JP2561235C - - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
〈技術分野〉
本発明は半導体レーザから出た光を光磁気ディスクに照射することで情報の記
録・再生・消去等を実行する光メモリシステムにおいて利用される半導体レーザ
駆動装置に関する。 〈従来技術〉 光磁気ディスクの既に公知な構造は、ガラス基板等の基体上に希土類−鉄合金
の非晶質薄膜をスパッタリングにて成膜して膜面に垂直な方向に磁化容易軸を有
する磁性膜を被覆して構成されるものであり、この光磁気ディスクに半導体レー
ザビームを照射するヘッド等を付加することで情報の記録・再生・消去を行なう 光メモリシステムが構成される。この光メモリシステムにおいて情報の記録はレ
ーザビームを約１μｍφ程度に集光したものを上記磁性膜面に照射して該磁性膜
の温度を局所的に上昇させてその温度上昇部分の保持力を減少させ同時に外部よ
り補助磁場を印加することで磁化の向きを反転させて行なう（消去も同様の方法
で可能である。）。又記録された情報の再生は記録された磁性膜面に記録時より
弱い光量の半導体レーザによる直線偏光を照射してその反射した光の磁場の影響
による偏光面の傾きを利用して光の強弱に変え、それを光検出器で検出して行な
う。 以上の構造から、半導体レーザには記録時に高出力のレーザ光，再生時に低出
力のレーザ光を射出する構成が必要となり、これら２つのレベルの出力を速やか
なる手段により切換えることが、その駆動装置に要求される。 一方、光磁気ディスクの情報再生の原理である光磁気効果（カー効果）はディ
スクからの反射光の偏光特性を変化させることを利用しているため本質的に半導
体レーザへの帰還光を阻止することは困難である。したがって帰還光に対してノ
イズの発生が現われないように半導体レーザを使用することが必要となるが、一
般に再生信号のS/N比に対しては高出力の光による記録を行なう方が有利である
ため、高出力半導体レーザの使用が必要となる。しかし一般に高出力半導体レー
ザでは、その出力端面の反射率が低いため帰還光の入射に対して弱く、特に低出
力時（情報の再生時）において帰還光によるノイズが大きく現われてくる。よっ
て高出力半導体レーザの使用に際しては、ノイズの発生を抑制する手段を具備し
なければならない。 また半導体レーザは温度特性を有し、周囲温度によりそのしきい値電流が変動
するためレーザ発振の出力光強度が変化するが、しかし記録時のレーザの高出力
発振時に出力光強度が変動すれば記録媒体に対して情報の書き込み不足や過多を
生じさせ、システム全体の情報処理の誤り率が劣化した。この事は再生時のレー
ザの低出力発振時に（情報の再生時）においても同様で、出力光強度が変動すれ
ばそれは再生信号のS/N比の劣化として現われてくる。 以上の理由で高・低の両出力レベルにおいてレーザ光を安定発振させることが
必要不可欠であることが明白である。 以上の点に鑑みて、半導体レーザ駆動装置として、第３図に示す如き構成のも
のが既に提案された。これは半導体レーザに駆動電流を供給する２つの電流源が 設けられ、記録媒体から情報を再生する場合は低出力分電流源１のみにより半導
体レーザ５を駆動するものである。また記録媒体に情報を記録する際には、もう
１つの電流源である高出力分電流源２からの駆動電流をさらに付加することによ
り高出力のレーザ光を得ることができるものである。 ここで低出力分電流源１に対しては、半導体レーザ５の出力光の強度を光検知
器６により検出し、プリアンブ７を通して基準電圧源９と比較器８において比較
し、ローパスフィルター10を通過後の低域周波数成分をパワーアンプ11に導入し
、この出力によって半導体レーザ５の駆動電流を制御する。この制御により低出
力光強度は半導体レーザの温度特性に関係なく常に一定に保持されることになる
。尚、この様な一定強度の出力光を得るための自動光出力制御をAPCと呼ぶ。 一般に半導体レーザは周囲温度により発振しきい値電流のみが変動し、駆動電
流−光出力カーブにおけるしきい値からの線型部分の傾きは変化しない。したが
って高出力分電流源２による付加電流は一定であるため、低出力光強度が一定で
あれば高出力光強度も一定となる。すなわち、低出力光によるAPCにより高出力
発振時のAPCも疑似的に実現される。このため、APC回路のダイナミックレンジを
大きくとる必要はないので、回路設計において非常に有利となる。 しかし、以上の動作が可能であるためには、以下の条件が満足される必要があ
る。即ち、高出力発振時においては、その発振時間が低出力分電流源１に対する
APCの応答速度に比べて十分に小さいことを必要とするということである。つま
り、高出力発振時（情報記録時）において、高出力発振が低出力分電流源１に対
するAPCの応答速度に比べて時間が長くなるとAPCが高出力発振に応答して出力光
強度を下げてしまい必要な高出力のレーザ光を得ることが不可能になるのである
。したがって高出力発振時間とAPC応答速度との間に制約が発生する。しかしこ
の事はシステム全体からながめた場合、機能上障害となりうる。例えば、記録媒
体上の情報を消去する場合は高出力のレーザ光が長時間照射されることが必要で
あり、この場合APCが高出力発振に応答して出力光強度を低下させれば消去動作
が良好に実行されない。 〈発明の目的〉 本発明の目的は上述の従来技術における問題に鑑み、安定した低出力光及び高
出力光の夫々を得ることが可能な半導体レーザ駆動装置を提供することにある。 〈実施例〉 以下、本発明に係る半導体レーザ駆動装置の一実施例の構成を図面を用いて詳
細に説明する。 第１図は本発明の一実施例による半導体レーザ駆動装置を示すブロック図であ
り、第２図は第１図の装置の動作に必要な信号のタイミング波形を示している。 第１図において、半導体レーザ５は低出力分電流源１と高出力分電流源２によ
り駆動される。つまり記録媒体から情報を再生する場合は低出力分電流源１のみ
により、又情報を記録する場合は高出力分電流源２からの電流を低出力分電流源
１の電流に付加して半導体レーザ５を駆動する。 低出力発振時の低出力分電流源１に対するAPCは、半導体レーザ５の出力光の
強度を光検知器６により検出し、プリアンプ７を通して基準電圧源９と比較器８
において比較し、ローパスフィルター10を通過後の低域周波数成分を直接パワー
アンプに導入し、この出力によって半導体レーザ５の駆動電流を制御することで
実現している。この制御により低出力光強度は半導体レーザの温度特性に関係な
く常に一定に保持されることになる。 一方高出力発振時においては、低出力分電流源１がサンプルホールド14の出力
によりパワーアンプ11を介して制御される。この動作を第２図により説明する。 高出力発振に移行する直前の低出力発振時（すなわち、上記の如くAPC制御が
実行されているとき）に制御信号S1が図示しない制御回路から導出される。そし
て、光検知器６の出力に基づくデータであって、上記ローパスフィルター10通過
後のデータの低域周波数成分は、サンプルホールド回路14においてこの信号S1の
タイミングでサンプルホールドされる。その後上記制御回路から導出された信号
S2によりスイッチング回路15においてサンプルホールド回路14とパワーアンプ11
への信号の切換えが実行される。したがってこの時点でAPCは凍結されることに
なる。さらに上記制御回路から導出された信号S3がゲート４に導入されることに
より記録が可能状態となり、記録情報13に対応して高出力発振がなされる。ここ
で上記APC凍結時間を半導体レーザの温度特性変化の時間と比べて十分に小さく
することによって出力光強度は常に一定に保持されることになる。 〈発明の効果〉 以上の本発明によれば、高出力発振時に低出力発振時のAPC機能を凍結するこ
と で、高出力のレーザ光強度を安定化することができるので、光磁気ディスク等を
記録媒体として使用した情報記録再生装置に良好な特性の半導体レーザ駆動装置
を得ることができる。 また、本発明では第１の電流源の駆動による半導体レーザの出力光強度に基づ
くデータの低域成分のみを保持するように構成されているので、ノイズの影響を
受けることがなく、さらに安定な半導体レーザの駆動を実現することができる。
録・再生・消去等を実行する光メモリシステムにおいて利用される半導体レーザ
駆動装置に関する。 〈従来技術〉 光磁気ディスクの既に公知な構造は、ガラス基板等の基体上に希土類−鉄合金
の非晶質薄膜をスパッタリングにて成膜して膜面に垂直な方向に磁化容易軸を有
する磁性膜を被覆して構成されるものであり、この光磁気ディスクに半導体レー
ザビームを照射するヘッド等を付加することで情報の記録・再生・消去を行なう 光メモリシステムが構成される。この光メモリシステムにおいて情報の記録はレ
ーザビームを約１μｍφ程度に集光したものを上記磁性膜面に照射して該磁性膜
の温度を局所的に上昇させてその温度上昇部分の保持力を減少させ同時に外部よ
り補助磁場を印加することで磁化の向きを反転させて行なう（消去も同様の方法
で可能である。）。又記録された情報の再生は記録された磁性膜面に記録時より
弱い光量の半導体レーザによる直線偏光を照射してその反射した光の磁場の影響
による偏光面の傾きを利用して光の強弱に変え、それを光検出器で検出して行な
う。 以上の構造から、半導体レーザには記録時に高出力のレーザ光，再生時に低出
力のレーザ光を射出する構成が必要となり、これら２つのレベルの出力を速やか
なる手段により切換えることが、その駆動装置に要求される。 一方、光磁気ディスクの情報再生の原理である光磁気効果（カー効果）はディ
スクからの反射光の偏光特性を変化させることを利用しているため本質的に半導
体レーザへの帰還光を阻止することは困難である。したがって帰還光に対してノ
イズの発生が現われないように半導体レーザを使用することが必要となるが、一
般に再生信号のS/N比に対しては高出力の光による記録を行なう方が有利である
ため、高出力半導体レーザの使用が必要となる。しかし一般に高出力半導体レー
ザでは、その出力端面の反射率が低いため帰還光の入射に対して弱く、特に低出
力時（情報の再生時）において帰還光によるノイズが大きく現われてくる。よっ
て高出力半導体レーザの使用に際しては、ノイズの発生を抑制する手段を具備し
なければならない。 また半導体レーザは温度特性を有し、周囲温度によりそのしきい値電流が変動
するためレーザ発振の出力光強度が変化するが、しかし記録時のレーザの高出力
発振時に出力光強度が変動すれば記録媒体に対して情報の書き込み不足や過多を
生じさせ、システム全体の情報処理の誤り率が劣化した。この事は再生時のレー
ザの低出力発振時に（情報の再生時）においても同様で、出力光強度が変動すれ
ばそれは再生信号のS/N比の劣化として現われてくる。 以上の理由で高・低の両出力レベルにおいてレーザ光を安定発振させることが
必要不可欠であることが明白である。 以上の点に鑑みて、半導体レーザ駆動装置として、第３図に示す如き構成のも
のが既に提案された。これは半導体レーザに駆動電流を供給する２つの電流源が 設けられ、記録媒体から情報を再生する場合は低出力分電流源１のみにより半導
体レーザ５を駆動するものである。また記録媒体に情報を記録する際には、もう
１つの電流源である高出力分電流源２からの駆動電流をさらに付加することによ
り高出力のレーザ光を得ることができるものである。 ここで低出力分電流源１に対しては、半導体レーザ５の出力光の強度を光検知
器６により検出し、プリアンブ７を通して基準電圧源９と比較器８において比較
し、ローパスフィルター10を通過後の低域周波数成分をパワーアンプ11に導入し
、この出力によって半導体レーザ５の駆動電流を制御する。この制御により低出
力光強度は半導体レーザの温度特性に関係なく常に一定に保持されることになる
。尚、この様な一定強度の出力光を得るための自動光出力制御をAPCと呼ぶ。 一般に半導体レーザは周囲温度により発振しきい値電流のみが変動し、駆動電
流−光出力カーブにおけるしきい値からの線型部分の傾きは変化しない。したが
って高出力分電流源２による付加電流は一定であるため、低出力光強度が一定で
あれば高出力光強度も一定となる。すなわち、低出力光によるAPCにより高出力
発振時のAPCも疑似的に実現される。このため、APC回路のダイナミックレンジを
大きくとる必要はないので、回路設計において非常に有利となる。 しかし、以上の動作が可能であるためには、以下の条件が満足される必要があ
る。即ち、高出力発振時においては、その発振時間が低出力分電流源１に対する
APCの応答速度に比べて十分に小さいことを必要とするということである。つま
り、高出力発振時（情報記録時）において、高出力発振が低出力分電流源１に対
するAPCの応答速度に比べて時間が長くなるとAPCが高出力発振に応答して出力光
強度を下げてしまい必要な高出力のレーザ光を得ることが不可能になるのである
。したがって高出力発振時間とAPC応答速度との間に制約が発生する。しかしこ
の事はシステム全体からながめた場合、機能上障害となりうる。例えば、記録媒
体上の情報を消去する場合は高出力のレーザ光が長時間照射されることが必要で
あり、この場合APCが高出力発振に応答して出力光強度を低下させれば消去動作
が良好に実行されない。 〈発明の目的〉 本発明の目的は上述の従来技術における問題に鑑み、安定した低出力光及び高
出力光の夫々を得ることが可能な半導体レーザ駆動装置を提供することにある。 〈実施例〉 以下、本発明に係る半導体レーザ駆動装置の一実施例の構成を図面を用いて詳
細に説明する。 第１図は本発明の一実施例による半導体レーザ駆動装置を示すブロック図であ
り、第２図は第１図の装置の動作に必要な信号のタイミング波形を示している。 第１図において、半導体レーザ５は低出力分電流源１と高出力分電流源２によ
り駆動される。つまり記録媒体から情報を再生する場合は低出力分電流源１のみ
により、又情報を記録する場合は高出力分電流源２からの電流を低出力分電流源
１の電流に付加して半導体レーザ５を駆動する。 低出力発振時の低出力分電流源１に対するAPCは、半導体レーザ５の出力光の
強度を光検知器６により検出し、プリアンプ７を通して基準電圧源９と比較器８
において比較し、ローパスフィルター10を通過後の低域周波数成分を直接パワー
アンプに導入し、この出力によって半導体レーザ５の駆動電流を制御することで
実現している。この制御により低出力光強度は半導体レーザの温度特性に関係な
く常に一定に保持されることになる。 一方高出力発振時においては、低出力分電流源１がサンプルホールド14の出力
によりパワーアンプ11を介して制御される。この動作を第２図により説明する。 高出力発振に移行する直前の低出力発振時（すなわち、上記の如くAPC制御が
実行されているとき）に制御信号S1が図示しない制御回路から導出される。そし
て、光検知器６の出力に基づくデータであって、上記ローパスフィルター10通過
後のデータの低域周波数成分は、サンプルホールド回路14においてこの信号S1の
タイミングでサンプルホールドされる。その後上記制御回路から導出された信号
S2によりスイッチング回路15においてサンプルホールド回路14とパワーアンプ11
への信号の切換えが実行される。したがってこの時点でAPCは凍結されることに
なる。さらに上記制御回路から導出された信号S3がゲート４に導入されることに
より記録が可能状態となり、記録情報13に対応して高出力発振がなされる。ここ
で上記APC凍結時間を半導体レーザの温度特性変化の時間と比べて十分に小さく
することによって出力光強度は常に一定に保持されることになる。 〈発明の効果〉 以上の本発明によれば、高出力発振時に低出力発振時のAPC機能を凍結するこ
と で、高出力のレーザ光強度を安定化することができるので、光磁気ディスク等を
記録媒体として使用した情報記録再生装置に良好な特性の半導体レーザ駆動装置
を得ることができる。 また、本発明では第１の電流源の駆動による半導体レーザの出力光強度に基づ
くデータの低域成分のみを保持するように構成されているので、ノイズの影響を
受けることがなく、さらに安定な半導体レーザの駆動を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の一実施例による半導体レーザ駆動装置の構成を示すブロック図
、第２図は第１図の装置の動作に必要な信号のタイミング波形図、第３図は従来
の半導体レーザ駆動装置のブロック図を示す。 1:低出力分電流源、2:高出力分電流源,3,15:スイッチング回路、4:AND回路、5
:半導体レーザ、6:光検知器、7:プリアンプ、8:比較器、9:基準電圧源、10:ロー
パスフィルター、11:パワーアンプ、12:記録可能信号、13:記録情報、14:サンプ
ルホールド回路
、第２図は第１図の装置の動作に必要な信号のタイミング波形図、第３図は従来
の半導体レーザ駆動装置のブロック図を示す。 1:低出力分電流源、2:高出力分電流源,3,15:スイッチング回路、4:AND回路、5
:半導体レーザ、6:光検知器、7:プリアンプ、8:比較器、9:基準電圧源、10:ロー
パスフィルター、11:パワーアンプ、12:記録可能信号、13:記録情報、14:サンプ
ルホールド回路
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 光メモリシステムに組み込まれる半導体レーザ駆動装置であ
って、 記録媒体から情報を再生するのに必要なレベルまで半導体レーザを発振せしめ
る第１の電流源と、 該第１の電流源に対する付加によって記録媒体に情報を記録（消去）するのに
必要なレベルまで半導体レーザを発振せしめる第２の電流源と、 半導体レーザの出力光強度を検出し、該検出結果に応じて上記第１の電流源の
出力電流値を制御せしめる制御回路と、 上記第１の電流源の駆動による半導体レーザの出力光強度に基づくデータの低
域周波数成分を抽出するローパスフィルタと、 記録媒体への情報書き込み（消去）時に、上記制御回路により制御されている
ときにおける上記第１の電流源の駆動による半導体レーザの出力光強度に基づく
データであって、上記ローパスフィルタによる処理後のデータを保持する保持回
路と、 記録媒体への情報書き込み（消去）時に、上記保持回路の出力に基づいて上記
第１の電流源の出力電流値を維持せしめる制御手段と、を具備したことを特徴と
する半導体レーザ駆動装置。
Family
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