JPH01282752A - 光ピツクアツプ - 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】 技術分野 本発明は、光ディスク、光カード等の光情報記録媒体に
対する光ピツクアップに関する。

従来技術 従来、この種の光ピツクアップとしては、第６図に示す
ように構成したものがある。即ち、情報に応じて凹凸１
が記録形成された光記録媒体（光ディスク）２に対し、
活性層３を備えた半導体レーザ４と集光レンズ５とを設
け、半導体レーザ４の背面側に光検出器６を設けてなる
。

このような構成により、まず、半導体レーザ４からの出
射光は集光レンズ５により光記録媒体２上に集光さ゛れ
る。この光記録媒体５からの戻り光は再び集光レンズ５
により半導体レーザ４の出射端面上に集光され、この半
導体レーザ４と結合する。ここに、光記録媒体２上の凹
凸１の凹部と凸部とでは回折光強度が変化し、半導体レ
ーザ４への戻り光の光量も変化する。この場合、戻り光
量が多いと半導体レーザ４の光出力が増加し、逆に、戻
り光量が少ないと半導体レーザ４の光出力が減少する。

このような半導体レーザ４の光出力の強弱変化を光検出
器６により検知し、記録情報を読取るものである。

しかし、半導体レーザ４と光記録媒体２との間に集光レ
ンズ５を配置しているため、レンズ支持機構を必要とし
、かつ、その相対位置の調整も必要となる。このため、
経時変化が生じたり、信頼性が低下しやすいものでもあ
る。また、このようにレンズ支持手段を必要とすること
から、光ピツクアップ全体の重量が増し、アクセスタイ
ムが遅くなりやすい。さらには、半導体レーザ４・光記
録媒体２間に集光レンズ５が存在するため、半導体レー
ザ４〜集光レンズ５〜光記録媒体２の距離が長めとなり
、これらを高精度の位置関係で保持することは難しい。

よって、位相変化等によるノイズを生じやすく、Ｓ／Ｎ
比が低下しやすいものである。

目的 本発明は、このような点に鑑みなされたもので、簡易・
軽量・小型の構成にして高速アクセス動作が可能な光ピ
ツクアップを得ることを目的とする。

構成 本発明は、上記目的を達成するため、半導体レーザを光
記録媒体に対し微小間隔を介して近接配置させて複合共
振器レーザを構成し、かつ、半導体レーザに対し光記録
媒体とは反対側に配設されて光記録媒体からの戻り光の
位相変化より生ずる半導体レーザの出力変化を検出する
光検出器を設けたことを特徴とする。

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第３図に基づい
て説明する。

まず、光記録媒体１１に近接対向させて半導体レーザＩ
２が設けられている。この半導体レーザ１２は各種タイ
プのもの（例えば、面発光タイプのもの）を用い得るが
、ここでは通常のスラブ形導波路を共振器としたもので
ある。この半導体レーザ１２は活性層１３部分からレー
ザ光を光記録媒体１１に向けて射出するものである。こ
こに、活性層１３に平行な横方向の光の閉じ込めは、な
るべくよいほうが望ましい。

また、前記光記録媒体１１表面には信号情報に応じて凹
凸１４が書込み形成されており、このような凹凸１４に
より半導体レーザ１２の端面と光記録媒体１１との距離
がわずかに変化することになる。ここに、光記録媒体１
１の記録層材料としては低融点の合金（例えば、Ｇｅ−
８ｅ等）や有機物を基板上に塗布した後、ピンホールを
形成したもの等が考えられる。

さらに、前記半導体レーザ１２の背面（光記録媒体１１
とは反対側）には、光検出器１５が設けられている。

このような構成において、凹凸１４に応じた光情報の検
出は、次のように行われる。まず、半導体レーザ１２に
一定電流を流して発振状態とし、かつ、光記録媒体１１
を第１図に矢印Ａで示す方向に移動させる。この時、半
導体レーザ１２は光記録媒体１１からの戻り光の影響に
より、半導体レーザ１２と、光記録媒体１１・半導体レ
ーザ１２間の微小間隔（空隙）とにより、複合共振器レ
ーザ１６が構成される。この場合、詳細は後述するが、
半導体レーザ１２の光出力は微小間隔の長さが変化する
ことにより大きく変化する。このような出力変動は微小
間隔の長さがλ／２周期で変化することに対応する。こ
のため、λ／４以下の距離の変化（即ち、π以下の位相
差）を戻り光に与えた場合、半導体レーザ１２の光出力
の変動が位相差の変化に対応する。よって、光記録媒体
１１の凹凸１４の山の高さがλ／４以下であれば、光記
録媒体１１を矢印方向に移動させることにより、凹凸１
４に応じて半導体レーザ１２の光出力が変動する。そこ
で、このような半導体レーザ１２の光出力の変動を光検
出器１５により検出することで、光情報が読取られる。

ここで、複合共振器レーザ１３を構成する半導体レーザ
１２の動作について第２図により説明する。まず、半導
体レーザ１２の共振器長をＬｌ　、半導体レーザ端面の
内部から見た反射率をＲＬ、閾値電流をＩＴ＋（、注入
電流を工、レーザ光の空気中での伝搬定数をＫ、元肥Ｒ
媒体１１・半導体レーザ１２間の微小間隔をＬ２、戻り
光の半導体レーザ端面への結合効率をη、光記録媒体１
１の反射率をＲＦとする。この時、半導体レーザ１２と
光記録媒体１１との間の間隔Ｌ２が、レーザ光のコヒー
レンス長よりも充分短い場合、反射戻り光の周波数は、
レーザ共振器内の光の周波数と等しく、かつ、位相が２
ＫＬ２だけ遅れたものとみなすことができる。この時の
半導体レーザ１２の利得の飽和効果を考慮し、定常状態
の半導体レーザの共振器内部の電界の振幅１Ｅｎｌ　　
は、戻り光のない場合の共振器内部の電界の振幅ＩＥ。

１　に対して、近似的に次式の如く表すことができる。

上式は、半導体レーザ１２の発振波長をλとすると、戻
り光の位相変化によりレーザ光強度が、位相変化量２π
を周期として余弦関数的に変動することを示している。

このため、間隔Ｌ８　を変化させた場合、第３図に示す
ように周期λ／２で光強度ＩＥＱビが変動することにな
る。さらに、この変動量を大きくするには、半導体レー
ザ１２の内部端面反射率ＲＬを小さくし、結合効率ηを
大きくし、光記録媒体１１の反射率ＲＦを大きくし、注
入電流■を閾値電流ＩＴＨより大きい範囲でなるべく小
さくすればよいことが、上式から判る。勿論、これらの
条件中の１つだけを実行しても光出力の変動量を増大さ
せ得る。このような現象を利。

用し、位相変化による半導体レーザ２の光出力の変化を
光検出器１５で検出することにより、信号の読取りが可
能となる。

例えば、゛第１図において、光記録媒体１１と半導体レ
ーザ１２との間の間隔が近い時（凸部）に半導体レーザ
１２の動作点を第３図中の点Ｂに設定し、遠い時（凹Ｓ
）の動作点を点Ｃに設定する。

そして、光検出器１５の出力値に閾値を設定し、第３図
に示す閾値ＴＨの光出力より光強度が強い時に信号“１
”、弱い時に信号“０”となるように、光検出器１５に
対する信号処理電気回路を構成することにより、半導体
レーザ１２と光記録媒体１１との間隔が最大値で±λ／
８程度変動しても、１”、”Ｏ″の信号検知が可能とな
る。もつとも、半導体レーザ１２の出射端面と光記録媒
体１１との間の間隔はできるだけ一定に保たれることが
望ましい。

ところで、半導体レーザ１２・光記録媒体１１間の間隔
は、あまり大きくなると、回折によりレーザビームが広
がってしまう。そこで、光記録媒体１１からの戻り光の
半導体レーザ端面への結合効率ηをできるだけ大きくす
るためには、微小間隔Ｌ２　ができるだけ短いほうがよ
い。一方、移動する光記録媒体１１と半導体レーザ１２
との接触も避ける必要がある。よって、光記録媒体１１
や半導体レーザ１２の支持方法にもよるが、両者が接触
しないように保持できる範囲で、できるだけ間隔を短く
するのがよい。

例えば、半導体レーザ１２を空気浮上スライダ上に保持
させるようにすれば、浮上量を高精度に調整でき、±０
．１μｍ程度の変動量にて両者間の間隔Ｌ８　を維持で
きる。第４図はこの空気浮上型の変形例を示すもので、
空気浮上スライダ１７の側面に半導体レーザ１２と光検
出器１５とを搭載固定してなる。ここに、空気浮上スラ
イダ１７は光記録媒体１１の回転等による移動に伴い、
空気浮上するものである。また、この空気浮上スライダ
１７は半導体レーザ１２に対するヒートシンクの役割を
も兼用することになる。

勿論、このような空気浮上型に限らず、アクチュエータ
等の支持機構を用いて両者間の微小間隔を一定に維持さ
せてもよい。

第６図は、半導体レーザ１２の出射側端面にピンホール
１８を装荷した変形例を示す。即ち、第１図の場合、光
情報記録媒体１１の記録ビットを半導体レーザ１２の出
射ビーム径程度以下には小さくできないが、この変形例
によればピンホール１８によって出射ビーム径以下に小
さい記録ビットとすることができ、記録密度の増大が可
能となる。

この場合、ピンホール１８の形状は、円形、矩形、その
他のビーム径より小さい範囲で任意に設定できるため、
記録に適した形状を選択すればよい。この場合も、光記
録媒体１１と半導体レーザ１２（ピンホール１８）との
間の間隔も、回折によるビームの広がりを避けるため、
波長の数倍以下程度に近い状態に抑える必要がある。

ところで、光記録媒体１１がライト・ワンス型（追記型
）の場合、第１図又は第５図に示す構成において、半導
体レーザ１２を信号読取り時の出力よりも大きい光出力
状態で、情報信号に応じてオン／オフ変調制御すること
により、光記録媒体１１の記録層材料を蒸発させたり、
表面形状を変化させることにより、凹凸状の記録ビット
を書込み形成し、記録できる。この記録ビットの形状は
、円形、楕円形、その他、適宜の形とすればよい。

効果 本発明は、上述したように半導体レーザと半導体レーザ
・光記録媒体間の微小間隔とにより複合共振器レーザを
構成し、光記録媒体からの戻り光の位相変化により生ず
る半導体レーザの光出力変化を光検出器により検出する
ようにしたので、半導体レーザと光記録媒体との間に集
光レンズ等の光学部品を介在させる必要がなくなり、光
ピツクアップとしてその構成を簡易・小型・軽量化し、
高速アクセスも可能と外り、かつ、レンズ支持機構等も
不要となり、調整個所が減少して信頼性も向上するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す概略正面図、第２図は
半導体レーザの動作を拡大して示す概略正面図、第３図
は距離−光強度の特性図、第４図は変形例を示す概略正
面図、第５図は異なる変形例を示す概略正面図、第６図
は従来例を示す概略正面図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　半導体レーザを光記録媒体に対し微小間隔を介して近
   接配置させて複合共振器レーザを構成し、前記半導体レ
   ーザに対し前記光記録媒体とは反対側に配設され前記光
   記録媒体からの戻り光の位相変化より生ずる前記半導体
   レーザの出力変化を検出する光検出器を設けたことを特
   徴とする光ピックアップ。