KR0170675B1 - 수직공진기 면발광 레이저 다이오드를 이용한 광픽엎 - Google Patents

수직공진기 면발광 레이저 다이오드를 이용한 광픽엎 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광원으로 모서리 발광 레이저 다이오드(edge-emitting laser diode) 대신에 수직공진기 면발광 레이저 다이오드(vertical cavity surface-emitting laser diode)를 채용한 광 픽엎에 관한 것이다.
즉, 본 발명에 따른 홀로그램 광픽엎은 수직공진기 면발진 레이저 다이오드 구조를 하나의 체에 하나의 일괄 공정으로 제조하되, 다만 광검출기로 사용되는 면발광 레이저 다이오드 구조의 상부 반사기층을 제거하거나 면발광 레이저 다이오드 구조 자체를 없애고 통상의 포토 다이오드를 형성한 구조로 하여, 비점수차가 작고 특성이 우수한 레이저빔을 얻을 수 있을 뿐 만 아니라, 디스크로 부터 반사되는 정보가 실린 반사광을 감도 높게 검출하여 광 손실율을 현저하게 줄임으로써 제품의 신뢰성 향상에 효과가 크다.

Description

수직공진기 면발광 레이저 다이오드를 이용한 광픽엎
제1도는 종래의 홀로그램 광픽엎의 광학계 배치 단면도이고,
제2도는 선출원에 의한 수직공진기 면발광 레이저 다이오드 및 광검출기가 집적된 소자를 이용한 홀로그램 광픽엎의 광학계 배치 단면도이고,
제3도는 제2도의 수직공진기 면발광 레이저 다이오드 및 광검출기가 집적된 소자의 확대 사시도.
제4도는 모서리 발광 레이저 다이오드와 수직공진기 면발광 레이저 다이오드의 출력 빔 특성 비교도이고,
제5도는 수직공진기 면발광 레이저 다이오드 및 이를 이용한 광검출기의 수직 단면도이고,
제6도는 본 발명에 다른 면발광 레이저 다이오드를 채용한 홀로그램 광픽엎의 광학계 배치 구조도이며,
제7도는 제6도의 수직공진기 면발광 레이저 다이오드 및 광검출기가 집적된 소자의 확대 사시도.
제8도는 면발광 레이저 다이오드의 수직 결정성장의 구조도.
그리고 제9도는 면발광 레이저 다이오드의 중앙영역에서의 정재파(定在波)의 강도 분포도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : PCB 기판 1' : 반도체 기판
2 : 서브마운트 3 : 모서리 발광 레이저 다이오드
4 : 광검출기 5 : 홀로그램 소자
6 : 대물렌즈 7 : 디스크
8 : 광출력 파워 감지용 광검출기 9 : 칩
10 : 광원 11 : 광검출기
12 : PCB 기판 12' : 반도체 기판
13 : 하부 반사기 14 : 하부 스페이서
15 : 활성영역 16 : 상부 스페이서
17 : 상부 반사기
본 발명은 광 픽엎에 관한 것으로, 특히 광원으로 모서리 발광레이저 다이오드(edge-emitting laser diode) 대신에 수직공진기 면발광 레이저 다이오드(vertical cavity surface-emitting laser diode)를 채용한 광 픽엎에 관한 것이다.
제1도는 종래의 홀로그램 광픽엎의 광학계 배치 단면도이다. 여기서 그 구성을 살펴보면 다음과 같다.
PCB 기판(1) 상에 서브마운트(2)가 설치되고, 이 서브마운트(2)의 측면에 광원으로서의 모서리 발광 레이저 다이오드(3)와 이 모서리 발광 레이저 다이오드(3)의 광출력을 감지하기 위한 포토 다이오드(8)이 가장착되어 있다. 또한 광원인 모서리 발광 레이저 다이오드(3)으로 부터 발진된 광이 디스크에서 반사되어 돌아오는 반사광을 검출하기 위한 광검출기(4)가 PCB 기판(1)에 탑재되어 있다. 그리고 광원인 레이저 다이오드(3)로 부터 발진된 광을 회절시켜 주는 역할을 하는 홀로그램 소자(5)와, 상기 홀로그램 소자(5)로 부터의 광을 디스크(7)의 트랙에 실린 정보를 읽을 수 있도록 편광 한계 까지 집속시켜 주는 대물렌즈(6)가 구비되어 있다.
이와 같이 구성된 컴팩트 디스크 플레이어의 광픽엎은 다음과 같이 동작한다. 먼저 광원(3)으로 부터 발진된 편광 방향이 일정하지 않은 레이저 빔은 홀로그램 소자(5)를 거치면서 평행광으로 바뀌어 대물렌즈(6)에 입사된다. 이 대물렌즈(6)에 입사된 평행광은 편광 한계까지 집속되어 디스크의 트랙에 입사된다.
트랙에 입사된 레이저 빔은 트랙에 기록된 정보에 따라서 편광 방향을 달리하여 반사되어 대물렌즈(6)를 거쳐 홀로그램 소자(5)에 입사된다. 홀로그램 소자(5)에 입사된 정보가 실린 반사광은 광 검출기(4)로 회절된다. 이 회절광으로 부터 광 검출기(4)는 디스크에 실린 정보 및 포커싱 에러와 트래킹 에러 검출을 위한 신호를 검출하게 된다.
그런데 이상 설명한 바와 같은 종래의 광픽엎에 사용되는 모서리 발광 레이저 다이오드(3)는 서브마운트(2)에 장착된 상태로 발광 광축을 홀로그램 소자(5)를 향해 정렬하기가 어렵고, 또한 별도의 서브마운트(2)가 필요하며, 광 검출기(4)를 전자회로 기판(printed circuit board) 상에 별도로 정렬(align)해야 한다는 까다로움이 있다. 따라서 대량 생산시에 조립성이 현저히 떨어진다는 문제점이 야기되었다.
또한 모서리 발광 레이저 다이오드는 타원형의 비점수차가 큰 빛을 방사하므로 광 검출기(4)를 통하여 검출되는 트래킹 에러 신호에 오정보를 전달하여 정확한 트래키을 수행하는데 장애가 많았으며, 또한 광학계를 통과할 때 광 손실이 많아서 디스크 면에 도달하는 광량이 현저히 줄어듦으로써 효율면에서 떨어진다는 단점도 아울러 가지고 있었다.
상기와 같은 문제점을 개선하기 위한 방편은 특히 제 94-12149호에 상세하게 기재되어 있는데 본 출원인에 의해 출원된 것이다. 그 내용을 제2도 내지 제5도를 참조하면서 설명한다.
제2도는 선출원에 의한 수직공진기 면발광 레이저 다이오드 및 광검출기가 집적된 소자를 이용한 홀로그램 광픽엎의 광학계 배치 단면도이다. 여기서 그 구성을 살펴보면 다음과 같다.
광원으로서의 수직공진기 면발광 레이저 다이오드(3)와 반사광 검출용의 광 검출기(4)가 동일 반도체 기판(1')에 동일 구조로 형성되어 동일 칩으로 집적되어 PCB 기판(1)에 탑재된다. 그리고 광원인 수직공진기 면발광 레이저 다이오드(3)로 부터의 발진된 광을 평행광으로 바꿔주는 동시에 평행광의 반사광을 회절시켜 주는 역할을 하는 홀로그램 소자(5)와, 상기 홀로그램 소자(5)로 부터의 평행광을 디스크(7)의 트랙에 실린 정보를 읽을 수 있도록 편광 한계 까지 집속시켜 주는 대물렌즈(6)가 구비되어 있다.
이와 같이 수직공진기 면발광 레이저 다이오드(3)를 채용하여 구성된 컴팩트 디스크 플레이어의 광픽엎은 다음과 같이 동작한다. 먼저 면발광 레이저 다이오드의 광원(3)으로 부터 발진된 비점수차가 작은 원편광의 레이저 빔은 홀로그램 소자(5)를 거치면서 직선편광의 평행광으로 바뀌어 대물렌즈(6)에 입사된다. 이 대물렌즈(6)에 입사된 평행광은 편광 한계까지 집속되어 디스크(7)의 트랙에 입사된다. 트랙에 입사된 직선편광의 빔은 트랙에 기록된 정보(피트)에 따라서 편광 방향을 달리하여 반사되어 대물렌즈(6)를 거쳐 홀로그램 소자(5)에 입사되어 회절되게 된다. 즉 정보가 실린 입사광과 편광 방향을 달리하는 반사광은 홀로그램 소자(5)를 거치면서 회절되어 광 검출기(4)로 입사된다. 이 회절광으로 부터 광 검출기(4)는 디스크(7)에 실린 정보를 전기적 신호로 검출하게 된다. 이와 같이 정보가 실린 반사광 검출함에 있어서, 광원으로 수직공진기 면발광 레이저 다이오드의 비점수차가 작은 단일모드의 발진광을 이용함으로써 트래킹(에러 검출) 및 포커싱에 상당히 유리한 면이 있다. 즉, 제4도에 도시된 바와 같이, 면발광의 레이저 다이오드(3')로 부터 발진된 광은 종래의 모서리형 레이저 다이오드로 부터 발진된 광보다 비점수차가 작은 원형에 가까운 단일모드의 광으로 발진시 확산이 적게되어 광학계에서의 손실이 작은 잇점이 있다. 이러한 장점을, 제4도의 모서리 발광 레이저 다이오드와 수직공진기 면발광 레이저 다이오드의 출력 빔 특성 비교도를 참조하여 살펴보면, 수직공진기 면발광 레이저 다이오드에서 발진되는 레이저 빔은 모서리 발광 레이저 다이오드에서 발진되는 레이저 빔 보다 그 특성이 우수하다는 것을 한눈에 알 수 있다. 즉 면발광 레이저 다이오드의 발진광이 타원형의 모서리 발광 레이저 다이오드의 발진광 보다 비점수차가 작은 원형에 가까운 광이어서 광학계에서의 광 손실율이 적게된다.
이와 같은 특징을 가지는 제3도의 광원(10)과 광검출기(11)는 같은 수직공진기 표면광 레이저 다이오드의 구조를 가지므로 하나의 칩에 동시에 집적시킬 수 있어서 두 소자를 하나의 일괄 공정으로 생산할 수 있고, 조립 공정에 있어서도 광축 조정을 일괄적으로 할 수 있으므로 생산성 향상 및 원가 절감의 효과을 얻을 수 있다는 점이다. 즉, 수직공진기 표면광 레이저 다이오드는 광원으로서 뿐 만 아니라, 다이오드 자체에 역 바이어스 전압(reverse bias voltage) 인가에 의한 흡수 증가 효과(an absorption increasing effect)와, 레이징을 위한 다중 반사기들(multiple reflection mirrors)을 이용한 흡수 강화 효과(an absorption enhancement effect)로 100A 정도의 얇은 흡수층에 기인하는 흡수 효율(the absorption efficiency)의 감소를 극복하고 광검출기로서 이용할 수 있으므로, 동일 기판에 같은 구조로 하나의 체으로 제작할 수 있다는 장점이 있다.
여기서 제3도 및 제5도를 참조하면서 선출원의 수직공진기 면발광 레이저 다이오드의 구조및 그 특성을 살펴보면 다음과 같다.
제3도는 동일 체에 집적된 수직공진기 면발광 레이저 다이오드와 광검출기가 동일 구조임을 보여주는 개략적 설명도로서, 동일 구조로 적층되고 식각되어 격리된 모습을 보여준다. 격리된 동일 구조의 소자를 각각 별개의 소자로서 동작시킬 수 있다. 즉, 광원 및 광 검출기로 각각 별도로 동작시킬 수 있다. 광 검출기로 동작시킬 경우는 역바이어스 전압을 인가하여 레이저 발진이 일어나지 않도록 하면 광검출기로 동작된다.
제5도는 광원 및 광검출기로 사용되는 수직공진기 면발광 레이저 다이오드의 수직 단면도이다. 이 도면에 도시된 면발광 레이저 다이오드는 MBE형으로서 그 구조를 살펴보면 다음과 같다.
n+형 기판(12') 상면에 n-GaAs층과 n-AlAs층을 번갈아 적층하여 형성된 하부 반사기층들(13)과, n-AlxGa1-xAs의 하부 스페이서층(14)과, i-InyGa1-yAs의 활성층(15)과, p-AlxGa1-xAs의 상부 스페이서층(16)과, p-AlAs층과 p-GaAs층들을 번갈아 적층하여 형성된 상부 반사기층들(17)이 순차로 적층된다.
이상 살펴본 MBE형 면발광 레이저 다이오드는 모두 MBE기법에 의해 성장되었으며, 일반 레이저 다이오드와 같이 두 개의 반사경과 활성층으로 대분된다. 이들중 활성층(15)은 빛을 발생시키는 부분으로서, 100Å 짜리 GaAs 양자 우물(quantum well) 4개를 가져 총 두께는 400Å이며 8500Å에서 발광하도록 되어있다. 그리고 이 양자우물 들은 Fabry-Perot 공진기 중앙의 최대 광파 진폭 위치에 놓여서 레이저 발진 모드에 효율적으로 기여할 수 있다. 이4개의 양자우물로 부터 얻어낼 수 있는 레이저 최대 이득은 0.01 정도이다. 따라서 상,하 반사경(13,17)의 반사율도 최소 99% 이상이 되어야 한다. 또한 하부 반사경(13)은 Si도핑되었으며, 상부 반사경(17)은 Be 도핑(p형)되었다. Be 도핑은 위쪽으로 갈수록 도핑밀도가 커지도록 조정하였다. 그리고 상,하 스페이서(14,16)의 전체 광학적 두께는 레이저 발진 파장을 결정하는데 중요한 역할을 한다.
그러나 이와 같은 면발광 레이저 다이오드를 사용하는 광 픽엎은 광원과 광검출기로 사용되는 반도체 소자를 일괄 공정으로 제조할 수 있는 장점은 있으나 역바이어스 전압을 인가하여 광검출기로 사용되는 면발광 레이저 다이오드는 99.6% 이상의 고반사율을 가지는 브래그(Bragg) 미러를 그 상부에 포함하고 있으므로 디스크에서 반사된 정보를 가지는 반사광이 광검출기의 활성층에 도달하는 비율이 극히 낮아서 신호 검출이 어려운 단점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하고자 창안된 것으로, 비점수차가 적은 단일 모드의 광을 방사하여 광학계에서의 광 손실이 적고, 같은 체에 광원과 광 검출기로 동시에 집속시켜서 광축을 맞추는 등의 배열 조립을 일괄 공정으로 처리할 수 있게하는 동시에 디스크로부터의 반사광을 상기 광 검출기로 충분히 검출할 수 있는 광픽엎을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 홀로그램 광픽엎은, 기판 상에 하부 반사기층과, 상기 하부 반사기층 상의 하부 스페이서층과, 상기 하부 스페이서층 상의 활성층과, 상기 활성층 상의 상부 스페이서층과, 상기 스페이서층 상의 상부 반사기층이 순차로 적층된 광원으로서의 수직공진기 면발광 레이저 다이오드 및 이 수직공진기 면발광 레이저 다이오드와 동일 기판 상에 상기 수직공진기 면발광 레이저 다이오드와 각각 동일형의 하부 반사기층, 상기 하부 반사기층 상의 하부 스페이서층, 상기 하부 스페이서층 상의 활성층 및 상기 활성층 상의 상부 스페이서층이 순차로 적층된 동일형의 층들이 순차로 적층되어 형성된 반사광 검출용의 광 검출기가 집적된 칩; 상기 체에 집적된 광원으로서의 상기 수직공진기 면발광 레이저 다이오드로 부터의 발진되어 디스크에서 반사되면서 디스크 트랙에 기록된 정보가 실린 반사광을 상기 광 검출기로 회절시켜주는 홀로그램 소자; 그리고 상기 홀로그램 소자를 투과한 광을 상기 디스크의 트랙에 실린 정보를 읽을 수 있도록 회절 한계 까지 집속시켜 주는 대물렌즈;를 구비하여 된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 광 검출기는 역바이어스 전압을 걸어주어 광 검출기로서의 역할을 하는 것이 바람직하며, 상기 상,하 반사기층은 다중층 구조의 다중반사기로 이루어진 것이 바람직하며, 상기 광검출기는 상부 스페이스층 까지 상기 수직 공진기 면발광 레이저 다이오드와 같은 구조로 하지않고 구동시 역바이스 전압의 인가가 필요없는 포토다이오드로 형성된 것도 바람직하다.
이하 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 수직공진기 면발광 레이저 다이오드를 광원으로 사용한 광픽엎을 설명한다.
제6도는 본 발명에 따른 면발광 레이저 다이오드를 채용한 홀로그램 광픽엎의 광학계 배치 구조도이고, 제7도는 제6도의 수직공진기 면발광 레이저 다이오드 및 광검출기가 집적된 소자의 확대 사시도이다.
제7도에 도시된 면발광 레이저 다이오드는 MBE형으로서 그 구조를 살펴보면 다음과 같다.
n+형 기판(12') 상면에 n-GaAs층과 n-AlAs층을 번갈아 적층하여 형성된 하부 반사기층들(13)과, n-AlxGa1-xAs의 하부 스페이서층(14)과, i-InyGa1-yAs의 활성층(15)과, p-AlxGa1-xAs의 상부 스페이서층(16)과, p-AlAs층과 p-GaAs층들을 번갈아 적층하여 형성된 상부 반사기층들(17)이 순차로 적층된다.
이상 살펴본 MBE형 면발광 레이저 다이오드는 모두 MBE기법에 의해 성장되었으며, 일반 레이저 다이오드와 같이, 두 개의 반사경과 활성층으로 대분된다. 이들중 활성층(15)은 빛을 발생시키는 부분으로서, 100Å 짜리 GaAs 양자 우물(quantum well) 4개를 가져 총 두께는 400Å이며 8500Å에서 발광하도록 되어있다. 그리고 이 양자우물 들은 Fabry-Perot 공진기 중앙의 최대 광파 진폭 위치에 놓여서 레이저 발진 모드에 효율적으로 기여할 수 있다. 이 4개의 양자우물로 부터 얻어낼 수 있는 레이저 최대 이득은 0.01 정도이다. 따라서 상,하 반사경(13,17)의 반사율도 최소 99% 이상이 되어야 한다. 또한 하부 반사경(13)은 Si도핑되었으며, 상부 반사경(17)은 Be 도핑(p형)되엇다. Be 도핑은 위쪽으로 갈수록 도핑 밀도가 커지도록 조정하였다. 그리고 상,하 스페이서(14,16)의 전체 광학적 두께는 레이저 발진 파장을 결정하는데 중요한 역할을 한다.
또한 광 검출기(11)는 상기 면발광 레이저 다이오드의 구조에서 특히 상부 반사경(17)을 일부 또는 완전히 식각하여 제거한 것으로, 이와 같이 함으로써 광검출기(11)로 입사되는 정보가 실린 반사광이 반사되는 반사율을 대폭 줄임으로써, 전기 신호로 바뀌는 광량을 대폭 증가시켜 준다. 이 전기 신호를 이용하여 소망하는 정보를 얻는 동시에 트래킹 및 포커싱 등의 디스크 서보에 필요한 정보를 얻는다. 따라서 광효율이 증대되어 제품의 신뢰성을 크게 향상시키게 된다(정보의 재생이 훨씬 정확하게 된다.). 그리고, 상부 반사경은 완전히 식각하는 것이 광 검출효율 면에서 우수하다.
또 다른 실시예로서, 광 검출기를 면발광 레이저 다이오드 구조를 제거하고 통상적인 포토다이오드 구조를 적층하여 형성하는 방법도 있다. 광검출기를 포토 다이오드로 형성하였을 경우에는 역바이스를 인가하여 줄 필요가 없으므로 구동 방법이 간단해지는 장점이 있다.
이와 같이, 광원으로 사용되는 면발광 레이저 다이오드(10)의 수직결정성장 구조는 제8도에 도시된 바와 같고, 광 검출기(11)로 사용되는 경우의 결정 성장 구조는 제8도의 구조에서 상부 Be 도핑 미러층을 일부 또는 전부를 제거한 것과 같다. 그리고 면발광 레이저 다이오드의 중앙영역에서의 정현파(定弦波)의 강도 분포는 제9도에 도시된 바와 같다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 홀로그램 광픽엎은 수직공진기 면발진 레이저 다이오드 구조를 하나의 체에 하나의 일괄 공정으로 제조하되, 다만 광 검출기로 사용되는 면발광 레이저 다이오드 구조의 상부 반사기층을 제거하거나 면발광 레이저 다이오드 구조 자체를 없애고 통상의 포토 다이오드를 형성한 구조로 하여, 비점수차가 작고 특성이 우수한 레이저 빔을 얻을 수 있을 뿐 만 아니라, 디스크로 부터 반사되는 정보가 실린 반사광을 감도 높게 검출하여 광 손실율을 현저하게 줄임으로써 제품의 신뢰성 향상에 효과가 크다.

Claims (4)

  1. 기판 상에 하부 반사기층과, 상기 하부 반사기층 상의 하부 스페이서층과, 상기 하부 스페이서층 상의 활성층과, 상기 활성층 상의 상부 스페이서층과, 상기 스페이서층 상의 상부 반사기층이 순차로 적층된 광원으로서의 수직공진기 면발광 레이저 다이오드 및 이 수직공진기 면발광 레이저 다이오드와 동일 기판 상에 상기 수직공진기 면발광 레이저 다이오드와 각각 동일형의 하부 반사기층, 상기 하부 반사기층 상의 하부 스페이서층, 상기 하부 스페이서층 상의 활성층 및 상기 활성층 상의 상부 스페이서층이 순차로 적층된 동일형의 층들이 순차로 적층되어 형성된 반사광 검출용의 광 검출기가 집적된 칩; 상기 칩에 집적된 광원으로서의 상기 수직공진기 면발광 레이저 다이오드로 부터의 발진된 광을 직선편광의 평행광으로 바꿔주는 동시에 이 직선편광이 디스크 트랙에 기록된 정보에 따라 소정의 각으로 편광되어 반사되는 정보가 실린 반사광을 상기 광 검출기로 회절시켜주는 홀로그램 소자; 그리고 상기 홀로그램 소자로 부터의 직선편광을 상기 디스크의 트랙에 실린 정보를 읽을 수 있도록 편광 한계 까지 집속시켜 주는 대물렌즈;를 구비하여 된 것을 특징으로 하는 광 픽엎.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광 검출기는 역바이어스 전압을 걸어주어 광 검출기로서의 역할을 하는 것을 특징으로 하는 광 픽엎.
  3. 제1항에 있어서, 상기 상,하 반사기층은 다중층 구조의 다중반사기로 이루어진 것을 특징을 하는 광 픽엎.
  4. 제1항에 있어서, 상기 광검출기는 포토다이오드로 이루어진 것을 특징으로 하는 광 픽엎.
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JP08166167A JP3131152B2 (ja) 1995-06-30 1996-06-26 垂直共振器の面発光レーザーダイオードを用いた光ピックアップ
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6657931B1 (en) * 1959-02-02 2003-12-02 Sony Corporation Optical disc drive for performing read/write operations on optical disks
KR100195137B1 (ko) * 1996-10-24 1999-06-15 윤종용 호환형 광픽업장치
US5894467A (en) * 1997-02-19 1999-04-13 Hewlett-Packard Company Multiple VSEL assembly for read/write and tracking applications in optical disks
JP3426962B2 (ja) * 1998-05-19 2003-07-14 株式会社日立製作所 光ヘッドおよびそれを用いた光学的情報記録再生装置
US6542527B1 (en) 1998-08-27 2003-04-01 Regents Of The University Of Minnesota Vertical cavity surface emitting laser
DE19839305B4 (de) * 1998-08-28 2009-01-15 Siemens Ag Reflexlichtschranke
KR100618969B1 (ko) 1999-07-12 2006-08-31 삼성전자주식회사 광송수신 모듈
US6351443B1 (en) * 1999-11-04 2002-02-26 Industrial Technology Research Institute Diffractive stack pickup head for optical disk drives and method to fabricate the pickup head
US6614743B1 (en) * 1999-11-11 2003-09-02 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Semiconductor laser device
US6515305B2 (en) 2000-09-18 2003-02-04 Regents Of The University Of Minnesota Vertical cavity surface emitting laser with single mode confinement
US6778581B1 (en) * 2002-09-24 2004-08-17 Finisar Corporation Tunable vertical cavity surface emitting laser
JP4370597B2 (ja) * 2003-09-11 2009-11-25 株式会社エフ・イー・シー 識別用のｉｃチップと、そのデータの読出し方法、書込み方法
KR20060115903A (ko) * 2003-12-24 2006-11-10 코닌클리케 필립스 일렉트로닉스 엔.브이. 개선된 광학 판독
CN100414345C (zh) * 2006-09-21 2008-08-27 中北大学 快速成形激光二极管能量源及其设备
JP5580676B2 (ja) * 2010-07-14 2014-08-27 オリンパス株式会社 光学式センサ
CN104103650B (zh) 2014-07-09 2018-03-23 日月光半导体制造股份有限公司 光学模块及其制造方法以及包括光学模块的电子装置
EP3176888A1 (en) * 2015-12-03 2017-06-07 Koninklijke Philips N.V. Sensor chip
DE102018200566B4 (de) * 2018-01-15 2021-07-15 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. System und Verfahren zur Überwachung der Fertigungsgenauigkeit bei der additiven Herstellung dreidimensionaler Bauteile
DE102018124040A1 (de) * 2018-07-24 2020-01-30 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelektronische halbleitervorrichtung mit ersten und zweiten optoelektronischen elementen
KR20220038713A (ko) * 2019-07-23 2022-03-29 도판 인사츠 가부시키가이샤 광학 구조체 및 광학 구조체의 제조 방법

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4906839A (en) * 1986-05-01 1990-03-06 Pencom International Corp. Hybrid surface emitting laser and detector
EP0390445A3 (en) * 1989-03-27 1992-01-22 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical pickup head
JP2733399B2 (ja) * 1991-12-04 1998-03-30 シャープ株式会社 光ピックアップ装置、及びホログラム素子
US5285466A (en) * 1992-05-20 1994-02-08 Wisconsin Alumni Research Foundation Feedback mechanism for vertical cavity surface emitting lasers
DE4404635C2 (de) * 1993-02-17 1998-06-18 Hitachi Ltd Schwimmender optischer Abtastkopf, der integral mit einer Lichtquelle und einem Photodetektor ausgebildet ist, und optisches Plattengerät mit einem solchen
US5483511A (en) * 1993-02-17 1996-01-09 Vixel Corporation Multiple beam optical memory system with solid-state lasers
US5406543A (en) * 1993-04-07 1995-04-11 Olympus Optical Co., Ltd. Optical head with semiconductor laser
JP2779126B2 (ja) * 1993-12-27 1998-07-23 松下電器産業株式会社 垂直空胴表面発光型レーザーダイオードを使用した光ピックアップヘッド装置
KR0132018B1 (ko) * 1994-01-27 1998-04-14 김만제 세원형 그레이팅 표면 방출형 레이저 다이오드

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