JPH01146142A - ２ビーム半導体レーザ装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、光学式情報記録媒体への情報の記録、再生
消去を行う光記録再生装量に供用するための２ビーム半
導体レーザ装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来より、光学的手段、特にレーザビームを用いて、回
転するディスク形状の情報記録媒体に、同心円状または
螺旋状に情報を記録、再生する光記録再生族ｆはよく知
られている。この独の装置は、磁気ディスク装置に比べ
て高密度記録が可能であり、記録容量が大きいという利
点がある。しかし、一方では、磁気ディスクに比べて情
報記録媒体の欠陥が多いので、特に、記録された情報の
信頼性を確保するための機能を必要としている。

このため、情報が記録された情報記録媒体を１回転させ
て再生信号を検出し、情報記録欠陥の有無を判定する方
法が考えられるが、これには欠陥検出のために１回転分
り〕時間を要する欠点がある。

これを防ぐため、近年、実時間で再生信号を検出できる
光記録再生装置が提案されている。

また、同様にして、情報記録媒体に記録された情報を消
去し、さらに新しい情報を記録する場合、情報記録媒体
の１回転のうちに情報の消去と記録ができる光記録再生
装置も考えられている。

これらは、２つもしくはそれ以上の光スポットを同時に
情報記録媒体に照射する光記録再生装置であり、この種
の光記録再生装置には、通常、２つの発光領域を有する
２ビーム半導体レーザが用いられる。

第３図は、例えば「光メモリシンポジウム８５」論文集
の１０７〜１１２ページに記載された光記録再生装置で
あり、実時間で記録情報を再生できるタイプのものであ
る。図において、２つの発光源を有する２ビーム半導体
レーザ（１）は、第４図に示すようＫ、互いに平行な記
録用ビーム（２）と再生用ビーム（３）を出射する。２
ビーム半導体レーザ（１）のビーム出射側にはコリメー
タレンズ（４）が配置され、偏光ビームスプリッタ（５
）がコリメータレンズ（４）を通過したビームを受光す
るように配置されている。

反射ミラー（６）は偏光ビームスプリッタ（５）を透過
したビームを上方に向け、その光路に１／４波長板（７
）、対物レンズ（８）が配置されている。情報記録媒体
（９）は対物レンズ（８）に近接して配置されている。

情報記録媒体（９）の情報記録方向に沿って案内溝（１
ｏ）が形成されており、この案内溝（１ｏ）に沿って照
射される各ビーム（２）および（３）によって記録用ス
ボツ）　（１１）および再生用スボッ）　（１２）がそ
れぞれ形成される。

偏光ビームスプリッタ（５）の側方には、偏光ビームス
プリッタ（５）で反射されたビームを反射光と透過光に
分割するハーフプリズム（１３）が配置されており、さ
らに２つの受光面（１４ａ）および（１４ｂ）を有しハ
ーフプリズム（１３）を透過したビームを受光する２分
割光検知器（１４）が配置されている。

凸レンズ（１５）はハーフプリズム（１３）で反射され
たビームを収束する。ピンホールミラー（１６）は凸レ
ンズ（１５）からのビームのうち再生用ビーム（３）の
みを通過させるピンホール（１７）を有している。この
ピンホール（１７）を通過した再生用ビーム（３）はハ
ーフプリズム（１８）で分割される。ハーフプリズム（
１８）を透過した再生用ビーム（３）の光路上にはナイ
フェツジ（１９）が配ｔされており、２つの受光面（２
０ａ）、（２０ｂ）を有する２分割光検知器（２０）は
、ナイフェツジ（１９）を介して再生用ビーム（３）を
受光する。

光検知器（２１）は、ピンホールミラー（１６）で反射
された記録用ビーム（２）を受光して記録用ビームのモ
ニタ信号（Ｅｌを発生する。光検知器（２２）は、ハー
フプリズム（１８）で反射された再生用ビーム（３）を
受光して再生出力（ｃ）を発生する。回路（２３）は、
光検知器（２２）からの再生出力（ｃ）から再生信号（
Ｄｌを得るための再生信号検出回路である。

記録信号発生回路（２４）は、記録信号（Ａ）をパルス
列として出力し、ドライバ回路（２５）は、記録信号（
Ａｌに基づいて２ビーム半導体レーザ（１）を駆動する
。

２分割光検知器（１４）の出力信号（ＴＳ）を検出する
差動増幅器（２６）には、各受光面（１４ａ）および（
１４ｂ）からの出力信号が入力される。２分割光検知器
（２ｏ）の出力信号（ＦＳ）を検出する差動増幅器（２
７）には、各受光面（２０ａ）および（２ｏｂ）からの
出力信号が入力される。

なお、２分割光検知器（１４）および差動増幅器（２６
）は、プッシュプル法と呼ばれる周知のトラッキングエ
ラー楡出光学系を構成し、ナイフェツジ（１９）、２分
割光検知器（２０）および差動増幅器（２７）は、ナイ
フェツジ法と呼ばれる周知のフォーカシングエラー検出
光学系を構成している。

算５図は悄鰻記録媒体（９）上のＦ錘用スポット（１１
）および再生用スポット（１２）を詳細に示している。

なお、ここでは、各スポット（１１）。

（１２）を案内溝（１０）相互間に照射して記録、再生
する場合を示したが、案内溝（１ｏ）上に記録。

再生してもよい。図において、ｔは記録用スボッ）　（
１１）とこれに後行する再生用スポット（１２）との間
隔、矢印は情報記録媒体（９）の回転移動方向である。

ピット（２８）は記録用スポット（１１）によって情報
記録媒体（９）上に書き込まれる。

なお、２ビーム半導体レーザの素子を第４図に示したが
、２つの光ビームの強度を半導体レーザ後方出射光を用
いてモニタを行う場合、従来においては、第６図に示す
ような構成がとられていた。

第６図において、反射面（２９ａ）、（２９ｂ）を有す
る光分離器ブロック（２９）が２ビーム半導体レーザ（
１）に近接配置されており、半導レーザ（１）に近接配
置されており、半導レーザ（１）からの後方出射光（３
３ａ　）、　（３３ｂ）を光検知器（３０ａＬ（３０ｂ
）でそれぞれモニタする。また、第７図に示すように、
前方出射光（３２ａＬ（３２ｂ）は活性層（３１）から
前方へ出射する。

次に、第３図〜第６図に示した従来装置の動作について
説明する。まず、第３図に示すような記録信号＋Ａｌが
発生すると、この記録信号（Ａ）に基づいて２ビーム半
導体レーザ（１）が駆動される。２ビーム半導体レーザ
（１）から出射した記録用ビーム（２）および再生用ビ
ーム（３）は、コリメータレンズ（４）により平行ビー
ムとなり、偏光ビームスプリッタ（５）、反射ミラー（
６）、１／４波長板（７）および対物レンズ（８）を経
て情報記録媒体（９）に照射され、第５図に示すような
記録用スポラ）　（１１）および再生用スポット（１２
）となる。

記録用スポラ）　（１１）は、記録信号図の記録情報（
例えばパルス幅）を含んでおり、これに応じた形状（Ｂ
ｌのピット（２８）を情報記録媒体（９）上に順次形成
する。一方、記録用スポット（１１）から距離ｔだけ後
行する再生用スポラ）　（１２）は、一定の光強度で駆
動されており、書込まれたピット（２８）を距離ｔに対
応した時間ｔＬ　（数μ秒）後に再生していく。すなわ
ち、記録用スポット（１１）はピッ）　（２Ｂ）を形成
すると同時に反射され、再生用スポット（１２）は書き
込み後のピット（２８）で反射される。

このように、情報記録媒体（９）で反射された記録用ビ
ーム（２）および再生用ビーム（３）は、再び対物レン
ズ（８）および１／４波長板（７）を透過するが、１／
４波長板（７）を往復することによって偏光方向が９０
’回転するため、偏光ビームスプリッタ（５）で反射さ
れる。

続いて、各ビーム（２）および（３）はノ・−７プリズ
ム（１３）で反射されるが、その一部はノ１−フプリズ
ム（１３）を透過して後述するトラッキングエラー検出
光学系に入力され、情報記録媒体（９）に照射されるビ
ームのトラッキングエラー補正用に用いられる。

ハーフプリズム（１３）で反射された各ビーム（２）。

（３）は、凸レンズ（１５）で収束された後、記録用ビ
ーム（２）はピンホールミラー（１６）で反射され、再
生用ビーム（３）はピンホール（１７）を通過してノ・
−７プリズム（１８）で反射される。なお、このとき、
再生用ビーム（３）の一部はノ１−７プリズム（１８）
を透過して後述するフォーカシングエラー検出光学系に
入力され、情報記録媒体（９）に照射されるビームのフ
ォーカシングエラー補正用に用いられる。

ピンホールミラー（１６）で反射された記録用ビーム（
２）は、光検知器（２１）で受光されて記録信号図に対
応したパルス波形（Ｅ）として検出され、情報記録媒体
（９）および光路などの障害の有無の判定に用いられる
。

一’ＩＪ、ハーフプリズム（１Ｂ）で反射された再生用
ビーム（３）は、光検知器（２２）で受光されて第５図
に示すようなピット（２８）の形状（Ｂｌに対応した再
生出力（Ｑとして検出され、さらに、再生信号検出回路
（２３）で波形処理されてパルス列状の再生信号（Ｄ）
として検出される。こうして得られた再生信号（Ｄｌは
、記録信号（んと比較され、情報記録の欠陥の有無の判
定に用いられる。

ここでは、ピット（２８）が形成されることにより情報
記録媒体（９）の反射率が低下する場合を示したが、ピ
ッ）　（２８）により反射率が増大する情報記録媒体（
９）であっても、同様に情報記録状態を判定することが
できる。

なお、再生信号（Ｄｌは、記録信号（Ａｌに対し時間１
２だけ遅れているが、時間１１が数μ秒のオーダである
から、はぼ実時間で記録欠陥の有無の判定ができる。

情報記録媒体（９）に記録された情報を再生するときＫ
は、２ビーム半導体レーザ（１）からの再生用ビーム（
３）のみを出射し、再生信号検出回路（２３）で検出す
ればよい。

また、情報記録媒体（９）上に照射する光強度を制御す
るために半導体レーザ（１）の後方出射光（３３ａ）。

（３３ｂ）を用いている。この種の装置では再生ビーム
強度、記録ビーム強度を独立にモニタする必要があり、
従来においては、２つの反射面（２９ａＬ（２９ｂ）を
有する光分離器ブロック（２９）を用いて、２つの後方
出射光（３３ａ）、（３３ｂ）を分離し、記録用ビーム
（２）に対する後方出射光（３３ａ）を光強度モニタ用
光検知器（３０ａ）に入射させ、再生用ビーム（３）に
対する後方出射光（３３ｂ）を光強度モニタ用光検知器
（３０ｂ）Ｋ入射させる。これらの光検知器出力により
、図示しない半導体レーザ駆動回路により、半導体レー
ザ出力を制御することができる。

〔発明が解決しようとする問題点〕

従来の２ビーム半導体レーザ装置は以上のように構成さ
れているので、以下のような問題点があった。

まず、２ビーム半導体レーザから出射する光スポットの
間隔を（ｄ）とすると、第７図に示すように、通常、ｄ
＝５０〜１５０μ尻　である。さらに、後方出射光にお
いても、ある広がり角（１００〜３０°）をもつ光ビー
ムであるために、なんらかの手段を用いて、光ビームを
分離する必要があるが、従来装置のように光分離器ブロ
ック（２９）を用いて光ビームを分離する場合、スポッ
ト間隔（ｄｌ内におさまるように各素子の配置を調整し
なければならなかった。

この発明は、上記のような問題点を解消するためＫなさ
れたもので、２ビーム半導体レーザからの各出力強度を
分離してモニタでき、かつ、各素子の配置精度が非常に
緩和された２ビーム半導体レーザ装當を得ることを目的
とする。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明に係る２ビーム半導体レーザ装當は、２ビーム
半導体レーザアレイのどちらか一方が面発光型半導体レ
ーザからなっている。

〔作用〕

この発明においては、各半導体レーザの出射光強度をモ
ニタする際、容易に２つの光ビームを分離することがで
きる。そうして、前方出射光に対して垂直方向に出射さ
れる光で一方の光ビームの光強度モニタを行い、他方の
光ビームの光強度モニタには後方出射光を用い、各半導
体レーザの出力光強度を制御する。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を第１図、第２図について説
明する。槙１図において、２ビーム半導体レーザ（３４
）は、一方が面発光型半導レーザからなっている。２ビ
ーム半導体レーサ（３４）の面に対向して第１の光強度
モニタ用光検知器（３５）、前記面と直角に第２の光強
度モニタ用光検知器（３６）がそれぞれ配置されている
。第２の光強度モニタ用光検知藷（３６）が取付けられ
ているステム（３７）に突設された２つの支持ブロック
（３８）。

（３９）にはそれぞれ２ビーム半導体レーザ（３４）お
よび第１の光強度モニタ用光検知器（３５）が取付けら
れている。また、ステム（３７）に取付けられたハウジ
ング（４０）の前方にはガラス窓（４１）が設けられて
いる。

第２図は２ビーム半導体レーザ（３４）の拡大図で、再
生用光ビーム（２）に対する光出力強度モニタ用ビーム
（４２）、記録用光ビーム（３）Ｋ対する光出力強度モ
ニタ用光ビーム（４３）を出射する。この場合は再生用
光ビーム（２）を発生する半導体レーザに面発光型半導
体レーザを用いている。

この実施例に用いている面・発光型半導体レーザは、電
子通信学会、光量子エレクトロニクス研究会資料、０Ｑ
Ｅ８６−１６５（１９８７）″’ＭＱＷ活性／非活性導
波路を用いたＡｌＧａＡｓ　／　ＧａＡｓ　ＤＢＲレー
ザまたは、同研究会資料０ＱＥ８６−１５２（１９Ｂ？
）”面発光型ＧａＡｓ　／　ＡｔＧａＡｓ　ＤＦＢ　−
ＴＪＳ　ｖ−ザに示されたような、活性層に垂直な方向
の光が得られる構造になっている。なお、面発光型半導
体レーザについても、当然、後方出射光が得られる訳だ
が、この発明における面発光型半導体レーザでは後方出
射光は完全に遮断されるようになっている。

以上の構成により、再生用光ビーム（２）に対しては面
発光光（４２）、記録用ビーム（３）Ｋ対しては後方出
射光（４３）を用いて光強度をそれぞれモニタし、光強
度を制御することができる。この２つのモニタ光は出射
方向が互いに９０’異なっているので、従来の光分離器
ブロックのような特別な分離手段を必要とせず、第１図
に示すように光検知器を配置すればよい。

なお、上記実施例では、再生用光ビームを発生する半導
体レーザに、面発光型半導体レーザを用い、光強度のモ
ニタには活性層に垂直な方向に出射する光を利用したが
、記録用光ビームを発生する半導体レーザに面発光型半
導体レーザを用いてもよい。また、２ビーム半導体レー
ザの各出力を、再生用および記録用としたが、これらは
記録用光ビームと消去用光ビーム、または、消去用光ビ
ームと再生用光ビームであってもよく、上記実施例と同
様の効果を奏する。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明によれば、２ビーム半導体レー
ザのどちらか一方に面発光型半導体レーザを用い、活性
層と垂直な方向に出射する光を用いて光強度のモニタを
行うようにしたので、近接した２ビームの分離手段を必
要とせず、しかも、光強度モニタ用光検知器の調整が容
易となり、かつ、装置の精度を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はこの発明の一実施例を示し、第１図は
要部側断面図、第２図は半導体レーザ素子の斜視図であ
る。第３図〜第７図は従来の２ビーム半導体レーザ装置
を示し、第３図は斜視図、第４図は半導体レーザ素子の
斜視図、第５図は動作説明のための一部斜視図、第６図
は要部平面図、第７図は動作説明のための一部斜視図で
ある。 （３４）＠＠２ビーム半導体レーザ、（２１＃　（３１
・・前方出射光、（３５）、（３６’）・働光強度モニ
タ用光検知器、（４２）・・面発光光、（４３）・・後
方出射光。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 ３４：２ヒ一人＋凋９本し−テ゛ ３５．３６：モニヌ用丸卆剣顆尤本 氾２図 ２．３：崩匁出躯り旭 ４２：面発光光 ４３：後匁出射光

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）２つの発光源を有する２ビーム半導体レーザアレ
   イとそれぞれの前記発光源に接続された駆動回路と、前
   記発光源から出射する光出力の強度モニタ用光検知器を
   備えた２ビーム半導体レーザ装置において、前記２ビー
   ム半導体レーザアレイのどちらか一方が面発光型半導体
   レーザであることを特徴とする２ビーム半導体レーザ装
   置。
2. （２）面発光型半導体レーザをもつ側から出射される光
   出力強度の制御を、面発光光を用いて行う特許請求の範
   囲第１項記載の２ビーム半導体レーザ装置。
3. （３）面発光型半導体レーザをもたない側から出射され
   る光出力強度の制御を、後方出射光を用いて行う許請求
   の範囲第１項記載の２ビーム半導体レーザ装置。
4. （４）面発光型半導体レーザから出射される前方出射光
   が、再生用ビーム、記録用ビームおよび消去用ビームの
   いずれかである特許請求の範囲第１項記載の２ビーム半
   導体レーザ装置。