JPH01232543A - 光学式情報記録再生装置 - 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〕 本発明は、直流電流を供給することにより周期的なパル
ス光を発振する半導体レーザ（所謂パルセーション形レ
ーザ）を光源として備えた光学式情報記録再生装置に係
シ、特に該半導体レーザの発振するレーザ光に含まれる
雑音の低減を可能にするための要件を備えたかかる光学
式情報記録再生装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、光学式情報記録再生装置に備えたレーザ光源から
発するレーザ光に含まれる雑音を低減するために特開昭
５９−２１０５４１号公報に記載のように５００〜１０
００ＭＨｚの高周波電流により半導体レーザを駆動する
技術が知られていた。

この場合は、駆動電流である高周波電流の周波数と半導
体レーザ発光点から光学式情報記録媒体（以下、光ディ
スクと云うこともある）へ至る光学的距離との間に適当
な関係を選択してもたせることによりレーザ光の雑音が
低減することが知られている。

〔発明が解決しようとする課題〕

一方、直流電流を供給することによシパルス光を発振す
るパルセーション形の半導体レーザにおいてはパルス光
の繰り返し周波数と上記した光学的距離との間にどのよ
うな関係をもたせたらパルス光に含まれる雑音が低減す
るか、についてはこれまで明らかにされていない。

本発明の目的は、パルセーション形半導体レーザを光源
として備えた光学式情報記録再生装置において、前記半
導体レーザの発するレーザ光に含まれる雑音を低減する
ためには、該半導体レーザの発するパルス光の繰り返し
周波数と半導体レーザ発光点から光ディスクの情報記録
面に至る光学的距離との間にどのような関係をもたせた
ら良いかを明らかにして、かかる要件を具備させた光学
式情報記録再生装置を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記した目的は、パルセーション形半導体レーザのレー
ザ発光点において、発生したパルス光の立上〕時に戻υ
光が存在しないようにパルス光の繰り返し周波数と光学
的距離との間の関係を選択すれば、発生したパルス光に
含まれる雑音の低減が可能となり、達せられる。

〔作用〕

パルセーション形半導体レーザから発生したパルス光の
立上）時に戻シ光が存在しないと、戻シ光量そのものが
増加しても、発生した前記パルス光に含まれる雑音は増
大しない。それによってパルセーション形半導体レーザ
を戻り光量の多い光学式情報記録再生装置に用いても雑
音が増大しないことから良好な再生信号が得られる。

〔実施例〕

以下本発明の詳細を図に示す実施例により説明する。第
１図は本発明の一実施例としての光学式情報記録再生装
置を示す構成図である。同図において、パルセーション
形半導体レーザ１を出射したレーザ光２は回折格子３を
透過してハーフミラ−４でその一部が反射してコリメー
タレンズ５に入射し、平行な光束に変換された後対物し
ンズ乙により光ディスク７の情報記録面７ａ上に集光さ
れる。情報記録面７ａで反射されたレーザ光は対物レン
ズ６、コリメータレンズ５を透過してハーフミラ−４に
入射する。このハーフはチー４に入射したレーザ光の一
部はハーフミラ−４を透過して凹レンズ８を透過して光
検出器９上に集光される。一方ハーフミラー４に入射し
たレーザ光の他の一部はハーフミラ−４で反射して回折
格子３を透過してその一部が半導体レーザ１の発光部に
戻シ光となって入射する。ここで半導体レーザ１の出射
するレーザ光の全光量に対して、ディスク７により反射
してさらにハーフミラ−４により反射して半導体レーザ
１の発光点に入射する光量の割合を戻シ光量比と定義す
る。

以上の構成において光検出器９から非点収差方式による
フォーカシング誤差信号、マルチスポット方式によるト
ラッキング誤差信号、および光ディスク７に記録されて
いる情報信号等が実際には検出されるが、本発明の本質
とは関係ないためにこれらの説明は省略する。なお本発
明では、半導体レーザ１のレーザ発光点において、発生
したパルス光の立上り時に、戻シ光が存在しないように
パルス光の繰り返し周波数と光学的距離（１→３→４→
５→６→７ａ→６→５→４→３→１）との間の関係を定
めている。このようければ、発生したパルス光に雑音が
含まれなくなる理由を以下、順次説明する。

次に先ず第２図により、パルセーション形半導体レーザ
において戻シ光の存在によシその出射するレーザ光に雑
音が発生することを説明する。

第２図はパルセーション形半導体レーザ１において、そ
のレーザ発光点上におけるレーザ出射光パルスの位相と
戻９光パルスの位相を模式的に示した図である。同図（
イ）は、横軸に時間を、縦軸に光強度をとって半導体レ
ーザ１から出射するパルス光Ｐ　１　＋　Ｐ２　＋　Ｐ
３の位相を模式的に示している。各パルスＰｊ　＋　Ｐ
２　ｐ　Ｐ５とも、その立上シ時点をＲ１立ち下シ時点
をＦで示した。第２図（イ）から、半導体レーザの出射
するパルス光Ｐ１　。

Ｐ２＋Ｐ５・・・・・・の繰り返し周波数をｆとすると
１／ｆの時間ごとに１／２ｆのパルス幅をもつパルス光
が出射していることが分かるであろう。

一方、第１図を参照してすでに説明したように、半導体
レーザ１を出射したレーザ光の一部は光ディスク７の情
報記録面７ａで反射して半導体レーザ１の発光点上に戻
る。この戻り光の位相を第２図（ロ）以下に示している
。ここで光速をＣ２半導体レーザ１の発光点から光ディ
スク７の情報記録面７ａまでの光学的距離をＬとすると
、戻シ光パルスの位相は出射光パルスの位相に対して（
２Ｌ／Ｃ）時間遅れる。第２図（ロ）には、この戻り光
のパルスＢｌ　ｔ　Ｂ２．Ｂ３の位相を示した。（イ）
と比較すれば明らかなように、戻シ光パルスＢ１の位相
は出射光パルスＰ１に比して位相が（２Ｌ／Ｃ）だけ遅
れていることが認められるであろう。但しく口）は、光
学的距離りとパルス光の繰り返し周波数ｆとの間に（２
Ｌ／Ｃ）＜（１／２ｆ）の関係がある場合を示している
。

同様に（ハ）は、（２Ｌ／ｃ）−（１／２ｆ）の関係が
おる場合、（ニ）は（１／２　ｆ　）＜（２Ｌ／Ｃ）（
１／ｆの関係がある場合、（ホ）は（２Ｌ／Ｃ）−１／
ｆの関係がある場合、（へ）はある場合、のそれぞれ戻
シ光の位相を示している。

ところでパルセーション形半導体レーサニおいては、そ
の出射光パルスの立上シ時（第２図（イ）のパルスＰ２
のＲ時点）に戻シ光が存在する時のみレーザ出射光に大
きな雑音が発生する。第２図（ハ）　、　（ニ）　、　
（ホ）においては、それぞれ出射光パルスＰ２の立上シ
時Ｒに戻シ光が存在するので、レーザ出射光に大きな雑
音が発生するが、（ロ）、（へ）においては戻り光が存
在しないので雑音は発生しない。

これはパルス光の繰り返し周波数ｆと光学的距離りとの
関係を適当に選択することにょυレーザ出射光に含まれ
る雑音の発生を防止できることを示している。

以上によシレーザ出射光に含まれる雑音を防止するため
にはパルス光の繰り返し周波数ｆと光学的距離りとの関
係が下記の式を満足するようにすれば良いことが分かる
。

ここでｎは０または自然数 この不等式は次のように変形することができる第３図は
パルセーション形半導体レーザにおいて、パルス光の繰
り返し周波数（パルセーション８波数）ｆに対するレー
ザ光の相対雑音強度の測定結果を示したグラフである。

測定は光学的距離りを６０（ｍｍ）とし、前述の戻り光
量比はＱ、０１％。

Ｑ、５％及び４％のときについて行なった。相対雑音強
度は良好な再生信号を得るためには１ｏ−１３（Ｈｚ−
’　）以下が望ましいものとする。

第３図よυ戻シ光量比が非常に小さく、０．０１％程度
であればパルセーション周波数ｆが光学的距離りに対し
てどのような関係にちろうとも、相対雑音強度は低いこ
とが判る。戻）光量比が大きく、４％程度ともなると、
パルセーション８波数ｆと光学的距離りとの間に、上記
（２）式の関係が成立するとき、相対雑音強度が低下す
ることを第３図のグラフは示している。

なお第３図より明らかなように、前記（２）式において
、ｎ−１としたときのパルセーション周波数ｆの範囲は
狭いために、前記（２）式においてｎ＝０としたときに
得られる周波数範囲、すなわち第５図において約Ｉ　Ｇ
Ｈｚ以下にわたる範囲を用いた方が周波数範囲が広く実
用上は有利である。

第４図は本発明の第２の実施例としての光学式情報記録
再生装置を示す構成図である。第１図におけるのと同一
の部品には同一の番号を付しである。半導体レーザ１を
出射したレーザ光２はコリメータレンズ５によシ平行な
光束に変換され、偏光ビームスプリッタ１０１４分の１
波長板１１を透過して対物レンズ６にょシ光ディスク７
の情報記録面Ｚａ上に集光される。光ディスク７からの
反射光は対物レンズ６．４分の１波長板１１を透過して
偏光ビームスプリッタ１ｏで反射して検出レンズ１２に
より光検出器９上に集光される。

上記の構成において光ディスク７に複屈折が存在した場
合、４分の１ｖ長板１１０位相差が９０’でない場合、
４分の１波長板１１の結晶軸とレーザ光２の偏光方向と
のなす角度が４５°でない場合には光ディスク７からの
反射光の一部は偏光ビームスプリッタ１０を透過して半
導体レーザ１の発光点に戻る。この場合に、パルセーシ
ョン形半導体レーザ１の発光点において、発生したパル
ス光の立上り時に、戻り光が存在しないように、つまり
前記（２）式の関係を満たすように、レーザ１からの出
射パルス光の繰り返し周波数（パルセーション周波数）
ｆと光学的距離Ｌ（１→５→１０→１１→６→７ａ→６
→１１→１０→５→１）の関係を定めれば、出射パルス
光に含まれる雑音を低減できるわけである。

次に第４図に用いる半導体レーザ１の特性を第５図によ
り説明する。第５図（ａ）はレーザ駆動電流に対するレ
ーザ光出力の特性図である。光ディスク７に記録された
信号を再生（Ｒｅａｄ）する場合はレーザ駆動電流とし
て直流電流ＩＲを流すことにより再生レーザ光出力ＰＲ
が得られる。また光ディスク７に信号を記録（Ｗｒｉｔ
ｅ）する場合は、第５図（ｂ）に示すような四−レベル
ＩｗＬとハイレペルエ□を繰り返す矩形波の電流を流す
ことによυ、第５図（ｃ）に示すようなローレベルＰ　
とハイレベルＰＷＨを繰υ返す矩形波のＬ レーザ光出力が得られるのでこれを用いて記録する。

ここでレーザ光の相対雑音強度は信号を記録するときよ
りも記録された信号を再生するときの方が十分小さいこ
とが要求される。そこで半導体レーザ１は第５図（ａ）
の点線で示す約８ｍＷ以下の範囲においてはパルセーシ
ョン発振を行なうが、それ以上のレーザ光出力において
は通常のシングル縦モード発振となるような特性のもの
を用いている。

第５図においては再生時のレーザ光出力ＰＲにオケルパ
ルセーション周波数ｆと、半導体レーザ１の発光点から
光ディスク７の情報記録面７ａｔでの光学的距離りとは
前記した（２）式の関係にあるためにレーザ光の相対雑
音強度は十分に低下する。また半導体レーザ１の特性は
第５図に示したそれに限るものではなく、少なくとも信
号を再生する場合のレーザ光出力においてはパルセージ
コン発振し、そのときパルセーション周波数ｆと光学的
距離りとが前記（２）式の関係にあれば良い。

〔発明の効果〕

本発明によれば、パルセーションタイプの半導体レーザ
を光源とする光学式情報記録再生装置において、パルセ
ーション周波数と半導体レーザの発光面から光ディスク
の情報記録面までの光学的距離との関係を前記した（２
）式に示した関係とすることによシ、出射レーザ光に含
まれる雑音を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての光学式情報記録再生
装置を示す構成図、第２図は半導体レーザ発光点上にお
けるその出射光パルスと戻シ光パルスの位相関係を示す
タイミング図、第３図はパルセーション周波数に対する
レーザ光の相対雑音強度の測定結果を示したグラフ、第
４図は本発明による光学式情報記録再生装置の他の実施
例を示す構成図、第５図は第４図の構成において用いる
半導体レーザの特性図、でおる。 符号の説明 １・・・・−・半導体レーザ、４・・・・・・ハーフミ
ラ−１７・・・・・・光学式情報記録媒体、９・・・・
・・光検出器代理人　弁理士　並　木　昭　夫 第１図 第３図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、直流電流を供給することにより周期的なパルス光を
   発振する半導体レーザを光源として備えた光学式情報記
   録再生装置において、前記半導体レーザが発振すること
   により出力するパルス光の繰り返し周波数ｆを次式によ
   り規定する値とすることを特徴とする光学式情報記録再
   生装置。 ｎ×Ｃ／（２Ｌ）＜ｆ＜（ｎ＋１／２）×Ｃ／（２Ｌ）
   ただし ｎ：０または自然数 ｆ：半導体レーザが発振することにより出力するパルス
   光の繰り返し周波数 Ｃ：空気中における光速 Ｌ：半導体レーザの発光点から光学式情報記録媒体の記
   録面までの光学的距離