JP2014041669A - 発光装置、該発光装置を備える光ピックアップ装置、および該光ピックアップ装置を備える光ディスク装置、ならびに発光装置の駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 互いに異なる２波長のレーザ光をそれぞれ出射可能なモノリシック型の半導体レーザ素子を備える発光装置において、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の偏光状態が変化することを抑制するとともに、レーザ光の波面収差が大きくなることを抑制することができる発光装置を提供する。
【解決手段】 発光装置１００において半導体レーザ素子１１は、第１駆動閾値電流値Ｉｔｈ１を超える電流が流れることによって、第１波長のレーザ光を出射する第１発光部１１１と、第２駆動閾値電流値Ｉｔｈ２を超える電流が流れることによって、第１波長よりも長い第２波長のレーザ光を出射する第２発光部１１２と、を有する。電流制御部２は、第１発光部１１１に第１駆動閾値電流値Ｉｔｈ１を超える電流が流れるときに、第２発光部１１２に第２駆動閾値電流値Ｉｔｈ２以下の電流が流れるように制御する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、レーザ光を出射する発光装置、該発光装置を備える光ピックアップ装置、および該光ピックアップ装置を備える光ディスク装置、ならびに発光装置の駆動方法に関する。

近年、半導体レーザ素子を含む半導体レーザユニットは、情報の記録および再生が行われる７８０ｎｍ近傍の赤外の波長域を使うＣＤ（Compact Disk）、６５０ｎｍ近傍の赤色域の波長域を使うＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、４０５ｎｍ近傍の青紫色の波長域を使うＢＤ（Blu-ray Disk、登録商標）などの光記録媒体に対して記録、再生を行うための光ピックアップ装置に搭載されたものがある。

これらの複数種類の光記録媒体に対応する光ピックアップ装置には、単一波長の半導体レーザ素子をそれぞれ有する複数の半導体レーザユニットを備えたものがあるが、それに対応する光学系や反射信号を検出するための信号検出用受光素子の構成が複雑になるために、組立調整が多く、複雑で、さらに小型化できないといった課題がある。

そこで、たとえば、１つの素子でＤＶＤとＣＤとに対応した２波長のレーザ光をそれぞれ出射可能なモノリシック型の半導体レーザ素子を含む半導体レーザユニットが開発され、光ピックアップ装置として、光学系や信号検出用受光素子の構成部品点数を少なくし、組立調整が容易で小型化が可能な技術が提案されている。光ピックアップ装置に搭載されるモノリシック型の半導体レーザ素子は、ＤＶＤに対応する波長のレーザ光を出射する第１発光部と、ＣＤに対応する波長のレーザ光を出射する第２発光部とを有する。

モノリシック型の半導体レーザ素子を含む半導体レーザユニットを備える光ピックアップ装置では、ＤＶＤに対する情報の記録、再生を行う場合には、第１発光部に駆動閾値電流値を超える電流を流して第２発光部には電流を流さないようにし、ＣＤに対する情報の記録、再生を行う場合には、第２発光部に駆動閾値電流値を超える電流を流して第１発光部には電流を流さないようにする。

また、光ピックアップ装置としては、安定した情報の記録および再生を行うために、半導体レーザ素子から出射されたレーザ光の一部を、偏光ビームスプリッタ（ＰＢＳ）によって光記録媒体側に向かう光路とは異なる光路に分岐し、その分岐された光路中に配置された光出力モニタ用の受光素子を用いて、この一部のレーザ光の光量をモニタリングし、光記録媒体に照射させるレーザ光の光量を安定化させる方法が提案されている。

光ピックアップ装置において、半導体レーザ素子から出射されてＰＢＳに入射するレーザ光が、ＰＢＳを透過する透過光とＰＢＳに反射される反射光とに分岐され、前記透過光が光出力モニタ用受光素子に入射し、前記反射光が光記録媒体に照射される場合、半導体レーザ素子から出射されてＰＢＳに入射するレーザ光の光量を「Ｐ０」、この「Ｐ０」のＰ偏光成分を「Ｐ０ｐ」、「Ｐ０」のＳ偏光成分を「Ｐ０ｓ」、ＰＢＳを透過するレーザ光の透過光量を「Ｐｔ」、この「Ｐｔ」のＰ偏光成分を「Ｐｔｐ」、「Ｐｔ」のＳ偏光成分を「Ｐｔｓ」、ＰＢＳに反射されるレーザ光の反射光量を「Ｐｒ」とすると、光出力モニタ用受光素子の感度「Ｐｓｅｎｓ」は、下記式（１）で表される。
Ｐｓｅｎｓ ∝ Ｐｒ／Ｐｔ …（１）

ここで、「Ｐｔ」は下記式（２）で表され、「Ｐｒ」は下記式（３）で表される。
Ｐｔ＝（Ｐ０ｐ×Ｔｐ）＋（Ｐ０ｓ×Ｔｓ） …（２）
［式中、ＴｐはＰ偏光成分の光の透過率を示し、ＴｓはＳ偏光成分の光の透過率を示す。］
Ｐｒ＝Ｐ０−Ｐｔ＝（Ｐ０ｐ×Ｒｐ）＋（Ｐ０ｓ×Ｒｓ） …（３）
［式中、ＲｐはＰ偏光成分の光の反射率を示し、ＲｓはＳ偏光成分の光の反射率を示す。］

図８は、従来技術における、半導体レーザ素子から出射されたレーザ光の偏光状態の変動を説明するための図である。

半導体レーザ素子は、常温では図８（ａ）に示すように、Ｓ偏光成分がゼロでＰ偏光成分のみからなる直線偏光を出射する。したがって、常温時におけるＰＢＳを透過するレーザ光の透過光量Ｐｔは、式（２）に「Ｐ０ｓ＝０」を代入して下記式（４）で表され、常温時におけるＰＢＳに反射されるレーザ光の反射光量Ｐｒは、式（３）に「Ｐ０ｓ＝０」を代入して下記式（５）で表される。
Ｐｔ＝Ｐ０ｐ×Ｔｐ …（４）
Ｐｒ＝Ｐ０ｐ×Ｒｐ …（５）

これに対して、半導体レーザ素子は、常温から温度変化が生じた場合、図８（ｂ）に示すように、本来ゼロであるはずのＳ偏光成分Ｐ０ｓが発生し、ＰＢＳを透過するレーザ光の透過光量Ｐｔは式（２）で表され、ＰＢＳに反射されるレーザ光の反射光量Ｐｒは式（３）で表されることになる。

図９は、従来技術における、ＰＢＳ反射光量とＰＢＳ透過光量との関係を説明するための図である。図９において、線Ｂ１は、常温時におけるＰＢＳ反射光量ＰｒとＰＢＳ透過光量Ｐｔとの関係を示すグラフであり、線Ｂ２は、常温から高温側に温度変化した場合におけるＰＢＳ反射光量ＰｒとＰＢＳ透過光量Ｐｔとの関係を示すグラフであり、線Ｂ３は、常温から低温側に温度変化した場合におけるＰＢＳ反射光量ＰｒとＰＢＳ透過光量Ｐｔとの関係を示すグラフである。

図９から明らかなように、線Ｂ１、線Ｂ２および線Ｂ３のグラフの傾きが異なっており、このことより、温度変化に応じて「Ｐｒ／Ｐｔ」が変化することがわかる。このように、温度変化に応じて「Ｐｒ／Ｐｔ」が変化すると、式（１）より、光出力モニタ用受光素子の感度Ｐｓｅｎｓも温度変化に応じて変化することになってしまう。すなわち、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の偏光状態が温度変化によって変化すると、光出力モニタ用受光素子の感度Ｐｓｅｎｓが変動することになり、光ピックアップ装置として、光記録媒体に照射させるレーザ光の光量を安定化させることができなくなってしまう。

このような問題点を解決する方法として、半導体レーザ素子とＰＢＳとの間の光路中に、一方向の偏光成分のみを透過する偏光フィルタなどの位相差素子を配置する方法がある（特許文献１参照）。

上記の方法によれば、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の偏光状態が温度変化によって変化しても、偏光フィルタを透過した光は常に一方向の直線偏光となるので、「Ｐｒ／Ｐｔ」は変化せず、そのため、光出力モニタ用受光素子の感度Ｐｓｅｎｓが変動しない。

特開２０１０−２３８３５０号公報

しかしながら、半導体レーザ素子とＰＢＳとの間の光路中に偏光フィルタを配置するという従来技術では、半導体レーザ素子から出射されたレーザ光の一部の偏光成分が偏光フィルタによって除去されるので、光量損失となる。また、偏光フィルタでの反射損失、吸収損失が発生し、この点でも光量損失に繋がってしまう。

また、モノリシック型の半導体レーザ素子では、前述したように、たとえば、ＤＶＤに対する情報の記録、再生を行う場合には、ＤＶＤ用の第１発光部に駆動閾値電流値を超える電流を流して、ＣＤ用の第２発光部には電流を流さないようにしている。このような場合には、半導体レーザ素子において、第１発光部近傍と第２発光部近傍とで熱分布の違いが生じ、半導体レーザ素子に歪みが生じてしまう。半導体レーザ素子に歪みが生じると、半導体レーザ素子内に大きな屈折率分布が生じてしまう。

半導体レーザ素子内に屈折率分布が生じると、この屈折率分布の大きさに応じて、半導体レーザ素子内を進行するレーザ光の光速に差が生じてしまい、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の波面収差が大きくなる。このようにレーザ光の波面収差が大きくなると、レーザ光が照射される光記録媒体上の光スポット径が大きくなり、光記録媒体に対する情報の記録特性および再生特性が劣化してしまう。

本発明の目的は、互いに異なる２波長のレーザ光をそれぞれ出射可能なモノリシック型の半導体レーザ素子を備える発光装置において、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の偏光状態が変化することを抑制するとともに、レーザ光の波面収差が大きくなることを抑制することができる発光装置を提供することであり、該発光装置を備える光ピックアップ装置、および該光ピックアップ装置を備える光ディスク装置、ならびに発光装置の駆動方法を提供することである。

本発明者は、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の偏光状態が温度変化によって変化する原因について鋭意検討した結果、半導体レーザ素子の熱膨張率と半導体レーザ素子を支持する基台などの部材の熱膨張率との差により、半導体レーザ素子に歪みが生じることによって、偏光状態の変化が発生することを見出し、さらに、半導体レーザ素子に生じる歪みは温度が上昇するにつれて緩和されることを見出して、本発明を完成するに至った。

本発明は、第１波長のレーザ光と該第１波長よりも長い第２波長のレーザ光とをそれぞれ出射可能なモノリシック型の半導体レーザ素子であって、
予め定める第１駆動閾値電流値を超える電流が流れることによって、前記第１波長のレーザ光を出射する第１発光部と、
予め定める第２駆動閾値電流値を超える電流が流れることによって、前記第２波長のレーザ光を出射する第２発光部と、を有する半導体レーザ素子と、
前記第１発光部および前記第２発光部に流す電流値を制御する電流制御部であって、
前記第１発光部に前記第１駆動閾値電流値を超える電流が流れるときに、前記第２発光部に前記第２駆動閾値電流値以下の電流が流れ、
前記第２発光部に前記第２駆動閾値電流値を超える電流が流れるときに、前記第１発光部に電流が流れない、または、前記第１駆動閾値電流値以下の電流が流れるように制御する電流制御部と、を備えることを特徴とする発光装置である。

また本発明は、光記録媒体に光を照射する前記発光装置と、
前記発光装置から出射されたレーザ光を、互いに異なる第１方向と第２方向とに分岐して進行させる光分岐部材と、
前記第１方向に分岐して進行するレーザ光を光記録媒体に集光する光学部材と、
前記第２方向に分岐して進行するレーザ光を受光する受光素子と、
前記受光素子によって受光されたレーザ光の光量を検出し、その検出した光量に応じて前記発光装置から出射されるレーザ光の光量を制御する光量制御部と、を備えることを特徴とする光ピックアップ装置である。

また本発明は、前記光ピックアップ装置と、
前記光ピックアップ装置に備えられる前記発光装置から出射されたレーザ光が照射された光記録媒体によって反射された反射光の光量に基づいて、光記録媒体に記録されたデータを再生する再生部と、を備えることを特徴とする光ディスク装置である。

また本発明は、前記発光装置の駆動方法であって、
前記第１発光部からレーザ光を出射させる場合には、前記第１発光部に前記第１駆動閾値電流値を超える電流を流すとともに、前記第２発光部に前記第２駆動閾値電流値以下の電流を流し、
前記第２発光部からレーザ光を出射させる場合には、前記第２発光部に前記第２駆動閾値電流値を超える電流を流すとともに、前記第１発光部に電流を流さない、または、前記第１駆動閾値電流値以下の電流を流すことを特徴とする発光装置の駆動方法である。

本発明によれば、発光装置は、モノリシック型の半導体レーザ素子と電流制御部とを備える。半導体レーザ素子は、第１駆動閾値電流値を超える電流が流れることによって、第１波長のレーザ光を出射する第１発光部と、第２駆動閾値電流値を超える電流が流れることによって、第１波長よりも長い第２波長のレーザ光を出射する第２発光部と、を有する。電流制御部は、第１発光部および第２発光部に流す電流値を制御する。この電流制御部は、第１発光部に第１駆動閾値電流値を超える電流が流れるときに、第２発光部に第２駆動閾値電流値以下の電流が流れ、第２発光部に第２駆動閾値電流値を超える電流が流れるときに、第１発光部に電流が流れない、または、第１駆動閾値電流値以下の電流が流れるように制御する。

本発明の発光装置では、電流制御部が、第１発光部に第１駆動閾値電流値を超える電流を流して第１発光部から第１波長のレーザ光を出射させるときに、第２発光部に第２駆動閾値電流値以下の電流を流すように、第１発光部および第２発光部に流す電流値を制御するので、半導体レーザ素子において、レーザ光が出射される第１発光部の近傍のみならず、レーザ光が出射されない第２発光部の近傍が、発熱によって温度上昇する。これによって、半導体レーザ素子の熱膨張率と半導体レーザ素子を支持する基台などの部材の熱膨張率との差によって生じる半導体レーザ素子の歪みが緩和され、その結果、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の偏光状態の変化が発生することを抑制することができる。

また、本発明の発光装置では、上記のように、半導体レーザ素子からレーザ光が出射されるときに、半導体レーザ素子に生じる歪みが緩和されるので、半導体レーザ素子内に大きな屈折率分布が生じるのを抑制することができる。その結果、屈折率分布の大きさに応じて、半導体レーザ素子内を進行するレーザ光の光速に差が生じることを抑制することができ、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の波面収差が大きくなることを抑制することができる。

また本発明によれば、光ピックアップ装置は、前述した本発明の発光装置と、光分岐部材と、光学部材と、受光素子と、光量制御部とを備える。光分岐部材は、発光装置から出射されたレーザ光を、互いに異なる第１方向と第２方向とに分岐して進行させる。光学部材は、第１方向に分岐して進行するレーザ光を光記録媒体に集光し、受光素子は、第２方向に分岐して進行するレーザ光を受光する。そして、光量制御部は、受光素子によって受光されたレーザ光の光量を検出し、その検出した光量に応じて発光装置から出射されるレーザ光の光量を制御する。

本発明の光ピックアップ装置は、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の偏光状態の変化が発生することが抑制された、本発明の発光装置を備えるので、半導体レーザ素子から出射されたレーザ光の一部を受光する受光素子の検出感度が変動することを抑制することができる。その結果、受光素子によって受光されたレーザ光の光量に応じて半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の光量を光量制御部により制御することで、光学部材を介して光記録媒体に照射させるレーザ光の光量を安定化させることができる。

また本発明によれば、光ディスク装置は、前述した本発明の光ピックアップ装置と、再生部とを備える。再生部は、光ピックアップ装置に備えられる発光装置から出射されたレーザ光が照射された光記録媒体によって反射された反射光の光量に基づいて、光記録媒体に記録されたデータを再生する。本発明の光ディスク装置は、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の波面収差が大きくなることが抑制された発光装置を有する光ピックアップ装置を備えるので、レーザ光が照射される光記録媒体上の光スポット径が大きくなりすぎることを抑制することができ、その結果、光記録媒体に対する情報の記録特性および、再生部による再生特性が劣化することを防止することができる。

また本発明によれば、発光装置の駆動方法では、第１発光部からレーザ光を出射させる場合には、第１発光部に第１駆動閾値電流値を超える電流を流すとともに、第２発光部に第２駆動閾値電流値以下の電流を流し、第２発光部からレーザ光を出射させる場合には、第２発光部に第２駆動閾値電流値を超える電流を流すとともに、第１発光部に電流を流さない、または、第１駆動閾値電流値以下の電流を流す。このように、発光装置を駆動することによって、半導体レーザ素子から出射されるレーザ光の偏光状態が変化することを抑制するとともに、レーザ光の波面収差が大きくなることを抑制することができる。

本発明の一実施形態に係る発光装置１００の構成を示す図である。 半導体レーザ素子１１における、電流と光出力特性との関係を説明するためのグラフである。 半導体レーザ素子１１における熱分布を概略的に示す図である。 半導体レーザ素子１１における屈折率分布を概略的に示す図である。 本発明の一実施形態に係る光ピックアップ装置２００を備える光ディスク装置５００の構成を示す図である。 ＰＢＳ２０１の光学特性を説明するための図である。 本発明の他の実施形態に係る光ピックアップ装置３００の構成を示す図である。 従来技術における、半導体レーザ素子から出射されたレーザ光の偏光状態の変動を説明するための図である。 従来技術における、ＰＢＳ反射光量とＰＢＳ透過光量との関係を説明するための図である。

図１は、本発明の一実施形態に係る発光装置１００の構成を示す図である。本実施形態の発光装置１００は、図１（ａ）に示すように、半導体レーザユニット１と電流制御部２とを備える。この発光装置１００は、本発明に係る発光装置の駆動方法を実現する。

半導体レーザユニット１は、図１（ｂ）に示すように、半導体レーザ素子１１と、基台１２と、第１ワイヤ１３と、第２ワイヤ１４とを備える。

半導体レーザ素子１１は、互いに異なる第１波長と第２波長との２波長のレーザ光をそれぞれ出射可能なモノリシック型の半導体レーザ素子である。この半導体レーザ素子１１は、第１発光部１１１と第２発光部１１２とを含む。

図２は、半導体レーザ素子１１における、電流と光出力特性との関係を説明するためのグラフである。図２（ａ）は、半導体レーザ素子１１の第１発光部１１１における電流と光出力特性との関係を示し、図２（ｂ）は、第２発光部１１２における電流と光出力特性との関係を示す。

半導体レーザ素子１１の第１発光部１１１は、予め定める第１駆動閾値電流値Ｉｔｈ１を超える電流が流れることによって、前記第１波長のレーザ光を出射する。図２（ａ）の例では、第１発光部１１１において電流と光出力（光量）とはグラフＡ１で示される比例関係にあり、第１発光部１１１は、第１駆動閾値電流値Ｉｔｈ１を超える電流値Ｉｏｐ１の電流が流れたときに、光出力値（光量）Ｌ１でレーザ光を出射する。本実施形態では、第１発光部１１１は、第１波長としてＤＶＤ用の６５０ｎｍの赤色レーザ光を出射する。

また、第２発光部１１２は、予め定める第２駆動閾値電流値Ｉｔｈ２を超える電流が流れることによって、第１波長よりも長い第２波長のレーザ光を出射する。図２（ｂ）の例では、第２発光部１１２において電流と光出力（光量）とはグラフＡ２で示される比例関係にある。本実施形態では、第２発光部１１２は、第２波長としてＣＤ用の７８０ｎｍの赤外レーザ光を出射する。

基台１２は、半導体レーザ素子１１を支持するための部材であり、たとえば金属材料によって形成される。半導体レーザ素子１１は、銀ペーストやＩｎ（インジウム）などのろう材によって基台１２上に溶接固定されている。基台１２は、第１発光部１１１および第２発光部１１２のコモン端子として使用される。

第１ワイヤ１３は、第１発光部１１１に電流を与えるための金属線であり、第１ワイヤ１３、第１発光部１１１、基台１２の順に電流が流れる。また、第２ワイヤ１４は、第２発光部１１２に電流を与えるための金属線であり、第２ワイヤ１４、第２発光部１１２、基台１２の順に電流が流れる。

電流制御部２は、第１発光部１１１および第２発光部１１２に流す電流値を制御する。この電流制御部２は、第１発光部１１１に第１駆動閾値電流値Ｉｔｈ１を超える電流が流れるときに、第２発光部１１２に第２駆動閾値電流値Ｉｔｈ２以下の電流が流れ、第２発光部１１２に第２駆動閾値電流値Ｉｔｈ２を超える電流が流れるときに、第１発光部１１１に電流が流れない、または、第１駆動閾値電流値Ｉｔｈ１以下の電流が流れるように制御する。

すなわち、発光装置１００では、第１発光部１１１に第１駆動閾値電流値Ｉｔｈ１を超える電流が流れて第１発光部１１１からレーザ光が出射されるときに、第２発光部１１２には第２駆動閾値電流値Ｉｔｈ２以下の電流（図２（ｂ）の例では電流値Ｉｏｐ２）が流れるように、電流制御部２が第１発光部１１１および第２発光部１１２に流す電流値を制御する。

図３は、半導体レーザ素子１１における熱分布を概略的に示す図である。本実施形態の発光装置１００では、電流制御部２が、第１発光部１１１に第１駆動閾値電流値Ｉｔｈ１を超える電流を流して第１発光部１１１から第１波長のレーザ光を出射させるときに、第２発光部１１２に第２駆動閾値電流値Ｉｔｈ２以下の電流を流すように、第１発光部１１１および第２発光部１１２に流す電流値を制御するので、半導体レーザ素子１１において、レーザ光が出射される第１発光部１１１の近傍のみならず、レーザ光が出射されない第２発光部１１２の近傍が、図３に示すように、発熱によって温度上昇する。これによって、半導体レーザ素子１１の熱膨張率と半導体レーザ素子１１を支持する基台１２などの部材の熱膨張率との差によって生じる半導体レーザ素子１１の歪みが緩和され、その結果、半導体レーザ素子１１から出射されるレーザ光の偏光状態の変化が発生することを抑制することができる。

図４は、半導体レーザ素子１１における屈折率分布を概略的に示す図である。図４（ａ）は、電流制御部２が、第１発光部１１１に第１駆動閾値電流値Ｉｔｈ１を超える電流を流して第１発光部１１１から第１波長のレーザ光を出射させるときに、第２発光部１１２に第２駆動閾値電流値Ｉｔｈ２以下の電流を流すように、第１発光部１１１および第２発光部１１２に流す電流値を制御する場合における屈折率分布を示す。また、図４（ｂ）は、電流制御部２が、第１発光部１１１に第１駆動閾値電流値Ｉｔｈ１を超える電流を流して第１発光部１１１から第１波長のレーザ光を出射させるときに、第２発光部１１２に電流を流さないように、第１発光部１１１および第２発光部１１２に流す電流値を制御する場合における屈折率分布を示す。

本実施形態の発光装置１００では、前述したように、電流制御部２が、第１発光部１１１に第１駆動閾値電流値Ｉｔｈ１を超える電流（電流値Ｉｏｐ１）を流して第１発光部１１１から第１波長のレーザ光を出射させるときに、第２発光部１１２に第２駆動閾値電流値Ｉｔｈ２以下の電流（電流値Ｉｏｐ２）を流すように、第１発光部１１１および第２発光部１１２に流す電流値を制御するので、半導体レーザ素子１１からレーザ光が出射されるときに、半導体レーザ素子１１に生じる歪みが緩和され、図４（ｂ）と比較して図４（ａ）に示すように、半導体レーザ素子１１内に大きな屈折率分布が生じるのを抑制することができる。その結果、屈折率分布の大きさに応じて、半導体レーザ素子１１内を進行するレーザ光の光速に差が生じることを抑制することができ、半導体レーザ素子１１から出射されるレーザ光の波面収差が大きくなることを抑制することができる。

なお、本実施形態の発光装置１００では、前述したように、電流制御部２は、第２発光部１１２に第２駆動閾値電流値Ｉｔｈ２を超える電流を流して第２発光部１１２からレーザ光を出射させるときに、第１発光部１１１に電流を流さない、または、第１駆動閾値電流値Ｉｔｈ１以下の電流を流す。このように、第２発光部１１２から出射されるレーザ光が、第１波長よりも長波長の赤外レーザ光であるので、第２発光部１１２からレーザ光を出射させるときに第１発光部１１１には必ずしも電流を流す必要はないが、このような場合であっても、第１発光部１１１に第１駆動閾値電流値Ｉｔｈ１以下の電流を流すことで、半導体レーザ素子１１において、レーザ光が出射される第２発光部１１２の近傍のみならず、レーザ光が出射されない第１発光部１１１の近傍が温度上昇する。これによって、半導体レーザ素子１１の熱膨張率と半導体レーザ素子１１を支持する基台１２などの部材の熱膨張率との差によって生じる半導体レーザ素子１１の歪みが緩和され、その結果、半導体レーザ素子１１から出射されるレーザ光の偏光状態の変化が発生することを抑制することができる。

図５は、本発明の一実施形態に係る光ピックアップ装置２００を備える光ディスク装置５００の構成を示す図である。光ディスク装置５００は、前述した発光装置１００を備える光ピックアップ装置２００と、アナログ信号処理部５０１と、制御部５０２と、再生部５０３とを備える。

光ピックアップ装置２００は、本実施形態の発光装置１００、光分岐部材である偏光ビームスプリッタ（以下、「ＰＢＳ」という）２０１、コリメータレンズ２０２、１／４波長板２０３、対物レンズ２０４、光出力モニタ用受光素子２０５、センサレンズ２０６、光検出器２０７、および光量制御部２０８を含んで構成される。

発光装置１００の半導体レーザ素子１１から出射されたレーザ光は、ＰＢＳ２０１に入射する。図６は、ＰＢＳ２０１の光学特性を説明するための図である。ＰＢＳ２０１は、直交する２つの直線偏光の光に対する透過率および反射率が異なる特性を有する。このような特性を有するＰＢＳ２０１は、発光装置１００の半導体レーザ素子１１から出射されてＰＢＳ２０１に入射するレーザ光を、互いに異なる第１方向と第２方向とに分岐して進行させる。具体的には、ＰＢＳ２０１は、ＰＢＳ２０１に入射するレーザ光を、ＰＢＳ２０１に反射される反射光（第１方向に分岐して進行するレーザ光）と、ＰＢＳ２０１を透過する透過光（第２方向に分岐して進行するレーザ光）とに分岐して進行させる。

本実施形態では、光ピックアップ装置２００は、ＰＢＳ２０１に反射された反射光が、コリメータレンズ２０２、１／４波長板２０３、および対物レンズ２０４などの光学部材が配置される光記録媒体Ｄ側（図５におけるＸ方向）に進行し、ＰＢＳ２０１を透過する透過光が、光出力モニタ用受光素子２０５が配置される側（図５におけるＺ方向）に進行するように構成される。上記の光学部材および光学部材の配置については例であり、必ずしも全てを含む必要は無く、またその他の光学部材が配置されても構わない。なお、図５では、ＰＢＳ２０１によって偏光されたレーザ光のＳ偏光の光は、紙面に対して垂直方向（Ｙ方向）の光、Ｐ偏光の光は、紙面に対して平行方向（Ｘ方向）の光で表す。

また、ＰＢＳ２０１は、Ｓ偏光の光の透過率をＴｓ、Ｓ偏光の光と直交するＰ偏光の光の透過率をＴｐとするとき、Ｔｐ＞Ｔｓの特性を有する。また、ＰＢＳ２０１は、Ｓ偏光の光の反射率をＲｓ、Ｐ偏光の光の反射率をＲｐとするとき、Ｒｐ＜Ｒｓの特性を有する。

好ましくは、Ｔｓ≦１０％であり、さらに、Ｒｓが高いほど光記録媒体Ｄに到達する光の利用効率を高くすることができる。そして、Ｒｓ≧５０％であれば好ましく、Ｒｓ≧８０％であればより好ましい。また、光記録媒体Ｄを反射して光検出器２０７に到達する光の利用効率を高くするために、Ｔｐ≧２０％であれば好ましく、光記録媒体Ｄを反射して発光装置１００に戻る光量を低減するために、Ｒｐ≦８０％であれば好ましい。本実施形態では、ＰＢＳ２０１において、Ｔｐ＝２０％、Ｔｓ＝１０％、Ｒｐ＝８０％、Ｒｓ＝９０％に設定される。

光出力モニタ用受光素子２０５は、第２方向（Ｚ方向）に分岐して進行するレーザ光を受光する。そして、光量制御部２０８は、光出力モニタ用受光素子２０５によって受光されたレーザ光の光量を検出し、その検出した光量に応じて半導体レーザ素子１１の駆動電流を制御することにより発光装置１００の半導体レーザ素子１１から出射されるレーザ光の光量を制御する。

光ピックアップ装置２００において、半導体レーザ素子１１から出射されてＰＢＳ２０１に入射するレーザ光が、ＰＢＳ２０１を透過する透過光とＰＢＳ２０１に反射される反射光とに分岐され、前記透過光が光出力モニタ用受光素子２０５に入射し、前記反射光が光記録媒体Ｄに照射される場合、半導体レーザ素子１１から出射されてＰＢＳ２０１に入射するレーザ光の光量を「Ｐ０」、この「Ｐ０」のＰ偏光成分を「Ｐ０ｐ」、「Ｐ０」のＳ偏光成分を「Ｐ０ｓ」、ＰＢＳ２０１を透過するレーザ光の透過光量を「Ｐｔ」、この「Ｐｔ」のＰ偏光成分を「Ｐｔｐ」、「Ｐｔ」のＳ偏光成分を「Ｐｔｓ」、ＰＢＳ２０１に反射されるレーザ光の反射光量を「Ｐｒ」とすると、光出力モニタ用受光素子２０５の感度「Ｐｓｅｎｓ」は、下記式（１）で表される。
Ｐｓｅｎｓ ∝ Ｐｒ／Ｐｔ …（１）

ここで、「Ｐｔ」は下記式（２）で表され、「Ｐｒ」は下記式（３）で表される。
Ｐｔ＝（Ｐ０ｐ×Ｔｐ）＋（Ｐ０ｓ×Ｔｓ） …（２）
Ｐｒ＝Ｐ０−Ｐｔ＝（Ｐ０ｐ×Ｒｐ）＋（Ｐ０ｓ×Ｒｓ） …（３）

従来技術では、温度変化に応じて「Ｐｒ／Ｐｔ」が変化すると、式（１）より、光出力モニタ用受光素子２０５の感度Ｐｓｅｎｓも温度変化に応じて変化することになり、光ピックアップ装置２００として、光記録媒体Ｄに照射させるレーザ光の光量を安定化させることができなくなってしまう。

これに対して、本実施形態の光ピックアップ装置２００は、半導体レーザ素子１１から出射されるレーザ光の偏光状態の変化が発生することが抑制された、本実施形態の発光装置１００を備えるので、半導体レーザ素子１１から出射されたレーザ光の一部を受光する光出力モニタ用受光素子２０５の検出感度が変動することを抑制することができる。その結果、光出力モニタ用受光素子２０５によって受光されたレーザ光の光量に応じて半導体レーザ素子１１から出射されるレーザ光の光量を光量制御部２０８により制御することで、コリメータレンズ２０２、１／４波長板２０３、および対物レンズ２０４を介して光記録媒体Ｄに照射させるレーザ光の光量を安定化させることができる。

光ピックアップ装置２００において、ＰＢＳ２０１で反射されたレーザ光は、コリメータレンズ２０２によって平行光となり、１／４波長板２０３によって円偏光の光に変換され、対物レンズ２０４によって光記録媒体Ｄの情報記録面に集光する。

そして、光記録媒体Ｄで反射された光は、往路とは逆方向に電場が回転する円偏光の光となる。その後、再び対物レンズ２０４、１／４波長板２０３を透過して、往路と直交する光となって、コリメータレンズ２０２およびＰＢＳ２０１を直進透過し、非点収差を発生させるセンサレンズ２０６を透過して、フォトダイオードなどの受光素子からなる光検出器２０７に集光する。

光ディスク装置５００が備えるアナログ信号処理部５０１は、光検出器２０７から出力される受光検出信号に基づいて、ＲＦ信号（トータル信号）を生成するＲＦ信号生成部を備える。ＲＦ信号は、光記録媒体Ｄで反射された光の強度に応じて電圧レベルが変化する信号であり、光記録媒体Ｄに記録されたデータの再生に利用されるとともに、光ピックアップ装置２００のフォーカスバランスおよび球面収差を調整する際にも利用される。

また、アナログ信号処理部５０１は、光検出器２０７から出力される受光検出信号に基づいて、ＴＥＳ信号（トラッキング誤差信号）を生成するＴＥＳ信号生成部を備える。ＴＥＳ信号は、光記録媒体Ｄ上のトラックと、光記録媒体Ｄに照射されたレーザ光の照射領域との相対位置に応じて電圧レベルが変化する信号であり、トラッキング制御に利用されるとともに、光ピックアップ装置２００のフォーカスバランスおよび球面収差を調整する際にも利用される。

さらに、アナログ信号処理部５０１は、光検出器２０７から出力される受光検出信号に基づいて、ＦＥＳ（Focus Error Signal）信号を生成するＦＥＳ信号生成部を備える。ＦＥＳ信号は、対物レンズ２０４の焦点位置が光記録媒体Ｄの情報記録面上に合うように対物レンズ２０４の位置を制御するための信号である。

図５に示す制御部５０２は、アナログ信号処理部５０１から出力されるＲＦ信号、ＴＥＳ信号およびＦＥＳ信号に基づいて、対物レンズ２０４を移動させる対物レンズアクチュエータ、コリメータレンズ２０２を移動させるコリメータレンズ駆動モータなどの動作を制御するように構成される。また、制御部５０２は、ＲＦ信号を再生部５０３に与える。

再生部５０３は、制御部５０２から与えられたＲＦ信号から、光記録媒体Ｄに記録されたデータを再生する処理を行う。再生部５０３は、たとえば、ＲＦ信号をＡＤ変換するＡＤ変換部、ＡＤ変換された信号から再生データを検出するためのイコライザ、復調部、誤り訂正部などを備える。なお、再生部５０３が備える機能の一部を、制御部５０２が実行するように構成してもよい。

以上のように構成される本実施形態の光ディスク装置５００は、半導体レーザ素子１１から出射されるレーザ光の波面収差が大きくなることが抑制された発光装置１００を有する光ピックアップ装置２００を備えるので、レーザ光が照射される光記録媒体Ｄ上の光スポット径が大きくなりすぎることを抑制することができ、その結果、光記録媒体Ｄに対する情報の記録特性および、再生部５０３による再生特性が劣化することを防止することができる。

図７は、本発明の他の実施形態に係る光ピックアップ装置３００の構成を示す図である。本実施形態の光ピックアップ装置３００は、前述した光ピックアップ装置２００に類似した構成を有する。

光ピックアップ装置３００は、本実施形態の発光装置１００、ＰＢＳ３０１、コリメータレンズ３０２、１／４波長板３０３、対物レンズ３０４、光出力モニタ用受光素子３０５、センサレンズ３０６、光検出器３０７、および光量制御部３０８を含んで構成される。

発光装置１００の半導体レーザ素子１１から出射されたレーザ光は、ＰＢＳ３０１に入射する。ＰＢＳ３０１は、発光装置１００の半導体レーザ素子１１から出射されてＰＢＳ３０１に入射するレーザ光を、互いに異なる第１方向と第２方向とに分岐して進行させる。具体的には、ＰＢＳ３０１は、ＰＢＳ３０１に入射するレーザ光を、ＰＢＳ３０１を透過する透過光（第１方向に分岐して進行するレーザ光）と、ＰＢＳ３０１に反射される反射光（第２方向に分岐して進行するレーザ光）とに分岐して進行させる。

本実施形態では、光ピックアップ装置３００は、ＰＢＳ３０１を透過する透過光が、コリメータレンズ３０２、１／４波長板３０３、および対物レンズ３０４が配置される光記録媒体Ｄ側（図７におけるＺ方向）に進行し、ＰＢＳ３０１に反射される反射光が、光出力モニタ用受光素子３０５が配置される側（図７におけるＸ方向）に進行するように構成される。

光ピックアップ装置３００は、ＰＢＳ３０１に入射されたレーザ光に対する、ＰＢＳ３０１による偏光特性が異なること以外は、前述した光ピックアップ装置２００と同様に構成される。具体的には、前述した光ピックアップ装置２００が、ＰＢＳ２０１に反射される反射光が光記録媒体Ｄ側に進行し、ＰＢＳ２０１を透過する透過光が光出力モニタ用受光素子２０５が配置される側に進行するように構成されていたのに対して、光ピックアップ装置３００は、ＰＢＳ３０１を透過する透過光が光記録媒体Ｄ側に進行し、ＰＢＳ３０１に反射される反射光が光出力モニタ用受光素子３０５が配置される側に進行するように構成されている。

以上のように構成される本実施形態の光ピックアップ装置３００は、半導体レーザ素子１１から出射されるレーザ光の偏光状態の変化が発生することが抑制された、本実施形態の発光装置１００を備えるので、半導体レーザ素子１１から出射されたレーザ光の一部を受光する光出力モニタ用受光素子３０５の検出感度が変動することを抑制することができる。その結果、光出力モニタ用受光素子３０５によって受光されたレーザ光の光量に応じて半導体レーザ素子１１から出射されるレーザ光の光量を光量制御部３０８により制御することで、コリメータレンズ３０２、１／４波長板３０３、および対物レンズ３０４を介して光記録媒体Ｄに照射させるレーザ光の光量を安定化させることができる。

また、図５の実施例と同様に本実施形態の光ディスク装置５００は、半導体レーザ素子１１から出射されるレーザ光の波面収差が大きくなることが抑制された発光装置１００を有する光ピックアップ装置２００を備えるので、レーザ光が照射される光記録媒体Ｄ上の光スポット径が大きくなりすぎることを抑制することができ、その結果、光記録媒体Ｄに対する情報の記録特性および、再生部５０３による再生特性が劣化することを防止することができる。

１ 半導体レーザユニット
２ 電流制御部
１１ 半導体レーザ素子
１２ 基台
１３ 第１ワイヤ
１４ 第２ワイヤ
１００ 発光装置
１１１ 第１発光部
１１２ 第２発光部
２００，３００ 光ピックアップ装置
２０１，３０１ ＰＢＳ
２０２，３０２ コリメータレンズ
２０３，３０３ １／４波長板
２０４，３０４ 対物レンズ
２０５，３０５ 光出力モニタ用受光素子
２０６，３０６ センサレンズ
２０７，３０７ 光検出器
２０８，３０８ 光量制御部
５００ 光ディスク装置
５０１ アナログ信号処理部
５０２ 制御部
５０３ 再生部

Claims (4)

1. 第１波長のレーザ光と該第１波長よりも長い第２波長のレーザ光とをそれぞれ出射可能なモノリシック型の半導体レーザ素子であって、
   予め定める第１駆動閾値電流値を超える電流が流れることによって、前記第１波長のレーザ光を出射する第１発光部と、
   予め定める第２駆動閾値電流値を超える電流が流れることによって、前記第２波長のレーザ光を出射する第２発光部と、を有する半導体レーザ素子と、
   前記第１発光部および前記第２発光部に流す電流値を制御する電流制御部であって、
   前記第１発光部に前記第１駆動閾値電流値を超える電流が流れるときに、前記第２発光部に前記第２駆動閾値電流値以下の電流が流れ、
   前記第２発光部に前記第２駆動閾値電流値を超える電流が流れるときに、前記第１発光部に電流が流れない、または、前記第１駆動閾値電流値以下の電流が流れるように制御する電流制御部と、を備えることを特徴とする発光装置。
2. 光記録媒体に光を照射する請求項１に記載の発光装置と、
   前記発光装置から出射されたレーザ光を、互いに異なる第１方向と第２方向とに分岐して進行させる光分岐部材と、
   前記第１方向に分岐して進行するレーザ光を光記録媒体に集光する光学部材と、
   前記第２方向に分岐して進行するレーザ光を受光する受光素子と、
   前記受光素子によって受光されたレーザ光の光量を検出し、その検出した光量に応じて前記発光装置から出射されるレーザ光の光量を制御する光量制御部と、を備えることを特徴とする光ピックアップ装置。
3. 請求項２に記載の光ピックアップ装置と、
   前記光ピックアップ装置に備えられる前記発光装置から出射されたレーザ光が照射された光記録媒体によって反射された反射光の光量に基づいて、光記録媒体に記録されたデータを再生する再生部と、を備えることを特徴とする光ディスク装置。
4. 請求項１に記載の発光装置の駆動方法であって、
   前記第１発光部からレーザ光を出射させる場合には、前記第１発光部に前記第１駆動閾値電流値を超える電流を流すとともに、前記第２発光部に前記第２駆動閾値電流値以下の電流を流し、
   前記第２発光部からレーザ光を出射させる場合には、前記第２発光部に前記第２駆動閾値電流値を超える電流を流すとともに、前記第１発光部に電流を流さない、または、前記第１駆動閾値電流値以下の電流を流すことを特徴とする発光装置の駆動方法。