JPS60154585A - レ−ザ装置 - Google Patents

レ−ザ装置

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JPS60154585A
JPS60154585A JP59009482A JP948284A JPS60154585A JP S60154585 A JPS60154585 A JP S60154585A JP 59009482 A JP59009482 A JP 59009482A JP 948284 A JP948284 A JP 948284A JP S60154585 A JPS60154585 A JP S60154585A
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JP
Japan
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laser
output
light
laser light
region
Prior art date
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Application number
JP59009482A
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English (en)
Inventor
Osamu Yoneyama
修 米山
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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Publication of JPS60154585A publication Critical patent/JPS60154585A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/02Structural details or components not essential to laser action
    • H01S5/022Mountings; Housings
    • H01S5/023Mount members, e.g. sub-mount members
    • H01S5/02325Mechanically integrated components on mount members or optical micro-benches
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S5/00Semiconductor lasers
    • H01S5/06Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/068Stabilisation of laser output parameters
    • H01S5/0683Stabilisation of laser output parameters by monitoring the optical output parameters

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
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  • Optics & Photonics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (AREA)

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、レーザ装置に関し、特に、レーザ光出力レベ
ルを何段階かに切換え可能な高出力用の半導体レーザ装
置に関する。
〔背景技術とその問題点〕
一般に半導体レーザ装置においては、レーザ光出力全一
定とするために、パノクージ内に光出力モニタ用のフォ
トダイオード等の受光素子を設け、この受光素子からの
レーザ光出力レベル検出信号に応じて半導体レーザ素子
への供給電力等全制御するような、いわゆるAPC(オ
ートマチック・パワー・コントロール、自動パワー制御
)動作を行なっている。
このよりなAPC動作は、使用中の温度変化によるレー
ザ光出力の変動を補償したり、長時間、例えば5000
時間にわたって定格出力を維持し得るようにするために
必要とされてい為。
ところで、レーザ光音用いた信号記録再生の一方法とし
て、いわゆるDRAW(ダイレクト・リード・ブック・
ライト、直接畳き込み読み出し)と称されるものが知ら
れておシ、この方法においては、DRAW用の光学ディ
スクに対して、高出力レーザ光を用いて信号の書き込み
ケ行ない、その後、低出力レーザ光により上記書き込ま
れた信号の読み出しく再生)を行なっている。このよう
な直接書き込み読み出しによる信号記録再生を行なう場
合のレーザ装置としては、書き込みのための高出力と読
み出しの1こめの低出力との少なくとも2段階にレーザ
光出力を切換可能なものが用いられる。この場合の上記
高出力と低出力とは、約1桁程度(例えば約30mWと
約3mW)の差があり、上3ピモニタ用のフォトダイオ
ードの最適検出範囲全外れてしまう。すなわち、第1図
はレーザ光出力モニタ用のフォトダイオードの検出特性
を示すグラフであり、レーザ光出力が低出力の例えば3
mWのとき、1mAのフォトダイオード出力が得られて
いる。ところが、上述した書き込みのための高出力レー
ザ光として例えば出力30mWのレーザ光全モニタする
場合には、これに対応するフォトダイオードの検出出力
が略飽和状態に達しており、この30mW近傍でレーザ
光出力が変動してもフォトダイオード出力の変化分が極
めて小さく、良好なAPC動作が行なえなくなる。
一方、検出感度の低いフォトダイオードを用いて、高出
力(例えば30 m W )のレーザ光モニタ時に最適
の検出が行なえるようにすることも考えられるが、この
場合には、低出力(例えば3mW)のレーザ光モニタ時
に充分な検出出力が得られなくなり、これを例えば増幅
器等で増幅するようにしでも、回路構成が複雑化し、ま
たノイズの増大や増幅器特性のばらつきによる制御動作
への悪影響等があり、好ましくない。
〔発明の目的〕
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであり
、例えば高出力と低出力のように少なくとも2段階にレ
ーザ光出力が切換えられるレーザ装置のパンケージ(あ
るいは)−ウジング)内に、実質的に感度の異なる2以
上のレーザ光モニタ用受光部を設けるという簡単な構造
により、レーザ光出力が切り換わってもAPC回路への
検出出力が略同−レベルに保たれ、常に良好7kAPC
動作が9能と−h7′xう7′−7装置0提供全目的2
す する0 〔発明の概要〕 すなわち、本発明に係るレーザ装置の特徴は、レーザ光
出力を例えば高出力モードと低出力モードのように少な
くとも2段階の互いに異なる出力値のモードに切り換え
可能な半導体レーザ等のレーザ累子會有し、このレーザ
素子からのレーザ光の一部全受光して自動パワー制御用
のモニタを行なうための受光手段に、上記互いに異なる
出力値の個数(モード数〕に対応する2以上の受光部を
設け、これらの受光部の実質的なレーザ光検出感度を上
記谷レーザ光出力値に応じて互いに異ならせるとともに
上記レーザ光出力のモード切り換えに応じて上記各受光
部を選択的に切り換えることにより上記いずれのモード
にあっても互いに略等しいレーザ光検出出力が得られる
ようになし、この検出出力全上記自動パワー制御(いわ
ゆるAPC)動作用の回路部に供給することである。
したがって、APC回路部においては、いずれのψノ換
モードにあっても略同様なAPC動作を行。
なえばよく、回路構成が簡単にもかかわらず良好なAP
C動作が可能となる。
〔実施例〕
先ず、本発明が適用されるレーザ装置の基本構造につい
て、第2図を参照しながら説明する。
この第2図において、レーザ装置の基台1には例えば半
導体レーザ素子2およびレーザ光出力モニタ用のフォト
ダイオードチップ3がそれぞれ取付固定されている。半
導体レーザ素子2の前面(図中上面)から放射されたレ
ーザ光は、ハウジング4の前面(図中上面)開口部5葡
介して外部に出力される。ここで、一般の半導体レーザ
素子2においては、上記前面から主要なレーザ光が出力
されるとともに、後面(図中下面)からも副次的なレー
ザ光が出力され、この後方のレーザ光出力をモニタ用の
フォトダイオードチップ3で受光してレーザ光の出力レ
ベルを検出している。このフォトダイオードチップ3か
らのレーザ光検出出力は、図示しないAPC(自動パワ
ー制御)回路に送られ、このAPC回路は、上記レーザ
光検出出力に応じて上記半導体レーザ素子2への供給電
力を変化させることにより、上記レーザ光出力が一定に
保たれるように制御している。
さらに、半導体レーザ素子2のレーザ光出力は伺段階か
に切り換え可能に橘成されているわけであるが、以下説
明を簡略化するために、例えば30mWの高出力モード
と、例えば3mWの低出力モードとの2段階に切り換え
可能とし、前述したDRAW方式の記録再生装置に用い
ることによって、30+nWの高出力モード時に書き込
みを、3mWの低出力モード時に読み出し會、それぞれ
行ない得るものとする。
このような基本構造を有する半導体レーザ装置において
、フォトダイオードチップ3等のレーザ光出力モニタ用
の受光手段の受光部ケ2以上設けるようにし、これらの
受光部の実質的なレーザ光出力の検出感度ケ互いに異な
らせる。この場合、2個以上のフォトダイオードチップ
を用いてもよく、また、同一のフォトダイオードチップ
上に2以上の受光領域音形成してもよい。
ここで、兜3図は、本発明の一実施例に用いられるフォ
トダイオードチップ3の拡大概略平面図を示し、同一の
チップ3上に、互いにレーザ光検出感度の異なる素子部
分あるいは受光領域31゜32’(+−形成している。
このフォトダイオードチップ3は、例えば第2図の構造
のレーザ装置に用いられ、半導体レーザ素子2からのレ
ーザ光は各領域31,32に略均等に照射され、照射強
度は互いに等しい値となっている。
このように、同一のフォトダイオードチップ3上に互い
に光検出感度の異なる領域31.32に形成する方法と
しては、 ■PN接合の深さを異ならせた構造にする。
■サブストレート(半導体基体)の不純物濃度を異なら
せる。4 ■サブストレートのキャリアの寿命(ライ7タイム)を
異ならせる。
■デフ1表面に減光用のフィルタ層あるいは反射層を形
成する。
等が考えられる。ここで、上記■の方法の一例と 1し
て、フォトダイオードのサブストレートにAu(金)全
拡散させて低感度化を図ることが挙げられる。また、上
記■の方法としては、フォトダイオードの表面に、Au
(金)等の金属薄膜を被着形成し1ζす、5i02(二
酸化シリコン〕あるいはPo1y−8t(多結晶シリコ
ン)等とSi、N4〔窒化シリコン〕等とを交互に積層
した多層誘電体膜全被着形成したり、ま1こは、Po1
y−j9i(多結晶シリコン)等の単層膜全所定厚みに
被着形成したりして、これらの膜によりレーザ光を反射
あるいは吸収させることによってフォトダイオードの感
度全低下させることが挙げられる。
そして、第3図に示すように、同一のフォトダイオード
チップ3上に、高感度領域31と、上述の方法により感
度低下処理を施した低感度領域32とを隣接させて形成
する。この場合の各領域31.32のレーザ光検出感度
について―、上記半導体レーザ素子2からのレーザ光が
上述したような低出力モードのとき高感度領域31によ
り、高出力モードのとき低感度領域32により、それぞ
れ最適の光検出動作を行なえるように設定する。
すなわち、第4図はフォトダイオードチップ3の各領域
31,32のレーザ光検出感度特性の一例を示すグラフ
であり、高感度領域31の特性曲線Aは、上記低出力モ
ードに相当する3 m W、q度のレーザ光出力を検出
するときの直線性が良好であるのに対し、低感度領域3
2の特性曲線Bは、上記高出力モードに相当する30m
W程度のレーザ光出力を検出するときの直線性が良好で
ある。また、各モードの標準レーザ光出力(3mWおよ
び30mW)に対しては、各領域31および32からの
検出出力がそれぞれ略等しく 1mA程度となっている
このようなフォトダイオードチップ3の各領域31.3
2からの光検出出力を上記レーザ光の出カモード切り換
−えに応じて切換選択して、前述したAPC動作用の回
路部に送る。この場合、上記低出力モード時には高感度
領域31盆、また上記高出力モード時には低感度領域3
2をそれぞれ選択することは勿論である。
そして、前述したDRAW方式の記録再生装置に上記半
導体レーザ装置を用いる場合において、書き込みのため
のレーザ光出力が30mW程度の高出力モードを選択し
たときには、フォトダイオードチップ3の低感度領域3
2を切換選択してレーザ光モニタを行なわせ、この領域
32からの1mA前後のレーザ光検出出力kAPc動作
用回路部に送るのに対し、読み出しのためのレーザ光出
力3mW程度の低出力モードが選択されたときには、フ
ォトダイオードチップ3の高感度領域31が切換選択さ
れ、この領域31刀≧らの1mA前後のレーザ光検出出
力がΔPC動作のための回路部に送られる。すなわち、
APC回路部に供給されるレーザ光検出出力は、上記書
き込み用高出力モード時も読み出し用低出力モード時も
略同程度となるため、APC動作を簡単な回路構成で良
好に行なえる。
ところで、以上の実施例の説明においては、1個のフォ
トダイオードチップ3上に互いに光検出感度の異なる複
数の、例えば2つの受光部となる領域31.32に集私
化して形成しているが、それぞれ独立のフォトダイオー
ドチップを用いるようにしてもよい。この場合、光検出
感度が互いに異なる例えば低感度および高感度のフォト
ダイオードチップを、レーザ素子からのレーザ光が等し
い強度で照射される位置にそれぞれ配置する構成とする
他に、互いに等しい光検出感度を有する複数のフォトダ
イオードチップ葡、レーザ素子からのレーザ光の強度が
互いに異なるような各位置にそれぞれ配置する構成とし
、レーザ素子自体のレーザ光出力に対する各フォトダイ
オードテンプの検出感度を実質的に互いに異ならせても
よい。すなわち、レーザ素子から放射されるレーザ光は
、一般に放射方向(光軸に対する角度)に応じて強度が
異なり、レーザ素子と対向する平面上のレーザ光照射強
度は、例えば第5図Aに示すように所定の分布(例えば
正規分布)會なす。したがって、互いに等しい感度の複
数個のフォトダイオードチップであっても、上記レーザ
光照射強度が互いに異なる位置に配設することによって
、レーザ素子自体の出力の検出感度を実質的に互いに異
ならせることができる。例えば、前述したDRAWタイ
プの記録再生ヘッド用レーザ装置に適用する場合には、
第5図Aの中心位置(光軸上の位置に相当)Poと、こ
の位置P。に対してレーザ光強度が約1桁程度低くなる
周辺部の位置P−1とに、それぞれ互いに等しい光検出
感度の2個のフォトダイオードチップに、配設し、上記
書き込み用の高出力モード時には、位置P8のフォトダ
イオードによリレーザ光モニタを行ない、上1Iil1
8読み出し用の低出力モード時には、位置P。のフォト
ダイオードによりレーザ光モニタを行なえばよい。この
場合、各モード時のモニタ出力が略同程度となって前述
のAPC動作用の回路部に送られるため、簡単な回路構
成により良好なAPC動作を行なうことが可能となる。
これは、同一のフォトダイオードチップ上にそれぞれ独
立して形成された、互いに等しい感度の受光領域に対す
るレーザ光照射強度を、互いに異ならせてもよい。例え
ば第5図Bに示すように、フォトダイオードチップ10
の中心をレーザ素子の光軸中心よりずらして配置し、互
いに等しい光感反%性の第11第2の受光領域11,1
20うち、第1の受光領域11へのレーザ光照射強度に
対して、第2の受光領域12へのレーザ光照射強域12
からの出力を、それぞれAPC動作用回路部に供給する
。あるいは、第5図Cに示すように、レーザ素子の光軸
中心に配されたフォトダイオードチップ20の中央部分
に第1の受光領域21t1この領域21の周辺部分に第
2の受光領域22を、それぞれ形成し、これらの各領域
自体の受光感度については互いに等しく設定し、各領域
へのレーザ光照射強度が約1桁程度異なるようにしても
よい0 さらに、複数の受光部、すなわちそれぞれ別個の複数の
フォトダイオード、あるいは同一フォトダイオードチッ
プ上の複数の受光領域について、互いの受光感度を異な
らせるとともに、各受光部へのレーザ光照射強度tも互
いに異ならせるようにしてもよい。またさらに、各受光
部の受光面積を互いに異ならせて実質的なレーザ光出力
検出感度を異ならせてもよく、これと上記各方法とを組
み合わせてもよい。
なお、以上の説明において、レーザ光発生手段としては
半導体レーザ素子についてのみ説明したが、この他、結
晶固体レーザ素子や非結晶固体レーザ素子等も使用可能
であることは勿論である。
また、レーザ装置の構造は、第2図の例に限定されず、
例えばレーザ素子の前面(レーザ光の主要な出力面)よ
り放射されたレーザ光の一部全必要に応じてミラー等の
光学系を介して取り出し、これを受光手段によりモニタ
するような構成としてもよい。
〔発明の効果〕
本発明に係るレーザ装置によれば、レーザ光出力の切り
換えに応じて、モニタ用受光素子(例えばフォトダイオ
−トンの受光感度が実質的に互いに異なる各受光部全切
換選択することにより、APC(オー)−パワ−9コン
トロール〕回路へのレーザ光検出出力を略同−レベルと
することができ、簡単な構成のAPC回路部奮用いて良
質なApc動作が実現できる。
【図面の簡単な説明】
第1図はレーザ光出力に対するフォトダイオードの検出
出力の一例を示すグラフ、第2図は本発明が適用される
レーザ装置の一例を概略的に示す断面図、第3図は本発
明の一実施例に用いられるモニタ用のフォトダイオード
チップの一例を概略的に示す平面図、第4図は第3図の
フォトダイオードチップの各受光領域の特性の一例奢示
すグラフ、第5図はレーザ光照射強度に対するフォトダ
イオードの配設位置全説明するための図である。 2・・・ レーザ 3.10,20・・・フォトダイオードチップ31.3
2,11,12,21,22 拳・・ 受光領域 特許出願人 ンニー株式会社 1 代理人 弁理士 小 池 晃 同 1) 村 榮 − 第、図 第2図 第3図 第4図 レーザ光出力 − 第5図A

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. レーザ光出力を2以上の互いに異なる出力値に切り換え
    可能なレーザ素子を有し、このレーザ素子からのレーザ
    光の一部を受光して自動パワー制御を行なうための受光
    手段に、上記互いに異なる出力値の個数に対応する2以
    上の受光部を設け、これらの受光部の実質的なレーザ光
    検出感度を上記谷レーザ光出力値に応じて互いに異なら
    せ、上記レーザ光出力値の切り換えに応じてこれらの受
    光部を選択的に切り換えてレーザ光検出出力金塊り出す
    ことを特徴とするレーザ装置。
JP59009482A 1984-01-24 1984-01-24 レ−ザ装置 Pending JPS60154585A (ja)

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JP59009482A JPS60154585A (ja) 1984-01-24 1984-01-24 レ−ザ装置

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JP59009482A JPS60154585A (ja) 1984-01-24 1984-01-24 レ−ザ装置

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JPS60154585A true JPS60154585A (ja) 1985-08-14

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0245712A2 (en) * 1986-05-01 1987-11-19 Wai-Hon Lee Semiconductor laser and detector device
JPS62204360U (ja) * 1986-06-17 1987-12-26
CN111490441A (zh) * 2020-05-21 2020-08-04 王志杰 一种高带宽激光器信号光与背光分离处理技术

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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