JPH03209638A - 光学ヘッド - Google Patents
光学ヘッドInfo
- Publication number
- JPH03209638A JPH03209638A JP2004845A JP484590A JPH03209638A JP H03209638 A JPH03209638 A JP H03209638A JP 2004845 A JP2004845 A JP 2004845A JP 484590 A JP484590 A JP 484590A JP H03209638 A JPH03209638 A JP H03209638A
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- Japan
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- wavelength
- semiconductor laser
- objective lens
- selection filter
- optical head
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- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S5/00—Semiconductor lasers
- H01S5/10—Construction or shape of the optical resonator, e.g. extended or external cavity, coupled cavities, bent-guide, varying width, thickness or composition of the active region
- H01S5/14—External cavity lasers
- H01S5/141—External cavity lasers using a wavelength selective device, e.g. a grating or etalon
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Head (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要〕
本発明は光デイスク装置等に用いる光学ヘッドに関し、
レンズに色収差があっても半導体レーザの発振波長に影
響をもたらさない構成の提供を目的とし、半導体レーザ
と対物レンズとを具備してなる光学ヘッドにおいて、前
記半導体レーザと対物レンズとの間の光学系に前記半導
体レーザの発振ピーク波長と等しいピーク波長を有する
波長選択フィルタを挿入して構成する。
響をもたらさない構成の提供を目的とし、半導体レーザ
と対物レンズとを具備してなる光学ヘッドにおいて、前
記半導体レーザと対物レンズとの間の光学系に前記半導
体レーザの発振ピーク波長と等しいピーク波長を有する
波長選択フィルタを挿入して構成する。
本発明は光デイスク装置等に用いる光学ヘッドに関する
。
。
光記録はコンピュータシステムの外部記憶等に広く使用
されており、その高性能化が要求されている。そのため
読出し時の誤り率の減少も重要な議題である。そのため
には半導体レーザの発振が安定に行われる必要がある。
されており、その高性能化が要求されている。そのため
読出し時の誤り率の減少も重要な議題である。そのため
には半導体レーザの発振が安定に行われる必要がある。
〔従来の技術］
第５図は従来の光学ヘッドと記録媒体の構成図を示す。
図において、１は記録媒体、２はレーザ光を出射する半
導体レーザ、３は半導体レーザ２の出射光を平行光に修
正するコリメートレンズ、４は前記平行光の光束断面を
真円に整形するビーム整形プリズム、５は前記入射ビー
ムは透過させ、その透過光の戻り光は反射させるビーム
スプリフタ、６は前記透過光を集光して記録媒体１の面
にスポットを結ぶ対物レンズ、７は記録媒体１で反射さ
れ、いままでの光路を逆進する戻り光をビームスプリン
タで反射し、その反射光をフォトダイオード８に集光入
射する集光レンズを示す。
導体レーザ、３は半導体レーザ２の出射光を平行光に修
正するコリメートレンズ、４は前記平行光の光束断面を
真円に整形するビーム整形プリズム、５は前記入射ビー
ムは透過させ、その透過光の戻り光は反射させるビーム
スプリフタ、６は前記透過光を集光して記録媒体１の面
にスポットを結ぶ対物レンズ、７は記録媒体１で反射さ
れ、いままでの光路を逆進する戻り光をビームスプリン
タで反射し、その反射光をフォトダイオード８に集光入
射する集光レンズを示す。
このような光学ヘッドにおいて、記録媒体１がらの戻り
光によって半導体レーザ２の発振が不安定化する現象が
ある。この対策としては戻り光が半導体レーザ２に結合
することを防止することが最も効果的であるが、光デイ
スク装置ではその構成上戻り光を防止することは難しい
。そのため、戻り光が含まれていても半導体レーザ２の
発振が不安定化しないような手段をとることが行われて
いる。
光によって半導体レーザ２の発振が不安定化する現象が
ある。この対策としては戻り光が半導体レーザ２に結合
することを防止することが最も効果的であるが、光デイ
スク装置ではその構成上戻り光を防止することは難しい
。そのため、戻り光が含まれていても半導体レーザ２の
発振が不安定化しないような手段をとることが行われて
いる。
戻り光が半導体レーザ２の発振を不安定にする原因はい
くつかの種類があるが、一つには対物レンズ６の色収差
によって半導体レーザ２の発振波長が変化する現象があ
る。これは対物レンズ６が焦点ずれを起こした時に、そ
の焦点距離のずれと対物レンズの色収差に応じた波長の
光が優先的に半導体レーザ２に戻るために、半導体レー
ザ２が戻り光の波長に引き込まれてしまうために生じる
。
くつかの種類があるが、一つには対物レンズ６の色収差
によって半導体レーザ２の発振波長が変化する現象があ
る。これは対物レンズ６が焦点ずれを起こした時に、そ
の焦点距離のずれと対物レンズの色収差に応じた波長の
光が優先的に半導体レーザ２に戻るために、半導体レー
ザ２が戻り光の波長に引き込まれてしまうために生じる
。
この波長変化は半導体レーザ２も縦モードホップを伴う
ために不連続的に起こり光学ヘッドの動作に障害をもた
らす。このため、対物レンズ６を色消しレンズにする等
の対策が取られている。
ために不連続的に起こり光学ヘッドの動作に障害をもた
らす。このため、対物レンズ６を色消しレンズにする等
の対策が取られている。
前記色消しレンズは屈折率が異なる複数のガラスを組み
合わせるため、大型かつ高価になる欠点がある。
合わせるため、大型かつ高価になる欠点がある。
本発明は上記従来の欠点に鑑みてなされたもので、レン
ズに色収差があっても半導体レーザの発振波長に影響を
もたらさない構成の提供を目的とする。
ズに色収差があっても半導体レーザの発振波長に影響を
もたらさない構成の提供を目的とする。
第１図は本発明の原理説明図である。半導体レーザ２と
対物レンズ６とを具備してなる光学ヘッドにおいて、前
記半導体レーザ２と対物レンズ６との間の光学系に前記
半導体レーザ２の発振ピーク波長と等しいピーク波長を
有する波長選択フィルタ９を挿入することにより構成す
る。
対物レンズ６とを具備してなる光学ヘッドにおいて、前
記半導体レーザ２と対物レンズ６との間の光学系に前記
半導体レーザ２の発振ピーク波長と等しいピーク波長を
有する波長選択フィルタ９を挿入することにより構成す
る。
本発明では波長選択フィルタ９を前記光学系の光軸上に
挿入することにより、記録媒体１からの戻り光に対物レ
ンズ６の焦点すれと色収差によって生ずる波長のずれた
光の成分が含まれていてもこれを透過せず、半導体レー
ザ２の発振波長と等しい成分の光だけが半導体レーザ２
に戻るため、戻り光による発振波長の変動を防止するこ
とができる。また、波長選択フィルタ９による光の損失
は透過帯域のピーク波長付近に於いて最小であるから半
導体レーザ２自体が発振波長の変動を起こさない限り問
題はない。
挿入することにより、記録媒体１からの戻り光に対物レ
ンズ６の焦点すれと色収差によって生ずる波長のずれた
光の成分が含まれていてもこれを透過せず、半導体レー
ザ２の発振波長と等しい成分の光だけが半導体レーザ２
に戻るため、戻り光による発振波長の変動を防止するこ
とができる。また、波長選択フィルタ９による光の損失
は透過帯域のピーク波長付近に於いて最小であるから半
導体レーザ２自体が発振波長の変動を起こさない限り問
題はない。
以下本発明の実施例を図面によって詳述する。
なお、構成、動作の説明を理解し易くするために全図を
通じて同一部分には同一符号を付してその重複説明を省
略する。
通じて同一部分には同一符号を付してその重複説明を省
略する。
第１図は本発明の原理説明図であって、第１図（ａｌは
構成図、第１図（ｂ）は波長選択フィルタの透過特性図
を示す。第１図＋ａｌにおいて、■は記録媒体、２は半
導体レーザ、３は半導体レーザ２の出射光を平行光に修
正するコリメートレンズ、６は対物レンズであってコリ
メートレンズ３との間に介在する光学系の記載は省略し
ている。９は半導体レーザ２と対物レンズ６との間の光
学系の光軸上に挿入された波長選択フィルタであって、
その波長選択フィルタは第１図（ｂ）に示すように前記
半導体レーザ２の発振ピーク波長λと等しい透過帯域の
ピーク波長を有している。
構成図、第１図（ｂ）は波長選択フィルタの透過特性図
を示す。第１図＋ａｌにおいて、■は記録媒体、２は半
導体レーザ、３は半導体レーザ２の出射光を平行光に修
正するコリメートレンズ、６は対物レンズであってコリ
メートレンズ３との間に介在する光学系の記載は省略し
ている。９は半導体レーザ２と対物レンズ６との間の光
学系の光軸上に挿入された波長選択フィルタであって、
その波長選択フィルタは第１図（ｂ）に示すように前記
半導体レーザ２の発振ピーク波長λと等しい透過帯域の
ピーク波長を有している。
波長選択フィルタ９を光学系の光軸上に挿入することに
よってその波長選択フィルタ９で反射された光が半導体
レーザ２に戻ることを防止するため、波長選択フィルタ
９の挿入は光軸に対して斜めに配設することが望ましい
。
よってその波長選択フィルタ９で反射された光が半導体
レーザ２に戻ることを防止するため、波長選択フィルタ
９の挿入は光軸に対して斜めに配設することが望ましい
。
第２図は本発明の一実施例を示す図である。図において
、波長選択フィルタ９はビーム整形プリズム４の受光側
の斜面に配設したものであって、この位置に配設するこ
とにより部品点数を削減できる利点がある。
、波長選択フィルタ９はビーム整形プリズム４の受光側
の斜面に配設したものであって、この位置に配設するこ
とにより部品点数を削減できる利点がある。
この波長選択フィルタは、ガラス板等の板面に二酸化チ
タン（ＴｉＯ□）、二酸化珪素（ＳｉＯ□）、酸化アル
ミニウム（Ａ ｊ！ ２ｏ３）等の誘電体を所要の厚み
にそれぞれ蒸着積層した多層膜によって作成することが
できる。
タン（ＴｉＯ□）、二酸化珪素（ＳｉＯ□）、酸化アル
ミニウム（Ａ ｊ！ ２ｏ３）等の誘電体を所要の厚み
にそれぞれ蒸着積層した多層膜によって作成することが
できる。
半導体レーザ２は通常はチップ端面を共振器としてその
利得に対応した波長で発振するが、戻り光があった場合
、その反射面（ここでは記録媒体１）を共振器の一方の
鏡とした外部共振器モードで発振することが知られてい
る。この時半導体レーザ２には外部共振器内の損失が最
も小さいモードで発振しようとする効果がある。その動
作は戻り光量や位相にも関係するため単純ではないが、
戻り光の波長に近い方に発振波長がずれることが実際に
も知られている。
利得に対応した波長で発振するが、戻り光があった場合
、その反射面（ここでは記録媒体１）を共振器の一方の
鏡とした外部共振器モードで発振することが知られてい
る。この時半導体レーザ２には外部共振器内の損失が最
も小さいモードで発振しようとする効果がある。その動
作は戻り光量や位相にも関係するため単純ではないが、
戻り光の波長に近い方に発振波長がずれることが実際に
も知られている。
ここで対物レンズ６に色収差があると、記録媒体１が焦
点距離からずれた場合、外れた距離が丁度焦点距離にな
るような波長の光が最も強く半導体レーザ２に戻るよう
になり、半導体レーザ２の発振波長を変化させる原因と
なる。
点距離からずれた場合、外れた距離が丁度焦点距離にな
るような波長の光が最も強く半導体レーザ２に戻るよう
になり、半導体レーザ２の発振波長を変化させる原因と
なる。
第３図は波長選択フィルタの特性、対物レンズの色収差
が戻り光に与える波長特性および半導体レーザの発振波
長の関係を示す図である。図において、上下図とも横軸
には波長、縦軸には上図は半導体レーザの出力、下図は
戻り光量を示し、特性■は波長選択フィルタの特性を示
す。
が戻り光に与える波長特性および半導体レーザの発振波
長の関係を示す図である。図において、上下図とも横軸
には波長、縦軸には上図は半導体レーザの出力、下図は
戻り光量を示し、特性■は波長選択フィルタの特性を示
す。
まず、波長選択フィルタがない場合を考える。
対物レンズに色収差があると、半導体レーザへの戻り光
が受ける波長特性は対物レンズと記録媒体間の距離が焦
点距離に一致した時には実線にて示す特性■のようにな
る。すなわち、中心波長の成分は戻り光量が大きいが、
波長が中心からずれるにしたがって減少する。その時の
半導体レーザの発振波長は実線で示す特性■のように波
長λの位置にある。しかし、ここで対物レンズと記録媒
体間の距離が焦点距離からずれた時には破線で示す特性
■のように波長特性が変化する。そのため半導体レーザ
の発振波長も特性■から破線で示す特性■のように変化
してしまう。なお、対物レンズに色収差がない場合は特
性■の曲線は横軸に平行な直線になる。
が受ける波長特性は対物レンズと記録媒体間の距離が焦
点距離に一致した時には実線にて示す特性■のようにな
る。すなわち、中心波長の成分は戻り光量が大きいが、
波長が中心からずれるにしたがって減少する。その時の
半導体レーザの発振波長は実線で示す特性■のように波
長λの位置にある。しかし、ここで対物レンズと記録媒
体間の距離が焦点距離からずれた時には破線で示す特性
■のように波長特性が変化する。そのため半導体レーザ
の発振波長も特性■から破線で示す特性■のように変化
してしまう。なお、対物レンズに色収差がない場合は特
性■の曲線は横軸に平行な直線になる。
次に対物レンズと半導体レーザとの間に波長選択フィル
タを挿入した場合、対物レンズと記録媒体間の距離が焦
点距離からずれた時でも波長選択フィルタによる波長選
択性が強いため、戻り光の中心波長は一定であり、半導
体レーザの発振波長も一定となる。
タを挿入した場合、対物レンズと記録媒体間の距離が焦
点距離からずれた時でも波長選択フィルタによる波長選
択性が強いため、戻り光の中心波長は一定であり、半導
体レーザの発振波長も一定となる。
ここで波長選択フィルタ９の特性としては、中心波長が
半導体レーザの中心発振波長と一致して、且つその波長
特性の各波長における透過率を平方したことによって得
られる波長特性の波長帯域幅が、対物レンズ６の色収差
によって生ずる半導体レーザ２への戻り光の波長特性の
波長帯域幅より狭いことが必要になる。
半導体レーザの中心発振波長と一致して、且つその波長
特性の各波長における透過率を平方したことによって得
られる波長特性の波長帯域幅が、対物レンズ６の色収差
によって生ずる半導体レーザ２への戻り光の波長特性の
波長帯域幅より狭いことが必要になる。
第４図は波長選択フィルタの平方特性を説明する図であ
る。図において、横軸には半導体レーザの波長（単位ｎ
ｍ）の−例を示し、縦軸には光の透過率をピーク値１（
＝１００％） に取り、実線で示す特性■は第３図の特
性■に対応する波長選択フィルタの特性を示す。破線に
て示す特性■は特性■の各波長における透過率をそれぞ
れ平方することにより得られる特性を示す。
る。図において、横軸には半導体レーザの波長（単位ｎ
ｍ）の−例を示し、縦軸には光の透過率をピーク値１（
＝１００％） に取り、実線で示す特性■は第３図の特
性■に対応する波長選択フィルタの特性を示す。破線に
て示す特性■は特性■の各波長における透過率をそれぞ
れ平方することにより得られる特性を示す。
各特性の波長帯域幅は通常透過率のピーク値の１／２の
値以上の領域の幅で示す。図において、特性■の帯域幅
をＷ＋＋特性特性帯域幅を−２にて示すならば、波長選
択フィルタ９の特性としては、中心波長が半導体レーザ
の中心発振波長と一致して、且つその波長特性の各波長
における透過率を平方したことによって得られる波長特
性の波長帯域幅ｗ２は、対物レンズの色収差によって生
じる半導体レーザへの戻り光の波長特性（例えば第３図
の特性■、■等）の波長帯域幅よりも狭いことが必要に
なる。平方する理由は戻り光が半導体レーザに戻るまで
に波長選択フィルタを往復２回通過するためである。
値以上の領域の幅で示す。図において、特性■の帯域幅
をＷ＋＋特性特性帯域幅を−２にて示すならば、波長選
択フィルタ９の特性としては、中心波長が半導体レーザ
の中心発振波長と一致して、且つその波長特性の各波長
における透過率を平方したことによって得られる波長特
性の波長帯域幅ｗ２は、対物レンズの色収差によって生
じる半導体レーザへの戻り光の波長特性（例えば第３図
の特性■、■等）の波長帯域幅よりも狭いことが必要に
なる。平方する理由は戻り光が半導体レーザに戻るまで
に波長選択フィルタを往復２回通過するためである。
なお、第２図に示した実施例はビーム整形プリズムを用
いた例で説明したが、このビーム整形プリズムを用いな
い光学ヘッドも開発されつつあり、ビーム整形プリズム
を備えない光学ヘッドの場合は例えばコリメートレンズ
３とビームスプリッタ５との間に斜めに挿入する手段等
が有効である。
いた例で説明したが、このビーム整形プリズムを用いな
い光学ヘッドも開発されつつあり、ビーム整形プリズム
を備えない光学ヘッドの場合は例えばコリメートレンズ
３とビームスプリッタ５との間に斜めに挿入する手段等
が有効である。
以上の説明から明らかなように本発明によれば、対物レ
ンズに色収差があってもそれによる波長変動を抑制する
ことができ、光学ヘッドの誤り動作を防止することがで
きる効果がある。
ンズに色収差があってもそれによる波長変動を抑制する
ことができ、光学ヘッドの誤り動作を防止することがで
きる効果がある。
第１図は本発明の原理説明図、
第２図は本発明の一実施例を示す図、
第３図は波長選択フィルタの特性、対物レンズの色収差
が戻り光に与える波長特性および半導体レーザの発振波
長との関係を示す図、 第４図は波長選択フィルタの平方特性を示す図、第５図
は従来の光学ヘッドと記録媒体の構成図を示す。 第１図と第２図において、２は半導体レーザ、４はビー
ム整形プリズム、６は対物レンズ、９は波長選択フィル
タをそれぞれ示す。 （α）構成図 （ｂ）づ販ｌ択スルタの遣」独令Ｉ庄図第２図
が戻り光に与える波長特性および半導体レーザの発振波
長との関係を示す図、 第４図は波長選択フィルタの平方特性を示す図、第５図
は従来の光学ヘッドと記録媒体の構成図を示す。 第１図と第２図において、２は半導体レーザ、４はビー
ム整形プリズム、６は対物レンズ、９は波長選択フィル
タをそれぞれ示す。 （α）構成図 （ｂ）づ販ｌ択スルタの遣」独令Ｉ庄図第２図
Claims (4)
- （１）半導体レーザ（２）と対物レンズ（６）とを具備
してなる光学ヘッドにおいて、 前記半導体レーザ（２）と対物レンズ（６）との間の光
学系に前記半導体レーザ（２）の発振ピーク波長と等し
いピーク波長を有する波長選択フィルタ（９）を挿入し
たことを特徴とする光学ヘッド。 - （２）前記波長選択フィルタ（９）が前記光学ヘッドの
光軸に対して斜めに設置されていることを特徴とする請
求項（１）記載の光学ヘッド。 - （３）前記半導体レーザ（２）と前記対物レンズ（６）
との間にビーム整形プリズム（４）を設け、前記波長選
択フィルタ（９）が前記ビーム整形プリズム（４）の斜
めの入射面に施された誘電体多層膜にて構成されている
ことを特徴とする請求項（１）記載の光学ヘッド。 - （４）前記波長選択フィルタ（９）の波長特性の各波長
における透過率を平方したことによって得られる波長特
性の波長帯域幅が、前記対物レンズ（６）の色収差によ
って生ずる前記半導体レーザ（２）への戻り光の波長特
性の波長帯域幅よりも狭いことを特徴とする請求項（１
）記載の光学ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004845A JPH03209638A (ja) | 1990-01-11 | 1990-01-11 | 光学ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004845A JPH03209638A (ja) | 1990-01-11 | 1990-01-11 | 光学ヘッド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03209638A true JPH03209638A (ja) | 1991-09-12 |
Family
ID=11595021
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004845A Pending JPH03209638A (ja) | 1990-01-11 | 1990-01-11 | 光学ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03209638A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997022166A3 (de) * | 1995-12-14 | 1997-08-14 | Manfred Gabbert | Durchstimmbare, justierstabile halbleiterlaserlichtquelle sowie ein verfahren zur optisch stabilen, weitgehend kontinuierlichen durchstimmung von halbleiterlasern |
| WO1997030495A1 (en) * | 1996-02-13 | 1997-08-21 | Optical Corporation Of America | External cavity semiconductor laser with monolithic prism assembly |
-
1990
- 1990-01-11 JP JP2004845A patent/JPH03209638A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997022166A3 (de) * | 1995-12-14 | 1997-08-14 | Manfred Gabbert | Durchstimmbare, justierstabile halbleiterlaserlichtquelle sowie ein verfahren zur optisch stabilen, weitgehend kontinuierlichen durchstimmung von halbleiterlasern |
| WO1997030495A1 (en) * | 1996-02-13 | 1997-08-21 | Optical Corporation Of America | External cavity semiconductor laser with monolithic prism assembly |
| US6115401A (en) * | 1996-02-13 | 2000-09-05 | Corning Oca Corporation | External cavity semiconductor laser with monolithic prism assembly |
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