JPH02285690A - 半導体レーザと光ディスク装置 - Google Patents
半導体レーザと光ディスク装置Info
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- JPH02285690A JPH02285690A JP1108002A JP10800289A JPH02285690A JP H02285690 A JPH02285690 A JP H02285690A JP 1108002 A JP1108002 A JP 1108002A JP 10800289 A JP10800289 A JP 10800289A JP H02285690 A JPH02285690 A JP H02285690A
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- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 40
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 39
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 abstract 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 4
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
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- Optical Head (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
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。
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、複数の波長で発振可能な半導体レーザと、そ
れを光源に用いた光ディスク装置に関する。
れを光源に用いた光ディスク装置に関する。
複数の量子井戸層を活性層とする半導体レーザが知られ
ている。量子井戸層内では層厚が１００Å以下と薄いた
め層厚方向のエネルギー準位が量子化されて高い状態密
度が実現されることから、低い閾値電流値と高い特性温
度が得られる特徴がある。これまでに報告された多重量
子井戸半導体レーザは、量子井戸層の厚さが互いに同じ
であり、発振は特定のほぼ単一な波長で起こるものであ
った。
ている。量子井戸層内では層厚が１００Å以下と薄いた
め層厚方向のエネルギー準位が量子化されて高い状態密
度が実現されることから、低い閾値電流値と高い特性温
度が得られる特徴がある。これまでに報告された多重量
子井戸半導体レーザは、量子井戸層の厚さが互いに同じ
であり、発振は特定のほぼ単一な波長で起こるものであ
った。
一方、半導体レーザな光源とする光ディスク装置の一種
として、次のような小型光装置がインターナショナル・
シンポジウム・オン・オプティカル・メモリ１９８７．
テクニカル・ダイジェスト１７９頁に報告されている。
として、次のような小型光装置がインターナショナル・
シンポジウム・オン・オプティカル・メモリ１９８７．
テクニカル・ダイジェスト１７９頁に報告されている。
光源の半導体装置の変化を検出して行なわれる。信号は
光ディスク盤の反射率の変化として記録されており、反
射率の高い領域では半導体レーザが発振し、反射率の低
い領域では非発振となる。発振時と非発振時の裏面出力
の変化から記録信号を読み取る。構成が簡単で軽量なこ
とから、安価でアクセス時間の短い光ディスク装置が実
現できる。
光ディスク盤の反射率の変化として記録されており、反
射率の高い領域では半導体レーザが発振し、反射率の低
い領域では非発振となる。発振時と非発振時の裏面出力
の変化から記録信号を読み取る。構成が簡単で軽量なこ
とから、安価でアクセス時間の短い光ディスク装置が実
現できる。
従来の多重量子井戸半導体レーザでは各量子井戸層の厚
さが同一であった。このため発振はほぼ単一な波長に限
られており、波長を選択して発振することが出来なかっ
た。
さが同一であった。このため発振はほぼ単一な波長に限
られており、波長を選択して発振することが出来なかっ
た。
一方、従来報告されている小型光ディスク装置は、光出
力の変化によって記録信号を検出するものであり、発振
状態が光ディスク盤面で反射した戻り光の光量に大きく
依存し、発振時の光出力の変動が大きいためＳ／Ｎの良
い再生が難しかった。
力の変化によって記録信号を検出するものであり、発振
状態が光ディスク盤面で反射した戻り光の光量に大きく
依存し、発振時の光出力の変動が大きいためＳ／Ｎの良
い再生が難しかった。
また非発振時のトラッキングが正確に行なえないなどの
問題もあった。
問題もあった。
本発明の目的は、上記従来の問題点を解決した半導体レ
ーザとそれを光源に用いた高速小型光ディスク装置を提
供することにある。
ーザとそれを光源に用いた高速小型光ディスク装置を提
供することにある。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の半導体レーザは、層厚が異なる少なくとも２種
以上の量子井戸層を備え、それぞれの量子井戸層で決定
される波長の発振閾値が互いにほぼ同等になる数に夫々
の量子井戸層を設けて成る活性層を有することを特徴と
する。また本発明の光ディスク装置は、この半導体レー
ザを光源とし、この半導体レーザと光ディスク盤が共振
器を構成するように配置し、この光ディスクに記録され
た信号を波長の変化として検出することを特徴とする。
以上の量子井戸層を備え、それぞれの量子井戸層で決定
される波長の発振閾値が互いにほぼ同等になる数に夫々
の量子井戸層を設けて成る活性層を有することを特徴と
する。また本発明の光ディスク装置は、この半導体レー
ザを光源とし、この半導体レーザと光ディスク盤が共振
器を構成するように配置し、この光ディスクに記録され
た信号を波長の変化として検出することを特徴とする。
量子井戸半導体レーザの発振波長は、量子井戸層の厚さ
に依存する。活性層が厚さの異なる複数の量子井戸層で
構成される本発明の半導体レーザは、夫々の量子井戸層
で決定される波長で発振する。それぞれの波長の発振閾
値は、井戸層の数を適切に選ぶことによりほぼ同じ値に
設定できる。
に依存する。活性層が厚さの異なる複数の量子井戸層で
構成される本発明の半導体レーザは、夫々の量子井戸層
で決定される波長で発振する。それぞれの波長の発振閾
値は、井戸層の数を適切に選ぶことによりほぼ同じ値に
設定できる。
すなわち注入キャリアのエネルギー分布確率と状態密度
の積で与えられるキャリアで生じるゲインが、導波路と
端面の損失の和に一致する値で発振するが、損失の総和
は導波路が共通なため夫々の波長で同程度の大きさであ
る。一方注入キャリアのエネルギー分布確率は高エネル
ギーはど低下するが、高エネルギーの準位はど状態密度
が高くまた井戸層の数に比例して増減できるため、適切
な数を選ぶことにより、それぞれの発振波長のゲインを
同程度に揃えることができる。
の積で与えられるキャリアで生じるゲインが、導波路と
端面の損失の和に一致する値で発振するが、損失の総和
は導波路が共通なため夫々の波長で同程度の大きさであ
る。一方注入キャリアのエネルギー分布確率は高エネル
ギーはど低下するが、高エネルギーの準位はど状態密度
が高くまた井戸層の数に比例して増減できるため、適切
な数を選ぶことにより、それぞれの発振波長のゲインを
同程度に揃えることができる。
本発明の半導体レーザを光源に用いて、記録信号を波長
の変化として検出する小型の高速光ディスク装置を実現
できる。半導体レーザの発振波長が２つ、波長λ１と波
長λ２の場合について説明する。光ディスク盤には２つ
の波長に対する反射率の変化として信号が記録されてい
る。たとえば「０」と「１」の信号列を考えたとき、「
０」では波長λ１に対する反射率が高くて波長λ２に対
する反射率は低い、「１」では逆に波長λ２に対する反
射率が高くて波長λ１に対する反射率は低い。こ一 の光ディスク盤と半導体レーザが共振器を構成するよう
に配置すると、半導体レーザは「０」では波長λ１で発
振し、「１」では波長λ２で発振する。
の変化として検出する小型の高速光ディスク装置を実現
できる。半導体レーザの発振波長が２つ、波長λ１と波
長λ２の場合について説明する。光ディスク盤には２つ
の波長に対する反射率の変化として信号が記録されてい
る。たとえば「０」と「１」の信号列を考えたとき、「
０」では波長λ１に対する反射率が高くて波長λ２に対
する反射率は低い、「１」では逆に波長λ２に対する反
射率が高くて波長λ１に対する反射率は低い。こ一 の光ディスク盤と半導体レーザが共振器を構成するよう
に配置すると、半導体レーザは「０」では波長λ１で発
振し、「１」では波長λ２で発振する。
これに対応して半導体レーザの裏面からはそれぞれ波長
λ１とλ２の発振光が出力され、フィルター等で波長を
選択して検出することが出来る。情報を波長の変化とし
て検出するため光出力の変動等に影響されないＳ／Ｈの
高い再生が可能である。
λ１とλ２の発振光が出力され、フィルター等で波長を
選択して検出することが出来る。情報を波長の変化とし
て検出するため光出力の変動等に影響されないＳ／Ｈの
高い再生が可能である。
また常にどちらかの波長で発振しているため、トラッキ
ング等を容易に行うことができる。
ング等を容易に行うことができる。
第１図（ａ）は本発明の多重量子井戸レーザの一実施例
の構造を示す断面図である。この図において１はｎ型Ｇ
ａ Ａ ｓ基板、２はｎ型Ａ ４２ ｏ、ｓ Ｇ ａ
ｏ５Ａｓクラッド層、３は多重量子井戸層、４はｐ型
Ａ ’ｊ２ ｏ、ａ Ｇ ａ ｏ５Ａ Ｓクラッド層、
５はｎ型Ｇ ａ Ａ ｓブロック層、６はｐ型Ｇ ａ
Ａ ｓキャップ層、７はｐ側電極、８はｎ側電極を示す
。この半導体レーザは、ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓブロック層
５で挟まれた直下の活性層を発振領域とする。
の構造を示す断面図である。この図において１はｎ型Ｇ
ａ Ａ ｓ基板、２はｎ型Ａ ４２ ｏ、ｓ Ｇ ａ
ｏ５Ａｓクラッド層、３は多重量子井戸層、４はｐ型
Ａ ’ｊ２ ｏ、ａ Ｇ ａ ｏ５Ａ Ｓクラッド層、
５はｎ型Ｇ ａ Ａ ｓブロック層、６はｐ型Ｇ ａ
Ａ ｓキャップ層、７はｐ側電極、８はｎ側電極を示す
。この半導体レーザは、ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓブロック層
５で挟まれた直下の活性層を発振領域とする。
＝６
第１図（ｂ）に活性層３の構造の詳細を示す。厚さ８０
人と５０人の２種類のＧａＡｓ量子井戸層３ａ、３ｂが
、厚さ５０人のバリア層３ｃを挟んでそれぞれ１層と４
層形成され、その外側にＡｐＧ ａ Ａ ｓガイド層３
ｄが形成された多重量子井戸構造となっている。発振波
長はそれぞれ８３０ｎｍと８００ｎｍである。厚さ５０
人の量子井戸層の基底準位の状態密度は、厚さ８０人の
量子井戸層の１．６倍高いが、３００にでの注入キャリ
アの確率密度は０．１２と低い。したがって厚さ８０人
の量子井戸層が１層に対して厚さ５０人の量子井戸層を
４層設けることで８３０ｎｍと８００ｎｍのゲインをほ
ぼ等しくできる。すなわち本実施例の半導体レーザは、
８３０ｎｍと８００ ｎｍの閾値ゲインに外部構造等に
よって差をつけることで波長を選択して動作させること
ができる。
人と５０人の２種類のＧａＡｓ量子井戸層３ａ、３ｂが
、厚さ５０人のバリア層３ｃを挟んでそれぞれ１層と４
層形成され、その外側にＡｐＧ ａ Ａ ｓガイド層３
ｄが形成された多重量子井戸構造となっている。発振波
長はそれぞれ８３０ｎｍと８００ｎｍである。厚さ５０
人の量子井戸層の基底準位の状態密度は、厚さ８０人の
量子井戸層の１．６倍高いが、３００にでの注入キャリ
アの確率密度は０．１２と低い。したがって厚さ８０人
の量子井戸層が１層に対して厚さ５０人の量子井戸層を
４層設けることで８３０ｎｍと８００ｎｍのゲインをほ
ぼ等しくできる。すなわち本実施例の半導体レーザは、
８３０ｎｍと８００ ｎｍの閾値ゲインに外部構造等に
よって差をつけることで波長を選択して動作させること
ができる。
第２図は本発明の小型高速光ディスク装置の構成を示す
模式図である。本発明の実施例の半導体レーザ１１を光
源として、光ディスク盤１４と共振器を構成するよう配
置する。半導体レーザの出力端面１２には無反射カーテ
ィングが施されている。光ディスク盤には２つの波長に
対する反射率の変化として信号が記録されている。これ
は光ディスク盤内に２つの反射面を設けてその間隔を発
振波長に対応させて適切に選ぶことで実現可能である。
模式図である。本発明の実施例の半導体レーザ１１を光
源として、光ディスク盤１４と共振器を構成するよう配
置する。半導体レーザの出力端面１２には無反射カーテ
ィングが施されている。光ディスク盤には２つの波長に
対する反射率の変化として信号が記録されている。これ
は光ディスク盤内に２つの反射面を設けてその間隔を発
振波長に対応させて適切に選ぶことで実現可能である。
たとえば信号「０」では８００ｎｍで反射率が高くて８
３０ｎｍでは低く、信号「１」では逆に８３０ｎｍで反
射率が高くて８００ｎｍで低くなるように、その間隔を
設定できる。半導体レーザと光ディスク盤とで構成する
共振器の損失は反射率の高い波長で低下するから、半導
体レーザは「０」では８００ｎｍで発振し、「１」では
８３０ｎｍで発振する。これに対応して半導体レーザの
裏面１３からは８００ｎｍと８３０ ｎｍの発振光が出
力され、フィルター等で波長を選択して検出することが
出来る。この実施例ではハーフミラ−１５とフィルター
１６．１７で波長が８００ｎｍの光と波長が８３０ｎｍ
の光に分離し、光検出器１８．１９で各々検出する構成
にしている。この結果、情報を波長の変化として検出で
き、光出力の変動等に影響されないＳ／Ｎの高い再生が
可能となった。また半導体レーザは常に発振状態にあり
トラッキング等を容易に行うことができる。
３０ｎｍでは低く、信号「１」では逆に８３０ｎｍで反
射率が高くて８００ｎｍで低くなるように、その間隔を
設定できる。半導体レーザと光ディスク盤とで構成する
共振器の損失は反射率の高い波長で低下するから、半導
体レーザは「０」では８００ｎｍで発振し、「１」では
８３０ｎｍで発振する。これに対応して半導体レーザの
裏面１３からは８００ｎｍと８３０ ｎｍの発振光が出
力され、フィルター等で波長を選択して検出することが
出来る。この実施例ではハーフミラ−１５とフィルター
１６．１７で波長が８００ｎｍの光と波長が８３０ｎｍ
の光に分離し、光検出器１８．１９で各々検出する構成
にしている。この結果、情報を波長の変化として検出で
き、光出力の変動等に影響されないＳ／Ｎの高い再生が
可能となった。また半導体レーザは常に発振状態にあり
トラッキング等を容易に行うことができる。
なお、光ヘッド等、光ディスク装置の他の構成部分は従
来と変わるところはないので説明は省略する。
来と変わるところはないので説明は省略する。
本発明は、ＡＡＧａＩｎＰやＩｎＧａＡｓＰなどの他の
半導体材料よりなる半導体レーザに対しても適用でき同
様の効果を得ることができる。また光出力を光ディスク
盤上に効率良く集光させたり信号の検出を容易にするた
めの光学部品を加えた光ディスク装置でも同様の効果を
得ることができる。
半導体材料よりなる半導体レーザに対しても適用でき同
様の効果を得ることができる。また光出力を光ディスク
盤上に効率良く集光させたり信号の検出を容易にするた
めの光学部品を加えた光ディスク装置でも同様の効果を
得ることができる。
以上説明したように、本発明によれば、複数の波長で発
振出来る半導体レーザが得られる。この半導体レーザを
光ディスク装置の光源に用いれば、信号を波長の変化と
して検出するＳ／Ｎの高い小型高速光ディスク装置を実
現することができる。
振出来る半導体レーザが得られる。この半導体レーザを
光ディスク装置の光源に用いれば、信号を波長の変化と
して検出するＳ／Ｎの高い小型高速光ディスク装置を実
現することができる。
＝９−
第１図（ａ）、 （ｂ）は、それぞれ本発明の半導体レ
ーザの一実施例の構造を示す断面図と、多重量子井戸活
性層の構造の詳細を示す模式図、第２図は本発明の小型
光ディスク装置の構成を示す模式図である。これらの図
においてそれぞれ、１・・・・・・ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ
基板、２・・・・・・ｎ型Ａ ｊ２ ｏ、ｓＧ ａ ｏ
、ｓ Ａ ｓクラッド層、３・・・・・・ＡｐＧ ａ
Ａ ｓ活性層、４−− ｐ型Ａ ｊ２０．５ Ｇ ａ
ｏ、ｓ Ａ Ｓクラッド層、訃・・・・・ｎ型Ｇ ａ
Ａ ｓブロック層、６・・・・・・ｐ型ＧａＡｓキャッ
プ層、７・・・・・・ｐ側電極、８・・・・・・ｎ側電
極、１１・・・・・・半導体レーザ、１２・・・・・・
前面端面、１３・・・・・・裏面端面、１４・・・・・
・光ディスク盤、１５・・・・・・ハーフミラ−１６，
１７・・・・・・波長フィルター １８．１９・・・・
・・光検出器。 代理人 弁理士 内 原 晋 １〇− （ｂ） １厚 第２図
ーザの一実施例の構造を示す断面図と、多重量子井戸活
性層の構造の詳細を示す模式図、第２図は本発明の小型
光ディスク装置の構成を示す模式図である。これらの図
においてそれぞれ、１・・・・・・ｎ型Ｇ ａ Ａ ｓ
基板、２・・・・・・ｎ型Ａ ｊ２ ｏ、ｓＧ ａ ｏ
、ｓ Ａ ｓクラッド層、３・・・・・・ＡｐＧ ａ
Ａ ｓ活性層、４−− ｐ型Ａ ｊ２０．５ Ｇ ａ
ｏ、ｓ Ａ Ｓクラッド層、訃・・・・・ｎ型Ｇ ａ
Ａ ｓブロック層、６・・・・・・ｐ型ＧａＡｓキャッ
プ層、７・・・・・・ｐ側電極、８・・・・・・ｎ側電
極、１１・・・・・・半導体レーザ、１２・・・・・・
前面端面、１３・・・・・・裏面端面、１４・・・・・
・光ディスク盤、１５・・・・・・ハーフミラ−１６，
１７・・・・・・波長フィルター １８．１９・・・・
・・光検出器。 代理人 弁理士 内 原 晋 １〇− （ｂ） １厚 第２図
Claims (2)
- （１）層厚が異なる少なくとも２種以上の量子井戸層を
備え、それぞれの量子井戸層で決定される波長の発振閾
値が互いにほぼ同等になる数に夫々の量子井戸層を設け
て成る活性層を含む多層構造を具備したことを特徴とす
る半導体レーザ。 - （２）請求項１記載の半導体レーザを光源とし、当該半
導体レーザと光ディスク盤が共振器を構成するように配
置し、この光ディスクに記録された信号を波長の変化と
して検出することを特徴とする光ディスク装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1108002A JP2957193B2 (ja) | 1989-04-26 | 1989-04-26 | 光ディスク装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1108002A JP2957193B2 (ja) | 1989-04-26 | 1989-04-26 | 光ディスク装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02285690A true JPH02285690A (ja) | 1990-11-22 |
| JP2957193B2 JP2957193B2 (ja) | 1999-10-04 |
Family
ID=14473496
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1108002A Expired - Lifetime JP2957193B2 (ja) | 1989-04-26 | 1989-04-26 | 光ディスク装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2957193B2 (ja) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61296783A (ja) * | 1985-06-26 | 1986-12-27 | Hitachi Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
| JPS6332982A (ja) * | 1986-07-25 | 1988-02-12 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザ |
-
1989
- 1989-04-26 JP JP1108002A patent/JP2957193B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61296783A (ja) * | 1985-06-26 | 1986-12-27 | Hitachi Ltd | 半導体レ−ザ装置 |
| JPS6332982A (ja) * | 1986-07-25 | 1988-02-12 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体レ−ザ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2957193B2 (ja) | 1999-10-04 |
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