JP2004146031A - 半導体レーザ装置および光ピックアップ装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】半導体レーザへの戻り光の低減を低コストで実現できる半導体レーザ装置および光ピックアップ装置を提供する。
【解決手段】この半導体レーザ装置は、半導体レーザ８の前方に配置された偏光回折格子１５が、入射する反射光の偏光方向に応じて、反射光を回折させて、反射光を半導体レーザ８に向かう方向から逸らし、反射光が半導体レーザ８に戻らないようにする。したがって、半導体レーザ８への戻り光の低減を低コストで実現できる。
【選択図】 図１
【解決手段】この半導体レーザ装置は、半導体レーザ８の前方に配置された偏光回折格子１５が、入射する反射光の偏光方向に応じて、反射光を回折させて、反射光を半導体レーザ８に向かう方向から逸らし、反射光が半導体レーザ８に戻らないようにする。したがって、半導体レーザ８への戻り光の低減を低コストで実現できる。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体レーザ装置および光ピックアップ装置に関し、例えば、情報記録媒体に光学的に情報を記録または再生する装置等に用いられる光ピックアップ装置に関する。また、例えば、この発明は、ホログラム素子を有する半導体レーザ装置および光ピックアップ装置に関し、光記録媒体の信号読み取りおよび書込み用に使用される半導体レーザ装置および光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ピックアップ装置としては、図５に示すようなものがある。この光ピックアップ装置は、半導体レーザ装置１０１内のレーザチップ１０８からレーザビームＬを出射する。このレーザビームＬは回折格子１０２に入射し、ここでメインビームＬ０と２つのサイドビームＬ＋１，Ｌ−１とに分けられる。これらの３つのビーム（メインビームＬ０、サイドビームＬ＋１，Ｌ−１）は、ビームスプリッタ１０３を透過し、コリメートレンズ１０４を透過することにより平行ビームに変えられた後、対物レンズ１０５に入射する。この対物レンズ１０５は、光ディスク１０６の表面に焦点を合わせてスポット照射する。そして、上記光ディスク１０６の表面で反射された３つのビームは、対物レンズ１０５とコリメートレンズ１０４とを順次透過して、ビームスプリッタ１０３でさらに反射されて光検出器１０７に入射する。これにより、上記光ディスク１０６の表面で反射された３つのビームは、光検出器１０７で情報として検出される。
【０００３】
次に、図１１に、今１つの従来例として、赤色１ビーム方式のホログラム一体型半導体レーザ装置１８０を示し、図１２に、この従来の半導体レーザ装置１８０を備えた一般的な光ピックアップ装置の光学系の構成を示す。この光ピックアップ装置では、半導体レーザ１５７から出射された光は、信号用ホログラム１５５を透過し、零次回折光，＋１次回折光および−１次回折光に回折される。これらの回折光のうち、上記零次回折光のみが、図１２に示すコリメートレンズ１８１を透過して平行光とされ、４分の１波長板１８２を通過する。そのとき、互いに偏光方向が直交する光に４５°の位相差が生じ、その結果、直線偏光が円偏光に変換されて立上げミラー１８３へ入射する。この立上げミラー１８３に入射した光は、９０度だけ屈曲されて、光ディスク１８５の方向へ導かれ、対物レンズ１８４によって光ディスク１８５上に集光される。そして、この光ディスク１８５から反射された光は、対物レンズ１８４を透過し、立上げミラー１８３によって９０度屈曲されて４分の１波長板１８２へ入射する。
【０００４】
この４分の１波長板１２に入射した光は、さらに、偏光方向が４５度だけ回転され、往路と復路の合計で偏光方向が９０度だけ回転した赤色光１８６がコリメートレンズ１８１を透過する。コリメートレンズ１８１を透過した光は、信号用ホログラム１５５によって回折されて、＋１次回折光１５９が受光素子１５８上に集光される。
【０００５】
また、上記＋１次回折光１５９は、この光ピックアップ装置の用途や信号処理方法に応じて、信号用ホログラム１５５によって、複数の光に分割され、この複数に分割された光は、それぞれ所定の受光素子からなる受光部１５８に集光される。この受光素子からなる受光部１５８に受光される光量に基づいて検出信号がそれぞれ得られる。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭６１−２５０８４４号公報
【特許文献２】
特開２００２−１４８４３６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図５に示したような光ピックアップ装置では、光ディスク１０６の表面で反射された３つのビームの一部が半導体レーザ装置１０１に帰還する。その結果、次の（１），（２）のようなノイズ問題が発生する。以下、図６を参照して、このノイズ問題が発生する状況について説明する。
【０００８】
（１） 上記半導体レーザ装置１０１に帰還するビームは、図６に示すように、メインビームＬ０の反射光により生じる反射メインビームＬｍと、サイドビームＬ＋１，Ｌ−１の各反射光により生じる反射サイドビームＬｓ１，Ｌｓ２との３つである。これらの反射メインビームＬｍおよび反射サイドビームＬｓ１，Ｌｓ２が半導体レーザ装置１０１で反射されてしまう。具体的一例では、上記反射メインビームＬｍがレーザチップ１０８の光出射端面１０８ａで反射される。また、上記反射サイドビームＬｓ２は、ステム１１０に設けられたヘッダー部１１１の先端面１１１ａで反射される。すると、上記光出射端面１０８ａで反射された反射メインビームＬｍと、先端面１１１ａで反射された反射サイドビームＬｓ２とが、半導体レーザ装置１０１と光ディスク１０６との間の光学系に再び戻り、本来のビームＬと干渉してしまう。このような干渉が起きた場合、光ピックアップ装置の信号検出特性やサーボ特性が著しく低下するといったノイズ問題が生じてしまう。
【０００９】
（２） もう１つのノイズ問題としては、反射メインビームＬｍがレーザチップ１０８の光出射端面１０８ａに戻ることにより、レーザチップ１０８における本来のレーザビームＬの発振状態が影響を受けるＳＣＯＯＰ（Ｓｅｌｆ Ｃｏｕｐｌｅ ＯｐｔｉｃａｌＰｉｃｋｕｐ）と呼ばれる現象がある。この現象は、レーザチップ１０８の光出射端面１０８ａに反射メインビームＬｍが入射することによりゲインが上がり、反射メインビームＬｍが入射しないときに比べて、レーザチップ１０８が出射するレーザビームＬのパワーが上がる現象である。また、上記反射メインビームＬｍは光ディスク６の表面状態に応じて変動するため、このような変動に伴ってそのレーザビームＬのパワーも変動してしまう。
【００１０】
上記（１）のノイズ問題を解決する方法としては、特許第２５６５１８５号公報に開示された方法がある。この特許第２５６５１８５号公報の方法では、レーザチップ１０８の光出射端面１０８ａによる反射を抑えるために、光出射端面１０８ａの反射率が低い半導体レーザ８を用いたり、光出射端面１０８ａに無反射コーティングを設けたりする。これにより、上記反射メインビームＬｍが半導体レーザ装置１０１と光ディスク１０６との間の光学系に再び戻るのを抑制する。そして、図７に示すように、ステム２１０のヘッダー部２１１の先端面２１１ａによる反射を抑えるために、この先端面２１１ａに傾斜面２１２を設けている。これにより、上記反射サイドビームＬｓ２は傾斜面２１２で矢印Ｒ方向に反射される。その結果、上記反射サイドビームＬｓ２が半導体レーザ装置１０１と光ディスク１０６との間の光学系に再び戻るのが抑制される。
【００１１】
また、上記光学系に反射サイドビームＬｓ２が再び戻るのを抑制する他の方法としては、図８に示すように、ステム１１０のヘッダー部１１１の先端面１１１ａに反射体１１３を取り付け、その反射体１１３で矢印Ｒ方向に反射サイドビームＬｓ２を反射する方法がある。
【００１２】
ところが、上記（１）のノイズ問題を解決する方法において、ヘッダー部２１１の先端面２１１ａに傾斜面２１２を直接形成する場合、量産が極めて困難であり、生産性において致命的な問題がある。以下、図７，９を用いて、その問題について説明する。
【００１３】
通常、上記ヘッダー部１１１は、プレス成型によりステム１１０と一体に形成される。すなわち、上記ヘッダー部１１１は、図９（ａ）に示すフープ（細長い薄板）状の鉄材１００を金型７０１でプレスすることで形成される。もともと平板である鉄材１００に、ヘッダー部１１１となる突起部を形成するから、金型７０１には非常に強い圧力をかけなければならない。特に、図９（ｂ）に示すように、上記ヘッダー部１１１の先端面１１１ａを平坦にするために、金型７０１ではその先端面１１１ａに対向する部分７０２に最も大きな力がかかることになる。ここで、上記ヘッダー部１１１の先端面１１１ａに傾斜面２１２（図７参照）を形成するとなると、金型７０１にもその傾斜面２１２の形状に対応した突起或いは凹部からなる傾斜面形成部を設けておく必要がある。ところが、上記傾斜面形成部は、上述したように最大圧力がかかる部分７０２に設けるから、容易に圧壊されてしまう。このため、上記傾斜面２１２を１１１ａに設ける場合、生産性が極めて悪いものとなってしまう。そして、最悪の場合には金型７０１自体の破壊に繋がることもあるため、上述の傾斜面２１２が直接形成されたヘッダー部２１１を持つステム２１０を量産することは現実的に不可能であるという問題がある。
【００１４】
また、上記反射体１１３をヘッダー部１１１の先端面１１１ａに取り付ける方法には次のような問題がある。
【００１５】
上記反射体１１３はヘッダー部１１１の先端面１１１ａに極めて精度良く取り付ける必要がある。光ピックアップ装置の光学系の設計によっては、レーザチップ１０８とヘッダー部１１１との境界付近に反射サイドビームＬｓ２が入射することも考えられる。このような反射サイドビームＬｓ２の入射を考慮すると、その境界付近の先端面１１１ａを反射体１１３で覆う必要があるが、反射体１１３をレーザチップ１０８に接触しないように取り付けるのは極めて困難である。また、上記反射体１１３がヘッダー部１１１の先端から突出している場合、図１０に示すように、レーザチップ１０８のレーザビームＬの一部が反射体１１３によって遮られてしまうため、レーザチップ１０８の光放射特性が低下するという問題がある。つまり、上記反射体１１３を先端面１１１ａを取り付けることにより、本来はあるべき遠視野像（点線Ｄ１の部分）が無くなってしまう。
【００１６】
一方、上記（２）のＳＣＯＯＰ対策としては、レーザチップ１０８の光出射端面１０８ａの反射率を上げることにより、反射メインビームＬｍがレーザチップ１０８内部に戻る量を減らす方法がある。
【００１７】
ところが、このＳＣＯＯＰ対策では、レーザチップ１０８の光出射端面１０８ａの反射率を上げることにより、レーザチップ１０８のレーザビームＬの微分効率ηｄが低下するという問題がある。このような微分効率ηｄの低下は、レーザチップ１０８の高出力化や低電流化に適さない。
【００１８】
また、前述の図１１および図１２に示した従来の半導体レーザ装置１８０および光ピックアップ装置では以下の問題がある。すなわち、半導体レーザ１５７から出射され、光ディスク１８５によって反射された光は、信号用ホログラム１５５によって回折され、＋１次回折光１５９が受光素子からなる受光部１５８に集光される。
【００１９】
しかしながら、上記信号用ホログラム１５５では、＋１次光１５９と共に、零次回折光および−１次回折光が発生する。そして、信号用ホログラム１５５で発生した零次回折光が光源となる半導体レーザ１５７の略発光点へ入射する。すると、半導体レーザ１５７は上記零次回折光の影響を受けて、レーザ光の発振が不安定になる。その結果、いわゆる戻り光ノイズが発生する。
【００２０】
また、上記零次回折光および−１次回折光が半導体レーザ１５７のパッケージをなすキャップ１５３およびステム１５２の内面で反射し、信号処理に不要な迷光として受光素子１５８へ入射することで、信号オフセットの増大が生じ、光ピックアップ装置としての信号処理性能の低下となる問題がある。
【００２１】
そこで、この発明の目的は、半導体レーザへの戻り光の低減を低コストで実現できる半導体レーザ装置および光ピックアップ装置を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の半導体レーザ装置は、半導体レーザを備え、この半導体レーザから被照射物に向けてレーザ光を出射する。この半導体レーザ装置は、上記被照射物で反射されて上記半導体レーザに向かう上記レーザ光の反射光が入射するように配置された回折部を備える。この回折部は、上記反射光の偏光方向に応じて、上記反射光を回折させて、上記反射光を上記半導体レーザに向かう方向から逸らす。
【００２３】
この発明では、上記回折部が、入射する上記反射光の偏光方向に応じて、上記反射光を回折させて、上記反射光を上記半導体レーザに向かう方向から逸らし、上記反射光が上記半導体レーザに戻らないようにする。したがって、この発明によれば、半導体レーザへの戻り光の低減を低コストで実現できる。
【００２４】
また、一実施形態の半導体レーザ装置は、信号用ホログラムを有するホログラム素子と、受光素子とを備え、
上記半導体レーザが出射するレーザ光を、上記ホログラム素子の信号用ホログラムを経由して、上記被照射物に照射すると共に、上記レーザ光が上記被照射物で反射した反射光を上記ホログラム素子で回折させた回折光を、上記受光素子で受光する。
【００２５】
この実施形態では、上記回折部は、一例として入射する光の偏光方向に応じて回折効率が異なる偏光回折格子であって、上記反射光を回折させて上記反射光を上記半導体レーザに向かう方向から逸らす。つまり、上記偏光回折格子は、上記反射光に対して、零次回折光に対する回折効率を略零％とすることで、上記半導体レーザの略発光点へ入射を抑制して、戻り光に起因するノイズを低減できる。なお、上記零次回折光とは、回折されずにそのまま透過される光である。
【００２６】
また、一実施形態の半導体レーザ装置では、上記回折部は偏光回折格子であり、上記偏光回折格子は、第１偏光方向の光に対しては零次回折光以外の回折光の回折効率が略零％であり、第１偏光方向に対して垂直な方向である第２偏光方向を有する光に対しては零次回折光の回折効率が略零％である上記偏光回折格子は、第１偏光方向の光に対しては零次回折光以外の回折光の回折効率が略零％であり、第１偏光方向に対して垂直な方向である第２偏光方向を有する光に対しては零次回折光の回折効率が略零％である。
【００２７】
この実施形態によれば、上記第１偏光方向の光は、上記偏光回折格子によって回折されることなく透過し、上記第２偏光方向の光は零次回折光が生じないよう回折される。したがって、上記半導体レーザから上記被照射物に向けて出射される光の偏光方向を上記第１偏光方向とすることによって、上記偏光回折格子の存在に起因して光量を減少させることなく、上記半導体レーザから被照射物へレーザ光を導くことができる。また、上記半導体レーザから出射され、上記被照射物によって反射されて上記偏光回折格子に入射する光の偏光方向を第２偏光方向とすることによって、上記半導体レーザへ入射する恐れのある零次回折光が上記偏光回折格子において発生せず、戻り光に起因するノイズを抑制できる。
【００２８】
また、一実施形態の半導体レーザ装置は、４分の１波長板を備え、
上記半導体レーザが出射するレーザ光の出射方向に向かって、上記回折部と上記４分の１波長板が順に配置された。
【００２９】
この一実施形態では、上記回折部は、一例として偏光回折格子で、上記半導体レーザが出射する第１偏光方向の第１偏光光を回折させずに透過させる。この回折せずに透過したレーザ光は、上記４分の１波長板を通り、上記被照射物で反射し、再び上記４分の１波長板を通って、上記第１偏光方向と垂直な第２偏光方向の第２偏光光となって、上記偏光回折格子に戻ってくる。この第２偏光光となった反射光（戻り光）は、上記偏光回折格子で回折され、上記半導体レーザに戻らない。
【００３０】
したがって、上記被照射物からの戻り光が、半導体レーザの前端面に入射することに起因するレーザ出力変動（ＳＣＯＯＰ現象）を防止できる。しかも、このことは、従来のように半導体レーザの前端面の反射率を上げることなく実現できるから、上記半導体レーザが出射するレーザ光の微分効率が低下することもない。
【００３１】
また、この実施形態によれば、上記戻り光が、戻り光でない往路のレーザ光と干渉してしまうことを抑制できる。したがって、光ピックアップ装置を構成した場合に、戻り光に起因して信号検出特性やサーボ特性が著しく低下するといったノイズ問題を解消できる。しかも、このことは、従来のように半導体レーザを取り付ける基台に金型の破壊を招くような傾斜面を加工することによる量産性の低下を招くことなく、かつ、上記基台に反射体を取り付けることによる半導体レーザの光放射特性の低下を招くことなく実現できる。
【００３２】
また、一実施形態の半導体レーザ装置は、上記回折部は偏光回折格子であり、上記半導体レーザが取り付けられる基台を有している。また、上記レーザ光が通過する窓を有するキャップが上記基台に取り付けられ、上記偏光回折格子が上記窓に取り付けられている。
【００３３】
この実施形態では、上記半導体レーザの前端面から出射されたレーザ光は、上記半導体レーザを覆うように基台に取り付けられたキャップの窓を通過する。この実施形態では、上記キャップの窓に偏光回折格子が取り付けられているから、上記偏光回折格子を上記半導体レーザおよび基台，キャップとを一体物として扱える。したがって、部品点数の低減および、組立作業の作業性を向上させることができ、製造コストを低減できる。
【００３４】
また、一実施形態の半導体レーザ装置は、上記偏光回折格子に重ねて、上記キャップの窓に上記４分の１波長板を取り付けた。
【００３５】
この実施形態では、上記偏光回折格子に加えて上記４分の１波長板を、上記半導体レーザ，基台，キャップと一体物として扱える。したがって、部品点数の低減および、組立の作業性を向上でき、製造コストを低減できる。
【００３６】
また、一実施形態の半導体レーザ装置は、上記回折部は偏光回折格子であり、上記半導体レーザから出射され、上記被照射物によって反射された反射光が、上記半導体レーザの発光点に略一致する点に戻る光路の光軸上に、上記信号用ホログラムと上記偏光回折格子とが配置されている。
【００３７】
この実施形態では、光源である半導体レーザから出射され、被照射物（光記録媒体等）によって反射された反射光は、上記半導体レーザの発光点に略一致する点に戻る前に、偏光回折格子によって零次回折光が生じないように回折される。したがって、上記偏光回折格子では、半導体レーザへ入射する恐れのある零次回折光が発生せず戻り光ノイズを抑制できる。
【００３８】
また、一実施形態の半導体レーザ装置は、上記回折部は偏光回折格子であり、上記偏光回折格子の直線状の格子からなる回折格子は略等ピッチである。
【００３９】
この実施形態では、半導体レーザから出射され、被照射物（光記録媒体等）によって反射された反射光を、偏光回折格子によって、回折し、この回折した＋１次回折光および−１次回折光を、等距離かつ安定に集光させることができる。したがって、この集光の位置に、無反射コーティングを施すか、あるいは、上記集光の位置を迷光が発生しない個所にすることで戻り光に起因する迷光を容易に解消できる。
【００４０】
また、一実施形態の半導体レーザ装置では、上記回折部は偏光回折格子であり、上記信号用ホログラムで回折された回折光は、上記偏光回折格子を通らない。
【００４１】
この実施形態では、信号用ホログラムで回折された＋１次回折光および−１次回折光の通らない個所に、上記偏光回折格子が設けられているので、上記偏光回折格子が、信号用ホログラムから受光素子へ向かう上記回折光を回折するという現象を回避できる。したがって、信号光となる上記回折光が上記偏光回折格子によって進路変更される等の悪影響をこうむることを回避できる。また、偏光回折格子によって、反射光を回折した＋１次回折光および−１次回折光を安定に所望の箇所に集光できる。
【００４２】
また、一実施形態の半導体レーザ装置は、上記回折部は偏光回折格子であり、上記ホログラム素子の内部に４分の１波長板を備えた。
【００４３】
この実施形態では、偏光方向を変える機能を持つ４分の１波長板を上記ホログラム素子の内部に設けたことで、コンパクトな構成でもって、入射する光の偏光方向に応じて回折効率が異なるという上記偏光回折格子による効果を得ることができ、光ピックアップ装置の小型化を図れる。
【００４４】
また、一実施形態の半導体レーザ装置は、上記回折部は偏光回折格子であり、上記ホログラム素子は、上記信号用ホログラムと上記偏光回折格子とを一体に有する光学部材である。
【００４５】
この実施形態では、例えば、上記ホログラム素子の表裏それぞれに信号用ホログラムと偏光回折格子とが一体に設けられて、コンパクト化を図れる。したがって、光ピックアップ装置全体の小型化を図れる。
【００４６】
また、一実施形態の半導体レーザ装置は、上記回折部は偏光回折格子であり、上記信号用ホログラムと上記偏光回折格子とを、別体の光学部材とした。
【００４７】
この実施形態では、上記信号用ホログラムと上記偏光回折格子とを、別体の光学部材としたから、例えば、上記信号用ホログラムを上記ホログラム素子に取り付ける一方、上記偏光回折格子を半導体レーザを収容するパッケージ側のキャップ窓部分などに設けることができる。したがって、上記信号用ホログラムと偏光回折格子それぞれの相対的な位置調整が容易になる。
【００４８】
また、一実施形態の半導体レーザ装置は、上記回折部は偏光回折格子であり、上記半導体レーザ、上記信号用ホログラム、上記偏光回折格子、上記受光素子が、１つのパッケージに一体化されている。
【００４９】
この実施形態では、半導体レーザ、信号用ホログラム、偏光回折格子、受光素子は、１つのパッケージに一体化されるので、部品点数の削減および半導体レーザ装置の小型化を実現できる。なお、上記半導体レーザの光軸に直交する平面における上記パッケージの断面形状を長円形とした場合には、上記断面形状が円形であるパッケージを採用した場合と比較して、光軸直角方向における薄型化を図れ、光ピックアップ装置の薄型化を図れる。
【００５０】
また、一実施形態の半導体レーザ装置は、上記回折部は偏光回折格子であり、上記偏光回折格子は、上記反射光をこの反射光の進行方向において上記半導体レーザの出射端面およびこの出射端面の延長面とは異なる面上に結像させるか、もしくは、上記反射光を平行光とするようなレンズ特性を有する。
【００５１】
この一実施形態では、上記偏光回折格子は、上記反射光をこの反射光の進行方向において上記半導体レーザの出射端面およびこの出射端面の延長面とは異なる面上に結像させるか、もしくは、上記反射光を平行光とするようなレンズ特性を有する。したがって、上記反射光が、半導体レーザの光出射端面に戻ることを防いで、ＳＣＯＯＰノイズの発生を避けることができる。
【００５２】
また、一実施形態の光ピックアップ装置は、上記半導体レーザ装置を備え、上記回折部は偏光回折格子であり、上記半導体レーザから出射される光を、上記被照射物としての光記録媒体に導いて、上記光記録媒体からの反射光を上記偏光回折格子に導く光学系を備え、上記光学系は、上記半導体レーザから出射される光の偏光状態を、直線偏光から円偏光、もしくは円偏光から直線偏光に変える位相差板を有する。
【００５３】
この実施形態では、上記半導体レーザから出射される光は、上記光記録媒体への往路と上記光記録媒体からの復路とにおいて、上記光学系が有する位相差板によって、偏光方向が変更されて、上記偏光回折格子に導かれる。これにより、この偏光回折格子は、上記光記録媒体からの反射光を回折させて、上記半導体レーザに向かう方向から逸らす。これにより、上記反射光に起因する不要光が迷光となることを抑制し、光源としての半導体レーザへ入射するのを抑制して、戻り光ノイズを抑えた信頼性の高い光ピックアップ装置を実現できる。
【００５４】
また、一実施形態の光ピックアップ装置は、上記半導体レーザ装置と、上記被照射物からの反射光を検出する光検出器を備えた。
【００５５】
この実施形態によれば、半導体レーザへの戻り光の低減を低コストで実現できる光ピックアップ装置を実現できる。
【００５６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の半導体レーザ装置およびそれを備えた光ピックアップ装置を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００５７】
（第１の実施の形態）
図１に、この発明の実施の一形態の光ピックアップ装置の概略構成を示す。この光ピックアップ装置は、半導体レーザ装置１を含んでいる。この半導体レーザ装置１は、本体１４，偏光回折格子１５からなる。
【００５８】
また、この実施形態の光ピックアップ装置は、半導体レーザ装置１の本体１４が出射した光が通るように配置された３ビーム発生用回折格子２と、この３ビーム発生用回折格子２を通過した光を平行光に変えるコリメートレンズ４と、その平行光を被照射物としての光記録媒体である光ディスク６の表面に集光する対物レンズ５とを備えている。また、上記３ビーム発生用回折格子２とコリメートレンズ４と間には、上記光ディスク６からの反射光を反射するビームスプリッタ３を配置している。また、この実施形態は、上記ビームスプリッタ３で反射した反射光を受光する光検出器７を備える。また、この実施形態の光ピックアップ装置は、上記コリメートレンズ４と上記対物レンズ５との間に、４分の１波長板１６を有している。
【００５９】
なお、上記光ディスク６は、再生専用のピットディスク、記録消去再生可能な相変化ディスク、光磁気ディスクあるいは記録再生可能な追記型ディスク等、光を使って再生または記録を行う光学式記録媒体全般を指す。
【００６０】
上記半導体レーザ装置１が有する偏光回折格子１５は、上記本体１４と３ビーム用回折格子２との間に配置されている。また、上記半導体レーザ装置１の本体１４は、基台としてのステム１０と、このステム１０の一部であるヘッダー部１１に取り付けられた光源としての半導体レーザ８とを有している。上記ステム１０は、円板状の基部１０ａと、この基部１０ａの略中央部から突出したヘッダー部１１とからなる。そして、上記ステム１０の基部１０ａには、半導体レーザ８，ヘッダー部１１を覆うキャップ１７が取り付けられている。この半導体レーザ８は、Ｐ偏光光とＳ偏光光を含んだレーザ光からなるレーザビームＬを前端面である光出射端面８ａから出射する。
【００６１】
上記偏光回折格子１５は、レーザビームＬが入射するように配置されている。このレーザビームＬが偏光回折格子１５に入射すると、偏光回折格子１５は、このレーザビームＬが含むＰ偏光光の全てを直進させて零次光とし、かつ、レーザビームＬが含むＳ偏光光の全てを回折させて±１次光とする。なお、上記偏光回折格子１５による回折角と、３ビーム発生用回折格子２による回折角とは異なっている。
【００６２】
また、上記４分の１波長板１６は、偏光回折格子１５が直進させた上記Ｐ偏光光が入射するように配置され、レーザビームＬの互いに偏光方向が直交する光に９０°の位相差を生じさせるものである。つまり、上記４分の１波長板１６は、Ｐ偏光光を円偏光光に、円偏光光をＳ偏光に変える位相差板としての役割をする。
【００６３】
上記構成の光ピックアップ装置は、例えば、光ディスク６に記録された情報を検出する場合、次のように動作する。
【００６４】
まず、上記半導体レーザ８の光出射端面８ａから出射されたレーザビームＬは、キャップ１７を通過して、偏光回折格子１５に入射する。ここで、上記偏光回折格子１５は、上記レーザビームＬが含むＰ偏光光の略全てを直進させて零次光とする一方、上記レーザビームＬが含むＳ偏光光の略全てを回折させて±１次光とする。これにより、上記レーザビームＬのＰ偏光光のみが３ビーム用回折格子２からビームステッププリッタ３，コリメートレンズ４，４分の１波長板および対物レンズ５を含む光学系へと入射する。
【００６５】
すなわち、上記レーザビームＬが含むＰ偏光光は、３ビーム用回折格子２に入射し、この３ビーム用回折格子２によって、メインビームＬ０と２つのサイドビームＬ＋１，Ｌ−１とに分けられる。次に、このメインビームＬ０、サイドビームＬ＋１，Ｌ−１の各々は、ビームスプリッタ３を透過した後、コリメートレンズ４を透過することで平行になって、４分の１波長板１６に入射する。この４分の１波長板１６によって、上記メインビームＬ０およびサイドビームＬ＋１，Ｌ−１の各々は、円偏光光に変えられた後、対物レンズ５を透過し、光ディスク６の表面に焦点を合わせてスポット照射される。
【００６６】
そして、上記光ディスク６の表面で反射された３つのビームは、再び対物レンズ５を透過し、４分の１波長板１６に入射する。すると、その３つのビームは、４分の１波長板１６を透過することでＳ偏光光に変えられた後、コリメートレンズ４を透過し、ビームスプリッタ３で反射されて光検出器７に入射する。この光検出器７は、検出したＳ偏光光に基づいて、光ディスク６に記録された情報を再生する。なお、この検出したＳ偏光光に基づいて、トラッキングエラー情報の検出なども行える。
【００６７】
また、上記ビームスプリッタ３に入射したＳ偏光光の一部は、ビームスプリッタ３を透過し、さらに、３ビーム用回折格子２を零次光として透過して、偏光回折格子１５に入射する。つまり、半導体レーザ８から出射されたレーザビームＬは、光ディスク６への往路において、偏光回折格子１５でもってＰ偏光光が透過され、４分の１波長板１６でもってＰ偏光光から円偏光光に変換され、光ディスク６からの復路において、４分の１波長板１６でもって円偏光光からＳ偏光光に変換されてから、偏光回折格子１５に入射することになる。したがって、この偏光回折格子１５は上記Ｓ偏光光を回折して、このＳ偏光光を半導体レーザ８に向かう方向から逸らす。したがって、このＳ偏光光からなる戻り光が半導体レーザ８の光出射端面８ａに入射するのを防ぐことができる。したがって、半導体レーザ８の光出射端面８ａの反射率を上げることなく、ＳＣＯＯＰ現象の発生を抑制でき、レーザビームＬの出力変動を防止できる。その結果、上記レーチップ８が出射するレーザビームＬの微分効率が低下するのを阻止できる。
【００６８】
また、たとえば、上記偏光回折格子１５で回折されたＳ偏光光がヘッダー部１１の先端面１１ａに入射して先端面１１ａで反射し、再び、偏光回折格子１５に入射した場合、このＳ偏光光は偏光回折格子１５で回折され、光ディスク６に向う方向から逸らされる。したがって、このＳ偏光光からなる戻り光が、３ビーム発生用回折格子２以降の光学系に戻るのを防止でき、戻り光でない往路のレーザ光と干渉してしまうことを抑制でき、光ピックアップ装置における信号検出特性やサーボ特性が戻り光に起因して著しく低下するといったノイズ問題を解消できる。しかも、このことは、半導体レーザ８を取り付けるステム１０のヘッダー部１１に金型の破壊を招くような傾斜面を加工することによる量産性の低下を招くことなく、かつ、上記ステム１０のヘッダー部１１に反射体を取り付けることによる半導体レーザ８の光放射特性の低下を招くことなく実現できる。
【００６９】
また、上記光ディスク６からの上記Ｓ偏光光からなる戻り光がヘッダー部１１の先端面１１ａで反射し偏光回折格子１５で回折されて、３ビーム発生用回折格子２以降の光学系に戻った場合でも、偏光回折格子１５による回折角と、３ビーム発生用回折格子２による回折角とは異なっていることから、ビームスプリッタ３から光検出器７に入射するのを防げる。したがって、この場合でも、光ディスク６に記録された情報の検出に悪影響が及ぶのを阻止でき、信号検出特性やサーボ特性の低下を確実に防止できる。
【００７０】
尚、上記実施形態では、キャップガラスからなるキャップ１７と偏光回折格子１５とを別体としたが、偏光回折格子１５を組み込んだキャップガラスをキャップ１７として使用することにより、部品点数を減らすことができる。さらには、図２に示すように、上記実施形態において、ピックアップ光学系に設けている４分の１波長板１６を取り去り、キャップガラスからなるキャップ１７の窓１７ａに偏光回折格子１５を取り付け、この偏光回折格子１５の前面に４分の１波長板１６を重ねて、キャップ１７と一体としてもよい。この場合、さらに部品点数を削減することが可能である。勿論、この場合も、前述のＳＣＯＯＰ現象、戻り光の干渉による信号検出特性の低下、サーボ特性の劣化といった問題現象を回避できる。なお、図２において、Ｌｍは上記メインビームＬ０に対応する反射光、Ｌｓ１，Ｌｓ２は上記サイドビームＬ＋１，Ｌ−１に対応する反射光を示す。また、４分の１波長板１６は透明なフィルムであり、材質はポリカーボネイトやポリビニルアルコール等の樹脂が一般に使われている。
【００７１】
また、上記実施の形態では、ヘッダー部１１とステム１０とが一体であったが、ヘッダー部１１はステム１０と別体であってもよい。
【００７２】
また、上記実施形態では、レーザビームＬのＰ偏光光を直進させ、かつ、レーザビームＬのＳ偏光光を回折させる偏光回折格子１５を用いたが、この偏光回折格子１５に替えて、レーザビームＬのＳ偏光光を直進させ、かつ、レーザビームＬのＰ偏光光を回折させる偏光回折格子を用いてもよい。また、上記偏光回折格子１５は、直線状の格子からなる回折格子としたが、曲線状の格子からなる回折格子としてもよい。
【００７３】
また、図１に示した第１実施形態では、半導体レーザ８に向かって、４分の１波長板１６、３ビーム発生用の回折格子２、偏光回折格子１５を順に配列したが、例えば、半導体レーザ装置１４のキャップ１７のレーザ光出射部分に窓用ガラスが設けられているが、この窓用ガラス表面に偏光回折格子１５を設けれてもよい。この場合、４分の１波長板１６は３ビーム発生用の回折格子２と上記窓用ガラスとの間に設けても良い。即ち、この場合、半導体レーザ８に向かって、３ビーム発生用回折格子２、４分の１波長板１６、偏光回折格子１５を順に配列することになる。
【００７４】
（第２の実施の形態）
次に、図３の斜視図に、この発明の第２の実施の形態である半導体レーザ装置６０の構成を簡略化して示す。また、図４の概略断面図に、図３に示す半導体レーザ装置６０を備える光ピックアップ装置の構成を簡略化して示す。
【００７５】
図３に示す半導体レーザ装置６０は、図４に示すような光記録媒体としての光ディスク６５に向けて光を出射するレーザ光源である半導体レーザ３７と、ホログラム素子３４および受光素子３８を有する。このホログラム素子３４は、信号用ホログラム３５と偏光回折格子３６を有する。
【００７６】
上記信号用ホログラム３５は、光ディスク６５から反射された光を信号検出用の受光素子３８へ導き、受光素子３８は信号用ホログラム３５によって集光される光３９を受光する。また、偏光回折格子３６は、信号用ホログラム３５で回折された零次回折光を回折する。
【００７７】
また、上記半導体レーザ３７は、例えば、光記録媒体である光ディスク６５としてデジタルバーサタイルディスク（ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ；略称：ＤＶＤ）を使用する時に用いられる波長６５０ｎｍ程度の赤色光である光を出射する。
【００７８】
また、上記半導体レーザ装置６０が備える受光素子３８は、例えば、フォトダイオードであり、光ディスク６５からの反射光を受光し、この反射光をこの反射光の光強度に対応する電流に変換して上記反射光の検出信号を出力する。
【００７９】
また、半導体レーザ３７と受光素子３８とは、半導体レーザ３７の光軸Ｊに略垂直な上面３２Ａの形状が略長円形状を有する基台３２およびキャップ３３からなるパッケージ５０の中に配置されている。この半導体レーザ３７と受光素子３８とは、図示しない放熱台に取り付けられ、この放熱台は、例えば、鋼などの金属からなる基台３２に装着されている。また、例えば鋼などの金属からなるキャップ３３は、半導体レーザ３７と受光素子３８を覆うようにして上記基台３２に接合されている。
【００８０】
また、半導体レーザ３７の光出射端面３７Ａの接合面（図示せず）は、基台３２の略長円形状の上面３２Ａの長手方向と平行に配置されている。また、半導体レーザ３７と受光素子３８は、リードピン３１に金製のワイヤ（図示せず）によって、電気的に接続されている。リードピン３１はパッケージ５０の外部に延伸している。
【００８１】
また、上記ホログラム素子３４は、直方体状の透明材料で構成され、上記信号用ホログラム３５は上記透明材料の表面に形成され、上記偏光回折格子３６は上記透明材料の裏面に形成されている。偏光回折格子３６は、半導体レーザ３７が出射する光の光軸Ｊに直交する平面に平行に配置されており、この偏光回折格子３６は、上記光軸Ｊと交差するように形成されている。この偏光回折格子３６は、上記キャップ３３の天板に形成された窓３３Ａに対向するように配置されている。
【００８２】
また、上記信号用ホログラム３５は、半導体レーザ３７から出射され、光ディスク６５によって反射された反射光が、光ディスク６５から偏光回折格子３６を透過するまでに通る光路４０，６６の光軸Ｊの延長上に配置されている。
【００８３】
この第２実施形態の信号用ホログラム３５は、半導体レーザ３７から出射され、光ディスク６５によって反射されて光路６６，４０を経て戻ってきた光を回折して、−１次回折光（図示せず），零次回折光（図示せず）および＋１次回折光３９を生成する。この信号用ホログラム３５は、これらの回折光のうちの上記＋１次回折光３９を受光素子３８の受光面３８Ａ上へ集光する。なお、上記零次回折光および上記−１次回折光は信号処理には使用されない。零次回折光とは、回折されずにそのまま透過する光のことである。
【００８４】
上記偏光回折格子３６は、第１偏光方向を有する光（例えばＰ偏光光）に対しては、零次回折光以外の回折光の回折効率が略零％である。また、上記偏光回折格子３６は、上記第１偏光方向に対して垂直な偏光方向である第２偏光方向を有する光（例えばＳ偏光光）に対しては、零次回折光の回折効率が略零％である。したがって、上記第１偏光方向を有する光は、偏光回折格子６によって回折されることなくそのまま透過し、第２偏光方向を有する光は零次回折光が生じないように回折される。
【００８５】
なお、上記第１偏光方向を有する光をＰ偏光の光とした場合には、上記第２偏光方向を有する光とはＳ偏光の光であり、上記第１偏光方向を有する光をＳ偏光の光とした場合には、上記第２偏光方向を有する光とはＰ偏光の光である。
【００８６】
この第２実施形態の光ピックアップ装置は、半導体レーザ３７から出射され光ディスク６５に反射して戻ってきた光をホログラム素子３４により分割し、記録信号を正確に読み出すためのトラッキング情報信号と記録信号とを分離して受光素子３８へ各々導き、各出力信号を得るものである。
【００８７】
上記構成の半導体レーザ装置６０を備えた光ピックアップ装置７０では、上記半導体レーザ装置６０の半導体レーザ３７から出射された光は、偏光回折格子３６に入射し、上記光が含んでいる第１偏光方向の光がそのまま透過して、信号用ホログラム３５に入射する。一方、上記光が含んでいる第２偏光方向の光は、上記偏光回折格子３６で回折されて、信号用ホログラム３５に向かう方向から逸らされる。したがって、上記偏光回折格子３６を透過して上記信号用ホログラム３５に入射する光は、主に上記第１偏光方向の光からなる。
【００８８】
そして、上記信号用ホログラム３５に入射した光は、信号用ホログラム３５を透過する際に零次回折光以外が回折され、零次回折光のみがコリメートレンズ１１に入射して平行光となされる。この平行光となった光は、４分の１波長板６２を透過することで、互いに偏光方向が直交する光に４５°の位相差を生じた後、立上げミラー６３で反射され、対物レンズ６４によって光記録媒体である光ディスク６５上へ集光される。
【００８９】
そして、この光ディスク６５で反射された光は、対物レンズ６４によって平行光となり、立上げミラー６３で反射され、４分の１波長板６２を透過することで、さらに互いに偏光方向が直交する光に４５°の位相差を生じる。つまり、光ディスク６５への往路と光ディスク６５からの復路の合計でもって互いに偏光方向が直交する光に９０°の位相差を生じた光が、コリメートレンズ６１によってホログラム素子３４の方向へ集光される。この互いに偏光方向が直交する光に９０°の位相差を生じた光とは、たとえば、上記第１偏光方向の光をＰ偏光光とした場合における上記第２偏光方向の光としてのＳ偏光光である。
【００９０】
そして、コリメートレンズ６１を経て信号用ホログラム３５を透過した光は、−１次回折光，零次回折光および、＋１次回折光３９へ回折され、これらの回折光のうちの上記＋１次回折光３９だけが受光素子３８上へ集光される。
【００９１】
また、上記コリメートレンズ６１を経て信号用ホログラム３５を透過した光のうちの上記零次回折光および上記−１次回折光は信号処理に使用されない。そして、上記信号用ホログラム３５からの上記−１次回折光は偏光回折格子３６に入射せず、上記信号用ホログラム３５からの上記零次回折光（つまり回折されずにそのまま透過する第２偏光方向の光）は偏光回折格子３６に入射する。この第２偏光方向の光としての零次回折光は、偏光回折格子３６を透過することで、−１次回折光４０Ａおよび＋１次回折光４０Ｂへ回折され、半導体レーザ３７への光路から逸れるので、半導体レーザ３７への戻り光は発生しない。また、上記偏光回折格子３６は、上記第２偏光方向の光に対する零次回折効率は略零％であるので、上記信号用ホログラム３５から上記偏光回折格子３６を通過して半導体レーザ３７へ入射する戻り光は実質的に発生しないことになる。
【００９２】
したがって、この第２実施形態の半導体レーザ装置６０によれば、偏光回折格子３６を備えることによって、半導体レーザ３７の出射端面３７Ａへの入射光（戻り光）を抑制でき、レーザ光の戻り光対策が可能となる。
【００９３】
また、この第２実施形態によれば、半導体レーザ３７が出射したレーザ光のうち不要光となって戻る光を、上記半導体レーザ３７の出射端面３７Ａ以外、かつ、受光素子３８の受光面３８Ａ以外の領域にある焦点Ｐ２１，Ｐ２２に集めることで、この焦点Ｐ２１，Ｐ２２に集められた不要光が再度反射して迷光となることを抑制でき、信頼性の高い半導体レーザ装置６０および光ピックアップ装置７０を実現できる。
【００９４】
また、この第２実施形態では、半導体レーザ３７から出射され、上記光ディスク６５によって反射された反射光が、半導体レーザ３７の発光点Ｐ０に略一致する点に戻る光路４０の光軸Ｊ上に、信号用ホログラム３５と偏光回折格子３６とが配置されている。これにより、この第２実施形態では、半導体レーザ３７から出射され、光ディスク６５によって反射された反射光は、半導体レーザ３７の発光点Ｐ０に略一致する点に戻る前に、偏光回折格子３６によって零次回折光が生じないように回折される。したがって、偏光回折格子３６では、半導体レーザ３７へ入射する恐れのある零次回折光が発生せず戻り光に起因するノイズを抑制できる。
【００９５】
また、この第２実施形態では、偏光回折格子３６の格子ピッチを略等ピッチとした。これにより、半導体レーザ３７から出射され、光ディスク６５によって反射された反射光を、偏光回折格子３６によって回折し、この回折した＋１次回折光４０Ｂおよび−１次回折光４０Ａを、等距離かつ安定に集光させることができる。したがって、この集光の位置Ｐ２２，Ｐ２１に、無反射コーティングを施すか、あるいは、上記集光の位置Ｐ２２，Ｐ２１を迷光が発生しない個所にすることで戻り光に起因する迷光を容易に解消できる。
【００９６】
また、この第２実施形態では、偏光回折格子３６は、信号用ホログラム３５で回折された＋１次回折光３９が通らない箇所に配置されている。これにより、偏光回折格子３６が、信号用ホログラム３５から受光素子３８へ向かう＋１次回折光３９を回折するという現象を回避できる。したがって、信号光となる＋１次回折光３９が偏光回折格子３６によって進路変更される等の悪影響をこうむることを回避できる。また、上記偏光回折格子３６によって光ディスク６５からの反射光を回折した＋１次回折光および−１次回折光を安定に所望の箇所に集光できる。
【００９７】
また、この第２実施形態では、ホログラム素子３４とは別体に４分の１波長板６２を設けたが、上記ホログラム素子３４の内部（例えば、信号用ホログラム３５と偏光回折格子３６との間）に４分の１波長板を配置してもよい。この場合には、偏光方向を変える機能を持つ４分の１波長板をホログラム素子３４の内部に設けたことで、コンパクトな構成でもって、入射する光の偏光方向に応じて回折効率が異なるという上記偏光回折格子３６による効果を得ることができ、光ピックアップ装置７０の小型化を図れる。
【００９８】
また、この第２実施形態の半導体レーザ装置６０では、上記信号用ホログラム３５と上記偏光回折格子３６とを同一の光学部材であるホログラム素子３４に設けたので、部品点数削減、および小型化や薄型化、製造コストの低減を実現できる。また、図４に示す半導体レーザ装置６０，コリメートレンズ６１，４分の１波長板６２，立上げミラー６３および対物レンズ６４からなる光ピックアップ装置７０の小型化を図れる。
【００９９】
また、この第２実施形態では、半導体レーザ装置６０は、半導体レーザ３７、信号用ホログラム３５、偏向回折格子３６、受光素子３８が、１つのパッケージ５０に一体化されている。これにより、部品点数の削減および半導体レーザ装置６０の小型化を実現できる。なお、上記半導体レーザ６０の光軸Ｊに直交する平面における上記パッケージ５０の断面形状を略長円形としたので、上記断面形状が円形であるパッケージを採用した場合と比較して、光軸直交方向における薄型化を図れ、ひいては光ピックアップ装置の薄型化を図れる。
【０１００】
なお、この第２実施形態において、信号用ホログラム３５と偏光回折格子３６とを別体の光学部材とした場合には、例えば、信号用ホログラム３５をホログラム素子３４に取り付ける一方、偏光回折格子３６を半導体レーザ３７を収容するパッケージ５０側のキャップ３３に形成された窓３３Ａなどに設けることができる。この場合、信号用ホログラム３５と偏光回折格子３６それぞれの相対的な位置調整が容易になる。
【０１０１】
（第３の実施の形態）
次に、図１３に、この発明の第３実施形態である半導体レーザ装置８０の構成を示す。この第３実施形態の半導体レーザ装置８０は、基台としてのステム８１と、このステム８１の一部であるヘッダー部８２に取り付けられた光源としての半導体レーザ８３とを有している。上記ステム８１は、基部８１ａと、この基部８１ａから突出したヘッダー部８２とからなる。上記ステム８１の基部８１ａには、半導体レーザ８３，ヘッダー部８２を覆うキャップ８４が取り付けられている。この半導体レーザ８３は、Ｐ偏光光とＳ偏光光を含んだレーザ光からなるレーザビームＬを前端面である光出射端面８３ａから出射する。
【０１０２】
また、ホログラム素子８５は、上記キャップ８４の天板８４ａに形成された窓（図示せず）を覆うように天板８４ａに取り付けられ、上面部をなす偏光回折格子８６を含んでいる。
【０１０３】
この半導体レーザ装置８０では、上記偏光回折格子８６は上記半導体レーザ８３が出射する出射光が有する所定の偏光方向の光に対しては回折効果を持たないようにされた偏光回折格子である。このため、この偏光回折格子８６は、上記出射光（レーザビームＬ）が有する上記所定の偏光方向の光に対しては、レンズ作用を持たない。したがって、この偏光回折格子８６は、上記所定の偏光方向の光に対しては、この偏光回折格子８６よりも上記レーザビームＬの方向に配置される光学系における光学作用には影響を与えない。なお、上記光学系は、例えば、図１に示すような３ビーム発生用の回折格子２，ビームスプリッタ３，光検出器７，コリメートレンズ４，４分の１波長板１６，対物レンズ５，光ディスク６で構成される。また、上記光学系は、少なくとも上記偏光回折格子８６と上記光ディスク６との間に、上記４分の１波長板１６を有しているものとする。
【０１０４】
したがって、上記半導体レーザ８３が出射したレーザ光が上記光ディスク６で反射して上記偏光回折格子８６に戻って来た光は、上記４分の１波長板１６を２回通過することで、互いに偏光方向が直交する光に９０°の位相差が生じる。その結果、例えば、出射したレーザ光が直線偏光であれば、偏光回折格子８６へ戻ってきた反射光は円偏光になる。
【０１０５】
また、上記偏光回折格子８６は、上記光ディスク６から戻って来た光に対しては、凹レンズ作用を持っており、上記光ディスク側の光学系との合成焦点の位置が、図１３に示す曲面Ｈ’になっている。その結果、偏光回折格子８６は、図１３に示すように、上記半導体レーザ８３から上記光ディスク６へ向かうレーザビームＬの往路光の内の＋１次光が光ディスク６で反射して偏光回折格子８６へ戻って来た反射光Ｌ１０を屈折して、ヘッダ８２の端面８２ａへ導く。また、上記偏光回折格子８６は、図１３に示すように、上記往路光の内の−１次光が光ディスク６で反射して偏光回折格子８６へ戻って来た反射光Ｌ２を屈折して、半導体レーザ８３の光出射端面８３ａに入射させることなく、光出射端面８３ａとは異なる曲面Ｈ’に入射させる。したがって、上記反射光Ｌ１０，Ｌ２０が、半導体レーザ８３の光出射端面８３ａに戻ることを防いで、ＳＣＯＯＰノイズの発生を避けることができる。
【０１０６】
また、上記反射光Ｌ１０は、光出射端面８３ａの延長面Ｈとは異なる曲面Ｈ’に結像しようとするから、上記反射光Ｌ１０がヘッダ８２の端面８２ａへ入射し反射された場合でも、この反射された光は、例えば、外部の光検出器７では結像せず、検出の強度が弱くなるようなことは無くなる。また、上記反射光Ｌ２０が一例としてキャップ８４内で基部８１ａに配置されるような特定の受光部（図示せず）のみに影響を与えるといった問題が無くなるので、検出信号に対する影響が殆ど無くなる。
【０１０７】
また、上記偏光回折格子８６は、上記往路光の内の０次光が光ディスク６で反射して偏光回折格子８６へ戻って来た反射光Ｌ００を、光出射端面８３ａに結像させることなく、半導体レーザ８３よりも後方の曲面Ｈ’に結像させる。すなわち、図１３に示すように、上記反射光Ｌ００は上記光出射端面８３ａの延長平面Ｈ上では点にならずに広がってしまうため、半導体レーザ８３にＳＣＯＯＰ雑音を発生させることを抑制できる。
【０１０８】
なお、上記偏光回折格子８６に、上述のような凹レンズ作用を持たせるためには、格子を直線でなく曲線で構成すればよい。なお、この第３実施形態の如く、上記反射光Ｌ００，Ｌ１０，Ｌ２０の焦点位置を平面Ｈ上から曲面Ｈ’上にわずかな距離だけずらせばよいので、上記偏光回折格子８６の格子曲線は直線に近くてよく、曲率半径は大きくてよい。
【０１０９】
また、上記偏光回折格子８６が、０次回折光を発生しないようにすれば、半導体レーザ素子８３の端面８３ａに戻る光がなくなるので、ＳＣＯＯＰノイズを完全に避けることができる。ただし、偏光回折格子８６の偏光選択性を高くして、０次回折光の発生を無くそうとすると、格子の溝深さを深くしなければないので、偏光回折格子８６の作製がやや困難になる。
【０１１０】
なお、上記第３実施形態では、上記偏光回折格子８６は、上記反射光Ｌ００，Ｌ１０，Ｌ２０を半導体レーザ８３の出射端面８３ａの延長面Ｈとは異なり、半導体レーザ８３よりも後方の曲面Ｈ’上に結像させたが、上記偏光回折格子８６は上記反射光Ｌ００，Ｌ１０，Ｌ２０を平行光とするようなレンズ特性を有していてもよい。この場合にも、上記反射光Ｌ００，Ｌ１０，Ｌ２０は上記出射端面８３ａで結像状態とならないので、上記反射光Ｌ００，Ｌ１０，Ｌ２０は半導体レーザ８３の内部には殆ど入らない。したがって、ＳＣＯＯＰノイズを回避できる。
【０１１１】
【発明の効果】
以上より明らかなように、この発明の半導体レーザ装置では、回折部が、入射する反射光の偏光方向に応じて、反射光を回折させて、上記反射光を半導体レーザに向かう方向から逸らし、上記反射光が上記半導体レーザに戻らないようにする。したがって、この発明によれば、半導体レーザへの戻り光の低減を低コストで実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態の半導体レーザ装置を含む光ピックアップ装置の光学系の構成を示す図である。
【図２】上記第１実施形態の半導体レーザ装置の変形例を示す図である。
【図３】この発明の第２実施形態の半導体レーザ装置の構造を示す図である。
【図４】上記第２実施形態を備えた光ピックアップ装置の構造を示す図である。
【図５】従来の光ピックアップ装置を示す図である。
【図６】上記従来の光ピックアップ装置が有する半導体レーザ装置を示す図である。
【図７】上記従来の半導体レーザ装置の変形例を示す図である。
【図８】上記従来の半導体レーザ装置のもう１つの変形例を示す図である。
【図９】図９（ａ），図９（ｂ）は上記従来の半導体レーザ装置のステムを形成する様子を順に示す図である。
【図１０】上記従来の半導体レーザ装置の動作状態を示す模式図である。
【図１１】今１つの従来の半導体レーザ装置の構造を示す図である。
【図１２】図１１の半導体レーザ装置を備えた光ピックアップ装置を示す図である。
【図１３】この発明の第３実施形態の半導体レーザ装置の構造を示す図である。
【符号の説明】
１，６０，８０ 半導体レーザ装置
２ ３ビーム発生用回折格子
３ ビームスプリッタ
４，６１ コリメートレンズ
５，６４ 対物レンズ
６，６５ 光ディスク
７ 光検出器
８，３７，８３ 半導体レーザ
８ａ，３７Ａ，８３ａ 光出射端面
１０，８１ ステム
１１，８２ ヘッダー部
１６，６２ ４分の１波長板
１７，３３，８４ キャップ
１４ 本体
１５，３６，８６ 偏光回折格子
Ｌ レーザビーム
Ｌ０ メインビーム
Ｌ＋１，Ｌ−１ サイドビーム
３４，８５ ホログラム素子
３５ 信号用ホログラム
３８ 受光素子
【発明の属する技術分野】
この発明は、半導体レーザ装置および光ピックアップ装置に関し、例えば、情報記録媒体に光学的に情報を記録または再生する装置等に用いられる光ピックアップ装置に関する。また、例えば、この発明は、ホログラム素子を有する半導体レーザ装置および光ピックアップ装置に関し、光記録媒体の信号読み取りおよび書込み用に使用される半導体レーザ装置および光ピックアップ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、光ピックアップ装置としては、図５に示すようなものがある。この光ピックアップ装置は、半導体レーザ装置１０１内のレーザチップ１０８からレーザビームＬを出射する。このレーザビームＬは回折格子１０２に入射し、ここでメインビームＬ０と２つのサイドビームＬ＋１，Ｌ−１とに分けられる。これらの３つのビーム（メインビームＬ０、サイドビームＬ＋１，Ｌ−１）は、ビームスプリッタ１０３を透過し、コリメートレンズ１０４を透過することにより平行ビームに変えられた後、対物レンズ１０５に入射する。この対物レンズ１０５は、光ディスク１０６の表面に焦点を合わせてスポット照射する。そして、上記光ディスク１０６の表面で反射された３つのビームは、対物レンズ１０５とコリメートレンズ１０４とを順次透過して、ビームスプリッタ１０３でさらに反射されて光検出器１０７に入射する。これにより、上記光ディスク１０６の表面で反射された３つのビームは、光検出器１０７で情報として検出される。
【０００３】
次に、図１１に、今１つの従来例として、赤色１ビーム方式のホログラム一体型半導体レーザ装置１８０を示し、図１２に、この従来の半導体レーザ装置１８０を備えた一般的な光ピックアップ装置の光学系の構成を示す。この光ピックアップ装置では、半導体レーザ１５７から出射された光は、信号用ホログラム１５５を透過し、零次回折光，＋１次回折光および−１次回折光に回折される。これらの回折光のうち、上記零次回折光のみが、図１２に示すコリメートレンズ１８１を透過して平行光とされ、４分の１波長板１８２を通過する。そのとき、互いに偏光方向が直交する光に４５°の位相差が生じ、その結果、直線偏光が円偏光に変換されて立上げミラー１８３へ入射する。この立上げミラー１８３に入射した光は、９０度だけ屈曲されて、光ディスク１８５の方向へ導かれ、対物レンズ１８４によって光ディスク１８５上に集光される。そして、この光ディスク１８５から反射された光は、対物レンズ１８４を透過し、立上げミラー１８３によって９０度屈曲されて４分の１波長板１８２へ入射する。
【０００４】
この４分の１波長板１２に入射した光は、さらに、偏光方向が４５度だけ回転され、往路と復路の合計で偏光方向が９０度だけ回転した赤色光１８６がコリメートレンズ１８１を透過する。コリメートレンズ１８１を透過した光は、信号用ホログラム１５５によって回折されて、＋１次回折光１５９が受光素子１５８上に集光される。
【０００５】
また、上記＋１次回折光１５９は、この光ピックアップ装置の用途や信号処理方法に応じて、信号用ホログラム１５５によって、複数の光に分割され、この複数に分割された光は、それぞれ所定の受光素子からなる受光部１５８に集光される。この受光素子からなる受光部１５８に受光される光量に基づいて検出信号がそれぞれ得られる。
【０００６】
【特許文献１】
特開昭６１−２５０８４４号公報
【特許文献２】
特開２００２−１４８４３６号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、図５に示したような光ピックアップ装置では、光ディスク１０６の表面で反射された３つのビームの一部が半導体レーザ装置１０１に帰還する。その結果、次の（１），（２）のようなノイズ問題が発生する。以下、図６を参照して、このノイズ問題が発生する状況について説明する。
【０００８】
（１） 上記半導体レーザ装置１０１に帰還するビームは、図６に示すように、メインビームＬ０の反射光により生じる反射メインビームＬｍと、サイドビームＬ＋１，Ｌ−１の各反射光により生じる反射サイドビームＬｓ１，Ｌｓ２との３つである。これらの反射メインビームＬｍおよび反射サイドビームＬｓ１，Ｌｓ２が半導体レーザ装置１０１で反射されてしまう。具体的一例では、上記反射メインビームＬｍがレーザチップ１０８の光出射端面１０８ａで反射される。また、上記反射サイドビームＬｓ２は、ステム１１０に設けられたヘッダー部１１１の先端面１１１ａで反射される。すると、上記光出射端面１０８ａで反射された反射メインビームＬｍと、先端面１１１ａで反射された反射サイドビームＬｓ２とが、半導体レーザ装置１０１と光ディスク１０６との間の光学系に再び戻り、本来のビームＬと干渉してしまう。このような干渉が起きた場合、光ピックアップ装置の信号検出特性やサーボ特性が著しく低下するといったノイズ問題が生じてしまう。
【０００９】
（２） もう１つのノイズ問題としては、反射メインビームＬｍがレーザチップ１０８の光出射端面１０８ａに戻ることにより、レーザチップ１０８における本来のレーザビームＬの発振状態が影響を受けるＳＣＯＯＰ（Ｓｅｌｆ Ｃｏｕｐｌｅ ＯｐｔｉｃａｌＰｉｃｋｕｐ）と呼ばれる現象がある。この現象は、レーザチップ１０８の光出射端面１０８ａに反射メインビームＬｍが入射することによりゲインが上がり、反射メインビームＬｍが入射しないときに比べて、レーザチップ１０８が出射するレーザビームＬのパワーが上がる現象である。また、上記反射メインビームＬｍは光ディスク６の表面状態に応じて変動するため、このような変動に伴ってそのレーザビームＬのパワーも変動してしまう。
【００１０】
上記（１）のノイズ問題を解決する方法としては、特許第２５６５１８５号公報に開示された方法がある。この特許第２５６５１８５号公報の方法では、レーザチップ１０８の光出射端面１０８ａによる反射を抑えるために、光出射端面１０８ａの反射率が低い半導体レーザ８を用いたり、光出射端面１０８ａに無反射コーティングを設けたりする。これにより、上記反射メインビームＬｍが半導体レーザ装置１０１と光ディスク１０６との間の光学系に再び戻るのを抑制する。そして、図７に示すように、ステム２１０のヘッダー部２１１の先端面２１１ａによる反射を抑えるために、この先端面２１１ａに傾斜面２１２を設けている。これにより、上記反射サイドビームＬｓ２は傾斜面２１２で矢印Ｒ方向に反射される。その結果、上記反射サイドビームＬｓ２が半導体レーザ装置１０１と光ディスク１０６との間の光学系に再び戻るのが抑制される。
【００１１】
また、上記光学系に反射サイドビームＬｓ２が再び戻るのを抑制する他の方法としては、図８に示すように、ステム１１０のヘッダー部１１１の先端面１１１ａに反射体１１３を取り付け、その反射体１１３で矢印Ｒ方向に反射サイドビームＬｓ２を反射する方法がある。
【００１２】
ところが、上記（１）のノイズ問題を解決する方法において、ヘッダー部２１１の先端面２１１ａに傾斜面２１２を直接形成する場合、量産が極めて困難であり、生産性において致命的な問題がある。以下、図７，９を用いて、その問題について説明する。
【００１３】
通常、上記ヘッダー部１１１は、プレス成型によりステム１１０と一体に形成される。すなわち、上記ヘッダー部１１１は、図９（ａ）に示すフープ（細長い薄板）状の鉄材１００を金型７０１でプレスすることで形成される。もともと平板である鉄材１００に、ヘッダー部１１１となる突起部を形成するから、金型７０１には非常に強い圧力をかけなければならない。特に、図９（ｂ）に示すように、上記ヘッダー部１１１の先端面１１１ａを平坦にするために、金型７０１ではその先端面１１１ａに対向する部分７０２に最も大きな力がかかることになる。ここで、上記ヘッダー部１１１の先端面１１１ａに傾斜面２１２（図７参照）を形成するとなると、金型７０１にもその傾斜面２１２の形状に対応した突起或いは凹部からなる傾斜面形成部を設けておく必要がある。ところが、上記傾斜面形成部は、上述したように最大圧力がかかる部分７０２に設けるから、容易に圧壊されてしまう。このため、上記傾斜面２１２を１１１ａに設ける場合、生産性が極めて悪いものとなってしまう。そして、最悪の場合には金型７０１自体の破壊に繋がることもあるため、上述の傾斜面２１２が直接形成されたヘッダー部２１１を持つステム２１０を量産することは現実的に不可能であるという問題がある。
【００１４】
また、上記反射体１１３をヘッダー部１１１の先端面１１１ａに取り付ける方法には次のような問題がある。
【００１５】
上記反射体１１３はヘッダー部１１１の先端面１１１ａに極めて精度良く取り付ける必要がある。光ピックアップ装置の光学系の設計によっては、レーザチップ１０８とヘッダー部１１１との境界付近に反射サイドビームＬｓ２が入射することも考えられる。このような反射サイドビームＬｓ２の入射を考慮すると、その境界付近の先端面１１１ａを反射体１１３で覆う必要があるが、反射体１１３をレーザチップ１０８に接触しないように取り付けるのは極めて困難である。また、上記反射体１１３がヘッダー部１１１の先端から突出している場合、図１０に示すように、レーザチップ１０８のレーザビームＬの一部が反射体１１３によって遮られてしまうため、レーザチップ１０８の光放射特性が低下するという問題がある。つまり、上記反射体１１３を先端面１１１ａを取り付けることにより、本来はあるべき遠視野像（点線Ｄ１の部分）が無くなってしまう。
【００１６】
一方、上記（２）のＳＣＯＯＰ対策としては、レーザチップ１０８の光出射端面１０８ａの反射率を上げることにより、反射メインビームＬｍがレーザチップ１０８内部に戻る量を減らす方法がある。
【００１７】
ところが、このＳＣＯＯＰ対策では、レーザチップ１０８の光出射端面１０８ａの反射率を上げることにより、レーザチップ１０８のレーザビームＬの微分効率ηｄが低下するという問題がある。このような微分効率ηｄの低下は、レーザチップ１０８の高出力化や低電流化に適さない。
【００１８】
また、前述の図１１および図１２に示した従来の半導体レーザ装置１８０および光ピックアップ装置では以下の問題がある。すなわち、半導体レーザ１５７から出射され、光ディスク１８５によって反射された光は、信号用ホログラム１５５によって回折され、＋１次回折光１５９が受光素子からなる受光部１５８に集光される。
【００１９】
しかしながら、上記信号用ホログラム１５５では、＋１次光１５９と共に、零次回折光および−１次回折光が発生する。そして、信号用ホログラム１５５で発生した零次回折光が光源となる半導体レーザ１５７の略発光点へ入射する。すると、半導体レーザ１５７は上記零次回折光の影響を受けて、レーザ光の発振が不安定になる。その結果、いわゆる戻り光ノイズが発生する。
【００２０】
また、上記零次回折光および−１次回折光が半導体レーザ１５７のパッケージをなすキャップ１５３およびステム１５２の内面で反射し、信号処理に不要な迷光として受光素子１５８へ入射することで、信号オフセットの増大が生じ、光ピックアップ装置としての信号処理性能の低下となる問題がある。
【００２１】
そこで、この発明の目的は、半導体レーザへの戻り光の低減を低コストで実現できる半導体レーザ装置および光ピックアップ装置を提供することにある。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の半導体レーザ装置は、半導体レーザを備え、この半導体レーザから被照射物に向けてレーザ光を出射する。この半導体レーザ装置は、上記被照射物で反射されて上記半導体レーザに向かう上記レーザ光の反射光が入射するように配置された回折部を備える。この回折部は、上記反射光の偏光方向に応じて、上記反射光を回折させて、上記反射光を上記半導体レーザに向かう方向から逸らす。
【００２３】
この発明では、上記回折部が、入射する上記反射光の偏光方向に応じて、上記反射光を回折させて、上記反射光を上記半導体レーザに向かう方向から逸らし、上記反射光が上記半導体レーザに戻らないようにする。したがって、この発明によれば、半導体レーザへの戻り光の低減を低コストで実現できる。
【００２４】
また、一実施形態の半導体レーザ装置は、信号用ホログラムを有するホログラム素子と、受光素子とを備え、
上記半導体レーザが出射するレーザ光を、上記ホログラム素子の信号用ホログラムを経由して、上記被照射物に照射すると共に、上記レーザ光が上記被照射物で反射した反射光を上記ホログラム素子で回折させた回折光を、上記受光素子で受光する。
【００２５】
この実施形態では、上記回折部は、一例として入射する光の偏光方向に応じて回折効率が異なる偏光回折格子であって、上記反射光を回折させて上記反射光を上記半導体レーザに向かう方向から逸らす。つまり、上記偏光回折格子は、上記反射光に対して、零次回折光に対する回折効率を略零％とすることで、上記半導体レーザの略発光点へ入射を抑制して、戻り光に起因するノイズを低減できる。なお、上記零次回折光とは、回折されずにそのまま透過される光である。
【００２６】
また、一実施形態の半導体レーザ装置では、上記回折部は偏光回折格子であり、上記偏光回折格子は、第１偏光方向の光に対しては零次回折光以外の回折光の回折効率が略零％であり、第１偏光方向に対して垂直な方向である第２偏光方向を有する光に対しては零次回折光の回折効率が略零％である上記偏光回折格子は、第１偏光方向の光に対しては零次回折光以外の回折光の回折効率が略零％であり、第１偏光方向に対して垂直な方向である第２偏光方向を有する光に対しては零次回折光の回折効率が略零％である。
【００２７】
この実施形態によれば、上記第１偏光方向の光は、上記偏光回折格子によって回折されることなく透過し、上記第２偏光方向の光は零次回折光が生じないよう回折される。したがって、上記半導体レーザから上記被照射物に向けて出射される光の偏光方向を上記第１偏光方向とすることによって、上記偏光回折格子の存在に起因して光量を減少させることなく、上記半導体レーザから被照射物へレーザ光を導くことができる。また、上記半導体レーザから出射され、上記被照射物によって反射されて上記偏光回折格子に入射する光の偏光方向を第２偏光方向とすることによって、上記半導体レーザへ入射する恐れのある零次回折光が上記偏光回折格子において発生せず、戻り光に起因するノイズを抑制できる。
【００２８】
また、一実施形態の半導体レーザ装置は、４分の１波長板を備え、
上記半導体レーザが出射するレーザ光の出射方向に向かって、上記回折部と上記４分の１波長板が順に配置された。
【００２９】
この一実施形態では、上記回折部は、一例として偏光回折格子で、上記半導体レーザが出射する第１偏光方向の第１偏光光を回折させずに透過させる。この回折せずに透過したレーザ光は、上記４分の１波長板を通り、上記被照射物で反射し、再び上記４分の１波長板を通って、上記第１偏光方向と垂直な第２偏光方向の第２偏光光となって、上記偏光回折格子に戻ってくる。この第２偏光光となった反射光（戻り光）は、上記偏光回折格子で回折され、上記半導体レーザに戻らない。
【００３０】
したがって、上記被照射物からの戻り光が、半導体レーザの前端面に入射することに起因するレーザ出力変動（ＳＣＯＯＰ現象）を防止できる。しかも、このことは、従来のように半導体レーザの前端面の反射率を上げることなく実現できるから、上記半導体レーザが出射するレーザ光の微分効率が低下することもない。
【００３１】
また、この実施形態によれば、上記戻り光が、戻り光でない往路のレーザ光と干渉してしまうことを抑制できる。したがって、光ピックアップ装置を構成した場合に、戻り光に起因して信号検出特性やサーボ特性が著しく低下するといったノイズ問題を解消できる。しかも、このことは、従来のように半導体レーザを取り付ける基台に金型の破壊を招くような傾斜面を加工することによる量産性の低下を招くことなく、かつ、上記基台に反射体を取り付けることによる半導体レーザの光放射特性の低下を招くことなく実現できる。
【００３２】
また、一実施形態の半導体レーザ装置は、上記回折部は偏光回折格子であり、上記半導体レーザが取り付けられる基台を有している。また、上記レーザ光が通過する窓を有するキャップが上記基台に取り付けられ、上記偏光回折格子が上記窓に取り付けられている。
【００３３】
この実施形態では、上記半導体レーザの前端面から出射されたレーザ光は、上記半導体レーザを覆うように基台に取り付けられたキャップの窓を通過する。この実施形態では、上記キャップの窓に偏光回折格子が取り付けられているから、上記偏光回折格子を上記半導体レーザおよび基台，キャップとを一体物として扱える。したがって、部品点数の低減および、組立作業の作業性を向上させることができ、製造コストを低減できる。
【００３４】
また、一実施形態の半導体レーザ装置は、上記偏光回折格子に重ねて、上記キャップの窓に上記４分の１波長板を取り付けた。
【００３５】
この実施形態では、上記偏光回折格子に加えて上記４分の１波長板を、上記半導体レーザ，基台，キャップと一体物として扱える。したがって、部品点数の低減および、組立の作業性を向上でき、製造コストを低減できる。
【００３６】
また、一実施形態の半導体レーザ装置は、上記回折部は偏光回折格子であり、上記半導体レーザから出射され、上記被照射物によって反射された反射光が、上記半導体レーザの発光点に略一致する点に戻る光路の光軸上に、上記信号用ホログラムと上記偏光回折格子とが配置されている。
【００３７】
この実施形態では、光源である半導体レーザから出射され、被照射物（光記録媒体等）によって反射された反射光は、上記半導体レーザの発光点に略一致する点に戻る前に、偏光回折格子によって零次回折光が生じないように回折される。したがって、上記偏光回折格子では、半導体レーザへ入射する恐れのある零次回折光が発生せず戻り光ノイズを抑制できる。
【００３８】
また、一実施形態の半導体レーザ装置は、上記回折部は偏光回折格子であり、上記偏光回折格子の直線状の格子からなる回折格子は略等ピッチである。
【００３９】
この実施形態では、半導体レーザから出射され、被照射物（光記録媒体等）によって反射された反射光を、偏光回折格子によって、回折し、この回折した＋１次回折光および−１次回折光を、等距離かつ安定に集光させることができる。したがって、この集光の位置に、無反射コーティングを施すか、あるいは、上記集光の位置を迷光が発生しない個所にすることで戻り光に起因する迷光を容易に解消できる。
【００４０】
また、一実施形態の半導体レーザ装置では、上記回折部は偏光回折格子であり、上記信号用ホログラムで回折された回折光は、上記偏光回折格子を通らない。
【００４１】
この実施形態では、信号用ホログラムで回折された＋１次回折光および−１次回折光の通らない個所に、上記偏光回折格子が設けられているので、上記偏光回折格子が、信号用ホログラムから受光素子へ向かう上記回折光を回折するという現象を回避できる。したがって、信号光となる上記回折光が上記偏光回折格子によって進路変更される等の悪影響をこうむることを回避できる。また、偏光回折格子によって、反射光を回折した＋１次回折光および−１次回折光を安定に所望の箇所に集光できる。
【００４２】
また、一実施形態の半導体レーザ装置は、上記回折部は偏光回折格子であり、上記ホログラム素子の内部に４分の１波長板を備えた。
【００４３】
この実施形態では、偏光方向を変える機能を持つ４分の１波長板を上記ホログラム素子の内部に設けたことで、コンパクトな構成でもって、入射する光の偏光方向に応じて回折効率が異なるという上記偏光回折格子による効果を得ることができ、光ピックアップ装置の小型化を図れる。
【００４４】
また、一実施形態の半導体レーザ装置は、上記回折部は偏光回折格子であり、上記ホログラム素子は、上記信号用ホログラムと上記偏光回折格子とを一体に有する光学部材である。
【００４５】
この実施形態では、例えば、上記ホログラム素子の表裏それぞれに信号用ホログラムと偏光回折格子とが一体に設けられて、コンパクト化を図れる。したがって、光ピックアップ装置全体の小型化を図れる。
【００４６】
また、一実施形態の半導体レーザ装置は、上記回折部は偏光回折格子であり、上記信号用ホログラムと上記偏光回折格子とを、別体の光学部材とした。
【００４７】
この実施形態では、上記信号用ホログラムと上記偏光回折格子とを、別体の光学部材としたから、例えば、上記信号用ホログラムを上記ホログラム素子に取り付ける一方、上記偏光回折格子を半導体レーザを収容するパッケージ側のキャップ窓部分などに設けることができる。したがって、上記信号用ホログラムと偏光回折格子それぞれの相対的な位置調整が容易になる。
【００４８】
また、一実施形態の半導体レーザ装置は、上記回折部は偏光回折格子であり、上記半導体レーザ、上記信号用ホログラム、上記偏光回折格子、上記受光素子が、１つのパッケージに一体化されている。
【００４９】
この実施形態では、半導体レーザ、信号用ホログラム、偏光回折格子、受光素子は、１つのパッケージに一体化されるので、部品点数の削減および半導体レーザ装置の小型化を実現できる。なお、上記半導体レーザの光軸に直交する平面における上記パッケージの断面形状を長円形とした場合には、上記断面形状が円形であるパッケージを採用した場合と比較して、光軸直角方向における薄型化を図れ、光ピックアップ装置の薄型化を図れる。
【００５０】
また、一実施形態の半導体レーザ装置は、上記回折部は偏光回折格子であり、上記偏光回折格子は、上記反射光をこの反射光の進行方向において上記半導体レーザの出射端面およびこの出射端面の延長面とは異なる面上に結像させるか、もしくは、上記反射光を平行光とするようなレンズ特性を有する。
【００５１】
この一実施形態では、上記偏光回折格子は、上記反射光をこの反射光の進行方向において上記半導体レーザの出射端面およびこの出射端面の延長面とは異なる面上に結像させるか、もしくは、上記反射光を平行光とするようなレンズ特性を有する。したがって、上記反射光が、半導体レーザの光出射端面に戻ることを防いで、ＳＣＯＯＰノイズの発生を避けることができる。
【００５２】
また、一実施形態の光ピックアップ装置は、上記半導体レーザ装置を備え、上記回折部は偏光回折格子であり、上記半導体レーザから出射される光を、上記被照射物としての光記録媒体に導いて、上記光記録媒体からの反射光を上記偏光回折格子に導く光学系を備え、上記光学系は、上記半導体レーザから出射される光の偏光状態を、直線偏光から円偏光、もしくは円偏光から直線偏光に変える位相差板を有する。
【００５３】
この実施形態では、上記半導体レーザから出射される光は、上記光記録媒体への往路と上記光記録媒体からの復路とにおいて、上記光学系が有する位相差板によって、偏光方向が変更されて、上記偏光回折格子に導かれる。これにより、この偏光回折格子は、上記光記録媒体からの反射光を回折させて、上記半導体レーザに向かう方向から逸らす。これにより、上記反射光に起因する不要光が迷光となることを抑制し、光源としての半導体レーザへ入射するのを抑制して、戻り光ノイズを抑えた信頼性の高い光ピックアップ装置を実現できる。
【００５４】
また、一実施形態の光ピックアップ装置は、上記半導体レーザ装置と、上記被照射物からの反射光を検出する光検出器を備えた。
【００５５】
この実施形態によれば、半導体レーザへの戻り光の低減を低コストで実現できる光ピックアップ装置を実現できる。
【００５６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の半導体レーザ装置およびそれを備えた光ピックアップ装置を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００５７】
（第１の実施の形態）
図１に、この発明の実施の一形態の光ピックアップ装置の概略構成を示す。この光ピックアップ装置は、半導体レーザ装置１を含んでいる。この半導体レーザ装置１は、本体１４，偏光回折格子１５からなる。
【００５８】
また、この実施形態の光ピックアップ装置は、半導体レーザ装置１の本体１４が出射した光が通るように配置された３ビーム発生用回折格子２と、この３ビーム発生用回折格子２を通過した光を平行光に変えるコリメートレンズ４と、その平行光を被照射物としての光記録媒体である光ディスク６の表面に集光する対物レンズ５とを備えている。また、上記３ビーム発生用回折格子２とコリメートレンズ４と間には、上記光ディスク６からの反射光を反射するビームスプリッタ３を配置している。また、この実施形態は、上記ビームスプリッタ３で反射した反射光を受光する光検出器７を備える。また、この実施形態の光ピックアップ装置は、上記コリメートレンズ４と上記対物レンズ５との間に、４分の１波長板１６を有している。
【００５９】
なお、上記光ディスク６は、再生専用のピットディスク、記録消去再生可能な相変化ディスク、光磁気ディスクあるいは記録再生可能な追記型ディスク等、光を使って再生または記録を行う光学式記録媒体全般を指す。
【００６０】
上記半導体レーザ装置１が有する偏光回折格子１５は、上記本体１４と３ビーム用回折格子２との間に配置されている。また、上記半導体レーザ装置１の本体１４は、基台としてのステム１０と、このステム１０の一部であるヘッダー部１１に取り付けられた光源としての半導体レーザ８とを有している。上記ステム１０は、円板状の基部１０ａと、この基部１０ａの略中央部から突出したヘッダー部１１とからなる。そして、上記ステム１０の基部１０ａには、半導体レーザ８，ヘッダー部１１を覆うキャップ１７が取り付けられている。この半導体レーザ８は、Ｐ偏光光とＳ偏光光を含んだレーザ光からなるレーザビームＬを前端面である光出射端面８ａから出射する。
【００６１】
上記偏光回折格子１５は、レーザビームＬが入射するように配置されている。このレーザビームＬが偏光回折格子１５に入射すると、偏光回折格子１５は、このレーザビームＬが含むＰ偏光光の全てを直進させて零次光とし、かつ、レーザビームＬが含むＳ偏光光の全てを回折させて±１次光とする。なお、上記偏光回折格子１５による回折角と、３ビーム発生用回折格子２による回折角とは異なっている。
【００６２】
また、上記４分の１波長板１６は、偏光回折格子１５が直進させた上記Ｐ偏光光が入射するように配置され、レーザビームＬの互いに偏光方向が直交する光に９０°の位相差を生じさせるものである。つまり、上記４分の１波長板１６は、Ｐ偏光光を円偏光光に、円偏光光をＳ偏光に変える位相差板としての役割をする。
【００６３】
上記構成の光ピックアップ装置は、例えば、光ディスク６に記録された情報を検出する場合、次のように動作する。
【００６４】
まず、上記半導体レーザ８の光出射端面８ａから出射されたレーザビームＬは、キャップ１７を通過して、偏光回折格子１５に入射する。ここで、上記偏光回折格子１５は、上記レーザビームＬが含むＰ偏光光の略全てを直進させて零次光とする一方、上記レーザビームＬが含むＳ偏光光の略全てを回折させて±１次光とする。これにより、上記レーザビームＬのＰ偏光光のみが３ビーム用回折格子２からビームステッププリッタ３，コリメートレンズ４，４分の１波長板および対物レンズ５を含む光学系へと入射する。
【００６５】
すなわち、上記レーザビームＬが含むＰ偏光光は、３ビーム用回折格子２に入射し、この３ビーム用回折格子２によって、メインビームＬ０と２つのサイドビームＬ＋１，Ｌ−１とに分けられる。次に、このメインビームＬ０、サイドビームＬ＋１，Ｌ−１の各々は、ビームスプリッタ３を透過した後、コリメートレンズ４を透過することで平行になって、４分の１波長板１６に入射する。この４分の１波長板１６によって、上記メインビームＬ０およびサイドビームＬ＋１，Ｌ−１の各々は、円偏光光に変えられた後、対物レンズ５を透過し、光ディスク６の表面に焦点を合わせてスポット照射される。
【００６６】
そして、上記光ディスク６の表面で反射された３つのビームは、再び対物レンズ５を透過し、４分の１波長板１６に入射する。すると、その３つのビームは、４分の１波長板１６を透過することでＳ偏光光に変えられた後、コリメートレンズ４を透過し、ビームスプリッタ３で反射されて光検出器７に入射する。この光検出器７は、検出したＳ偏光光に基づいて、光ディスク６に記録された情報を再生する。なお、この検出したＳ偏光光に基づいて、トラッキングエラー情報の検出なども行える。
【００６７】
また、上記ビームスプリッタ３に入射したＳ偏光光の一部は、ビームスプリッタ３を透過し、さらに、３ビーム用回折格子２を零次光として透過して、偏光回折格子１５に入射する。つまり、半導体レーザ８から出射されたレーザビームＬは、光ディスク６への往路において、偏光回折格子１５でもってＰ偏光光が透過され、４分の１波長板１６でもってＰ偏光光から円偏光光に変換され、光ディスク６からの復路において、４分の１波長板１６でもって円偏光光からＳ偏光光に変換されてから、偏光回折格子１５に入射することになる。したがって、この偏光回折格子１５は上記Ｓ偏光光を回折して、このＳ偏光光を半導体レーザ８に向かう方向から逸らす。したがって、このＳ偏光光からなる戻り光が半導体レーザ８の光出射端面８ａに入射するのを防ぐことができる。したがって、半導体レーザ８の光出射端面８ａの反射率を上げることなく、ＳＣＯＯＰ現象の発生を抑制でき、レーザビームＬの出力変動を防止できる。その結果、上記レーチップ８が出射するレーザビームＬの微分効率が低下するのを阻止できる。
【００６８】
また、たとえば、上記偏光回折格子１５で回折されたＳ偏光光がヘッダー部１１の先端面１１ａに入射して先端面１１ａで反射し、再び、偏光回折格子１５に入射した場合、このＳ偏光光は偏光回折格子１５で回折され、光ディスク６に向う方向から逸らされる。したがって、このＳ偏光光からなる戻り光が、３ビーム発生用回折格子２以降の光学系に戻るのを防止でき、戻り光でない往路のレーザ光と干渉してしまうことを抑制でき、光ピックアップ装置における信号検出特性やサーボ特性が戻り光に起因して著しく低下するといったノイズ問題を解消できる。しかも、このことは、半導体レーザ８を取り付けるステム１０のヘッダー部１１に金型の破壊を招くような傾斜面を加工することによる量産性の低下を招くことなく、かつ、上記ステム１０のヘッダー部１１に反射体を取り付けることによる半導体レーザ８の光放射特性の低下を招くことなく実現できる。
【００６９】
また、上記光ディスク６からの上記Ｓ偏光光からなる戻り光がヘッダー部１１の先端面１１ａで反射し偏光回折格子１５で回折されて、３ビーム発生用回折格子２以降の光学系に戻った場合でも、偏光回折格子１５による回折角と、３ビーム発生用回折格子２による回折角とは異なっていることから、ビームスプリッタ３から光検出器７に入射するのを防げる。したがって、この場合でも、光ディスク６に記録された情報の検出に悪影響が及ぶのを阻止でき、信号検出特性やサーボ特性の低下を確実に防止できる。
【００７０】
尚、上記実施形態では、キャップガラスからなるキャップ１７と偏光回折格子１５とを別体としたが、偏光回折格子１５を組み込んだキャップガラスをキャップ１７として使用することにより、部品点数を減らすことができる。さらには、図２に示すように、上記実施形態において、ピックアップ光学系に設けている４分の１波長板１６を取り去り、キャップガラスからなるキャップ１７の窓１７ａに偏光回折格子１５を取り付け、この偏光回折格子１５の前面に４分の１波長板１６を重ねて、キャップ１７と一体としてもよい。この場合、さらに部品点数を削減することが可能である。勿論、この場合も、前述のＳＣＯＯＰ現象、戻り光の干渉による信号検出特性の低下、サーボ特性の劣化といった問題現象を回避できる。なお、図２において、Ｌｍは上記メインビームＬ０に対応する反射光、Ｌｓ１，Ｌｓ２は上記サイドビームＬ＋１，Ｌ−１に対応する反射光を示す。また、４分の１波長板１６は透明なフィルムであり、材質はポリカーボネイトやポリビニルアルコール等の樹脂が一般に使われている。
【００７１】
また、上記実施の形態では、ヘッダー部１１とステム１０とが一体であったが、ヘッダー部１１はステム１０と別体であってもよい。
【００７２】
また、上記実施形態では、レーザビームＬのＰ偏光光を直進させ、かつ、レーザビームＬのＳ偏光光を回折させる偏光回折格子１５を用いたが、この偏光回折格子１５に替えて、レーザビームＬのＳ偏光光を直進させ、かつ、レーザビームＬのＰ偏光光を回折させる偏光回折格子を用いてもよい。また、上記偏光回折格子１５は、直線状の格子からなる回折格子としたが、曲線状の格子からなる回折格子としてもよい。
【００７３】
また、図１に示した第１実施形態では、半導体レーザ８に向かって、４分の１波長板１６、３ビーム発生用の回折格子２、偏光回折格子１５を順に配列したが、例えば、半導体レーザ装置１４のキャップ１７のレーザ光出射部分に窓用ガラスが設けられているが、この窓用ガラス表面に偏光回折格子１５を設けれてもよい。この場合、４分の１波長板１６は３ビーム発生用の回折格子２と上記窓用ガラスとの間に設けても良い。即ち、この場合、半導体レーザ８に向かって、３ビーム発生用回折格子２、４分の１波長板１６、偏光回折格子１５を順に配列することになる。
【００７４】
（第２の実施の形態）
次に、図３の斜視図に、この発明の第２の実施の形態である半導体レーザ装置６０の構成を簡略化して示す。また、図４の概略断面図に、図３に示す半導体レーザ装置６０を備える光ピックアップ装置の構成を簡略化して示す。
【００７５】
図３に示す半導体レーザ装置６０は、図４に示すような光記録媒体としての光ディスク６５に向けて光を出射するレーザ光源である半導体レーザ３７と、ホログラム素子３４および受光素子３８を有する。このホログラム素子３４は、信号用ホログラム３５と偏光回折格子３６を有する。
【００７６】
上記信号用ホログラム３５は、光ディスク６５から反射された光を信号検出用の受光素子３８へ導き、受光素子３８は信号用ホログラム３５によって集光される光３９を受光する。また、偏光回折格子３６は、信号用ホログラム３５で回折された零次回折光を回折する。
【００７７】
また、上記半導体レーザ３７は、例えば、光記録媒体である光ディスク６５としてデジタルバーサタイルディスク（ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ；略称：ＤＶＤ）を使用する時に用いられる波長６５０ｎｍ程度の赤色光である光を出射する。
【００７８】
また、上記半導体レーザ装置６０が備える受光素子３８は、例えば、フォトダイオードであり、光ディスク６５からの反射光を受光し、この反射光をこの反射光の光強度に対応する電流に変換して上記反射光の検出信号を出力する。
【００７９】
また、半導体レーザ３７と受光素子３８とは、半導体レーザ３７の光軸Ｊに略垂直な上面３２Ａの形状が略長円形状を有する基台３２およびキャップ３３からなるパッケージ５０の中に配置されている。この半導体レーザ３７と受光素子３８とは、図示しない放熱台に取り付けられ、この放熱台は、例えば、鋼などの金属からなる基台３２に装着されている。また、例えば鋼などの金属からなるキャップ３３は、半導体レーザ３７と受光素子３８を覆うようにして上記基台３２に接合されている。
【００８０】
また、半導体レーザ３７の光出射端面３７Ａの接合面（図示せず）は、基台３２の略長円形状の上面３２Ａの長手方向と平行に配置されている。また、半導体レーザ３７と受光素子３８は、リードピン３１に金製のワイヤ（図示せず）によって、電気的に接続されている。リードピン３１はパッケージ５０の外部に延伸している。
【００８１】
また、上記ホログラム素子３４は、直方体状の透明材料で構成され、上記信号用ホログラム３５は上記透明材料の表面に形成され、上記偏光回折格子３６は上記透明材料の裏面に形成されている。偏光回折格子３６は、半導体レーザ３７が出射する光の光軸Ｊに直交する平面に平行に配置されており、この偏光回折格子３６は、上記光軸Ｊと交差するように形成されている。この偏光回折格子３６は、上記キャップ３３の天板に形成された窓３３Ａに対向するように配置されている。
【００８２】
また、上記信号用ホログラム３５は、半導体レーザ３７から出射され、光ディスク６５によって反射された反射光が、光ディスク６５から偏光回折格子３６を透過するまでに通る光路４０，６６の光軸Ｊの延長上に配置されている。
【００８３】
この第２実施形態の信号用ホログラム３５は、半導体レーザ３７から出射され、光ディスク６５によって反射されて光路６６，４０を経て戻ってきた光を回折して、−１次回折光（図示せず），零次回折光（図示せず）および＋１次回折光３９を生成する。この信号用ホログラム３５は、これらの回折光のうちの上記＋１次回折光３９を受光素子３８の受光面３８Ａ上へ集光する。なお、上記零次回折光および上記−１次回折光は信号処理には使用されない。零次回折光とは、回折されずにそのまま透過する光のことである。
【００８４】
上記偏光回折格子３６は、第１偏光方向を有する光（例えばＰ偏光光）に対しては、零次回折光以外の回折光の回折効率が略零％である。また、上記偏光回折格子３６は、上記第１偏光方向に対して垂直な偏光方向である第２偏光方向を有する光（例えばＳ偏光光）に対しては、零次回折光の回折効率が略零％である。したがって、上記第１偏光方向を有する光は、偏光回折格子６によって回折されることなくそのまま透過し、第２偏光方向を有する光は零次回折光が生じないように回折される。
【００８５】
なお、上記第１偏光方向を有する光をＰ偏光の光とした場合には、上記第２偏光方向を有する光とはＳ偏光の光であり、上記第１偏光方向を有する光をＳ偏光の光とした場合には、上記第２偏光方向を有する光とはＰ偏光の光である。
【００８６】
この第２実施形態の光ピックアップ装置は、半導体レーザ３７から出射され光ディスク６５に反射して戻ってきた光をホログラム素子３４により分割し、記録信号を正確に読み出すためのトラッキング情報信号と記録信号とを分離して受光素子３８へ各々導き、各出力信号を得るものである。
【００８７】
上記構成の半導体レーザ装置６０を備えた光ピックアップ装置７０では、上記半導体レーザ装置６０の半導体レーザ３７から出射された光は、偏光回折格子３６に入射し、上記光が含んでいる第１偏光方向の光がそのまま透過して、信号用ホログラム３５に入射する。一方、上記光が含んでいる第２偏光方向の光は、上記偏光回折格子３６で回折されて、信号用ホログラム３５に向かう方向から逸らされる。したがって、上記偏光回折格子３６を透過して上記信号用ホログラム３５に入射する光は、主に上記第１偏光方向の光からなる。
【００８８】
そして、上記信号用ホログラム３５に入射した光は、信号用ホログラム３５を透過する際に零次回折光以外が回折され、零次回折光のみがコリメートレンズ１１に入射して平行光となされる。この平行光となった光は、４分の１波長板６２を透過することで、互いに偏光方向が直交する光に４５°の位相差を生じた後、立上げミラー６３で反射され、対物レンズ６４によって光記録媒体である光ディスク６５上へ集光される。
【００８９】
そして、この光ディスク６５で反射された光は、対物レンズ６４によって平行光となり、立上げミラー６３で反射され、４分の１波長板６２を透過することで、さらに互いに偏光方向が直交する光に４５°の位相差を生じる。つまり、光ディスク６５への往路と光ディスク６５からの復路の合計でもって互いに偏光方向が直交する光に９０°の位相差を生じた光が、コリメートレンズ６１によってホログラム素子３４の方向へ集光される。この互いに偏光方向が直交する光に９０°の位相差を生じた光とは、たとえば、上記第１偏光方向の光をＰ偏光光とした場合における上記第２偏光方向の光としてのＳ偏光光である。
【００９０】
そして、コリメートレンズ６１を経て信号用ホログラム３５を透過した光は、−１次回折光，零次回折光および、＋１次回折光３９へ回折され、これらの回折光のうちの上記＋１次回折光３９だけが受光素子３８上へ集光される。
【００９１】
また、上記コリメートレンズ６１を経て信号用ホログラム３５を透過した光のうちの上記零次回折光および上記−１次回折光は信号処理に使用されない。そして、上記信号用ホログラム３５からの上記−１次回折光は偏光回折格子３６に入射せず、上記信号用ホログラム３５からの上記零次回折光（つまり回折されずにそのまま透過する第２偏光方向の光）は偏光回折格子３６に入射する。この第２偏光方向の光としての零次回折光は、偏光回折格子３６を透過することで、−１次回折光４０Ａおよび＋１次回折光４０Ｂへ回折され、半導体レーザ３７への光路から逸れるので、半導体レーザ３７への戻り光は発生しない。また、上記偏光回折格子３６は、上記第２偏光方向の光に対する零次回折効率は略零％であるので、上記信号用ホログラム３５から上記偏光回折格子３６を通過して半導体レーザ３７へ入射する戻り光は実質的に発生しないことになる。
【００９２】
したがって、この第２実施形態の半導体レーザ装置６０によれば、偏光回折格子３６を備えることによって、半導体レーザ３７の出射端面３７Ａへの入射光（戻り光）を抑制でき、レーザ光の戻り光対策が可能となる。
【００９３】
また、この第２実施形態によれば、半導体レーザ３７が出射したレーザ光のうち不要光となって戻る光を、上記半導体レーザ３７の出射端面３７Ａ以外、かつ、受光素子３８の受光面３８Ａ以外の領域にある焦点Ｐ２１，Ｐ２２に集めることで、この焦点Ｐ２１，Ｐ２２に集められた不要光が再度反射して迷光となることを抑制でき、信頼性の高い半導体レーザ装置６０および光ピックアップ装置７０を実現できる。
【００９４】
また、この第２実施形態では、半導体レーザ３７から出射され、上記光ディスク６５によって反射された反射光が、半導体レーザ３７の発光点Ｐ０に略一致する点に戻る光路４０の光軸Ｊ上に、信号用ホログラム３５と偏光回折格子３６とが配置されている。これにより、この第２実施形態では、半導体レーザ３７から出射され、光ディスク６５によって反射された反射光は、半導体レーザ３７の発光点Ｐ０に略一致する点に戻る前に、偏光回折格子３６によって零次回折光が生じないように回折される。したがって、偏光回折格子３６では、半導体レーザ３７へ入射する恐れのある零次回折光が発生せず戻り光に起因するノイズを抑制できる。
【００９５】
また、この第２実施形態では、偏光回折格子３６の格子ピッチを略等ピッチとした。これにより、半導体レーザ３７から出射され、光ディスク６５によって反射された反射光を、偏光回折格子３６によって回折し、この回折した＋１次回折光４０Ｂおよび−１次回折光４０Ａを、等距離かつ安定に集光させることができる。したがって、この集光の位置Ｐ２２，Ｐ２１に、無反射コーティングを施すか、あるいは、上記集光の位置Ｐ２２，Ｐ２１を迷光が発生しない個所にすることで戻り光に起因する迷光を容易に解消できる。
【００９６】
また、この第２実施形態では、偏光回折格子３６は、信号用ホログラム３５で回折された＋１次回折光３９が通らない箇所に配置されている。これにより、偏光回折格子３６が、信号用ホログラム３５から受光素子３８へ向かう＋１次回折光３９を回折するという現象を回避できる。したがって、信号光となる＋１次回折光３９が偏光回折格子３６によって進路変更される等の悪影響をこうむることを回避できる。また、上記偏光回折格子３６によって光ディスク６５からの反射光を回折した＋１次回折光および−１次回折光を安定に所望の箇所に集光できる。
【００９７】
また、この第２実施形態では、ホログラム素子３４とは別体に４分の１波長板６２を設けたが、上記ホログラム素子３４の内部（例えば、信号用ホログラム３５と偏光回折格子３６との間）に４分の１波長板を配置してもよい。この場合には、偏光方向を変える機能を持つ４分の１波長板をホログラム素子３４の内部に設けたことで、コンパクトな構成でもって、入射する光の偏光方向に応じて回折効率が異なるという上記偏光回折格子３６による効果を得ることができ、光ピックアップ装置７０の小型化を図れる。
【００９８】
また、この第２実施形態の半導体レーザ装置６０では、上記信号用ホログラム３５と上記偏光回折格子３６とを同一の光学部材であるホログラム素子３４に設けたので、部品点数削減、および小型化や薄型化、製造コストの低減を実現できる。また、図４に示す半導体レーザ装置６０，コリメートレンズ６１，４分の１波長板６２，立上げミラー６３および対物レンズ６４からなる光ピックアップ装置７０の小型化を図れる。
【００９９】
また、この第２実施形態では、半導体レーザ装置６０は、半導体レーザ３７、信号用ホログラム３５、偏向回折格子３６、受光素子３８が、１つのパッケージ５０に一体化されている。これにより、部品点数の削減および半導体レーザ装置６０の小型化を実現できる。なお、上記半導体レーザ６０の光軸Ｊに直交する平面における上記パッケージ５０の断面形状を略長円形としたので、上記断面形状が円形であるパッケージを採用した場合と比較して、光軸直交方向における薄型化を図れ、ひいては光ピックアップ装置の薄型化を図れる。
【０１００】
なお、この第２実施形態において、信号用ホログラム３５と偏光回折格子３６とを別体の光学部材とした場合には、例えば、信号用ホログラム３５をホログラム素子３４に取り付ける一方、偏光回折格子３６を半導体レーザ３７を収容するパッケージ５０側のキャップ３３に形成された窓３３Ａなどに設けることができる。この場合、信号用ホログラム３５と偏光回折格子３６それぞれの相対的な位置調整が容易になる。
【０１０１】
（第３の実施の形態）
次に、図１３に、この発明の第３実施形態である半導体レーザ装置８０の構成を示す。この第３実施形態の半導体レーザ装置８０は、基台としてのステム８１と、このステム８１の一部であるヘッダー部８２に取り付けられた光源としての半導体レーザ８３とを有している。上記ステム８１は、基部８１ａと、この基部８１ａから突出したヘッダー部８２とからなる。上記ステム８１の基部８１ａには、半導体レーザ８３，ヘッダー部８２を覆うキャップ８４が取り付けられている。この半導体レーザ８３は、Ｐ偏光光とＳ偏光光を含んだレーザ光からなるレーザビームＬを前端面である光出射端面８３ａから出射する。
【０１０２】
また、ホログラム素子８５は、上記キャップ８４の天板８４ａに形成された窓（図示せず）を覆うように天板８４ａに取り付けられ、上面部をなす偏光回折格子８６を含んでいる。
【０１０３】
この半導体レーザ装置８０では、上記偏光回折格子８６は上記半導体レーザ８３が出射する出射光が有する所定の偏光方向の光に対しては回折効果を持たないようにされた偏光回折格子である。このため、この偏光回折格子８６は、上記出射光（レーザビームＬ）が有する上記所定の偏光方向の光に対しては、レンズ作用を持たない。したがって、この偏光回折格子８６は、上記所定の偏光方向の光に対しては、この偏光回折格子８６よりも上記レーザビームＬの方向に配置される光学系における光学作用には影響を与えない。なお、上記光学系は、例えば、図１に示すような３ビーム発生用の回折格子２，ビームスプリッタ３，光検出器７，コリメートレンズ４，４分の１波長板１６，対物レンズ５，光ディスク６で構成される。また、上記光学系は、少なくとも上記偏光回折格子８６と上記光ディスク６との間に、上記４分の１波長板１６を有しているものとする。
【０１０４】
したがって、上記半導体レーザ８３が出射したレーザ光が上記光ディスク６で反射して上記偏光回折格子８６に戻って来た光は、上記４分の１波長板１６を２回通過することで、互いに偏光方向が直交する光に９０°の位相差が生じる。その結果、例えば、出射したレーザ光が直線偏光であれば、偏光回折格子８６へ戻ってきた反射光は円偏光になる。
【０１０５】
また、上記偏光回折格子８６は、上記光ディスク６から戻って来た光に対しては、凹レンズ作用を持っており、上記光ディスク側の光学系との合成焦点の位置が、図１３に示す曲面Ｈ’になっている。その結果、偏光回折格子８６は、図１３に示すように、上記半導体レーザ８３から上記光ディスク６へ向かうレーザビームＬの往路光の内の＋１次光が光ディスク６で反射して偏光回折格子８６へ戻って来た反射光Ｌ１０を屈折して、ヘッダ８２の端面８２ａへ導く。また、上記偏光回折格子８６は、図１３に示すように、上記往路光の内の−１次光が光ディスク６で反射して偏光回折格子８６へ戻って来た反射光Ｌ２を屈折して、半導体レーザ８３の光出射端面８３ａに入射させることなく、光出射端面８３ａとは異なる曲面Ｈ’に入射させる。したがって、上記反射光Ｌ１０，Ｌ２０が、半導体レーザ８３の光出射端面８３ａに戻ることを防いで、ＳＣＯＯＰノイズの発生を避けることができる。
【０１０６】
また、上記反射光Ｌ１０は、光出射端面８３ａの延長面Ｈとは異なる曲面Ｈ’に結像しようとするから、上記反射光Ｌ１０がヘッダ８２の端面８２ａへ入射し反射された場合でも、この反射された光は、例えば、外部の光検出器７では結像せず、検出の強度が弱くなるようなことは無くなる。また、上記反射光Ｌ２０が一例としてキャップ８４内で基部８１ａに配置されるような特定の受光部（図示せず）のみに影響を与えるといった問題が無くなるので、検出信号に対する影響が殆ど無くなる。
【０１０７】
また、上記偏光回折格子８６は、上記往路光の内の０次光が光ディスク６で反射して偏光回折格子８６へ戻って来た反射光Ｌ００を、光出射端面８３ａに結像させることなく、半導体レーザ８３よりも後方の曲面Ｈ’に結像させる。すなわち、図１３に示すように、上記反射光Ｌ００は上記光出射端面８３ａの延長平面Ｈ上では点にならずに広がってしまうため、半導体レーザ８３にＳＣＯＯＰ雑音を発生させることを抑制できる。
【０１０８】
なお、上記偏光回折格子８６に、上述のような凹レンズ作用を持たせるためには、格子を直線でなく曲線で構成すればよい。なお、この第３実施形態の如く、上記反射光Ｌ００，Ｌ１０，Ｌ２０の焦点位置を平面Ｈ上から曲面Ｈ’上にわずかな距離だけずらせばよいので、上記偏光回折格子８６の格子曲線は直線に近くてよく、曲率半径は大きくてよい。
【０１０９】
また、上記偏光回折格子８６が、０次回折光を発生しないようにすれば、半導体レーザ素子８３の端面８３ａに戻る光がなくなるので、ＳＣＯＯＰノイズを完全に避けることができる。ただし、偏光回折格子８６の偏光選択性を高くして、０次回折光の発生を無くそうとすると、格子の溝深さを深くしなければないので、偏光回折格子８６の作製がやや困難になる。
【０１１０】
なお、上記第３実施形態では、上記偏光回折格子８６は、上記反射光Ｌ００，Ｌ１０，Ｌ２０を半導体レーザ８３の出射端面８３ａの延長面Ｈとは異なり、半導体レーザ８３よりも後方の曲面Ｈ’上に結像させたが、上記偏光回折格子８６は上記反射光Ｌ００，Ｌ１０，Ｌ２０を平行光とするようなレンズ特性を有していてもよい。この場合にも、上記反射光Ｌ００，Ｌ１０，Ｌ２０は上記出射端面８３ａで結像状態とならないので、上記反射光Ｌ００，Ｌ１０，Ｌ２０は半導体レーザ８３の内部には殆ど入らない。したがって、ＳＣＯＯＰノイズを回避できる。
【０１１１】
【発明の効果】
以上より明らかなように、この発明の半導体レーザ装置では、回折部が、入射する反射光の偏光方向に応じて、反射光を回折させて、上記反射光を半導体レーザに向かう方向から逸らし、上記反射光が上記半導体レーザに戻らないようにする。したがって、この発明によれば、半導体レーザへの戻り光の低減を低コストで実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１実施形態の半導体レーザ装置を含む光ピックアップ装置の光学系の構成を示す図である。
【図２】上記第１実施形態の半導体レーザ装置の変形例を示す図である。
【図３】この発明の第２実施形態の半導体レーザ装置の構造を示す図である。
【図４】上記第２実施形態を備えた光ピックアップ装置の構造を示す図である。
【図５】従来の光ピックアップ装置を示す図である。
【図６】上記従来の光ピックアップ装置が有する半導体レーザ装置を示す図である。
【図７】上記従来の半導体レーザ装置の変形例を示す図である。
【図８】上記従来の半導体レーザ装置のもう１つの変形例を示す図である。
【図９】図９（ａ），図９（ｂ）は上記従来の半導体レーザ装置のステムを形成する様子を順に示す図である。
【図１０】上記従来の半導体レーザ装置の動作状態を示す模式図である。
【図１１】今１つの従来の半導体レーザ装置の構造を示す図である。
【図１２】図１１の半導体レーザ装置を備えた光ピックアップ装置を示す図である。
【図１３】この発明の第３実施形態の半導体レーザ装置の構造を示す図である。
【符号の説明】
１，６０，８０ 半導体レーザ装置
２ ３ビーム発生用回折格子
３ ビームスプリッタ
４，６１ コリメートレンズ
５，６４ 対物レンズ
６，６５ 光ディスク
７ 光検出器
８，３７，８３ 半導体レーザ
８ａ，３７Ａ，８３ａ 光出射端面
１０，８１ ステム
１１，８２ ヘッダー部
１６，６２ ４分の１波長板
１７，３３，８４ キャップ
１４ 本体
１５，３６，８６ 偏光回折格子
Ｌ レーザビーム
Ｌ０ メインビーム
Ｌ＋１，Ｌ−１ サイドビーム
３４，８５ ホログラム素子
３５ 信号用ホログラム
３８ 受光素子
Claims (16)
- 半導体レーザを備え、この半導体レーザから被照射物に向けてレーザ光を出射する半導体レーザ装置であって、
上記被照射物で反射されて上記半導体レーザに向かう上記レーザ光の反射光が入射するように配置され、上記反射光の偏光方向に応じて、上記反射光を回折させて、上記反射光を上記半導体レーザに向かう方向から逸らす回折部を備えたことを特徴とする半導体レーザ装置。 - 請求項１に記載の半導体レーザ装置において、
信号用ホログラムを有するホログラム素子と、受光素子とを備え、
上記半導体レーザが出射するレーザ光を、上記ホログラム素子の信号用ホログラムを経由して、上記被照射物に照射すると共に、上記レーザ光が上記被照射物で反射した反射光を上記ホログラム素子で回折させた回折光を、上記受光素子で受光することを特徴とする半導体レーザ装置。 - 請求項１または２に記載の半導体レーザ装置において、
上記回折部は偏光回折格子であり、
上記偏光回折格子は、第１偏光方向の光に対しては零次回折光以外の回折光の回折効率が略零％であり、第１偏光方向に対して垂直な方向である第２偏光方向を有する光に対しては零次回折光の回折効率が略零％であることを特徴とする半導体レーザ装置。 - 請求項１に記載の半導体レーザ装置において、
４分の１波長板を備え、
上記半導体レーザが出射するレーザ光の出射方向に向かって、上記回折部と上記４分の１波長板が順に配置されたことを特徴とする半導体レーザ装置。 - 請求項１に記載の半導体レーザ装置において、
上記回折部は偏光回折格子であり、
上記半導体レーザが取り付けられる基台を有し、
上記レーザ光が通過する窓を有するキャップが上記基台に取り付けられ、上記偏光回折格子が上記窓に取り付けられたことを特徴とする半導体レーザ装置。 - 請求項５に記載の半導体レーザ装置において、
上記偏光回折格子に重ねて、上記キャップの窓に４分の１波長板を取り付けたことを特徴とする半導体レーザ装置。 - 請求項２に記載の半導体レーザ装置において、
上記回折部は偏光回折格子であり、
上記半導体レーザから出射され、上記被照射物によって反射された反射光が、上記半導体レーザの発光点に略一致する点に戻る光路の光軸上に、上記信号用ホログラムと上記偏光回折格子とが配置されたことを特徴とする半導体レーザ装置。 - 請求項１または２に記載の半導体レーザ装置において、
上記回折部は偏光回折格子であり、
上記偏光回折格子の直線状の格子からなる回折格子は略等ピッチであることを特徴する半導体レーザ装置。 - 請求項２に記載の半導体レーザ装置において、
上記回折部は偏光回折格子であり、
上記信号用ホログラムで回折された回折光は、上記偏光回折格子を通らないことを特徴する半導体レーザ装置。 - 請求項２に記載の半導体レーザ装置において、
上記回折部は偏光回折格子であり、
上記ホログラム素子の内部に４分の１波長板を備えたことを特徴する半導体レーザ装置。 - 請求項２に記載の半導体レーザ装置において、
上記回折部は偏光回折格子であり、
上記ホログラム素子は、上記信号用ホログラムと上記偏光回折格子とを一体に有する光学部材であることを特徴とする半導体レーザ装置。 - 請求項２に記載の半導体レーザ装置において、
上記回折部は偏光回折格子であり、
上記信号用ホログラムと上記偏光回折格子とを、別体の光学部材としたことを特徴とする半導体レーザ装置。 - 請求項２に記載の半導体レーザ装置において、
上記回折部は偏光回折格子であり、
上記半導体レーザ、上記信号用ホログラム、上記偏光回折格子、上記受光素子が、１つのパッケージに一体化されていることを特徴とする半導体レーザ装置。 - 請求項１または２に記載の半導体レーザ装置において、
上記回折部は偏光回折格子であり、
上記偏光回折格子は、上記反射光をこの反射光の進行方向において上記半導体レーザの出射端面およびこの出射端面の延長面とは異なる面上に結像させるか、もしくは、上記反射光を平行光とするようなレンズ特性を有することを特徴とする半導体レーザ装置。 - 請求項１または２に記載の半導体レーザ装置を備え、
上記回折部は偏光回折格子であり、
上記半導体レーザから出射される光を、上記被照射物としての光記録媒体に導いて、上記光記録媒体からの反射光を上記偏光回折格子に導く光学系を備え、
上記光学系は、上記半導体レーザから出射される光の偏光状態を、直線偏光から円偏光、もしくは円偏光から直線偏光に変える位相差板を有することを特徴とする光ピックアップ装置。 - 請求項２に記載の半導体レーザ装置と、
上記被照射物からの反射光を検出する光検出器を備えたことを特徴とする光ピックアップ装置。
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