JPH04162687A - 半導体レーザ装置 - 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、半導体レーザ装置に関するものであり、特に
、光ディスクや光カード、あるいは光磁気ディスクや光
磁気カードなどの情報記録媒体に、光ビームを照射して
情報の記録、再生を行うピンクアップ装置に用いる半導
体レーザ装置に関するものである。

〔従来の技術〕

光情報あるいは光磁気情報の記録／再生用ピックアップ
装置に用いる半導体レーザ装置としては、例えば特開平
２−５２４８７号公報に記載されたものがある。この公
報に記載された半導体レーザ装置においては、同一基台
上にレーザダイオードと、光検出器とを設け、レーザダ
イオードから発せられた光ビームを情報記録媒体に照射
し、情報記録媒体からの反射光を光検出器で検出して、
情報の記録及び再生を行うようにしている。レーザダイ
オードが形成されている半導体基板には、レーザダイオ
ードの前方出射端面に対向して、この出射端面に対して
約４５°の角度をなすような面を設け、この面に高反射
ミラーを取り付けられている。レーザダイオードの前方
出射端面から出射するレーザビームはこの高反射ミラー
により出射方向に対して約９０°の方向に反射され、レ
ーザダイオードの上方に設けるホログラムとの組み合わ
せを容易にするように構成されている。レーザダイオー
ドの後方端面から出射するビームは、レーザダイオード
の後方に設けた光検出器に直接入射させて、前方出射端
面から出射された光ビームのレベルをモニタするのに使
用されている。

光ピツクアップ装置に利用する半導体レーザ装置の他の
例として、特開昭６２−１９６８８０号公報に記載され
ているものがある。この公報に記載された半導体レーザ
装置においては、同一の半導体基板表面に、半導体レー
ザおよび光検出器が一体的に設けられている。半導体レ
ーザの前方には光学プリズムを設け、半導体レーザの出
射端面に対向する光学プリズムの端面に、ビームスプリ
ッタとしての機能と、非点収差発生機能とをもたせるよ
うにしていると共に、情報記録媒体からの反射光はプリ
ズム中で一回以上反射させてから光検出器で検出するよ
うに構成しているため装置の小型化及び低コスト化を図
ることができる。

〔発明が解決しようとする課題〕 近年、情報記録再生装置の分野においては、情報記録媒
体表面に設けたーのトラックに２つの光スポットを隣接
して位置付けて照射し、一方の光スポットで情報を記録
すると同時に、他方の光スポットで記録したデータを再
生してベリファイを行う技術が開発されている。

上述した従来の半導体レーザ装置を用いて、情報の記録
とベリファイを同時に行う場合は、同一の基板上に２つ
のレーザダイオードを並列に配設する必要がある。この
場合、光検出器も同一の基板上に設けるため、この光検
出器と２つのレーザダイオードとの位置的な干渉や、レ
イアウト上で問題が生じると共に、レーザダイオードが
２つ必要となるため、コスト高になるという問題もある
。

また、ディスクリートタイプの光学系を使ったピックア
ップ装置において記録とベリファイを同時に行おうとす
る場合は、２つのレーザダイオードの出射光を同一方向
へ導くための光学系が必要となり、装置が大型化すると
いう問題もある。

本発明は、このような問題点を解決するために、一つの
レーザダイオードで２ビーム光学系を構成することがで
きる半導体レーザ装置を提供しようとするものである。

〔課題を解決するための手段及び作用〕上記課題を解決
するために、本発明の半導体レーザ装置は、レーザダイ
オードを用いた半導体レーザ装置において、前記半導体
レーザ装置が、正対する第１及び第２の端面からそれぞ
れレーザビームを発生するレーザダイオードと、該レー
ザダイオードの第１及び第２の端面から出射されるレー
ザビームを同一の方向に導く手段とを具え、前記レーザ
ダイオードと前記レーザビームを同一の方向に導く手段
とが共通の基体に設けられていることを特徴とするもの
である。

第１図は、本発明の半導体レーザ装置の概念図である。

第１図からも明らかなように、本発明の半導体レーザ装
置は、一つのレーザダイオードの正対する２つの端面か
ら出射される２本のレーザビームを両方とも情報記録媒
体上に集光させるように構成している。レーザダイオー
ド１の最大光出力は、通常５０ｍＷ程度であり、レーザ
チップの前端面側１ａにおける反射率Ｒ，を約１０％に
、後端面側１ｂにおける反射率Ｒ１を約９０％に設定す
る。前端面側１ａから出射されるレーザ光の光量Ｐｆと
後端面側１ｂから出射されるレーザ光の光量Ｐ７と、前
記反射率Ｒ，，Ｒ，との間には、次のような関係がある
。

Ｐ、：Ｐ、ミＲ，：Ｒ。

従って、Ｒ２を約１０％、Ｒ，を約９０％に設定した場
合、レーザダイオード１の前端面側１ａから出射された
レーザビームの記録媒体上における光パワーが例えば９
ｍＷであれば、後端面側１ｂから出射されたレーザビー
ムの記録媒体上における光パワーは約１ｍＷとなるため
、前面側の光ビームを情報記録／再生用に使い、後端側
の光ビームをベリファイ用に使うことができる。

レーザダイオードｌが設けられている基板４０表面には
、レーザダイオード１のそれぞれの出射端面の前方に反
射部材２．３を設け、記録用及びベリファイ用の２本の
レーザビームを反射させて、同一方向へ導くように構成
する。第１図に示すように、反射部材２．３ば、レーザ
チップ１のそれぞれの出射端面１ａ、　ｌｂに対して４
５°の角度をなすようにカッティングされており、レー
ザチップ１のＬＤ接合面に対して垂直な方向へこれらの
レーザビームを導くものである。

記録用ビームのパワーとベリファイ用ビームのパワーの
比率は、レーザチップの反射率の比率（Ｒｆ　　：　Ｒ
ｒ）を変えることによって、変えることができる。また
、いずれかの光路に例えばＮＤフィルタを挿入したり、
あるいは、前述した反射部材のの反射率比を変えること
によって、Ｐ、二Ｐ、を決定するようにしても良い。

〔実施例〕

第２図は、本発明の半導体レーザ装置の第１の実施例を
示す図である。　本実施例は、光磁気記録媒体を介して
情報の記録、再生を行うピックアップ装置に、本発明の
半導体レーザ装置を適用したものである。共通半導体基
板１１の表面に、レーザダイオード１２を設けると共に
、該レーザダイオードの前方、後方両端面に対向する位
置に台形プリズム１３．１４をそれぞれ配設する。レー
ザダイオード１２のレーザ出射面１２ａ　、　１２ｂに
対向する台形プリズム１３．１４の端面１３ａ、　１４
ａは、レーザ出射面に対して４５°の角度をなすように
形成されている。

レーザダイオード１２は、その出射光が台形プリズム１
３．１４の端面１３ａ　、　１４ａに対して方位角４５
６で入射するように、出射軸に対して４５°回転して配
設されている。台形プリズム１３．１４の端面１３ａ。

１４ａには、それぞれ、Ｐ偏光の反射率、Ｓ偏光の反射
率が共に５０％の半透過膜が形成されている。

これらの反射面１３ａ　、　１４ａで反射されたレーザ
ビームは、第４図に全体図を示すようにコリメータ及び
対物レンズを介して記録媒体に導かれる。記録媒体から
の反射ビームは、台形プリズム１３．１４の反射面１３
ａ、１４ａを透過し、台形プリズム１３内へ導かれる。

本実施例では、レーザダイオード１２の前方端面１２ａ
から出射されるビームを記録再生用に用い、後方端面１
２ｂから出射されるビームをベリファイ用に用いるもの
とする。レーザダイオード１２の前方端面１２ａに対向
させて設けた台形プリズム１３の下方の共通基板１１表
面には、レーザダイオード１１寄りに６分割フォトダイ
オード１５を、その外側に３分割フォトダイオード１６
を設ける。記録媒体からの戻り光は、６分割フォトダイ
オード１５への入射面に対して方位４５°の直線偏光と
なる。６分割フォトダイオード１５の表面には、Ｓ偏光
の反射率１００％、Ｐ偏光の反射率０％の偏光膜１５ａ
が蒸着されており、記録媒体からの戻り光のうち、Ｓ偏
光成分はすべてこの偏光膜１５ａで反射され、Ｐ偏光成
分はすべてこの偏光膜１５ａを透過して６分割フォトダ
イオード１５に入射する。偏光膜１５ａで反射されたＳ
偏光成分は、台形プリズム１３の中を進行し、台形プリ
ズム１３の上面で再び反射され、３分割フォトダイオー
ド１６に入射する。

第３図は、６分割フォトダイオード１５及び３分割フォ
トダイオード１６の平面図である。トラッキングエラー
信号は、プッシュプル法で６分割フォトダイオード１５
の出力から生成する。すなわち、６分割フォトダイオー
ド１５の領域４、領域５、領域６からの出力の和と、領
域７、領域８、領域９からの出力の和との差信号 （４＋５±６）−（７＋８＋９） がトラッキングエラー信号となる。一方、フォーカスエ
ラー信号は、ビームサイズ法で６分割フォトダイオード
１５の出力と、３分割フォトダイオード１６の出力から
生成する。すなわち、（７＋４＋６＋９）−（５＋８）
＋２−　（１＋３）がフォーカスエラー信号となる。ま
た、光磁気信号は、６分割フォトダイオード１５の出力
の和と、３分割フォトダイオード１６の出力の和との差
動信号から得る。すなわち、 （４＋５＋６＋７＋８＋９）−（１＋２＋３）が光磁気
信号となる。

レーザダイオード１２の後方端面１２ａに対向させて設
けた台形プリズム１３の下方の共通基板１１表面には、
第１及び第２のフォトダイオード１７．１８を設ける。

レーザダイオード１２側に設けた第１のフォトダイオー
ド１７表面には、前述の６分割フォトダイオード１５表
面に形成した蒸着膜と同じ蒸着膜１７ａを形成する。従
って記録媒体からの反射光のＳ偏光成分はすべて蒸着膜
１７ａで反射され、第２のフォトダイオードエ８に入射
し、Ｐ偏光成分はすべて蒸着膜１７ａを透過して第１の
フォトダイオード１７に入射する。光磁気信号はこれら
２つのフォトダイオード１７及び１８の出力の差動を取
って得るようにする。

第４図は、第２図に示した半導体レーザ装置を用いた情
報記録／再生装置の全体を示す図である。

ヘッドユニット２１はケース２２に収納されており、記
録／再生用ビーム及びベリファイ用ビームは、コリメー
タレンズ２３、対物レンズ２４を介して記録媒体２５へ
照射される。記録媒体２５の反対側には、磁界変調用の
磁気ヘッド２６を配設する。

第５図は、本発明の半導体レーザ装置の第２実施例を示
す図である。本実施例では、面発光レーザが使用されて
おり、上述した第１実施例において台形プリズムに設け
た反射面を、レーザチップ内にレーザダイオードと一体
的に設けるように構成したものである。第５図に示すよ
うに、レーザチップ３１に活性層３２を切断するように
２カ所に切り込みを入れて、各切り込みの内側の端面３
１ａ。

３１ｂを活性層３２に垂直になるように、外側の端面３
１ｃ、３１ｃｉを活性層３２に対して４５°の角度をな
すように構成する。切り込みの内側部分に形成されたレ
ーザダイオードの表面及びレーザチップ３１の裏面には
、それぞれ電極３３．３４を設け、この内側部分の両端
面３１ａ、３１ｂからレーザビームを発振させる。各外
側の端面３１ｃ、３１ｄには、それぞれ、高反射ミラー
３５．３６を設け、各内側の端面３１ａ。

３１ｂから出射したレーザビームを活性層３２に垂直な
方向へ反射する。このような構成の半導体レーザ装置は
、ＨＯＥ３７（ホログラフィック・オプティカル・エレ
メント）と容易に組み合わせて使用することができる。

第６図は、本発明の半導体レーザ装置の第３実施例を示
す図である。

本実施例では、共通の半導体基板４１上に、レーザダイ
オード４２を設け、レーザダイオード４２の後方端面に
、反射プリズム４３を設けて、後方端面からの出射ビー
ムを、前方端面からの出射ビームの進行方向と同方向に
導くようにしたものである。

後方端面からの出射ビームは、反射プリズム４３の第１
の反射面４３ａ及び第２の反射面４３ｂで反射され、出
射端面４３ｃから出射する。反射プリズム４３の出射端
面４３ｃには、更に導波路４４を接合して、後方端面か
らの出射光の出射位置をレーザダイオード４２の前方端
面に揃えるようにしている。

本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、
例えば、第３実施例で用いた導波路４４は、ニオブ酸リ
チウム等の非線形素子、例えば５ＨＧ（第２高調波発生
器）で構成して、レーザダイオード４２の前方端面から
フォーカスエラー検出用の波長λのレーザを、導波路４
４からデータの書き込み及びトラッキングエラー検出用
の波長λ／２のレーザを得るようにしても良い。

〔発明の効果〕

本発明によれば、１つのレーザダイオードから２本のレ
ーザビームを得て２スポット方式で情報の記録再生を行
うことができるため、２つのレーザダイオードを用いて
２スポット方式とした装置で問題となる、光り検出器と
の位置的干渉や、レイアウトに関する問題が生じること
がないと共に、レーザダイオードは１つですむため、低
コスト化を図ることができる。更に、２つのレーザダイ
オードを使用する場合に生じる、各レーザダイオードの
特性のバラツキ、すなわち波長の差、温度変化による波
長変化率の差等から生じるフォーカッシング及びトラッ
キング制御の誤差、ＲＦ倍信号減衰等の問題がない。ま
た、本発明においては、レーザダイオードの両端面から
出射するレーザビームの方向を同方向に揃える部材を同
一基板上に形成することができるため、光学系の小型化
を図ることができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は、本発明の半導体レーザ装置の概念を示す図、 第２図は、本発明の半導体レーザ装置の第１実施例を示
す図、 第３図は、本発明の半導体レーザ装置に使用する光検出
器の平面図、 第４図は、本発明の半導体レーザ装置を使用した情報記
録／再生装置の全体を示す図、第５図は、本発明の半導
体レーザ装置の第２実施例を示す図、 第６図は、本発明の半導体レーザ装置の第３実施例を示
す図である。 １・・・レーザダイオード ２．３・・・反射部材　　　　４．４１・・・基板１１
・・・半導体基板 １２．４２・・・レーザダイオード １３．１４・・・台形プリズム　１３ａ、１４Ｂ・・・
半透過膜１５・・・６分割フォトダイオード １６・・・３分割フォトダイオード １７．１８・・・フォトダイオード １５ａ、１７ａ・・・偏光膜 ２１・・・ヘッドユニット　　　２２・・・ケース２３
・・・コリメータレンズ　２４・・・対物レンズ２５・
・・記録媒体 ２６・・・磁界変調用磁気ヘッド ３１・・・レーザチップ　　　３２・・・活性層３３．
３４・・・電極 ３５．３６・・・高反射ミラー ３７・・・ＨＥＯ ４３・・・反射プリズム　　　４４・・・導波路特許出
願人　　　オリンパス光学工業株式会社代理人弁理士　
　　杉　　　村　　　暁　　　秀同弁理士　　杉　　村
　興　作 同弁理士　佐　藤　安　徳 同弁理士　冨　１）　　　典 同弁理士　　梅　　本　　政　　大 同弁理士　仁　平　　　　孝 第１図 ＠２図 第３図 ３／ｎ１１ｔｋダイλ−ド　　　　　分割フォトダイオ
ード第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、レーザダイオードを用いた半導体レーザ装置におい
   て、前記半導体レーザ装置が、正対する第１及び第２の
   端面からそれぞれレーザビームを発生するレーザダイオ
   ードと、該レーザダイオードの第１及び第２の端面から
   出射されるレーザビームを同一の方向に導く手段とを具
   え、前記レーザダイオードと前記レーザビームを同一の
   方向に導く手段とが共通の基体に設けられていることを
   特徴とする半導体レーザ装置。