JPH01191341A - 光ヘッド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体レーザと光記録媒体との複合共振作
用を信号再生原理とした超小形、低価格の光ヘッドによ
る記録情報の再生信号の高品質化に関するものである。

（従来の技術〕 従来のこの種の光ヘッドと、その使用状態を第７図（ａ
）、（ｂ）に示す。

光ヘッド１は、第７図（ａ）に示すように、半導体レー
ザ２と光検出器３とがスライダ４に取付けられて構成さ
れ、第７図（ｂ）に示すように、光記録媒体７の半径方
向（矢印Ａ）へ高速移動できるアーム８上のばね９に取
付けられ、光記録媒体７に近接浮上し使用される。この
とき、光記録媒体７の走行速度で決まる空気流による動
圧力と、ばね９の負荷力が釣り合った位置で光ヘッド１
と光記録媒体７の間隔ｈ（以下、光ヘッド・媒体間隔と
いう）は一定値に保たれる。１０は、ばねに負荷力を与
えるための圧電素子、５は出射光、６は光出力である。

なお、Ｂは光記録媒体７の走行方向を示す。

半導体レーザ２からの出射光５が光記録媒体７で反射さ
れ、反射光が半導体レーザ２に帰還し、そのときの光出
力６を光記録媒体７と反対側に置かれた光検出器３で受
光して記憶情報を検出する。この信号検出では媒体反射
率が高い程レーザ発振しきい値は低下するので、媒体反
射率の高低により、第８図に示すような電流と光出力の
開、係（Ｉ−Ｐ特性）が得られる。そこで、低反射率部
７Ｌのしきい値を’ｔｈ’ｒ高反射率部７Ｈのしきい値
をＩ　ｔｈｈとし、駆動バイアス電流をＩｔｈ五　　＞
　　Ｉ　　＞　　Ｉ　　ｔｈｈ　　　　　　　　　　　
　　　　　　・・・・・・　　（１）に設定することに
より、光記録媒体７の低反射率部７して反射した半導体
レーザ２の自然放出光と、高反射率部７Ｈで反射した半
導体レーザ２の誘導放出光により光記録媒体７の記憶情
報の信号を読み出すことができる。

上記原理に基づく記憶情報再生信号検出例を第９図に示
す。この図で、ＧＮＤはグランド、ＰＨ１ｐＬは高光出
力、低光出力を示す。このような再生信号は光ヘッド・
媒体間隔りにより第１０図のように変化する。第１０図
（ａ）の部分拡大図を第１０図（ｂ）に示す。この図か
られかるように、媒体側の出力端面（反射率Ｒ２）と光
記録媒体７の媒体面（反射率Ｒ３）との反射光の干渉に
よりピッチλ／２で光出力が変動する。このため、特願
昭６２−４１５０９号に示された従来の光ヘッドの信号
検出においては、光ヘッド・媒体間隔りを第　（２）式
で示す離散値に設定することにより信号出力が大きい状
態で使用していた。

ｈ〜λＮ　／　２　ｎ　　　　　　　　　・・・・−（
２）ただし、λは発振波長、Ｎは正の整数、ｎは光ヘッ
ド・媒体間の屈折率である。

（発明が解決しようとする課題） ところで、光記録媒体７が回転時間一定の光ディスクで
は、光ディスクの半径位置により光記録媒体７の走行速
度が異なるので光ヘッド・媒体間隔りが変化する。この
ため、従来の光ヘッド１では記憶情報再生時にばね９に
加える負荷を圧電素子１０により制御し、光ヘッド・媒
体間隔りを常に一定値に保持しなければならないという
問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになさ
れたもので、光ヘッド・媒体間隔りがピッチλ／２ごと
に生ずる光出力変動を抑圧して記憶情報の再生信号品質
の高い光ヘッドを提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明にかかる光ヘッドは、光記録媒体側の半導体レ
ーザの出力端面の反射率を５％以下としたものである。

〔作用） この発明においては、半導体レーザの媒体側出力端面の
反射光と、光記録媒体での反射光の干渉度が激減し、光
ヘッド・媒体間隔λ／２ごとに生ずる光出力変動が抑圧
される。

〔実施例〕

第１図はこの発明の光ヘッド１の第１の実施例である。

１１は反射防止膜となる誘電体膜で、半導体レーザ２の
光記録媒体７側の出力端面１３に付与されている。１２
は前記半導体レーザ２の光検出器３側の出力端面、１４
は電流狭窄部、１５は反射光を示す。ここで、光検出器
３側の半導体レーザ２の出力端面１２の反射率をＲ１，
同じく光記録媒体７側の出力端面１３の反射率をＲ２，
光記録媒体７の反射率をＲ３とする。また、出力端面１
３は後述するようにして反射率Ｒ２が設定される。

第３図は光記録媒体７側の半導体レーザ２の出力端面１
３に誘電体膜１１を付与した場合の反射率Ｒ２の計算値
である。。第３図（ａ）は光ヘッド１と光記録媒体７間
の屈折率をＮＯ＝１．０．電流狭窄部１４の屈折率をＮ
２　＝３．６．波長をλ＝８３０ｎｍとした場合の誘電
体膜１１の屈折率Ｎ１をパラメータとした計算結果であ
る。いずれの場合も膜厚λ／４Ｎ、で極小値を有する。

第３図（ｂ）は膜厚がλ／４Ｎ、の場合のＮｌによる反
射率Ｒ２の計算値で、反射率Ｒ２を極小にするためには
Ｎ、に最適値が存在することがわかる。

最適屈折率Ｎｌを実現するため、例えば誘電体膜１１と
して（Ｓｉｓ　Ｎ４　）Ｘ　　（Ｓｉ０２）ｔ−ｘ膜を
イオンビームスパッタにより作成する。

第４図（ａ）は酸素分圧比と屈折率の関係であり、Ｓｉ
ターゲットおよび酸素−チッソ混合ガスを用い、（Ｓｉ
ｓ　Ｎ４　）Ｘ　　（Ｓｉ０２）＋−８膜を成長させた
。この手法で再現性よく屈折率を変えることが可能なこ
とがわかる。第４図（ｂ）は膜厚がλ／４Ｎ、の誘電体
膜１１を付与した場合の出力端面１３の反射率Ｒ２と屈
折率の実験結果である。第３図（ｂ）の理論値通りの結
果が得られていることがわかる。

第５図（ａ）、（ｂ）はこの発明にかかわる光ヘッド１
の光出力変動抑圧効果を示す図である。

第３図を用いて説明した誘電体膜付の半導体レーザ２を
使用した光ヘッド１の光出力の光ヘッド・媒体間隔依存
性は、第５図（ａ）のＡ　（Ｒ２＝０．０２）となり、
誘電体膜１１のない半導体レーザ２を使用した光ヘッド
１の場合のＢ（Ｒ２＝０．３２）に比べ、記憶情報再生
信号め振幅変動に相当する光出力変動が低減しているこ
とが明らかである。光出力変調度Ｍを極大値ＰＩ＋極小
値Ｐ２を用い、同図のようにＭ＝　（ｐ＋　−Ｐ２　）
／（ｐ、＋Ｐ２）で定義する。第５図（ｂ）はこの光出
力変調度Ｍの出力端面１３の反射率Ｒ２依存性である（
光ヘッド・媒体間隔りは約１μｍ）。

反射率Ｒ２の減少とともに光出力変調度Ｍは減少するが
、Ｒ２＜０．０５で特に減少が著しいことがわかる。す
なわちレーザ出力端面反射率が５％以下で光出力変動抑
圧効果が顕著であると言える。

第６図（ａ）はこの発明にかかわる光ヘッド１に使用し
た光出力変動抑圧効果のある半導体レーザ２の光スペク
トラム幅（半値全幅）測定結果である。反射率Ｒ２の減
少とともに光スペクトラム幅は増大するが、Ｒ２＜０．
０５で特に増大が著しいことがわかる。すなわちレーザ
出力端面反射率が５％以下で光スペクトラム幅が広がり
（マルチモード化）、干渉効果の低減が顕著であると言
える。

第６図（ｂ）は、第６図（ａ）におけるＩ／Ｉｔｈ＝１
．０　（■ｔｈはしきい値電流）の曲線の点Ｑのスペク
トラム幅Δλの求め方の一例を示す図である。

以上の実験事実が示すように、出力端面１３の反射率Ｒ
２が５％以下の半導体レーザ２を使用した光ヘッド１で
は、光記録媒体７から半導体レーザ２への反射光（帰還
光）１５と出力端面１３の出射光５との干渉が少ないた
め、半導体レーザ２と光記録媒体７との間隔の変化に起
因する出力変動を抑圧し、ＳＮ比の高い再生信号を有す
る光ヘッドを提供できる。

第２図はこの発明の他の実施例を示すもので、半導体レ
ーザ２と光検出器３が半導体ウェハ上に分離溝１６を介
して一体に形成された光ヘッド１である。作用は第１図
のものと同じであるので説明は省略する。

（発明の効果） 以上説明したように、この発明による光ヘッドは、光記
録媒体側の半導体レーザの出力端面の反射率を５％以下
としたので、半導体レーザと光記録媒体との間隔の変化
に起因する光出力の変動を大幅に抑圧できる。したがっ
て、従来圧電素子により行っていた光ヘッド・媒体間隔
を一定にするための負荷制御が不要になり、簡便な構造
で再生信号品質の高い光記録再生装置を提供できる利点
がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の構成と動作を説明する図
、第２図はこの発明の他の実施例を示す図、第３図は、
第１図の実施例における反射率Ｒ２の計算値を示す図、
第４図（ａ）はイオンビームスパッタ法による酸素分圧
比と誘電体膜の屈折率の実験結果を示す図、第４図（ｂ
）は膜厚λ／４Ｎ、の反射防止膜を付与した場合の半導
体レーザ出力端面反射率Ｒ２と屈折率の実験結果を示す
図、第５図（ａ）、（ｂ）はこの発明にかかわる光ヘッ
ドの光出力変動抑圧効果を示す図、第６図（ａ）、（ｂ
）はこの発明にかかわる光ヘッドに使用した光出力変動
抑圧効果を有する半導体レーザの光スペクトラム幅（半
値全幅）測定結果を示す図と、スペクトラム幅の求め方
の一例を示す図、第７図（ａ）、（ｂ）は従来のこの種
の光ヘッドの一例とその使用状態図、第８図はこの種の
光ヘッドに使用される半導体レーザの電流と光出力の関
係を示す図、第９図は記憶情報再生信号の一例を示す波
形図、第１０図は従来のこの種の光ヘッドにおける光出
力と光ヘッド・媒体間隔の関係を示す図である。 図中、１は光ヘッド、２は半導体レーザ、３は光検出器
、４はスライダ、５は出射光、６は光出力、７は光記録
媒体、１０は圧電素子、１１は語学体膜、１２．１３は
出力端面である。 第１図 第２図 第３図 厚さＳ　（ｎｍ）− 屈折率（Ｎ＋）　− 第４図 酸素分圧　− 屈折率　− −ポ　五　さ 区　　　　　　　　−嘱…々 にてへ−１−Ｉハく蓼（吐隼佃東名− 第７図 第８図 第９図 （ａ） １０図 （ｂ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 半導体レーザの一方の出力端面に光記録媒体を、他方の
   出力端面に光検出器を配置し、前記光記録媒体の反射光
   を前記半導体レーザに帰還し、この半導体レーザの光出
   力変化を情報検出に利用する光ヘッドにおいて、前記光
   記録媒体側の前記半導体レーザの出力端面の反射率を５
   ％以下としたことを特徴とする光ヘッド。