JPH01287833A

JPH01287833A - 光ピックアップ及び戻り光ノイズ測定装置

Info

Publication number: JPH01287833A
Application number: JP63118488A
Authority: JP
Inventors: Kazushi Mori; 和思森
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 1988-05-16
Filing date: 1988-05-16
Publication date: 1989-11-20

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】（イ）産業上の利用分野本発明は、例えばコンパクトディスクプレーヤ等に用い
られる光ピックアップの改良に関し、また、当該光ピッ
クアップ等において生じる半導体レーザの戻り光ノイズ
を測定する戻り光ノイズ測定装置の改良に関するもので
ある。

（ロノ　従来の技術近年普及しているコンパクトディスクプレーヤでは、デ
ィスクに記録された情報を光学的に読取るべく光ピック
アップが用いられている。斯かる光ピックアップでは、
光源として半導体レーザが用いられており、当該半導体
レーザから出射されたビームをコリメータレンズ、対物
レンズ等の光学系を介してディスク上に収束せしめてい
る。また、ディスクからの反射光は前記光学系を構成す
るハーフミラ−により側方に反射され、この反射光を受
光素子にて受光することにより、ディスク上の情報を電
気信号に変換している。ところが、上述の如きピックア
ップでは、光路分割手段としてハーフミラ−が用いられ
ているため、ディスクからの反射光の内ハーフミラ−を
透過した光は半導体レーザに戻り光として入射され、半
導体レーザからの出射光にノイズを生じせしめる。

従来、半導体レーザの戻り光ノイズ測定装置の一例とし
て例えば昭和６２年春応用物理学会予稿集＠３分冊、Ｐ
７１２．２８ａ−ＺＨ−８に開示された装置が公知であ
る。斯種戻り光ノイズ測定装置を第５図に示す。同図に
おいて、（１）は半導体レーザ、（２）はハーフミラ−
１（３）（４）は収束レンズ、（５）（６）は受光素子
、（７）（８）は直流電圧計、（９）はスペクトルアナ
ライザ、αＯは減光フィルタ、（１１１は対物レンズ、
Ｇ２１は反射鏡、αηはコリメートレンズである。

半導体レーザ（１）から出射された光は、コリメータレ
ンズ（１７１にて平行光になされた後ハーフミラ−（２
）に入射されることにより、その半分が透過されると共
に残りの半分が側方に反射される。この内透過光は減光
フィルタにより弱められ、然る後対物レンズＵにより反
射鏡口ｚ上に収束される。斯様に反射鏡以上に収束され
た光は、斯かる反射鏡ａ′２により反射され、然る後、
入射時と同一の光路を通って再びハーフミラ−（２）に
入射される。そして斯様にハーフミラ−（２）に入射さ
れた光はその半分がこれを透過して半導体レーザ（１）
に入射されると共に残りの半分が側方に反射される。

さて、以上の様にして半導体レーザ（１）に反射光が入
射されると、半導レーザ（１）のレーザチップ内で、出
射光と反射光（戻り光）とが干渉し合い、上述した如く
出射光にノイズが生じる。斯かるノイズは、半導体レー
ザ（１）からの出射光の内、ハーフミラ−（２）により
側方に反射される光を監視することにより測定される。

即ち、斯かる光は、収束レンズ（３）により受光素子（
６）上に収束され、更にこの受光素子からの信号の交流
成分をスペクトルアナライザ（９）により観測すること
により、＠記ノイズ信号の測定が行なわれる。

ところで、斯かる戻り光によるノイズの発生は戻り光の
大きさとレーザチップ及び反射鏡０２間の距離（Ｌ６１
Ｘ）により変化する。この内、戻り光の大きさは、減光
フィルタαＯを種々変更することにより変更可能であり
、実際の値としては戻り光の大きさと半導体レーザ（１
）からの出射光の大きさの比率により規定される。斯か
る比率は電圧計（７）（８）の出力値の比率を計算する
ことにより得られ、ノイズ信号の測定条件の一つとして
与えられる。

一方、レーザチップと反射鏡器との間の距離（Ｌｅｘ）
は、対物レンズ［１１と反射鏡ｏｚを光軸方向（Ａ−Ａ
’方回）に変位させることにより変化せしめられる。

ｂＪ　　発明が解決しようとする課題ところで、上述した光ピックアップ及び戻り光ノイズ測
定装置では光を分割する手段としてハーフミラ−（２）
が用いられている。然し乍ら斯様にハーフミラ−を用い
た場合、斯かるハーフミラ−を光軸に対して４５°傾け
て配置しなければならないため、当該ハーフミラ−が光
軸方向において占める寸法が大きくなり、上記レーザチ
ップとディスク或いは反射鏡（１２１との間の距離を減
少せしめる際に大きな影響を受ける。本発明は斯かる点
に鑑みより小型化が可能な光ピックアップ及び戻り光ノ
イズ測定装置を提供せんとするものである。

に）課題を解決するための手段上記課題に鑑み本発明は、導波路を有し且つ入射光の内
一部を透過すると共に他を前記導波路に結合せしめるグ
レーティングカプラを上記ハーフミラ−に変えて配設し
、前記半導体レーザから出射される光とディスク或いは
鏡等より反射される反射光を前ε導波路に夫々独立して
結合せしめ、当該導波路に結合された光を受光素子にて
受光する構成とした。

（ホ作　用当該装置を光ピックアップとして用いる場合には、導波
路に結合された２つの光の内、ディスクからの反射光の
方の光を受光素子にて受光するこ。

とにより、ディスク上の信号の再生が可能となる。

一方、戻り光ノイズ測定装置として用いる場合には、前
記導波路に結合された２つの光を夫々受光する２つの受
光素子を配設し、夫々の受光素子からの信号によりノイ
ズの測定が可能となる。

（ハ）実施例以下、本発明の戻り光ノイズ測定装置の一実施例につき
図面を用いて説明する。尚ここで、従来例にて用いた第
５図と同−品分には同−符′＋を付すと共に説明を省略
する。

即ち、第１図において、ｌがグレーティングカプラで、
平板状の導波路（神と、この導波路（１４１に形成され
た２種類の回折格子（１５ａ）（１５ｂ）と、透明基板
４１６）とより形成されている。斯かる回折格子（１５
ａ）（１５ｂ）の内、回折格子（１５ａ）はグレーティ
ングカプラ０３）に入射された光の内一部を回折により
導波路＋１４＋に導くもので、また回折格子（１５ｂ）
は導波路圓に導かれた光を受光素子（５）（６）に収束
せしめる様作用する。従って第１図に示す如く半導体レ
ーザ（１）或いは反射鏡ｑ２１からの光がグレーティン
グカプラｕ３に入射されると、夫々の光の内−耶はグレ
ーティングカプラ１３１を透過するが、一部は導波路（
１４１に結合される。

さてここで、第２図及び第３図を用いてグレーティング
カプラの作用効果について説明する。第２図に示す如く
光源（Ｌｌからの拡散光がグレーティングカプラｔＧ］
に斜めに入射されると、斯かる拡散光は回折格子（ｇｌ
）により回折を受け、一部の光が導波路（ＷＯ）に結合
され、導波路（ＷＧ）内を矢印Ａ方向に伝播される。一
方、上述した如く反射鏡□□□等によって反射された光
は、その−品が上記と同様にしてグレーティングカプラ
０）に結合され矢印Ｂ方向に仕種される。而して導波路
（ＷＯ）内を矢印Ａ％Ｂ方向に仕種された夫々の光は回
折格子（ｇｚ）（（ｌｈ］Ｃより収束され、グレーティ
ングカプラｔＧｌ側部に結合されたセンサ（Ｓｌ）（Ｓ
２）により夫々受光される。

以上は拡散光がグレーティングカプラＩＯ＋に入射され
次場合の光の結合動作であるが、斯様に拡散光がグレー
ティングカプラ（Ｇｌに入射された場合、回折格子（ｇ
ｌ）の形状は、第３図に示す如（Ｘ−ｙ座標軸を規定す
ると、次式にて与えられる。

Ｎ−ｙ＋ｙ　ｘ！＋（ｙ−ｆｓｉｎθ）１＋（ｆｃｏｓ
θ）２＝ｍλ＋ｆ・（１）尚、ここでＮは導波路（ＷＧ
）の実効屈折率、ｆは光源から原点Ｐまでの距離、θは
拡散光の光軸のグレーティングカプラ（Ｇ）に対する入
射角、λは拡散光の波長、ｍは整数である。尚、第（１
）式の導出については、松岡他、′電子ビーム描画炸裂
による集光グレーティングカプラ′、信学技報、ＯＱ、
Ｅ８５−８４、Ｐ４７〜Ｐ４８に記載されており、ここ
では詳述しない。上記（１）式にて表された形状にて回
折格子（ｇｌ）を形成した場合、導波路（ＷＯ）内に伝
１にされた光は導波路内を平行に進み回折格子（ｇ２Ｘ
ｇｚ）にて回折を受けて収束される。

ところで、上記説明では、グレーティングカプラ（Ｇｌ
が光源（ＬＪの光軸に対し傾いて位置づけられているが
、斯かる傾きは、上記入射光を導波路（ＷＧ）内にて一
方向に伝↓蚤し、一方、上記反射光を導波路（ＷＯ）内
にて反対方向に伝埼せしめる様作用する。即ち、斯かる
角度が０度にて光がグレーティングカプラ（Ｇ）に入射
されると、斯かる光は導波路（ＷＧ）内において相反す
る２方向に仏塔され従ってセンサ（ＳＩＸＳ２）に夫々
入射光及び反射光の結合光が入射するため、夫々のセン
サにて入射光の結合光のみ、或いは反射光の結合光のみ
を受光できない。上述し九如く、本実施例では、入射光
の結合光のみ、或いは反射光の結合光のみを夫々センサ
（ＳｓＸＳｘ）にて受光しなければならないため、上述
した如く、グレーティングカプラ（Ｇｌを傾けて夫々の
結合光を分離する必要がある。然し乍ら、斯かる傾きは
せいぜい政変程度と小さいため、グレーティングカプラ
ｔＧｌが光源（匂からの光の光軸に対して占める寸法は
極めて小さい。尚、斯様にグレーティングカプラ（Ｇｌ
を傾けることによりグレーティングカプラ（Ｇ）からの
反射光が光源ｔＬｌに入射することをも防止している。

更に、第３図に示す如く、グレーティングカプラＯ）に
形成された回折格子（ｇｌ）の間隔は、同図右方におい
て狭く、左方において広くなっている。

斯かる間隔は、光源（Ｌｌからの光が拡散光であるため
入射部分によって入射角が異る（同図右方の光の入射角
の方が、左方の光の入射角より小さい）ことに起因して
加減されたもので、入射光（或いは反射光）を−様にグ
レーティングカプラ（Ｇｌに結合する様作用する。

以上は、グレーティングカプラｔＧｌに入射される光が
拡散光或いは収束光（反射光の場合）の場合の回折格子
（ｇｌ）の形状についてであるが、グレーティングカプ
ラＣＧ＋に入射される光が平行光である場合は、第（１
）式においてｆ→■にすれば得られる。即ち（１）式を
変形すると次式を得ることができる。

工゛・・・・・・・・（２）第（２）式において、ｆ＋ωとするとｍλ として回折格子（ｇ＋）’の形状式を得ることができる
。即ち、グレーティングカプラｔＧＩに平行光を入射さ
せるときの回折格子（ｇｔｆの形状は、λ／（Ｎ−３ｊ
−ｎｏ）を周期とする直線状の平行グレーティングとな
る。

上述した如く第１図に示す実施例では、回折格子（１５
ａ）の形状は円弧状となる。また、斯様に拡散光中にグ
レーティングカプラ０３の如き透明平板を傾けて配置す
ると、グレーティングカプラ１３１透過した光に収差が
生じるため、この収差を補償するべく減光フィルタαＯ
をグレーティングカプラ（１３１に平行に配置し、減光
フィルタ００の厚みをグレーティングカプラｌの厚みと
等しくすると共に、コリメートレンズαηと対物レンズ
ｕ１１の規格を等しくする必要がある。

尚、上記夫々の実施例において、透明基板、導波路、及
び回折格子のけ質は、夫々の屈折率をｎｆ、ｎｓ、ｎｇ
とすると、ｎｆ）ｎｓの関係を満たすものであれば良く
、またｎｇは大きい方が好ましい。

ところで、上記実施例では戻り光重は受光素子（５）、
（６）かラノ出力ヲ夫々Ｖｌ、　Ｖ、、クレーティング
カプラの結合効率をηとすると、（１−η）■２／（ｖ１／η）・・・・・・（４）とし
て算出することができる。尚、結合効率ηは光の入射角
度、導波路の厚み、屈折率等により一義的に決定される
。

以上、本発明の戻り光ノイズ測定装置について説明した
カニ、グレーティングカプラの配設位置を第４図に示す
如く対物レンズ（１１Ｊとコリメートレンズ（１７１と
の間としても良い。ただしこの場合、グレーティングカ
プラｌと減光フィルタ００の両方が対物レンズ（１１１
とコリメートレンズ０７Ｉとの間にあるため第１図に示
す実施例程、距離（Ｌｅｘ）を小さくできない。然し乍
ら、この場合平行光内にグレーティングカプラ（１３が
配置されているため、光学系の設計に収差による影響の
補償に対する規制を用いずとも良く、またグレーティン
グカプラ（１３１上の回折格子（ＩＳａ）の形状が前述
した如く直線状であるため、グレーティングカプラの作
製が容易となる。

尚、上記実施例に示す装置は、光ピックアップにも容易
に適用しつる。即ちこの場合、受光素子（６）にてディ
スク上の情報再生が可能となり、またこの時、反射光量
を規定する減光フィルタαＯを省略する。更にディスク
からの反射光を受光素子（６）上に収束させる収束レン
ズ（４）を回折格子（１５ｂ）を配設することにより省
略でき、以ってピックアップの光学系をより小型化する
ことができる。

（ト）　　発明の効果以上、本発明に依れば、光分割手段としてグレーティン
グカプラを用い、斯かるグレーティングカプラが光軸方
向に占める寸法を極めて小さくすることができるので、
レーザチップとディスク等の反射鏡との間の距離（Ｌｅ
ｘ）ｉ著しく小さくすることができる。例えば、実測値
において、同一のレンズ系を用いた場合、従来装置では
距離（ＬｅＸ）が精々２５＊ｉであったものを、第１図
に示す＠１実）１４では約へ８　ｔｔｔａに、＠４図に
示す第２実施例では約４２１１１にまで短くすることが
できた。

【図面の簡単な説明】

＠１図は本発明の一実施例を示す光学系の図、＠２図及
び＠３図はグレーティングカプラの作用効果を説明する
に供した側面図及び平面図、第４図は他の実施例を示す
光学系の図である。（１）半導体レーザ、（５）（６）・・・受光素子、ｑ
２・・・反射鏡、（１ｍ（Ｇｌ・・・グレーティングカ
プラ。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）光源と、該光源から出射された光の一部を導波路
に導くと共に他の光を透過するグレーティングカプラと
、該透過光を記録媒体上に収束せしめると共にその反射
光を再び前記グレーティングカプラに導く対物レンズと
、該反射光の内、前記グレーティングカプラの導波路に
導かれた光を受光して再生信号を生成する受光素子とを
有することを特徴とする光ピックアップ。
（２）グレーティングカプラには、ディスクからの反射
光の内、導波路に導かれた光を受光素子に導くべく、該
導波路にレンズ効果を導入する回折格子が配設されてい
ることを特徴とする請求項１に記載の光ピックアップ。
（３）レーザチップから出射された光が外部鏡面にて反
射され然る後この反射光が前記レーザチップに入射され
ることにより、該レーザチップからの出射ビームに生じ
るノイズを測定する戻り光ノイズ測定装置であって、前記レーザチップから出射された光の一部を導波路に導
くと共に他の光を透過するグレーティングカプラと、該
透過光を垂直に反射する鏡状部材と、前記レーザチップ
からの出射光の内、前記グレーティングカプラの導波路
に導かれた光を受光する第１の受光素子と、前記鏡状部
材からの反射光の内、前記グレーティングカプラの導波
路に導かれた光を受光する第２の受光素子とを有するこ
とを特徴とする戻り光ノイズ測定装置。