JPS61172387A - 半導体レ−ザ装置および光記録再生装置 - Google Patents

半導体レ−ザ装置および光記録再生装置

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JPS61172387A
JPS61172387A JP60012559A JP1255985A JPS61172387A JP S61172387 A JPS61172387 A JP S61172387A JP 60012559 A JP60012559 A JP 60012559A JP 1255985 A JP1255985 A JP 1255985A JP S61172387 A JPS61172387 A JP S61172387A
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laser
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Hitoshi Kawaguchi
仁司 河口
Manabu Yamamoto
学 山本
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
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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】 [技術分野] 本発明は、外部共振器により動作する半導体レーザ装置
およびその半導体レーザ装置を用いた光記録再生装置に
関するものである。
[従来技術] 従来の半導体レーザは第12図に示すように構成されて
いる。ここで、レーザ共振器100は、レーザ活性層1
01に垂直な結晶の臂開面102と103を用いて形成
されている。かかる臂開面102および103での反射
率は約35%と大きいので、レーザ共振器100の反射
率を外部から変化させることによリレーザ特性を制御す
ることは困難であった。
このような半導体レーザからの光により記録再生を行う
装置は電子通信学会技術研究報告vo1.84.No、
203.MR84−39に開示されている。その光記録
再生装置の概略を第13図に示す。
第13図において、111は半導体レーザ、112〜1
15はレンズ、11Bはフォーカスアクチュエータに設
置された集光レンズ、117および118は/\−フミ
ラー、119は1/2波長板、120は整形プリズム、
121〜123は光検出器、124はレーザビーム記録
媒体、たとえばディスク、125はプリズムによるビー
ムスプリッタである。
半導体レーザ111からの光は、レンズ112)整形プ
リズム120、ハーフミラ−117および集光レンズ1
1Bを介して記録媒体124に入射して、記録が行われ
る。その記録の形態としては、レーザ光のエネルギーに
より、穴をあけたり、結晶−非結晶状態の相変態を利用
することによって、光呼射による記録媒体の反射率を変
化させて情報を書き込む場合と、磁気バイアスを記録媒
体に加えておき、レーザ光のオン/オフにより磁化を反
転させて情報を書き込む場合とがある。
ここで、レーザビーム記録媒体124が穴あけ記録媒体
や相変態形媒体などのように、反射率変化として情報を
記録する媒体である場合には、ディスク124からの反
射光が光検出器121で検出される。
他方、レーザビーム記録媒体124が光磁気ディスクな
どのように磁化反転として情報を記録する媒体では、記
録部による反射光偏光面の回転をアナライザであるプリ
ズムビームスプリッタ125で分離し、その分離された
光を光検出器122および123の差動出力で検出する
このような記録再生時には、以上の装置をレーザビーム
記録媒体124の面振れに追随させるために、フォーカ
ス誤差信号に従って集光レンズ118等を光軸方向に移
動させて合焦させている。
このような従来方式では、(i) ([1別の光学部品
と機構部品とを組合せているため、光軸調整等に時間が
かかる他、信頼性に劣る。
(i+)装置が大型であり、重いため、高速アクセス化
やマルチヘッド化がむずかしい。
(目i)重ね書き(オーバライド)ができす、再記録の
ときには、その都度すでに書き込まれている情報を消去
する必要があるなどの問題点があった。
[目的] そこで、本発明の目的は、上述の欠点を除去して、レー
ザ特性を制御することのできる半導体レーザ装置を提供
することにある。
本発明の他の目的は、レーザ発振が生じるか否かを制御
することのできる半導体レーザ装置を提供することにあ
る。
本発明の更に他の目的は、上述の半導体レーザ装置を用
いることにより、上述した諸間助点を解決し、簡単な構
成で、かつ小型軽量化を達成し、組立調整も容易であり
、しかも重ね書きのできる光記録再生装置を提供するこ
とにある。
[発明の構成コ このような目的を達成するために、本発明半導体レーザ
装置は、半導体レーザと、半導体レーザ置された反射体
とを具えたことを特徴とする。
本発明光記録再生装置は、半導体レーザと、半導体レー
ザの一方の端面に配置され、一方の端面でのレーザ光の
反射率を低減する部材と、部材と対向して記録媒体が配
置されるように半導体レーザを支持する部材とを具えた
ことを紡機とする。
[実施例] 以下に、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第1図は本発明半導体レーザ装置の一実施例を示し、こ
こで、lは半導体レーザ、2はそのレーザ活性層、3お
よび3′はその共振器端面、5は端面3′に配置した反
射防止膜である0反射防止膜5は、たとえばGaAs系
半導体レーザの場合には、たとえばSiOまたは5i0
2を厚さ2000人程度にコーティングすることにより
形成し、この反射防止膜5によって端面3′での反射率
を10−3〜i1・1174に低減することが容易にで
きる。この反射防止膜形成の技術に関しては、理論的に
はAT&T Be1lLaboratories、  
Technical Journal、  Vol、8
3゜857頁に提案され、実験的にはApplied 
0ptics。
Vol、20,2387頁に詳細に記されている。7お
よび7′はそれぞれ端面3および3′から出射するレー
ザビームである。8は、例えばA交や(、rなどの金属
膜をコーティングした反射体であり、反射防止膜5と対
向して、たとえば後述する光記録再生装置の場合には、
10IL11程度以内に近接して配置し、これにより外
部共振器を形成する。
第2図は、第1図示の半導体レーザ装置において、反射
体8とレーザ端面3′ との間隔dを変えたときの半導
体レーザ1内に帰還される光の帰還量を示し、ここで、
半導体レーザ1はGaAs系半導体レーザとした0反射
防止膜5を5i02またはSiOで構成し、その厚さを
入ハの厚さく約2000人)にした0反射体8をAiま
たはOrとした6曲線Iはストライプ幅8pmで活性層
0.21Lmの場合、曲線■はストライプ幅2.5μm
で活性層厚0.15 JL mの場合を示す。
第2図において、間隔dを0.1pm以下にすることは
現在の技術の機械的精度から困難である。
他方、間隔dの上限は、光帰還量の程度と使用目的に応
じて種々に決めることができる。たとえば、dを110
1L以上にすると、出力レーザビームの分解能が劣化し
、後述するように光記録再4:装置で用いる場合に媒体
上のビーム径がひろがりすぎると共に、浮動ヘッドの浮
上量からも限界がある。
このようにして、間隔dを0.1〜10ILm内に定め
ると、半導体レーザl内に帰還される光量が大きいため
、共振器端面3と反射体8とにより外部共振器が形成さ
れてレーザ発振が生じる。
上述したような反射体8が有る場合とない場合の半導体
レーザ1の光出力−注入電流特性を第3図に示す、ここ
で、実線工は反射体8が有る場合を示し、破線■は反射
体8のない場合を示す。
1thは発振しきい値電流を示す、第3図かられかるよ
うに、たとえば、半導体レーザ1の動作電流10で半導
体レーザ1を駆動したとすると、反射体8が有るかない
かによってレーザ発振が生ずるか否かが決まる。そこで
、その光出力P!と22との差により容易に反射体8の
有無を検出することができることがわかる。
本発明半導体レーザ装置の別の実施例を第4図に示す、
本例は1本発明を双安定半導体レーザに適用した場合で
ある。双安定半導体レーザでは、半導体レーザのストラ
イブの部分に注入する電燈をストライプの方向にオン、
オフさせることにより励起を空間的に不均一にし、その
ストライブのうち、電流を注入しない部分は、吸収が光
強度に依存し、光が強いほど吸収が少なくなる可飽和吸
収体として作用し、その可飽和吸収体の大きさに依存し
て双安定特性や微分利得特性が得られる。
このような半導体レーザに関しての製法等はIEEPr
oc、 Vol、 129. Pt、 1.No4,1
41〜148頁に詳細に記載されている。
このように注入電流がストライプの方向に不均一な半導
体レーザでは、発振しきい値電流1thにおいて急激に
光出力が増大し、第4図に示すような光出力−電流特性
を示す、ここで、曲線Iは反射体8を設けた場合、曲線
■は反射体8のない場合を示し、いずれにおいても端面
3′は無反射とした。
本例では、この種半導体レーザを第1図示の半導体レー
ザ1−となし、その一方の共振器面3′に反射防止膜5
を無反射コートする。この反射防しト膜5に近接して反
射体8を配置するか否かに応じて、第4図に示すように
顕著なオン−オフ特性が得られる。
なお、発振しきい値Ith付近でヒステリシス特性をも
つ半導体レーザの場合にも全く同様の大きなオン−オフ
比が得られること勿論である。
上述したような本発明半導体レーザを用いた本発明光記
録再生装置の構成例を第5図および第8図に示す、第5
図において、11はレーザビーム記録媒体、12はヘッ
ドアーム、13はへラドアーム12の先端に取り付けら
れ、媒体ll上に空気浮上するスライダである。すなわ
ち、第6図に示すように、スライダ13はジンバルばね
14によってヘッドアーム12に支持され、その一端に
、第1図示の反射防止コーティングの施された半導体レ
ーザlおよびこの半導体レーザlと対向して記録媒体1
1とは反射側に配置され、半導体レーザ1の後方発振光
を検出する光検出器15、たとえばPINフォトダイオ
ードを取り付ける。1Bは記録媒体11上のトラックを
示す。
レーザビーム記録媒体11は、例えばTe、 Biなど
のように穴あけにより情報を記録する媒体、あるいはT
eOxなど相変態による反射率変化として情報を記録す
る媒体とすることができる。第6図に示すように、半導
体レーザlでは、その共振器端面3′ と記録媒体11
とによる外部共振器で発振したレーザビーム7′により
記録部17が形成される。スライダ13は、矢印で示す
ように流れる空気の空気浮上作用により媒体11の表面
より数gm浮上する。
信号再生時には、半導体レーザ1の動作電流を第7図に
示すようにtoに設定し、反射率が高い未記録部18(
Rt)では光帰還が多いためレーザ発振が生じ、レーザ
パワーPRが光検出器15により検出される。他方、穴
あけ部などの情報記録部17では、反射光量が少ないた
め、レーザ発振が生ぜず、光検出器15の出力はほぼ零
となる。
たとえば、反射率の低い基板とに反射高の晶い幅5pm
のクロム膜を5gm間隔で配置し、d=104mとして
、半導体レーザとこのクロム膜とを相対的に移動させた
場合、光検出器15の出力をレコーダで記録すると、第
8図のようになった。
すなわち、反射率の高いクロム膜の位置に対応して、半
導体レーザ1はレーザ発振したり、レーザ発振を停止す
ることにより、光出力が変化することがわかる。
記録時には、当初Ioに設定した動作電流にさらに情報
に対応する交流電流を加算することにより情報記録が可
能となる。その−例を第8図および第10図に示す。
第8図において、21は半導体レーザ1の駆動用増幅器
であり、この増幅器21には抵抗22および23を介し
てレーザ発振可能な直流の動作電流IQを供給すると共
に、スイッチ24および抵抗25から抵抗23を介して
データに対応する交流電流Idataを供給することに
より、第10図に示すように、電流IOとI%Iとの間
のデータに対応して、レーザ発振出力をPoとP%#と
の間に変化させて記録を行うことができる。28は半導
体レーザlの保護抵抗である。
第8図において、スイッチ24は記録/再生モード切換
パルスS1により制御され、記録時にはH位置となり、
データに対応する交流電流■  が増ata 幅器21に供給される。再生時には、スイッチ24はL
位置となり、交流電流I  はしゃ断され、光ata 出力は変調されない。
以上では、未記録部18の反射率が高く、情報記録部1
7の反射率が低い場合について本発明光記録再生装置の
実施例を述べたが、逆の場合にも全く同様にして信号を
再生できる。
あるいはまた、信号検出のために、上述の実施例では光
検出器を用いる場合について述べたが、半導体レーザl
が発振するか発振しないかで変化する半導体レーザ1自
体の端子電圧変化を検出するようにしてもよい。
さらにまた、本発明は、上述した実施例のように、半導
体レーザ1が発振するか発振しないかの差で検出する実
施例にのみ限られるものではなく、反射体8の反射率が
低い方でもレーザ発振するように設定して、レーザ発振
状態での反射率による光出力変化を利用することもでき
る。
第11図は光磁気記録媒体など磁化反転により情報を記
録する本発明光記録再生装置の他の例の動作原理を示す
。ここで、曲線Iおよび■は、未記録部1日についての
TEおよび7Mモード光出力をそれぞれ示し、曲線■お
よび■は記録部17についてのTEおよび7Mモード光
出力をそれぞれ示すeIthlおよびIth2は、それ
ぞれ、未記録部18および記録部17に対する発振しき
い値を示す。
第6図示の半導体レーザ1の動作電流をInに設定した
場合、記録媒体13のうち、信号未記録部18では、レ
ーザ活性層2に平行な偏光成分を有するTEモード光が
発振し、レーザ出力光PRが光検出器15により検出さ
れる。信号記録部17では磁気光学効果による反射光偏
光面の回転により、レーザ活性層2に垂直な偏光成分を
有する律モード光が未記録部18の場合よりも増大し、
TEモードレーザの発振閾値電流がIthlから It
h2に増大することにより、動作電流IQではレーザ光
出力p=に減少する。
なお、光検出器15の全面にアナライザを設置してTM
波のレベルを検出することによっても信号再生が可能で
ある。
本発明では、反射体8として作用する記録媒体11と近
接して半導体レーザ1を配置するので、磁界を高速度で
変化させることによって磁化の反転を行うことができる
。したがって、例えば、磁気ディスクに用いる磁気ヘッ
ド内に半導体レーザ1を配設し、そのレーザ照射により
一様な光バイアスを磁気ディスクに与えるようにし、そ
のバイアス光照射時に、磁界を高速度でオン/オフさせ
て磁化反転を誘起することによって、記録を行うことが
できる。これによれば、それ以前にすでに書き込まれて
いる内容を消去することなく、重ね書きすることができ
る。
[効果] 以上から明らかなように、本発明半導体レーザ装置では
、レーザ発振するか否かを簡単な横置で制御することが
でき、しかも本発明半導体レーザ装置は光記録媒体の表
面を共振器の一部として用いることができるので、元肥
録再/4:装置のレーザ光源として有用である。
さらにまた、本発明光記録再生装置では、レーザビーム
記録媒体を共振器端面とする半導体レーび軽量化が可能
であり、したがってアクセスを度が向上するとともに、
高速転送およびアクセス耐力向上のためのマルチヘッド
化が容易となる。しかもまた、本発明光記録再生装置は
組立調整が容易であり、信頼性が向上し、しかも装置の
低価格化を達成できるなどの利点がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明半導体レーザの一実施例の構成を示す断
面図、 第2図は本発明半導体レーザの端面と反射体との間隔に
対する光帰還量の関係を示す特性図、第3図および第4
図は木発明半魂体レーザの電流−光出力特性図、 第5図は本発明光記録再生装置の一実施例を示す斜視図
、 第6図はそのスライダ部の拡大図、 第7図は本発明の動作説明用の電流−光出力特性図、 第8図は反射体の有無に対する光出力の変化を示す波形
図。 、第9図は本発明における半導体レーザ駆動回路の一例
を示す回路図、 第10図はその電流−光出力特性図、 第11図は本発明の動作説明用の電流−光出力特性図、 第12図は従来の半導体レーザの構成例を示す断面図、 第13図は従来の光記録再生装置のm成例を示す線図で
ある。 1・・・半導体レーザ、 2・・・レーザ活性層、 3.3″・・・共振器端面、 5・・・反射防止膜、 7.7′ ・・・レーザビーム、 8・・・反射体、 11・・・レーザビーム記録媒体、 12・・・ヘッドアーム、 13・・・スライダ、 14・・・ジンバルばね。 15・・・光検出器、 1B・・・トラック、 17・・・記録部、 18・・・未記録部。 特許出願人    日木電信電話公社 代 理 人    弁理士 谷  義  −第3図 第2図 間隔d(μ唄哩ン l2−〜−−へ・ソト′アー4 13−−−−スライダ /4−−・−リーバ′ル12+ね 第7図 第9図 第1O図 電3L 第12図 第13図 手続補正書(方式) %式% 1、事件の表示 特願昭80−125513号 2)発明の名称 半導体レーザ装置および光記録再生装置3、補正をする
者 事件との関係  特許出願人 (422)  日本電信電話株式会社 「昭和80年4月1日名称変更済(一括)」4、代理人 住所〒107 (発送日 昭和80年5328日) 6・補正の対象 1)明細書第8頁第15行〜18行を次の通り訂正する
。 r膜形成の技術に関しては、理論的には「ニーティ ア
ンド ティ ペル ラボラトリーズ。 テクニカル ジャーナル(A丁&T Be1l Lab
orata−ries、 Technical Jou
rnal)J第83巻、第857頁に提案され、実験的
には「7プライド オプティクス(Applied 0
ptics)J第20巻、第2387頁に詳細に記され
ている。7およびj 以  上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)半導体レーザと、 該半導体レーザの一方の端面に配置され、当該一方の端
    面でのレーザ光の反射率を低減する部材と、 該部材と対向して離隔配置された反射体とを具えたこと
    を特徴とする半導体レーザ装置。 2)特許請求の範囲第1項記載の半導体レーザ装置にお
    いて、前記部材は反射防止膜であることを特徴とする半
    導体レーザ装置。 3)特許請求の範囲第1項または第2項記載の半導体レ
    ーザ装置において、前記半導体レーザは、励起を空間的
    に不均一にし、しきい電流値で光出力が急激に増大し、
    または双安定特性を有することを特徴とする半導体レー
    ザ装置。 4)半導体レーザと、 該半導体レーザの一方の端面に配置され、当該一方の端
    面でのレーザ光の反射率を低減する部材と、 該部材と対向して記録媒体が配置されるように前記半導
    体レーザを支持する部材とを具えたことを特徴とする光
    記録再生装置。 5)特許請求の範囲第4項記載の光記録再生装置におい
    て、記録時には、記録すべき情報に応じて前記半導体レ
    ーザの駆動電流を制御することにより反射率変化として
    前記記録媒体に当該情報を記録し、再生時には、前記半
    導体レーザに所定の駆動電流を供給して、前記情報の記
    録された部分からの反射率変化に応じて、前記半導体レ
    ーザのレーザ発振のオン/オフあるいはレーザ出力の増
    減により前記記録された情報を再生することを特徴とす
    る光記録再生装置。 6)特許請求の範囲第4項記載の光記録再生装置におい
    て、記録時には、記録すべき情報に応じて前記半導体レ
    ーザの駆動電流を制御し、および磁界を前記記録媒体に
    印加することにより、情報を磁化方向の変化として前記
    記録媒体に記録し、再生時には、前記半導体レーザに所
    定の駆動電流を供給して、前記情報の記録された部分の
    磁化方向に応じて、前記半導体レーザのレーザ発振光の
    偏光面の変調により前記記録された情報を再生すること
    を特徴とする光記録再生装置。
JP60012559A 1985-01-28 1985-01-28 半導体レ−ザ装置および光記録再生装置 Pending JPS61172387A (ja)

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