JPH08249711A - 光パルス発生装置 - Google Patents
光パルス発生装置Info
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- JPH08249711A JPH08249711A JP7045838A JP4583895A JPH08249711A JP H08249711 A JPH08249711 A JP H08249711A JP 7045838 A JP7045838 A JP 7045838A JP 4583895 A JP4583895 A JP 4583895A JP H08249711 A JPH08249711 A JP H08249711A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 簡単な構成で光記録媒体から高速光ディジタ
ル伝送が可能な光パルスを発生し得る光パルス発生装置
を提供する。 【構成】 反射率が異なる部分をビットマーク２１ｂと
して配列することにより情報を記録した光ディスク２１
と、一方の端面に反射防止膜２７が付与された半導体レ
ーザ２２と、一端が半導体レーザ２２の一方の端面に結
合するように配置され他端が光ディスク２１の記録面２
１ａに対向するように配置された光ファイバ２３とによ
り外部共振器形レーザを構成し、光ディスク２１と光フ
ァイバ２３とを相対的に移動させ、光ディスク２１の高
反射率部分でのみ発振するように半導体レーザ２２を所
定の注入電流でバイアスすることにより、光ディスク２
１から電気信号に変換することなく、直接、高速光ディ
ジタル伝送が可能な光パルスを発生する。
ル伝送が可能な光パルスを発生し得る光パルス発生装置
を提供する。 【構成】 反射率が異なる部分をビットマーク２１ｂと
して配列することにより情報を記録した光ディスク２１
と、一方の端面に反射防止膜２７が付与された半導体レ
ーザ２２と、一端が半導体レーザ２２の一方の端面に結
合するように配置され他端が光ディスク２１の記録面２
１ａに対向するように配置された光ファイバ２３とによ
り外部共振器形レーザを構成し、光ディスク２１と光フ
ァイバ２３とを相対的に移動させ、光ディスク２１の高
反射率部分でのみ発振するように半導体レーザ２２を所
定の注入電流でバイアスすることにより、光ディスク２
１から電気信号に変換することなく、直接、高速光ディ
ジタル伝送が可能な光パルスを発生する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光記録媒体から記録情
報に対応した、高速光ディジタル伝送が可能な光パルス
を発生させる光パルス発生装置に関するものである。
報に対応した、高速光ディジタル伝送が可能な光パルス
を発生させる光パルス発生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図１は従来のこの種の光パルス発生装置
の一例を示すもので、ここでは相変化形の光記録媒体か
ら光パルスを発生させる例を示す。図中、１は光記録媒
体（ディスク）であり、反射率が異なる部分をビットマ
ーク１ａとして同心円状または螺旋状の記録トラック
（図示せず）に配列することにより情報が記録されてい
る。
の一例を示すもので、ここでは相変化形の光記録媒体か
ら光パルスを発生させる例を示す。図中、１は光記録媒
体（ディスク）であり、反射率が異なる部分をビットマ
ーク１ａとして同心円状または螺旋状の記録トラック
（図示せず）に配列することにより情報が記録されてい
る。
【０００３】前記装置では、図示しない駆動装置によっ
て回転駆動される光ディスク１に半導体レーザ２からの
レーザ光をコリメートレンズ３、１／４波長板４、偏光
ビームスプリッタ５及び対物レンズ６を介して照射し、
反射光のうちのＴＥ偏波成分を偏光ビームスプリッタ５
によりフォトダイオード７へ導いてその強度に対応した
電気信号に変換し、さらにモードロックレーザ８から繰
り返し周波数が一定の光パルスを発生させ、この繰り返
し光パルス列を外部変調器（例えばＬＮ変調器）９で前
記電気信号に従って打ち抜くことにより、光ディスク１
の記録情報に対応した、高速ディジタル伝送が可能な短
光パルス列を発生する如くなしていた。
て回転駆動される光ディスク１に半導体レーザ２からの
レーザ光をコリメートレンズ３、１／４波長板４、偏光
ビームスプリッタ５及び対物レンズ６を介して照射し、
反射光のうちのＴＥ偏波成分を偏光ビームスプリッタ５
によりフォトダイオード７へ導いてその強度に対応した
電気信号に変換し、さらにモードロックレーザ８から繰
り返し周波数が一定の光パルスを発生させ、この繰り返
し光パルス列を外部変調器（例えばＬＮ変調器）９で前
記電気信号に従って打ち抜くことにより、光ディスク１
の記録情報に対応した、高速ディジタル伝送が可能な短
光パルス列を発生する如くなしていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記装置で
は、フォトダイード７からの電気信号とモードロックレ
ーザ８からの光パルス列とが同期している必要がある
が、モードロックレーザ８で発生する光パルス列の繰り
返し周波数はレーザのラウンドトリップ周期（光が共振
器内を往復する周期）に一致し、レーザ固有のものであ
るため、光ディスク１の回転速度を機械的に精密制御し
て電気信号を光パルス列に同期させるか、あるはモード
ロックレーザ８の変調周波数を制御して光パルス列を電
気信号に同期させなければならず、いずれの場合も装置
が複雑になるという問題があった。
は、フォトダイード７からの電気信号とモードロックレ
ーザ８からの光パルス列とが同期している必要がある
が、モードロックレーザ８で発生する光パルス列の繰り
返し周波数はレーザのラウンドトリップ周期（光が共振
器内を往復する周期）に一致し、レーザ固有のものであ
るため、光ディスク１の回転速度を機械的に精密制御し
て電気信号を光パルス列に同期させるか、あるはモード
ロックレーザ８の変調周波数を制御して光パルス列を電
気信号に同期させなければならず、いずれの場合も装置
が複雑になるという問題があった。
【０００５】本発明の目的は、簡単な構成で光記録媒体
から高速光ディジタル伝送が可能な光パルスを発生し得
る光パルス発生装置を提供することにある。
から高速光ディジタル伝送が可能な光パルスを発生し得
る光パルス発生装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明の請求項１では、反射率が異なる部分をビッ
トマークとして配列することにより情報を記録した光記
録媒体から記録情報に対応した光パルスを発生させる光
パルス発生装置において、一方の反射端面に反射防止膜
が付与されたファブリペロー形半導体レーザと、一端が
前記ファブリペロー形半導体レーザの一方の反射端面に
光学的に結合するように配置され他端が光記録媒体の情
報記録面に対向するように配置された光ファイバとによ
り外部共振器形レーザを構成し、前記光ファイバの他端
が光記録媒体の記録トラックに沿うように光記録媒体と
光ファイバとを相対的に移動させる手段と、光記録媒体
の高反射率の記録部分でのみレーザ発振するように前記
ファブリペロー形半導体レーザを所定の注入電流でバイ
アスする手段とを設けた光パルス発生装置を提案する。
め、本発明の請求項１では、反射率が異なる部分をビッ
トマークとして配列することにより情報を記録した光記
録媒体から記録情報に対応した光パルスを発生させる光
パルス発生装置において、一方の反射端面に反射防止膜
が付与されたファブリペロー形半導体レーザと、一端が
前記ファブリペロー形半導体レーザの一方の反射端面に
光学的に結合するように配置され他端が光記録媒体の情
報記録面に対向するように配置された光ファイバとによ
り外部共振器形レーザを構成し、前記光ファイバの他端
が光記録媒体の記録トラックに沿うように光記録媒体と
光ファイバとを相対的に移動させる手段と、光記録媒体
の高反射率の記録部分でのみレーザ発振するように前記
ファブリペロー形半導体レーザを所定の注入電流でバイ
アスする手段とを設けた光パルス発生装置を提案する。
【０００７】また、本発明の請求項２では、外部共振器
形レーザを構成する光ファイバに光路長の調節機構を設
けた請求項１記載の光パルス発生装置を提案する。ま
た、本発明の請求項３では、外部共振器形レーザを構成
する光ファイバ中に過飽和吸収体を配置した請求項１記
載の光パルス発生装置を提案する。また、本発明の請求
項４では、外部共振器形レーザを構成する光ファイバに
Ｙ形分岐を設け、分岐先の端面に対向して過飽和吸収体
及びミラーを配置した請求項１記載の光パルス発生装置
を提案する。
形レーザを構成する光ファイバに光路長の調節機構を設
けた請求項１記載の光パルス発生装置を提案する。ま
た、本発明の請求項３では、外部共振器形レーザを構成
する光ファイバ中に過飽和吸収体を配置した請求項１記
載の光パルス発生装置を提案する。また、本発明の請求
項４では、外部共振器形レーザを構成する光ファイバに
Ｙ形分岐を設け、分岐先の端面に対向して過飽和吸収体
及びミラーを配置した請求項１記載の光パルス発生装置
を提案する。
【０００８】
【作用】半導体レーザは、電流注入により活性層に閉じ
込められる電子密度ｎが ｎ(I) ＝ГＩΩ と高まるに伴い、光の増幅率（利得係数）を増大させ
る。ここで、Гは活性層への電子の閉じ込め率、Ｉは注
入電流、Ωは電流を電子密度に換算するための定数であ
る。
込められる電子密度ｎが ｎ(I) ＝ГＩΩ と高まるに伴い、光の増幅率（利得係数）を増大させ
る。ここで、Гは活性層への電子の閉じ込め率、Ｉは注
入電流、Ωは電流を電子密度に換算するための定数であ
る。
【０００９】この利得係数、例えばｇと注入電流Ｉとの
関係はレーザの構造により異なるが、一般には、図２に
示すように、 ｇ(I) ＝Гβ（Ｉ−Ｉo ） という線形の関係を示す。ここで、βはレーザの構造等
により決まる適当な定数である。また、Ｉo は利得係数
が０となる注入電流で、活性層を通過する光はそれ以下
の電流注入では吸収、それ以上の電流注入では増幅され
る。
関係はレーザの構造により異なるが、一般には、図２に
示すように、 ｇ(I) ＝Гβ（Ｉ−Ｉo ） という線形の関係を示す。ここで、βはレーザの構造等
により決まる適当な定数である。また、Ｉo は利得係数
が０となる注入電流で、活性層を通過する光はそれ以下
の電流注入では吸収、それ以上の電流注入では増幅され
る。
【００１０】このような特性を有する利得媒質を２枚の
反射板により挟んで構成されるファブリペロー形共振器
を考える。この共振器中を往復する光は、利得媒質中を
伝搬する時に受ける散乱等による内部損失αi と、反射
端面からの光放射によるミラー損失αm とによる全損失
αT αT ＝αi ＋αm ＝αi −ｌｎ（Ｒ1 Ｒ2 ）／（２Ｌ） により減衰する。ここで、Ｒ1 ，Ｒ2 は２枚の反射板の
反射率、Ｌは利得媒質の光の伝播方向の長さ（共振器の
光路長）である。
反射板により挟んで構成されるファブリペロー形共振器
を考える。この共振器中を往復する光は、利得媒質中を
伝搬する時に受ける散乱等による内部損失αi と、反射
端面からの光放射によるミラー損失αm とによる全損失
αT αT ＝αi ＋αm ＝αi −ｌｎ（Ｒ1 Ｒ2 ）／（２Ｌ） により減衰する。ここで、Ｒ1 ，Ｒ2 は２枚の反射板の
反射率、Ｌは利得媒質の光の伝播方向の長さ（共振器の
光路長）である。
【００１１】注入電流を増大させると前述のように利得
が上昇してこの減衰を打ち消し、さらに注入電流を増大
させると、利得と全損失とが等しくなるところ、即ち αT ＝ｇ（Ｉth） でレーザ発振を開始する。
が上昇してこの減衰を打ち消し、さらに注入電流を増大
させると、利得と全損失とが等しくなるところ、即ち αT ＝ｇ（Ｉth） でレーザ発振を開始する。
【００１２】一旦、レーザ発振状態になると、図３に示
すように、しきい値電流を越える電流を注入しても電子
密度は上昇せず、しきい値電流下での電子密度の一定値
に固定される。この時、しきい値を越えた分の注入電子
（Ｉ−Ｉth）は、レーザ発振による誘導放出光発生のた
めのホールとの再結合に消費される。
すように、しきい値電流を越える電流を注入しても電子
密度は上昇せず、しきい値電流下での電子密度の一定値
に固定される。この時、しきい値を越えた分の注入電子
（Ｉ−Ｉth）は、レーザ発振による誘導放出光発生のた
めのホールとの再結合に消費される。
【００１３】そこで、ファブリペロー形レーザの一方の
ミラーの反射率を高低の二通り（ＲH ，ＲL ）に変えた
場合を考える。それらの反射率に対応して全損失が計算
できるので、図２に示したような利得係数の注入電流依
存性から定常状態でのレーザ発振に必要なしきい値電流
ＩH ，ＩL が決まる（反射率の高い方が損失が小さいの
で、しきい値が低くなる。）。
ミラーの反射率を高低の二通り（ＲH ，ＲL ）に変えた
場合を考える。それらの反射率に対応して全損失が計算
できるので、図２に示したような利得係数の注入電流依
存性から定常状態でのレーザ発振に必要なしきい値電流
ＩH ，ＩL が決まる（反射率の高い方が損失が小さいの
で、しきい値が低くなる。）。
【００１４】そこで、レーザの一方の端面を低反射率状
態にして注入電流Ｉb を低反射率に対するしきい値電流
ＩL よりもわずかに小さい電流値にバイアスし、急激に
端面を高反射率状態にすると、図４に示すように、レー
ザは自然放出光状態（非発振状態）から誘導放出光状態
（発振状態）へ急激に変化する。この状態変化に伴い、
活性層内の利得に寄与する電子の密度が急激に低下し、
過剰な電子 δn ＝ｎ（ＩH ）−ｎ（ＩL ） が一時的に活性層内に放出され、それらがホールと再結
合して光パルスが発生する。
態にして注入電流Ｉb を低反射率に対するしきい値電流
ＩL よりもわずかに小さい電流値にバイアスし、急激に
端面を高反射率状態にすると、図４に示すように、レー
ザは自然放出光状態（非発振状態）から誘導放出光状態
（発振状態）へ急激に変化する。この状態変化に伴い、
活性層内の利得に寄与する電子の密度が急激に低下し、
過剰な電子 δn ＝ｎ（ＩH ）−ｎ（ＩL ） が一時的に活性層内に放出され、それらがホールと再結
合して光パルスが発生する。
【００１５】以上は典型的なファブリペロー形レーザに
関する光パルスの発生メカニズムの説明であるが、外部
のミラーとで構成される外部共振器形のレーザに対して
も、外部共振器を１枚の実効反射率Ｒeff を持つミラー
に置き換えることにより、同様の効果が期待できる。実
効反射率は、例えば図５に示すような、光ファイバ１１
を介して半導体レーザ１２とミラー１３とを結合させる
外部共振器の場合には、多重反射を考慮して、 Ｒeff ＝｛（Ｒ2 ）1/2 −η（Ｒ3 ）1/2 （１−Ｒ2 ）
Ｅxp［−ｉφ］｝ ／｛１−（Ｒ2 Ｒ3 ）1/2 Ｅxp［−ｉφ］｝ と表される。ここで、Ｒ3 はミラー１３の反射率、ま
た、ηは結合係数、φは位相である。
関する光パルスの発生メカニズムの説明であるが、外部
のミラーとで構成される外部共振器形のレーザに対して
も、外部共振器を１枚の実効反射率Ｒeff を持つミラー
に置き換えることにより、同様の効果が期待できる。実
効反射率は、例えば図５に示すような、光ファイバ１１
を介して半導体レーザ１２とミラー１３とを結合させる
外部共振器の場合には、多重反射を考慮して、 Ｒeff ＝｛（Ｒ2 ）1/2 −η（Ｒ3 ）1/2 （１−Ｒ2 ）
Ｅxp［−ｉφ］｝ ／｛１−（Ｒ2 Ｒ3 ）1/2 Ｅxp［−ｉφ］｝ と表される。ここで、Ｒ3 はミラー１３の反射率、ま
た、ηは結合係数、φは位相である。
【００１６】なお、レーザ１１のミラー１３側の端面に
反射防止膜１４を付与して反射率Ｒ2 を低減しておく
と、ミラー１３における高光反射率部１３ａと低反射率
部１３ｂとの反射率の差によるしきい値変化が大きくな
るので、前述した過剰な電子の量も増大し、より大きな
光パルスが発生する。
反射防止膜１４を付与して反射率Ｒ2 を低減しておく
と、ミラー１３における高光反射率部１３ａと低反射率
部１３ｂとの反射率の差によるしきい値変化が大きくな
るので、前述した過剰な電子の量も増大し、より大きな
光パルスが発生する。
【００１７】また、外部共振器の長さ（光路長）は機械
的な影響によりわずかに変動することがある。この変動
により実効反射率中の位相φが変動するので、実効反射
率も大きく変化する。この変化を抑圧するため、外部共
振器の光路長を調節できる機構を設けておくことが望ま
しい。
的な影響によりわずかに変動することがある。この変動
により実効反射率中の位相φが変動するので、実効反射
率も大きく変化する。この変化を抑圧するため、外部共
振器の光路長を調節できる機構を設けておくことが望ま
しい。
【００１８】次に、過飽和吸収体を前述した外部共振器
に組み込んだ場合の作用について述べる。
に組み込んだ場合の作用について述べる。
【００１９】過飽和吸収体は、図６に示すように、光密
度の増加に伴い吸収率が急激に低下（ＡH →ＡL ）する
典型的な特徴を有する。逆に光密度が減少した場合も同
様に吸収率は急激に増大するが、一般に、同図に示すよ
うなヒステリシスを示す。
度の増加に伴い吸収率が急激に低下（ＡH →ＡL ）する
典型的な特徴を有する。逆に光密度が減少した場合も同
様に吸収率は急激に増大するが、一般に、同図に示すよ
うなヒステリシスを示す。
【００２０】図７に示すように、このような過飽和吸収
体、例えば１５を外部共振器形レーザに組み込む。この
組み込む形態としては、図７(a) に示すような外部共振
器中への完全挿入と、図７(b) に示すようなＹ分岐１６
による部分挿入が考えられる。但し、後者の場合には過
飽和吸収体１５を通過した光を半導体レーザ１２に帰還
させるための新たなミラー１７が必要となる。
体、例えば１５を外部共振器形レーザに組み込む。この
組み込む形態としては、図７(a) に示すような外部共振
器中への完全挿入と、図７(b) に示すようなＹ分岐１６
による部分挿入が考えられる。但し、後者の場合には過
飽和吸収体１５を通過した光を半導体レーザ１２に帰還
させるための新たなミラー１７が必要となる。
【００２１】過飽和吸収体１５を持つ外部共振器形レー
ザにおいて、しきい値電流ＩL 直下に注入電流をバイア
スする。この時、レーザは発振していないので過飽和吸
収体１５の吸収率は高い状態αA にある。ここで、ミラ
ー１３の光ファイバ１１に対向する部分が反射率ＲL の
低反射率部１３ｂから反射率ＲH の高反射率部１３ａに
切り替わると、前記同様にしきい値電流がＩA まで低下
し、光パルスが発生する。この光パルスにより過飽和吸
収体１５の吸収率が急激にαA に低下するので、しきい
値電流も急激にＩT まで低下し、さらに過剰な電子が活
性層内に放出され、ホールと再結合して光として放出さ
れる（図８参照）。このような過程を経て時間的に極め
て短い光パルスが放出されることになる。
ザにおいて、しきい値電流ＩL 直下に注入電流をバイア
スする。この時、レーザは発振していないので過飽和吸
収体１５の吸収率は高い状態αA にある。ここで、ミラ
ー１３の光ファイバ１１に対向する部分が反射率ＲL の
低反射率部１３ｂから反射率ＲH の高反射率部１３ａに
切り替わると、前記同様にしきい値電流がＩA まで低下
し、光パルスが発生する。この光パルスにより過飽和吸
収体１５の吸収率が急激にαA に低下するので、しきい
値電流も急激にＩT まで低下し、さらに過剰な電子が活
性層内に放出され、ホールと再結合して光として放出さ
れる（図８参照）。このような過程を経て時間的に極め
て短い光パルスが放出されることになる。
【００２２】なお、好ましくない外部共振器の形成を防
止するため、過飽和吸収体の入出力端面に反射防止膜を
付与しておくことが望ましい。
止するため、過飽和吸収体の入出力端面に反射防止膜を
付与しておくことが望ましい。
【００２３】
【実施例１】図９は本発明の光パルス発生装置の第１の
実施例を示すもので、図中、２１は光記録媒体（ディス
ク）、２２は半導体レーザ、２３，２４は光ファイバ、
２５は駆動装置、２６は位置決めヘッドである。
実施例を示すもので、図中、２１は光記録媒体（ディス
ク）、２２は半導体レーザ、２３，２４は光ファイバ、
２５は駆動装置、２６は位置決めヘッドである。
【００２４】光ディスク２１はその記録面２１ａの同心
円状の記録トラック（図示せず）上に反射率が異なる部
分をビットマーク２１ａとして配列することにより情報
が記録されている。半導体レーザ２２の一方の反射端面
２２ａには反射防止膜２７が付与されている。この反射
防止膜２７を、例えばイオンビームスパッタ法によるＳ
ｉＯ2 −Ｓｉ3 Ｎ4 混成膜で作製すると、反射端面の反
射率を0.01％以下に低減することが可能である。また、
半導体レーザ２２の他方の反射端面２２ｂは劈開面であ
り、その反射率は約３２％である。
円状の記録トラック（図示せず）上に反射率が異なる部
分をビットマーク２１ａとして配列することにより情報
が記録されている。半導体レーザ２２の一方の反射端面
２２ａには反射防止膜２７が付与されている。この反射
防止膜２７を、例えばイオンビームスパッタ法によるＳ
ｉＯ2 −Ｓｉ3 Ｎ4 混成膜で作製すると、反射端面の反
射率を0.01％以下に低減することが可能である。また、
半導体レーザ２２の他方の反射端面２２ｂは劈開面であ
り、その反射率は約３２％である。
【００２５】光ファイバ２３の両端はレンズ効果を持た
せるように球状に加工されており、その一端２３ａを前
記半導体レーザ２２の一方の反射端面２２ａに近接配置
させると、反射を防止して高い効率で半導体レーザ２２
と光ファイバ２３とを光学的に結合させることが可能で
ある。また、光ファイバ２３の他端２３ｂを光ディスク
２１の記録面２１ａに球状部の焦点距離のクリアランス
をもって近接配置させて外部共振器形レーザを構成す
る。焦点距離は球状部の曲率に依存するが、一般的には
１０μｍ程度である。
せるように球状に加工されており、その一端２３ａを前
記半導体レーザ２２の一方の反射端面２２ａに近接配置
させると、反射を防止して高い効率で半導体レーザ２２
と光ファイバ２３とを光学的に結合させることが可能で
ある。また、光ファイバ２３の他端２３ｂを光ディスク
２１の記録面２１ａに球状部の焦点距離のクリアランス
をもって近接配置させて外部共振器形レーザを構成す
る。焦点距離は球状部の曲率に依存するが、一般的には
１０μｍ程度である。
【００２６】光ファイバ２４はその一端２４ａが前記同
様、球状に加工されており、半導体レーザ２２の劈開面
２２ｂに近接して配置される。
様、球状に加工されており、半導体レーザ２２の劈開面
２２ｂに近接して配置される。
【００２７】駆動装置２５は光ディスク２１を高速回転
させる（4000rpm 程度）もので、これによって光ディス
ク２１の記録面２１ａ上のビットマーク２１ｂに従い前
述した外部共振器形レーザにおける外部のミラーの反射
率が切り替わることになり、光パルスが発生する。この
光パルスは半導体レーザの劈開面２２ｂから光ファイバ
２４を介して取り出される。
させる（4000rpm 程度）もので、これによって光ディス
ク２１の記録面２１ａ上のビットマーク２１ｂに従い前
述した外部共振器形レーザにおける外部のミラーの反射
率が切り替わることになり、光パルスが発生する。この
光パルスは半導体レーザの劈開面２２ｂから光ファイバ
２４を介して取り出される。
【００２８】ここで、一連のビットマーク２１ｂを検出
するためには光ファイバ２３の他端２３ｂを光ディスク
２１の記録トラックに沿うように位置制御する必要があ
る。また、ビットマーク２１ｂは記録密度向上のために
大きさが波長程度と極めて小さくなっているため、光フ
ァイバ２３の他端２３ｂと光ディスク２１の記録面２１
ａとのクリアランスが常に焦点距離となるように保持す
る必要がある。位置決めヘッド２６はこのような光ファ
イバ２３の位置決めに用いられるもので、従来の光ディ
スク装置に用いられているヘッド機構が利用できる。
するためには光ファイバ２３の他端２３ｂを光ディスク
２１の記録トラックに沿うように位置制御する必要があ
る。また、ビットマーク２１ｂは記録密度向上のために
大きさが波長程度と極めて小さくなっているため、光フ
ァイバ２３の他端２３ｂと光ディスク２１の記録面２１
ａとのクリアランスが常に焦点距離となるように保持す
る必要がある。位置決めヘッド２６はこのような光ファ
イバ２３の位置決めに用いられるもので、従来の光ディ
スク装置に用いられているヘッド機構が利用できる。
【００２９】なお、光ファイバの先端を球状とする代わ
りに２枚１組の従来のコリメートレンズ系を用いること
もできるが、部品点数が多くなる上、新たなアセンブリ
が必要となる。
りに２枚１組の従来のコリメートレンズ系を用いること
もできるが、部品点数が多くなる上、新たなアセンブリ
が必要となる。
【００３０】
【実施例２】図１０は本発明の第２の実施例を示すもの
で、ここでは第１の実施例において外部共振器形レーザ
を構成する光ファイバ２３に光路長の調節機構を設けた
例を示す。即ち、図中、３１はＰＺＴ形位相シフタであ
り、ＰＺＴよりなる直径が変わるボビンに光ファイバ２
３を巻き付けて強制的に該光ファイバ２３の長さを変え
る（波長程度）ことにより共振器の長さ（光路長）を変
えるもので、これによって帰還光の位相を半導体レーザ
２２に整合させるようになしている。なお、その他の構
成・作用は第１の実施例の場合と同様である。
で、ここでは第１の実施例において外部共振器形レーザ
を構成する光ファイバ２３に光路長の調節機構を設けた
例を示す。即ち、図中、３１はＰＺＴ形位相シフタであ
り、ＰＺＴよりなる直径が変わるボビンに光ファイバ２
３を巻き付けて強制的に該光ファイバ２３の長さを変え
る（波長程度）ことにより共振器の長さ（光路長）を変
えるもので、これによって帰還光の位相を半導体レーザ
２２に整合させるようになしている。なお、その他の構
成・作用は第１の実施例の場合と同様である。
【００３１】前述したような位相制御機構は、光ファイ
バジャイロ等のセンサにおいて一般的に使用されてい
る。また、前述した位相制御機構に代えて、レンズによ
る光ファイバ間の空間結合距離制御や屈折率変化を利用
した光学長制御等の機構が考えられる。
バジャイロ等のセンサにおいて一般的に使用されてい
る。また、前述した位相制御機構に代えて、レンズによ
る光ファイバ間の空間結合距離制御や屈折率変化を利用
した光学長制御等の機構が考えられる。
【００３２】
【実施例３】図１１は本発明の第３の実施例を示すもの
で、ここでは第１の実施例において外部共振器形レーザ
中に過飽和吸収体を挿入した例を示す。即ち、図中、３
２は過飽和吸収体であり、外部共振器形レーザを構成す
る光ファイバ２３中に配置されている。
で、ここでは第１の実施例において外部共振器形レーザ
中に過飽和吸収体を挿入した例を示す。即ち、図中、３
２は過飽和吸収体であり、外部共振器形レーザを構成す
る光ファイバ２３中に配置されている。
【００３３】過飽和吸収体３２としては、例えばレーザ
構造を有する半導体素子が利用できる。この素子はレー
ザそのものであり、電流注入により発振する。これに外
部から光を注入すると図１２に示すように、ある光強度
以上で光出力が直線的に増大する。これは光注入により
電子が励起されて反転分布を形成し、光に対する利得を
増大させたためである。このため、電流注入レーザと同
様に発振しきい値を示す。このしきい値以上では注入光
が出力されるので、注入光に対する見掛けの吸収率は急
激に減少する。これによって作用の項で述べた如く極め
て短い光パルスを発生できる。なお、その他の構成・作
用は第１の実施例の場合と同様である。
構造を有する半導体素子が利用できる。この素子はレー
ザそのものであり、電流注入により発振する。これに外
部から光を注入すると図１２に示すように、ある光強度
以上で光出力が直線的に増大する。これは光注入により
電子が励起されて反転分布を形成し、光に対する利得を
増大させたためである。このため、電流注入レーザと同
様に発振しきい値を示す。このしきい値以上では注入光
が出力されるので、注入光に対する見掛けの吸収率は急
激に減少する。これによって作用の項で述べた如く極め
て短い光パルスを発生できる。なお、その他の構成・作
用は第１の実施例の場合と同様である。
【００３４】前述した半導体過飽和吸収体は、レーザと
同様に２つの劈開面を持っているため、それらの端面に
反射防止膜を付与して反射を低減し、光ファイバの先端
を球状に加工しておくことにより、高効率で光の入出力
を行うことができる。
同様に２つの劈開面を持っているため、それらの端面に
反射防止膜を付与して反射を低減し、光ファイバの先端
を球状に加工しておくことにより、高効率で光の入出力
を行うことができる。
【００３５】
【実施例４】図１３は本発明の第４の実施例を示すもの
で、ここでは第１の実施例において外部共振器形レーザ
中に過飽和吸収体を挿入した他の例を示す。即ち、図
中、３２は過飽和吸収体、３３は１×２結合器、３４は
高反射率のミラーであり、光ファイバ２３中に配置され
た１×２結合器３３により半導体レーザ２２からの光の
一部を分岐し、過飽和吸収体３２及びミラー３４に導
き、さらに帰還させるようになしている。過飽和吸収体
３２に半導体レーザを用いると、ミラー３４は直接、過
飽和吸収体の端面に付与できる。なお、その他の構成・
作用は第３の実施例の場合と同様である。
で、ここでは第１の実施例において外部共振器形レーザ
中に過飽和吸収体を挿入した他の例を示す。即ち、図
中、３２は過飽和吸収体、３３は１×２結合器、３４は
高反射率のミラーであり、光ファイバ２３中に配置され
た１×２結合器３３により半導体レーザ２２からの光の
一部を分岐し、過飽和吸収体３２及びミラー３４に導
き、さらに帰還させるようになしている。過飽和吸収体
３２に半導体レーザを用いると、ミラー３４は直接、過
飽和吸収体の端面に付与できる。なお、その他の構成・
作用は第３の実施例の場合と同様である。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の請求項１
によれば、半導体レーザと光ファイバとによって光記録
媒体との間で外部共振器形レーザを構成し、光記録媒体
の高反射率の部分でのみレーザ発振させることにより、
光記録媒体の記録情報に対応した高速光ディジタル伝送
が可能な光パルスを発生させることができるので、従来
のように、記録情報を電気信号に変換して別に発生させ
た光パルスを変調するような必要がなく、構成が簡単と
なる。
によれば、半導体レーザと光ファイバとによって光記録
媒体との間で外部共振器形レーザを構成し、光記録媒体
の高反射率の部分でのみレーザ発振させることにより、
光記録媒体の記録情報に対応した高速光ディジタル伝送
が可能な光パルスを発生させることができるので、従来
のように、記録情報を電気信号に変換して別に発生させ
た光パルスを変調するような必要がなく、構成が簡単と
なる。
【００３７】また、本発明の請求項２によれば、外部共
振器形レーザにおける光路長を調節することにより、帰
還光の位相を半導体レーザに整合させることができ、安
定して光パルスを発生することができる。
振器形レーザにおける光路長を調節することにより、帰
還光の位相を半導体レーザに整合させることができ、安
定して光パルスを発生することができる。
【００３８】また、本発明の請求項３及び４によれば、
過飽和吸収体によって電子の吸収・放出をより高速に制
御でき、より短い光パルスを発生できる。
過飽和吸収体によって電子の吸収・放出をより高速に制
御でき、より短い光パルスを発生できる。
【図１】従来の光パルス発生装置の一例を示す構成図
【図２】半導体レーザにおける利得係数と注入電流との
関係を示す図
関係を示す図
【図３】半導体レーザにおける電子密度と注入電流との
関係を示す図
関係を示す図
【図４】反射率の変化により電子密度が急激に変化する
ようすを示す図
ようすを示す図
【図５】外部共振器形レーザの基本的な構成図
【図６】過飽和吸収体における吸収率と光密度との関係
を示す図
を示す図
【図７】過飽和吸収体を挿入した外部共振器形レーザの
構成図
構成図
【図８】反射率の変化によりしきい値電流が急激に変化
するようすを示す図
するようすを示す図
【図９】本発明の光パルス発生装置の第１の実施例を示
す構成図
す構成図
【図１０】本発明の光パルス発生装置の第２の実施例を
示す構成図
示す構成図
【図１１】本発明の光パルス発生装置の第３の実施例を
示す構成図
示す構成図
【図１２】半導体過飽和吸収体における光出力と注入光
強度との関係を示す図
強度との関係を示す図
【図１３】本発明の光パルス発生装置の第４の実施例を
示す構成図
示す構成図
２１…光ディスク、２２…半導体レーザ、２３，２４…
光ファイバ、２５…駆動装置、２６…位置決めヘッド、
２７…反射防止膜、３１…ＰＺＴ形位相シフタ、３２…
過飽和吸収体、３３…１×２結合器、３４…ミラー。
光ファイバ、２５…駆動装置、２６…位置決めヘッド、
２７…反射防止膜、３１…ＰＺＴ形位相シフタ、３２…
過飽和吸収体、３３…１×２結合器、３４…ミラー。
Claims (4)
- 【請求項１】 反射率が異なる部分をビットマークとし
て配列することにより情報を記録した光記録媒体から記
録情報に対応した光パルスを発生させる光パルス発生装
置において、 一方の反射端面に反射防止膜が付与されたファブリペロ
ー形半導体レーザと、一端が前記ファブリペロー形半導
体レーザの一方の反射端面に光学的に結合するように配
置され他端が光記録媒体の情報記録面に対向するように
配置された光ファイバとにより外部共振器形レーザを構
成し、 前記光ファイバの他端が光記録媒体の記録トラックに沿
うように光記録媒体と光ファイバとを相対的に移動させ
る手段と、 光記録媒体の高反射率の記録部分でのみレーザ発振する
ように前記ファブリペロー形半導体レーザを所定の注入
電流でバイアスする手段とを設けたことを特徴とする光
パルス発生装置。 - 【請求項２】 外部共振器形レーザを構成する光ファイ
バに光路長の調節機構を設けたことを特徴とする請求項
１記載の光パルス発生装置。 - 【請求項３】 外部共振器形レーザを構成する光ファイ
バ中に過飽和吸収体を配置したことを特徴とする請求項
１記載の光パルス発生装置。 - 【請求項４】 外部共振器形レーザを構成する光ファイ
バにＹ形分岐を設け、分岐先の端面に対向して過飽和吸
収体及びミラーを配置したことを特徴とする請求項１記
載の光パルス発生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7045838A JPH08249711A (ja) | 1995-03-06 | 1995-03-06 | 光パルス発生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7045838A JPH08249711A (ja) | 1995-03-06 | 1995-03-06 | 光パルス発生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08249711A true JPH08249711A (ja) | 1996-09-27 |
Family
ID=12730372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7045838A Pending JPH08249711A (ja) | 1995-03-06 | 1995-03-06 | 光パルス発生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08249711A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100455377B1 (ko) * | 2002-01-18 | 2004-11-06 | 삼성전자주식회사 | 다양한 광 매체에 적합한 기록 펄스 발생 장치 및 방법 |
-
1995
- 1995-03-06 JP JP7045838A patent/JPH08249711A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100455377B1 (ko) * | 2002-01-18 | 2004-11-06 | 삼성전자주식회사 | 다양한 광 매체에 적합한 기록 펄스 발생 장치 및 방법 |
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