JPH04349230A - Light pick-up - Google Patents

Light pick-up

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Publication number
JPH04349230A
JPH04349230A JP3031527A JP3152791A JPH04349230A JP H04349230 A JPH04349230 A JP H04349230A JP 3031527 A JP3031527 A JP 3031527A JP 3152791 A JP3152791 A JP 3152791A JP H04349230 A JPH04349230 A JP H04349230A
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JP
Japan
Prior art keywords
wavelength
light
waveguide
semiconductor laser
optical
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3031527A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Isao Kawakubo
川窪 功
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Olympus Corp
Original Assignee
Olympus Optical Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH04349230A publication Critical patent/JPH04349230A/en
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Abstract

PURPOSE:To prevent the performance deterioration due to the wavelength fluctuation by controlling constantly a waveguide light wavelength in an integrated pick-up. CONSTITUTION:The fluctuation of the wavelength of a waveguide light projected from a semiconductor laser part 3 to a waveguide layer 5 is detected through a grating 20 for detecting a wavelength by light receiving elements 22a and 22b. The signal obtained here and the signal obtained by a light receiving element 24 are inputted to a division circuit 32 and the signal corresponding to the regularized wavelength shifting quantity is outputted. The regularized output is compared with the reference voltage, the compared output is fed back to an electrode for controlling the wavelength of the semiconductor laser and the waveguide light wavelength is constantly controlled.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、光学的情報記録媒体(
以下、光ディスクと略す)に信号を記録し、または記録
された信号を再生するための光ピックアップに係り、特
に、小型軽量な光ピックアップに関する。
[Industrial Application Field] The present invention relates to an optical information recording medium (
The present invention relates to an optical pickup for recording a signal on a (hereinafter abbreviated as an optical disk) or reproducing a recorded signal, and particularly relates to a small and lightweight optical pickup.

【0002】0002

【従来の技術】従来の光ディスク読取装置は、対物レン
ズ、プリズム、半導体レーザ、光検出器等の個別部品を
用いて組み立てられている。この方法では組立て時の操
作性、位置決め精度などの点から、各部品の大きさの下
限が決まり、また、相互の位置調整をするための機構も
必要となり、光ピックアップの大きさをあまり小さくす
ることはできない。この欠点を解消するために、光導波
路、グレーティングカプラ等を用いた光集積ピックアッ
プが提案されており、例えば、電子通信学会論文誌 1
986,5 Vol. J69−CNo.5 P609
−P615  に開示されている光集積ピックアップが
知られている。
2. Description of the Related Art Conventional optical disk reading devices are assembled using individual parts such as an objective lens, a prism, a semiconductor laser, and a photodetector. In this method, the lower limit of the size of each component is determined from the viewpoint of operability during assembly, positioning accuracy, etc., and a mechanism for mutual position adjustment is also required, making it difficult to reduce the size of the optical pickup too much. It is not possible. To overcome this drawback, optical integrated pickups using optical waveguides, grating couplers, etc. have been proposed.
986,5 Vol. J69-CNo. 5 P609
-P615 is known as an optical integrated pickup disclosed in US Pat.

【0003】図4を参照して従来の光集積ピックアップ
の構成を簡単に説明する。シリコン基板50上には光導
波路52が形成されている。半導体レーザ53から出射
した光は、光導波路の端面から光導波路52に結合し、
グレーティングカプラ55より出射し、光ディスク60
に照射される。光ディスク60より反射した光はグレー
ティングカプラ55により再び光導波路内に導かれ、光
検出素子62,63により検出される。
The structure of a conventional optical integrated pickup will be briefly explained with reference to FIG. An optical waveguide 52 is formed on the silicon substrate 50. The light emitted from the semiconductor laser 53 is coupled to the optical waveguide 52 from the end face of the optical waveguide,
Emitted from the grating coupler 55, the optical disc 60
is irradiated. The light reflected from the optical disk 60 is guided into the optical waveguide again by the grating coupler 55 and detected by the photodetecting elements 62 and 63.

【0004】また、特開平1−175784号公報には
、半導体レーザ部に波長制御電極部を設け、波長制御を
行う光集積ピックアップが開示されている。
Furthermore, Japanese Patent Laid-Open No. 1-175784 discloses an optical integrated pickup in which a wavelength control electrode section is provided in a semiconductor laser section to perform wavelength control.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記論文の提案するモ
デルは、多くの実用上の問題点を有しており、それらの
問題点の1つにレーザ光の微小な波長変動に対して素子
特性が大きく変化する点が挙げられる。
[Problems to be Solved by the Invention] The model proposed in the above paper has many practical problems, and one of these problems is the difficulty in determining the device characteristics with respect to minute wavelength fluctuations of laser light. One point is that there is a large change in

【0006】一般に、グレーティング素子は回折現象を
利用しているため、入射波の波長に対して特性が敏感に
変化する。通常、半導体レーザは温度変化等により波長
が変動する性質を持っているが、このような変動が起こ
った場合、この従来の構成においては、グレーティング
カプラからの出射光に收差が発生し、光ディスク上のス
ポット径が増加し、再生信号のS/N比が低下する。こ
のため、従来技術においては、レーザ光の波長変動によ
る性能劣化を避けられなかった。
[0006] In general, since grating elements utilize a diffraction phenomenon, their characteristics change sensitively depending on the wavelength of an incident wave. Normally, semiconductor lasers have a property that the wavelength fluctuates due to temperature changes, etc., but when such fluctuations occur, in this conventional configuration, a difference in power occurs in the light emitted from the grating coupler, and the optical disc The upper spot diameter increases and the S/N ratio of the reproduced signal decreases. For this reason, in the conventional technology, performance deterioration due to wavelength fluctuations of laser light could not be avoided.

【0007】また、前記特開平1−175784号公報
に開示されているのは、半導体レーザの波長制御につい
てのみであり、波長変動を検出し、これに基づいて波長
を制御する手段については何等開示されていない。
Furthermore, the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 1-175784 discloses only wavelength control of a semiconductor laser, and does not disclose any means for detecting wavelength fluctuations and controlling the wavelength based on this. It has not been.

【0008】この発明は、導波光波長を一定に制御する
ことにより、波長変動による性能劣化を防止する集積化
された光ピックアップを提供することを目的とする。
An object of the present invention is to provide an integrated optical pickup that prevents performance deterioration due to wavelength fluctuations by controlling the wavelength of guided light to be constant.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に本発明の光ピックアップは、半導体レーザと、この半
導体レーザから射出されたレーザ光を導く導波路と、こ
の導波路に設けられ、導波路中のレーザ光を導波路の外
部の光学的記録媒体に集光させるグレーティングと、前
記光学的記録媒体からの反射光を検出する光検出手段と
、を有し、光学的情報記録媒体に対して信号を記録およ
び/または再生する光ピックアップにおいて、前記レー
ザ光の波長変動を検出する検出手段と、この検出手段か
ら検出された信号に基づいて、前記レーザ光の波長を安
定化させる手段と、を有することを特徴としている。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above problems, an optical pickup of the present invention includes a semiconductor laser, a waveguide for guiding laser light emitted from the semiconductor laser, and a waveguide provided in the waveguide. It has a grating that focuses the laser light in the waveguide onto an optical recording medium outside the waveguide, and a light detection means that detects the reflected light from the optical recording medium, an optical pickup for recording and/or reproducing signals, comprising: detection means for detecting wavelength fluctuations of the laser light; means for stabilizing the wavelength of the laser light based on the signal detected from the detection means; It is characterized by having the following.

【0010】0010

【作用】導波光波長を検出するためのグレーティングお
よび受光素子を導波路に設ける。半導体レーザから射出
されたレーザ光がこのグレーティングへ入射した際、こ
こからの回折光は、受光素子により検出され、波長変動
が光電流変化として検出される。半導体レーザ部には波
長制御用電極が設けられており、変動量に応じた電流を
半導体レーザに注入することにより、発信波長が一定に
保たれる。
[Operation] A grating and a light receiving element for detecting the wavelength of guided light are provided in the waveguide. When the laser light emitted from the semiconductor laser enters the grating, the diffracted light from the grating is detected by the light receiving element, and the wavelength variation is detected as a photocurrent variation. The semiconductor laser section is provided with a wavelength control electrode, and by injecting a current into the semiconductor laser according to the amount of fluctuation, the emission wavelength is kept constant.

【0011】[0011]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に従って具体的
に説明する。
Embodiments Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

【0012】図1は本発明の第1の実施例を示す。Ga
As基板10上には半導体レーザ部3が取付けられてい
る。この半導体レーザ部3は、例えば、特開平1−17
5784号公報に開示されている半導体レーザ部と同様
な構成になっている。すなわち、活性層部電極に電流注
入を行うと共に、波長制御電極に電流注入を行うと、こ
の電流の増加に従って、発信されるレーザ光の波長は短
波長側にシフトするように構成されている。ここから発
信されたレーザ光は、GaAs基板1上に設けられた導
波層5を伝搬する。
FIG. 1 shows a first embodiment of the invention. Ga
A semiconductor laser section 3 is mounted on the As substrate 10. This semiconductor laser section 3 is, for example, JP-A-1-17
The structure is similar to that of the semiconductor laser section disclosed in Japanese Patent No. 5784. That is, when a current is injected into the active layer part electrode and a current is injected into the wavelength control electrode, the wavelength of the emitted laser light is shifted to the shorter wavelength side as the current increases. The laser light emitted from here propagates through a waveguide layer 5 provided on the GaAs substrate 1.

【0013】導波層5の後端部には、ビームスプリッタ
ー7およびグレーティングカプラ9が形成されており、
このビームスプリッター7に入射したレーザ光は、グレ
ーティングカプラ9で集光され、光ディスク11に光ス
ポットを投射する。そして、光ディスク11からの情報
信号は、基板1上の中央両側に、それぞれ2分割して形
成された受光素子13,14によって検出される。
A beam splitter 7 and a grating coupler 9 are formed at the rear end of the waveguide layer 5.
The laser light incident on the beam splitter 7 is focused by the grating coupler 9 and projects a light spot onto the optical disk 11. The information signal from the optical disc 11 is detected by light receiving elements 13 and 14, which are divided into two parts and formed on both sides of the center of the substrate 1, respectively.

【0014】導波層5には、半導体レーザ部3から発信
されたレーザ光を回折させる波長検出用グレーティング
20が形成されている。そして、基板1上には、このグ
レーティング20からの一次回折光の漏れ光を受光する
ことができる位置に、2分割された受光素子22a,2
2bが形成されている。また、基板1上には、前記グレ
ーティング20と半導体レーザ部3との間にレーザ光の
漏れ光を受光する受光素子24が形成されている。
A wavelength detection grating 20 for diffracting the laser beam emitted from the semiconductor laser section 3 is formed in the waveguide layer 5 . Two light receiving elements 22a and 2 are placed on the substrate 1 at positions where they can receive the leakage light of the first-order diffracted light from the grating 20.
2b is formed. Further, on the substrate 1, a light receiving element 24 is formed between the grating 20 and the semiconductor laser section 3 to receive leaked laser light.

【0015】前記波長検出用グレーティング20の配置
例を図2に示す。例として、レーザ波長0.78μm 
、グレーティング長L=95μm 、ピッチ0.43μ
m 、グレーティング角度θg =127.5度とする
と、入射光に対して、回折光の角度θd =75度、回
折光率は3.6%となる。このとき、0.1%の波長の
ずれに対して回折効率は、半分の1.8%程度になるた
め、回折光の検出により、数オングストローム程度の波
長誤差検出ができる。
An example of the arrangement of the wavelength detection grating 20 is shown in FIG. As an example, the laser wavelength is 0.78μm
, grating length L=95μm, pitch 0.43μm
m and the grating angle θg = 127.5 degrees, the angle θd of the diffracted light is 75 degrees with respect to the incident light, and the diffracted light rate is 3.6%. At this time, the diffraction efficiency is halved to about 1.8% for a wavelength shift of 0.1%, so a wavelength error of about several angstroms can be detected by detecting the diffracted light.

【0016】前記受光素子22a,22b,24によっ
て得られた光電流は、それぞれ電流電圧変換回路26,
27,28で電圧変換される。電流電圧変換回路26,
27の出力は、それぞれ差動増幅器30に入力され、こ
の差動増幅器30からの出力は、除算回路32の一端に
入力される。一方、除算回路32の他端には前記電流電
圧変換回路28からの出力が入力される。除算回路32
の出力は、作動増幅回路34に入力され、ここで基準電
圧と比較される。そして、作動増幅回路34からの出力
は、電圧電流変換回路36によって電流変換され、半導
体レーザ部3の波長制御電極に帰還される。
The photocurrents obtained by the light-receiving elements 22a, 22b, and 24 are transmitted to current-voltage conversion circuits 26 and 24, respectively.
The voltage is converted at 27 and 28. current voltage conversion circuit 26,
The outputs of 27 are respectively input to differential amplifiers 30, and the outputs from the differential amplifiers 30 are input to one end of a divider circuit 32. On the other hand, the output from the current-voltage conversion circuit 28 is input to the other end of the division circuit 32. Division circuit 32
The output of is input to a differential amplifier circuit 34, where it is compared with a reference voltage. Then, the output from the operational amplifier circuit 34 is converted into a current by a voltage-current conversion circuit 36, and is fed back to the wavelength control electrode of the semiconductor laser section 3.

【0017】次に、本発明の波長変動の制御について説
明する。
Next, the control of wavelength fluctuation according to the present invention will be explained.

【0018】波長変動が起こるとグレーティング20の
回折光率および回折角が変化するため、受光素子22a
,22bに入射−する光量が変化し、かつ2分割素子2
2a,22bの受光量にアンバランスが生じる。この受
光素子22aと受光素子22bで得られる信号の差分が
、波長シフト量に対応した信号となる。ただし、この場
合、波長変動を伴わない単なる光量変動が生じても、受
光素子22a,22bに入射する光量は変化するので、
この変動分のキャンセルを行う。そのため、それぞれの
受光素子22a,22bで検出された光電流を電圧変換
回路26,27で電圧に変換した後、差動増幅器30で
両者の差を取り、その出力を除算回路32の一端に入力
する。そして除算回路32の他端に受光素子24で検出
された信号を電圧変換して入力し、波長シフト量に対応
する信号の正規化を行う。正規化された除算回路32の
出力は、差動増幅器34で基準電圧と比較され、誤差信
号が電圧電流変換回路36により電流信号に変換された
後、半導体レーザの波長制御用電極に帰還される。 帰還信号により波長変動を減少させる方向に半導体レー
ザを駆動することにより、導波光波長は一定に保たれる
When wavelength fluctuation occurs, the diffraction light index and diffraction angle of the grating 20 change, so that the light receiving element 22a
, 22b changes, and the amount of light incident on the two-split element 2 changes.
An imbalance occurs in the amount of light received by 2a and 22b. The difference between the signals obtained by the light receiving element 22a and the light receiving element 22b becomes a signal corresponding to the amount of wavelength shift. However, in this case, even if there is a simple change in the amount of light that is not accompanied by a wavelength change, the amount of light incident on the light receiving elements 22a and 22b will change.
This variation is canceled. Therefore, after converting the photocurrents detected by the respective light receiving elements 22a and 22b into voltages by the voltage conversion circuits 26 and 27, the difference between the two is taken by the differential amplifier 30, and the output is inputted to one end of the dividing circuit 32. do. Then, the signal detected by the light receiving element 24 is voltage-converted and inputted to the other end of the division circuit 32, and the signal corresponding to the amount of wavelength shift is normalized. The normalized output of the division circuit 32 is compared with a reference voltage by a differential amplifier 34, and the error signal is converted into a current signal by a voltage-current conversion circuit 36, which is then fed back to the wavelength control electrode of the semiconductor laser. . By driving the semiconductor laser in a direction that reduces wavelength fluctuation using the feedback signal, the guided light wavelength is kept constant.

【0019】また、本発明は、例えば図3のように変形
して構成することも可能である。この図において前記実
施例と同一の部分については同一の符号を付し、その説
明を省略する。この変形例では、導波層5にビームスプ
リッター40を形成し、半導体レーザ部3から射出され
たレーザ光を分岐するように構成されている。そして、
ここで分岐されたレーザ光が、波長変動検出用グレーテ
ィング20を通過し、受光素子22a,22bで検出さ
れる。以下の動作は前述した実施例と同一である。
The present invention can also be modified as shown in FIG. 3, for example. In this figure, the same parts as in the previous embodiment are given the same reference numerals, and the explanation thereof will be omitted. In this modification, a beam splitter 40 is formed in the waveguide layer 5, and the laser beam emitted from the semiconductor laser section 3 is configured to be split. and,
The laser light branched here passes through the grating 20 for detecting wavelength variation and is detected by the light receiving elements 22a and 22b. The following operations are the same as in the embodiment described above.

【0020】[0020]

【発明の効果】本発明に係るピックアップは、レーザ光
の波長変動を検出する検出手段と、この検出手段から検
出された信号に基づいて、前記レーザ光の波長を安定化
させる手段と、を有することを特徴としている。これに
よって、導波光の波長は常に一定に保たれているために
、導波光の波長変動によるピックアップの特性劣化を防
ぐことができる。
[Effects of the Invention] A pickup according to the present invention includes a detection means for detecting wavelength fluctuations of a laser beam, and a means for stabilizing the wavelength of the laser beam based on a signal detected from the detection means. It is characterized by Thereby, since the wavelength of the guided light is always kept constant, deterioration of the characteristics of the pickup due to wavelength fluctuations of the guided light can be prevented.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

【図1】本発明に係るピックアップの実施例を示す斜視
図。
FIG. 1 is a perspective view showing an embodiment of a pickup according to the present invention.

【図2】図1の実施例における波長検出用グレーティン
グ20の配置例を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing an example of the arrangement of wavelength detection gratings 20 in the embodiment of FIG. 1;

【図3】本発明に係るピックアップの変形例を示す斜視
図。
FIG. 3 is a perspective view showing a modification of the pickup according to the present invention.

【図4】従来の光集積ピックアップの構成を示す斜視図
FIG. 4 is a perspective view showing the configuration of a conventional optical integrated pickup.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

3…半導体レーザ部、20…波長検出用グレーティング
、22a,22b,24受光素子、40…ビームスプリ
ッター。
3... Semiconductor laser section, 20... Grating for wavelength detection, 22a, 22b, 24 light receiving element, 40... Beam splitter.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  半導体レーザと、この半導体レーザか
ら射出されたレーザ光を導く導波路と、この導波路に設
けられ、導波路中のレーザ光を導波路の外部の光学的記
録媒体に集光させるグレーティングと、前記光学的記録
媒体からの反射光を検出する光検出手段と、を有し、光
学的情報記録媒体に対して信号を記録および/または再
生する光ピックアップにおいて、前記レーザ光の波長変
動を検出する検出手段と、この検出手段から検出された
信号に基づいて、前記レーザ光の波長を安定化させる手
段と、を有することを特徴とする光ピックアップ。
1. A semiconductor laser, a waveguide for guiding laser light emitted from the semiconductor laser, and a semiconductor laser provided in the waveguide to focus the laser light in the waveguide onto an optical recording medium outside the waveguide. an optical pickup for recording and/or reproducing a signal on the optical information recording medium, the optical pickup having a grating for detecting reflected light from the optical recording medium and a photodetecting means for detecting reflected light from the optical recording medium; An optical pickup comprising: a detection means for detecting fluctuation; and a means for stabilizing the wavelength of the laser beam based on a signal detected from the detection means.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011093895A1 (en) * 2010-01-29 2011-08-04 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Grating-based optical fiber-to-waveguide interconnects

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