JPS59110048A - Reproducing device for semiconductor laser information - Google Patents

Reproducing device for semiconductor laser information

Info

Publication number
JPS59110048A
JPS59110048A JP57218375A JP21837582A JPS59110048A JP S59110048 A JPS59110048 A JP S59110048A JP 57218375 A JP57218375 A JP 57218375A JP 21837582 A JP21837582 A JP 21837582A JP S59110048 A JPS59110048 A JP S59110048A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
laser
semiconductor laser
reflected light
feedback
coupling lens
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP57218375A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Oshima
尾島 正啓
Akira Arimoto
昭 有本
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP57218375A priority Critical patent/JPS59110048A/en
Publication of JPS59110048A publication Critical patent/JPS59110048A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Head (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make the influence of reflected light feedback hard to exert on the titled device and to suppress noise generation by decreasing the numerical aperture of a coupling lens or increasing a laser light output. CONSTITUTION:The noise generation originating the feedback of reflected light is suppressed by reducing the numerical aperture of the coupling lens 2 to <=0.15 and/or setting the light output of a laser 1 to >=3mW on a one-side projection end surface, obtaining a high S/N. The numerical aperture of the lens is equal to sintheta in a figure. There are two reasons that the influence of the reflected light feedback is made hard to exert on the device. Firstly, the NA of the coupling lens determines the efficiency of conversion from semiconductor laser light to a parallel beam. Secondly, the optical spot diameter of the reflected light when returning onto the laser projection end surface, the larger the NA, the smaller the rate of entrance in the active layer of the semiconductor laser.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、半導体レーザを光源に用いた光学的情報再生
装置に係り、特に光ビデオディスクのような高SN比が
要求される光デイスク装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to an optical information reproducing device using a semiconductor laser as a light source, and particularly relates to an optical disk device such as an optical video disk that requires a high signal-to-noise ratio. .

〔従来技術〕[Prior art]

レーザ光を用いて、回転円板からビデオ情報を再生する
光ビデオディスクは、既にT−T e N eレーザを
用いたものが製品として市販されている。光源として半
導体レーザを用いることにより、装置の小型軽量化、低
価格化等が期待できるので、その開発が盛んである。し
かし、半導体レーザの光出力ゆらぎ、すなわち、レーザ
ノイズのために、再生画質がHeNeレーザを用いた場
合と比べて劣るという問題がある。
Optical video disks that use laser light to reproduce video information from a rotating disk are already commercially available as products that use a T-T e Ne laser. By using a semiconductor laser as a light source, it is expected that the device will be smaller, lighter, and less expensive, and therefore its development is active. However, due to optical output fluctuations of the semiconductor laser, that is, laser noise, there is a problem that the reproduced image quality is inferior to that when a HeNe laser is used.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、上記半導体レーザのレーザノイズを抑
え、高SNの情報再生ができる半導体レーザ情報再生装
置を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a semiconductor laser information reproducing device that suppresses the laser noise of the semiconductor laser and can reproduce information with high SN.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

半導体レーザのノイズは、レーザ光が外部光学系で反射
され、その反射光が再びレーザにフィードバックすると
発生する。本発明では、結合レンズの開口数を小さくす
ること あるいは、レーザ光出力を高めることにより、
反射光フイードバツりの影響を受けに<<シて、ノイズ
発生を抑止する。
Semiconductor laser noise occurs when laser light is reflected by an external optical system and the reflected light is fed back to the laser. In the present invention, by reducing the numerical aperture of the coupling lens or increasing the laser light output,
This suppresses noise generation due to the influence of reflected light feedback.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の一実施例を第1図により説明する。半導
体レーザ1からの出射光は、結合レンズ2によって平行
ビームにコリメートされ、対物レンズ3によって、情報
記憶媒体4に集光される。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG. Light emitted from the semiconductor laser 1 is collimated into a parallel beam by a coupling lens 2 and focused onto an information storage medium 4 by an objective lens 3.

情報記憶媒体4からの反射光は、その光強度が情報にし
たがって変調される。波長板6と偏光プリズム7とによ
って、反射光ビームは、光検出器5へと導かれて電気信
号に変換される。レーザ光出力がゆらぐと再生信号中に
ノイズとして検出されるので、ビデオディスクの場合に
は、再生画質の悪化を引き起こす。レーザノイズは、情
報記憶媒体4からの反射光の一部が光検出器5に導かれ
ないで、レーザ1に帰還されることにより生じる。
The light intensity of the reflected light from the information storage medium 4 is modulated according to the information. A wave plate 6 and a polarizing prism 7 direct the reflected light beam to a photodetector 5 where it is converted into an electrical signal. If the laser light output fluctuates, it is detected as noise in the reproduced signal, which causes a deterioration in the reproduced image quality in the case of a video disc. Laser noise is caused by a portion of the reflected light from the information storage medium 4 being returned to the laser 1 without being guided to the photodetector 5.

ノイズレベルは、反射光フィードバック率だけでなく、
温度や、レーザ光出力等に依存する。
The noise level is determined not only by the reflected light feedback rate.
Depends on temperature, laser light output, etc.

本発明は、第1図の構成で、結合レンズ2の開口数を、
0.15より小さくすること、あるいは/およびレーザ
1の光出力を片側出射端面上で3mWより大きくするこ
とにより、反射光フィードバックによるノイズ発生を抑
止し、高SNを達成する。ここでレンズの開口数(Nu
mericalAparture 、 NA )は第1
図のθとNA”!、linθ の関係にある。
The present invention has the configuration shown in FIG. 1, and the numerical aperture of the coupling lens 2 is
By making the output power smaller than 0.15 and/or making the optical output of the laser 1 larger than 3 mW on one emission end face, noise generation due to reflected light feedback is suppressed and a high SN is achieved. Here, the numerical aperture of the lens (Nu
mericalAparture, NA) is the first
There is a relationship between θ and NA”!, linθ in the figure.

次にノイズ抑止の効果を実測データを以て示す。Next, the effect of noise suppression will be shown using actual measurement data.

第2図は、結合レンズのNAをパラメータにしてレーザ
ノイズ(周波数5MHz)のレーザ光出力依存性を示し
たもので、レーザとして単一モードレーザであるMC8
P(Modified  Channe13tripe
d  T’1anar )型レーザノイズ反射光フィー
ドバック率1%、篇度27tl’の条件下で測定されて
いる。図において、横軸は、片側端面上でのレーザ光出
力を示し、縦軸のレーザノイズはRI N (R,el
ative  Intensity No1se )、
で示しである。反射光フィードバック率は、第1図で、
波長板6と偏光プリズム7を取り去り、光検出器に導か
れる割合がOになる場合を100%にとって示しである
。第2図は、結合レンズのNAが小さい程、レーザ光出
力が大きい程、反射光フィードバックの影響を受けに<
<、ノイズ発生が小さいことを示している。なお、光ビ
デオディスクのような高SN再生を要求される装置では
、RIN<10−14 である必要があり、第2図の場合、NA(0,15゜光
出力>3mWで満足している。
Figure 2 shows the dependence of laser noise (frequency 5MHz) on laser light output using the NA of the coupling lens as a parameter.
P (Modified Channel 13 tripe
dT'1anar) type laser noise reflected light feedback rate is 1%, and the width is 27tl'. In the figure, the horizontal axis shows the laser light output on one end facet, and the vertical axis shows the laser noise RI N (R,el
active Intensity No.1se),
It is shown by . The reflected light feedback rate is shown in Figure 1.
The figure shows 100% when the wavelength plate 6 and polarizing prism 7 are removed and the ratio of light guided to the photodetector is O. Figure 2 shows that the smaller the NA of the coupling lens and the larger the laser light output, the less the effect of reflected light feedback.
< indicates that noise generation is small. In addition, in devices that require high SN playback such as optical video discs, RIN < 10-14 is required, and in the case of Figure 2, NA (0.15° optical output > 3 mW is satisfied). .

レーザノイズは温度にも依存する。第3図は、レーザノ
イズの温度変化を示している。NAをパラメータにして
、光出力は、第1図で光検出器のDC出力レベルが一定
になるように調整しである。
Laser noise also depends on temperature. FIG. 3 shows the temperature change of laser noise. Using NA as a parameter, the optical output is adjusted so that the DC output level of the photodetector is constant as shown in FIG.

この例では、反射光フィードバック率1%の条件下で、
NA=0.10.光出力=5.8mWで常に′fLIN
<10−14 、NA=0.15.光出力=3mWで1
0”5 (RIN<10” 、NA=0、19 、光出
力=2.5mWで常にRI N> 10−13となって
いる。
In this example, under the condition of a reflected light feedback rate of 1%,
NA=0.10. Optical output = 5.8mW and always 'fLIN
<10-14, NA=0.15. 1 at optical output = 3mW
0"5 (RIN<10", NA=0, 19, optical output=2.5 mW, RIN>10-13 is always satisfied.

第4図には、温度20〜50tTの範囲での最悪ノイズ
レベルを、反射光フィードバックに対して示しである。
FIG. 4 shows the worst noise level in the temperature range of 20 to 50 tT for reflected light feedback.

光ビデオディスクのような装置ではディスクの複屈折性
のために、反射光フィードバック〜1%は避けられない
。したがって第4図で明らかなように、NA=0.10
.光出力5.8mWであれば、温度20〜50C1反射
光フィードバック41%の条件下でIITN<1o−’
4 を充分に満足する。しかし、NA=0.19.光出
力2.5’mWでは反射フィードバック0.2%以上で
RIN>10−14となってし甘う。NA=0.15.
光出力3mWでは、反射フィードバック0.7%以下で
はR,IN<10−14を満足するが、反射フィードバ
ック1%以上ではRIN>10−14となってしまう。
Reflected optical feedback of ~1% is unavoidable in devices such as optical video discs due to the birefringence of the disc. Therefore, as shown in Figure 4, NA=0.10
.. If the optical output is 5.8 mW, IITN<1o-' under the conditions of temperature 20~50C1 reflected light feedback 41%
4 is fully satisfied. However, NA=0.19. When the optical output is 2.5'mW, the reflection feedback becomes 0.2% or more and RIN>10-14. NA=0.15.
At an optical output of 3 mW, R,IN<10-14 is satisfied when the reflection feedback is 0.7% or less, but RIN>10-14 is satisfied when the reflection feedback is 1% or more.

したがって、反射光フィードバックに1%。Therefore, 1% for reflected light feedback.

温度20C〜50tZ’の範囲内でRI N<10−1
4を常に満足するためには、NA<0.15.光出力)
3mWにする必要がある。
RI N<10-1 within the temperature range of 20C to 50tZ'
In order to always satisfy 4, NA<0.15. light output)
It is necessary to set it to 3mW.

結合レンズのNAを小さくすること、あるいは、レーザ
光出力を大きくすることにより、反射光フィードバック
の影響を受けにくくなる理由を説明する。
The reason why it becomes less susceptible to the influence of reflected light feedback by reducing the NA of the coupling lens or increasing the laser light output will be explained.

まず、結合レンズのNAは、第1に、半導体レーザから
平行ビームへの変換効率を決定する。すなわち、半導体
レーザは、θ=15〜30°の広がり角をもった発散光
を出射するが、NAが小さい程、その一部分しか利用し
ないことに外る。この利用効率は(NA)2に比例する
。更に記憶媒体からの反射光ビームが、結合レンズを介
して、レーザ出射端面上に戻る時の光スポツト径は、N
Aが小さい程大きく、半導体レーザの活性層に入る割合
は小さくなる。戻シ光スポットのうち、レーザ共振器内
に入る割合は(NA)2に比例する。以上2つの理由に
より、レーザノイズ発生を支配する実質的フィードバッ
ク率は、結合レンズNAの4乗に比例すると考えられる
。したがって、例えば、NA=0.15とNA=0.1
0とでは(0,1510,10)’ =5倍だけ、反射
フィードバックの影響が違う。このようにNAを小さく
することにより、反射光フィードバックの影響を受けに
<<シてノイズ発生を抑止することができるが、上述し
たようにNAが小作い程、光の利用効率は低下するので
、あまりNAを小さくすると、1ノ−ザ光骨の不足が生
じてディスクから信号を読み出すことがmMとなる。こ
の光量不足を避けるためには、半導体レーザの光出力を
大きくする必要があるが、半導体レーザの光出力にも限
界があり、発振横モードが基本モードとして安定に保た
れ、かつ寿命が保証される光出力としては10mW程度
が限界である。1/−ザ光出力10mW時に、ディスク
から信号を安定に読み出すために必要な光景を得るには
、結合レンズのNAは0.08以上必要である。したが
って、結合レンズのNAとしては、0.08≦N A 
(]、、 5の範囲にするのが好ましく、更に好ましく
は、1.0≦NA≦1.3の範囲がよい。
First, the NA of the coupling lens primarily determines the conversion efficiency from the semiconductor laser to a parallel beam. That is, a semiconductor laser emits diverging light with a spread angle of θ=15 to 30°, but the smaller the NA, the more likely only a part of the light is used. This utilization efficiency is proportional to (NA)2. Furthermore, the optical spot diameter when the reflected light beam from the storage medium returns onto the laser emitting end face via the coupling lens is N.
The smaller A is, the larger it is, and the smaller the proportion of it entering the active layer of the semiconductor laser. The proportion of the returned light spot that enters the laser resonator is proportional to (NA)2. For the above two reasons, it is considered that the substantial feedback rate that governs laser noise generation is proportional to the fourth power of the coupling lens NA. Thus, for example, NA=0.15 and NA=0.1
0, the influence of reflected feedback is different by (0, 1510, 10)' = 5 times. By reducing the NA in this way, it is possible to suppress noise generation due to the influence of reflected light feedback, but as mentioned above, the smaller the NA, the lower the light utilization efficiency. However, if the NA is made too small, there will be a shortage of one laser beam, and it will take only millimeter to read out the signal from the disk. In order to avoid this insufficient amount of light, it is necessary to increase the optical output of the semiconductor laser, but there is also a limit to the optical output of the semiconductor laser, and the oscillation transverse mode must be kept stable as the fundamental mode and the lifetime must be guaranteed. The limit for the optical output is about 10 mW. 1/-The NA of the coupling lens is required to be 0.08 or more in order to obtain a view necessary for stably reading signals from the disk when the optical output is 10 mW. Therefore, the NA of the coupling lens is 0.08≦NA
The range is preferably 5, more preferably 1.0≦NA≦1.3.

次にレーザ光出力については、反射光フィードバックが
ない場合、光出力が大きい程、ノイズが小さい。これは
、単一モード発振のスペクトル線幅が狭くなり、位相ゆ
らぎが小さくなるからである。つまり単一モード性が強
まるために、反射光フィードバックによって多モード発
振になりにくく、シたがってノイズも発生しにくくなる
と考えられる。なお、半導体レーザの光出力は大きい程
好ましいが、上述したように発振横モードが基本モード
として安定に保たれる光出力としては現状では約10m
Wが限界であるので、これ以下の範囲で使用することが
、素子の信頼性、寿命の点から好ましく、3.5mW以
上6mW以下で使用するのがより好ましい。
Next, regarding the laser light output, if there is no reflected light feedback, the larger the light output, the smaller the noise. This is because the spectral linewidth of single mode oscillation becomes narrower and the phase fluctuation becomes smaller. In other words, it is thought that because the single mode property is strengthened, multimode oscillation is less likely to occur due to reflected light feedback, and therefore noise is less likely to occur. It should be noted that the higher the optical output of the semiconductor laser, the better, but as mentioned above, the optical output that keeps the oscillation transverse mode stable as the fundamental mode is currently about 10 m.
Since W is the limit, it is preferable to use it within this range from the viewpoint of reliability and life of the element, and it is more preferable to use it within the range of 3.5 mW or more and 6 mW or less.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べた如く本発明によれば、半導体レーザの反射光
フィードバックによるノイズ発生を抑止することができ
るので、高SNの光学的情報再生を可能とする効果があ
る。
As described above, according to the present invention, it is possible to suppress the generation of noise due to feedback of reflected light from a semiconductor laser, thereby making it possible to reproduce optical information with high SN.

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

第1図は、本発明の一実施例を示す図、第2図。 第3図及び第4図は、本発明を説明するための図である
。 (9) 1・・・半導体レーザ、2・・・結合レンズ、3・・・
対物レンズ、4・・・情報記憶媒体、5・・・光検出器
、6・・・波長板、7・・偏光プリズム。 代理人 弁理士 薄田利幸 (10) r 1 区 第 2 ロ し−プ″光ニオ(8w) ’fIt 図
FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing an embodiment of the present invention. FIG. 3 and FIG. 4 are diagrams for explaining the present invention. (9) 1... Semiconductor laser, 2... Coupling lens, 3...
Objective lens, 4... Information storage medium, 5... Photodetector, 6... Wave plate, 7... Polarizing prism. Agent Patent Attorney Toshiyuki Usuda (10) r 1 Ward 2nd Loop “Hikari” (8w) 'fIt Figure

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、半導体レーザと、情報記憶媒体と、結合レンズ及び
対物レンズを有し上記半導体レーザからの光ビームを上
記情報記憶媒体へ導く光学系と、上記情報記憶媒体から
の反射光を受光する光検出器とからなり、上記結合レン
ズの開口数が0.08以上0.15未満であることを特
徴とする半導体レーザ情報再生装置。 2、上記半導体レーザの光出力が、片側出射端面上で3
mWよシ大きく10mW以下であることを特徴とする特
許請求の範囲第1項記載の半導体レーザ情報再生装置。
[Claims] 1. A semiconductor laser, an information storage medium, an optical system having a coupling lens and an objective lens, and guiding a light beam from the semiconductor laser to the information storage medium, and reflection from the information storage medium. 1. A semiconductor laser information reproducing device comprising a photodetector that receives light, wherein the coupling lens has a numerical aperture of 0.08 or more and less than 0.15. 2. The optical output of the semiconductor laser is 3 on one side of the output end face.
2. The semiconductor laser information reproducing device according to claim 1, wherein the semiconductor laser information reproducing device is larger than mW and is 10 mW or less.
JP57218375A 1982-12-15 1982-12-15 Reproducing device for semiconductor laser information Pending JPS59110048A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57218375A JPS59110048A (en) 1982-12-15 1982-12-15 Reproducing device for semiconductor laser information

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57218375A JPS59110048A (en) 1982-12-15 1982-12-15 Reproducing device for semiconductor laser information

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS59110048A true JPS59110048A (en) 1984-06-25

Family

ID=16718905

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP57218375A Pending JPS59110048A (en) 1982-12-15 1982-12-15 Reproducing device for semiconductor laser information

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS59110048A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61163681A (en) * 1985-01-12 1986-07-24 Kiichiro Kagawa Laser device for forming micro-beam
JPS63268139A (en) * 1987-04-24 1988-11-04 Alps Electric Co Ltd Optical device for optical pickup

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5641A (en) * 1979-06-15 1981-01-06 Hitachi Ltd Processor for optical information

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5641A (en) * 1979-06-15 1981-01-06 Hitachi Ltd Processor for optical information

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61163681A (en) * 1985-01-12 1986-07-24 Kiichiro Kagawa Laser device for forming micro-beam
JPS63268139A (en) * 1987-04-24 1988-11-04 Alps Electric Co Ltd Optical device for optical pickup

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2785921B2 (en) Semiconductor laser drive circuit for optical memory readout device
US4480325A (en) Optical pickup
GB2144912A (en) Light emitting device and optical signal processing system employing the same
JPH0578093B2 (en)
US5067117A (en) Output stabilizing apparatus for an optical head
EP0532274B1 (en) Noise reduction system for optical record and reproduction apparatus using auto-power controlled semiconductor laser device
JPS5971142A (en) Optical information reproducer
JPS59110048A (en) Reproducing device for semiconductor laser information
JP3392206B2 (en) Optical pickup
JP2005209988A (en) Method for driving semiconductor laser and optical disk device
JPH1116188A (en) Semiconductor laser and optical pickup
US7298686B2 (en) Optical pickup and optical disk reproducing device
JPS58175146A (en) Semiconductor laser
JPH0159751B2 (en)
KR100252170B1 (en) Optical head
JPH0585970B2 (en)
JP2000228559A (en) Optical device
JPS60192377A (en) Driving method for semiconductor laser element
JPS58175147A (en) Optical pickup device
JPS60170041A (en) Optical pickup device
JPS60154337A (en) Optical pickup device
JP2591637B2 (en) Light head
JP2002319699A (en) Optical device
JP2543674B2 (en) Optical pickup
JP2002150601A (en) Optical pickup for optical disk and method for optical disk evaluation