法として、光ピックアップを複数個設けて、光記録媒体に照射されるレーザビームを複数本にすることによって、データチャンネルを増やす方法がある。
例えば、光記録媒体の記録領域をいくつかのゾーンに分けて（ゾーニング）して、これらのゾーンを複数個の光ピックアップで分担させる。
光記録媒体２１をゾーニングした場合を、図８に示す。
図８に示すように、光記録媒体２１を、その中心からの半径の範囲によるドーナツ状の複数のゾーン２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃに分割して、各ゾーン２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃを２個の光ピックアップ３１，３２で分担させている。
この構成において、光記録媒体２１の回転数を一定で行う場合に、線密度をどのゾーンでも同じ程度実現するには、記録密度を一定にするように、光記録媒体２１の各ゾーンの内周と外周の各クロックを設定する必要がある。
図８に示すように、光記録媒体２１を、その中心からの半径の範囲によるドーナツ状の複数のゾーン２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃに分割して、各ゾーン２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃを２個の光ピックアップ３１，３２で分担させている。
この構成において、光記録媒体２１の回転数を一定で行う場合に、線密度をどのゾーンでも同じ程度実現するには、記録密度を一定にするように、光記録媒体２１の各ゾーンの内周と外周の各クロックを設定する必要がある。
一例として、マスタークロックの周波数が１７１３．６０ＭＨｚであり、最小クロック密度を６６ｎｍ／クロックとし、光記録媒体の回転数が３６００ｒｐｍである場合の、各ゾーンの内周と外周の各クロックの設定例を、表１に示す。表１において、Ｒは中心からの半径、Ｚｏｎｅはゾーン番号、Ｖｌは線速度、Ｃｌｋはクロック周波数、Ｉｎｎｅｒはゾーンの内周のクロック密度、Ｏｕｔｅｒはゾーンの外周のクロック密度を示している。また、Ｒａｔｉｏは、マスタークロックの周波数を、各ゾーンのクロック周波数で除した比を示している。
表１のように、各ゾーンのクロックＣｌｋを設定すれば、各ゾーンの内周のクロック密度を６６（ｎｍ／クロック）と一定にして、ゾーン内で最も記録密度が高くなる、内周の記録密度を一定にすることができる。
しかしながら、モードロックレーザを用いたＭＯＰＡ光源の場合には、クロック周波数がモードロックレーザの共振器長で決まるため、表１に示した例のように、各ゾーンのクロック周波数を細かく最適化することは困難である。
そこで、この問題点を解決するために、各ゾーンのクロック周波数を整数比にして、同じマスタークロックから信号処理等により容易に生成できるようにする。
そして、各ゾーンのクロック周波数は、ゾーン内の記録密度が限界を超えない範囲で、クロック周波数が高めになるように、整数比を設定する。
そして、各ゾーンのクロック周波数は、ゾーン内の記録密度が限界を超えない範囲で、クロック周波数が高めになるように、整数比を設定する。
このようにクロック周波数を設定した場合の設定例を、表２に示す。
表２に示す例では、光記録媒体２１の各ゾーンを整数化して、各ゾーンのクロック周波数を整数比にしている。即ち、整数比をｎ（１０〜５の整数）として、クロック周波数＝１７１３．６／ｎとしている。
このようにクロック周波数を整数比にすれば、同じマスタークロックから信号処理等により容易に生成させることが可能である。
このようにクロック周波数を整数比にすれば、同じマスタークロックから信号処理等により容易に生成させることが可能である。
表１と表２の各例について、ゾーンの内周及び外周におけるクロック及びクロック密度を比較して、図９に示す。図９において、破線が表１の場合を示しており、●印・○印・△印を付した折れ線が表２の場合を示している。
続いて、このような構成を実現する、記録装置の実施の形態を次に示す。
本発明の記録装置の第３の実施の形態の概略構成図を、図１０に示す。
図１０に示す記録装置４００は、基準信号生成部１５と、データ生成部（記録信号生成部）１６との間に、ゾーン分周回路３５を設けている。
本発明の記録装置の第３の実施の形態の概略構成図を、図１０に示す。
図１０に示す記録装置４００は、基準信号生成部１５と、データ生成部（記録信号生成部）１６との間に、ゾーン分周回路３５を設けている。
ゾーン分周回路３５では、基準信号生成部１５で生成されたマスタークロック信号を用いて、マスタークロック信号の周波数と周波数が整数比の関係にある、光記録媒体２１の各ゾーンのクロック信号を作製する。そして、ゾーン分周回路３５で作製された、各ゾーンのクロック信号は、データ生成部（記録信号生成部）１６に供給される。
このようにして作製された各ゾーンのクロック信号が、データパルスや半導体光増幅器（ＳＯＡ）２の駆動電流に反映される。そして、半導体光増幅器２のオン・オフによって、各ゾーンのクロック信号に対応して、半導体レーザ１からのレーザ光が、光ピックアップ３１に供給される。これにより、光記録媒体２１の各ゾーンに対して、適切なクロックで情報の記録を行うことができる。
このようにして作製された各ゾーンのクロック信号が、データパルスや半導体光増幅器（ＳＯＡ）２の駆動電流に反映される。そして、半導体光増幅器２のオン・オフによって、各ゾーンのクロック信号に対応して、半導体レーザ１からのレーザ光が、光ピックアップ３１に供給される。これにより、光記録媒体２１の各ゾーンに対して、適切なクロックで情報の記録を行うことができる。
なお、図１０では、１つの光ピックアップ３１のみを示しているが、図８に示したように複数個の光ピックアップ３１，３２でゾーンを分担させることも可能である。
図１０に示す記録装置４００のその他の構成は、図６に示した第２の実施の形態の記録装置３００と同様であるので、同一符号を付して、重複説明を省略する。
上述の本実施の形態の記録装置４００によれば、第１及び第２の実施の形態の記録装置２００，３００と同様に、レーザ光の光パルスとレーザ光の変調とを同期させることができる。
これにより、非常に高いパルス光周波数を有するレーザ光であっても、レーザ光の光パルスとレーザ光の変調とを、容易に同期させることができる。
従って、記録装置において、高密度かつ高速な記録を、正確に実現することが可能となる。
これにより、非常に高いパルス光周波数を有するレーザ光であっても、レーザ光の光パルスとレーザ光の変調とを、容易に同期させることができる。
従って、記録装置において、高密度かつ高速な記録を、正確に実現することが可能となる。
また、第１及び第２の実施の形態の記録装置２００，３００と同様に、半導体光増幅器２によるレーザ光の変調と、光記録媒体２１の回転とを同期させることができる。
これにより、ディスク状の光記録媒体２１上の所望の位置に、適切な密度で情報の記録を行うことができるので、この点でも、高密度かつ高速な記録を、正確に実現することが可能となる。
これにより、ディスク状の光記録媒体２１上の所望の位置に、適切な密度で情報の記録を行うことができるので、この点でも、高密度かつ高速な記録を、正確に実現することが可能となる。
また、第２の実施の形態の記録装置３００と同様に、位相調整回路１９では、レーザ光の発光パルスと半導体光増幅器２の駆動パルスの立ち上がり及び立ち下がりの遷移領域との重なりを避けるように、記録信号の位相を調整する。
これにより、変調後のレーザ光に対する、駆動パルスの遷移領域の影響をなくすことが可能になり、良好な振幅の光パルスが得られる。
これにより、変調後のレーザ光に対する、駆動パルスの遷移領域の影響をなくすことが可能になり、良好な振幅の光パルスが得られる。
さらに、本実施の形態の記録装置４００によれば、基準信号生成部１５とデータ生成部１６との間に設けられたゾーン分周回路３５において、マスタークロック信号の周波数と周波数が整数比の関係にある、光記録媒体２１の各ゾーンのクロック信号を作製する。
これにより、各ゾーンのクロック信号を容易に作製することができ、モードロック発振型レーザを光源に使用しても、各ゾーンの記録密度をなるべく高く設定することと、一定の光記録媒体２１の回転数下で各ゾーンの線密度を同程度とすることができる。
これにより、各ゾーンのクロック信号を容易に作製することができ、モードロック発振型レーザを光源に使用しても、各ゾーンの記録密度をなるべく高く設定することと、一定の光記録媒体２１の回転数下で各ゾーンの線密度を同程度とすることができる。
上述の第３の実施の形態では、位相調整回路１９を含む第２の実施の形態の構成に、ゾーン分周回路３５を設けた構成であったが、位相調整回路を含まない第１の実施の形態の構成に、ゾーン分周回路を設けた構成とすることも可能である。
上述の各実施の形態の記録装置では、使用する光記録媒体２１がディスク状であり、スピンドルモータ２０により光記録媒体２１を回転させて、情報の記録を行う構成であったが、その他の構成の記録装置にも本発明を適用することができる。
例えば、カード状等の光記録媒体に対してレーザ光を走査させて、光記録媒体に情報を記録する構成も可能である。
例えば、カード状等の光記録媒体に対してレーザ光を走査させて、光記録媒体に情報を記録する構成も可能である。
本発明は、上述の実施の形態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でその他様々な構成が取り得る。
１ 半導体レーザ、２ 半導体光増幅器（ＳＯＡ）、３，６，９，１０ レンズ、４ バンドパスフィルタ、５，８ ミラー、７ 光アイソレータ、１２ 可変電圧源、１３ コイル、１４ コンデンサ、１５ 基準信号生成部、１６ データ生成部（記録信号生成部）、１７ ＳＯＡドライブ回路、１８ スピンドル回路、１９ 位相調整回路、２０ スピンドルモータ、２１ 光記録媒体、２２ 上部電極、２３ 下部電極、２４ 活性層、２５ 反射防止膜、２６ 電流源、３１，３２ 光ピックアップ、３５ ゾーン分周回路、１１６ ゲイン部、１１７ 過飽和吸収体部、２００，３００，４００ 記録装置、２１０ モードロックレーザ部、２２０ 光アイソレータ部、２３０ 光増幅器部（ＳＯＡ部）、２４０ ビーム整形部
Claims (4)
- 光記録媒体に情報を記録する記録装置であって、
バイアス電圧を印加する過飽和吸収体部と、ゲイン電流を注入するゲイン部とを含み、前記光記録媒体に情報を記録するためのレーザ光を出射する半導体レーザ、及び外部共振器を含むモードロックレーザ部と、
前記モードロックレーザ部から出射されるレーザ光を増幅変調する光変調手段と、
マスタークロック信号を生成すると共に、前記マスタークロック信号に同期した信号を前記半導体レーザのゲイン部に供給する、基準信号生成部と、
前記マスタークロック信号に基づいて記録信号を生成する記録信号生成部と、
前記記録信号に基づいて、前記光変調手段を駆動する駆動パルスを生成する駆動回路とを含む
記録装置。 - 前記基準信号生成部と前記駆動回路との間に設けられ、前記レーザ光の発光パルスと前記駆動パルスの立ち上がり及び立ち下がりの遷移領域との重なりを避けるように、前記記録信号の位相を調整する、位相調整回路をさらに含む、請求項１に記載の記録装置。
- 前記光記録媒体がディスク形状であり、前記マスタークロック信号と同期した制御信号により、前記光記録媒体の回転が制御される、請求項１又は請求項２に記載の記録装置。
- 前記光記録媒体の情報が記録される記録領域が、前記光記録媒体の中心からの半径の範囲による複数のゾーンに分割され、各前記ゾーンに対して、それぞれ前記マスタークロック信号の周波数に対して整数比を有する周波数のクロック信号を作成する、ゾーン分周回路をさらに含む、請求項３に記載の記録装置。
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