JPH05327129A - 半導体レーザ装置及びこれを用いた光ピックアップ装置 - Google Patents
半導体レーザ装置及びこれを用いた光ピックアップ装置Info
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Abstract
ビーム反射面の形状の自由度が高く、装置の薄型化を図
れる半導体レーザ装置とする。 【構成】 金属製の基台(ブロック1)上に半導体レー
ザチップ(レーザダイオード2)を固定し、基台に半導
体レーザチップからの光ビームを所要方向に反射させる
反射面(3)を形成することにより、反射面(3)の形
状の自由度を高くし、また反射面(3)を介して半導体
レーザ装置から出射するようにして装置の出射方向の寸
法を薄くし、また構成の簡素化を図ることにより製造コ
ストを低くするようにしたものである。
Description
に用いる半導体レーザ装置及びこれを用いた光ピックア
ップ装置に関する。
媒体に光ビームを照射し、記録された情報の読み取りを
行う。この光ピックアップ装置は、光ビームの発生源と
して例えば半導体レーザ装置を用い、ここから発生した
光ビームを記録媒体に形成された記録トラック上にビー
ムスポットとして照射させ、記録媒体からの反射光を光
検出手段に導き各種の信号を得るようにしている。この
半導体レーザ装置は、以下に示すように種々提案されて
いる。
図9に示すような半導体レーザが開示されている(従来
例1)。これによると、環状のステム50にレーザチッ
プ支持片51が一体に形成され、ここにレーザダイオー
ド素子52がボンディングされている。さらにステム5
0には円板状の金属製ベース53が嵌合されており、こ
のベース53には3本のリード54が設けられている。
また、レーザダイオード素子52、フォトダイオードの
電極と、リード54とはコネクトワイヤ55で接続され
ている。さらに、ステム50の上面には前記レーザダイ
オード素子52等を覆う金属製キャップ56が設けられ
ている。なお、金属製キャップ56の上面には光透過孔
57が形成されており、ガラス等の透明板58で閉塞さ
れている。
3にリード54のうちの2本を絶縁ガラス59を介して
貫通状に固定しなければならない。さらに、ベース53
をレーザダイオード素子52が或いは、レーザダイオー
ド素子52およびサブマウント60がボンディイングさ
れたステム50に固着しなければならない。さらに、キ
ャップ56を金属で成形加工後、透明板58で光透過孔
57を閉塞しなければならず、キャップ56もステム5
0に電気溶接しなければならない。したがって、半導体
レーザ装置の製造工程が多くなるとともに、コストダウ
ンを図ることが極めて困難になるという不具合いがあ
る。
て、上記従来例1には図10に示すような内容が開示さ
れている(従来例2)。これによると、金属製の基板6
1の一端部が幅広に形成されており、この幅広部分62
上にシリコン製のサブマウント63がボンディングされ
ている。さらに、サブマウント63上にはモニタ用フォ
トダイオード64が形成され、レーザダイオード素子6
5がボンディングされている。なお、レーザダイオード
素子65の光出射端面66は前記幅広部分62の先端面
67、前記サブマウント63の先端面68と略面一とな
るようにされている。
ド69、70が平行に配設されており、リード69とレ
ーザダイオード素子65の電極とはコネクトワイヤ71
で接続されている。さらに、リード70とフォトダイオ
ード64の電極とはコネクトワイヤ72で接続されてい
る。さらに、レーザダイオード素子65、サブマウント
63等は光透過性樹脂73で封止されている。
体レーザ装置の出射光軸方向の寸法Hが大きくなってし
まうという問題、さらに半導体レーザ装置からの出射光
軸が、レーザダイオード素子65の取り付け面と直交す
るようになっているので、半導体レーザ装置からの出射
光の戻り光を受光する受光素子と一体化しにくく、製造
効率が悪いという不具合いがある。
て、上記従来例には図11に示すような内容が開示され
ている(従来例3)。これによると、金属板の表面に絶
縁膜を介して配線した金属基板74の上にビームスプリ
ッタ75および戻り光検出用の分割フォトダイオード7
6を設け、レーザダイオード素子77からの光ビームを
ビームスプリッタ75により上方に反射させるようにし
ている。このように構成することにより、低価格でコン
パクトな光ピックアップとすることができる。
を解決するための手段として、図12に示すような内容
が特開昭64−46243号公報に開示されている(従
来例4)。これによると、半導体基板78の上面に光検
出部79、80を形成し、これら光検出部より低く形成
された段差部分に半導体レーザ素子81およびモニタ用
光検出部82が設けられている。さらに、半導体レーザ
素子81の出射方向である半導体基板78には傾斜面8
3が形成されている。また、前記傾斜面83には全反射
グレーティング部84が設けられており、半導体基板7
8の上方に配設されているカバー部材85の上面にはホ
ログラムにより形成されるビームスプリッタ86が設け
られている。
2−3628号公報に開示されている(従来例5)。こ
れによると、レーザ光源87からの光線を反射させる反
射板88がビームスプリッタ89、コリメートレンズ9
0等が収納され光路を形成する筐体91と一体に形成さ
れている。なお、レーザ光源の具体的内容については開
示されていない。
1〜図13に示した従来例(3〜5)においても、以下
のような不具合がある。先ず図11に示すものは、レー
ザダイオード素子77からの出射光ビームを上方に反射
させる手段としてビームスプリッタ75を用いている。
ところが、このビームスプリッタ75は磨いたガラスの
接合面に所要の素材をコーティングした物を用いるの
で、半導体レーザ装置のコストアップを招いてしまうと
いう不具合いがある。また図11に示すものは、レーザ
ダイオード素子77、分割フォトダイオード76を設け
た金属基板74に、ビームスプリッタ75を付加するよ
うに設ける構成であるので、レーザダイオード素子7
7、分割フォトダイオード76とビームスプリッタ75
との位置精度を確保しにくく、半導体レーザ装置を適正
に製造することが困難であるという不具合がある。
子81の出射方向である半導体基板78に傾斜面83を
シリコン等の半導体基板をエッチング加工等により形成
しているので、傾斜面83の半導体レーザ素子81や分
割フォトダイオードに対する位置精度を確保することに
問題はない。しかしながら、半導体基板に傾斜面を形成
する場合、0.1mm〜0.3mm程度の加工を要する
ので、加工が容易でないという不具合がある。さらに傾
斜面は、半導体基板の材質の結晶面に限定されるので、
形成角度に自由度がないとともに、平面状の傾斜面しか
形成できないという不具合がある。
の筐体91の一部に反射板88を形成している構成のみ
が開示されており、レーザ光源87自体の薄型化等につ
いては何ら配慮されていない。さらに、レーザ光源87
と反射板88との距離が離れているので、反射面を大き
くとらなければならないとともに、反射面を形成する際
の精度が出しにくいという不具合がある。
されるもので、製造コストが低く、半導体基板に形成す
る光ビーム反射用傾斜面の形状の自由度が高く、装置の
薄型化を図れる半導体レーザ装置及びこれを用いた光ピ
ックアップ装置を提供することを目的としたものであ
る。
成するために、金属製の基台上に半導体レーザチップを
固定し、前記基台に前記半導体レーザチップからの光ビ
ームを所要方向に反射させる反射面を形成した半導体レ
ーザ装置及びこれを用いた光ピックアップ装置としたも
のである。
製の基台を加工することにより反射面を形成するように
しているので、反射面の形状の自由度が高い。また、半
導体レーザチップからの光ビームを前記の基台に形成し
た反射面を介して半導体レーザ装置から出射するように
しているので、半導体レーザ装置の出射方向の寸法を薄
くできる。また、以上のようにして構成する半導体レー
ザは、簡素な構成であるので製造コストを低下できる。
又、この半導体レーザ装置を用いた光ピックアップ装置
を小型、薄型にできる。
していく。図1、図2は、本発明の第1実施例を示した
もので、斜視図と要部断面図である。ブロック1は、板
状の金をプレス成形し後述するレーザダイオード2等を
設けるものである。このブロック1のレーザダイオード
2からの光ビーム出射方向には、角度が45°のビーム
反射面3を形成するとともに、ブロック1上面にはレー
ザダイオード2、後述するフォトダイオード4のそれぞ
れの取り付け部5、6を形成する。
には、レーザダイオード2の成長層側の電極7をInロ
ー材等を介してマウントしている。この場合、レーザダ
イオード2はX方向を取り付け部5の面8に、Y方向を
取り付け部5の面9に当て付けることにより前記ビーム
反射面3に対する位置精度を確保する。さらに、取り付
け部6にはコーナーに位置決めしながらフォトダイオー
ド4の裏面10の電極をInロー材等を介してマウント
している。
11上にマウントされているが、第1のリードフレーム
11は凹溝を介して連続する部分を有し、その近傍には
第2のリードフレーム12、第3のリードフレーム13
が配設されており、レーザダイオード2の電極と第2の
リードフレーム12、およびフォトダイオード4の電極
と第3のリードフレーム13はそれぞれコネクトワイヤ
14、15によりボンディングされている。
12、13等は、それぞれのリードフレームの一部が突
出状態にエポキシ樹脂等の透明なプラスチックから成る
パッケージ16でカバーされている。第1のリードフレ
ーム11のY方向端部近傍には、基準孔17、18が形
成されており、基準孔のX方向の位置は、パッケージ1
6から出射する光軸と一致するようにされている。ま
た、基準孔18に対してパッケージ16から出射する光
軸とY方向の寸法精度を確保している。
例の動作を説明する。レーザダイオード2からX(−)
方向に出射した光ビームは、ブロック1の反射面3で光
路をZ(+)方向に曲げられ、ブロック1のX方向平面
に対して垂直に出射される。一方、レーザダイオード2
からX(+)方向に出射された光ビームは、フォトダイ
オード4の受光面19に入射し、フォトダイオード4は
レーザダイオード2の後方出射モニタとして作用する。
レーザダイオード2から出射された光ビームは、パッケ
ージ16から出射し、所要の光学素子を通過して記録媒
体の記録面にビームスポットとして照射されるのであ
る。
イオード2からの光ビームを反射面3で一度反射させた
後に半導体レーザ装置から出射させているので、半導体
レーザ装置の出射方向の寸法を小さくできる。さらにレ
ーザダイオード2を設けてあるブロック1を金で形成し
ているので、レーザダイオード2の放熱特性が良い。さ
らにレーザダイオード2、フォトダイオード4の取り付
け部が形成されているので、位置合わせが容易でそれら
の取り付け精度が良い。さらに半導体レーザ装置には取
り付け時に、出射光軸に対して位置関係を出すための基
準孔が形成されているので、半導体レーザ装置の取り付
け精度が良い。
要部断面図である。第1実施例と対応する箇所には同一
符号を付した(以下の実施例についても同様)。本実施
例ではレーザダイオード2からの光ビームが入射し、反
射される反射面3が略凹面形状(略円筒面)に形成され
ている。また、パッケージ上面16aの光ビーム通過部
分には、回折格子16bが樹脂で一体成形されている。
なお、パッケージ16の光ビーム通過部分には、回折格
子16bに限らずホログラム素子やレンズ等を設けるこ
ともできる。他の構成については、第1実施例と同様で
あるので説明を省略する。
ダイオード2からX(−)方向に出射した光ビームは、
反射面3によりZ(+)方向に反射される。この反射光
は反射面3が凹面であるため、第1実施例に比較してX
方向に多少収束ぎみにビーム成形される。さらに反射光
は、回折格子16bに入射し、0次光と±1次回折光に
回折され半導体レーザ装置から出射していく。半導体レ
ーザ装置からの出射光は、図示していない対物レンズを
透過し記録媒体である光ディスク上に3つの光スポット
を照射する。したがって、トラッキングエラー検出はい
わゆる3ビーム法により行われる。
を有しているので、他のプリズム等の光学素子を不要と
し、半導体レーザ装置を用いた光ピックアップ等の構成
をより簡素化できる。さらに、反射面3はレーザダイオ
ード2をマウントする部材に形成しているので、レーザ
ダイオード2に対する位置精度を確保しやすい等の他の
効果については第1実施例と同様である。
面図である。本実施例は、第1実施例の変形例ともいう
べきものであり、反射面3に回折格子20をプレスによ
り同時に一体成形している。なお、回折格子20に限ら
ずホログラム素子やレンズ等を設けることもできる。他
の構成については、第1実施例と同様であるので説明を
省略する。このように構成されているので、レーザダイ
オード2から出射された光ビームは、反射面3でZ
(+)方向に反射させるとともに、光ビームを0次光と
±1次回折光に回折させることができる。
面図である。本実施例では、第1のリードフレーム11
を形成する場合、ほぼ中央位置をプレス成形により凹部
21およびこの凹部21に連続する反射面3、22を形
成する。反射面3は45°の傾斜角を有し、反射面22
は30°の傾斜角を有するように形成してあるととも
に、これら反射面3、22の表面に反射率を高くするた
めの金メッキを施してある。また、凹部21にはレーザ
ダイオード2をマウントし、反射面22の上部には下面
を受光面19とするようにしたフォトダイオード4をマ
ウントする。このように前記各実施例のごとくブロック
を設けていないが、他の構成については、第1実施例と
ほぼ同様であるので説明を省略する。
ザダイオード2からX(−)方向に出射された光ビーム
は、45°の傾斜角を有する反射面3で反射されてZ
(+)方向に出射される。一方、レーザダイオード2の
X(+)方向に出射された光ビームは30°の傾斜角を
有する反射面22で反射されてフォトダイオード4の受
光面19に入射し、フォトダイオード4はレーザダイオ
ード2の後方出射モニタとして作用する。レーザダイオ
ード2から出射された光ビームは、パッケージ16から
出射し、所要の光学素子を通過して記録媒体の記録面に
ビームスポットとして照射されるのである。
ードフレーム11を直接プレス成形して反射面3、22
を形成しているので、ブロックを要することなく少ない
部品点数で構成することができ、またリードフレーム1
1に対する光軸の精度も確保しやすい。他の効果につい
ては、第1実施例と同様である。なお、本実施例ではリ
ードフレームに金メッキを施し反射面としたが金メッキ
は無くともよい。又リードフレームを例えば金をクラッ
ドにしたリードフレームをプレス成形したものでもよ
い。
たもので、要部断面図と光路の説明図である。本実施例
では板状の金をプレス成形してブロック1を形成するに
あたり、レーザダイオード2を固定する凹部5と、その
前後に反射面3、23を形成している。これら反射面
3、23の傾斜角度θは45°よりも小さい角度に設定
している。他の構成については、第1実施例と同様であ
るので説明を省略する。
ダイオード2のX(−)方向に出射された光ビームは反
射面3に入射し、X(+)方向に出射した光ビームは反
射面23に入射する。なお、A、Bはレーザダイオード
2のX(−)、X(+)方向の発光点を示したものであ
る。反射面3、23で反射された光ビームは、図7に示
すように光ピックアップに組み込んだ半導体レーザ装置
から対物レンズ24を透過し、記録媒体25に照射され
るようになっている。
射される光ビームは、2つの反射面3、23で反射され
ることにより、それぞれが対物レンズ24に入射し集光
されるので、記録媒体25上には2つのビームスポット
が結像される。この2つのビームスポットは、記録媒体
25の離れ合う2本の記録トラック上に1つづつ位置さ
せ、2本の記録トラックを同時に記録、再生を行う。
a、23a(破線)のごとく45°に形成した場合、発
光点Aから出射した光ビームの像はA1aの位置であ
り、反射面3aで反射され、対物レンズ24を透過して
記録媒体25に結像されるビームスポットの位置はA2
aである。次に、発光点Bから出射した光ビームの像は
B1aの位置であり、反射面3aで反射され、対物レン
ズ24を透過して記録媒体25に結像されるビームスポ
ットの位置はB2aである。
の傾斜角度θは45°より角度φだけ小さく形成されて
いるので、発光点Aから出射した光ビームの像はA1の
位置にあり、この位置は前記A1aに比較して発光点A
から反射面3までの距離lとするとlsin(2φ)だけ光
軸26に近い。発光点Bから出射した光ビームについて
も同様である。したがって、反射面3で反射され、対物
レンズ24を透過して記録媒体25に結像されるビーム
スポットの位置はA2となり、光軸26に近くなる。反
射面23で反射され記録媒体25に結像されるビームス
ポットはB2となり、同様に光軸26に近くなる。以上
のごとく、反射面の傾斜角θが前記45°の場合に比較
して2つのビームスポットA2、B2の間隔を小さくす
ることができる。
隔を小さくできるので、対物レンズの軸外性能の範囲を
小さくでき、対物レンズ24の小型化を図れる。さら
に、ビームスポットが円状の記録トラックに対して接線
方向にずれた場合の、ビームスポットの記録トラックに
対する半径方向のずれを小さくできるので、正確な記
録、再生が可能となる。なお、本実施例の場合は1つの
光源であるレーザダイオード2の前後の出射光を用い
て、2つのビームスポットを形成し、それらの間隔を小
さくできるので構成の複雑化を招くことがない。
斜角度を自由に設定することによって、記録媒体25上
のビームスポットの位置を任意に変更することができ
る。また、反射面の角度θを45°より大にすることで
光スポット間隔を広げることもできる。また、反射面
3、23をX軸回りに傾けることによりビームスポット
をY方向に移動させることもできる。
で光ピックアップ装置に適用した例である。板状の金を
成形した基台1上にはレーザダイオード2がマウントさ
れ、光ビームはX方向(紙面に垂直方向)に出射される
ようになっている。図8においては、光ビームが基台1
に形成された図示されていない反射面によりZ(+)方
向に反射されている状態を示している。なおこの図示さ
れていない反射面は、図4に示された反射面3と同様に
回折格子が形成されており、反射光をX方向に3つの光
ビームに分けるようになっている。
点収差を有し、焦点位置が長くなるようにされた突起状
の反射面27が形成され、さらに、基台1上に4角を位
置決めされたフォトダイオード28がマウントされてい
る。また、レーザダイオード2、フォトダイオード28
等をカバーするように配設されているパッケージ16の
上面16aには、ホログラム16bが形成されている。
以下、本実施例の動作を説明する。
向に反射された反射光は、パッケージ16を透過し、対
物レンズ24に入射し集光された光ビームは記録媒体2
5上にビームスポットを結ぶ。記録媒体で反射された光
ビームは、再び対物レンズ24を経てパッケージ16の
上面に形成されているホログラム16bに入射する。こ
のホログラム16bにより回折された1次回折光は、基
台1上に形成されている反射面27に入射する。反射面
27でパッケ−ジ上面16a方向に反射された光ビーム
は、パッケージ上面16aで反射されフォトダイオード
28に入射する。このフォトダイオード28の出力によ
りトラッキングエラー信号は3ビーム法により、フォー
カスエラー信号は非点収差法により得られる。
7に代えて反射型のホログラム等を形成するようにして
もよい。さらに、ブロック1の材質は板状の金に代えて
アルミニューム、銀等の他の材質を用いてもよい。
イオードから出射する光ビームを反射する面をレーザダ
イオードを固定する金属の基台を成形することにより構
成しているので、成形加工が容易で半導体レーザ装置の
製造コストを安くできる。また、前記反射面は傾斜角
度、形状の成形自由度が高い。また、金属の基台上にレ
ーザダイオードをマウントしているので、効率よく放熱
できる。また、反射面と同時にレーザダイオードやフォ
トダイオードの位置決め部を同時成形することにより、
レーザダイオードと反射面とフォトダイオードとの相互
の位置精度を確保することができる。また、反射面をレ
ーザダイオードの発光点の近くに配設することも簡単に
でき、その結果、反射面の面積を小さくできるとともに
反射面の精度を確保できる。また、リードフレーム上に
直接反射面を成形することにより、構成の一層の簡素化
を実現でき製造コストを安くできる。また、レーザダイ
オードを固定する金属の基台の上に反射面を形成してい
るので、半導体レーザ装置の光源の薄型化を図れる。つ
まり、レーザダイオードからの出射光を反射させて、半
導体レーザ装置から出射させているので、半導体レーザ
装置の出射方向の寸法を薄くできるのである。したがっ
て、これを用いた光ピックアップ装置の小型化、薄型化
を図れる。
る。
a、23a(破線)のごとく45°に形成した場合、発
光点Aの反射面3aによる像はA1aの位置であり、反
射面3aで反射され、対物レンズ24を透過して記録媒
体25に結像されるビームスポットの位置はA2aであ
る。次に、発光点Bの反射面23aによる像はB1aの
位置であり、反射面3aで反射され、対物レンズ24を
透過して記録媒体25に結像されるビームスポットの位
置はB2aである。
の傾斜角度θは45°より角度φだけ小さく形成されて
いるので、発光点Aの反射面3による像はA1の位置に
あり、この位置は前記A1aに比較して発光点Aから反
射面3までの距離lとするとlsin(2φ)だけ光軸26
に近い。発光点Bの反射面23による像B1についても
同様である。したがって、反射面3で反射され、対物レ
ンズ24を透過して記録媒体25に結像されるビームス
ポットの位置はA2となり、光軸26に近くなる。反射
面23で反射され記録媒体25に結像されるビームスポ
ットはB2となり、同様に光軸26に近くなる。以上の
ごとく、反射面の傾斜角θが前記45°の場合に比較し
て2つのビームスポットA2、B2の間隔を小さくする
ことができる。
Claims (4)
- 【請求項1】 金属製の基台上に半導体レーザチップを
固定し、前記基台に前記半導体レーザチップからの光ビ
ームを所要方向に反射させる反射面を形成したことを特
徴とする半導体レーザ装置。 - 【請求項2】 前記基台に前記半導体レーザチップ及び
/又はフォトダイオードの位置決め部を形成したことを
特徴とする請求項1記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項3】 前記基台は、リードフレームであること
を特徴とする請求項1記載の半導体レーザ装置。 - 【請求項4】 金属製の基台上に半導体レーザチップを
固定し、前記基台に前記半導体レーザチップからの光ビ
ームを反射させる反射面と、前記半導体レーザチップか
らの光ビームを記録媒体上に集光する光学素子と、前記
記録媒体からの光を受光する受光素子を形成したことを
特徴とする光ピックアップ装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13093492A JP3361335B2 (ja) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | 半導体レーザ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13093492A JP3361335B2 (ja) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | 半導体レーザ装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05327129A true JPH05327129A (ja) | 1993-12-10 |
JP3361335B2 JP3361335B2 (ja) | 2003-01-07 |
Family
ID=15046125
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13093492A Expired - Fee Related JP3361335B2 (ja) | 1992-05-22 | 1992-05-22 | 半導体レーザ装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3361335B2 (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001274500A (ja) * | 2000-03-28 | 2001-10-05 | Sharp Corp | 半導体レーザ装置 |
JP2002009381A (ja) * | 2000-06-23 | 2002-01-11 | Sharp Corp | 半導体レーザ装置 |
WO2003049087A3 (de) * | 2001-12-05 | 2003-10-02 | Interaxia Ag | Lasermodul für optischen lese/schreibkopf und verfahren zu dessen herstellung |
JP2004031708A (ja) * | 2002-06-26 | 2004-01-29 | Citizen Electronics Co Ltd | 半導体レーザーパッケージ |
-
1992
- 1992-05-22 JP JP13093492A patent/JP3361335B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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JP2002009381A (ja) * | 2000-06-23 | 2002-01-11 | Sharp Corp | 半導体レーザ装置 |
WO2003049087A3 (de) * | 2001-12-05 | 2003-10-02 | Interaxia Ag | Lasermodul für optischen lese/schreibkopf und verfahren zu dessen herstellung |
JP2004031708A (ja) * | 2002-06-26 | 2004-01-29 | Citizen Electronics Co Ltd | 半導体レーザーパッケージ |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP3361335B2 (ja) | 2003-01-07 |
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