KR100224620B1 - 반사회절광을 이용한 광 파우어 모니터링 장치 - Google Patents

Abstract

광픽업 등과같은 광학장치에 사용되며 광원에서 출사되는 광파우어 변동을 알리는 신호를 검출하기 위한 광파우어 모니터링 장치가 개시되어 있다. 광원의 방사각이나 광축변동에 의존하지 않고 일정한 그리고 큰 전류를 얻기 위해 개선된 것이며, 광원의 방사각 내에서 피사체(디스크)로 향하는 광을 회절시키는 회절광학 소자를 구비하고 그 회절광학 소자의 표면을 반투과 반사막을 형성하여, 이로부터 회절 및 반사되는 1차 또는 고차의 회절광으로부터 소망의 모니터링 전류를 검출한다. 이것은 면발광 레이저 다이오드에 대한 광파우어 모니터링에 유리하며, 특히 모니터링을 위한 광학적 설계조건을 크게 완화시킨다.

Description

반사회절광을 이용한 광 파우어 모니터링 장치{APPARATUS FOR MONITORING OPTIAL POWER USING REFLECTIVE DIFFRACTION LIGHT}

본 발명은 기록재생용 광픽업등 각종 광학장치의 광원에서 출사되는 광 파우어를 검지하는 광 파우어 모니터링(monitoring) 장치에 관한 것으로서, 특히 광원으로서 면발광 레이저 다이오드(SEL;surface emitting laser diode)를 갖는 광픽업에 있어서의 일정한 광 파우어 유지를 위한 자동 파우어 제어회로(APC; auto power control)의 입력용 신호를 생성하는데 사용되는 광 파우어 모니터링 장치에 관한 것이다.

광디스크를 광으로 스캐닝하여 정보를 읽거나 쓰는 광픽업의 경우 광원에서 출사되는 광 파우어를 일정하게 유지시킬 필요가 있다. 이를 위하여 광픽업에는 광원에서 출사되는 광의 적어도 일부를 수광하여 그 광 파우어 변동 정도를 알리는 신호를 검출하는 모니터용 광검출기와 이 모니터용 광검출기의 신호를 근거로 광원의 구동 전압(전류)을 제어조정하는 자동 파우어 조정회로가 사용된다.

한편, 광픽업의 광원으로서는 주로 반도체 레이저 다이오드가 사용되는데, 반도체 레이저 다이오드에는 그 레이저 방사 방향에 따라 전극의 면과 수직한 방향으로 방사하는 측면 발광 레이저 다이오드(EEL; edge emitting laser diode)와 전극의 면 방향으로 방사하는 면 발광 레이저 다이오드가 있다.

측면 발광 레이저 다이오드는 그 설치구조상 레이저가 방사되는 양측면이 개방되어 있어 간단히 그 후광(後光)으로부터 광 파우어 모니터링이 가능한 것이다. 그러나 면발광 레이저 다이오드의 경우에는 후면이 설치 기판에 의하여 폐쇄되므로 그 후광을 이용할 수 없어 일반적으로 그 전면에서 방출되는 광의 일부를 이용하여야 하는 것이다.

이러한 면발광 레이저 다이오드를 갖는 광픽업에 적용되어 온 종래의 광 파우어 모니터링 장치는 도 1과 같다. 도면은 광픽업의 일부를 보인 것으로, 참조번호 1은 광원인 면발광 레이저 다이오드, 2는 홀로그램 플레이트(hologram plate), 3은 모니터용 광검출기이다. 홀로그램 플레이트(2)는 일정한 두께의 유리판과 같은 투명한 재질로서 그 입사면과 출사면에 새겨진 그레이팅(4)과 홀로그램(5)을 가지며 또한 입사면의 그레이팅(5) 옆에 전반사 코팅으로 형성된 반사막(6)을 가진다. 여기서 그레이팅(4)은 입사광을 투과 및 회절시키기 위한 것이며 홀로그램(5)은 입사하는 광이 도시되지 않은 디스크를 향하도록 그대로 투과시키는 동시에 그 디스크로부터 반사되어 오는 광을 역시 도시되지 않은 재생 및 대물렌즈 위치 제어용 신호검출을 위한 광검출기로 편향 회절시키기 위한 것이다. 한편, 반사막(6)은 광 파우어 모니터링을 위한 것으로서, 면발광 레이저 다이오드(1)에서 출사되는 광의 주변부(점선으로 도시됨) 일부를 모니터용 광검출기(3) 쪽으로 반사시킨다.

이와 같이 종래에는 면발광 레이저 다이오드(1)에서 방사되는 광의 주변부 일부로부터 광 파우어 변동을 알리는 신호를 검출하였는데, 여기에는 상기한 반사막(6) 영역의 크기가 제한되므로 충분한 세기의 모니터링 전류를 생성하기 어려운 문제가 따른다. 또한 종래의 장치는 광원(면발광 레이저 다이오드)에 따라 방사각이 일정치 않기 때문에 해당되는 광원마다 각기 다른 조건으로 그 반사막의 크기를 결정하여야 하는 등 그 설계와 제작상에 문제가 많은 것이다.

따라서 본 발명의 목적은 충분한 세기의 광 파우어 모니터링 전류를 얻을 수 있고 또 광원의 방사각에 의존하지 않는 광 파우어 모니터링 장치를 제공하는 데 있다.

도 1은 종래 면발광 레이저 다이오드를 갖는 광픽업의 광 파우어 모니터링 장치를 보인 광학 단면도.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광파우어 모니터링 장치를 보인 광학 단면도.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 광파우 모니터링 장치에 사용되는 모니터용 광검출기를 보인 평면도.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 광파우어 모니터링 장치를 보인 광학 단면도.

도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 광파우어 모니터링 장치를 보인 광학 단면도.

도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 면발광 레이저 다이오드 12 : 홀로그램 플레이트

13, 13′ : 모니터용 광검출기 14 : 그레이팅

16, 16′ : 반투과 반사막

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,

광원에서 방사되는 광의 파우어 변동을 알리는 신호를 검출하기 위한 광 파우어 모니터링 장치에 있어서,

상기한 광원에서 방사되는 광의 광경로에 대하여 수직면상에 설치되는 일부 투과 및 일부 반사시키는 동시에 회절시키는 부분반사회절 수단과,

상기한 부분반사회절 수단에 의하여 반사 회절된 광을 수광하여 그 광량 변동에 따른 신호를 검출하는 모니터용 광검출기가 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은

광원에서 방사되는 광의 파우어 변동을 알리는 신호를 검출하기 위한 광 파우어 모니터링 장치에 있어서,

상기한 광원에서 방사되는 광을 투과 회절시키는 회절광학소자와,

상기한 회절광학소자에 의하여 투과 회절된 광을 일부 투과 및 일부 반사시키는 반투과 반사막과,

상기한 반투과 반사막에서 반사되는 광을 수광하여 그 광량 변동에 따른 신호를 검출하는 모니터용 광검출기를 포함하되, 상기 회절광학소자와 상기 반투과 반사막은 상기 광원으로부터 방사되는 광경로에 대하여 수직면상에 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은.

광원에서 방사되는 광의 파우어 변동을 알리는 신호를 검출하기 위한 광 파우어 모니터링 장치에 있어서,

상기한 광원에서 방사되는 광을 투과시키는 회절광학소자가 상기 광원에서 방사되는 광경로에 대하여 수직면상에 설치되고,

상기한 회절광학소자에 의하여 투과 회절된 광을 수광하여 그 광량변동에 따른 신호를 검출하는 모니터용 광검출기가 구비된 것을 특징으로 한다.

이와 같이 본 발명은 광원에서 방사되는 광 전체 또는 그 대부분에 대해 일부 반사 및/또는 회절되는 광으로부터 충분한 세기의 광 파우어 모니터링 전류를 검출하고자 하는 것으로서, 그 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 제 1 실시예에 의한 광 파우어 모니터링 장치는 도 2와 같이, 광픽업의 일부로서 광원인 면발광 레이저 다이오드(11) 그리고 그레이팅(14)과 홀로그램(15)이 새겨져 있는 홀로그램 플레이트(12)를 포함하며, 면발광 레이저 다이오드(11) 옆에 모니터용 광검출기(13)를 배치하고, 홀로그램 플레이트(12)의 그레이팅(14) 표면에 반투과 반사막(16)을 박막 코팅하여 된다.

이와 같은 본 발명의 장치에 있어서, 면발광 레이저 다이오드(11)에서 출사된 광(17)은 홀로그램 플레이트(12)의 매질 입사면에서 그레이팅(14) 표면에 박막코팅된 반투과 반사막(16)에 의하여 일부 투과 및 일부 반사되며 동시적으로 그레이팅(14)에 의하여 회절된다. 그레이팅(14) 표면의 반투과반사막(16)에서 투과 회절된 광은 통상과 같이 홀로그램(13)을 경유하여 도시되지 않은 디스크로 향하여 그 디스크의 정보를 읽거나 쓰는데 이용되며, 그 반사 및 회절되는 광 성분 중 1차 또는 고차의 회절광(17a)이 모니터용 광검출기(13)로 편향된다.

한편, 디스크에서 반사된 후 전술한 홀로그램(15)을 경유하여 오는 반사광이 그레이팅(14)에 재입사되면, 도면에 보여진 바와 같이 그 그레이팅(14)에 의하여 회절되는 반사광의 1차 또는 고차 회절광(17b)이 전술한 회절광(17a)과 함께 모니터용 광검출기(13)에 수속되어진다. 그런데 이 반사광의 회절광(17b)은 디스크에 의하여 변조된 것이므로 이를 광 파우어 모니터링 신호로서 이용할 수 없는 것이다.

이에 따라서 상기한 모니터용 광검출기(13)는 도 3도에 도시된 바와 같이 전술한 면발광 레이저 다이오드로부터 출사된 후 그레이팅(14) 표면의 반투과반사막(16)에서 반사 회절되는 회절광(17a)의 스폿(17a′)이 맺혀서 이에 따른 전기적 신호를 검출하는 검출영역(13a)과 전술한 디스크로부터 반사된 반사광의 회절광(17b) 스폿(17b′)이 맺히는 부위를 차폐 또는 제거시킨 비검출영역(13b)을 가진다.

본 실시예에 따르면, 상기한 크레이팅(14)이 면발광 레이저 다이오드(11)의 방사각 범위 내에 있으므로 그 방사각이 조금 변하더라도 모니터용 광검출기(13)로 회절되는 회절광(17a)의 광량에는 거의 변동이 없다. 따라서 그 방사각 변동이나 약간의 출사광 광축 변동 등에 의하여 모니터링 전류가 변화되는 일이 없어 안정된 광파어 유지가 가능한 것이다.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 의한 광파우어 모니터링 장치를 보인다. 본 실시예에 있어서는 면발광 레이저 다이오드(11) 전방의 홀로그램 플레이트(12)에 새겨진 그레이팅(14)에 의하여 투과 회절되는 1차 또는 고차의 회절광(17c)을 그 홀로그램 플레이트(12)의 출사면에서 일부 투과 일부 반사시키기 위한 반투과 반사막(16′)과 이 반투과 반사막(16′)에 의하여 반사되는 회절광(17c)을 수광하는 모니터용 광검출기(13′)가 구비된다. 여기서 그레이팅(14) 대신에 홀로그램을 배치하여도 동일한 기능을 달성할 수 있음은 물론이다.

본 실시예에 따르면, 모니터용 광검출기(13′)에 전술한 제 1 실시예에 사용된 모니터용 광검출기와 같은 비검출영역을 만들 필요가 없으므로 그 제작이 한층 용이해 진다.

다음, 도 5는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 광파우어 모니터링 장치를

본 실시예에 있어서는 면발광 레이저 다이오드(11) 전방의 홀로그램 플레이트(12)에 새겨진 그레이팅(14)에 의하여 투과 회절되는 1차 또는 고차의 회절광(17c)이 그 홀로그램 플레이트(12)의 출사면으로 그대로 투과되어 모니터용 광검출기(13′)에 직접 수광되게 배려된 것이다.

따라서 이 실시예에 의하면 제 2 실시예와 같이 그 회절광을 반사시키기 위해 전술한 반투과 반사막을 형성할 필요가 없어 그 제작이 훨씬 간단해지는 것이다.

상기한 바와 같은 본 발명에 따르면, 광원으로부터 피사체(디스크)로 향하는 광량의 상당량을 모니터하므로 광원의 일정한 광 파우어 유지를 위한 자동 파우어 제어회로의 입력용 신호로서 충분한 세기의 모니터링 전류를 얻는 것이 가능하다. 따라서 본 발명은 광픽업 등의 광원에 대한 자동 광파우어 조정에 효과적으로 사용될 수 있다.

또한 본 발명은 광원의 방사각이나 약간의 광축 변동 등에도 대체로 일정한 크기의 모니터 전류를 검출할 수 있어서 안정된 광파우어 조정에 유리하며, 모니터광 추출을 위한 광학적 설계조건이 크게 완화되어 제작이 쉽고 특히 면발광레이저 다이오드에 효과적으로 이용될 수 있는 발명이다.

본 발명은 상기에 설명되고 예시된 도면에 의하여 한정되는 것은 아니며 다음에 기재되는 특허청구의 범위 내에서 더 많은 변용 및 변형예가 가능한 것임은 물론이다.

Claims (8)

1. 광원에서 방사되는 광의 파우어 변동을 알리는 신호를 검출하기 위한 광 파우어 모니터링 장치에 있어서,

   상기한 광원에서 방사되는 광의 광경로에 대하여 수직면상에 설치되는 일부 투과 및 일부 반사시키는 동시에 회절시키는 부분반사회절 수단과,

   상기한 부분반사회절 수단에 의하여 반사 회절된 광을 수광하여 그 광량 변동에 따른 신호를 검출하는 모니터용 광검출기가 구비된 것을 특징으로 하는 광파우어 모니터링 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기한 부분반사회절 수단이 상기한 광원에서 출사되는 광을 회절시키는 그레이팅면과, 상기 그레이팅면의 광원쪽의 표면에 반투과반사막을 형성하여 되는 것을 특징으로 하는 광파우어 모니터링 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기한 모니터용 광검출기가 피사체로부터 반사되어 상기한 부분반사회절 수단을 경유하여 오는 반사광이 수렴되는 부분을 차폐 또는 제거시킨 비검출영역을 갖는 것을 특징으로 하는 광파우어 모니터링 장치
4. 제 1 항에 있어서, 상기한 광원이 면발광 레이저 다이오드로 구비된 것을 특징으로 하는 광파우어 모니터링 장치.
5. 광원에서 방사되는 광의 파우어 변동을 알리는 신호를 검출하기 위한 광 파우어 모니터링 장치에 있어서,

   상기한 광원에서 방사되는 광을 투과 회절시키는 회절광학소자와,

   상기한 회절광학소자에 의하여 투과 회절된 광을 일부 투과 및 일부 반사시키는 반투과 반사막과,

   상기한 반투과 반사막에서 반사되는 광을 수광하여 그 광량 변동에 따른 신호를 검출하는 모니터용 광검출기를 포함하되, 상기 회절광학소자와 상기 반투과 반사막은 상기 광원으로부터 방사되는 광경로에 대하여 수직면상에 설치되는 것을 특징으로 하는 광파우어 모니터링 장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기한 광원이 면발광 레이저 다이오드로 구비된 것을 특징으로 하는 광파우어 모니터링 장치.
7. 광원에서 방사되는 광의 파우어 변동을 알리는 신호를 검출하기 위한 광 파우어 모니터링 장치에 있어서,

   상기한 광원에서 방사되는 광을 투과시키는 회절광학소자가 상기 광원에서 방사되는 광경로에 대하여 수직면상에 설치되고,

   상기한 회절광학소자에 의하여 투과 회절된 광을 수광하여 그 광량변동에 따른 신호를 검출하는 모니터용 광검출기가 구비된 것을 특징으로하는 광파우어 모니터링장치.
8. 제 7 항에 있어서, 상기 광원이 면발광다이오드로 구비되는 것을 특징으로 하는 광파우어 모니터링장치.