JPS6136298B2 - - Google Patents

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JPS6136298B2
JPS6136298B2 JP53126553A JP12655378A JPS6136298B2 JP S6136298 B2 JPS6136298 B2 JP S6136298B2 JP 53126553 A JP53126553 A JP 53126553A JP 12655378 A JP12655378 A JP 12655378A JP S6136298 B2 JPS6136298 B2 JP S6136298B2
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JP
Japan
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semiconductor laser
light
laser
optical
change
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JP53126553A
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Japanese (ja)
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JPS5553776A (en
Inventor
Masahiko Fujiwara
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NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は反射型情報記録担体に記録された情報
を光学的に読取る方法に関し、更に詳しくは光源
として半導体レーザを用い、その自己結合効果を
利用して情報を読取る光学的情報読取り方法に関
するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for optically reading information recorded on a reflective information recording carrier, and more specifically to an optical method for reading information using a semiconductor laser as a light source and utilizing its self-coupling effect. This relates to a method for reading digital information.

光学的情報読取り装置の光源としてはHe―Ne
レーザのようなガスレーザが用いられていたが、
ガスレーザが大型で高価なため、半導体レーザを
光源として用い上記欠点を改善する試みがなされ
ている。更に、半導体レーザに於ては、放射レー
ザ光が外部で反射され、再び半導体レーザの活性
層に入射すると、半導体レーザの光学的及び電気
的特性が変化するという現象が知られている。こ
の現象は半導体レーザの自己結合効果と呼ばれて
おり、この現象を光学的な情報読取りに応用する
ことが提案されている。これについては雑誌「オ
プテイクス・コミユニケイシヨンズ(Optics
Comrnunications),1976,17巻、頁95〜97」に
掲載の三橋、等による文献「セルフカツプルド・
オプテイカルピツクアツプ(Self―coupled
opticab pickup)」に詳しい。
He-Ne is used as a light source for optical information reading devices.
A gas laser like a laser was used,
Since gas lasers are large and expensive, attempts have been made to improve the above drawbacks by using semiconductor lasers as light sources. Furthermore, in semiconductor lasers, it is known that when the emitted laser light is reflected from the outside and enters the active layer of the semiconductor laser again, the optical and electrical characteristics of the semiconductor laser change. This phenomenon is called the self-coupling effect of semiconductor lasers, and it has been proposed to apply this phenomenon to optical information reading. This is discussed in the magazine ``Optics Communications''.
``Self-Cut Pulled'' by Mitsuhashi et al.
Optical pickup (Self-coupled)
opticab pickup)

従来、半導体レーザの自己結合効果を利用し
て、情報の読取りを行う場合大別して2つの方法
が提案されている。第一の方法は反射光の強弱に
よる半導体レーザの電圧または電流変化を検知す
るものである。この場合、情報は最初から電気信
号として取出されるため、フオト・ダイオードの
ような光検知器を全く必要としないという利点を
有するが、フイード・バツク光の強弱による電
圧,電流変化は非常に小さく、S/Nが充分とれ
ないという欠点がある。
Conventionally, two methods have been proposed for reading information using the self-coupling effect of semiconductor lasers. The first method is to detect changes in the voltage or current of a semiconductor laser due to the intensity of reflected light. In this case, since the information is extracted as an electrical signal from the beginning, it has the advantage of not requiring a photodetector such as a photo diode at all, but the voltage and current changes due to the strength of the feedback light are very small. , there is a drawback that a sufficient S/N ratio cannot be obtained.

それに対し第二の方法は、反射光の強弱による
半導体レーザの光出力の変化をフオト・ダイオー
ドのような光検知器により検知するものである。
この場合第一の方法に比べS/Nは改善される
が、まだ充分とは言えない。またフイード・バツ
ク光の強弱による半導体レーザの電圧,電流変化
及び光出力の変化の大きさは、半導体レーザの駆
動電流を大きくして光出力を増加させても、ある
最大値以上には大きくならず、第一、第二の方法
とも、レーザの光出力を有効に利用しているとは
言えないという欠点がある。
On the other hand, the second method uses a photodetector such as a photodiode to detect changes in the optical output of the semiconductor laser due to the intensity of reflected light.
In this case, the S/N ratio is improved compared to the first method, but it is still not sufficient. In addition, the magnitude of changes in the voltage, current, and optical output of the semiconductor laser due to the strength and weakness of the feedback light will not increase beyond a certain maximum value even if the driving current of the semiconductor laser is increased to increase the optical output. Both the first and second methods have the drawback that they cannot be said to effectively utilize the optical output of the laser.

本発明の目的は、上記のような欠点を除去し、
S/Nが良好で、尚かつ半導体レーザの光出力を
有効に利用できる光学的情報読取り方法を提供す
ることにある。
The purpose of the present invention is to eliminate the above-mentioned drawbacks,
An object of the present invention is to provide an optical information reading method that has a good S/N ratio and can effectively utilize the optical output of a semiconductor laser.

本発明は、半導体レーザからの放射レーザ光を
情報記録担体に照射し、この反射光を半導体レー
ザの活性層に戻すことにより生ずる半導体レーザ
の光強度変化のち、特定のモードの光強度変化を
検知するものである。
The present invention detects a change in the light intensity of a specific mode after a change in the light intensity of the semiconductor laser, which is caused by irradiating an information recording carrier with emitted laser light from a semiconductor laser and returning this reflected light to the active layer of the semiconductor laser. It is something to do.

以下、本発明について図面を参照しつつ詳しく
説明する。第1図は本発明に用いる半導体レーザ
の自己結合効果を観測するために行なつた実験の
ブロツク図である。電源1により駆動される半導
体レーザ2からの放射レーザ光3は収束光学系4
により、半導体レーザ2及び収束光学系の前方の
離れた地点に置かれた反射鏡5の上に焦点を結ぶ
ように収束される。反射鏡5により反射されたレ
ーザ光は再び収束光学系4を通り、フイード・バ
ツク光6となつて半導体レーザ2の活性層に戻
る。一方反射鏡5と収束光学系4との間に置かれ
たビームスプリツタ7により、レーザ光の一部は
光検知器8に導かれ、フイード・バツク光6の有
無による半導体レーザ2の光出力の変化が観測さ
れる。尚、半導体レーザ2のもう一方の出射端面
からの光出力の変化を検知してもよい。第2図は
第1図の系により測定した、フイード・バツク光
の有無による半導体レーザ光出力Lと電流Iの関
係の変化を示したものである。これによれば、フ
イード・バツク光の有無による半導体レーザ光出
力の変化はスレシホルド付近で最も大きく、半導
体レーザ光出力を増しても大きくはならないこと
がわかる。また、その変化の大きさも充分なもの
ではない。これに対し、第2図A点に於けるフイ
ード・バツク光の有無による発振縦モードの変化
を第3図に示す。A点に於いて、フイード・バツ
ク光による半導体レーザの全光出力の強度変化は
小さいのに対し、発振している各縦モードの光強
度には大きな変化が生じている。(第3図b)つ
まり、フイード・バツク光のない時は単一縦モー
ドに近い状態で発振している(第3図a)のが、
フイード・バツク光により、発振縦モード数が増
加し、各縦モードの光強度が平均化されるわけで
ある。このような現象はスレシホルド以上の電流
域で常に安定に観測された。従つて、半導体レー
ザの放射レーザ光の発振縦モードのうち特定の1
本または数本の縦モードの光強度を観測すれば、
フイード・バツク光の強弱により、大きな光強度
変化を得ることができる。またこの光量変化は半
導体レーザの光出力に比例するので、半導体レー
ザの光出力を有効に利用できる。本発明はこの現
象を光学的情報読取り方法に応用したもので、非
常に良好なS/Nが得られ、半導体レーザの光出
力を有効に利用できるものである。
Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of an experiment conducted to observe the self-coupling effect of the semiconductor laser used in the present invention. A laser beam 3 emitted from a semiconductor laser 2 driven by a power source 1 is transmitted to a converging optical system 4.
As a result, the light is converged so as to be focused on a reflecting mirror 5 placed at a distant point in front of the semiconductor laser 2 and the converging optical system. The laser light reflected by the reflecting mirror 5 passes through the converging optical system 4 again and returns to the active layer of the semiconductor laser 2 as a feed back light 6. On the other hand, a part of the laser light is guided to a photodetector 8 by a beam splitter 7 placed between the reflecting mirror 5 and the converging optical system 4, and the optical output of the semiconductor laser 2 is determined depending on the presence or absence of the feedback light 6. changes are observed. Note that a change in the optical output from the other emission end facet of the semiconductor laser 2 may be detected. FIG. 2 shows changes in the relationship between the semiconductor laser light output L and the current I depending on the presence or absence of the feedback light, as measured by the system shown in FIG. According to this, it can be seen that the change in the semiconductor laser light output due to the presence or absence of the feedback light is greatest near the threshold, and does not become larger even if the semiconductor laser light output is increased. Furthermore, the magnitude of the change is not sufficient. On the other hand, FIG. 3 shows the change in the oscillation longitudinal mode depending on the presence or absence of the feedback light at point A in FIG. 2. At point A, while the change in the intensity of the total optical output of the semiconductor laser due to the feedback light is small, there is a large change in the light intensity of each oscillating longitudinal mode. (Figure 3b) In other words, when there is no feedback light, it oscillates in a state close to a single longitudinal mode (Figure 3a).
The number of oscillation longitudinal modes increases due to the feedback light, and the light intensity of each longitudinal mode is averaged. Such a phenomenon was always observed stably in the current range above the threshold. Therefore, a specific one of the oscillation longitudinal modes of the emitted laser light of the semiconductor laser
By observing the light intensity of one or several longitudinal modes,
Large changes in light intensity can be obtained by adjusting the strength of the feed back light. Furthermore, since this change in light amount is proportional to the optical output of the semiconductor laser, the optical output of the semiconductor laser can be used effectively. The present invention applies this phenomenon to an optical information reading method, whereby a very good S/N ratio can be obtained and the optical output of a semiconductor laser can be used effectively.

第4図は本発明による光学的情報読取り方法の
一実施例を示す図で、光反射型ビデオ・デイスク
の読出しに応用した例である。電源1により駆動
される半導体レーザ2からの放射レーザ光3は集
束光学系4により読み取るべき情報が記録された
デイスク10上に収束される。デイスク10によ
り反射されたレーザ光は再び収束光学系4を通り
フイードバツク光6となつて、半導体レーザ2の
活性層に戻る。一方半導体レーザ2の他方の出射
端面からの放射レーザ光11は、波長分離器12
により、数ある発振縦モードのうち、一部の縦モ
ード光13のみが取り出され、その光強度変化が
光検知器14により検知され出力端子15に電気
信号となつて取り出される。デイスク10上に記
録された情報パターンによりフイード・バツク光
6の強度が変調され、その結果半導体レーザ2の
特性が変化しその変化が電気信号として出力端子
15に取出されることになるが、発振縦モードの
うちの一部の縦モード光13のみの光量変化が検
知されるので非常に大きな光強度変化を取り出す
ことができ、良好なS/Nが得られ、半導体レー
ザ光出力の有効利用が可能となる。ここで、波長
分離器12としてはグレーテイングやプリズムの
ような空間的に波長を分離するものを用いてスリ
ツトなどでその一部を取り出してもよいし、光学
的フイルタやエタロンを用いることもできる。本
実施例では光反射型のビデオ・デイスクのような
光反射型情報記録担体に対する応用を示したが、
光透過型情報記録担体の場合も情報記録担体の後
方に反射鏡を設置すれば、等価的に反射型情報記
録担体とみなすことができ本実施例と同様にして
読取りが可能である。
FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of the optical information reading method according to the present invention, and is an example applied to reading a light reflective video disc. Emitted laser light 3 from a semiconductor laser 2 driven by a power source 1 is focused by a focusing optical system 4 onto a disk 10 on which information to be read is recorded. The laser light reflected by the disk 10 passes through the converging optical system 4 again, becomes feedback light 6, and returns to the active layer of the semiconductor laser 2. The emitted laser beam 11 from the other emission end facet of the semiconductor laser 2 is transmitted to a wavelength separator 12.
As a result, only a part of the longitudinal mode light 13 out of the many oscillation longitudinal modes is extracted, and a change in the light intensity is detected by the photodetector 14 and extracted as an electrical signal to the output terminal 15. The intensity of the feedback light 6 is modulated by the information pattern recorded on the disk 10, and as a result, the characteristics of the semiconductor laser 2 change, and this change is output as an electrical signal to the output terminal 15. Since changes in the light intensity of only a portion of the longitudinal mode light 13 of the longitudinal modes are detected, a very large change in light intensity can be extracted, a good S/N ratio can be obtained, and the semiconductor laser light output can be used effectively. It becomes possible. Here, as the wavelength separator 12, a device that spatially separates wavelengths such as a grating or a prism may be used, and a portion thereof may be taken out with a slit, or an optical filter or an etalon may be used. . In this example, application to a light-reflecting information recording carrier such as a light-reflecting video disk was shown.
In the case of a light transmission type information recording carrier, if a reflecting mirror is installed behind the information recording carrier, it can be equivalently regarded as a reflective type information recording carrier and can be read in the same manner as in this embodiment.

以上詳細に説明したように本発明によれば半導
体レーザの自己結合効果を利用した光学的情報読
取り方法に於て、S/Nの大巾な改善及び半導体
レーザ光出力の有効利用が可能となる。
As explained in detail above, according to the present invention, in an optical information reading method that utilizes the self-coupling effect of a semiconductor laser, it is possible to greatly improve the S/N ratio and effectively utilize the semiconductor laser light output. .

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

第1図、第2図、第3図は半導体レーザの自己
結合効果を説明するための図、第4図は本発明に
よる光学的情報読取装置の一実施例を示す図であ
る。 図に於て、1は電源、2は半導体レーザ、3は
放射レーザ光、4は収束光学系、5は反射鏡、6
はフイード・バツク光、7はビームスプリツタ、
8,14は光検知器、10はデイスク、12は波
長分離器、13はレーザの発振縦モードのうちの
一部の縦モード光、15は出力端子である。
1, 2, and 3 are diagrams for explaining the self-coupling effect of a semiconductor laser, and FIG. 4 is a diagram showing an embodiment of an optical information reading device according to the present invention. In the figure, 1 is a power supply, 2 is a semiconductor laser, 3 is a radiation laser beam, 4 is a converging optical system, 5 is a reflecting mirror, 6
is the feed back light, 7 is the beam splitter,
8 and 14 are photodetectors, 10 is a disk, 12 is a wavelength separator, 13 is a part of longitudinal mode light of the laser oscillation longitudinal mode, and 15 is an output terminal.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 半導体レーザからの放射レーザ光を、情報記
録担体に照射し、前記情報記録担体により反射さ
れたレーザ光を前記半導体レーザの活性層にフイ
ード・バツクして前記半導体レーザの特性の変化
を検知することにより前記情報記録担体に記録さ
れた情報を読取る光学的情報読取り方法に於て、
前記半導体レーザの発振縦モードのうちの一部の
モードのみを分離して取り出し、その光強度変化
を検知することを特徴とする光学的情報読取り方
法。
1. Irradiating an information recording carrier with a laser beam emitted from a semiconductor laser, feeding back the laser beam reflected by the information recording carrier to an active layer of the semiconductor laser, and detecting a change in the characteristics of the semiconductor laser. In an optical information reading method for reading information recorded on the information recording carrier,
An optical information reading method comprising separating and extracting only a part of the longitudinal oscillation modes of the semiconductor laser and detecting changes in light intensity thereof.
JP12655378A 1978-10-13 1978-10-13 Optical information reading method Granted JPS5553776A (en)

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US4564756A (en) * 1984-01-06 1986-01-14 International Business Machines Corporation Proximity sensor with a light-emitting diode which simultaneously emits and detects light
JPH0697261B2 (en) * 1984-06-01 1994-11-30 シャープ株式会社 Micro displacement measuring device using semiconductor laser

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