JP5589671B2 - レーザ装置、レーザ増幅変調方法。 - Google Patents

レーザ装置、レーザ増幅変調方法。 Download PDF

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Description

本発明は、光源としてモードロック発振型レーザと光アンプを組み合わせたMOPA(Master Oscillator Power Amplifier)を用いたレーザ装置、レーザ増幅変調方法に関する。
高いピークパワーのレーザ光、特に超短パルス光は、非線形多光子吸収の過程を実現するために大変有効である。
この吸収過程を用いた、三次元光記録や超微細加工、または非破壊のバイオイメージング等への応用が期待されている。
例えば、非線形効果を有する透明なバルク材料に高出力のレーザ光を照射して、多層記録を実現する方法が報告されている(非特許文献1を参照)。
この方法は、従来の積層型ディスクに比べて、安価で大容量の記録媒体の可能を示すものである。
そして、高出力のレーザ光を出射する光源としては、モードロック型のチタンサファイアレーザが用いられている。前記非特許文献1の例においても、チタンサファイアレーザの810nmの出射光をSHG(Second Harmonic Generator)により405nmの波長に変換して、高密度記録に有利な短波長記録用光源としている。
このような大きく高価な固体レーザの場合、研究室内の実験への応用に制限されている(例えば、非特許文献2を参照)。
そこで、多くの研究者たちは、実用へ向けて、もっと小型で安定なパルス光源を半導体ベースで開発を試みている。
先に挙げた方法のような、次世代の光記録においては、全ての半導体の高密度記録に有利な青紫色レーザ光源が強く望まれている。
例えば、ゲインスイッチング型レーザにおいて、強励起駆動による1MHz繰り返しを行った場合に、55Wのピークパワーを実現することが報告されている(非特許文献3を参照)。
ただし、市場における高いデータ転送レートへの要求により、データ記録用の光源においても、さらに高い繰り返し周波数が必要となる。
最近、高密度記録に有効な青色レーザで、1GHzの繰り返し周波数で100Wの光源が報告されている(例えば、非特許文献4を参照)。
この光源は、MOPA(Master Oscillator Power Amplifier)と呼ばれる構成で、半導体モードロックレーザと半導体光アンプを組み合わせている。
記録再生装置においては、光記録媒体から読み取ったウォブル信号に基づき任意の場所に記録に用いるデータを記録しなければならない。
その際に、記録データの変調は、発振パルスと同期させながら行う必要がある。
Seiji Kobayashi, Kimihiro Saito, Takashi Iwamura, Hisayuki Yamatsu, Toshihiro Horigome,Mitsuaki Oyamada, Kunihiko Hayashi, Daisuke Ueda, Norihiro Tanabe and Hirotaka Miyamoto, ISOM2009 Digest Th-l-01, 2009 Spectra-Physics社、[online]、[平成22年8月6日検索]、インターネット<URL:http://www.spectra-physics.jp/member/admin/document_upload/Tsunami_Series_Data_Sheet.pdf> M. Kuramoto, T. Oki, T. Sugahara, S. Kono, M. Ikeda, and H. Yokoyama,Appl. Phys. Lett. 96, 051102 _2010_. Rintaro Koda, Tomoyuki Oki, Takao Miyajima, Hideki Watanabe,Masaru Kuramoto, Masao Ikeda, and Hiroyuki Yokoyama,APPLIED PHYSICS LETTERS 97, 021101 _2010_
モードロック発振型レーザを用いたMOPAを、記録再生装置に適用する場合には、記録データの変調を、Power Amplifierである光アンプの外部駆動により行うことが可能である。
しかしながら、モードロック発振型のレーザの光発振周波数は、一般的に、空間共振器の共振長により固有の周波数に決まり、光アンプの外部駆動との同期が取れない。もし共振長の調整により外部駆動に用いる記録系のマスタークロックの周波数に合わせたとしても、位相までの同期は行えない。
そのため、以下に説明するような問題が起こる。
例えば、マスタークロックに合わせて光アンプを駆動して、5Tマーク分の記録データに対応したパルスを増幅する場合を考える。光アンプに入射するモードロック発振型レーザからのパルス光が、光アンプの駆動と最適な位相で同期している場合には、正確にパルス信号が生成される。
ところが、光アンプに入射するパルス光がマスタークロックに同期していない場合や位相が最適ではない場合には、光アンプを経由したパルスが、元の5Tマーク分の信号から、4Tマークの信号となってしまう(図5を参照)。このため、正確な信号を生成することができない。
上述した問題の解決のために、本発明においては、簡易な構成で、レーザ光の光パルス及びレーザ光の変調の同期が容易に得られるレーザ装置、レーザ増幅変調方法を提供することを目的とする。
本発明のレーザ装置は、バイアス電圧を印加する過飽和吸収体部と、ゲイン電流を注入するゲイン部とを含み、レーザ光を出射する半導体レーザ、及び外部共振器を含むモードロックレーザ部を含む。
また、モードロックレーザ部から出射されるレーザ光を増幅変調する光変調手段と、マスタークロック信号を生成すると共に、マスタークロック信号に同期した信号を半導体レーザのゲイン部に供給する、基準信号生成部とを含む。
さらに、マスタークロック信号と同期した光変調手段を駆動する駆動パルスを、レーザ光の発光パルスに基づき位相を調製し生成する駆動回路とを含む。
本発明のレーザ増幅変調方法は、バイアス電圧を印加する過飽和吸収体部と、ゲイン電流を注入するゲイン部と、レーザ光を出射する半導体レーザ、及び外部共振器を含むモードロックレーザ部からレーザ光を出射し、光変調手段で前記レーザ光を増幅変調するレーザ増幅変調方法である。
そして、マスタークロック信号を生成すると共に、このマスタークロック信号に同期した信号を半導体レーザのゲイン部に供給し、マスタークロック信号と同期した光変調手段を駆動する駆動パルスを、レーザ光の発光パルスに基づき位相を調製し生成する。
上述の本発明のレーザ装置によれば、基準信号生成部から、マスタークロック信号に同期した信号が半導体レーザのゲイン部に供給される。これにより、この半導体レーザを含むモードロックレーザ部から出射されるレーザ光の光パルスと、マスタークロック信号とを同期させることが可能になる。
また、マスタークロック信号と同期した駆動パルスがレーザ光の発光パルスに基づき位相を調製し生成され、この駆動パルスによりレーザ光を変調する光変調手段を駆動させる。これにより、光変調手段が、マスタークロック信号と同期してオン・オフ駆動されるので、マスタークロック信号と同期してレーザ光が変調される。
従って、それぞれマスタークロック信号と同期しているので、レーザ光の光パルスと、レーザ光の変調とを、同期させることができる。
上述の本発明のレーザ増幅変調方法によれば、マスタークロック信号を生成すると共に、このマスタークロック信号に同期した信号を半導体レーザのゲイン部に供給し、マスタークロック信号と同期した光変調手段を駆動する駆動パルスを、レーザ光の発光パルスに基づき位相を調製し生成する。これにより、光変調手段が、マスタークロック信号と同期してオン・オフ駆動されるので、マスタークロック信号と同期してレーザ光が変調され、レーザ光の光パルスと、レーザ光の変調とを、同期させることができる。
上述の本発明によれば、レーザ光の光パルスとレーザ光の変調とを同期させることができるので、非常に高いパルス光周波数を有するレーザ光であっても、レーザ光の光パルスとレーザ光の変調とを、容易に同期させることができる。
本発明の記録装置の第1の実施の形態の概略構成図である。 A、B 図1の半導体レーザの一形態の概略構成図である。 図1の半導体光増幅器の一形態の概略構成図である。 A、B 図1の半導体光増幅器の入力光と出力光を示す図である。 A〜D 半導体光増幅器の駆動パルスの立ち上がり点・立ち下がり点における問題点を説明する図である。 本発明の記録装置の第2の実施の形態の概略構成図である。 A〜E 図6の位相調整回路による位相調整を説明する図である。 光記録媒体をゾーニングした場合を説明する図である。 表1の例と表2の例において、各ゾーンのクロック周波数及びクロック密度との関係を示す図である。 本発明の記録装置の第3の実施の形態の概略構成図である。
以下、発明を実施するための最良の形態(以下、実施の形態とする)について説明する。
なお、説明は以下の順序で行う。
1.第1の実施の形態
2.第2の実施の形態
3.第3の実施の形態
<1.第1の実施の形態>
本発明の記録装置の第1の実施の形態の概略構成図を、図1に示す。
図1に示す記録装置200は、モードロックレーザ部210と、光アイソレータ部220と、光増幅器部(SOA部)230と、ビーム整形部240とを含んで構成されている。 また、この記録装置200は、可変電圧源12、コイル13及びコンデンサ14から成るバイアスTee、基準信号生成部15、データ生成部(記録信号生成部)16、SOAドライブ回路17、スピンドル回路18、スピンドルモータ20を含んでいる。
さらに、この記録装置200は、図示しない各種回路や各種光学部品を備えている。
モードロックレーザ部210は、半導体レーザ1と、この半導体レーザ1から出射したレーザ光を通過させる、レンズ3、バンドパスフィルタ4、ミラー5の各光学部品とを含んで構成されている。バンドパスフィルタ4は、ある波長範囲の光を透過させて、範囲外の光は通さない。
そして、半導体レーザ1の後方端面のミラーと、ミラー5との間に、外部共振器(空間共振器)が構成され、この外部共振器の行路長により、モードロックレーザ部210から出射されるレーザ光の周波数が決まる。これにより、強制的に特定の周波数にロックさせることができ、レーザ光のモードをロックすることができる。
図1の半導体レーザ1の一形態の概略構成図を、図2A及び図2Bに示す。図2Aは半導体レーザの斜視図を示し、図2Bは半導体レーザからレーザ光が出射される状態の模式図を示している。
この半導体レーザ1は、図2A及び図2Bに示すように、ゲイン部(Gain section)116と過飽和吸収体部(Saturable absorber section)117とによって構成される。即ち、BS(bisectional)型の半導体レーザである。
過飽和吸収体部117を設けると、吸収体に入射する光の強度が大きくなるにつれて吸収率が低下し、強度の大きいパルスしか透過できないため、より狭いパルスが得られる。
また、ゲイン部116にはゲイン電流を注入する。
n型GaN基板102上に、n型GaN層103、n型クラッド層104、活性層105、p型電子障壁層106、p型クラッド層107が積層されている。
p型クラッド層107の中央部には、図2Aに示すようにリッジ構造が形成されている。また、リッジ側面や、p型クラッド層107のリッジが形成されていない部分の上には、SiO層108とSi層109が形成されている。
p型クラッド層107及びSi層109上には、p型電極113,114がオーミックコンタクトにより形成されている。
即ち、ゲイン部116上には主電極113が、過飽和吸収体部117上には副電極114が形成されている。これらの電極113,114は、例えば幅20μmの溝状の分離部115によって分割されており、互いに電気的に分離されている。主電極113と副電極114の長さは、例えば、それぞれ520μm、60μmである。
また、n型GaN基板102の下面には、n型の下部電極101がオーミックコンタクトにより形成されている。
また、ゲイン部116の前面の劈開面には、反射防止膜(図2B参照)118がコーティングされ、過飽和吸収体部117の後面の劈開面には、高反射膜119(図2B参照)がコーティングされている。
図2Bに示すように、この半導体レーザ1では、副電極114によって、過飽和吸収体部117に逆バイアスの電圧Vsaを加える。このとき、ゲイン部116に対して主電極113から電流Iを注入することにより、矢印A1に示す方向にレーザ光が出射される。
なお、本実施の形態の記録装置200において、使用する半導体レーザ1の構成は、図2A及び図2Bに示した半導体レーザ1の構成に限定されるものではなく、その他の構成の半導体レーザを使用することも可能である。
記録装置200において情報の記録に使用するレーザ光の波長に応じて、半導体レーザ1の半導体材料を選定する。
光アイソレータ部220は、モードロックレーザ部210の後段に、レンズ6を間に挟んで配置されている。
光アイソレータ部220は、光アイソレータ7とミラー8とを含んで構成される。
光アイソレータ7は、後段の光学部品等において反射した光が、半導体レーザ1に入射することを防ぐ機能を有している。
光増幅器部(SOA部)230は、半導体レーザ1から出射されたレーザ光を増幅変調する光変調手段となるものであり、光アイソレータ部220の後段に、レンズ9を間に挟んで配置されている。
この光増幅器部(SOA部)230は、SOA(Semiconductor Optical Amp)、即ち、半導体光増幅器2から構成されている。
半導体光増幅器2は、小型かつ低コストの光増幅器であり、また、光をオン・オフする光ゲート、光スイッチとして用いることができる。
本実施の形態においては、この半導体光増幅器2のオン・オフによって、半導体レーザ1から出射したレーザ光を変調する。
図1の半導体光増幅器2の一形態の概略構成図を、図3に示す。
通常の半導体レーザでは、両端面のミラーによって構成される共振器内に光を閉じ込めて、バンド間遷移による光学利得によってレーザ光を発振させる。
これに対して、半導体光増幅器2では、ミラーの代わりに、図3に示すように、両端面に反射防止膜25を設けることによって、レーザ光の発振を抑制して、1パス分の増幅器として動作させている。
また、この半導体光増幅器2は、半導体レーザと同様に、活性層24を含む半導体層が積層されて、構成されている。
そして、半導体光増幅器2は、上面に上部電極22が形成され、下面に下部電極23が形成されている。上部電極22は電流源26に接続され、下部電極23は接地電位に接続されている。
電流源26から上部電極22に駆動電流を注入した状態で、反射防止膜25が形成された入射端面からレーザ光を入射させると、活性層24中を導波される間に、誘導放出によってレーザ光が増幅される。
また、この半導体光増幅器2に注入する駆動電流の電流量を制御することにより、レーザ光の増幅量を制御することができる。
ただし、半導体光増幅器2に入射したレーザ光を必ずしも増幅させる必要はなく、十分なレーザ光パワーが得られる場合には、半導体光増幅器2のゲインを1としても良い。
このような構成の半導体光増幅器2では、キャリア寿命が短いため、電流や光強度の変化に対して、高速な応答を示す。従って、図4Aに示す、半導体レーザ1からの入力光の連続パルス光に対して、例えば図4Bに示す波形のパルス光が、半導体光増幅器2からの出力光として得られる。
即ち、駆動電流の信号によって、オン・オフを制御することができ、半導体レーザ1のパルス光周波数にも対応した、高速な光スイッチとして、半導体光増幅器2を用いることができる。
記録装置200を、半導体レーザ1から例えば波長407nmのレーザ光を出射させる構成とする場合には、半導体光増幅器2も、活性層24やガイド層、クラッド層等を同じ波長の光を放出する青紫色半導体レーザと同様の材料によって構成する。
ビーム整形部240は、光増幅器部230の後段に配置されている。
ビーム整形部240は、レンズ10と、レーザ光のビームを整形するプリズム(例えば、アナモルフィックプリズム)11等を含んで構成されている。
ビーム整形部240において整形したレーザ光を、図示しない光ピックアップを経て、光記録媒体21に照射する。
可変電圧源12は、モードロックレーザ部210の半導体レーザ1の過飽和吸収体部117の副電極114に、バイアス電圧Vsaを供給する。
コイル13及びコンデンサ14から成るバイアスTeeは、モードロックレーザ部210の半導体レーザ1のゲイン部116の主電極113に、ゲイン電流Igを供給する。このゲイン電流Igのうち、AC成分は、基準信号生成部15からコンデンサ14に供給され、DC成分はコイル13に供給される。
基準信号生成部15は、マスタークロック信号を生成する。基準信号生成部15により生成されたマスタークロック信号は、データ生成部(記録信号生成部)16に送られる。
また、基準信号生成部15から、マスタークロック信号と同期した信号が、バイアスTeeのコンデンサ14に、半導体レーザ1用のゲイン電流IgのAC成分として供給される。
データ生成部(記録信号生成部)16では、マスタークロック信号に合わせて、記録データを載せることにより、データパルスを生成する。この生成されたデータパルスは、SOAドライブ回路17に送られる。
SOAドライブ回路17では、データパルスに基づいて、半導体光増幅器(SOA)2の駆動電流を生成する。この駆動電流は、光増幅器部(SOA部)230の半導体光増幅器2に供給される。
また、基準信号生成部15からスピンドル回路18に、マスタークロック信号と同期した信号が送られる。
スピンドル回路18からはスピンドルモータ20に駆動電流が供給され、スピンドルモータ20の駆動電流により、ディスク状の光記録媒体21の回転速度が制御される。
そして、マスタークロック信号と同期した信号が、半導体レーザ1用のゲイン電流IgのAC成分として供給されるので、半導体レーザ1から出射されるレーザ光の光パルスをマスタークロック信号と同期させることができる。
また、マスタークロック信号に合わせて記録データを載せて生成したデータパルスに基づいて、半導体光増幅器(SOA)2の駆動電流が生成されるので、半導体光増幅器2がマスタークロック信号と同期して駆動される。これにより、半導体光増幅器2によるレーザ光の変調(オン・オフ)と、マスタークロック信号とを、同期させることができる。
さらにまた、スピンドルモータ20に駆動電流を供給するスピンドル回路18に、マスタークロック信号と同期した信号が送られるので、スピンドルモータ20による光記録媒体の回転駆動を、マスタークロック信号と同期させることができる。
上述の本実施の形態の記録装置200によれば、基準信号生成部15から、マスタークロック信号に同期した信号が、半導体レーザ1のゲイン部116に供給される。これにより、半導体レーザ1から出射されるレーザ光の光パルスと、マスタークロック信号とを同期させることが可能になる。
また、データ生成部16において、マスタークロック信号に基づいて記録データを載せてデータパルスが生成され、このデータパルスに基づいて、SOAドライブ回路17において、半導体光増幅器2の駆動電流の電流パルスが生成される。
そして、この駆動電流の電流パルスにより、半導体光増幅器2を駆動させるので、半導体光増幅器2がマスタークロック信号と同期してオン・オフ駆動され、マスタークロック信号と同期してレーザ光が変調される。
それぞれマスタークロック信号と同期しているので、レーザ光の光パルスと、レーザ光の変調とを、同期させることができる。
これにより、レーザ光の光パルスとレーザ光の変調とを同期させることができるので、非常に高いパルス光周波数を有するレーザ光であっても、レーザ光の光パルスとレーザ光の変調とを、容易に同期させることができる。
従って、記録装置において、高密度かつ高速な記録を、正確に実現することが可能となる。
さらに、それぞれマスタークロック信号と同期しているので、半導体光増幅器2によるレーザ光の変調と、光記録媒体21の回転とを同期させることができる。
これにより、ディスク状の光記録媒体21上の所望の位置に、適切な密度で情報の記録を行うことができるので、この点でも、高密度かつ高速な記録を、正確に実現することが可能となる。
<2.第2の実施の形態>
ところで、半導体レーザ1の発振パルスとデータパルスとの同期を取っても、半導体光増幅器2の駆動電流のパルスの立ち上がり点及び立ち下がり点においては、時間軸変動により出力光の振幅が不安定となることがある。
即ち、図5Aに示すデータパルスに基づいて作成された、図5Bに示す半導体光増幅器2の駆動電流のパルスにおいて、立ち上がり点及び立ち下がり点付近の遷移領域(斜線を付した部分)においては、電流量が大きく変化し、また電流量が不十分となっている。
これにより、図5Cに示す入力光から得られる出力光は、図5Dに示すように、半導体光増幅器2の駆動電流のパルスの立ち上がり点及び立ち下がり点付近の遷移領域に対応する部分(斜線を付した部分)の振幅が小さくなってしまう。
このような問題点を解決する構成の、記録装置の実施の形態を、次に示す。
本発明の記録装置の第2の実施の形態の概略構成図を、図6に示す。
図6に示す記録装置300は、データ生成部(記録信号生成部)16と、SOAドライブ回路17との間に、位相調整回路19を設けている。
この位相調整回路19では、データ生成部(記録信号生成部)16で生成したデータパルスの位相を調整してから、SOAドライブ回路17に供給する。
これにより、半導体光増幅器2の駆動電流のパルスの立ち上がり点及び立ち下がり点の出力光への影響を少なくする。
この位相調整回路19による位相調整を、図7A〜図7Dを参照して説明する。
図7Aに示すデータパルスを、位相調整回路19によって調整して、図7Bに示すように、パルス幅の一部の期間分、後ろにシフトさせる。好ましくは、図7Dに示す半導体光増幅器2に入力されるレーザ光の周期の半分程度シフトさせる。
これにより、図7Cに示すSOA駆動電流のパルスの立ち上がり点及び立ち下がり点付近(遷移領域)では、図7Dに示す半導体光増幅器2への入力光の強度が小さくなっている。
このため、図7Eに半導体光増幅器2からの出力光の波形を示すように、出力光は駆動パルスの立ち上がり点及び立ち下がり点の影響を受けず、出力光として良好な振幅の光パルスが得られる。
図6に示す記録装置300のその他の構成は、図1に示した第1の実施の形態の記録装置200と同様であるので、同一符号を付して、重複説明を省略する。
上述の本実施の形態の記録装置300によれば、第1の実施の形態の記録装置200と同様に、レーザ光の光パルスとレーザ光の変調とを同期させることができる。
これにより、非常に高いパルス光周波数を有するレーザ光であっても、レーザ光の光パルスとレーザ光の変調とを、容易に同期させることができる。
従って、記録装置において、高密度かつ高速な記録を、正確に実現することが可能となる。
また、第1の実施の形態の記録装置200と同様に、半導体光増幅器2によるレーザ光の変調と、光記録媒体21の回転とを同期させることができる。
これにより、ディスク状の光記録媒体21上の所望の位置に、適切な密度で情報の記録を行うことができるので、この点でも、高密度かつ高速な記録を、正確に実現することが可能となる。
さらに、本実施の形態の記録装置300によれば、データ生成部16と、SOAドライブ回路17との間に、データ生成部16で生成したデータパルスの位相を調整してからSOAドライブ回路17に供給する、位相調整回路19を設けている。
そして、位相調整回路19では、レーザ光の発光パルスと半導体光増幅器2の駆動パルスの立ち上がり及び立ち下がりの遷移領域との重なりを避けるように、記録信号の位相を調整する。これにより、変調後のレーザ光に対する、駆動パルスの遷移領域の影響をなくすことが可能になり、良好な振幅の光パルスが得られる。
<3.第3の実施の形態>
ところで、光記録媒体の転送レートを向上する方法として、光ピックアップを複数個設けて、光記録媒体に照射されるレーザビームを複数本にすることによって、データチャンネルを増やす方法がある。
例えば、光記録媒体の記録領域をいくつかのゾーンに分けて(ゾーニング)して、これらのゾーンを複数個の光ピックアップで分担させる。
光記録媒体21をゾーニングした場合を、図8に示す。
図8に示すように、光記録媒体21を、その中心からの半径の範囲によるドーナツ状の複数のゾーン21A,21B,21Cに分割して、各ゾーン21A,21B,21Cを2個の光ピックアップ31,32で分担させている。
この構成において、光記録媒体21の回転数を一定で行う場合に、線密度をどのゾーンでも同じ程度実現するには、記録密度を一定にするように、光記録媒体21の各ゾーンの内周と外周の各クロックを設定する必要がある。
一例として、マスタークロックの周波数が1713.60MHzであり、最小クロック密度を66nm/クロックとし、光記録媒体の回転数が3600rpmである場合の、各ゾーンの内周と外周の各クロックの設定例を、表1に示す。表1において、Rは中心からの半径、Zoneはゾーン番号、Vlは線速度、Clkはクロック周波数、Innerはゾーンの内周のクロック密度、Outerはゾーンの外周のクロック密度を示している。また、Ratioは、マスタークロックの周波数を、各ゾーンのクロック周波数で除した比を示している。
Figure 0005589671
表1のように、各ゾーンのクロックClkを設定すれば、各ゾーンの内周のクロック密度を66(nm/クロック)と一定にして、ゾーン内で最も記録密度が高くなる、内周の記録密度を一定にすることができる。
しかしながら、モードロックレーザを用いたMOPA光源の場合には、クロック周波数がモードロックレーザの共振器長で決まるため、表1に示した例のように、各ゾーンのクロック周波数を細かく最適化することは困難である。
そこで、この問題点を解決するために、各ゾーンのクロック周波数を整数比にして、同じマスタークロックから信号処理等により容易に生成できるようにする。
そして、各ゾーンのクロック周波数は、ゾーン内の記録密度が限界を超えない範囲で、クロック周波数が高めになるように、整数比を設定する。
このようにクロック周波数を設定した場合の設定例を、表2に示す。
Figure 0005589671
表2に示す例では、光記録媒体21の各ゾーンを整数化して、各ゾーンのクロック周波数を整数比にしている。即ち、整数比をn(10〜5の整数)として、クロック周波数=1713.6/nとしている。
このようにクロック周波数を整数比にすれば、同じマスタークロックから信号処理等により容易に生成させることが可能である。
表1と表2の各例について、ゾーンの内周及び外周におけるクロック及びクロック密度を比較して、図9に示す。図9において、破線が表1の場合を示しており、●印・○印・△印を付した折れ線が表2の場合を示している。
続いて、このような構成を実現する、記録装置の実施の形態を次に示す。
本発明の記録装置の第3の実施の形態の概略構成図を、図10に示す。
図10に示す記録装置400は、基準信号生成部15と、データ生成部(記録信号生成部)16との間に、ゾーン分周回路35を設けている。
ゾーン分周回路35では、基準信号生成部15で生成されたマスタークロック信号を用いて、マスタークロック信号の周波数と周波数が整数比の関係にある、光記録媒体21の各ゾーンのクロック信号を作製する。そして、ゾーン分周回路35で作製された、各ゾーンのクロック信号は、データ生成部(記録信号生成部)16に供給される。
このようにして作製された各ゾーンのクロック信号が、データパルスや半導体光増幅器(SOA)2の駆動電流に反映される。そして、半導体光増幅器2のオン・オフによって、各ゾーンのクロック信号に対応して、半導体レーザ1からのレーザ光が、光ピックアップ31に供給される。これにより、光記録媒体21の各ゾーンに対して、適切なクロックで情報の記録を行うことができる。
なお、図10では、1つの光ピックアップ31のみを示しているが、図8に示したように複数個の光ピックアップ31,32でゾーンを分担させることも可能である。
図10に示す記録装置400のその他の構成は、図6に示した第2の実施の形態の記録装置300と同様であるので、同一符号を付して、重複説明を省略する。
上述の本実施の形態の記録装置400によれば、第1及び第2の実施の形態の記録装置200,300と同様に、レーザ光の光パルスとレーザ光の変調とを同期させることができる。
これにより、非常に高いパルス光周波数を有するレーザ光であっても、レーザ光の光パルスとレーザ光の変調とを、容易に同期させることができる。
従って、記録装置において、高密度かつ高速な記録を、正確に実現することが可能となる。
また、第1及び第2の実施の形態の記録装置200,300と同様に、半導体光増幅器2によるレーザ光の変調と、光記録媒体21の回転とを同期させることができる。
これにより、ディスク状の光記録媒体21上の所望の位置に、適切な密度で情報の記録を行うことができるので、この点でも、高密度かつ高速な記録を、正確に実現することが可能となる。
また、第2の実施の形態の記録装置300と同様に、位相調整回路19では、レーザ光の発光パルスと半導体光増幅器2の駆動パルスの立ち上がり及び立ち下がりの遷移領域との重なりを避けるように、記録信号の位相を調整する。
これにより、変調後のレーザ光に対する、駆動パルスの遷移領域の影響をなくすことが可能になり、良好な振幅の光パルスが得られる。
さらに、本実施の形態の記録装置400によれば、基準信号生成部15とデータ生成部16との間に設けられたゾーン分周回路35において、マスタークロック信号の周波数と周波数が整数比の関係にある、光記録媒体21の各ゾーンのクロック信号を作製する。
これにより、各ゾーンのクロック信号を容易に作製することができ、モードロック発振型レーザを光源に使用しても、各ゾーンの記録密度をなるべく高く設定することと、一定の光記録媒体21の回転数下で各ゾーンの線密度を同程度とすることができる。
上述の第3の実施の形態では、位相調整回路19を含む第2の実施の形態の構成に、ゾーン分周回路35を設けた構成であったが、位相調整回路を含まない第1の実施の形態の構成に、ゾーン分周回路を設けた構成とすることも可能である。
上述の各実施の形態の記録装置では、使用する光記録媒体21がディスク状であり、スピンドルモータ20により光記録媒体21を回転させて、情報の記録を行う構成であったが、その他の構成の記録装置にも本発明を適用することができる。
例えば、カード状等の光記録媒体に対してレーザ光を走査させて、光記録媒体に情報を記録する構成も可能である。
本発明は、上述の実施の形態に限定されるものではなく、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。
1 半導体レーザ、2 半導体光増幅器(SOA)、3,6,9,10 レンズ、4 バンドパスフィルタ、5,8 ミラー、7 光アイソレータ、12 可変電圧源、13 コイル、14 コンデンサ、15 基準信号生成部、16 データ生成部(記録信号生成部)、17 SOAドライブ回路、18 スピンドル回路、19 位相調整回路、20 スピンドルモータ、21 光記録媒体、22 上部電極、23 下部電極、24 活性層、25 反射防止膜、26 電流源、31,32 光ピックアップ、35 ゾーン分周回路、116 ゲイン部、117 過飽和吸収体部、200,300,400 記録装置、210 モードロックレーザ部、220 光アイソレータ部、230 光増幅器部(SOA部)、240 ビーム整形部

Claims (4)

  1. バイアス電圧を印加する過飽和吸収体部と、ゲイン電流を注入するゲイン部と、レーザ光を出射する半導体レーザ、及び外部共振器を含むモードロックレーザ部と、
    前記モードロックレーザ部から出射されるレーザ光を増幅変調する光変調手段と、
    マスタークロック信号を生成すると共に、前記マスタークロック信号に同期した信号を前記半導体レーザのゲイン部に供給する、基準信号生成部と、
    前記マスタークロック信号と同期した前記光変調手段を駆動する駆動パルスを、前記レーザ光の発光パルスに基づき位相を調製し生成する駆動回路とを含む
    レーザ装置。
  2. 前記駆動回路は、前記レーザ光の発光パルスと前記駆動パルスの立ち上がり及び立ち下がりの遷移領域との重なりを避けるように、前記駆動パルスの位相を調整する、請求項1に記載のレーザ装置。
  3. バイアス電圧を印加する過飽和吸収体部と、ゲイン電流を注入するゲイン部と、レーザ光を出射する半導体レーザ、及び外部共振器を含むモードロックレーザ部からレーザ光を出射し、光変調手段で前記レーザ光を増幅変調するレーザ増幅変調方法において、
    マスタークロック信号を生成すると共に、前記マスタークロック信号に同期した信号を前記半導体レーザのゲイン部に供給し、
    前記マスタークロック信号と同期した前記光変調手段を駆動する駆動パルスを、前記レーザ光の発光パルスに基づき位相を調製し生成する
    レーザ増幅変調方法。
  4. 前記レーザ光の発光パルスと前記駆動パルスの立ち上がり及び立ち下がりの遷移領域との重なりを避けるように、前記駆動パルスの位相を調整する、請求項3に記載のレーザ増幅変調方法。
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