JPH03125338A - 光学式ヘッド装置 - Google Patents

光学式ヘッド装置

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JPH03125338A
JPH03125338A JP1264158A JP26415889A JPH03125338A JP H03125338 A JPH03125338 A JP H03125338A JP 1264158 A JP1264158 A JP 1264158A JP 26415889 A JP26415889 A JP 26415889A JP H03125338 A JPH03125338 A JP H03125338A
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JP
Japan
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laser
thin film
light
dielectric thin
waveguide layer
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JP1264158A
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English (en)
Inventor
Hideaki Kobachi
小鉢 秀彰
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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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、光学式ヘッド装置に関し、特に、光学式情
報記録媒体への情報の記録、再生に用いられる光学式ヘ
ッド装置に関する。
[従来の技術] 第2図は、従来から一般的に知られる光学式ヘッド装置
を示した概略図である。これらは、たとえば、特開昭6
1−248245号公報に開示されている。第2図を参
照して、光学式ヘッド装置は、基板1と、基板1上に形
成されたバッファ層2と、バッファ層2上に基板1より
屈折率が大きい素材の誘電体薄膜層にて形成される誘電
体薄膜導波路層3と、誘電体薄膜導波路層3の光入射面
11に後述する反射防止膜12を介して取付けられたレ
ーザ光を発振する半導体レーザダイオード(以下LDと
いう)13と、誘電体薄膜導波路層3上に光学素子とし
て形成され、上記LD13にて発振されたレーザ光を(
[行光線束とするコリメートレンズ5と、誘電体薄膜導
波路層3上に光学素子として形成され、コリメートレン
ズ5から射出されたレーザ光を入射光として射出させ、
後述する記録媒体としての光ディスク9からの反射光を
反射させるビームスプリッタ6と、誘電体薄膜導波路層
3上に光学素子として形成され、ビームスプリッタ6か
ら射出されたレーザ光を外部空間の一点に集光させると
ともに、記録媒体としての光ディスク9面にて反射され
た上記−点に集光されたレーザ光を誘電体薄膜導波路層
3に導く集光グレーティングカプラ7と、集光グレーテ
ィングカプラ7にて導かれた反射光が入射され、この入
射光を電気信号に変換する光検出器8と、LDlBのレ
ーザ光を発生させる面と誘電体薄膜導波路層3のレーザ
光の光入射面11との間に形成され、誘電体薄膜導波路
層3のレーザ光の光入射面11によるレーザ光の反射を
防止する反射防止膜12とを含む。
誘電体薄膜導波路層3は、半導体レーザダイオード13
にて発振されたレーザ光が入射される光入射面11を傷
のない平滑な面で形成し、この光入射面11に反射防止
膜12を介して半導体レーザダイオード13をレーザ光
が直角に入射されるように取付けられて構成される。
コリメートレンズ5.ビームスプリッタ6、集光グレー
ティングカプラ7は、誘電体薄膜導波路層3の誘電体薄
膜層上に設けられた別の誘電体層に電子ビーム露光など
を用いて作製される。
次に、動作について説明する。まず、半導体レーザダイ
オード13からレーザ光が発振され、このレーザ光が誘
電体薄膜導波路層3の側面の平滑に形成された光入射面
11から入射される。この入射光はコリメートレンズ5
にて平行なレーザ光とされ、ビームスプリッタ6を通っ
て集光グレーティングカプラ7により光ディスク9上の
一点に集光して投射される。この光ディスク9上に投射
されたレーザ光は、光ディスク9の情報ピット10によ
り情報レーザ光として反射される。この反射された情報
レーザ光が集光グレーティングカプラ7にて再び誘電体
薄膜導波路層3に導かれ、ビームスプリッタ6にて90
°屈折される。この屈折光は、光検出器8に入射される
。このように、光検出器8で情報ビット10の情報レー
ザ光を電気信号に変換している。
[発明が解決しようとする課題] 前述のように、従来の光学式へ・ンド装置では、LDl
Bが誘電体薄膜導波路層3のレーザ光入射面に反射防止
膜12を介して取付けられていた。
そして、このLDlBは、レーザ光の利用効率を高める
ために予め定められた取付位置に正確に取付ける必要が
ある。しかし、従来の光学式へ・ソド装置では、LDl
Bを取付ける際の位置決め基準となるものがないので、
LDlBを予め定められた取付位置に正確に取付けるこ
とができなかった。
この結果、レーザ光の利用効率の向上を図ることが困難
であった。
また、従来の光学式ヘッド装置では、LDlBが突出し
て取付けられているので外部機器と接触しやすかった。
接触した場合には、LDlBの取付位置がずれたり、L
DlBが破損するという問題点があった。
さらに、従来の光学式ヘッド装置では、レーザノイズな
どが発生した場合に、除去できる機能がなかった。レー
ザノイズが発生すると、情報の正確な読取りが行なえな
くなるという問題点が生じる。また、たとえ、レーザノ
イズ除去を目的とした付属回路を設けるとしても、形状
が大きくなり光学式ヘッド装置内にコンパクトに集積化
できないという問題点があった。
つまり、従来の光学式ヘッド装置では、半導体レーザダ
イオードを予め定められた取付位置に正確に取付けるこ
とが困難であったため、レーザ光の利用効率の向上が図
れないとともに半導体レーザダイオードが破損しやすく
、さらに、レーザノイズ除去のための回路を光学式ヘッ
ド装置内にコンパクトに集積化できなかった。
この発明は、上記のような課題を解決するためになされ
たもので、レーザ光の利用効率の向上が図られるととも
にレーザ光発生手段の破損を防止でき、かつ、レーザノ
イズ除去手段を光学式ヘッド装置内に容易に集積化する
とかできる光学的ヘッド装置を提供することを目的とす
る。
[課題を解決するための手段] この発明における光学式ヘッド装置は、基板と、基板の
主表面上に設置され、レーザ光を発生するレーザ光発生
手段およびレーザ光に含まれるレーザノイズを除去する
レーザノイズ除去手段が一体的に形成された光集積回路
と、基板の主表面上にバッファ層を介して形成され、光
集積回路から発生されたレーザ光を導波する誘電体薄膜
導波路層と、誘電体薄膜導波路層のレーザ光が入射する
面と光集積回路のレーザ光を発生する面との間に形成さ
れたレーザ光の反射を防止するための反射防止膜と、誘
電体薄膜導波路層に形成され、レーザ光発生手段により
誘電体薄膜導波路層に入射されたレーザ光を平行光束に
する平行光束手段と、誘電体薄膜導波路層に形成され、
\μ行光束手段により平行光束にされたレーザ光を入射
光として射出させ、光ディスク上の情報ビットからの反
射光を反射させるビームスプリッタと、誘電体薄膜導波
路層に形成され、ビームスプリッタから射出されたレー
ザ光を光ディスク上の一点に集光させるとともに、光デ
ィスク面にて反射されたレーザ光を誘電体薄膜導波路層
に導く集光グレーティングカブラと、集光グレーティン
グカブラにて誘電体薄膜導波路層に導かれ、ビームスプ
リッタにより反射されたレーザ光を入射させて電気信号
に変換する光検出器とを含むことを特徴とする。
[作用] この発明に係る光学式ヘッド装置では、基板の主表面上
にレーザ光を発生するレーザ光発生手段およびレーザ光
に含まれるレーザノイズを除去するレーザノイズ除去手
段が一体的に形成された光集積回路が設置され、基板の
主表面上にバッファ層を介して光集積回路から発生され
たレーザ光を導波する誘電体薄膜導波路層が形成され、
レーザ光の反射を防1卜するための反射防+L膜が誘電
体薄膜導波路層のレーザ光が入射する面と光集積回路の
レーザ光を発生する面との間に形成され、レーザ光発生
手段により誘電体薄膜導波路層に入射されたレーザ光を
平行光束にする平行光束手段が誘電体薄膜導波路層に形
成され、平行光束手段により平行光束にされたレーザ光
を入射光として射出させ光ディスク上の情報ピットから
の反射光を反射させるビームスプリッタが誘電体薄膜導
波路層に形成され、ビームスプリッタから射出されたレ
ーザ光を光ディスク上に一点に集光させるとともに先デ
ィスク面にて反射されたレーザ光を誘電体薄膜導波路層
に導く集光グレーティングカブラが誘電体薄膜導波路層
に形成され、集光グレーティングカブラにて誘電体薄膜
導波路層に導かれ、ビームスプリッタにより反射された
レーザ光を入射させて電気信号に変換する光検出器が誘
電体薄膜導波路層の側面に取付けられている。つまり、
レーザ光発生手段およびレーザノイズ除去手段が一体的
に形成された光集積回路が基板の主表面上に設置される
ので、光集積回路が主表面を基準として予め定められた
取付位置に正確に取付けられるとともに光集積回路が基
板により保護され、かつ、レーザノイズ除去手段が光学
式ヘッド装置内に容易に集積化される。
[発明の実施例〕 第1図は、本発明の一実施例を示した光学式ヘッド装置
の概略図である。第1図を参照して、光挙式ヘッド装置
は、基板1と、基板1上に形成されたバッファ層2と、
バッファ層2上に基板1より屈折率が大きい素材の誘電
体薄膜層にて形成される誘電体薄膜導波路層3と、基板
1上および誘電体薄膜導波路層3の光入射面11に取付
けられ、レーザ光を発振するLDおよびレーザノイズを
除去する高周波重畳回路が一体的に集積化された光集積
回路4と、誘電体薄膜導波路層3上に光学素子として形
成され、光集積回路4にて発振されたレーザ光を平行光
線束とするコリメートレンズ5と、誘電体薄膜導波路層
3上に光学素子として形成され、コリメートレンズ5か
ら射出されたレーザ光を入射光として射出させ、後述す
る記憶媒体としての光ディスク9からの反射光を反射さ
せるビームスプリッタ6と、誘電体薄膜導波路層3上に
光学素子として形成され、ビームスプリッタ6から射出
されたレーザ光を外部空間の一点に集光させるとともに
、記録媒体としての光ディスク9面にて反射された上記
−点に集光したレーザ光を誘電体薄膜導波路層3に導く
集光グレーティングカプラ7と、集光グレーティングカ
プラ7にて導かれた反射光が入射され、この入射光を電
気信号に変換する光検出器9と、光集積回路4のレーザ
光を発生させる面と誘電体薄膜導波路層3のレーザ光を
入射する面との間に形成され、誘電体薄膜導波路層3の
レーザ光を入射する面によるレーザ光の反射を防止する
反射防止膜12とを含む。
誘電体薄膜導波路層3は、光集積回路4により発振され
たレーザ光が入射される光入射面11を傷のない平滑な
面で形成し、この光入射面11に反射防止膜12を介し
て光集積回路4をレーザ光か直角に入射されるように取
付けられて構成される。
コリメートレンズ5.ビームスプリッタ6、集光グレー
ティングカプラ7は、誘電体薄膜導波路層3の誘電体薄
膜層上に設けられた別の誘電体層に電子ビーム露光など
を用いて作製される。
次に、動作について説明する。まず光集積回路4からレ
ーザ光が発振され、このレーザ光が誘電体薄膜導波路層
3の側面の平滑に形成された光入射面11から入射され
る。コリメートレンズ5にて平行なレーザ光とされ、ビ
ームスプリッタ6を通って集光グレーティングカプラ7
により光ディスク9上の一点に集束して投射される。こ
の光ディスク9上に投射されたレーザ光は、光ディスク
9の情報ビット10により情報レーザ光とて反射される
。この反射された情報レーザ光が集光グレーティングカ
プラ7にて再び誘電体薄膜導波路層3に導かれる。ビー
ムスプリッタ6にて90@屈折されて光検出器8で情報
ピット10の情報レーザ光を電気信号に変換している。
ここまでの動作は、従来の光学式ヘッド装置と同様であ
る。
一方、光集積回路4から発生されたレーザ光が光ディス
ク9上の一点に集光される。この集束光と光集積回路4
のレーザ光の発光点とが共役点となり、光ディスク9上
の集光点からの戻り光がレーザ光発光点からのレーザ光
と共振を起こす場合がある。共振を起こすと、レーザノ
イズが発生するが、この場合に高周波重畳回路を動作さ
せてレーザノイズを除去する。
上記のように、本実施例では、基板1上および誘電体薄
膜導波路層3の光入射面11に、レーザ光を発振するL
Dおよびレーザノイズを除去する高周波重畳回路が一体
的に集積化された光集積回路4が取付けられている。こ
こで、基板1は、光集積回路4の取付位置の位置決め基
準となるとともに、光集積回路4を保護して破損するの
を防止する効果がある。また、LDとレーザノイズ除去
のための高周波重畳回路とが光集積回路に一体的に’J
AN化されているので、レーザノイズ除去のための形状
の大きな補助回路を別に独立して設ける必要がなく、光
学式ヘッド装置内に半導体レーザダイオードとレーザノ
イズ除去のための高周波重畳回路がコンパクトに集積化
できる。
なお、本実施例では、光集積回路4を光IC化された光
学式ヘッド装置に取付けて使用する方式を示したが、光
IC化された光学式ヘッド装置を作製するプロセス中に
光集積回路4をも同時に作製し、モノリシック集積化し
て使用する方式であってもよい。
第3図は、本発明の一実施例を示した光集積回路の断面
構造図である。第3図を参照して、光集積回路は、半絶
縁性GaAs基板101と、半絶縁性GaAs1板10
1上に形成された半導体レーザダイオード(以下LDと
いう)部201と高周波重畳回路202とを含む。高周
波重畳回路202の上部には、パッシベーション膜20
3,204が形成されている。LD部201と高周波重
畳回路とはアルミ配線205により配線されている。
第4A図ないし第4G図は、第3図に示した光集積回路
の製造プロセスを説明するための断面構造図である。第
4A図ないし第4G図を参照して、製造プロセスについ
て説明する。まず、半絶縁性GaAs基板101上に基
板エツチング用およびLDの第1エピタキシャル層形成
用のSin、、よりなるマスク102を形成し、化学エ
ツチング法により半絶縁性GaAs基板101にLD形
成用溝を形成する。次に液相エピタキシャル法を用いて
第1エピタキシャル層であるP−GaAs層103およ
びN−GaAsブロック層104を連続して先に形成し
たLD形成用溝内にエピタキシャル成長させる。
次に、マスク102を除去した後、LDの内部ストライ
プ105を第1エピタキシャル層に写真製版法および化
学エツチング法を用いて形成する。
第2エピタキシャル層形成用のSiO2よりなるマスク
106を形成する。液相エピタキシャル法を用いて第2
のエピタキシャル層であるP−GaAQAsクラッド層
107、P−GaAQAs活性層108.N−GaAs
クラッド層109゜N−GaAsキャップ層110を内
部ストライブを形成した第1エピタキシャル層上に連続
してエピタキシャル成長させる。上記の工程により、L
D部の形成が完了する。
LD部の形成を終えた後、高周波重畳回路部の形成を行
なう。高周波重畳回路部はGaAs  MES−FET
を用いたリングオシレータとLDドライバ用FETによ
り構成されている。この回路で用いるFETはすべて同
一のプロセスにて形成されるので、1つのFET形成プ
ロセスについて説明する。
LD部の形成が完了した半絶縁性GaAs基板101に
5i02よりなるマスク111を用いてイオン注入方に
よりSi+をドーピングし、高濃度のN型領域112.
113を形成する。次に、第4E図に示すように、FE
Tチャネル領域に対応するマスク111の一部を除去し
た後、イオン注入法により、Si+をドーピングし低濃
度のN型チャネル領域114を形成する。次に、第4F
図に示すように、マスク111を除去した後、LD20
1およびFETのソース112.ドレイン113のオー
ミック電極117,118を形成し、パッシベーション
膜としての5i02膜203および204を形成する。
その後、FETのゲート119を形成する。この工程に
て、FETの形成プロセスが完了する。最後に、上記プ
ロセスにより形成されたLDとFETをアルミ配線20
5により配線する。このように、LDと高周波重畳回路
とを同一基板上に形成した後、同一基板上にコリメート
レンズ、ビームスプリッタ、集光グレーティングカブラ
などの光学素子を形成することも可能である。
[発明の効果] 以上のように、この発明によれば、レーザ光を発生する
レーザ光発生手段およびレーザ光に含まれるレーザノイ
ズを除去するレーザノイズ除去手段か一体的に形成され
た光集積回路を基板の主表面上に設置することにより、
光集積回路が主要面を基準として予め定められた取付位
置に正確に取付けられるので、レーザ光の利用効率の向
上を図ることができ、また、光集積回路が基板により保
護されるので、光集積回路の破損を防止でき、さらに、
レーザノイズ除去手段を光学式ヘッド装置内に容易に集
積化することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示した光学式ヘッド装置の
概略図、第2図は従来の光学式ヘッド装置を示した概略
図、第3図は本発明の一実施例を示した光集積回路の断
面構造図、第4八図ないし第4G図は第3図に示し光集
積回路の製造プロセスを説明するための断面構造図であ
る。 図において、1は基板、2はバッファ層、3は誘電体薄
膜導波路層、4は光集積回路、5はコリメートレンズ、
6はビームスプリッタ、7は集光グレーティングカブラ
、8は光検出器、9は光ディスク、10は情報ピット、
11は光入射面、12は反射防止膜である。 なお図中、同一符号は同一、または相当部分を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 光学式情報記録媒体への情報の記録、再生に用いられる
    光学式ヘッド装置であって、 基板と、 前記基板の主表面上に設置されレーザ光を発生するレー
    ザ光発生手段および前記レーザ光に含まれるレーザノイ
    ズを除去するレーザノイズ除去手段が一体的に形成され
    た光集積回路と、 前記基板の主表面上にバッファ層を介して形成され、前
    記光集積回路から発生された前記レーザ光を導波する誘
    電体薄膜導波路層と、 前記誘電体薄膜導波路層の前記レーザ光が入射する面と
    前記光集積回路のレーザ光を発生する面との間に形成さ
    れたレーザ光の反射を防止するための反射防止膜と、 前記誘電体薄膜導波路層上に形成され、前記レーザ光発
    生手段により前記誘電体薄膜導波路層に入射されたレー
    ザ光を平行光束にする平行光束手段と、 前記誘電体薄膜導波路層に形成され、前記平行光束手段
    により平行光束にされたレーザ光を入射光として射出さ
    せ、光ディスク上の情報ピットからの反射光を反射させ
    るビームスプリッタと、前記誘電体薄膜導波路層に形成
    され、前記ビームスプリッタから射出された前記レーザ
    光を前記光ディスク上の一点に集光させるとともに、前
    記光ディスク面にて反射されたレーザ光を前記誘電体薄
    膜導波路層に導く集光グレーティングカプラと、 前記集光グレーティングカプラにて前記誘電体薄膜導波
    路層に導かれ、前記ビームスプリッタにより反射された
    レーザ光を入射させて電気信号に変換する光検出器とを
    含むことを特徴とする、光学式光ヘッド装置。
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