JP2560684B2 - Laser light source for multiple beams - Google Patents
Laser light source for multiple beamsInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光ビームをディスク状記録媒体上に収束し、
情報を記録あるいは再生する光学的情報記録装置の光学
ヘッド等に用いられる複数ビーム用レーザ光源に関する
ものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention focuses a light beam on a disc-shaped recording medium,
The present invention relates to a laser beam source for multiple beams used in an optical head of an optical information recording device for recording or reproducing information.
近年、ディスク状の記録媒体上に微小なピットの連続
として記録された画像、音声などの情報を光学的に再生
する技術が進み、ビデオディスク、ディジタル・オーデ
ィオディスク等として実用化されている。また、単に再
生のみならず記録を行ってメモリとして利用する開発も
進められている。この光メモリ装置は従来の磁気ディス
ク装置等に比べて小形軽量、高記録密度、高信頼性等の
特徴があり、端末におけるファイル装置やファイルメモ
リへの応用が期待されている。In recent years, techniques for optically reproducing information such as images and sounds recorded as a series of minute pits on a disc-shaped recording medium have been advanced, and have been put to practical use as video discs, digital audio discs, and the like. In addition, development is underway in which not only reproduction but also recording is performed and used as a memory. This optical memory device has features such as small size and light weight, high recording density, and high reliability as compared with conventional magnetic disk devices and the like, and is expected to be applied to file devices and file memories in terminals.
この光ディスク装置において実際に情報を記録再生を
行う光学ヘッドは通常、1つの半導体レーザ(LD)を光
源として用いているが、記録直後の記録状態のモニタが
不可避で記録誤りを検出するのにディスク2回転分の時
間を必要とする。また、記録時に大出力のパルスを発生
するためにサーボ回路が複雑になり、不安定になる欠点
がある。そのために記録再生をそれぞれ別のLDのビーム
で行う複数ビームによる構成が望ましい。しかし複数の
LDからの放射光を別々のコリメートレンズでコリメート
した後にビームスプリッタや偏光ビームスプリッタで合
波して収束レンズに入射するビーム合成型の構成は、各
々ビームスポット位置調整が容易でなく、また部品数も
多いという欠点がある。これに対し同一半導体基板上に
複数のLDを数10μm間隔で集積したアレイLDを光源に用
いて共通のコリメート及び収束レンズで収束光学系を構
成すると前記欠点を解消できる。The optical head that actually records / reproduces information in this optical disk device usually uses one semiconductor laser (LD) as a light source. However, a monitor of the recording state immediately after recording is unavoidable in order to detect a recording error. It takes two rotations. Further, since a high output pulse is generated during recording, the servo circuit becomes complicated and unstable. Therefore, it is desirable to use a structure with multiple beams, in which recording and reproduction are performed by different LD beams. But multiple
The beam combining type configuration, in which the emitted light from the LD is collimated by different collimating lenses and then combined by the beam splitter or polarization beam splitter and incident on the converging lens, is not easy to adjust the beam spot position, and the number of parts is large. There is a drawback that there are many. On the other hand, when the array LD in which a plurality of LDs are integrated on the same semiconductor substrate at intervals of several tens of μm is used as a light source and a converging optical system is configured by a common collimator and a converging lens, the above-mentioned drawbacks can be solved.
また、レーザプリンタやレーザファクシミリ装置にお
いてもアレイLDを用いる事により、記録時間を短縮で
き、高転送速度化が可能となる。光学ヘッドの場合のア
レイLDは、通常一方のLDは低出力で再生用及びサーボ信
号用に、他方のLDは大出力で記録用として用いられ、個
々のLDが独立に駆動する事が必要である。しかしなが
ら、間隔が数十μmの場合には互いのLDの熱的な干渉が
避けられない。Also, by using the array LD in a laser printer or a laser facsimile apparatus, the recording time can be shortened and the transfer speed can be increased. An array LD in the case of an optical head is usually used for reproduction and servo signals at low output of one LD and for recording at high output of the other LD, and it is necessary to drive each LD independently. is there. However, when the distance is several tens of μm, mutual thermal interference of LDs cannot be avoided.
第4図は一方のLD(LD2)を駆動した時のもう一方のL
D(LD1)の駆動電流一光出力特性図である。LD2を駆動
しない時のLD1の光出力特性Aは、LD2の駆動電流の増加
に従って特性B,Cのように変化する。これはLD2を駆動す
ると、熱干渉による温度上昇のためにスレッショールド
電流が増加する事によるものである。従って、光ヘッド
のように、一方の再生用LDをスレッショールド付近の低
出力駆動、もう一方の記録用を高出力駆動する場合に
は、記録用LDを駆動するとその熱干渉のために再生用の
出力レベルが大幅に減少し、サーボ系が不安定となる原
因となる。例えば、再生用の出力が約2mWCW駆動、記録
用出力が約20mWデューティ50%パルス駆動とした場合
に、再生用LDの光出力は記録時に1/2程度に減少してし
まう。Fig. 4 shows the other L when one LD (LD 2 ) is driven.
It is a drive current 1 light output characteristic figure of D (LD 1 ). The light output characteristic A of LD 1 when LD 2 is not driven changes like characteristics B and C as the drive current of LD 2 increases. This is because when LD 2 is driven, the threshold current increases due to the temperature rise due to thermal interference. Therefore, like an optical head, if one reproducing LD is driven at low output near the threshold and the other recording is driven at high output, when the recording LD is driven, it will be reproduced due to its thermal interference. The output level for use will be drastically reduced and the servo system will become unstable. For example, when the reproduction output is about 2 mWCW drive and the recording output is about 20 mW duty 50% pulse drive, the optical output of the reproduction LD is reduced to about 1/2 during recording.
また、レーザプリンタやレーザファクシミリにおいて
も個々のLDを独立し駆動する必要がありLDの光出力レベ
ル変動は記録誤りの要因となる。とりわけレーザファク
シミリの場合には、光レベルの変化が記録感光紙面の濃
淡を決めるので熱干渉等の外的要因による光レベル変動
は画質の低下となる。Also, in a laser printer or a laser facsimile, it is necessary to drive each LD independently, and fluctuations in the optical output level of the LD cause a recording error. Particularly in the case of a laser facsimile, a change in the light level determines the density of the surface of the recording photosensitive paper, so that a change in the light level due to an external factor such as thermal interference causes a deterioration in image quality.
このようにアレイLDを光ヘッド、レーザプリンタ、レ
ーザファクシミリ等に用いる場合には、個々のLDが独立
に駆動できる事が望まれるが互いのLDの熱的干渉のため
に実現は困難である。As described above, when the array LD is used for an optical head, a laser printer, a laser facsimile, etc., it is desired that each LD can be driven independently, but it is difficult to realize it due to thermal interference between the LDs.
このLD間の熱干渉は、LD間に溝を設けることによりあ
る程度低減できるが、この場合約10μm幅で数10μmの
深さの溝を形成する必要があり、現在のドライあるいは
ウェットエッチング技術では困難である。また、アレイ
LDチップの大きさが幅約10.0μm、厚さ約100μmであ
るので強度的に問題を生じる。The thermal interference between the LDs can be reduced to some extent by providing a groove between the LDs, but in this case it is necessary to form a groove with a width of about 10 μm and a depth of several tens of μm, which is difficult with the current dry or wet etching technology. Is. Also the array
Since the size of the LD chip is about 10.0 μm in width and about 100 μm in thickness, there is a problem in strength.
〔発明の目的〕 本発明の目的は、これら従来の欠点を除去せしめ、個
々のLDの独立駆動が可能なアレイLDからなる複数ビーム
用レーザ光源を提供することにある。[Object of the Invention] An object of the present invention is to eliminate these drawbacks of the prior art and to provide a laser beam source for multiple beams, which is an array LD capable of independently driving each LD.
本発明の構成は、同一半導体基板上に互いに隣接した
複数の半導体レーザを集積して配置しこれら半導体レー
ザからの出力ビームを出力する複数ビーム用レーザ光源
において、少なくとも1個の半導体レーザの駆動回路
が、他の半導体レーザを駆動した時にも駆動電流を増加
させて前記1個の半導体レーザの光出力を予め設定した
一定値に保つ回路からなることを特徴とする。According to the configuration of the present invention, a plurality of semiconductor lasers adjacent to each other are integrated and arranged on the same semiconductor substrate, and a laser beam source for a plurality of beams that outputs output beams from these semiconductor lasers is provided. At least one semiconductor laser driving circuit is provided. However, when the other semiconductor laser is driven, the driving current is increased to keep the optical output of the one semiconductor laser at a preset constant value.
本発明は、上述の構成をとることにより、個々のLDに
関して隣接したLDが発光した場合のスレッショールド電
流の増加に伴う光出力の低下量さらに単独で駆動した時
と同一の光出力を維持するための駆動電流増加量がLD間
隔、LD構成元素の熱伝導率LD光出力から予め一意的に求
められているので、このアレイLDを構成する少なくとも
1個のLDの駆動回路として、隣接したLDが発光した時に
駆動電流を増加させて光出力を予め設定した値で常に一
定するような非帰還回路が構成される。従って、1つの
LDが隣接したLDの駆動状態によってスレッショールド電
流が変動してもその駆動回路の働きによってその光出力
を一定に保たれる。According to the present invention, by adopting the above-mentioned configuration, the amount of decrease in the optical output due to the increase in the threshold current when adjacent LDs emit light with respect to each LD, and the same optical output as when driven independently is maintained. Since the amount of increase in drive current for this purpose is uniquely obtained in advance from the LD interval and the LD optical output of the thermal conductivity of the LD constituent elements, it is arranged as a drive circuit for at least one LD forming this array LD. A non-feedback circuit is configured so that when the LD emits light, the drive current is increased so that the light output is always constant at a preset value. Therefore, one
Even if the threshold current fluctuates due to the driving state of the LDs adjacent to each other, the optical output thereof is kept constant by the operation of the driving circuit.
以下、本発明を図面により詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
第1図は本発明の実施例の構成を示すブロック図であ
る。本実施例は、アレイLDからなる独立のLD1、2がそ
れぞれの駆動回路3、4に接続されて構成される。本実
施例は2つの光源で構成された2ビーム光ヘッドとして
用いられ、LD1を記録用、LD2を再生及びサーボ検出用と
して用いる。ここで通常LD1は低出力(2〜3mW)のCW
駆動、LD2は高出力(20mW以上)高周波(1MHz以上)の
パルス駆動される。再生用LD2は記録用LD1が発光してい
ない時は駆動電流i1で、LD2が発光する時はi2(i2>
i1)で発光し、光出力は常にD1で一定に保たれるように
している。この時の電流増加量△i=i2−i1は、アレイ
LDのLD間隔、LD構成元素の熱伝等率、記録用LDの光出力
および算出される再生用LD2の温度上昇から一意的に求
める事ができる。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention. In this embodiment, independent LDs 1 and 2 formed of an array LD are connected to respective drive circuits 3 and 4. This embodiment is used as a two-beam optical head composed of two light sources, and LD1 is used for recording and LD2 is used for reproduction and servo detection. Here LD1 is usually a low power (2-3mW) CW
Drive, LD2 is pulse driven with high output (20mW or more) and high frequency (1MHz or more). Reproducing LD2 When recording LD1 does not emit light in the drive current i 1, when LD2 emits light i 2 (i 2>
Light is emitted at i 1 ), and the light output is always kept constant at D 1 . At this time, the current increase amount Δi = i 2 −i 1 is
It can be uniquely determined from the LD interval of the LD, the thermal conductivity of the LD constituent elements, the optical output of the recording LD and the calculated temperature rise of the reproducing LD2.
第2図は第1図のLD駆動回路の動作を説明する回路図
である。図中、11はゲート素子、12,13はその入力端子
である。ゲート素子11は端子12,13に信号が入力する
と、ON状態になって負荷抵抗15に電流が流れ、これ以外
ではOFF応対で抵抗15には電流が流れない。隣接した記
録用LD1が発光している時はLD2のスレッショールド電流
が増加するが、ゲート素子11はON状態になり、LD2の駆
動電流も負荷抵抗15を流れる電流i3の分だけ増加する。
ここで抵抗15の抵抗値を電流i3が予め求められている電
流増加量△iと一致するように設定すれば、LD2の光出
力がLD1の発光しない時と同一のレベルに維持できる。
また、隣接したLDの熱干渉によるLDの光出力の低下は、
本発明者の測定によれば約50μsecの時間遅れがあるの
で、この駆動回路で十分追従でき、従ってLD2の光出力
は常に一定に保たれ、LD2の光出力が安定に維持され
る。FIG. 2 is a circuit diagram for explaining the operation of the LD drive circuit of FIG. In the figure, 11 is a gate element, and 12 and 13 are its input terminals. When a signal is input to the terminals 12 and 13 of the gate element 11, the gate element 11 is turned on and a current flows through the load resistor 15, and otherwise the current does not flow through the resistor 15 due to the OFF response. When is threshold current of LD2 is increased adjacent recording LD1 has is emitting light, the gate element 11 is turned ON state increases by the amount of current i 3 flowing through the driving current is also the load resistor 15 of LD2 .
Here, if the resistance value of the resistor 15 is set so that the current i 3 matches the previously obtained current increase amount Δi, the optical output of LD2 can be maintained at the same level as when LD1 does not emit light.
In addition, the decrease in the optical output of the LD due to the thermal interference of the adjacent LDs,
According to the measurement by the present inventor, since there is a time delay of about 50 μsec, this drive circuit can sufficiently follow up, so that the optical output of LD2 is always kept constant and the optical output of LD2 is maintained stable.
第3図は本実施例の複数ビーム用レーザ光源を用いた
光ヘッドの一例のブロック図である。光源のアレイLDは
間隔が数10μmの2個の半導体レーザ1,2で構成され、L
D1が記録用、LD2が再生用に用いられる。これらLD1,2は
それぞれ駆動回路3,4に接続されており、LD1,2の光出力
は一定に保たれている。LD1は記録のみに用いられるの
で、LD1には第2図のような駆動回路が必ずしも必要と
しない。FIG. 3 is a block diagram of an example of an optical head using the laser light source for multiple beams of this embodiment. The array LD of light sources is composed of two semiconductor lasers 1 and 2 with an interval of several tens of μm.
D1 is used for recording and LD2 is used for reproduction. The LDs 1 and 2 are connected to the drive circuits 3 and 4, respectively, and the optical outputs of the LDs 1 and 2 are kept constant. Since the LD1 is used only for recording, the LD1 does not necessarily require the drive circuit shown in FIG.
LD1,2からの放射光31a,31bは、共通のコリメートレン
ズ32において平行化されて、偏光ビームスプリッタ33で
は偏向されずに直進し、λ/4板34を透過してアクチュエ
ータ35に取付けられた収束レンズ36を通して記録媒体37
上に集光される。この記録媒体37により反射された光
は、ほぼ同一の光路を遂行し、偏光ビームスプリッタ33
ではy方向(下側)に偏光される。これら2つのビーム
の波長がほぼ同一の場合にはレンズによって一旦集光さ
せ、その集光点にピンホールやナイフエッジを設置する
ことにより記録用と再生用ビームとを分離し、再生用ビ
ームを検出系38に入射させる。また、2つのビームの波
長が異なる場合には、波長フィルタ等によって分離した
後に再生用ビームのみを検出系38に入射させて再生用信
号を得ることができる。The radiated lights 31a and 31b from the LDs 1 and 2 are collimated by the common collimator lens 32, go straight without being deflected by the polarization beam splitter 33, pass through the λ / 4 plate 34, and are attached to the actuator 35. Recording medium 37 through converging lens 36
Focused on top. The light reflected by the recording medium 37 performs almost the same optical path, and the polarization beam splitter 33
Is polarized in the y direction (lower side). When the wavelengths of these two beams are almost the same, they are once condensed by a lens, and a pinhole or knife edge is installed at the converging point to separate the recording beam and the reproducing beam and to reproduce the reproducing beam. It is incident on the detection system 38. Further, when the wavelengths of the two beams are different from each other, it is possible to obtain a reproduction signal by making only the reproduction beam incident on the detection system 38 after being separated by a wavelength filter or the like.
以上説明したように、本発明の構成によれば、隣接し
たLDの熱干渉等の外乱が生じても個々のLDの光出力が安
定な複数ビーム用レーザ光源を実現できる。As described above, according to the configuration of the present invention, it is possible to realize a multi-beam laser light source in which the optical output of each LD is stable even when a disturbance such as thermal interference occurs between adjacent LDs.
なお、本実施例では、アレイLDとして2個のLDを集積
したアレイLD、それを用いた実施例として2ビーム光ヘ
ッドを示したが、それ以上数の多いアレイLDや、複数ビ
ーム光ヘッド、あるいはレーザプリンタ等の複数ビーム
を利用するものにも利用できる。In this embodiment, an array LD in which two LDs are integrated is used as an array LD, and a two-beam optical head is used as an embodiment using the LD. However, an array LD having a larger number than that, a multiple-beam optical head, Alternatively, it can be used for a laser printer or the like that uses a plurality of beams.
第1図は本発明によるアレイLDからなる複数ビーム用レ
ーザ光源の一実施例を示す構成図、第2図は第1図の駆
動回路の一例の回路図、第3図は本実施例を用いた光ヘ
ッドの一例のブロック図、第4図は従来のLDの光出力特
性を示す特性図である。図において 1,2……半導体レーザ、3,4……駆動回路、11……ゲート
素子、12,13……ゲート入力端子、14,15,16……負荷抵
抗、31a,31b……レーザ光、32……コリメートレンズ、3
3……偏光ビームスプリッタ、34……λ/4板、35……ア
クチュエータ、36……収束レンズ、37……記録媒体、38
……検出系である。FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of a laser light source for multiple beams composed of an array LD according to the present invention, FIG. 2 is a circuit diagram of an example of the drive circuit shown in FIG. 1, and FIG. 3 is for this embodiment. FIG. 4 is a block diagram of an example of the conventional optical head, and FIG. 4 is a characteristic diagram showing the optical output characteristic of the conventional LD. In the figure 1,2 …… Semiconductor laser, 3,4 …… Drive circuit, 11 …… Gate element, 12,13 …… Gate input terminal, 14,15,16 …… Load resistance, 31a, 31b …… Laser light , 32 …… Collimating lens, 3
3 …… Polarizing beam splitter, 34 …… λ / 4 plate, 35 …… Actuator, 36 …… Converging lens, 37 …… Recording medium, 38
...... Detection system.
Claims (1)
半導体レーザを集積して配置しこれら半導体レーザから
の出力ビームを出力する複数ビーム用レーザ光源におい
て、少なくとも1個の半導体レーザの駆動回路が、他の
半導体レーザを駆動した時にも駆動電流を増加させて前
記1個の半導体レーザの光出力を予め設定した一定値に
保つ回路からなることを特徴とする複数ビーム用レーザ
光源。1. In a multi-beam laser light source for integrating and arranging a plurality of semiconductor lasers adjacent to each other on the same semiconductor substrate and outputting an output beam from these semiconductor lasers, at least one semiconductor laser driving circuit is provided. A laser light source for a plurality of beams, comprising a circuit for increasing a drive current even when another semiconductor laser is driven to maintain an optical output of the one semiconductor laser at a preset constant value.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60083937A JP2560684B2 (en) | 1985-04-19 | 1985-04-19 | Laser light source for multiple beams |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP60083937A JP2560684B2 (en) | 1985-04-19 | 1985-04-19 | Laser light source for multiple beams |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61242349A JPS61242349A (en) | 1986-10-28 |
JP2560684B2 true JP2560684B2 (en) | 1996-12-04 |
Family
ID=13816503
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60083937A Expired - Lifetime JP2560684B2 (en) | 1985-04-19 | 1985-04-19 | Laser light source for multiple beams |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2560684B2 (en) |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58188343A (en) * | 1982-04-19 | 1983-11-02 | ゼロツクス・コ−ポレ−シヨン | Information memory device |
-
1985
- 1985-04-19 JP JP60083937A patent/JP2560684B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS61242349A (en) | 1986-10-28 |
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