JPH0440290Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本考案は半導体レーザ装置に関する。

(ロ) 従来の技術 現在、半導体レーザチツプは光フアイバ（情報
が光学的に読出し可能に記録されているデイス
ク）に対して利用される光学式ピツクアツプ装置
の光源として利用されている。

光学式ピツクアツプ装置として、第３図に示す
構造を有するものが知られている（例えば、実開
昭58−75342号公報参照）。図に於いて、半導体レ
ーザ１より出たレーザ光は回折格子２によつて回
折され、三つのビームP₀（主ビーム）、P₁，P₂（補
助ビーム）となつて、ビームスプリツタ（透過光
と反射光との比が同一のもの、或いは比が相違す
るもの）３、対物レンズ４を経てデイスクＤに入
射する。デイスクＤにて反射されたビームは反射
光P′₀，P′₁，P′₂となつて、元の光路を逆に戻り
（補助ビームP₁，P₂はデイスクに対して垂直では
なく若干角度をもつて入射するがこの角度は極め
て小さい為、反射光P′₁，P′₂は実質的に元の光路
を戻ると考えて良い）。対物レンズ４を経てビー
ムスプリツタ３に至る。ビームスプリツタ３にて
反射された反射ビーム（P′₀，P′₁，P′₂）は、凹
レンズ５、シリンドリカルレンズ６を経てフオト
センサ７に至る。フオトセンサ７は反射主ビーム
P′₀を受けるセンサ７ｃ、反射補助ビームP′₁を受
けるセンサ７ａ及び反射補助ビームP′₂を受ける
センサ７ｂより構成されている。そして、センサ
７ｃより情報信号及びフオーカスエラー信号が得
られ、またセンサ７ａ，７ｂの出力差としてラジ
アルエラー信号が得られることは、既に知られて
いる。

さて、第４図は、従来のピツクアツプ装置に於
けるラジアルエラー信号REの変化を示している。
ラジアルエラー信号REの直流成分はデイスクの
１回転に対応して変動し、この変動は面振れの大
きいデイスク程大きくなる。デイスクに記録され
ている曲を検索する等の特殊なデイスク再生を行
う場合、ラジアルエラー信号の直流成分RE，DC
の変動許容範囲は、直流成分の変動振幅をＡ、ラ
ジアルエラー信号の振幅をREp−ｐとすれば、
Ａ／REp−ｐ≦0.2を満足する必要がある。従来
のピツクアツプ装置は、必ずしも上記条件を満足
するものではなかつた。

上述したラジアルエラー信号の直流成分の変動
の原因は、ピツクアツプ装置より出力されるビー
ムの光軸のデイスクに対する垂直度が、特にデイ
スクのタンジエンシヤル方向に於いて、デイスク
の面振れに応じて１回転周期にて変動し、この垂
直度の変動に応じて、信号再生に必要なビームと
不要なビーム（迷光）との間に於いて生じる光の
干渉度合が変化することにあると考えられる。以
下、この点について、第５図を参照して更に詳述
する。

第５図に於いて、８は半導体レーザチツプを示
しており、このチツプ８はチツプ取付台（サブマ
ウント）９にロウ付け又は導電性接着剤にて固定
されている。チツプ８の放射点０より放射された
レーザビームP₀は、回折格子２により、そのま
ま直進する（回折を受けない）主ビームP₀と、
回折により生じる補助ビームP₁，P₂（±１次回折
光）に分かれて、デイスクに向う。デイスクにて
反射されたビーム（P₀′，P₁′，P₂′）は、その一
部が〔第３図に於いて示すビームスプリツタ３を
透過した分が〕回折格子２に戻る。これ等のビー
ムは回折格子２を経て、レーザチツプ８側に向
う。これ等のビームのうち、Ｘの光路をたどるビ
ーム〔P₀′（＋１），P₂′（０）〕はレーザチツプ
８の放射面Ｎ（この面は鏡面となつている）のＱ
点にて反射され、元の光路Ｘを戻る〔光路Ｘは放
射面（結晶へき開面）Ｎに対して垂直ではなく若
干の角度を持つているが、この角度は極めて小さ
い為、反射光は元の光路を戻ると考えて良い〕。
この反射戻り光（迷光）がビームP′₂と干渉を起
し、斯かる干渉を受けたビームP₂′がフオトセン
サ７ｂに向う為、このフオトセンサ７ｂの出力信
号Sbの直流成分に変動を生じる（第６図参照）。
第θ図に於いて横軸θは、対物レンズの光軸がデ
イスク面に対する垂直線に対してタンジエンシヤ
ル方向に於いてなす角度を示しており、出力信号
Sbの１波長が約1.3度となつている。

ここで、回折後のビームの光量について考える
と、０次回折光（回折を受けない光）と±１次回
折光の光量比は１：１／３〜１／８となる為、２
回以上回折を受けた光は、その光量レベルが小さ
く、干渉を考慮する必要がない。第５図に於い
て、ビームP₀′（＋１）は、デイスクからの反射
光P₀′の＋１次回折光であり、１回の回折を受け
たのみであるから、干渉に影響を及ぼす、ビーム
P₂′（０）は、レーザ光P₀が回折格子２を第６図
に於いて下から上に通過するとき生じた第１次回
折光P₂のデイスクによる反射光P₂′の０次光〔即
ち、回折格子２を上から下に通過するときに、回
折を受けずに直進した光〕であるから、同じく１
回の回折を受けたのみであり、干渉に影響を及ぼ
す。

尚、光路Ｙに向うビーム〔P₀′（−１）（ビー
ムP₀′の１次光）、P₁′（０）（ビームP₁′の０次
光）〕は、共に１回の回折を受けたビームである
が、第５図に示す如くレーザチツプ８に入射する
ことがないので、ビームP₁′に干渉が生じること
がない。それ故、ビームP₁′を受けるフオトセン
サ７ａの出力信号Saの直流成分の変動は第６図
に示す通り、小さくなつている。

以上の説明により、光路ＸのビームP₂′（０）
及びP₀′（＋１）がレーザチツプ８の放射面Ｎに
より反射した反射光が、ラジアルエラー信号〔フ
オトセンサ７ａ，７ｂの出力信号Sa，Sbの差〕
の直流成分の変動の原因となつていることが分
る。

そこで、レーザチツプ８の放射面Ｎでの反射を
防止するために第７図に示す如く放射面Ｎ上に低
光反射材料からなる膜２２を設ける構造が特願昭
60−157604号等で提案されている。

第７図中、１１はCuからなるステム、１２は
Si単結晶からなるヒートシンクであり、該ヒート
シンクは上記ステムの一主面上に熱的電気的に固
着されている。１３は半導体レーザチツプであ
り、該チツプはｐ型GaAS基板１４の一主面上に
ｐ型Ga1−XA1XAS（０＜Ｘ＜１）からなる第１
グラツド層１５、ノンドープGa1−YA1YAS（０
≦Ｙ＜Ｘ）からなる活性層１６、ｎ型Ga1−
XAlxASからなる第２グラツド層１７及びｎ型
GaASからなるキヤツプ層１８を順次積層してな
り、また放射面Ｎとなる端面はへき開により形成
され、そのへき開面上にはSiO₂等からなる保護
膜１９が形成されている。尚、上記基板及び各層
１５〜１８の層厚は夫々90μm，2μm，0.1μm，
1.5μm，2μmである。２２は放射点Ｏを除く放射
面Ｎ上に形成された膜であり、該膜は例えば黒色
シリコン樹脂等の低光反射材料からなる。２０，
２１は夫々基板１４の他主面及びキヤツプ層１８
表面に夫々形成されたオートミツク性の第１、第
２電極、２３は該第１電極２０をヒートシンク１
２上に固着するための導電性接着剤である。

斯る構成によれば、第７図において示す戻り光
P₂′（０）、P₀′（＋１）がレーザチツプ８の放射
面Ｎに入射した場合、反射防止膜２２により大部
分は吸収され一部は反射されても乱反射され、光
路Ｘを戻る量は極めて少なくなる。従つて、戻り
光P₀′（０）が放射面Ｎにて反射され、回折格子
２にて回折された後P₂′方向に向う光〔P₀′（０）
の放射面による反射光の１次回折光〕が、P₂′と
干渉を起すのみであり、フオトセンサ７ｂの出力
信号Sbの変動は第８図に示す如く大幅に低減さ
れることになる。

(ハ) 考案が解決しようとする問題点 然るに斯る構成では、膜２２は顕微鏡等を見な
がら手作業で付ける必要があるため生産歩留りが
悪く、また、上記膜２２は樹脂性であるため、高
温下でははがれや蒸発を生じ易く、信頼性に欠け
るという問題があつた。

(ニ) 問題点を解決するための手段 本考案はこのような点に鑑みて為されたもので
あつて、その特徴とするところは、１対の共振器
面を有する半導体レーザチツプと、一主面が金属
により黒色化されると共に該黒色化面と直交する
面に溝が形成された金属製ブロツクと、を備え、
上記半導体レーザチツプは上記金属製ブロツクの
溝内に、その放射点が該ブロツクの黒色化面と直
交する面より上方に位置するように配されたこと
にある。

(ホ) 作用 斯る構成によりラジアルエラー信号の直流成分
の変動が抑圧される。

(ヘ) 実施例 第１図は本考案の実施例を示し、３１は例えば
銅製のブロツク、３２は該ブロツクの一主面３１
ａ上に形成された黒色層であり、該層はクロムメ
ツキもしくはブロツク表面の酸化により形成でき
る。３３は溝部であり、該溝部は上記一主面３１
ａと直交する面３１ｂに形成される。尚、斯る溝
部３３は例えばレーザ加工により精度良く形成で
きる。３４はレーザチツプであり、該レーザチツ
プは上記溝部３３底面に導電性接着剤３５等によ
り固着される。尚、斯るレーザチツプ３４は第７
図で説明したものと同一であるので同一箇所には
同一番号を付し、説明を省略する。

斯る構成において、面３１ｂに対するレーザチ
ツプ３４の放射点Ｏの高さｈを50μmとし、かつ
黒色層３２表面からレーザチツプ３４の放射面Ｎ
までの距離を50μm〜150μmとするように上記溝
部３３を形成すると、通常の半導体レーザの出力
光の垂直方向の光拡がり角θは20°〜40°であるの
で、斯る出力光が溝部３３側壁３３ａにより遮断
されることはない。

また、戻り光P₂′（０）、P₀′（＋１）はブロツ
ク３１の黒色層３２によつて大部分は吸収される
ので光路Ｘを戻る量は極めて少なくなる。従つて
従来の構成と同様にフオトセンサ７の出力信号の
変動は大幅に低減される。

更に、斯る構成では戻り光を吸収する黒色層３
２はクロムもしくは酸化銅により形成されている
ため、高温下でもはがれや蒸発を生じない。

第２図にレーザチツプとして発振波長7900Åの
VSIS型レーザを用いた際の本実施例装置の寿命
試験結果（図中Ａ）及び放射面に黒色シリコン樹
脂を塗布した従来装置の寿命試験結果（図中Ｂ）
を示す。尚、斯る寿命試験は60℃の雰囲気中で
4mwの連続発振を行なつた際の駆動電流の経時
変化を調べたものである。

第２図より明らかな如く、従来装置では7000時
間を超えると駆動電流が急激に上昇するのに対し
て、本実施例装置では10000時間を超えても駆動
電流に変化は見受けられない。

(ト) 考案の効果 本考案は以上の説明から明らかなように、半導
体レーザチツプを金属製ブロツクの溝内に、その
放射点が該ブロツクの黒色化面と直交する面より
上方に位置するように配されているので、戻り光
の大部分がその黒色化面で吸収され、フオトセン
サの出力信号の変動は大幅に低減される。またそ
の戻り光を吸収するための黒色化面はブロツク表
面に形成されるので、その形成工程が従来に比し
て簡単なものとなると共に、この黒色化面は金属
により黒色化されているので、その寿命が長く、
信頼性の高い半導体レーザ装置が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例を示す断面図、第２図
は寿命特性を示す特性図、第３図は従来のピツク
アツプ装置を示す図、第４図は従来装置のラジア
ルエラー信号を示す図、第５図は干渉が起る原理
の説明に供する図、第６図は従来装置のフオトセ
ンサの出力信号の変化を示す図、第７図は改良さ
れた従来装置を示す断面図、第８図はフオトセン
サの出力変化を示す図である。 ３１……ブロツク、３２……黒色層、３３……
溝、３４……半導体レーザチツプ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １対の共振器面を有する半導体レーザチツプ
   と、一主面が金属により黒色化されると共に該黒
   色化面と直交する面に溝が形成された金属製ブロ
   ツクと、からなり、 上記半導体レーザチツプは上記金属製ブロツク
   の溝内に、その放射点が該ブロツクの黒色化面と
   直交する面より上方に位置するように配されたこ
   とを特徴とする半導体レーザ装置。