JP3882210B2 - 光学装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光部からの光を光記録媒体例えば光ディスク、光磁気ディスクなどの被照射部に照射し、被照射部からの反射による戻り光を受光検出する場合に適用して好適な光学装置に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光学装置、いわゆるコンパクトディスク（ＣＤ）プレーヤなどの光ディスクドライブや光磁気ディスクドライブの光学ピックアップでは、グレーティングやビームスプリッタなどの各光学部品を個別に組み立てるため装置全体の構成が複雑且つ大きくなり、また、基板上にハイブリッドで組み立てる場合に光学的な配置設定に際して厳しいアライメント精度を必要としていた。
【０００３】
図２６に、記録媒体例えば光ディスク上の反射点を挟んで、その両側に入射光側と反射光側の光路図を示した模式図を示すように、通常の光学ピックアップ８０では、対物レンズ８１を経て収束された入射光ＬF が、光記録媒体例えば光ディスク８２の記録ピットに入射し、そこで反射するとともに回折して、０次回折光、±１次回折光の３つのスポットに分割され、反射光ＬR を形成する。これらの回折光はそれぞれ干渉して、光ディスク８２から戻る反射光ＬR による遠視野像の光強度が変化し、これを用いて光ディスク上に記録された信号の再生を行っている。
【０００４】
従来から行われているトラッキングサーボの方法の１つであるプッシュプル法は、ディスク上において入射光の光スポットがトラックあるいはピットからずれたときに、上記の±１次回折光において強度差が生じ、遠視野像が非対称となることから、例えば図２６に示すような２個の検出器Ａおよび検出器Ｂによって、上述の非対称に応じた信号を取り出し、これら信号を演算器によって演算して、光スポットのずれを検出するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述のプッシュプル法を用いるトラッキングサーボ信号の検出は、各光学部品の組立に高精度の位置合わせを必要とし、またレンズの横移動やディスクの反りによる傾き等に対するマージンが小さくなっていた。
【０００６】
またトラッキングサーボ信号の検出には、この他３スポット法があるが、この場合回折格子（グレーティング等）を通す必要があり、記録情報の再生の際にＲＦ（高周波）信号の検出における光結合効率が減少してしまう。
【０００７】
また、例えば発光部に光が戻るようにして、その戻り光を受光して検出するには、光をビームスプリッタやホログラムなどで分割する必要がある。そのため受光部が受ける光量が減少するという不都合が生じる。
【０００８】
このような点を考慮して、光学部品点数の削減および光学的な配置設定に際してのアライメントの簡単化を可能にし、装置全体の簡素化、小型化を図る目的で、レンズなど収束手段の共焦点位置に発光部を配置し、この発光部のある共焦点位置近傍に受光部を形成するいわゆるＣＬＣ（コンフォーカル・レーザ・カプラ）構成が考えられている。
【０００９】
このＣＬＣ構成においては、例えば検出器が１つであった場合にトラッキングサーボが取れなかったり、また発光部に面発光レーザを用いた場合にその半導体レーザの特性や信頼性が充分でなかった。また半導体プロセスによって、このＣＬＣ構成を製造しようとした場合に、半導体基板の凹凸の影響が大きく製造が困難であった。
【００１０】
本発明はこのような点を考慮してなされたもので、光学ピックアップなどの光学装置において、その光学部品点数の削減および光学的な配置設定に際してのアライメントの簡単化を可能にし、装置全体の簡素化、小型化を図るＣＬＣ構成の特性を有し、更に、半導体レーザの特性がよく、半導体プロセスによる製造が容易にできるようにしたものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の光学装置は、互いに近接するように発光部と、複数の受光部とが同一基板上に積層され、複数の受光部は、発光部の共振器端面と同一の面を受光面として用いて、発光部の共振器端面から出射した光の被照射部からの共振器端面に向かう戻り光を共焦点近傍で受光検出する構成とされる。
また本発明の光学装置は、互いに近接するように発光部と、複数の受光部とが同一基板上に積層され、複数の受光部は、発光部の共振器端面に対して斜めに形成された面を受光面として用いて、発光部の共振器端面から出射した光の被照射部からの共振器端面に向かう戻り光を共焦点近傍で受光検出する構成とされる。
【００１２】
また本発明の光学装置は、基板上に第１のクラッド層、活性層および第２のクラッド層が順に積層されていることにより、発光素子が構成され、さらにこの第２のクラッド層上に複数の受光素子が積層され、この複数の受光素子は、活性層から出射した光の被照射部からの戻り光の共焦点近傍に位置し、発光素子の共振器端面と同一の面を受光面として用い、この複数の受光素子においてトラッキングサーボ信号を検出する構成とされる。
【００１３】
上述の本発明の構成によれば、発光部の共振器端面から出射した光の被照射部からの共振器端面に向かう戻り光を、互いに近接するように発光部と同一基板上に積層された受光部によって、共焦点近傍で受光検出する構成すなわちＣＬＣ構成を採る。このとき受光部を複数とすることより、例えばこの複数の受光部において、被照射部への入射光すなわち発光部からの出射光の被照射部での照射位置の検出（トラッキングサーボ）を行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の光学装置は、半導体レーザからなる発光部の直上ないしは直下に受光部を形成した前述のＣＬＣ構成において、プッシュプル法によるトラッキングサーボ信号の検出を行う場合に適用できるものである。
【００１５】
本発明装置を記録媒体例えば光ディスクからの記録の読み出しを行う光学ピックアップに適用する場合の光学系、すなわち共焦点光学系について説明する。
【００１６】
図２２Ａに本発明を適用する共焦点光学系の概略構成図を示す。図２２Ａは光学ピックアップ１を全体として示し、対物レンズなどの収束手段３と、半導体レーザＬＤからなる発光部４と、フォトダイオードＰＤ等の受光部５とを有し、発光部４と受光部５とは同一の半導体基板にモノリシックに積層形成されて光学素子１０を構成する。
【００１７】
発光部４からの出射光ＬF は、収束手段３によって光ディスクなどによる被照射部２に収束照射され、更に被照射部２から反射された戻り光ＬR は、被照射部２において反射される前および後において同軸の経路、すなわち出射光ＬF と同軸の経路を通過して、再度収束手段３により収束されて受光部５において受光される。この受光部５は収束手段３の被照射部２からの戻り光ＬR に関する共焦点近傍に配置される。
【００１８】
戻り光ＬR は、収束手段３により光回折限界（即ちレンズの回折限界）近傍まで収束されるものであり、受光部５はその一部の受光面が、この光回折限界内、即ち発光部４からの出射光の波長をλ、収束手段３の開口数をＮＡとするとき、発光部４からの出射光ＬF の光軸からの距離が光の回折限界である１．２２λ／ＮＡの１／２の０．６１λ／ＮＡ以内の位置に設けられるようにする。すなわち、前述のＣＬＣ構成をなすようにする。
【００１９】
また図２２Ｂに図２２Ａの光学素子１０の拡大図を示すように、受光部５の受光面での発光部４の出射光ＬF の直径φs を、上記光回折限界の直径φd より小とし、受光部５の有効受光面は、出射光ＬF の直径φs 外に位置するようにする。
ここで、発光部４の光源として半導体レーザを用いると、その出射光の直径φs は、約１〜２μｍ程度とすることができる。このとき、例えば収束手段３の開口数ＮＡが０．０９〜０．１、出射光の波長λが７８０ｎｍ程度の場合には、回折限界の出射光ＬF の光軸からの距離（φd ／２）が０．６１λ／ＮＡ＝５μｍ程度となる。
【００２０】
そして、この光学装置では、さらに共焦点近傍の受光部５を複数形成することにより、後述するようにプッシュプル法によるトラッキングサーボ信号の検出を行うことができるようにするものである。
【００２１】
続いて、本発明の光学装置の一例について説明する。
【００２２】
図１に本発明の光学装置の一例（以下実施例１とする）の斜視図を示す。
この例では、発光部の直上に受光部を積層する例である。
また基板上に第１のクラッド層、活性層および第２のクラッド層が順に積層され、さらにこの第２のクラッド層上に複数の受光素子が積層され、この複数の受光素子が、活性層から出射する光の共焦点近傍に位置し、かつトラッキングサーボ信号を検出する構成の例である。
【００２３】
この光学装置は、図２２Ａおよび図２２Ｂに示した共焦点光学系を構成する光学装置の光学素子１０において、同一の半導体基板１１上に、基板面に沿う方向に共振器長方向を有する半導体レーザＬＤからなる発光部４と、その直上に２個のフォトダイオードＰＤ（ＰＤ1 、ＰＤ2 ）からなる受光部５とが積層形成されてなる構成である。
【００２４】
この光学素子１０は、第１導電型例えばｎ型の高不純物濃度の｛１００｝結晶面を主面とするＧａＡｓ基板１１上に、例えばｎ型のＧａＡｓからなるバッファ層１２、例えばｎ型のＡｌＧａＡｓよりなる第１のクラッド層１３、例えばｉ型ＧａＡｓ（真性ＧａＡｓ）よりなる活性層１４、第２導電型すなわちｐ型のＡｌＧａＡｓよりなる第２のクラッド層１５および第２導電型すなわちｐ型のＧａＡｓからなるキャップ層１６がＭＯＣＶＤ等によるエピタキシーによって形成されてなる。
【００２５】
さらに第２のクラッド層１５に第１導電型例えばｎ型ＧａＡｓよりなる電流狭窄層１７を形成してブロックし、発光部４すなわちいわゆるスラブ導波路の水平共振器を有する半導体レーザＬＤを構成する。
【００２６】
この半導体レーザＬＤの直上に、ＭＯＣＶＤ等によるエピタキシーによってこの半導体レーザＬＤからの直接光を吸収する例えばｐ型の高不純物濃度のＧａＡｓよりなる光吸収層１８を介して、ｐｉｎ接合面が半導体レーザＬＤの水平共振器方向に平行となりかつ共振器端面に垂直に臨むように、第２導電型すなわちｐ型のＧａＡｓよりなる第１の半導体層１９、ｉ型のＧａＡｓよりなる第２の半導体層２０および第１導電型すなわちｎ型のＧａＡｓよりなる第３の半導体層２１により構成される２つの受光部５すなわちＰＩＮ型のフォトダイオードＰＤ（ＰＤ1 ，ＰＤ2 ）を形成して光学素子を構成する。そして、フォトダイオードＰＤ1 ，ＰＤ2 の共振器端面に臨む面が受光面となる。
【００２７】
光吸収層１８は、活性層１５と同等あるいは活性層１５より小さいバンドギャップを有する層とし、ここで戻り光以外を遮断する。
【００２８】
また光吸収層１８および受光部５の各半導体層１９〜２１は、発光部４の半導体レーザＬＤ上の一部を残して形成され、この半導体レーザＬＤ上の残した面上にはその一部を覆って半導体レーザＬＤのｐ側電極とフォトダイオードＰＤのｐ側電極とを共用するｐ側電極２２が形成されている。一方、第３の半導体層２１上にフォトダイオードＰＤ1 ，ＰＤ2 のｎ側電極２３１、２３２が形成され、半導体基板１１の下面に半導体レーザＬＤのｎ側電極２３が形成されている。
【００２９】
そして、受光部５を構成する第１の半導体層１９、第２の半導体層２０および第３の半導体層２１の中央には、例えばエッチング等の方法で溝２５が形成され、受光部５が２つのフォトダイオードＰＤ1 ，ＰＤ2 に２分割されている。
従って、この２つのフォトダイオードＰＤ1 ，ＰＤ2 は、そのｐｉｎ接合端面が半導体レーザＬＤの共振器端面に臨むように併設される。
【００３０】
戻り光ＬR は、前述のように収束手段３により光回折限界近傍まで収束され、受光部５はその各フォトダイオードＰＤ1 ，ＰＤ2 の少なくとも一部の受光面が、この光回折限界内の位置に設けられるようにする。
【００３１】
次に、この光学装置におけるトラッキングサーボ信号検出について説明する。
図２に示すように、発光部４の半導体レーザＬＤからレーザ光が出射され、この出射光ＬF が前述のように被照射部２からの戻り光ＬR を生じて、この戻り光ＬR が受光部５を構成する２分割フォトダイオードＰＤ1 およびＰＤ2 において受光される。
そして、これらフォトダイオードＰＤ1 およびＰＤ2 で受光した信号を用いて、プッシュプル法により例えば差動増幅器４０を介してトラッキングサーボ信号の検出を行う。
【００３２】
次に、共焦点光学系におけるプッシュプル法によるトラッキングサーボ信号の検出について説明する。
【００３３】
図２３に、記録媒体例えば光ディスク上の反射点を挟んで、その両側に入射光側と反射光側の光路図を示した模式図を示すように、本発明を適用した光学ピックアップ７０では、対物レンズ７１を経て収束された入射光ＬF が、光記録媒体例えば光ディスク７２の記録ピットに入射し、図２６に示した従来の場合と同様に、光ディスクで反射するとともに回折し、０次回折光、±１次回折光の３つのスポットに分割され、反射光ＬR を形成する。これらの回折光はそれぞれ干渉して、光ディスク７２から戻る反射光ＬR による遠視野像の光強度が変化する。
【００３４】
この光学装置においては、図２６と同様に複数の検出器、例えば検出器Ａおよび検出器Ｂを設ける構成とするが、これらの検出器は、図２３に示すように反射光ＬR が対物レンズ７１等収束手段により収束され焦点となる位置、すなわち共焦点の近傍に配置されて共焦点光学系を形成する。
このとき図２６に示した従来の場合と比較して、検出器Ａおよび検出器Ｂに照射される反射光ＬR のスポットは絞られ小さくなることから、より小さい検出器での検出が可能となる。
【００３５】
そしてプッシュプル法においては、被照射部の光ディスク上のトラッキング案内溝により反射回折された光を、対称に配置された２分割フォトダイオードＰＤ上の２つの受光部での出力差として取り出すことにより、トラッキングサーボ信号を検出する。
【００３６】
次に図２４Ａおよび図２４Ｂに光ディスク上における照射スポットの照射位置スポットと反射回折光の分布の関係を模式図により示す。照射スポットの中心と案内溝（グルーブ部）の中心が一致している場合には図２４Ａに示すように、左右対称な反射回折光分布が得られ、２つのフォトダイオードＰＤ（Ｃ，Ｄ）で受光する光の強度が一致する（Ｃ＝Ｄ）。照射スポットの中心と、案内溝と案内溝の中間部（ランド部）が一致している場合も、図２４Ａと同様に左右対称な反射回折光分布が得られ、２つのＰＤで受光する光の強度が一致する。一方、図２４Ｂに示すように、照射スポットの中心がグルーブ部やランド部の中心にない場合は、左右非対称の回折光分布が得られ、２つのフォトダイオードＰＤ（Ｃ，Ｄ）で受光する光強度が一致しない。
このため、図２４Ｃに照射スポット中心の位置と受光部の出力差の関係を示すように、照射スポットがトラックを横切ったときの２つの受光部の出力差は、Ｓ字曲線となる。
【００３７】
上述の検出動作を、図２５に示す光ディスクからの反射回折光の模式図を用いて、より詳しく説明する。トラックピッチＰが光スポットの大きさになると案内溝は回折格子のように見える。つまりこのときＰｓｉｎθ＝Ｎλ（Ｎは整数）を満足する方向で光の位相が重なって、光強度が強くなる。すなわち０次および±１次の回折光が重なる領域では、トラックずれによる干渉効果によりビームスポットの強度分布が変化するので、ここに２分割フォトダイオードＰＤによる検出器を配置し、これらの出力差を検出すれば、トラッキングサーボ信号の検出を行うことができる。このときトラッキングサーボ信号の強度は、案内溝の深さがλ／８ｎのとき最も強くなり、λ／４ｎのとき干渉する回折光がお互いに打ち消され強度が０となる。
【００３８】
そして、この実施例１の光学装置では、差動増幅器４０を用いて例えばフォトダイオードＰＤ1 の信号とフォトダイオードＰＤ2 の信号の差信号すなわち（ＰＤ2 −ＰＤ1 ）の信号をトラッキングサーボの検出信号とする。
また、両フォトダイオードＰＤ1 およびＰＤ2 からの例えば（ＰＤ1 ＋ＰＤ2 ）の加算信号を検出信号として、光ディスク上の記録の読み出しすなわちＲＦ信号の検出を行うことができる。
【００３９】
この実施例１の光学装置の製造方法を説明する。
図１１Ａに示すように、第１導電型例えばｎ型の高不純物濃度の｛１００｝結晶面を主面とするＧａＡｓからなる半導体基板１１を用意する。この半導体基板１１上に、半導体レーザＬＤを構成する各半導体層をエピタキシャル成長する。すなわち、順次半導体基板１１と同導電型のｎ型のＧａＡｓからなるバッファ層１２およびｎ型のＡｌＧａＡｓからなる第１のクラッド層１３、ＡｌＧａＡｓからなる活性層１４、第１のクラッド層と異なる第２導電型すなわちｐ型のＡｌＧａＡｓからなる第２のクラッド層１５、第２導電型すなわちｐ型のＧａＡｓからなるキャップ層１６とを順次ＭＯＣＶＤ等によってエピタキシーした積層半導体層を構成する。
【００４０】
次に、図１１Ｂに示すように、これらエピタキシャル成長した積層半導体層の表面を覆って全面的にＳｉＯ2 からなる絶縁膜３５を形成する。
【００４１】
その後、図１２Ｃに示すように、絶縁膜３５の一部をフォトリソグラフィー等によりエッチングして、ストライプ状のパターンにする。
【００４２】
図１２Ｄに示すように、絶縁膜３５によるこのストライプ状のパターンをマスクとして、キャップ層１６および第２のクラッド層１５の一部にウエットエッチングを行い、このパターンを転写する。
【００４３】
次に図１３Ｅに示すように、エッチオフされた第２のクラッド層１５上に選択成長により第１導電型すなわちｎ型の高不純物濃度のＧａＡｓからなる電流狭窄層１７を形成する。
【００４４】
次に図１３Ｆに示すように、マスクとして用いた絶縁膜３５を除去する。
また電流狭窄層１７表面の突起部分を平坦化する。尚、この突起部分の平坦化処理を省略することもできる。
【００４５】
この後、必要に応じてストライプを構成するキャップ層１６および第２のクラッド層１５に例えばＺｎによる第２導電型例えばｐ型の高濃度の不純物拡散を行う。
この不純物拡散は、図１１Ａにおいて積層膜を形成した後に行ってもよい。
【００４６】
次に図１４Ｇに示すように、後に受光部５の選択成長マスクとなるＳｉＯ2 からなる絶縁膜２４を表面を覆って全面的に形成する。
さらに、図１４Ｈに示すように、受光部５の選択成長を行う部分の絶縁膜２４を除去する。このとき絶縁膜２４でマスクする部分は、後に発光部４の半導体レーザＬＤのｐ側の電極を形成するために、受光部５を構成する半導体層の選択成長を行わない領域である。
【００４７】
次に、図１５Ｉに示すように、順次ＭＯＣＶＤ等によるエピタキシーによって、第２導電型すなわちｐ型の高不純物濃度のＧａＡｓよりなる光吸収層１８、第２導電型すなわちｐ型のＧａＡｓよりなる第１の半導体層１９、ｉ型のＧａＡｓよりなる第２の半導体層２０および第１導電型すなわちｎ型のＧａＡｓよりなる第３の半導体層２１を積層形成する。これによりフォトダイオードＰＤからなる受光部５を形成する。
【００４８】
図１５Ｊに示すように、エッチングにより第３の半導体層２１、第２の半導体層２０、第１の半導体層の一部にフォトダイオードを２分割する溝２５を形成する。この溝は、受光部５の中央に位置し、その向きが先のストライプパターンと平行に形成されている。これによりフォトダイオードがＰＤ1 ，ＰＤ2 に２分割される。
【００４９】
次に図１６Ｋに示すように、選択成長マスクとした絶縁膜２４のストライプパターン上の部分を除去し、コンタクトホール３６を形成する。
【００５０】
次に図１６Ｌに示すように、このコンタクトホール３６上と絶縁膜２４上とを含んで蒸着によりＴｉ／Ｐｔ／Ａｕからなるｐ側電極２２を形成し、また各フォトダイオードＰＤ1 ，ＰＤ2 の第３の半導体層２１上にそれぞれＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕからなるｎ側の電極２３１、２３２を形成する。
【００５１】
最後に半導体基板１１をラッピングし、半導体基板１１の裏面に蒸着によりＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕからなる半導体レーザＬＤのｎ側電極２３を形成し、熱処理によりｐ側電極２２および各ｎ側電極２３、２３１、２３２を合金化させる。
このようにして、図１に示したような本実施例の光学装置を構成する光学素子１０を形成することができる。
【００５２】
本実施例による光学装置は、従来の光学装置と比較して、レンズのずれやディスクの反り・傾きに対するマージンを大きくでき、安定して正確にトラッキングサーボ信号や光ディスク上の記録を読み出したＲＦ信号等の各種信号の検出ができる。
【００５３】
また本実施例によれば、発光部と受光部とを同一半導体基板上に形成したので、光学ピックアップ全体のサイズが縮小できる。
被照射部からの戻り光が出射光と同じ光路をたどることから、各光学部品のアライメント調整が簡単である。また、受光部に戻る光の割合を大きくできる。
【００５４】
そして、レンズのずれやディスクの反り・傾きに対するマージンを大きくできることから、安定したトラッキングサーボ信号検出が可能である。
半導体レーザＬＤの端面と、フォトダイオードＰＤの受光面とは劈開によって作製することができ、半導体レーザをいわゆる面発光構造にする必要がない。
【００５５】
実施例１では、光吸収層１８にＬＤおよびＰＤの共通のｐ側電極２２を形成したが、光吸収層とＬＤおよびＰＤの共通のｐ側電極を形成する境界層とを別の層として積層形成する構成としてもよい。
【００５６】
またフォトダイオードＰＤ分割のための溝２５は、この場合平坦面上の製造プロセスとすることができ、容易に形成できるものである。
この溝２５の代わりに、拡散層やイオン注入層によりフォトダイオードＰＤを分割することもできる。
【００５７】
実施例１では、受光部を発光部の直上に積層し、その間に光吸収層を配置した構成の例であるが、この発光部と受光部との間に光吸収および電流阻止を行う層を配置する構成とすることもできる。この例を次の図３に示す。
【００５８】
図３は、本発明の光学装置の他の例（以下実施例２とする）の斜視図を示す。
この例では、図１に示した実施例１の光学素子１０における光吸収層１８のかわりに例えばｎ型とｐ型のＧａＡｓの積層体による光吸収兼電流阻止層２６を設け、その上にＰＩＮ型の２つのフォトダイオードＰＤ（ＰＤ1 ，ＰＤ2 ）による受光部５を構成する。
【００５９】
すなわち、実施例１と同様の構造の半導体レーザＬＤの上に、光吸収兼電流阻止層２６を介してＰＩＮ型のフォトダイオードが形成されてなる。
尚、この図３に示す実施例２では、半導体レーザＬＤ上面の電流狭窄層１７の突起部を平坦化しないで残している。これにより選択成長マスクとして用いる絶縁層２４表面にも突起が現れている。
【００６０】
さらに、受光部のフォトダイオードＰＤを構成する各半導体層は、実施例１とはその導電型が逆とされ、第１導電型すなわちｎ型の第１の半導体層２７、ｉ型の第２の半導体層２８、第２導電型すなわちｐ型の第３の半導体層２９により構成される。
【００６１】
図３の場合には、発光部４の各電極は図１と同じ配置で、受光部５の電極は、選択成長を２段階にしたり成長後にエッチングすることにより、第１の半導体層２７に段差を設けここにｎ側電極２３３を配置し、第３の半導体層２９の上にｐ側電極２２１および２２２を配置している。すなわち２２および２３は半導体レーザＬＤのｐ側電極およびｎ側電極、２３３はフォトダイオードＰＤ1 およびＰＤ2 の共通のｎ型電極、２２１および２２２はそれぞれフォトダイオードＰＤ1 ，ＰＤ2 のｐ型電極を示す。
【００６２】
光吸収兼電流阻止層２６は、ｐｎ構造、ｐｎｐ構造のＧａＡｓ層やこれらを繰り返し形成した積層膜により構成するが、この他バンドギャップの大きい材料や超格子層、あるいはキャリアキラー層としてｎまたはｐ型の高不純物濃度の層やＳＩ（Semi-Insulator）等により構成することもできる。
【００６３】
その他の構成は、実施例１と同じであるので、実施例１と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００６４】
この実施例２の光学装置によれば、トラッキングサーボ信号が安定して得られる等、実施例１の光学装置と同様な効果を得ることができる。
またこの実施例２では、光吸収兼電流阻止層２６により発光部４と受光部５とが電気的に分離されるため、発光部４と受光部５のｐ側電極およびｎ側電極を独立して形成することができる。
【００６５】
実施例１ではフォトダイオードの受光面を積層膜の端面例えば劈開面等により構成し、半導体レーザＬＤの端面と同一の面としたが、フォトダイオードの受光面を半導体レーザＬＤの端面に対し斜めに形成した構成とすることもできる。
半導体レーザＬＤの端面に対し斜めに形成された、特定の結晶面をフォトダイオードの受光面とする構成とした例を次の図４に示す。
【００６６】
図４は、本発明の光学装置のさらに他の例（以下実施例３とする）の斜視図を示す。この例では、受光部５を構成する２つのフォトダイオードの受光面を半導体層の特定の結晶面として形成した例である。
【００６７】
図４に示すように、図１に示した実施例１と同じ構成の半導体レーザＬＤからなる発光部４上に、絶縁膜２４および２４Ａをマスクとした選択成長により、第２導電型すなわちｐ型の高不純物濃度のＧａＡｓよりなる光吸収層１８、第２導電型すなわちｐ型のＧａＡｓからなる第１の半導体層３０、第１導電型すなわちｎ型のＧａＡｓからなる第２の半導体層３１が形成されて、発光部４の半導体レーザＬＤの共振器端面の側の第２の半導体層３１には、共振器端面に対して斜めに（１１１）または（１１０）結晶面が形成され、この結晶面がフォトダイオードＰＤ（ＰＤ1 ，ＰＤ2 ）の受光面とされている。
【００６８】
この場合の光学装置の製造は、図１１〜図１６に示した実施例１と同様の工程を採り、実施例１で図１４Ｈに示したように絶縁膜２４による選択成長マスクを形成する工程において、図１７に示すように半導体レーザＬＤの端面側にも細長く絶縁膜２４Ａによるマスクを残すようにする。この細長く残された絶縁膜２４Ａによって第１の半導体層３０および第２の半導体層３１が共振器端面に対して（１１１）または（１１０）結晶面を受光面側に有するように選択成長される。
【００６９】
その他の構成は、実施例１と同じであるので、実施例１と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００７０】
この例における信号検出は、図２に示した実施例１の場合と同様にして行うことができる。すなわち図５に示すように、発光部４の半導体レーザＬＤからレーザ光が出射され、この出射光ＬF が前述のように被照射部２からの戻り光ＬR を生じて、この戻り光ＬR が受光部５を構成する２分割フォトダイオードＰＤ1 およびＰＤ2 において受光される。
そして、これらフォトダイオードＰＤ1 およびＰＤ2 で受光した信号を用いて、プッシュプル法により差動増幅器４０において例えば（ＰＤ2 −ＰＤ1 ）の差信号を検出信号として、トラッキングサーボ信号の検出を行う。
【００７１】
この実施例３の光学装置によれば、トラッキングサーボ信号が安定して得られる等、実施例１の光学装置と同様な効果を得ることができる。
またこの実施例３では、受光面が共振器端面に対して斜めに形成されているため、戻り光ＬR が斜めに入射し、受光面積が広くとれる。
【００７２】
この実施例３の場合、フォトダイオードＰＤを構成するｐｎ接合は、図４のように連続積層成長により形成してもよいし、例えば第１の半導体層の結晶成長の後に不純物の拡散により形成してもよい。拡散によりフォトダイオードＰＤ1 およびＰＤ2 を形成する場合には、特定の結晶面に限らずエッチング面によっても受光面を形成できる。
また、フォトダイオードＰＤとしてｐｉｎ結合を有するＰＩＮ型に構成することもできる。
【００７３】
図６に、本発明の光学装置のさらに他の例（以下実施例４とする）の斜視図を示す。この例は図４に示した実施例３の構造に対して、図３に示した実施例２のように光吸収兼電流阻止層２６を設ける構成としたものである。
【００７４】
実施例３と同一の構造の半導体レーザＬＤ上に絶縁膜２４および２４Ａをマスクとした選択成長により、ｐｎ構造のＧａＡｓからなる光吸収兼電流阻止層２６、第１導電型例えばｎ型のＧａＡｓからなる第１の半導体層３３、第２導電型例えばｐ型のＧａＡｓからなる第２の半導体層３４が形成されて、発光部４の半導体レーザＬＤの共振器端面に対して斜めに（１１１）または（１１０）結晶面が形成されている。
【００７５】
この場合には、フォトダイオードＰＤ1 ，ＰＤ2 を構成する各半導体層の導電型が実施例３と逆になる。
またこの例では、両フォトダイオードＰＤ1 ，ＰＤ2 を含む中央部を例えば選択エッチングしてｎ型の第１の半導体層３３を露出させ、この第１の半導体層３３に両フォトダイオードＰＤ1 ，ＰＤ2 の共通のｎ側電極２３３を形成し、ｐ型の第２の半導体層３４上にそれぞれフォトダイオードＰＤ1 ，ＰＤ2 のｐ側電極２２１、２２２を形成する。すなわち実施例２と同様に、発光部４と受光部５のｐ側電極およびｎ側電極をそれぞれ独立して形成できる。
【００７６】
その他の構成は、実施例１または実施例３と同じであるので、これら実施例と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００７７】
この実施例４の光学装置によれば、トラッキングサーボ信号が安定して得られる等、実施例１の光学装置と同様な効果を得ることができる。
【００７８】
図７に、本発明の光学装置のさらに他の例（以下実施例５とする）の斜視図を示す。この例では半導体レーザＬＤの電流狭窄層とフォトダイオードとを同一のマスクで連続して選択成長により形成する例である。
【００７９】
この例では、実施例１と同じ構造の半導体レーザＬＤを形成した後に、電流狭窄層１７を形成するために用いた絶縁膜３５によるマスクをそのまま用いて、その両側にｐｎ構造のＧａＡｓからなる光吸収兼電流阻止層２６、第１導電型例えばｎ型のＧａＡｓからなる第１の半導体層２７、ｉ型のＧａＡｓからなる第２の半導体層２８、第２導電型例えばｐ型のＧａＡｓからなる第３の半導体層２９を順次選択成長させて、２つのＰＩＮ型のフォトダイオードＰＤ1 ，ＰＤ2 を形成する。
【００８０】
各フォトダイオードＰＤ1 およびＰＤ2 のｎ側電極２３１および２３２は、エッチングまたは２段階の選択成長によりｎ型の第１の半導体層２７に段差を設け、この段差の上に形成されている。また第３の半導体層２９の上には、各フォトダイオードＰＤ1 およびＰＤ2 のｐ側電極２２１および２２２が形成されている。
半導体レーザＬＤのｐ側電極２２は、光吸収兼電流阻止層２６までエッチオフして、エッチオフした部分に絶縁層２４を形成した後、図示しないが絶縁層２４に開けたコンタクトホールを介して絶縁層２４上に形成する。
【００８１】
その他の構成は、実施例１〜４と同じであるので、これら実施例と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００８２】
この実施例５の光学装置によれば、トラッキングサーボ信号が安定して得られる等、実施例１の光学装置と同様な効果を得ることができる。
この実施例５では、実施例２や実施例４と同じく、半導体レーザＬＤとフォトダイオードＰＤの電極がそれぞれ独立して形成される。
また、この実施例５では、選択成長の回数を減らすことができ、またマスクによりフォトダイオードの分割がセルフアライメントできる利点を有する。
【００８３】
実施例１では半導体レーザＬＤの直上にフォトダイオードＰＤを形成したが、フォトダイオードＰＤを半導体レーザＬＤの直下に形成することもできる。
【００８４】
図８に、本発明の光学装置のさらに他の例（以下実施例６とする）の斜視図を示す。この例では受光部５を発光部４の直下に形成し、また受光部４のフォトダイオードＰＤを、ｐ型の半導体層４１をｎ型の半導体層４２で挟んだ構造により構成するものである。
【００８５】
この光学装置は、第１導電型例えばｎ型の高不純物濃度のＧａＡｓからなる半導体基板１１上に、第１導電型すなわちｎ型のＧａＡｓからなるバッファ層１２が形成され、その上にｐ型の半導体層４１をｎ型の半導体層４２で挟んでフォトダイオードＰＤが形成されている。ｐ型の半導体層４１は、その中央部がストライプ状にｎ型の半導体層４２に置き換えられていて、これにより左右に２つのフォトダイオードＰＤ1 ，ＰＤ2 が形成されている。
【００８６】
そして、フォトダイオードＰＤの上には、光吸収兼電流阻止層２６を介して、第１導電型すなわちｎ型のクラッド層１３、活性層１４、第２導電型すなわちｐ型のクラッド層１５、第２導電型すなわちｐ型のキャップ層、電流狭窄層１７が形成されて、実施例１と同様の構造の半導体レーザＬＤが形成されている。
【００８７】
半導体レーザＬＤ上には、半導体レーザＬＤのｐ側電極２２が形成されている。
半導体レーザＬＤのｎ側電極２３は、半導体レーザＬＤ構造の一部をｎ型のクラッド層までエッチングして形成した段差上に形成されている。
【００８８】
フォトダイオードＰＤ1 ，ＰＤ2 の各ｐ側電極２２１，２２２は、半導体レーザＬＤ構造の一部をｐ型の半導体層４１までエッチングして形成されている。図８においては、ＰＤ1 のｐ側電極２２１は半導体レーザＬＤに隠れた向こう側に形成されている。
フォトダイオードＰＤ1 ，ＰＤ2 の共用のｎ側電極２３３は、半導体基板１１の裏面に形成されている。
【００８９】
その他の構成は、実施例１〜４と同じであるので、これら実施例と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００９０】
このようにｐ型の半導体層４１をｎ型の半導体層４２で挟んだことにより、ｐｎ接合を広く取って受光面積を大きくすることができる。
【００９１】
この実施例６の光学装置によれば、トラッキングサーボ信号が安定して得られる等、実施例１の光学装置と同様な効果を得ることができる。
またこの実施例６では、上述の他の実施例で行った、溝２５の形成等によるフォトダイオードＰＤの分割は不要となる。
【００９２】
この場合フォトダイオードＰＤの形成とその分離は、ｎ型の半導体層４２内に中央部を除いてｐ型の半導体層４１を選択拡散により形成してもよく、またｎ型の半導体層４２上にｐ型の半導体層４１を成長させた後にエッチングによりｐ型の半導体層４１の中央部を除去して分離してもよい。
【００９３】
この実施例６の構成でも、ｐ型の半導体層４１とｎ型の半導体層４２のと間にｉ型の半導体層を挟んで、ＰＩＮ型のフォトダイオードとする構成を採ることができる。
【００９４】
上述の各実施例では、受光部５を発光部４の直上あるいは直下の一方に形成したが、フォトダイオードＰＤからなる受光部５が発光部４の直上および直下に２つ形成された構成とすることもできる。
この場合には、上下に複数フォトダイオードを形成するため、実施例６と同じくフォトダイオードの分割が不要となる。
【００９５】
この場合には、発光部４の上下に２つのフォトダイオードＰＤ1 ，ＰＤ2 が作られることになるので、これら上下のフォトダイオードＰＤ1 およびＰＤ2 により、プッシュプル法によるトラッキングサーボ信号の検出を行うことができる。発光部４の直上と直下のフォトダイオードＰＤをそれぞれＰＤ1 ，ＰＤ2 として、上述の各実施例と同様に（ＰＤ2 −ＰＤ1 ）の信号を検出信号として、プッシュプル法によるトラッキングサーボ信号の検出ができる。
【００９６】
ところで、例えば高記録密度化に伴って、被照射部となる光記録媒体のトラック間隔が狭くなるが、このとき隣接トラック間のクロストークが生じることを防ぐために、半導体レーザＬＤの活性層１５の上下でトラッキングサーボを行う必要が生じることがある。この場合でも、本発明の光学装置を適用することにより、プッシュプル法によるトラッキングサーボ信号の検出を正確に行うことができる。
【００９７】
また、上述の各実施例のように光学素子１０を構成することにより、発光部４と受光部５との間隔を数μｍ以下にすることができ、戻り光ＬR の回折限界内に受光部を設けることができる。
【００９８】
次に本発明を実際の光学装置に適用する場合について説明する。
本発明の光学装置は、ジャンクションアップ（junction up ）すなわち下から順にヒートシンク／化合物半導体基板／半導体レーザの形の接合によりマウントすることができる。
【００９９】
さらに放熱性を考慮して、ヒートシンクの役目をするシリコン基板等の上にジャンクションダウン（junction down ）すなわち下から順にヒートシンク／半導体レーザ／化合物半導体基板の形の接合によりマウントすることもできる。また、サブマウントとなるシリコン基板にリアモニタＰＤを作りこんだいわゆるＬＯＰとすることもできる。
【０１００】
このＬＯＰを適用する場合の光学装置の接続例を図１８に示す。
この図１８における各端子の配置は、先の実施例１および実施例３のように半導体レーザＬＤとフォトダイオードＰＤと一方の電極例えばｐ側の電極を共用する場合の例である。
【０１０１】
レーザ出力を調整するモニタ用フォトダイオードＰＤM を作り込んだシリコン基板４８上に、フォトダイオードＰＤ1 用の端子ＴPD1 、ＰＤ2 用の端子ＴPD2 、半導体レーザＬＤ・フォトダイオードＰＤの共用電極用の端子ＴLPC 、モニタ用フォトダイオードＰＤM の端子ＴM 、接地用端子ＴG が配置されている。
そして、フォトダイオードＰＤ1 用の端子ＴPD1 、ＰＤ2 用の端子ＴPD2 、半導体レーザＬＤ・フォトダイオードＰＤの共用電極用の端子ＴLPC に、それぞれ光学素子１０の各電極２３１、２３２、２２が接合されて電気的に接続される。光学素子１０の半導体基板１１の裏面に形成された半導体レーザＬＤのｎ側電極２３は、図示しないが接地端子ＴG に金属細線によりワイヤボンディングされる。
【０１０２】
この他の電極の構成の場合についても、各端子を電極配置に応じて配置形成して同様にして接続ができる。
【０１０３】
図１に示した実施例１のように、半導体レーザＬＤとフォトダイオードＰＤの共用のｐ側電極２２と、フォトダイオードＰＤ1 ，ＰＤ2 のｎ側電極２３１および２３２に段差がある場合には、ワイヤ等配線により接続してもよいが、例えば図９に示すように、低い方の電極、図９では共用のｐ側電極２２上にＡｕの電解メッキ４３により同じ高さまでかさ上げすることもできる。
【０１０４】
また図１０に示すように、絶縁膜２４からなる選択成長マスクを、電極形成部の一部で除去し、この部分を選択成長させて段差を形成し、段差の上を絶縁膜４５で覆って、絶縁膜２４に開けたコンタクトホールと接続されたｐ側電極２２が絶縁膜４５上に蒸着されるようにして、電極の高さを揃えることもできる。
【０１０５】
こうして接続した光学素子をパッケージして、光学装置の発光部および受光部として構成することができる。
【０１０６】
これを光ディスクの光学ピックアップに適用する場合には、例えば図１９に本発明の光学装置を適用する光学ピックアップの一例の概略図を示すように、前述の光学素子１０を封止したいわゆる光学パッケージ８と、ハーフミラー７と第２の受光部６を備え、第２の受光部６はフォトダイオード等受光素子を各種信号の検出が行えるように配置する。
この光学装置では、出射光ＬF はハーフミラー７で反射し、収束手段３を経て被照射部２で反射して戻り光ＬR を生じ、ハーフミラー７によりこの戻り光ＬR を分離して、光学パッケージ８内にありトラッキングサーボ信号を検出する発光部４近傍のＣＬＣ構成をなす受光部５と、フォーカスサーボ信号および記録情報を含んだＲＦ（高周波）信号を検出する第２の受光部６とによりそれぞれ受光する。
【０１０７】
そして、受光部５においてプッシュプル法等によるトラッキングサーボ信号の検出を行い、第２の受光部６では非点収差法等によるフォーカスサーボ信号の検出およびＲＦ信号の検出を行う。
【０１０８】
この図１９のように光学ピックアップを構成することにより、３スポット法によるトラッキングサーボ信号の検出を行う場合に用いる回折格子が不要となるので、被照射部２に達する光の効率が大きくなり、また迷光が生じなくなる。
【０１０９】
上述の各例は、光ディスク、相変化光ディスク、光磁気ディスク等の光記録媒体の記録の読み出しあるいは書き込みを行う光学装置に適用して、高効率で安定なトラッキングサーボ信号の検出を行うことができる。
また、本発明装置はフォーカスサーボを必要としない共焦点顕微鏡の光源および検出器としても適用できる。
【０１１０】
基板等の半導体材料は、上述のＧａＡｓ・ＡｌＧａＡｓ系の他にＡｌＧａＩｎＰ系、ＺｎＳｅ系、ＩｎＰ系を用いることもできる。
【０１１１】
さらに複数の受光部によって共焦点光学系での光強度分布を検出可能なため、非点収差法によるフォーカスサーボや、微細な各受光部をピンホールやスリットと見れば超分解能の可能性を持つ。
また光スポットのエッジの一部を検出することにより光磁気信号の検出（Marc D.Levenson,APPLIED OPTICS,Vol.30,No.2,10(1991) 参照）等の応用も可能である。
【０１１２】
次に本発明の光学装置をいわゆるレーザカプラーに適用した場合の例を示す。
図２０Ａは、本発明の光学装置をいわゆるレーザカプラに用いた例の概略構成図を示す。
ここでは、図１８に示したシリコン基板４８上にマウントした前述の光学素子１０を光源として、これらの部品とマイクロプリズム６０とが基盤すなわち、例えばシリコン基板５０上に配置されてレーザカプラを構成している。マイクロプリズム６０下に２つの４分割フォトダイオードＰＤ1 〜ＰＤ4 ，ＰＤ5 〜ＰＤ8 が配置される。フォトダイオードＰＤ1 〜ＰＤ8 は、シリコン基板５０の表面に拡散などによって形成される。
この４分割フォトダイオードは、図２０Ｂにその拡大平面図を示すように、フォトダイオードＰＤ1 ，ＰＤ2 とフォトダイオードＰＤ3 ，ＰＤ4 が対称であり、フォーカスおよびトラッキングが合った状態で光量がＰＤ1 ＋ＰＤ4 ＝ＰＤ2 ＋ＰＤ3 となるように配置形成されている。ＰＤ5 〜ＰＤ8 についても同様である。
【０１１３】
このレーザカプラでは、光学素子１０の半導体レーザＬＤからの出射光ＬF がマイクロプリズム６０の例えば４５°のハーフミラー斜面で反射して図において垂直方向に向かい、被照射部、例えばディスクに照射される。ディスクで反射された戻り光ＬR の一部ＬR1はマイクロプリズム６０のハーフミラー斜面で反射して、光学素子１０のフォトダイオードＰＤ9 、ＰＤ10（図２１参照）で受光される。戻り光ＬR の他の一部ＬR2は、ハーフミラー斜面よりマイクロプリズム６０内に入射され、まず４分割フォトダイオードＰＤ1 〜ＰＤ4 で受光されるとともに反射されて、これがマイクロプリズム６０上面で反射された後にもう一方の４分割フォトダイオードＰＤ5 〜ＰＤ8 でも受光される。
【０１１４】
ところで、通常のレーザカプラでは、４分割フォトダイオードＰＤ1 〜ＰＤ4 ，ＰＤ5 〜ＰＤ8 から得られる例えば〔（ＰＤ1 ＋ＰＤ2 ＋ＰＤ7 ＋ＰＤ8 ）−（ＰＤ3 ＋ＰＤ4 ＋ＰＤ5 ＋ＰＤ6 ）〕の信号を検出信号としてプッシュプル法によりトラッキングサーボを行い、また４分割フォトダイオードＰＤ1 〜ＰＤ4 ，ＰＤ5 〜ＰＤ8 を用いてフォーカス信号、ＲＦ信号の検出を行っているが、この場合、前述のようにディスクやレンズのずれなどによりオフセットが生じる欠点を有する。
【０１１５】
しかしながら、図２０Ａに示した構成の光学装置においては、トラッキングサーボ信号の検出を発光部４とＣＬＣ構成をなす受光部５で行うことにより、共焦点の特性からオフセットを回避することができる。
すなわち図２１に図２０Ａのレーザカプラの光源部分の拡大図を示すように、光学素子１０に半導体レーザＬＤ近傍に配置形成された２つのフォトダイオードＰＤ9 およびＰＤ10とこれらに接続される端子ＴPD9 ，ＴPD10および半導体レーザＬＤの電極端子ＴL が配置形成される。そして２つのフォトダイオードＰＤ9 およびＰＤ10にて戻り光ＬR1を受光し、これにより前述の各実施例と同様に、差動増幅器により例えば（ＰＤ10−ＰＤ9 ）の差信号をトラッキングサーボの検出信号として検出する。
【０１１６】
尚、フォーカスサーボ信号およびＲＦ信号は、通常のレーザーカプラと同様にマイクロプリズム６０内の４分割フォトダイオードＰＤ1 〜ＰＤ4 ，ＰＤ5 〜ＰＤ8 により検出する。
【０１１７】
フォーカスサーボ信号は、例えば〔（ＰＤ1 ＋ＰＤ4 −ＰＤ2 −ＰＤ3 ）−（ＰＤ5 ＋ＰＤ8 −ＰＤ6 −ＰＤ7 ）〕の信号を検出信号とする。
ＲＦ信号は、例えば（ＰＤ1 ＋ＰＤ2 ＋ＰＤ3 ＋ＰＤ4 ＋ＰＤ5 ＋ＰＤ6 ＋ＰＤ7 ＋ＰＤ8 ）の信号すなわち全ての和信号を検出信号とする。
【０１１８】
このような構成とすることにより、レーザーカプラにおいて、各種信号の検出を可能とし、かつオフセットの影響なくトラッキングサーボ信号を得ることができる。
【０１１９】
上述の各例は本発明の光学装置の一例であり、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。
【０１２０】
本発明の光学装置を適用する被照射部２としては、例えばコンパクトディスク、相変化光ディスク、光磁気ディスク等の各種光学ディスクを適用することができる。いずれの場合も本発明の光学装置を適用することにより、安定してトラッキングサーボ信号等各種信号の検出ができる。
【０１２１】
【発明の効果】
上述の本発明によれば、発光部に戻る光の共焦点の近傍に受光部を配置し、特に発光部と受光部とを同一基板上に形成することにより、光学装置全体のサイズが縮小でき、光学部品の点数を少なくすることができる。これにより光学装置の小型化が図られることになる。
【０１２２】
出射光と戻り光が同軸の経路をたどることから、光学系が単純になり、しかも位置合わせの調整が簡単になる。その上ビームスプリッタ等で分割する従来の場合と比較して、受光部に戻る光の割合を大きくでき、受光量を多くできる。
従って、より低いレーザ出力で同じ受光量を実現でき、消費電力の少ない光学装置である。
【０１２３】
戻り光の共焦点近傍で受光することにより、遠視野で行う場合よりも安定した正確にプッシュプル検出を行うことができることから、安定したトラッキングサーボ信号検出が可能である。またこのとき複数個の受光部を配置し、戻り光を分割させればフォーカスサーボ信号等各種信号の検出ができ、また信号の情報量が増える。
【０１２４】
また本発明の光学装置では発光部を面発光構造にする必要がないため、通常の半導体レーザ構造の製造プロセスと同様にして作製でき、かつレーザ特性に有利である。
また半導体レーザの構造や光学装置を構成する光学系の設計の許容性・自由度も大きい。従って、光学装置の設計および製造が容易にできるようになる。
【０１２５】
本発明を、光ディスク、相変化光ディスク、光磁気ディスクを光記録媒体として用いる光学装置に適用することにより、従来より低消費電力化、装置の小型化、信号検出すなわち再生や記録の安定化を図ることができることから、性能の優れた光学装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光学装置の一例の斜視図である。
【図２】図１の光学装置における信号の検出を示す図である。
【図３】本発明の光学装置の他の例の斜視図である。
【図４】本発明の光学装置のさらに他の例の斜視図である。
【図５】図４の光学装置における信号の検出を示す図である。
【図６】本発明の光学装置のさらに他の例の斜視図である。
【図７】本発明の光学装置のさらに他の例の斜視図である。
【図８】本発明の光学装置のさらに他の例の斜視図である。
【図９】電解メッキにより電極をかさ上げする場合を示す図である。
【図１０】電極形成面を段差有するように形成しこれを覆って電極を蒸着する場合を示す図である。
【図１１】Ａ 図１に示した光学装置の製造工程図である。
Ｂ 図１に示した光学装置の製造工程図である。
【図１２】Ｃ 図１に示した光学装置の製造工程図である。
Ｄ 図１に示した光学装置の製造工程図である。
【図１３】Ｅ 図１に示した光学装置の製造工程図である。
Ｆ 図１に示した光学装置の製造工程図である。
【図１４】Ｇ 図１に示した光学装置の製造工程図である。
Ｈ 図１に示した光学装置の製造工程図である。
【図１５】Ｉ 図１に示した光学装置の製造工程図である。
Ｊ 図１に示した光学装置の製造工程図である。
【図１６】Ｋ 図１に示した光学装置の製造工程図である。
Ｌ 図１に示した光学装置の製造工程図である。
【図１７】図４に示した光学装置の一工程の製造工程図である。
【図１８】本発明の光学装置の接続例を示す図である。
【図１９】本発明の光学装置を適用する光学ピックアップの一例の概略図である。
【図２０】Ａ 本発明の光学装置をレーザカプラに適用した例の概略構成図である。
Ｂ 図２０Ａの４分割フォトダイオードの拡大平面図である。
【図２１】図２０Ａのレーザカプラの光源部分の拡大図である。
【図２２】Ａ 本発明を適用する共焦点光学系の概略構成図である。
Ｂ 図２２Ａの光学素子の拡大図である。
【図２３】本発明を適用する光学系での光の反射と回折を示した模式図である。
【図２４】Ａ、Ｂ 光ディスク上における照射スポットの照射位置スポットと反射回折光の分布の関係の模式図である。
Ｃ 照射スポット中心の位置と受光部の出力差の関係を示す図である。
【図２５】光ディスクからの反射回折光の模式図である。
【図２６】従来の光学系による光の反射と回折を示した模式図である。
【符号の説明】
１ 光学ピックアップ
２ 被照射部
３ 収束手段
４ 発光部
ＬＤ 半導体レーザ
５ 受光部
６ 第２の受光部
ＬF 出射光
ＬR 戻り光、反射光
ＰＤ（ＰＤ1 〜ＰＤ10） フォトダイオード
７ ハーフミラー
８ 光学パッケージ
１０ 光学素子
１１ 半導体基板
１２ バッファ層
１３ 第１のクラッド層
１４ 活性層
１５ 第２のクラッド層
１６ キャップ層
１７ 電流狭窄層
１８ 光吸収層
１９ 第１の半導体層（第２導電型）
２０ 第２の半導体層（ｉ型）
２１ 第３の半導体層（第１導電型）
２２、２２１、２２２ ｐ側電極
２３、２３１、２３２、２３３ ｎ側電極
２４、３５ 絶縁膜
２５ 溝
２６ 光吸収兼電流阻止層
２７ 第１の半導体層（第１導電型）
２８ 第２の半導体層（ｉ型）
２９ 第３の半導体層（第２導電型）
３０ 第１の半導体層（第２導電型）
３１ 第２の半導体層（第１導電型）
３３ 第１の半導体層（第１導電型）
３４ 第２の半導体層（第２導電型）
３６ コンタクトホール
４０ 差動増幅器
４１ ｐ型の半導体層
４２ ｎ型の半導体層
４３ Ａｕ電解メッキ
４５ 絶縁膜
４８、５０ シリコン基板
ＰＤM 出力制御モニタ用フォトダイオード
ＴPD1 、ＴPD2 、ＴLPC 、ＴG 、ＴM 端子
ＴPD9 、ＴPD10、ＴL 端子
６０ マイクロプリズム
７０、８０ 光学ピックアップ
７１、８１ 対物レンズ
７２、８２ 光ディスク
【発明の属する技術分野】
本発明は、発光部からの光を光記録媒体例えば光ディスク、光磁気ディスクなどの被照射部に照射し、被照射部からの反射による戻り光を受光検出する場合に適用して好適な光学装置に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
従来の光学装置、いわゆるコンパクトディスク（ＣＤ）プレーヤなどの光ディスクドライブや光磁気ディスクドライブの光学ピックアップでは、グレーティングやビームスプリッタなどの各光学部品を個別に組み立てるため装置全体の構成が複雑且つ大きくなり、また、基板上にハイブリッドで組み立てる場合に光学的な配置設定に際して厳しいアライメント精度を必要としていた。
【０００３】
図２６に、記録媒体例えば光ディスク上の反射点を挟んで、その両側に入射光側と反射光側の光路図を示した模式図を示すように、通常の光学ピックアップ８０では、対物レンズ８１を経て収束された入射光ＬF が、光記録媒体例えば光ディスク８２の記録ピットに入射し、そこで反射するとともに回折して、０次回折光、±１次回折光の３つのスポットに分割され、反射光ＬR を形成する。これらの回折光はそれぞれ干渉して、光ディスク８２から戻る反射光ＬR による遠視野像の光強度が変化し、これを用いて光ディスク上に記録された信号の再生を行っている。
【０００４】
従来から行われているトラッキングサーボの方法の１つであるプッシュプル法は、ディスク上において入射光の光スポットがトラックあるいはピットからずれたときに、上記の±１次回折光において強度差が生じ、遠視野像が非対称となることから、例えば図２６に示すような２個の検出器Ａおよび検出器Ｂによって、上述の非対称に応じた信号を取り出し、これら信号を演算器によって演算して、光スポットのずれを検出するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述のプッシュプル法を用いるトラッキングサーボ信号の検出は、各光学部品の組立に高精度の位置合わせを必要とし、またレンズの横移動やディスクの反りによる傾き等に対するマージンが小さくなっていた。
【０００６】
またトラッキングサーボ信号の検出には、この他３スポット法があるが、この場合回折格子（グレーティング等）を通す必要があり、記録情報の再生の際にＲＦ（高周波）信号の検出における光結合効率が減少してしまう。
【０００７】
また、例えば発光部に光が戻るようにして、その戻り光を受光して検出するには、光をビームスプリッタやホログラムなどで分割する必要がある。そのため受光部が受ける光量が減少するという不都合が生じる。
【０００８】
このような点を考慮して、光学部品点数の削減および光学的な配置設定に際してのアライメントの簡単化を可能にし、装置全体の簡素化、小型化を図る目的で、レンズなど収束手段の共焦点位置に発光部を配置し、この発光部のある共焦点位置近傍に受光部を形成するいわゆるＣＬＣ（コンフォーカル・レーザ・カプラ）構成が考えられている。
【０００９】
このＣＬＣ構成においては、例えば検出器が１つであった場合にトラッキングサーボが取れなかったり、また発光部に面発光レーザを用いた場合にその半導体レーザの特性や信頼性が充分でなかった。また半導体プロセスによって、このＣＬＣ構成を製造しようとした場合に、半導体基板の凹凸の影響が大きく製造が困難であった。
【００１０】
本発明はこのような点を考慮してなされたもので、光学ピックアップなどの光学装置において、その光学部品点数の削減および光学的な配置設定に際してのアライメントの簡単化を可能にし、装置全体の簡素化、小型化を図るＣＬＣ構成の特性を有し、更に、半導体レーザの特性がよく、半導体プロセスによる製造が容易にできるようにしたものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の光学装置は、互いに近接するように発光部と、複数の受光部とが同一基板上に積層され、複数の受光部は、発光部の共振器端面と同一の面を受光面として用いて、発光部の共振器端面から出射した光の被照射部からの共振器端面に向かう戻り光を共焦点近傍で受光検出する構成とされる。
また本発明の光学装置は、互いに近接するように発光部と、複数の受光部とが同一基板上に積層され、複数の受光部は、発光部の共振器端面に対して斜めに形成された面を受光面として用いて、発光部の共振器端面から出射した光の被照射部からの共振器端面に向かう戻り光を共焦点近傍で受光検出する構成とされる。
【００１２】
また本発明の光学装置は、基板上に第１のクラッド層、活性層および第２のクラッド層が順に積層されていることにより、発光素子が構成され、さらにこの第２のクラッド層上に複数の受光素子が積層され、この複数の受光素子は、活性層から出射した光の被照射部からの戻り光の共焦点近傍に位置し、発光素子の共振器端面と同一の面を受光面として用い、この複数の受光素子においてトラッキングサーボ信号を検出する構成とされる。
【００１３】
上述の本発明の構成によれば、発光部の共振器端面から出射した光の被照射部からの共振器端面に向かう戻り光を、互いに近接するように発光部と同一基板上に積層された受光部によって、共焦点近傍で受光検出する構成すなわちＣＬＣ構成を採る。このとき受光部を複数とすることより、例えばこの複数の受光部において、被照射部への入射光すなわち発光部からの出射光の被照射部での照射位置の検出（トラッキングサーボ）を行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の光学装置は、半導体レーザからなる発光部の直上ないしは直下に受光部を形成した前述のＣＬＣ構成において、プッシュプル法によるトラッキングサーボ信号の検出を行う場合に適用できるものである。
【００１５】
本発明装置を記録媒体例えば光ディスクからの記録の読み出しを行う光学ピックアップに適用する場合の光学系、すなわち共焦点光学系について説明する。
【００１６】
図２２Ａに本発明を適用する共焦点光学系の概略構成図を示す。図２２Ａは光学ピックアップ１を全体として示し、対物レンズなどの収束手段３と、半導体レーザＬＤからなる発光部４と、フォトダイオードＰＤ等の受光部５とを有し、発光部４と受光部５とは同一の半導体基板にモノリシックに積層形成されて光学素子１０を構成する。
【００１７】
発光部４からの出射光ＬF は、収束手段３によって光ディスクなどによる被照射部２に収束照射され、更に被照射部２から反射された戻り光ＬR は、被照射部２において反射される前および後において同軸の経路、すなわち出射光ＬF と同軸の経路を通過して、再度収束手段３により収束されて受光部５において受光される。この受光部５は収束手段３の被照射部２からの戻り光ＬR に関する共焦点近傍に配置される。
【００１８】
戻り光ＬR は、収束手段３により光回折限界（即ちレンズの回折限界）近傍まで収束されるものであり、受光部５はその一部の受光面が、この光回折限界内、即ち発光部４からの出射光の波長をλ、収束手段３の開口数をＮＡとするとき、発光部４からの出射光ＬF の光軸からの距離が光の回折限界である１．２２λ／ＮＡの１／２の０．６１λ／ＮＡ以内の位置に設けられるようにする。すなわち、前述のＣＬＣ構成をなすようにする。
【００１９】
また図２２Ｂに図２２Ａの光学素子１０の拡大図を示すように、受光部５の受光面での発光部４の出射光ＬF の直径φs を、上記光回折限界の直径φd より小とし、受光部５の有効受光面は、出射光ＬF の直径φs 外に位置するようにする。
ここで、発光部４の光源として半導体レーザを用いると、その出射光の直径φs は、約１〜２μｍ程度とすることができる。このとき、例えば収束手段３の開口数ＮＡが０．０９〜０．１、出射光の波長λが７８０ｎｍ程度の場合には、回折限界の出射光ＬF の光軸からの距離（φd ／２）が０．６１λ／ＮＡ＝５μｍ程度となる。
【００２０】
そして、この光学装置では、さらに共焦点近傍の受光部５を複数形成することにより、後述するようにプッシュプル法によるトラッキングサーボ信号の検出を行うことができるようにするものである。
【００２１】
続いて、本発明の光学装置の一例について説明する。
【００２２】
図１に本発明の光学装置の一例（以下実施例１とする）の斜視図を示す。
この例では、発光部の直上に受光部を積層する例である。
また基板上に第１のクラッド層、活性層および第２のクラッド層が順に積層され、さらにこの第２のクラッド層上に複数の受光素子が積層され、この複数の受光素子が、活性層から出射する光の共焦点近傍に位置し、かつトラッキングサーボ信号を検出する構成の例である。
【００２３】
この光学装置は、図２２Ａおよび図２２Ｂに示した共焦点光学系を構成する光学装置の光学素子１０において、同一の半導体基板１１上に、基板面に沿う方向に共振器長方向を有する半導体レーザＬＤからなる発光部４と、その直上に２個のフォトダイオードＰＤ（ＰＤ1 、ＰＤ2 ）からなる受光部５とが積層形成されてなる構成である。
【００２４】
この光学素子１０は、第１導電型例えばｎ型の高不純物濃度の｛１００｝結晶面を主面とするＧａＡｓ基板１１上に、例えばｎ型のＧａＡｓからなるバッファ層１２、例えばｎ型のＡｌＧａＡｓよりなる第１のクラッド層１３、例えばｉ型ＧａＡｓ（真性ＧａＡｓ）よりなる活性層１４、第２導電型すなわちｐ型のＡｌＧａＡｓよりなる第２のクラッド層１５および第２導電型すなわちｐ型のＧａＡｓからなるキャップ層１６がＭＯＣＶＤ等によるエピタキシーによって形成されてなる。
【００２５】
さらに第２のクラッド層１５に第１導電型例えばｎ型ＧａＡｓよりなる電流狭窄層１７を形成してブロックし、発光部４すなわちいわゆるスラブ導波路の水平共振器を有する半導体レーザＬＤを構成する。
【００２６】
この半導体レーザＬＤの直上に、ＭＯＣＶＤ等によるエピタキシーによってこの半導体レーザＬＤからの直接光を吸収する例えばｐ型の高不純物濃度のＧａＡｓよりなる光吸収層１８を介して、ｐｉｎ接合面が半導体レーザＬＤの水平共振器方向に平行となりかつ共振器端面に垂直に臨むように、第２導電型すなわちｐ型のＧａＡｓよりなる第１の半導体層１９、ｉ型のＧａＡｓよりなる第２の半導体層２０および第１導電型すなわちｎ型のＧａＡｓよりなる第３の半導体層２１により構成される２つの受光部５すなわちＰＩＮ型のフォトダイオードＰＤ（ＰＤ1 ，ＰＤ2 ）を形成して光学素子を構成する。そして、フォトダイオードＰＤ1 ，ＰＤ2 の共振器端面に臨む面が受光面となる。
【００２７】
光吸収層１８は、活性層１５と同等あるいは活性層１５より小さいバンドギャップを有する層とし、ここで戻り光以外を遮断する。
【００２８】
また光吸収層１８および受光部５の各半導体層１９〜２１は、発光部４の半導体レーザＬＤ上の一部を残して形成され、この半導体レーザＬＤ上の残した面上にはその一部を覆って半導体レーザＬＤのｐ側電極とフォトダイオードＰＤのｐ側電極とを共用するｐ側電極２２が形成されている。一方、第３の半導体層２１上にフォトダイオードＰＤ1 ，ＰＤ2 のｎ側電極２３１、２３２が形成され、半導体基板１１の下面に半導体レーザＬＤのｎ側電極２３が形成されている。
【００２９】
そして、受光部５を構成する第１の半導体層１９、第２の半導体層２０および第３の半導体層２１の中央には、例えばエッチング等の方法で溝２５が形成され、受光部５が２つのフォトダイオードＰＤ1 ，ＰＤ2 に２分割されている。
従って、この２つのフォトダイオードＰＤ1 ，ＰＤ2 は、そのｐｉｎ接合端面が半導体レーザＬＤの共振器端面に臨むように併設される。
【００３０】
戻り光ＬR は、前述のように収束手段３により光回折限界近傍まで収束され、受光部５はその各フォトダイオードＰＤ1 ，ＰＤ2 の少なくとも一部の受光面が、この光回折限界内の位置に設けられるようにする。
【００３１】
次に、この光学装置におけるトラッキングサーボ信号検出について説明する。
図２に示すように、発光部４の半導体レーザＬＤからレーザ光が出射され、この出射光ＬF が前述のように被照射部２からの戻り光ＬR を生じて、この戻り光ＬR が受光部５を構成する２分割フォトダイオードＰＤ1 およびＰＤ2 において受光される。
そして、これらフォトダイオードＰＤ1 およびＰＤ2 で受光した信号を用いて、プッシュプル法により例えば差動増幅器４０を介してトラッキングサーボ信号の検出を行う。
【００３２】
次に、共焦点光学系におけるプッシュプル法によるトラッキングサーボ信号の検出について説明する。
【００３３】
図２３に、記録媒体例えば光ディスク上の反射点を挟んで、その両側に入射光側と反射光側の光路図を示した模式図を示すように、本発明を適用した光学ピックアップ７０では、対物レンズ７１を経て収束された入射光ＬF が、光記録媒体例えば光ディスク７２の記録ピットに入射し、図２６に示した従来の場合と同様に、光ディスクで反射するとともに回折し、０次回折光、±１次回折光の３つのスポットに分割され、反射光ＬR を形成する。これらの回折光はそれぞれ干渉して、光ディスク７２から戻る反射光ＬR による遠視野像の光強度が変化する。
【００３４】
この光学装置においては、図２６と同様に複数の検出器、例えば検出器Ａおよび検出器Ｂを設ける構成とするが、これらの検出器は、図２３に示すように反射光ＬR が対物レンズ７１等収束手段により収束され焦点となる位置、すなわち共焦点の近傍に配置されて共焦点光学系を形成する。
このとき図２６に示した従来の場合と比較して、検出器Ａおよび検出器Ｂに照射される反射光ＬR のスポットは絞られ小さくなることから、より小さい検出器での検出が可能となる。
【００３５】
そしてプッシュプル法においては、被照射部の光ディスク上のトラッキング案内溝により反射回折された光を、対称に配置された２分割フォトダイオードＰＤ上の２つの受光部での出力差として取り出すことにより、トラッキングサーボ信号を検出する。
【００３６】
次に図２４Ａおよび図２４Ｂに光ディスク上における照射スポットの照射位置スポットと反射回折光の分布の関係を模式図により示す。照射スポットの中心と案内溝（グルーブ部）の中心が一致している場合には図２４Ａに示すように、左右対称な反射回折光分布が得られ、２つのフォトダイオードＰＤ（Ｃ，Ｄ）で受光する光の強度が一致する（Ｃ＝Ｄ）。照射スポットの中心と、案内溝と案内溝の中間部（ランド部）が一致している場合も、図２４Ａと同様に左右対称な反射回折光分布が得られ、２つのＰＤで受光する光の強度が一致する。一方、図２４Ｂに示すように、照射スポットの中心がグルーブ部やランド部の中心にない場合は、左右非対称の回折光分布が得られ、２つのフォトダイオードＰＤ（Ｃ，Ｄ）で受光する光強度が一致しない。
このため、図２４Ｃに照射スポット中心の位置と受光部の出力差の関係を示すように、照射スポットがトラックを横切ったときの２つの受光部の出力差は、Ｓ字曲線となる。
【００３７】
上述の検出動作を、図２５に示す光ディスクからの反射回折光の模式図を用いて、より詳しく説明する。トラックピッチＰが光スポットの大きさになると案内溝は回折格子のように見える。つまりこのときＰｓｉｎθ＝Ｎλ（Ｎは整数）を満足する方向で光の位相が重なって、光強度が強くなる。すなわち０次および±１次の回折光が重なる領域では、トラックずれによる干渉効果によりビームスポットの強度分布が変化するので、ここに２分割フォトダイオードＰＤによる検出器を配置し、これらの出力差を検出すれば、トラッキングサーボ信号の検出を行うことができる。このときトラッキングサーボ信号の強度は、案内溝の深さがλ／８ｎのとき最も強くなり、λ／４ｎのとき干渉する回折光がお互いに打ち消され強度が０となる。
【００３８】
そして、この実施例１の光学装置では、差動増幅器４０を用いて例えばフォトダイオードＰＤ1 の信号とフォトダイオードＰＤ2 の信号の差信号すなわち（ＰＤ2 −ＰＤ1 ）の信号をトラッキングサーボの検出信号とする。
また、両フォトダイオードＰＤ1 およびＰＤ2 からの例えば（ＰＤ1 ＋ＰＤ2 ）の加算信号を検出信号として、光ディスク上の記録の読み出しすなわちＲＦ信号の検出を行うことができる。
【００３９】
この実施例１の光学装置の製造方法を説明する。
図１１Ａに示すように、第１導電型例えばｎ型の高不純物濃度の｛１００｝結晶面を主面とするＧａＡｓからなる半導体基板１１を用意する。この半導体基板１１上に、半導体レーザＬＤを構成する各半導体層をエピタキシャル成長する。すなわち、順次半導体基板１１と同導電型のｎ型のＧａＡｓからなるバッファ層１２およびｎ型のＡｌＧａＡｓからなる第１のクラッド層１３、ＡｌＧａＡｓからなる活性層１４、第１のクラッド層と異なる第２導電型すなわちｐ型のＡｌＧａＡｓからなる第２のクラッド層１５、第２導電型すなわちｐ型のＧａＡｓからなるキャップ層１６とを順次ＭＯＣＶＤ等によってエピタキシーした積層半導体層を構成する。
【００４０】
次に、図１１Ｂに示すように、これらエピタキシャル成長した積層半導体層の表面を覆って全面的にＳｉＯ2 からなる絶縁膜３５を形成する。
【００４１】
その後、図１２Ｃに示すように、絶縁膜３５の一部をフォトリソグラフィー等によりエッチングして、ストライプ状のパターンにする。
【００４２】
図１２Ｄに示すように、絶縁膜３５によるこのストライプ状のパターンをマスクとして、キャップ層１６および第２のクラッド層１５の一部にウエットエッチングを行い、このパターンを転写する。
【００４３】
次に図１３Ｅに示すように、エッチオフされた第２のクラッド層１５上に選択成長により第１導電型すなわちｎ型の高不純物濃度のＧａＡｓからなる電流狭窄層１７を形成する。
【００４４】
次に図１３Ｆに示すように、マスクとして用いた絶縁膜３５を除去する。
また電流狭窄層１７表面の突起部分を平坦化する。尚、この突起部分の平坦化処理を省略することもできる。
【００４５】
この後、必要に応じてストライプを構成するキャップ層１６および第２のクラッド層１５に例えばＺｎによる第２導電型例えばｐ型の高濃度の不純物拡散を行う。
この不純物拡散は、図１１Ａにおいて積層膜を形成した後に行ってもよい。
【００４６】
次に図１４Ｇに示すように、後に受光部５の選択成長マスクとなるＳｉＯ2 からなる絶縁膜２４を表面を覆って全面的に形成する。
さらに、図１４Ｈに示すように、受光部５の選択成長を行う部分の絶縁膜２４を除去する。このとき絶縁膜２４でマスクする部分は、後に発光部４の半導体レーザＬＤのｐ側の電極を形成するために、受光部５を構成する半導体層の選択成長を行わない領域である。
【００４７】
次に、図１５Ｉに示すように、順次ＭＯＣＶＤ等によるエピタキシーによって、第２導電型すなわちｐ型の高不純物濃度のＧａＡｓよりなる光吸収層１８、第２導電型すなわちｐ型のＧａＡｓよりなる第１の半導体層１９、ｉ型のＧａＡｓよりなる第２の半導体層２０および第１導電型すなわちｎ型のＧａＡｓよりなる第３の半導体層２１を積層形成する。これによりフォトダイオードＰＤからなる受光部５を形成する。
【００４８】
図１５Ｊに示すように、エッチングにより第３の半導体層２１、第２の半導体層２０、第１の半導体層の一部にフォトダイオードを２分割する溝２５を形成する。この溝は、受光部５の中央に位置し、その向きが先のストライプパターンと平行に形成されている。これによりフォトダイオードがＰＤ1 ，ＰＤ2 に２分割される。
【００４９】
次に図１６Ｋに示すように、選択成長マスクとした絶縁膜２４のストライプパターン上の部分を除去し、コンタクトホール３６を形成する。
【００５０】
次に図１６Ｌに示すように、このコンタクトホール３６上と絶縁膜２４上とを含んで蒸着によりＴｉ／Ｐｔ／Ａｕからなるｐ側電極２２を形成し、また各フォトダイオードＰＤ1 ，ＰＤ2 の第３の半導体層２１上にそれぞれＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕからなるｎ側の電極２３１、２３２を形成する。
【００５１】
最後に半導体基板１１をラッピングし、半導体基板１１の裏面に蒸着によりＡｕＧｅ／Ｎｉ／Ａｕからなる半導体レーザＬＤのｎ側電極２３を形成し、熱処理によりｐ側電極２２および各ｎ側電極２３、２３１、２３２を合金化させる。
このようにして、図１に示したような本実施例の光学装置を構成する光学素子１０を形成することができる。
【００５２】
本実施例による光学装置は、従来の光学装置と比較して、レンズのずれやディスクの反り・傾きに対するマージンを大きくでき、安定して正確にトラッキングサーボ信号や光ディスク上の記録を読み出したＲＦ信号等の各種信号の検出ができる。
【００５３】
また本実施例によれば、発光部と受光部とを同一半導体基板上に形成したので、光学ピックアップ全体のサイズが縮小できる。
被照射部からの戻り光が出射光と同じ光路をたどることから、各光学部品のアライメント調整が簡単である。また、受光部に戻る光の割合を大きくできる。
【００５４】
そして、レンズのずれやディスクの反り・傾きに対するマージンを大きくできることから、安定したトラッキングサーボ信号検出が可能である。
半導体レーザＬＤの端面と、フォトダイオードＰＤの受光面とは劈開によって作製することができ、半導体レーザをいわゆる面発光構造にする必要がない。
【００５５】
実施例１では、光吸収層１８にＬＤおよびＰＤの共通のｐ側電極２２を形成したが、光吸収層とＬＤおよびＰＤの共通のｐ側電極を形成する境界層とを別の層として積層形成する構成としてもよい。
【００５６】
またフォトダイオードＰＤ分割のための溝２５は、この場合平坦面上の製造プロセスとすることができ、容易に形成できるものである。
この溝２５の代わりに、拡散層やイオン注入層によりフォトダイオードＰＤを分割することもできる。
【００５７】
実施例１では、受光部を発光部の直上に積層し、その間に光吸収層を配置した構成の例であるが、この発光部と受光部との間に光吸収および電流阻止を行う層を配置する構成とすることもできる。この例を次の図３に示す。
【００５８】
図３は、本発明の光学装置の他の例（以下実施例２とする）の斜視図を示す。
この例では、図１に示した実施例１の光学素子１０における光吸収層１８のかわりに例えばｎ型とｐ型のＧａＡｓの積層体による光吸収兼電流阻止層２６を設け、その上にＰＩＮ型の２つのフォトダイオードＰＤ（ＰＤ1 ，ＰＤ2 ）による受光部５を構成する。
【００５９】
すなわち、実施例１と同様の構造の半導体レーザＬＤの上に、光吸収兼電流阻止層２６を介してＰＩＮ型のフォトダイオードが形成されてなる。
尚、この図３に示す実施例２では、半導体レーザＬＤ上面の電流狭窄層１７の突起部を平坦化しないで残している。これにより選択成長マスクとして用いる絶縁層２４表面にも突起が現れている。
【００６０】
さらに、受光部のフォトダイオードＰＤを構成する各半導体層は、実施例１とはその導電型が逆とされ、第１導電型すなわちｎ型の第１の半導体層２７、ｉ型の第２の半導体層２８、第２導電型すなわちｐ型の第３の半導体層２９により構成される。
【００６１】
図３の場合には、発光部４の各電極は図１と同じ配置で、受光部５の電極は、選択成長を２段階にしたり成長後にエッチングすることにより、第１の半導体層２７に段差を設けここにｎ側電極２３３を配置し、第３の半導体層２９の上にｐ側電極２２１および２２２を配置している。すなわち２２および２３は半導体レーザＬＤのｐ側電極およびｎ側電極、２３３はフォトダイオードＰＤ1 およびＰＤ2 の共通のｎ型電極、２２１および２２２はそれぞれフォトダイオードＰＤ1 ，ＰＤ2 のｐ型電極を示す。
【００６２】
光吸収兼電流阻止層２６は、ｐｎ構造、ｐｎｐ構造のＧａＡｓ層やこれらを繰り返し形成した積層膜により構成するが、この他バンドギャップの大きい材料や超格子層、あるいはキャリアキラー層としてｎまたはｐ型の高不純物濃度の層やＳＩ（Semi-Insulator）等により構成することもできる。
【００６３】
その他の構成は、実施例１と同じであるので、実施例１と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００６４】
この実施例２の光学装置によれば、トラッキングサーボ信号が安定して得られる等、実施例１の光学装置と同様な効果を得ることができる。
またこの実施例２では、光吸収兼電流阻止層２６により発光部４と受光部５とが電気的に分離されるため、発光部４と受光部５のｐ側電極およびｎ側電極を独立して形成することができる。
【００６５】
実施例１ではフォトダイオードの受光面を積層膜の端面例えば劈開面等により構成し、半導体レーザＬＤの端面と同一の面としたが、フォトダイオードの受光面を半導体レーザＬＤの端面に対し斜めに形成した構成とすることもできる。
半導体レーザＬＤの端面に対し斜めに形成された、特定の結晶面をフォトダイオードの受光面とする構成とした例を次の図４に示す。
【００６６】
図４は、本発明の光学装置のさらに他の例（以下実施例３とする）の斜視図を示す。この例では、受光部５を構成する２つのフォトダイオードの受光面を半導体層の特定の結晶面として形成した例である。
【００６７】
図４に示すように、図１に示した実施例１と同じ構成の半導体レーザＬＤからなる発光部４上に、絶縁膜２４および２４Ａをマスクとした選択成長により、第２導電型すなわちｐ型の高不純物濃度のＧａＡｓよりなる光吸収層１８、第２導電型すなわちｐ型のＧａＡｓからなる第１の半導体層３０、第１導電型すなわちｎ型のＧａＡｓからなる第２の半導体層３１が形成されて、発光部４の半導体レーザＬＤの共振器端面の側の第２の半導体層３１には、共振器端面に対して斜めに（１１１）または（１１０）結晶面が形成され、この結晶面がフォトダイオードＰＤ（ＰＤ1 ，ＰＤ2 ）の受光面とされている。
【００６８】
この場合の光学装置の製造は、図１１〜図１６に示した実施例１と同様の工程を採り、実施例１で図１４Ｈに示したように絶縁膜２４による選択成長マスクを形成する工程において、図１７に示すように半導体レーザＬＤの端面側にも細長く絶縁膜２４Ａによるマスクを残すようにする。この細長く残された絶縁膜２４Ａによって第１の半導体層３０および第２の半導体層３１が共振器端面に対して（１１１）または（１１０）結晶面を受光面側に有するように選択成長される。
【００６９】
その他の構成は、実施例１と同じであるので、実施例１と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００７０】
この例における信号検出は、図２に示した実施例１の場合と同様にして行うことができる。すなわち図５に示すように、発光部４の半導体レーザＬＤからレーザ光が出射され、この出射光ＬF が前述のように被照射部２からの戻り光ＬR を生じて、この戻り光ＬR が受光部５を構成する２分割フォトダイオードＰＤ1 およびＰＤ2 において受光される。
そして、これらフォトダイオードＰＤ1 およびＰＤ2 で受光した信号を用いて、プッシュプル法により差動増幅器４０において例えば（ＰＤ2 −ＰＤ1 ）の差信号を検出信号として、トラッキングサーボ信号の検出を行う。
【００７１】
この実施例３の光学装置によれば、トラッキングサーボ信号が安定して得られる等、実施例１の光学装置と同様な効果を得ることができる。
またこの実施例３では、受光面が共振器端面に対して斜めに形成されているため、戻り光ＬR が斜めに入射し、受光面積が広くとれる。
【００７２】
この実施例３の場合、フォトダイオードＰＤを構成するｐｎ接合は、図４のように連続積層成長により形成してもよいし、例えば第１の半導体層の結晶成長の後に不純物の拡散により形成してもよい。拡散によりフォトダイオードＰＤ1 およびＰＤ2 を形成する場合には、特定の結晶面に限らずエッチング面によっても受光面を形成できる。
また、フォトダイオードＰＤとしてｐｉｎ結合を有するＰＩＮ型に構成することもできる。
【００７３】
図６に、本発明の光学装置のさらに他の例（以下実施例４とする）の斜視図を示す。この例は図４に示した実施例３の構造に対して、図３に示した実施例２のように光吸収兼電流阻止層２６を設ける構成としたものである。
【００７４】
実施例３と同一の構造の半導体レーザＬＤ上に絶縁膜２４および２４Ａをマスクとした選択成長により、ｐｎ構造のＧａＡｓからなる光吸収兼電流阻止層２６、第１導電型例えばｎ型のＧａＡｓからなる第１の半導体層３３、第２導電型例えばｐ型のＧａＡｓからなる第２の半導体層３４が形成されて、発光部４の半導体レーザＬＤの共振器端面に対して斜めに（１１１）または（１１０）結晶面が形成されている。
【００７５】
この場合には、フォトダイオードＰＤ1 ，ＰＤ2 を構成する各半導体層の導電型が実施例３と逆になる。
またこの例では、両フォトダイオードＰＤ1 ，ＰＤ2 を含む中央部を例えば選択エッチングしてｎ型の第１の半導体層３３を露出させ、この第１の半導体層３３に両フォトダイオードＰＤ1 ，ＰＤ2 の共通のｎ側電極２３３を形成し、ｐ型の第２の半導体層３４上にそれぞれフォトダイオードＰＤ1 ，ＰＤ2 のｐ側電極２２１、２２２を形成する。すなわち実施例２と同様に、発光部４と受光部５のｐ側電極およびｎ側電極をそれぞれ独立して形成できる。
【００７６】
その他の構成は、実施例１または実施例３と同じであるので、これら実施例と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００７７】
この実施例４の光学装置によれば、トラッキングサーボ信号が安定して得られる等、実施例１の光学装置と同様な効果を得ることができる。
【００７８】
図７に、本発明の光学装置のさらに他の例（以下実施例５とする）の斜視図を示す。この例では半導体レーザＬＤの電流狭窄層とフォトダイオードとを同一のマスクで連続して選択成長により形成する例である。
【００７９】
この例では、実施例１と同じ構造の半導体レーザＬＤを形成した後に、電流狭窄層１７を形成するために用いた絶縁膜３５によるマスクをそのまま用いて、その両側にｐｎ構造のＧａＡｓからなる光吸収兼電流阻止層２６、第１導電型例えばｎ型のＧａＡｓからなる第１の半導体層２７、ｉ型のＧａＡｓからなる第２の半導体層２８、第２導電型例えばｐ型のＧａＡｓからなる第３の半導体層２９を順次選択成長させて、２つのＰＩＮ型のフォトダイオードＰＤ1 ，ＰＤ2 を形成する。
【００８０】
各フォトダイオードＰＤ1 およびＰＤ2 のｎ側電極２３１および２３２は、エッチングまたは２段階の選択成長によりｎ型の第１の半導体層２７に段差を設け、この段差の上に形成されている。また第３の半導体層２９の上には、各フォトダイオードＰＤ1 およびＰＤ2 のｐ側電極２２１および２２２が形成されている。
半導体レーザＬＤのｐ側電極２２は、光吸収兼電流阻止層２６までエッチオフして、エッチオフした部分に絶縁層２４を形成した後、図示しないが絶縁層２４に開けたコンタクトホールを介して絶縁層２４上に形成する。
【００８１】
その他の構成は、実施例１〜４と同じであるので、これら実施例と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００８２】
この実施例５の光学装置によれば、トラッキングサーボ信号が安定して得られる等、実施例１の光学装置と同様な効果を得ることができる。
この実施例５では、実施例２や実施例４と同じく、半導体レーザＬＤとフォトダイオードＰＤの電極がそれぞれ独立して形成される。
また、この実施例５では、選択成長の回数を減らすことができ、またマスクによりフォトダイオードの分割がセルフアライメントできる利点を有する。
【００８３】
実施例１では半導体レーザＬＤの直上にフォトダイオードＰＤを形成したが、フォトダイオードＰＤを半導体レーザＬＤの直下に形成することもできる。
【００８４】
図８に、本発明の光学装置のさらに他の例（以下実施例６とする）の斜視図を示す。この例では受光部５を発光部４の直下に形成し、また受光部４のフォトダイオードＰＤを、ｐ型の半導体層４１をｎ型の半導体層４２で挟んだ構造により構成するものである。
【００８５】
この光学装置は、第１導電型例えばｎ型の高不純物濃度のＧａＡｓからなる半導体基板１１上に、第１導電型すなわちｎ型のＧａＡｓからなるバッファ層１２が形成され、その上にｐ型の半導体層４１をｎ型の半導体層４２で挟んでフォトダイオードＰＤが形成されている。ｐ型の半導体層４１は、その中央部がストライプ状にｎ型の半導体層４２に置き換えられていて、これにより左右に２つのフォトダイオードＰＤ1 ，ＰＤ2 が形成されている。
【００８６】
そして、フォトダイオードＰＤの上には、光吸収兼電流阻止層２６を介して、第１導電型すなわちｎ型のクラッド層１３、活性層１４、第２導電型すなわちｐ型のクラッド層１５、第２導電型すなわちｐ型のキャップ層、電流狭窄層１７が形成されて、実施例１と同様の構造の半導体レーザＬＤが形成されている。
【００８７】
半導体レーザＬＤ上には、半導体レーザＬＤのｐ側電極２２が形成されている。
半導体レーザＬＤのｎ側電極２３は、半導体レーザＬＤ構造の一部をｎ型のクラッド層までエッチングして形成した段差上に形成されている。
【００８８】
フォトダイオードＰＤ1 ，ＰＤ2 の各ｐ側電極２２１，２２２は、半導体レーザＬＤ構造の一部をｐ型の半導体層４１までエッチングして形成されている。図８においては、ＰＤ1 のｐ側電極２２１は半導体レーザＬＤに隠れた向こう側に形成されている。
フォトダイオードＰＤ1 ，ＰＤ2 の共用のｎ側電極２３３は、半導体基板１１の裏面に形成されている。
【００８９】
その他の構成は、実施例１〜４と同じであるので、これら実施例と対応する部分には同一符号を付して重複説明を省略する。
【００９０】
このようにｐ型の半導体層４１をｎ型の半導体層４２で挟んだことにより、ｐｎ接合を広く取って受光面積を大きくすることができる。
【００９１】
この実施例６の光学装置によれば、トラッキングサーボ信号が安定して得られる等、実施例１の光学装置と同様な効果を得ることができる。
またこの実施例６では、上述の他の実施例で行った、溝２５の形成等によるフォトダイオードＰＤの分割は不要となる。
【００９２】
この場合フォトダイオードＰＤの形成とその分離は、ｎ型の半導体層４２内に中央部を除いてｐ型の半導体層４１を選択拡散により形成してもよく、またｎ型の半導体層４２上にｐ型の半導体層４１を成長させた後にエッチングによりｐ型の半導体層４１の中央部を除去して分離してもよい。
【００９３】
この実施例６の構成でも、ｐ型の半導体層４１とｎ型の半導体層４２のと間にｉ型の半導体層を挟んで、ＰＩＮ型のフォトダイオードとする構成を採ることができる。
【００９４】
上述の各実施例では、受光部５を発光部４の直上あるいは直下の一方に形成したが、フォトダイオードＰＤからなる受光部５が発光部４の直上および直下に２つ形成された構成とすることもできる。
この場合には、上下に複数フォトダイオードを形成するため、実施例６と同じくフォトダイオードの分割が不要となる。
【００９５】
この場合には、発光部４の上下に２つのフォトダイオードＰＤ1 ，ＰＤ2 が作られることになるので、これら上下のフォトダイオードＰＤ1 およびＰＤ2 により、プッシュプル法によるトラッキングサーボ信号の検出を行うことができる。発光部４の直上と直下のフォトダイオードＰＤをそれぞれＰＤ1 ，ＰＤ2 として、上述の各実施例と同様に（ＰＤ2 −ＰＤ1 ）の信号を検出信号として、プッシュプル法によるトラッキングサーボ信号の検出ができる。
【００９６】
ところで、例えば高記録密度化に伴って、被照射部となる光記録媒体のトラック間隔が狭くなるが、このとき隣接トラック間のクロストークが生じることを防ぐために、半導体レーザＬＤの活性層１５の上下でトラッキングサーボを行う必要が生じることがある。この場合でも、本発明の光学装置を適用することにより、プッシュプル法によるトラッキングサーボ信号の検出を正確に行うことができる。
【００９７】
また、上述の各実施例のように光学素子１０を構成することにより、発光部４と受光部５との間隔を数μｍ以下にすることができ、戻り光ＬR の回折限界内に受光部を設けることができる。
【００９８】
次に本発明を実際の光学装置に適用する場合について説明する。
本発明の光学装置は、ジャンクションアップ（junction up ）すなわち下から順にヒートシンク／化合物半導体基板／半導体レーザの形の接合によりマウントすることができる。
【００９９】
さらに放熱性を考慮して、ヒートシンクの役目をするシリコン基板等の上にジャンクションダウン（junction down ）すなわち下から順にヒートシンク／半導体レーザ／化合物半導体基板の形の接合によりマウントすることもできる。また、サブマウントとなるシリコン基板にリアモニタＰＤを作りこんだいわゆるＬＯＰとすることもできる。
【０１００】
このＬＯＰを適用する場合の光学装置の接続例を図１８に示す。
この図１８における各端子の配置は、先の実施例１および実施例３のように半導体レーザＬＤとフォトダイオードＰＤと一方の電極例えばｐ側の電極を共用する場合の例である。
【０１０１】
レーザ出力を調整するモニタ用フォトダイオードＰＤM を作り込んだシリコン基板４８上に、フォトダイオードＰＤ1 用の端子ＴPD1 、ＰＤ2 用の端子ＴPD2 、半導体レーザＬＤ・フォトダイオードＰＤの共用電極用の端子ＴLPC 、モニタ用フォトダイオードＰＤM の端子ＴM 、接地用端子ＴG が配置されている。
そして、フォトダイオードＰＤ1 用の端子ＴPD1 、ＰＤ2 用の端子ＴPD2 、半導体レーザＬＤ・フォトダイオードＰＤの共用電極用の端子ＴLPC に、それぞれ光学素子１０の各電極２３１、２３２、２２が接合されて電気的に接続される。光学素子１０の半導体基板１１の裏面に形成された半導体レーザＬＤのｎ側電極２３は、図示しないが接地端子ＴG に金属細線によりワイヤボンディングされる。
【０１０２】
この他の電極の構成の場合についても、各端子を電極配置に応じて配置形成して同様にして接続ができる。
【０１０３】
図１に示した実施例１のように、半導体レーザＬＤとフォトダイオードＰＤの共用のｐ側電極２２と、フォトダイオードＰＤ1 ，ＰＤ2 のｎ側電極２３１および２３２に段差がある場合には、ワイヤ等配線により接続してもよいが、例えば図９に示すように、低い方の電極、図９では共用のｐ側電極２２上にＡｕの電解メッキ４３により同じ高さまでかさ上げすることもできる。
【０１０４】
また図１０に示すように、絶縁膜２４からなる選択成長マスクを、電極形成部の一部で除去し、この部分を選択成長させて段差を形成し、段差の上を絶縁膜４５で覆って、絶縁膜２４に開けたコンタクトホールと接続されたｐ側電極２２が絶縁膜４５上に蒸着されるようにして、電極の高さを揃えることもできる。
【０１０５】
こうして接続した光学素子をパッケージして、光学装置の発光部および受光部として構成することができる。
【０１０６】
これを光ディスクの光学ピックアップに適用する場合には、例えば図１９に本発明の光学装置を適用する光学ピックアップの一例の概略図を示すように、前述の光学素子１０を封止したいわゆる光学パッケージ８と、ハーフミラー７と第２の受光部６を備え、第２の受光部６はフォトダイオード等受光素子を各種信号の検出が行えるように配置する。
この光学装置では、出射光ＬF はハーフミラー７で反射し、収束手段３を経て被照射部２で反射して戻り光ＬR を生じ、ハーフミラー７によりこの戻り光ＬR を分離して、光学パッケージ８内にありトラッキングサーボ信号を検出する発光部４近傍のＣＬＣ構成をなす受光部５と、フォーカスサーボ信号および記録情報を含んだＲＦ（高周波）信号を検出する第２の受光部６とによりそれぞれ受光する。
【０１０７】
そして、受光部５においてプッシュプル法等によるトラッキングサーボ信号の検出を行い、第２の受光部６では非点収差法等によるフォーカスサーボ信号の検出およびＲＦ信号の検出を行う。
【０１０８】
この図１９のように光学ピックアップを構成することにより、３スポット法によるトラッキングサーボ信号の検出を行う場合に用いる回折格子が不要となるので、被照射部２に達する光の効率が大きくなり、また迷光が生じなくなる。
【０１０９】
上述の各例は、光ディスク、相変化光ディスク、光磁気ディスク等の光記録媒体の記録の読み出しあるいは書き込みを行う光学装置に適用して、高効率で安定なトラッキングサーボ信号の検出を行うことができる。
また、本発明装置はフォーカスサーボを必要としない共焦点顕微鏡の光源および検出器としても適用できる。
【０１１０】
基板等の半導体材料は、上述のＧａＡｓ・ＡｌＧａＡｓ系の他にＡｌＧａＩｎＰ系、ＺｎＳｅ系、ＩｎＰ系を用いることもできる。
【０１１１】
さらに複数の受光部によって共焦点光学系での光強度分布を検出可能なため、非点収差法によるフォーカスサーボや、微細な各受光部をピンホールやスリットと見れば超分解能の可能性を持つ。
また光スポットのエッジの一部を検出することにより光磁気信号の検出（Marc D.Levenson,APPLIED OPTICS,Vol.30,No.2,10(1991) 参照）等の応用も可能である。
【０１１２】
次に本発明の光学装置をいわゆるレーザカプラーに適用した場合の例を示す。
図２０Ａは、本発明の光学装置をいわゆるレーザカプラに用いた例の概略構成図を示す。
ここでは、図１８に示したシリコン基板４８上にマウントした前述の光学素子１０を光源として、これらの部品とマイクロプリズム６０とが基盤すなわち、例えばシリコン基板５０上に配置されてレーザカプラを構成している。マイクロプリズム６０下に２つの４分割フォトダイオードＰＤ1 〜ＰＤ4 ，ＰＤ5 〜ＰＤ8 が配置される。フォトダイオードＰＤ1 〜ＰＤ8 は、シリコン基板５０の表面に拡散などによって形成される。
この４分割フォトダイオードは、図２０Ｂにその拡大平面図を示すように、フォトダイオードＰＤ1 ，ＰＤ2 とフォトダイオードＰＤ3 ，ＰＤ4 が対称であり、フォーカスおよびトラッキングが合った状態で光量がＰＤ1 ＋ＰＤ4 ＝ＰＤ2 ＋ＰＤ3 となるように配置形成されている。ＰＤ5 〜ＰＤ8 についても同様である。
【０１１３】
このレーザカプラでは、光学素子１０の半導体レーザＬＤからの出射光ＬF がマイクロプリズム６０の例えば４５°のハーフミラー斜面で反射して図において垂直方向に向かい、被照射部、例えばディスクに照射される。ディスクで反射された戻り光ＬR の一部ＬR1はマイクロプリズム６０のハーフミラー斜面で反射して、光学素子１０のフォトダイオードＰＤ9 、ＰＤ10（図２１参照）で受光される。戻り光ＬR の他の一部ＬR2は、ハーフミラー斜面よりマイクロプリズム６０内に入射され、まず４分割フォトダイオードＰＤ1 〜ＰＤ4 で受光されるとともに反射されて、これがマイクロプリズム６０上面で反射された後にもう一方の４分割フォトダイオードＰＤ5 〜ＰＤ8 でも受光される。
【０１１４】
ところで、通常のレーザカプラでは、４分割フォトダイオードＰＤ1 〜ＰＤ4 ，ＰＤ5 〜ＰＤ8 から得られる例えば〔（ＰＤ1 ＋ＰＤ2 ＋ＰＤ7 ＋ＰＤ8 ）−（ＰＤ3 ＋ＰＤ4 ＋ＰＤ5 ＋ＰＤ6 ）〕の信号を検出信号としてプッシュプル法によりトラッキングサーボを行い、また４分割フォトダイオードＰＤ1 〜ＰＤ4 ，ＰＤ5 〜ＰＤ8 を用いてフォーカス信号、ＲＦ信号の検出を行っているが、この場合、前述のようにディスクやレンズのずれなどによりオフセットが生じる欠点を有する。
【０１１５】
しかしながら、図２０Ａに示した構成の光学装置においては、トラッキングサーボ信号の検出を発光部４とＣＬＣ構成をなす受光部５で行うことにより、共焦点の特性からオフセットを回避することができる。
すなわち図２１に図２０Ａのレーザカプラの光源部分の拡大図を示すように、光学素子１０に半導体レーザＬＤ近傍に配置形成された２つのフォトダイオードＰＤ9 およびＰＤ10とこれらに接続される端子ＴPD9 ，ＴPD10および半導体レーザＬＤの電極端子ＴL が配置形成される。そして２つのフォトダイオードＰＤ9 およびＰＤ10にて戻り光ＬR1を受光し、これにより前述の各実施例と同様に、差動増幅器により例えば（ＰＤ10−ＰＤ9 ）の差信号をトラッキングサーボの検出信号として検出する。
【０１１６】
尚、フォーカスサーボ信号およびＲＦ信号は、通常のレーザーカプラと同様にマイクロプリズム６０内の４分割フォトダイオードＰＤ1 〜ＰＤ4 ，ＰＤ5 〜ＰＤ8 により検出する。
【０１１７】
フォーカスサーボ信号は、例えば〔（ＰＤ1 ＋ＰＤ4 −ＰＤ2 −ＰＤ3 ）−（ＰＤ5 ＋ＰＤ8 −ＰＤ6 −ＰＤ7 ）〕の信号を検出信号とする。
ＲＦ信号は、例えば（ＰＤ1 ＋ＰＤ2 ＋ＰＤ3 ＋ＰＤ4 ＋ＰＤ5 ＋ＰＤ6 ＋ＰＤ7 ＋ＰＤ8 ）の信号すなわち全ての和信号を検出信号とする。
【０１１８】
このような構成とすることにより、レーザーカプラにおいて、各種信号の検出を可能とし、かつオフセットの影響なくトラッキングサーボ信号を得ることができる。
【０１１９】
上述の各例は本発明の光学装置の一例であり、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。
【０１２０】
本発明の光学装置を適用する被照射部２としては、例えばコンパクトディスク、相変化光ディスク、光磁気ディスク等の各種光学ディスクを適用することができる。いずれの場合も本発明の光学装置を適用することにより、安定してトラッキングサーボ信号等各種信号の検出ができる。
【０１２１】
【発明の効果】
上述の本発明によれば、発光部に戻る光の共焦点の近傍に受光部を配置し、特に発光部と受光部とを同一基板上に形成することにより、光学装置全体のサイズが縮小でき、光学部品の点数を少なくすることができる。これにより光学装置の小型化が図られることになる。
【０１２２】
出射光と戻り光が同軸の経路をたどることから、光学系が単純になり、しかも位置合わせの調整が簡単になる。その上ビームスプリッタ等で分割する従来の場合と比較して、受光部に戻る光の割合を大きくでき、受光量を多くできる。
従って、より低いレーザ出力で同じ受光量を実現でき、消費電力の少ない光学装置である。
【０１２３】
戻り光の共焦点近傍で受光することにより、遠視野で行う場合よりも安定した正確にプッシュプル検出を行うことができることから、安定したトラッキングサーボ信号検出が可能である。またこのとき複数個の受光部を配置し、戻り光を分割させればフォーカスサーボ信号等各種信号の検出ができ、また信号の情報量が増える。
【０１２４】
また本発明の光学装置では発光部を面発光構造にする必要がないため、通常の半導体レーザ構造の製造プロセスと同様にして作製でき、かつレーザ特性に有利である。
また半導体レーザの構造や光学装置を構成する光学系の設計の許容性・自由度も大きい。従って、光学装置の設計および製造が容易にできるようになる。
【０１２５】
本発明を、光ディスク、相変化光ディスク、光磁気ディスクを光記録媒体として用いる光学装置に適用することにより、従来より低消費電力化、装置の小型化、信号検出すなわち再生や記録の安定化を図ることができることから、性能の優れた光学装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光学装置の一例の斜視図である。
【図２】図１の光学装置における信号の検出を示す図である。
【図３】本発明の光学装置の他の例の斜視図である。
【図４】本発明の光学装置のさらに他の例の斜視図である。
【図５】図４の光学装置における信号の検出を示す図である。
【図６】本発明の光学装置のさらに他の例の斜視図である。
【図７】本発明の光学装置のさらに他の例の斜視図である。
【図８】本発明の光学装置のさらに他の例の斜視図である。
【図９】電解メッキにより電極をかさ上げする場合を示す図である。
【図１０】電極形成面を段差有するように形成しこれを覆って電極を蒸着する場合を示す図である。
【図１１】Ａ 図１に示した光学装置の製造工程図である。
Ｂ 図１に示した光学装置の製造工程図である。
【図１２】Ｃ 図１に示した光学装置の製造工程図である。
Ｄ 図１に示した光学装置の製造工程図である。
【図１３】Ｅ 図１に示した光学装置の製造工程図である。
Ｆ 図１に示した光学装置の製造工程図である。
【図１４】Ｇ 図１に示した光学装置の製造工程図である。
Ｈ 図１に示した光学装置の製造工程図である。
【図１５】Ｉ 図１に示した光学装置の製造工程図である。
Ｊ 図１に示した光学装置の製造工程図である。
【図１６】Ｋ 図１に示した光学装置の製造工程図である。
Ｌ 図１に示した光学装置の製造工程図である。
【図１７】図４に示した光学装置の一工程の製造工程図である。
【図１８】本発明の光学装置の接続例を示す図である。
【図１９】本発明の光学装置を適用する光学ピックアップの一例の概略図である。
【図２０】Ａ 本発明の光学装置をレーザカプラに適用した例の概略構成図である。
Ｂ 図２０Ａの４分割フォトダイオードの拡大平面図である。
【図２１】図２０Ａのレーザカプラの光源部分の拡大図である。
【図２２】Ａ 本発明を適用する共焦点光学系の概略構成図である。
Ｂ 図２２Ａの光学素子の拡大図である。
【図２３】本発明を適用する光学系での光の反射と回折を示した模式図である。
【図２４】Ａ、Ｂ 光ディスク上における照射スポットの照射位置スポットと反射回折光の分布の関係の模式図である。
Ｃ 照射スポット中心の位置と受光部の出力差の関係を示す図である。
【図２５】光ディスクからの反射回折光の模式図である。
【図２６】従来の光学系による光の反射と回折を示した模式図である。
【符号の説明】
１ 光学ピックアップ
２ 被照射部
３ 収束手段
４ 発光部
ＬＤ 半導体レーザ
５ 受光部
６ 第２の受光部
ＬF 出射光
ＬR 戻り光、反射光
ＰＤ（ＰＤ1 〜ＰＤ10） フォトダイオード
７ ハーフミラー
８ 光学パッケージ
１０ 光学素子
１１ 半導体基板
１２ バッファ層
１３ 第１のクラッド層
１４ 活性層
１５ 第２のクラッド層
１６ キャップ層
１７ 電流狭窄層
１８ 光吸収層
１９ 第１の半導体層（第２導電型）
２０ 第２の半導体層（ｉ型）
２１ 第３の半導体層（第１導電型）
２２、２２１、２２２ ｐ側電極
２３、２３１、２３２、２３３ ｎ側電極
２４、３５ 絶縁膜
２５ 溝
２６ 光吸収兼電流阻止層
２７ 第１の半導体層（第１導電型）
２８ 第２の半導体層（ｉ型）
２９ 第３の半導体層（第２導電型）
３０ 第１の半導体層（第２導電型）
３１ 第２の半導体層（第１導電型）
３３ 第１の半導体層（第１導電型）
３４ 第２の半導体層（第２導電型）
３６ コンタクトホール
４０ 差動増幅器
４１ ｐ型の半導体層
４２ ｎ型の半導体層
４３ Ａｕ電解メッキ
４５ 絶縁膜
４８、５０ シリコン基板
ＰＤM 出力制御モニタ用フォトダイオード
ＴPD1 、ＴPD2 、ＴLPC 、ＴG 、ＴM 端子
ＴPD9 、ＴPD10、ＴL 端子
６０ マイクロプリズム
７０、８０ 光学ピックアップ
７１、８１ 対物レンズ
７２、８２ 光ディスク
Claims (8)
- 互いに近接するように発光部と、
複数の受光部とが同一基板上に積層され、
上記複数の受光部は、上記発光部の共振器端面と同一の面を受光面として用いて、上記発光部の上記共振器端面から出射した光の被照射部からの上記共振器端面に向かう戻り光を共焦点近傍で受光検出することを特徴とする光学装置。 - 互いに近接するように発光部と、
複数の受光部とが同一基板上に積層され、
上記複数の受光部は、上記発光部の共振器端面に対して斜めに形成された面を受光面として用いて、上記発光部の上記共振器端面から出射した光の被照射部からの上記共振器端面に向かう戻り光を共焦点近傍で受光検出することを特徴とする光学装置。 - 上記受光部の斜めに形成された上記受光面の全部ないしは一部が（１１１）または（１１０）結晶面により形成されてなることを特徴とする請求項２に記載の光学装置。
- 上記発光部と上記受光部との間に光吸収層が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
- 上記発光部と上記受光部との間に光吸収層が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の光学装置。
- 上記発光部と上記受光部との間に光吸収かつ電流阻止を行う層が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の光学装置。
- 上記発光部と上記受光部との間に光吸収かつ電流阻止を行う層が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の光学装置。
- 基板上に第１のクラッド層、活性層および第２のクラッド層が順に積層されていることにより、発光素子が構成され、
さらに上記第２のクラッド層上に複数の受光素子が積層され、
上記複数の受光素子は、上記活性層から出射した光の被照射部からの戻り光の共焦点近傍に位置し、上記発光素子の共振器端面と同一の面を受光面として用い、
上記複数の受光素子においてトラッキングサーボ信号を検出する
ことを特徴とする光学装置。
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