JP2957193B2 - 光ディスク装置 - Google Patents
光ディスク装置Info
- Publication number
- JP2957193B2 JP2957193B2 JP1108002A JP10800289A JP2957193B2 JP 2957193 B2 JP2957193 B2 JP 2957193B2 JP 1108002 A JP1108002 A JP 1108002A JP 10800289 A JP10800289 A JP 10800289A JP 2957193 B2 JP2957193 B2 JP 2957193B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor laser
- optical disk
- wavelength
- quantum well
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- Semiconductor Lasers (AREA)
- Optical Recording Or Reproduction (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複数の波長で発振可能な半導体レーザと、
それを光源に用いた光ディスク装置に関する。
それを光源に用いた光ディスク装置に関する。
複数の量子井戸層を活性層とする半導体レーザが知ら
れている。量子井戸層内では層厚が100Å以下と薄いた
め層厚方向のエネルギー準位が量子化されて高い状態密
度が実現されることから、低い閾値電流値と高い特性温
度が得られる特徴がある。これまでに報告された多重量
子井戸半導体レーザは、量子井戸層の厚さが互いに同じ
であり、発振は特定のほぼ単一な波長で起こるものであ
った。
れている。量子井戸層内では層厚が100Å以下と薄いた
め層厚方向のエネルギー準位が量子化されて高い状態密
度が実現されることから、低い閾値電流値と高い特性温
度が得られる特徴がある。これまでに報告された多重量
子井戸半導体レーザは、量子井戸層の厚さが互いに同じ
であり、発振は特定のほぼ単一な波長で起こるものであ
った。
一方、半導体レーザを光源とする光ディスク装置の一
種として、次のような小型光装置がインターナショナル
・シンポジウム・オン・オプテイカル・メモリ1987,テ
クニカル・ダイジェスト179頁に報告されている。光源
の半導体レーザと光ディスク盤とが共振器を構成するよ
う配置され、記録信号の再生は半導体レーザの裏面光出
力の変化を検出して行なわれる。信号は光ディスク盤の
反射率の変化として記録されており、反射率の高い領域
では半導体レーザが発振し、反射率の低い領域では非発
振となる。発振時と非発振時の裏面出力の変化から記録
信号を読み取る。構成が簡単で軽量なことから、安価で
アクセス時間の短い光ディスク装置が実現できる。
種として、次のような小型光装置がインターナショナル
・シンポジウム・オン・オプテイカル・メモリ1987,テ
クニカル・ダイジェスト179頁に報告されている。光源
の半導体レーザと光ディスク盤とが共振器を構成するよ
う配置され、記録信号の再生は半導体レーザの裏面光出
力の変化を検出して行なわれる。信号は光ディスク盤の
反射率の変化として記録されており、反射率の高い領域
では半導体レーザが発振し、反射率の低い領域では非発
振となる。発振時と非発振時の裏面出力の変化から記録
信号を読み取る。構成が簡単で軽量なことから、安価で
アクセス時間の短い光ディスク装置が実現できる。
従来の多重量子井戸半導体レーザでは各量子井戸層の
厚さが同一であった。このため発振はほぼ単一な波長に
限られており、波長を選択して発振することが出来なか
った。
厚さが同一であった。このため発振はほぼ単一な波長に
限られており、波長を選択して発振することが出来なか
った。
一方、従来報告されている小型光ディスク装置は、光
出力の変化によって記録信号を検出するものであり、発
振状態が光ディスク盤面で反射した戻り光の光量に大き
く依存し、発振時の光出力の変動が大きいためS/Nの良
い再生が難しかった。また非発振時のトラッキングが正
確に行なえないなどの問題もあった。
出力の変化によって記録信号を検出するものであり、発
振状態が光ディスク盤面で反射した戻り光の光量に大き
く依存し、発振時の光出力の変動が大きいためS/Nの良
い再生が難しかった。また非発振時のトラッキングが正
確に行なえないなどの問題もあった。
本発明の目的は、上記従来の問題点を解決した半導体
レーザとそれを光源に用いた高速小型光ディスク装置を
提供することにある。
レーザとそれを光源に用いた高速小型光ディスク装置を
提供することにある。
本発明の光ディスク装置は、層厚が異なる少なくとも
２種以上の量子井戸層を備え、それぞれの量子井戸層で
決定される波長の発振閾値が互いにほぼ同等になる数に
各々の量子井戸層を設けて成る活性層を含む多層構造を
具備した半導体レーザ光源と、波長により反射率が異な
る態様で信号が記録された光ディスク盤とを有し、前記
半導体レーザ光源と光ディスク盤が共振器を構成するよ
うに配置して、前記光ディスク盤の記録面の記録状態に
応じて前記半導体レーザ光源の発振波長が変化するよう
にし、前記発振波長の変化を前記光ディスク盤に記録さ
れた信号の変化として検出することを特徴とする。
２種以上の量子井戸層を備え、それぞれの量子井戸層で
決定される波長の発振閾値が互いにほぼ同等になる数に
各々の量子井戸層を設けて成る活性層を含む多層構造を
具備した半導体レーザ光源と、波長により反射率が異な
る態様で信号が記録された光ディスク盤とを有し、前記
半導体レーザ光源と光ディスク盤が共振器を構成するよ
うに配置して、前記光ディスク盤の記録面の記録状態に
応じて前記半導体レーザ光源の発振波長が変化するよう
にし、前記発振波長の変化を前記光ディスク盤に記録さ
れた信号の変化として検出することを特徴とする。
量子井戸半導体レーザの発振波長は、量子井戸層の厚
さに依存する。活性層が厚さの異なる複数の量子井戸層
で構成される本発明の半導体レーザは、夫々の量子井戸
層で決定される波長で発振する。それぞれの波長の発振
閾値は、井戸層の数を適切に選ぶことによりほぼ同じ値
に設定できる。すなわち注入キャリアのエネルギー分布
確率と状態密度の積で与えられるキャリアで生じるゲイ
ンが、導波路と端面の損失の和に一致する値で発振する
が、損失の総和は導波路が共通なため夫々の波長で同程
度の大きさである。一方注入キャリアのエネルギー分布
確率は高エネルギーほど低下するが、高エネルギーの準
位ほど状態密度が高くまた井戸層の数に比例して増減で
きるため、適切な数を選ぶことにより、それぞれの発振
波長のゲインを同程度に揃えることができる。
さに依存する。活性層が厚さの異なる複数の量子井戸層
で構成される本発明の半導体レーザは、夫々の量子井戸
層で決定される波長で発振する。それぞれの波長の発振
閾値は、井戸層の数を適切に選ぶことによりほぼ同じ値
に設定できる。すなわち注入キャリアのエネルギー分布
確率と状態密度の積で与えられるキャリアで生じるゲイ
ンが、導波路と端面の損失の和に一致する値で発振する
が、損失の総和は導波路が共通なため夫々の波長で同程
度の大きさである。一方注入キャリアのエネルギー分布
確率は高エネルギーほど低下するが、高エネルギーの準
位ほど状態密度が高くまた井戸層の数に比例して増減で
きるため、適切な数を選ぶことにより、それぞれの発振
波長のゲインを同程度に揃えることができる。
本発明の半導体レーザを光源に用いて、記録信号を波
長の変化として検出する小型の高速光ディスク装置を実
現できる。半導体レーザの発振波長が２つ、波長λ１と
波長λ２の場合について説明する。光ディスク盤には２
つの波長に対する反射率の変化として信号が記録されて
いる。たとえば「０」と「１」の信号列を考えたとき、
「０」では波長λ１に対する反射率が高くて波長λ２に
対する反射率は低い、「１」では逆に波長λ２に対する
反射率が高くて波長λ１に対する反射率は低い。この光
ディスク盤と出力端面の反射率を通常より低く設定した
半導体レーザで共振器を構成するように配置する。次
に、半導体レーザに出力端面の反射率が高ければ発振す
る程度のバイアスを印加すると、半導体レーザ装置から
の自然放出光が光学系を通って光ディスク盤面に集光さ
れ、光ディスク盤面の反射光は半導体レーザ装置に戻る
ようになる。このような状態で、光ディスク盤面が
「０」位置に来たときにはλ１に対する反射率が高くな
り、「１」位置に来たときはλ２の反射率が高くなるた
め半導体レーザは「０」では波長λ１で発振し、「１」
では波長λ２で発振する。これに対応して半導体レーザ
の裏面からはそれぞれ波長λ１とλ２の発振光が出力さ
れ、フィルター等で波長を選択して検出することが出来
る。情報を波長の変化として検出するため光出力の変動
等に影響されないS/Nの高い再生が可能である。また常
にどちらかの波長で発振しているため、トラッキング等
を容易に行うことができる。
長の変化として検出する小型の高速光ディスク装置を実
現できる。半導体レーザの発振波長が２つ、波長λ１と
波長λ２の場合について説明する。光ディスク盤には２
つの波長に対する反射率の変化として信号が記録されて
いる。たとえば「０」と「１」の信号列を考えたとき、
「０」では波長λ１に対する反射率が高くて波長λ２に
対する反射率は低い、「１」では逆に波長λ２に対する
反射率が高くて波長λ１に対する反射率は低い。この光
ディスク盤と出力端面の反射率を通常より低く設定した
半導体レーザで共振器を構成するように配置する。次
に、半導体レーザに出力端面の反射率が高ければ発振す
る程度のバイアスを印加すると、半導体レーザ装置から
の自然放出光が光学系を通って光ディスク盤面に集光さ
れ、光ディスク盤面の反射光は半導体レーザ装置に戻る
ようになる。このような状態で、光ディスク盤面が
「０」位置に来たときにはλ１に対する反射率が高くな
り、「１」位置に来たときはλ２の反射率が高くなるた
め半導体レーザは「０」では波長λ１で発振し、「１」
では波長λ２で発振する。これに対応して半導体レーザ
の裏面からはそれぞれ波長λ１とλ２の発振光が出力さ
れ、フィルター等で波長を選択して検出することが出来
る。情報を波長の変化として検出するため光出力の変動
等に影響されないS/Nの高い再生が可能である。また常
にどちらかの波長で発振しているため、トラッキング等
を容易に行うことができる。
第１図（ａ）は本発明の多重量子井戸レーザの一実施
例の構造を示す断面図である。この図において１はｎ型
GaAs基板、２はｎ型Al0.5Ga0.5Asクラッド層、３は多重
量子井戸層、４はｐ型Al0.5Ga0.5Asクラッド層、５はｎ
型GaAsブロック層、６はｐ型GaAsキャップ層、７はｐ側
電極、８はｎ側電極を示す。この半導体レーザは、ｎ型
GaAsブロック層５で挟まれた直下の活性層を発振領域と
する。
例の構造を示す断面図である。この図において１はｎ型
GaAs基板、２はｎ型Al0.5Ga0.5Asクラッド層、３は多重
量子井戸層、４はｐ型Al0.5Ga0.5Asクラッド層、５はｎ
型GaAsブロック層、６はｐ型GaAsキャップ層、７はｐ側
電極、８はｎ側電極を示す。この半導体レーザは、ｎ型
GaAsブロック層５で挟まれた直下の活性層を発振領域と
する。
第１図（ｂ）に活性層３の構造の詳細を示す。厚さ80
Åと50Åの２種類のGaAs量子井戸層3a,3bが、厚さ50Å
のバリア層3cを挟んでそれぞれ１層と４層形成され、そ
の外側にAlGaAsガイド層3dが形成された多重量子井戸構
造となっている。発振波長はそれぞれ830nmと800nmであ
る。厚さ50Åの量子井戸層の基底準位の状態密度は、厚
さ80Åの量子井戸層の1.6倍高いが、300Kでの注入キャ
リアの確率密度は0.12と低い。したがって厚さ80Åの量
子井戸層が１層に対して厚さ50Åの量子井戸層を４層設
けることで830nmと800nmのゲインをほぼ等しくできる。
すなわち本実施例の半導体レーザは、830nmと800nmの閾
値ゲインに外部構造等によって差をつけることで波長を
選択して動作させることができる。
Åと50Åの２種類のGaAs量子井戸層3a,3bが、厚さ50Å
のバリア層3cを挟んでそれぞれ１層と４層形成され、そ
の外側にAlGaAsガイド層3dが形成された多重量子井戸構
造となっている。発振波長はそれぞれ830nmと800nmであ
る。厚さ50Åの量子井戸層の基底準位の状態密度は、厚
さ80Åの量子井戸層の1.6倍高いが、300Kでの注入キャ
リアの確率密度は0.12と低い。したがって厚さ80Åの量
子井戸層が１層に対して厚さ50Åの量子井戸層を４層設
けることで830nmと800nmのゲインをほぼ等しくできる。
すなわち本実施例の半導体レーザは、830nmと800nmの閾
値ゲインに外部構造等によって差をつけることで波長を
選択して動作させることができる。
第２図は本発明の小型高速光ディスク装置の構成を示
す模式図である。本発明の実施例の半導体レーザ11を光
源として、光ディスク盤14と共振器を構成するよう配置
する。半導体レーザの出力端面12には無反射コーティン
グが施されている。光ディスク盤には２つの波長に対す
る反射率の変化として信号が記録されている。これは光
ディスク盤内に２つの反射面を設けてその間隔を発振波
長に対応させて適切に選ぶことで実現可能である。たと
えば信号「０」では800nmで反射率が高くて830nmでは低
く、信号「１」では逆に830nmで反射率が高くて800nmで
低くなるように、その間隔を設定できる。半導体レーザ
と光ディスク盤とで構成する共振器の損失は反射率の高
い波長で低下するから、半導体レーザは「０」では800n
mで発振し、「１」では830nmで発振する。これに対応し
て半導体レーザの裏面13からは800nmと830nmの発振光が
出力され、フィルター等で波長を選択して検出すること
が出来る。この実施例ではハーフミラー15とフィルター
16,17で波長が800nmの光と波長が830nmの光に分離し、
光検出器18,19で各々検出する構成にしている。この結
果、情報を波長の変化として検出でき、光出力の変動等
に影響されないS/Nの高い再生が可能となった。また半
導体レーザは常に発振状態にありトラッキング等を容易
に行うことができる。
す模式図である。本発明の実施例の半導体レーザ11を光
源として、光ディスク盤14と共振器を構成するよう配置
する。半導体レーザの出力端面12には無反射コーティン
グが施されている。光ディスク盤には２つの波長に対す
る反射率の変化として信号が記録されている。これは光
ディスク盤内に２つの反射面を設けてその間隔を発振波
長に対応させて適切に選ぶことで実現可能である。たと
えば信号「０」では800nmで反射率が高くて830nmでは低
く、信号「１」では逆に830nmで反射率が高くて800nmで
低くなるように、その間隔を設定できる。半導体レーザ
と光ディスク盤とで構成する共振器の損失は反射率の高
い波長で低下するから、半導体レーザは「０」では800n
mで発振し、「１」では830nmで発振する。これに対応し
て半導体レーザの裏面13からは800nmと830nmの発振光が
出力され、フィルター等で波長を選択して検出すること
が出来る。この実施例ではハーフミラー15とフィルター
16,17で波長が800nmの光と波長が830nmの光に分離し、
光検出器18,19で各々検出する構成にしている。この結
果、情報を波長の変化として検出でき、光出力の変動等
に影響されないS/Nの高い再生が可能となった。また半
導体レーザは常に発振状態にありトラッキング等を容易
に行うことができる。
なお、光ヘッド等、光ディスク装置の他の構成部分は
従来と変わるところはないので説明は省略する。
従来と変わるところはないので説明は省略する。
本発明は、AlGaInPやInGaAsPなどの他の半導体材料よ
りなる半導体レーザに対しても適用でき同様の効果を得
ることができる。また光出力を光ディスク盤上に効率良
く集光させたり信号の検出を容易にするための光学部品
を加えた光ディスク装置でも同様の効果を得ることがで
きる。
りなる半導体レーザに対しても適用でき同様の効果を得
ることができる。また光出力を光ディスク盤上に効率良
く集光させたり信号の検出を容易にするための光学部品
を加えた光ディスク装置でも同様の効果を得ることがで
きる。
以上説明したように、本発明によれば、複数の波長で
発振出来る半導体レーザが得られる。この半導体レーザ
を光ディスク装置の光源に用いれば、信号を波長の変化
として検出するS/Nの高い小型高速光ディスク装置を実
現することができる。
発振出来る半導体レーザが得られる。この半導体レーザ
を光ディスク装置の光源に用いれば、信号を波長の変化
として検出するS/Nの高い小型高速光ディスク装置を実
現することができる。
第１図（ａ），（ｂ）は、それぞれ本発明の半導体レー
ザの一実施例の構造を示す断面図と、多重量子井戸活性
層の構造の詳細を示す模式図、第２図は本発明の小型光
ディスク装置の構成を示す模式図である。これらの図に
おいてそれぞれ、 １……ｎ型GaAs基板、２……ｎ型Al0.5Ga0.5Asクラッド
層、３……AlGaAs活性層、４……ｐ型Al0.5Ga0;5Asクラ
ッド層、５……ｎ型GaAsブロック層、６……ｐ型GaAsキ
ャップ層、７……ｐ側電極、８……ｎ側電極、11……半
導体レーザ、12……前面端面、13……裏面端面、14……
光ディスク盤、15……ハーフミラー、16,17……波長フ
ィルター、18,19……光検出器。
ザの一実施例の構造を示す断面図と、多重量子井戸活性
層の構造の詳細を示す模式図、第２図は本発明の小型光
ディスク装置の構成を示す模式図である。これらの図に
おいてそれぞれ、 １……ｎ型GaAs基板、２……ｎ型Al0.5Ga0.5Asクラッド
層、３……AlGaAs活性層、４……ｐ型Al0.5Ga0;5Asクラ
ッド層、５……ｎ型GaAsブロック層、６……ｐ型GaAsキ
ャップ層、７……ｐ側電極、８……ｎ側電極、11……半
導体レーザ、12……前面端面、13……裏面端面、14……
光ディスク盤、15……ハーフミラー、16,17……波長フ
ィルター、18,19……光検出器。
Claims (1)
- 【請求項１】層厚が異なる少なくとも２種以上の量子井
戸層を備え、それぞれの量子井戸層で決定される波長の
発振閾値が互いにほぼ同等になる数に各々の量子井戸層
を設けて成る活性層を含む多層構造を具備した半導体レ
ーザ光源と、波長により反射率が異なる態様で信号が記
録された光ディスク盤とを有し、前記半導体レーザ光源
と光ディスク盤が共振器を構成するように配置して、前
記光ディスク盤の記録面の記録状態に応じて前記半導体
レーザ光源の発振波長が変化するようにし、前記発振波
長の変化を前記光ディスク盤に記録された信号の変化と
して検出することを特徴とする光ディスク装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1108002A JP2957193B2 (ja) | 1989-04-26 | 1989-04-26 | 光ディスク装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1108002A JP2957193B2 (ja) | 1989-04-26 | 1989-04-26 | 光ディスク装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02285690A JPH02285690A (ja) | 1990-11-22 |
| JP2957193B2 true JP2957193B2 (ja) | 1999-10-04 |
Family
ID=14473496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1108002A Expired - Lifetime JP2957193B2 (ja) | 1989-04-26 | 1989-04-26 | 光ディスク装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2957193B2 (ja) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61296783A (ja) * | 1985-06-26 | 1986-12-27 | Hitachi Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
| JPS6332982A (ja) * | 1986-07-25 | 1988-02-12 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザ |
-
1989
- 1989-04-26 JP JP1108002A patent/JP2957193B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02285690A (ja) | 1990-11-22 |
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