JPH04372733A - 光ピックアップ - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、光学的記録媒体に信
号を記録し、および／または記録された信号を再生する
ための光ピックアップに関し、特に小型軽量な光ピック
アップに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、光ディスクのような光学的記
録媒体（以下、光ディスクとする）に情報を記憶したり
、記憶されている情報を再生するための光ピックアップ
を小型軽量にする技術が提案されている。例えば、特開
平１−２２９４３７号公報には図５，６に示すような薄
膜化した光ピックアップが開示されている。以下、これ
らの図を参照して、従来の光ピックアップの構成を説明
する。

【０００３】この光ピックアップに用いられている半導
体レーザは、半導体基板上に受光素子および発光素子が
一体的に形成されている。即ち、図６に示すように、レ
ーザビームを発光する活性層１の中央部の両側には、そ
れぞれ２つの受光素子２ａ〜２ｄが形成されている。

【０００４】図５に示すように、半導体レーザの中央部
の活性層１から射出されたレーザビームは、ホログラム
回折格子３および集光レンズ５を介して光ディスク７の
トラックに集光される。そして、光ディスク７からの反
射光は、集光レンズ５を介してホログラム回折格子３に
入射する。このホログラム回折格子３は、非点收差を発
生させるように構成されており、ホログラム回折格子３
に入射した反射光は、前記受光素子２ａ〜２ｄに光スポ
ットを投射するように回折される。そして、これらの受
光素子２ａ〜２ｄで、光ディスクからの反射光を検出す
るようになっている。このように、受光素子を半導体レ
ーザと一体的に形成したために、これまで用いられてき
た光ピックアップより、小型軽量という点では有利なも
のとなっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記したように、半導
体基板上に受光素子および発光素子を一体的に設けるこ
とによって、光ピックアップをかなり小型軽量にするこ
とができる。しかし、光ディスクからの反射光の受光を
半導体レーザ構造の活性層部で行うために、以下の問題
点があげられる。一般に半導体レーザの活性層は、モー
ド制御の関係からあまり厚くすることはできず、通常０
．０３〜０．０７μｍ　程度である。これに対して、受
光素子における光ディスクからの反射光のスポットサイ
ズは、光学系の設計によるが直径２０〜３０μｍ　程度
である。すなわち、受光面の面積がスポットサイズに対
して極めて小さいので、受光効率が悪くなる。また、こ
れに伴いＳ／Ｎ比も悪くなってしまい光ディスクからの
反射光を受光した際の信号の検出が困難となる。この発
明は、受光効率およびＳ／Ｎ比の低下が生じることのな
い、小型軽量な光ピックアップを提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段、作用】前記課題を解決す
るために、本発明の光ピックアップは、半導体レーザと
、この半導体レーザから射出されたレーザビームを光学
的記録媒体面上に微小スポットで集光させると共に、こ
の光学的記録媒体面上からの反射光を異なる方向に回折
させる光学系と、前記半導体レーザが形成された基板と
同一の基板上に形成された受光素子と、前記異なる方向
に回折された反射光を受光素子に導くように前記基板上
に形成された光導波路と、を有することを特徴としてい
る。

【０００７】

【実施例】以下、本発明の実施例を添付図面に沿って具
体的に説明する。

【０００８】まず、図１を参照して本発明に係る光ピッ
クアップの全体の構成の概略を説明する。受発光ユニッ
ト１０から射出されたレーザビームは、ホログラム回折
格子４０を介して集光レンズ５に入射し、光ディスク７
のトラックに集光される。そして光ディスクからの反射
光は、集光レンズ５を介してホログラム回折格子４０に
入射し、受発光ユニット１０の端面両側にそれぞれ反射
光スポットを投射するように回折される。

【０００９】図２は、図１に示した受発光ユニット１０
の詳細を示す斜視図であり、図３はその側面図である。 以下、図２、３を参照して受発光ユニット１０の構成を
詳細に説明する。

【００１０】矩形の半絶縁性　ＧａＡｓ　基板１１の中
央前端部には、半導体レーザ１５が設けられている。こ
の半導体レーザ１５は、　ＧａＡｓ　基板１１上に、下
から順に、ｎ−ＧａＡｓ層１５ａ、ｎ−ＧａＡｌＡｓ層
１５ｂ、ｎ−ＧａＡｓ層（活性層）１５ｃ、Ｐ−ＧａＡ
ｌＡｓ層１５ｄ、Ｐ−ＧａＡｓ層１５ｅを積層して構成
されている。半導体レーザ１５の両側の　ＧａＡｓ　基
板１１上には、それぞれ前部から中央部に渡ってＳｉＯ
２膜（バッフア層）１２ａ，１２ｂが形成されており、
　ＧａＡｓ　基板１１上の後部両側には、それぞれ以下
に述べる導波層を伝搬してきた導波光を受光するＧａＡ
ｓＦＥＴ　（受光素子）１３ａ，１３ｂが形成されてい
る。そしてこれらのバッフア層１２ａ，１２ｂおよびＧ
ａＡｓＦＥＴ１３ａ，１３ｂ上には、これらを覆うよう
にしてＳｉＮ　膜（導波層）１６ａ，１６ｂが形成され
ている。これらの導波層１６ａ，１６ｂは、その表面が
図３に示すように、前部から後部に向かい緩やかなテー
パ状を成すように構成されている。前述したホログラム
回折格子４０からの回折光は、導波層１６ａ，１６ｂの
前端部（受光端面部）１７ａ，１７ｂで受光される。従
来例で述べたように、受発光ユニット１０に戻る光のス
ポット径は、２０〜３０μｍ　程度であり、一方、導波
層の膜厚は２〜５μｍ　であるため、スポット全域をカ
バーすることはできないものの、従来例に比べればはる
かに光ディスク７からの反射光を高効率で受光すること
ができる。

【００１１】導波層１６ａ，１６ｂの屈折率は、空気お
よびバッフア層１２ａ，１２ｂのそれよりも高く設定さ
れており、導波層内に入射した光は、空気側およびバッ
フア層側の端面で全反射されながら導波層内を伝搬して
行く。前述したように、導波層１６ａ，１６ｂには緩や
かなテーパがつけられており、受光素子１３ａ，１３ｂ
の上部の膜厚は、導波層前端部の膜厚に比べ薄くなって
いる。

【００１２】図３において、膜厚の異なる部分における
電界分布の変化する様子を示してある。導波層の膜厚が
薄くなるにつれて中心の電界強度が強くなり、かつ導波
層外への染み出しも大きくなる。従って、受光素子１３
ａ，１３ｂ上を通過する際の受光素子表面の電界強度も
強くなり、受光素子において効率的な受光を達成するこ
とができる。この場合、導波光が進行するにつれて膜厚
が変化すると導波モード移行による損失が生じるが、導
波層のテーパを膜厚に比して十分に長く緩やかに設定し
ておけばこの損失は実際上無視することができる。

【００１３】ホログラム回折格子４０には、参照波を当
てることにより、スポット状の再生像およびこれと共役
な像が現れるような格子状のパターンが記録されている
。そして、ホログラム回折格子４０は、スポット状の像
が前記受光端面部１７ａ，１７ｂに投射されるように配
置されている。

【００１４】次に、この光ピックアップの動作について
説明する。半導体レーザ１５の活性層１５ｃから射出さ
れたレーザビームは、ホログラム回折格子４０を介して
集光レンズ５に入射する。集光レンズ５に入射した光は
、光ディスク７のトラックに光スポットを投射するよう
に集光される。そして、光ディスク７からの反射光は集
光レンズ５を介してホログラム回折格子４０に入射する
。ホログラム回折格子４０に入射した光は、受光端面部
１７ａ，１７ｂに向けて回折され、導波層１６ａ，１６
ｂ内を伝搬して行く。この伝搬した光は、受光素子１３
ａ，１３ｂにおいて検出され、ここで検出された信号を
加算することにより、光ディスク７からの情報信号を得
ることができる。なお、フォーカスエラー信号およびト
ラッキングエラー信号については、別系統の光学系で検
出するように構成されており、図面においては、その光
学系については省略してある。

【００１５】図４は、本発明の第２の実施例を示す図で
ある。この実施例は前述した受発光ユニット１０の構成
を変えたものであり、その他の構成については同一であ
る。前記した実施例においては、導波層をテーパ状にし
て導波光を受光素子１３ａ，１３ｂに導いたが、この実
施例では２層の導波層を用いている。　ＧａＡｓ　基板
１１上には、下から順に、第２バッフア層３３、第２導
波層３８、第１バッフア層３２、第１導波層３７が積層
されている。なお、第１バッフア層３２の受光素子１３
ａが位置している部分については、その膜厚が薄く形成
されている。また、第１バッフア層３２および第２バッ
フア層３３は、導波層３７，３８に比べて低屈折率の材
料で構成されている。

【００１６】第１導波層３７の端面から入射したディス
ク反射光は、この導波層内を伝搬するが、受光素子１３
ａの上部において第１バッフア層３２が極めて薄くなっ
ているため、この部分で第１導波層３７、第２導波層３
８間のモード結合が起こり、第１導波層３７の導波光が
第２導波層３８へ移行する。そして、第２導波層３８の
エバネッセント波（染みだし波）が受光素子によって検
出される。この実施例では、２層の導波路を形成するた
めにプロセスが複雑になるが、導波層をテーパ状に加工
する必要はなくなる。

【００１７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では、光デ
ィスクからの反射光を受光する部分に光導波層を設け、
この光導波層を伝搬する光を受光素子で検出するように
構成している。このため、光ディスクからの反射光を受
光素子において高効率で受光でき、受光時にＳ／Ｎ比を
損なうこと無く信号を検出できる小型軽量な光ピックア
ップを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光ピックアップの全体の構成の概
略を示す斜視図である。

【図２】図１に示した光ピックアップにおける受発光ユ
ニットの構成を示す斜視図である。

【図３】図２に示した受発光ユニットの側面図である。

【図４】受発光ユニットの別の実施例を示す側面図であ
る。

【図５】従来の光ピックアップの全体の構成の概略を示
す図である。

【図６】図５に示した光ピックアップにおける受発光ユ
ニットの構成を示す斜視図である。

【符号の説明】

１０…受発光ユニット、１２ａ，１２ｂ…バッフア層、
１３ａ，１３ｂ…受光素子、１５…半導体レーザ、１６
ａ，１６ｂ…導波層、１７ａ，１７ｂ…受光端面部、４
０…ホログラム回折格子。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　半導体レーザと、この半導体レーザか
   ら射出されたレーザビームを光学的記録媒体面上に微小
   スポットで集光させると共に、この光学的記録媒体面上
   からの反射光を異なる方向に回折させる光学系と、前記
   半導体レーザが形成された基板と同一の基板上に形成さ
   れた受光素子と、前記異なる方向に回折された反射光を
   受光素子に導くように前記基板上に形成された光導波路
   と、を有することを特徴とする光ピックアップ。