JPH0823135A

JPH0823135A - 光学装置

Info

Publication number: JPH0823135A
Application number: JP15479794A
Authority: JP
Inventors: Masato Doi; 正人土居; Kenji Sawara; 健志佐原; Hironobu Narui; 啓修成井
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1994-07-06
Filing date: 1994-07-06
Publication date: 1996-01-23

Abstract

(57)【要約】【目的】光ピックアップ等に適用される光学装置の高
い位置精度をもって構成の簡潔化、小型化、更に作製の
容易化を図る。【構成】発光部１６とこの発光部１６の直上あるいは
直下に位置する受光部２１とが同一基板上１２に近接し
て配置され、発光部１６の水平共振器端面２３Ａから出
射した光Ｌ_Fの被照射部から水平共振器端面２３Ａに向
かう戻り光Ｌ_Rを受光部２１によって共焦点近傍で受光
検出する構成とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、発光部からの光を光記
録媒体例えば光ディスク、光磁気ディスク等の被照射部
に照射し、これよりの反対による戻り光を受光検出する
場合に適用して好適な光学装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の光学装置、いわゆるコンパクトデ
ィスク（ＣＤ）プレーヤ等の光ディスクドライブや光磁
気ディスクドライブの光ピックアップ部では、グレーテ
ィングやビームスプリッタ等の各光学部品を個別に組み
立てるため装置全体の構成が複雑且つ大きくなり、ま
た、基板上にハイブリッドで組み立てる場合に光学的な
配置設定に際して厳しいアライメント精度を必要として
いた。

【０００３】また、光ピックアップ部における光学系で
は、発光部に必ず光が戻るため、戻り光を検出するに
は、光をビームスプリッタやホログラムなどで分割する
必要がある。そのため受光部が受ける光量が減少すると
いう不都合が生じる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、光ピックア
ップ部等の光学装置において、その光学部品点数の削減
及び光学的な配置設定に際してのアライメントの簡単化
を可能にし、装置全体の簡素化、小型化を図り、また作
製を容易にし、さらに、受光部に戻る光の割合を大きく
して低消費電力化を図り、フォーカス信号検出をも可能
となるようにしたものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】第１の本発明に係る光学
装置は、発光部１６（ＬＤ）とこの発光部１６（ＬＤ）
の直上あるいは直下に位置する受光部２１（ＰＤ）とが
同一の基板１２上に近接して配置され、発光部１６（Ｌ
Ｄ）の水平共振器端面２３Ａから出射した光の被照射部
２から上記水平共振器端面２３Ａに向かう戻り光Ｌ_Rを
受光部２１（ＰＤ）によって共焦点近傍で受光検出する
構成とする。

【０００６】第２の本発明は、第１の発明の光学装置に
おいて、受光部２１（ＰＤ）が結晶成長層の斜面３４を
含んで形成された構成とする。

【０００７】第３の本発明は、第１又は第２の発明の光
学装置において、受光部ＰＤ₃，ＰＤ₄が発光部ＬＤの
水平共振器方向に分離された構成とする。

【０００８】

【作用】第１の本発明に係る光学装置においては、発光
部１６（ＬＤ）とこの発光部１６（ＬＤ）の直上あるい
は直下に位置する受光部２１（ＰＤ）とを同一の基板１
２上に近接して配置し、発光部１６（ＬＤ）の水平共振
器端面２３Ａから出射した光Ｌ_Fの被照射部２から上記
水平共振器端面２３Ａに向かう戻り光Ｌ_Rを受光部２１
（ＰＤ）によって共焦点近傍で受光検出する構成とする
ことにより、光学装置を構成する光学部品点数を削減す
ることができると共に、装置全体の構成の簡潔化及び小
型化を図ることができる。

【０００９】そして、受光部２１（ＰＤ）が発光部１６
（ＬＤ）にして近接配置され、即ち、集束手段（光学レ
ンズ）３の共焦点位置にある発光部１６（ＬＤ）に対
し、その共焦点近傍位置に受光部２１（ＰＤ）が配置さ
れているので、相互の光学的位置関係が高精度に得ら
れ、また、発光部１６（ＬＤ）及び受光部２１（ＰＤ）
を一体化した構成であるので、光学部品のアライメント
が容易となる。また同一基板１２上に発光部１６（Ｌ
Ｄ）及び受光部２１（ＰＤ）をエピタキシーにより積層
形成して構成できるので、光学装置の作製が容易とな
る。

【００１０】第２の本発明においては、更に、受光部２
１（ＰＤ）が結晶成長層の斜面３４を含んで形成されて
いるので、発光部１６（ＬＤ）の水平共振器に平行な戻
り光に対する受光面積が大きくなり、従って、受光部２
１（ＰＤ）に戻る光の割合が大きくなり、光学装置の低
消費電力化が図れる。

【００１１】第３の本発明においては、更に、受光部Ｐ
Ｄ₃，ＰＤ₄を発光部ＬＤの水平共振器方向に分離して
形成することにより、フォーカス信号の検出を可能にす
る。

【００１２】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例を説明
する。

【００１３】先ず、本発明の理解を容易にするために、
図１３及び図１４を用いて面発光型の光学装置について
説明する。図において、１は光学素子、２は例えば光記
録媒体等の被照射部、３は集束手段即ち集光光学レンズ
を示す。

【００１４】光学素子１は、発光部４と受光部５とが共
通の基板６上に一体化されて成り、発光部４からの出射
光が、被照射部２に集束照射し、この被照射部２から反
射された戻り光が集束手段３によって集光され、集束手
段３の共焦点の近傍位置に配置された受光部５に受光さ
れるように構成される。この構成では発光部４からの光
が、被照射部２において反射される前及び後において、
その光軸を鎖線ａで示すように、互いに同軸の経路を通
過して受光部５において受光される構成とする。

【００１５】この光学素子１では、発光部４が水平共振
器を有する半導体レーザ８、反射鏡７で構成され、受光
部５がフォトダイオード（ＰＤ）で構成される。半導体
レーザ８は、これからの出射光を反射鏡７によって反射
させて被照射部２に向かう経路に一致させている。

【００１６】そして、受光部５に向かう戻り光Ｌ_Rは、
光回折限界（即ちレンズの回折限界）近傍まで集束させ
るものであり、受光部５はその少なくとも一部の受光面
が、この光回折限界内、すなわち発光部４からの出射光
の波長をλ、収束手段３の開口数をＮＡとするとき、受
光面の配置基準面Ｓを横切る発光部１からの出射光の光
軸ａからの距離が１．２２λ／ＮＡ以内の位置に設けら
れるようにする。

【００１７】また、この場合、図１３及び図１４に示す
ように、受光部５の受光面の配置基準面Ｓでの発光部４
の出射光の直径φ_sを、上記光回折限界の直径φ_dより
小とし、受光部５の有効受光面は、発光の直径φ_s外に
位置するようにする。ここで、発光部４の光源として半
導体レーザを用いると、その出射光の直径φ_sは、約１
〜２μｍ程度とすることができる。一方、収束手段３の
開口数ＮＡが例えば０．０９〜０．１、出射光の波長λ
が７８０ｎｍ程度の場合、回折限界すなわちφ _dは１．
２２λ／ＮＡ≒１０μｍ程度となる。

【００１８】そして、収束手段３の−の焦点位置に発光
部４を配置する。具体的には、この共焦点位置に配置し
た被照射部２の光記録媒体に照射すると、その照射光の
光記録媒体２から反射された戻り光、すなわち、記録情
報を含んで反射した戻り光が再び収束手段３によって集
光され、共焦点位置近傍に配置された受光部５のフォト
ダイオードに入射し、この戻り光が受光部５で受光検出
されるようになる。即ち、電気信号に変換され再生信号
として取り出される。

【００１９】このとき、受光部５のフォトダイオードの
受光面を、光軸ａからの距離がφ_s／２より大で少なく
ともφ_d／２以内になる領域を含む位置に配置すれば、
受光部４によって被照射部２からの戻り光を出射光と確
実に分離して検出することができるようになる。

【００２０】上述の光学素子１は、いわゆる半導体レー
ザ８からのレーザ光を基板６の面に垂直な方向に出射す
るいわゆる面発光型に構成されている。

【００２１】ところで、このような光学素子では、構造
をより単純化し、容易に製造できることが望まれる。

【００２２】しかして、本発明においては、上述の光学
素子として、面発光でない新規な構造の光学素子、即ち
単純には発光部となるスラブ導波路を有する半導体レー
ザの直上あるいは直下に受光部となるフォトダイオード
を積層した光学素子を構成するものである。

【００２３】図１は、本発明に係る光学素子の一例を示
す。本例に係る光学素子１１は、第１導電型例えばｎ型
の｛１００｝結晶面を主面とするＧａＡｓ基板１２上
に、例えばｎ型のＡｌＧａＡｓよりなる第１のクラッド
層１３、例えばｉ型ＧａＡｓ（真性ＧａＡｓ）よりなる
活性層１４及び第２導電型即ちｐ型のＡｌＧａＡｓより
なる第２のクラッド層１５をＭＯＣＶＤ等によるエピタ
キシーによって形成してなる発光部１６即ちいわゆるス
ラブ導波路の水平共振器を有する半導体レーザＬＤを形
成し、更に、ＭＯＣＶＤ等によるエピタキシーによって
この半導体レーザＬＤの直上に、この半導体レーザＬＤ
からの直接光を吸収する例えばｐ型ＧａＡｓよりなる光
吸収層１７を介して、ｐｎ接合面が半導体レーザＬＤの
水平共振器方向に平行となり且つ共振器端面２３Ａに臨
むように、Ｐ型のＧａＡｓよりなる第１の半導体層１９
及びｎ型のＧａＡｓよりなる第２の半導体層２０からな
る受光部２１即ちフォトダイオードＰＤを形成して構成
する。

【００２４】この光学素子１１では、その受光部２１で
あるフォトダイオードＰＤが、前述した収束手段３の共
焦点の近傍位置に配置されるように、半導体レーザＬＤ
の直上に近接して配置され、半導体レーザＬＤの共振器
端面２３Ａからの出射光Ｌ_Fが収束手段３、即ち集光光
学レンズを介してその共焦点位置に配された被照射部２
に照射され、之より反射された戻り光Ｌ_Rが同一光路を
通って半導体レーザＬＤの共振器端面２３Ａに向かい、
共振器端面２３Ａと同一の平面に臨むフォトダイオード
ＰＤに受光されるようになされる。

【００２５】そして、この場合も前述と同様に、受光部
２１に向かう戻り光Ｌ_Rは、光回折限界近傍まで収束さ
せるものであり、フォトダイオードＰＤはその少なくと
も端面に臨む受光面の一部が、この光回折限界内、即ち
発光部１６からの出射光の波長λ、収束手段３の開口数
をＮＡとするとき、出射光の光軸からの距離が１．２２
λ／ＮＡ以内の位置に設けられるようにする。発光部１
６の出射光Ｌ_Fの直径φ_sは、上記光回折限界の直径φ
_dより小とし、受光部２１の有効受光面は出射光Ｌ_Fの
直径φ_s外に位置する。

【００２６】この光学素子１１においては、その半導体
レーザＬＤの共振器端面２３Ａからの出射光Ｌ_Fが、図
示せざるも前述の図１３及び図１４と同様に収束手段３
を介して被照射部２の例えば光記録媒体に照射され、そ
の照射光の光記録媒体から反射された戻り光、すなわち
記録情報を含んで反射した戻り光Ｌ_Rが再び収束手段３
によって集光され、半導体レーザＬＤの共振器端面２３
Ａと同一の面内に臨む共焦点近傍に配されたフォトダイ
オードＰＤに入射し、受光検出される。即ち電気信号に
変換され再生信号として取り出される。

【００２７】上述の実施例に係る光学装置によれば、そ
の発光部１６の半導体レーザＬＤと受光部２１のフォト
ダイオードＰＤが同一のｎ型のＧａＡｓ基板１２上に積
層形成された光学素子１１を備えるので、光学装置を構
成する光学部品点数を削減することができ、装置全体の
構成の簡潔化及び小型化を図ることができる。

【００２８】そして、受光部２１のフォトダイオードＰ
Ｄが発光部の半導体レーザＬＤの直上に近接して、即ち
収束手段３の共焦点位置にある半導体レーザＬＤに対
し、その共焦点近傍位置に配置されているので、相互の
光学的位置関係が高精度に得られ、また、半導体レーザ
ＬＤ及びフォトダイオードＰＤを一体化した構成である
ので光学部品のアライメントが容易となる。

【００２９】また、同一のｎ型ＧａＡｓ基板１２上に、
順次ＭＯＣＶＤ等によるエピタキシーにて発光部１６の
半導体レーザＬＤ及び受光部２１のフォトダイオードＰ
Ｄを互の活性層１４及び接合面が平行するように形成
し、その共振器端面２３Ａからの出射光の被照射部２か
らの戻り光をフォトダイオードＰＤの共振器端面２３Ａ
が臨む同一面上で受光する構成であるので、前述の光学
素子１に比べて光学素子の作製が容易となる。

【００３０】図２は本発明に係る光学素子の他の例を示
す。本例に係る光学素子２５は、上例と同様に、第１導
電型例えばｎ型の｛１００｝結晶面を主面とするＧａＡ
ｓ基板１２上に、例えばｎ型のＡｌＧａＡｓよりなる第
１のクラッド層１３、例えばｉ型のＧａＡｓよりなる活
性層１４及び第２導電型即ちｐ型のＡｌＧａＡｓよりな
る第２のクラッド層１５からなる発光部１６即ち水平共
振器を有する半導体レーザＬＤを形成し、この半導体レ
ーザＬＤ上に例えばｐ型のＧａＡｓよりなる光吸収層１
７を形成すると共に、更に例えばｎ型のＡｌＧａＡｓよ
りなる第１の半導体層２６、ｉ型のＧａＡｓよりなる第
２の半導体層２７及びｐ型のＡｌＧａＡｓよりなる第３
の半導体層２８からなる受光部２９即ちダブルヘテロ構
造のｎｉｐ型フォトダイオードＰＤを積層形成して構成
する。

【００３１】半導体レーザＬＤの各層１３，１４，１
５、光吸収層１７及びフォトダイオードＰＤの各層２
６，２７，２８は、前述と同様に、ＭＯＣＶＤ等のエピ
タキシーにて形成される。フォトダイオードＰＤは、そ
の接合面が半導体レーザＬＤの水平共振器方向と平行と
なり、且つその接合端面が半導体レーザＬＤの共振器端
面２３Ａと同じ平面上に臨むように形成され、その接合
面が臨む面が受光面となる。

【００３２】そして、この場合も上例と同様にフォトダ
イオードＰＤの少なくとも一部の受光面が戻り光Ｌ_Rの
光回折限界内に位置するように設けられる。従って、こ
のフォトダイオードＰＤは収束手段３の共焦点の近傍に
配される。

【００３３】かかる構成の光学素子２５は、図１と同様
の作用効果を有すると共に、更に、フォトダイオードＰ
Ｄがダブルヘテロ構造であるので、戻り光Ｌ_Rがこのフ
ォトダイオードＰＤのスラブ導波路、即ち層２７に平行
に入射され、効率良く受光することができる。

【００３４】尚、図１及び図２の実施例では、発光部の
半導体レーザＬＤの直上に受光部のフォトダイオードＰ
Ｄを近接配置した構成としたが、半導体レーザＬＤの直
下にフォトダイオードＰＤを近接配置した構成とするこ
ともできる。

【００３５】さらに半導体レーザＬＤの直上及び直下に
対称的にフォトダイオードＰＤを近接配置した構成とす
ることもできる。このときには、戻り光の対称性を検出
できる。

【００３６】一方、図１及び図２の光学素子１１及び２
５では、戻り光Ｌ_RがフォトダイオードＰＤの受光面に
平行に入射する構造のため、受光面積が小さい。そこ
で、受光面積を大きくした実施例を図３にその製法と共
に示す。

【００３７】本例においては、先ず、図３Ａに示すよう
に、第１導電型例えばｎ型の｛１００｝結晶面を主面と
するＧａＡｓ基板１２上に、半導体レーザを構成する各
半導体層をエピタキシャル成長する。すなわち、例えば
順次基板１２と同等電型即ちｎ型のＡｌＧａＡｓよりな
る第１のクラッド層１３、例えばｉ型のＧａＡｓよりな
る活性層１４、ｐ型のＡｌＧａＡｓよりなる第２のクラ
ッド層１５を順次ＭＯＣＶＤ等によってエピタキシー
し、更に続けてその上に、ｐ型のＧａＡｓよりなる光吸
収層１７をエピタキシーした積層半導体層１８を構成す
る。

【００３８】次に、図３Ｂに示すように、光吸収層１７
の表面の一部にマスク層３１例えばＳｉＯ₂、ＳｉＮ等
の絶縁膜を選択的に被着形成する。

【００３９】次に、図３Ｃに示すように、マスク層３１
によって覆われていない光吸収層１７上に、例えばｎ型
のＧａＡｓによる第１の半導体層３２を選択的にＭＯＣ
ＶＤによって形成し、続いてその上に例えばｐ型のＧａ
Ａｓによる第２の半導体層３３を選択的にＭＯＣＶＤに
よって形成し、第１および第２の半導体層３２及び３３
によって受光部となるフォトダイオードＰＤを形成す
る。

【００４０】このＭＯＣＶＤによる結晶成長ではマスク
層３１の覆われない表面のみに選択成長するが、図３Ｃ
に示すように、マスク層３１との境界で斜面３４が形成
される。特に条件によって斜面上に成長面を形成でき
る。例えば｛１００｝結晶面の主面に対して紙面と垂直
の〈０１１〉結晶軸方向にマスク層３１を形成すれば、
斜面３４は｛１１１｝Ａ面となる。従って、この斜面３
４に平行にｐｎ接合が形成されたフォトダイオードＰＤ
が形成される。

【００４１】次に、劈開あるいはＲＩＥ（反応性イオン
エッチング）等によって共振器端面２３Ａ及び２３Ｂを
形成し、両端面２３Ａ及び２３Ｂ間に半導体レーザＬＤ
の水平共振器を形成する。

【００４２】このようにして、図３Ｄに示すように、半
導体レーザＬＤの直上に光吸収層１７を介して共振器端
面２３Ａに対して接合面が傾斜したフォトダイオードＰ
Ｄが近接配置された目的の光学素子３６を得る。

【００４３】かかる光学素子３６によれば、半導体レー
ザＬＤ上に、斜面３４に平行なｐｎ接合面を有するフォ
トダイオードＰＤが結晶成長で一体に形成されるので、
この斜面３４のフォトダイオードＰＤにより、受光面積
を数μｍ程度の大きさに形成することができ、戻り光Ｌ
_R即ち光回折限界の８〜１０μｍの光スポットを効率良
く受光することができる。

【００４４】この光学素子３６においても、上例と同様
に、光学装置を構成する光学部品点数の削減、装置全体
の構成の簡潔化及び小型化が図れること、光学部品のア
ライメントが容易となること、この種の光学素子の作製
が容易になること、等の作用効果を奏するものである。

【００４５】図４は本発明に係る光学素子の他の実施例
を示す。図５〜図７はその製造工程を示す。

【００４６】本例においては、図５Ａに示すように、前
述の図３Ａ及び図３Ｂと同様に、第１導電型例えばｎ型
の｛１００｝結晶面を主面とするＧａＡｓ基板１２上
に、半導体レーザを構成する各半導体層、即ち例えばｎ
型のＡｌＧａＡｓよりなる第１のクラッド層１３、例え
ばｉ型のＧａＡｓよりなる活性層１４、例えばｐ型のＡ
ｌＧａＡｓよりなる第２のクラッド層１５を順次ＭＯＣ
ＶＤ等によってエピタキシーし、更に、続けてその上
に、ｐ型のＧａＡｓよりなる光吸収層１７をエピタキシ
ーした積層半導体層１８を形成する。そして、光吸収層
１７の表面の一部に例えばＳｉＯ₂、ＳｉＮ等の絶縁膜
よりなるマスク層３１を選択的に被着形成する。

【００４７】次に、図５Ｂに示すように、前述の図３Ｃ
と同様に、マスク層３１によって覆われていないｐ型Ｇ
ａＡｓよりなる光吸収層１７上に例えばｎ型のＧａＡｓ
よりなる第１の半導体層３２及びｐ型のＧａＡｓよりな
る第２の半導体層３３を順次選択的にＭＯＣＶＤによっ
て形成し、受光面となる斜面３４を有する第１のフォト
ダイオードＰＤ₁を形成する。

【００４８】次に、図６Ｃに示すように、フォトダイオ
ードＰＤ₁の構成部を覆うように選択的に例えばフォト
レジストによるマスク層３９を形成し、このマスク層３
９を介して積層半導体層１８を、ｎ型ＧａＡｓ基板１２
に達するように例えばＲＩＥにて選択的にエッチング除
去する。このエッチング面を一方の共振器端面２３Ａと
する。またこれと対向する面に他方の共振器端面２３Ｂ
を形成する。この両端面２３Ａ及び２３Ｂ間に半導体レ
ーザＬＤの水平共振器を形成する。

【００４９】次に、図６Ｄに示すようにフォトダイオー
ドＰＤ₁及び半導体レーザＬＤの構成部を覆い、且つ一
方の共振器端面２３Ａから一部基板１２表面に跨がるよ
うにして選択的に例えば、ＳｉＯ₂，ＳｉＮ等の絶縁膜
４０を被着形成した後、図７Ｅを示すように、絶縁膜４
０をマスクに絶縁膜４０の被着されていない部分のｎ型
ＧａＡｓ基板１２を例えばウェットエッチング法により
深さ方向に選択エッチングする。

【００５０】次に、図７Ｆに示すように基板１２のエッ
チング除去された表面、即ち半導体レーザＬＤの共振器
端面２３Ａの下の面に例えば不純拡散によってｐ型領域
４１を形成し、このｐ型領域４１とｎ型基板１２とで第
２のフォトダイオードＰＤ₂を形成する。

【００５１】次いで、図４に示すように、半導体レーザ
ＬＤのｐ型の第２のクラッド層１５の一部、第１のフォ
トダイオードＰＤ₁のｎ型ＧａＡｓによる第１の半導体
層３２の一部が夫々臨むように選択エッチング処理を施
す。そして、ｎ型の第１の半導体層３２上及びｐ型の第
２の半導体層３３上に夫々第１のフォトダイオードＰＤ
₁のカソード電極４３及びアノード電極４４を形成し、
また、第２のクラッド層１５上に半導体レーザＬＤのア
ノード電極４５を、基板１２上のｐ型領域４１上に第２
のフォトダイオードＰＤ₂のアノード電極４６を、基板
１２の裏面に半導体レーザＬＤ及び第２のフォトダイオ
ードＰＤ₂の共通のカソード電極４７を夫々形成して、
目的の光学素子４９を構成する。

【００５２】かかる構成の光学素子４９によれば、半導
体レーザＬＤの直上に光回折限界内に位置して斜面３４
によって受光面積が大きくなった第１のフォトダイオー
ドＰＤ₁が形成されると共に、半導体レーザＬＤの共振
器端２３Ａの下に同様に光回折限界内に位置して第２の
フォトダイオードＰＤ₂が形成されているので、第１及
び第２のフォトダイオードＰＤ₁及びＰＤ₂によって、
合計の受光面積が増大し、戻り光Ｌ_Rを更に効率良く受
光することができ、光学素子の低消費電力化が図れる。
特に、この構成では、半導体レーザＬＤを挟んでその上
下に第１及び第２のフォトダイオードＰＤ₁及びＰＤ₂
が形成されるので、この両フォトダイオードＰＤ₁及び
ＰＤ₂によって、戻り光Ｌ_Rの対称性の検出も可能にな
る。

【００５３】この光学素子４９においても、上例と同様
に、光学装置を構成する光学部品点数の削減、装置全体
の構成の簡潔化及び小型化が図れること、光学部品のア
ライメントが容易になること、この種の光学素子の作製
が容易になること、等の作用効果を奏するものである。

【００５４】図８は、光ピックアップに不可欠な機能で
あるフォーカス信号の検出を可能にした本発明に係る光
学素子の他の実施例を示す。本例の光学素子は、前述の
図３Ｄの構成の光学素子３６において、更にフォトダイ
オードＰＤを半導体レーザＬＤの水平共振器方向に対し
て分離して複数のフォトダイオードを形成して構成する
ものである。

【００５５】即ち、本例の光学素子５８は、図８に示す
ように、第１導電型例えばｎ型の｛１００｝結晶面を主
面とするＧａＡｓ基板１２上に、ｎ型のＡｌＧａＡｓよ
りなる第１のクラッド層１３、ｉ型のＧａＡｓよりなる
活性層１４及びｐ型のＡｌＧａＡｓよりなる第２のクラ
ッド層１５からなる半導体レーザＬＤを形成し、この半
導体レーザＬＤ上にｐ型ＧａＡｓよりなる光吸収層１７
を介して選択成長による斜面３４に平行なｐｎ接合面を
有するフォトダイオードを構成すべきｎ型のＧａＡｓよ
りなる第１の半導体層３２及びｐ型のＧａＡｓよりなる
第２の半導体層３３を形成する。１７は斜面を有するよ
うに選択成長するために形成した絶縁膜である。

【００５６】そして、この第１及び第２の半導体層３２
及び３３を半導体レーザＬＤの水平共振器方向に関して
実質的に２分割するための溝、本例では電極取出しを可
能にするようにＬ字状の溝５１を選択エッチング等で形
成し、ここに溝５１を挟んで水平共振方向の前方に斜面
３４を受光面とする第１及び第２の半導体層３２及び３
３からなる第１のフォトダイオードＰＤ₃を、後方に活
性層１４に平行な受光面を有する第１及び第２の半導体
層３２及び３３からなる第２のフォトダイオードＰＤ₄
を形成する。

【００５７】また、半導体レーザＬＤのｐ型の第２のク
ラッド層１５の一部、フォトダイオードを構成するｎ型
の第１の半導体層３２の一部が夫々臨むように選択エッ
チング処理を施する。そして、ｐ型の第２の半導体層３
３の溝５１で分離された夫々の領域３３ａ及び３３ｂに
第１のフォトダイオードＰＤ₃のアノード電極５３及び
第２のフォトダイオードＰＤ₄のアノード電極５４を形
成し、また表面に臨むｎ型の第１の半導体層３２に第１
及び第２のフォトダイオードＰＤ₃及びＰＤ₄の共通の
カソード電極５５を形成し、さらに、表面に臨む半導体
レーザＬＤのｐ型の第２のクラッド層１５上とｎ型の基
板１２の裏面に夫々半導体レーザのアノード電極５６及
びカソード電極５７を形成し、目的の光学素子５８を構
成する。

【００５８】かかる構成の光学素子５８を光ピックアッ
プに適用した場合、図９に示すように、被照射部２例え
ば光ディスク２が、収束手段即ち集光光学レンズ３の焦
点位置に存するときは、光学素子５８の半導体レーザＬ
Ｄからの出射光Ｌ_Fが集光光学レンズ３を通して光ディ
スク２に照射し、その反射した戻り光Ｌ_Rは共焦点近傍
位置の第１のフォトダイオードＰＤ₃で強く受光され、
後方の第２のフォトダイオードＰＤ₄での受光は小さく
なる。

【００５９】次に、図１０に示すように、光ディスク２
が焦点位置からずれて光学素子５８より遠ざかる位置に
存するときは、戻り光Ｌ_Rが光学素子５８の手前で集光
され、之より発散された状態で光学素子５８に入射する
ので、光強度が弱くなり、従って前方の第１のフォトダ
イオードＰＤ₃での受光は弱く、また後方の第２のフォ
トダイオードＰＤ₄での受光も弱くなる。

【００６０】次に、図１１に示すように、光ディスク２
が焦点位置からずれて光学素子５８に近づく位置に存す
るときは、戻り光Ｌ_Rが光学素子５８の後方側で集光さ
れる状態で光学素子５８に入射されるので、前方の第１
のフォトダイオードＰＤ₃での受光は弱いも、後方の第
２のフォトダイオードＰＤ₄での受光は強くなる。

【００６１】従って、前方の共焦点近傍にある第１のフ
ォトダイオードＰＤ₃では、図１２Ａに示すように光デ
ィスクの反射面が焦点位置からずれると受光する光信号
が小さくなる。また後方の第２のフォトダイオードＰＤ
₄では、図１２Ｂに示すように、光ディスクが遠ざかる
とき戻り光を受光し、光信号が大きくなる。従ってこれ
ら第１及び第２のフォトダイオードＰＤ₃及びＰＤ₄の
特性を組合せることにより、図１２Ｃに示す特性（即ち
フォーカス信号）が得られ、これによってフォーカス信
号検出を行うことができる。

【００６２】この光学素子５８においても、上例と同様
に、光学装置を構成する光学部品点数の削減、装置全体
の構成の簡潔化及び小型化を図ることができること、光
学部品のアライメントが容易になること、この種の光学
素子の作製が容易になること、等の作用効果を奏する。

【００６３】なお、上述した各実施例では半導体レーザ
ＬＤをＧａＡｓ系で構成したが、その他ＡｌＧａＩｎＰ
系、ＡｌＧａＩｎＡｓＰ系等で構成することも可能であ
る。

【００６４】上述した各実施例の光学素子を用いた光学
装置を用いることにより、高い位置精度をもった小型の
光学ピックアップを提供できる。

【００６５】

【発明の効果】本発明に係る光学装置によれば、光学部
品点数を削減することができ、且つ光学部品のアライメ
ントを容易にし、高い位置精度をもって構成の簡素化を
図り、装置全体の小型化を図ることができる。また、順
次結晶成長で発光部及び受光部を同一の半導体基板上に
形成して構成できるので、製造を容易にすることができ
る。

【００６６】また、受光部を結晶成長層の斜面を含んで
形成するときには、受光面積が大きくなり、受光効率を
向上することができ、低消費電力化を可能にする。

【００６７】また、受光部を発光部の水平共振器方向に
分離して形成するときは、フォーカス信号の検出を行な
うことができる。

【００６８】従って、光ディスク、光磁気ディスク等の
光記録媒体に対する光ピックアップ装置として、高い位
置精度をもった小型の光ピックアップ装置を実現するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る光学素子の一例を示す構成図であ
る。

【図２】本発明に係る光学素子の他の例を示す構成図で
ある。

【図３】Ａ本発明に係る光学素子の更に他の例を示す
製造工程図である。Ｂ本発明に係る光学素子の更に他の例を示す製造工程
図である。Ｃ本発明に係る光学素子の更に他の例を示す製造工程
図である。Ｄ本発明に係る光学素子の更に他の例を示す製造工程
図である。

【図４】本発明に係る光学素子の更に他の例を示す構成
図である。

【図５】Ａ図４の光学素子の製造工程図である。Ｂ図４の光学素子の製造工程図である。

【図６】Ｃ図４の光学素子の製造工程図である。Ｄ図４の光学素子の製造工程図である。

【図７】Ｅ図４の光学素子の製造工程図である。Ｆ図４の光学素子の製造工程図である。

【図８】本発明に係る光学素子の更に他の例を示す構成
図である。

【図９】Ａ光ディスクが焦点位置に存するときの光学
素子における受光状態を示す説明図である。Ｂ受光状態を示す拡大図である。

【図１０】Ａ光ディスクが遠くにずれたときの光学素
子における受光状態を示す説明図である。Ｂ受光状態の拡大図である。

【図１１】Ａ光ディスクが近くにずれたときの光学素
子における受光状態を示す説明図である。Ｂ受光状態の拡大図である。

【図１２】Ａ第１のフォトダイオードＰＤ₃の受光特
性を示す特性図である。Ｂ第２のフォトダイオードＰＤ₄の受光特性を示す特
性図である。Ｃ図１２Ａ及びＢを組合せたときのフォーカス信号の
特性図である。

【図１３】本発明の説明に供する光学装置の先行技術の
構成図である。

【図１４】本発明の説明に供する光学装置の基本的構成
の説明図である。

【符号の説明】

１，１１，２５，３６，４９，５８光学素子２被照射部３収束手段４発光部５受光部６基板７反射鏡８半導体レーザ１２基板１３第１のクラッド層１４活性層１５第２のクラッド層１６発光部ＬＤ半導体レーザ１７光吸収層２１，２９受光部２３Ａ，２３Ｂ共振器端面ＰＤ，ＰＤ₁，ＰＤ₂，ＰＤ₃，ＰＤ₄ フォトダイオ
ード３４斜面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発光部と該発光部の直上あるいは直下に
位置する受光部とが同一の基板上に近接して配置され、
前記発光部の水平共振器端面から出射した光の被照射部
から前記水平共振器端面に向かう戻り光を前記受光部に
よって共焦点近傍で受光検出することを特徴とする光学
装置。
【請求項２】前記受光部が結晶成長層の斜面を含んで
形成されて成ることを特徴とする請求項１に記載の光学
装置。
【請求項３】前記受光部が前記発光部の水平共振器方
向に分離されて成ることを特徴とする請求項１又は２に
記載の光学装置。