JPS5911548A - 光ピツクアツプ装置 - Google Patents

光ピツクアツプ装置

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Publication number
JPS5911548A
JPS5911548A JP57119772A JP11977282A JPS5911548A JP S5911548 A JPS5911548 A JP S5911548A JP 57119772 A JP57119772 A JP 57119772A JP 11977282 A JP11977282 A JP 11977282A JP S5911548 A JPS5911548 A JP S5911548A
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JP
Japan
Prior art keywords
light
light emitting
emitting point
laser
semiconductor laser
Prior art date
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Pending
Application number
JP57119772A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiaki Tsuyoshi
敏明 津吉
Seiji Yonezawa
米沢 成二
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP57119772A priority Critical patent/JPS5911548A/ja
Publication of JPS5911548A publication Critical patent/JPS5911548A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • 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
    • H01S5/06—Arrangements for controlling the laser output parameters, e.g. by operating on the active medium
    • H01S5/065—Mode locking; Mode suppression; Mode selection ; Self pulsating
    • H01S5/0656—Seeding, i.e. an additional light input is provided for controlling the laser modes, for example by back-reflecting light from an external optical component

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Semiconductor Lasers (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は単−縦モード半導体レーザを用いた光ピツクア
ップ装置に関するものである。
従来から、単−縦モード半導体レーザでは、素子端面か
ら放射でれた光が外部の反射面で反射して出射端面へ帰
還すると、一定電流でレーザ素子を駆動しても光出力が
変動し、信号再生などの場合にはこれが光雑音となって
良好な信号を検出することが困難となることが知られて
いる。
このため、光通信や光デイスク再生装置など半纏体レー
ザを光学情報処理に利用する場合には、帰還光による半
導体レーザ雑音の発生を防ぐために偏光分離などの手段
によって半導体レーザ素子へ極力光が戻らないようにし
ていた。しかし、帰還光量を完全に零にすることは実際
には不可能であり、また光学部品の精度、組立精度など
のばらつきによって半導体レーザへの帰還光量が出射光
量の0.1%程度になると、光雑音が急激に増加してし
まう。したがって半導体レーザへの帰還光量を極力少な
くして半導体レーザの光雑音を抑制する使用法は、部品
精度や組立精度が非常に厳しく々るという欠点があった
。
第1図(a)は従来の光デイスク再生用ピックアップ光
学系の基本構成を示したものである。半導体レーザ1の
発光点8から放射されたレーザ光をカップリング2で平
行光として、開光プリズム3および1/4波長板4を通
過させた後、絞りこみレンズ5によりディスク上の反射
面6上で光ス、jfット9に絞りこむ。この反射面から
の反射光は再び絞りこみレンズ5および1/4e長板4
を通過し、偏光プリズム3によって横にけりだされて光
検出器7に達して電気信号に変換される。
従来、この揮の光ピツクアップ装置では1/4波長板4
と偏光プリズム3の組みあわせによって、原理上はディ
スクからの反射光が半導体レーザへは戻らないようにし
ている。すなわち、第1図(b)に示す如く、直線偏光
している半導体レーザからの出射光は偏波面を1/4波
長板の結晶軸に対して45°の角度をなして入射させる
ことによシ、1/4波長板通過後のレーザ光は円偏光に
なる。
このレーザ光が反射面で反射し、再び1/4波長板を通
過すると、最初の偏光方向とは偏波面が90°回転した
直7腺lVなる。90°偏光方向が異なる光は偏光プリ
ズムを透過せずに反射するために、半導体レーザへは戻
らなくなる。しかし、光学部品の精度、組立精度または
光学的異方性(複屈折)などにより微少ではあるが発光
点8にレーザ光が帰還することは避けられない。たとえ
ば第1図(a)でディスクの反射面6からの反射光が偏
光プリズム3で光検出器7へ最大に導かれるように調整
したとき、光検出器側と半導体レーザへ分配でれる比率
を200対1、半導体レーザ1とカップリングレンズ2
の結合効率η、すなわち半導体レーザの前方に出射はれ
た全光量に対するカップリングレンズ通過後の光量比を
25%、反射面の反射率を80%そして、光ビームが絞
り込みレンズを往復する際の光効率を80%とすると、
半導体レーザの前方への出射光の0.08〜0.1%程
度の光が発光点8aへ戻ることになる。この程度の戻υ
光量によっても単−縦モード半導体レーザは光雑音を発
生して信号再生を妨害する。
本発明の目的は単−縦モード半導体レーザの光雑音の発
生を抑制し、良好なS/Nを有する光ピツクアップ装置
を提供することにある。
前述のとおシ、屈折率導波型の半導体レーザにおいては
、素子への帰還光量が光雑音レベルに密接に関係してい
る。
出願人がいろいろな半導体レーザで帰還光量と光雑音の
関係を詳しく測定したところ、雑音レベルは帰還光量に
対して単調増加ではなく、ある帰還光量においてピーク
をもつという事実を発見した。この−例を第2図に示す
。横軸は帰還光量率すなわち半導体レーザの端面あたり
の全出射光量に対する素子発光点への帰還光量の割合を
示す。
縦軸はレーザ光を光検出器で観測した場合、直流出力を
1とした時の帯域幅IHzあたりの相対雑音強度を表わ
す。言い換えれば相対雑音強度1o−1mとは10KH
2帯域幅で測定した場合のS/N90dBに相当する。
測定は500KJ4Zの帯域で、屈折率導波型の単−縦
モード半導体レーザを光出力3mW一定の1ま素子温度
を20C〜60Cまで変化させて行ない、第2図はその
時の最大雑音レベルをプロットしたものである。
この結果によれば、雑音のピークは帰還光量率が0.1
%付近にあり、これ以上帰還光量率を増加させると雑音
は逆に減少する。このため、帰還光量率を少々くするの
ではなく、1%以上まで増加させ、ピークの右側で半導
体レーザを使用することにより、雑音の発生を小さくす
ることができる。
第3図(a)および(b)に0.1%帰還および2%帰
還時に、横軸に温度をとった場合の相対雑音強度の変化
のようすを示す。2%程度の光帰還により雑音強度の変
動が0.1%帰還時に比べ10dB以上小さく彦9、雑
音低減に効果のあることがわかる。
この雑音の低減効果はレーザへ光帰還によってレーザ光
のコヒーレンシイが低下することによるものと考えられ
る。
以上のような光帰還によシ半導体レーザの光雑音を低減
させることを目的として、以前出願人はレーザ光を射出
された点と同一の発光点に戻す構造をもった光ピツクア
ップ装置を提案した。
本発明は、これに対し、通常2つの発光点をもつ半導体
レーザにおいて射出された発光点とは異なるもう一方の
発光点ヘビーザ光を注入することをt¥j徴としている
。なお注入光量は単一発光点あたりの全射出光量に対し
て1%相当以上が適当である。
以下、本発明の実施例を図面を用いて説明する。
第4図はレーザ光の発光点への注入を半透過鏡11aお
よび反射鏡13a、13b、および13cを用いて行な
っている実施例である。半導体レーザ1の一方の発光点
8aから射出されたレーザ光はコリメートレンズ2aに
より平行光となシ、半透過鏡11aに入射し、ディスク
の反射面6方向へ向かう光束と反射鏡13cへ向かう光
束に分けられる。ディスクの方向へ向かった光は、第1
図の従来のピックアップと同様に偏光プリズム3および
1/4波長板4を通過後、絞シこみレンズ5によりディ
スク6上で光スポット9を形成する。
ディスクからの反射光は再び1/4波長板を通過するこ
とによシ光の偏光方向が最初とは90’変化して主光検
出器7の方向へけりだされ、主光検出器によシディスク
上の情報が電気信号に変換される。一方、半透過鏡11
aにより反射鏡13cの方向へ反射てれた光束は、反射
鏡13c、13b。
13aの順にリレーされ、レンズ2bにより絞りこ°ま
れて、半導体レーザのもう一方の発光点8bに注入され
る。一方、発光点8bから射出されたレーザ光は、レン
ズ2bにより平行光となり、反射鏡13a、13b、1
3cによるリレーによって半透過鏡11aにより、レン
ズ2a方向とモニタ用光検出器12の方向への光束に分
離される。
レンズ2aに入射したレーザ光は絞りこまれて、発光点
8aに注入てれる。以上のように光学系を構成すること
により、発光点8aからのレーザ光を8bに、発光点8
bからのレーザ光を83に各各注入でき、レーザ雑音の
低減効果を得ることができる。ここで例えばレンズ2a
および2bと半導体レーザ1との結合効率が双方とも2
5%、半透過鏡の反射率と透過率が各々共に50%であ
る場合には、発光点8aおよび8bには各発光点の発光
光量に対して約12%程度の光が注入されることになる
。半透過鏡11aおよび反射鏡13a。
13b、13cの反射率を変化させることにより、注入
光量を変化させ、また、ディスクへの信号光量を増加さ
せることも可能であるが、注入光量は1%以上とするこ
とが必要である。
なおモニタ用光検出器12はレーザ1の発光量をモニタ
して光出力を一定に保つための自動出力制御(ADC)
用に用いるものである。
本実施例では比較的少ない部品構成によって実現でき、
かつ光の利用効率も比較的高くできるという利点がある
。
第5図は光学系を2枚の反射鏡13a、13b。
および半透過鏡11bおよび1/2波長板10などによ
って構成している実施例である。
発光点8aから射出されたレーザ光は第1図の光学系と
全く同様にディスク6で反射し、1/4波長板4によっ
て偏光方向が変化し、偏光プリズム3によって横にけり
だされる。この光束は半透過@llbに入射し、一部は
そのまま透過して主光検出器7へ導かれ、ディスク上の
情報が電気信号に変換される。一方、半透過鏡11bで
反射された光束は1/2波長板10によって光の偏光方
向を90°変化はせて、半導体レーザ1の偏光方向と同
じ方向に戻している。1/2波長板10を通過後の光束
は反射鏡13b、13aによりリレーされてレンズ2b
により発光点8bに注入される。一方、発光点8bから
の光は、これと全く逆の経路、すなわち、発光点8b→
レンズ2b→反射鏡13 a、13b−=1/2彼長板
10→半透過鏡→偏光プリズム→1/4波長板4→絞り
こみレンズ5→反射面6→絞シこみレンズ5→絞りこみ
レンズ4→偏光プリズム3→レンズ2aを経て発光点8
aへ注入される。
ここでレーザ1とレンズ2aおよび2bの結合効率を2
5%、半透過鏡11bの透過率と反射率のが各々50%
、ディスクの反射率を80%、絞シこみレンズ5を光束
が往復する際の効率を80%とすると、発光点8aおよ
び8bには約8%程度の光が注入きれる。なお、半透過
鏡11bの透過率と反射率の比を変化させることにより
、注入光量と信号光量の比を変化させることも可能であ
る。また1/4波長板4の結晶軸と入射光の偏波面のな
す角を正規の45°からずらすことにより、発光点8a
からの射出光を発光点8aと8b、発光点8bからの射
出光を発光点8bと8aにそれぞれ撮り分けて注入する
ことも可能である。しかしいずれの場合も各発光点への
注入光量は発光点の発光量に対して1%以上とすること
が望ましい。
本実施例では第4図の実施例に比べて、注入光の通る光
路長を長くとることができるため、注入光量が比較的少
なくてもレーザ光のコヒーレンシイが低下しやすぐなり
、雑音の低減効果がより著しく彦るという利点がある。
第6図は、偏光素子を用いず、2つの半透過プリズムl
la、llbと2つの反射鏡13a。
13bなどにより光学系を構成した実施例を示す。
発光点8aからの光は、発光点8a→レンズ2a→半透
過fJ11a→絞りこみレンズ5→ディスク6→絞りこ
みレンズ5→半透過鏡11a→牛透過鏡11b→反射鏡
13b、13a→レンズ2bを経て発光点8bに注入さ
れる。なお同時に発光点8aからの光は半透過鏡11a
によって発光点8aに帰還されるものおよび半透過鏡1
1bにより主光検出器7に導かれるものもある。一方、
発光点8bからのレーザ光は逆の経路を経て一部は発光
点8aに注入され、他の一部は主光検出器7に導かれ、
また他の一部は発光点8bK帰還される。
ここで半透過鏡11aおよびllbの透過率と反射率が
等しく各々50%、他の光学系の光効率は第5図の実施
例の場合と等しいものとすると、発光点8aから射出は
れた光の約2%が発光点8bに注入きれ、約4%が発光
点8aに帰還される。一方、発光点8bから射出された
光の約2%が発光点8aに注入され約1%が発光点8b
に帰還される。したがって双方の発光点の発光量が等し
いと仮定し、各々の発光点へ注入される光量を加えあわ
せると発光点8aには約6%、発光点8bには約3%相
当の光量が注入される。
本実施例では偏光素子を用いていない為、ディスクの複
屈折性によるレーザへの注入光量の変動や、光検出器へ
の信号光蓋の変動を受けにくいという利点を有する。
本発明は、以上説明したように光ピツクアップ装置にお
いて、光源の半導体レーザの片方または両方の発光点か
ら射出されたレーザ光を射出された発光点とは異なるも
う一方の発光点へ注入させること罠より、半導体レーザ
のコヒーレンシイヲ低下させることができるため、半導
体レーザの光雑音を抑制させ、その結果、ディスクより
良質な信号を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)(b)は従来の光ピツクアップの構成を説
明する図、第2図は半導体レーザへの帰還光量とレーザ
雑音レベルの関係を示す図、第3図(a)(b)は光帰
還による雑晋低減効果を示す図、第4図、第5図、第6
図は本発明の実施例を示す図である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、互いに反対方向にレーザ光を射出する2つの発光点
    を有する単−縦モード半導体レーザと、該半導体レーザ
    からの、少なくとも一方の光ビームを光分配素子を介し
    て所定の反射面上に絞りこむ光学手段と、上記反射面か
    らの反射光を上記光分配素子を介して受光する光検出器
    とからなる光ピツクアップ装置において、上記半導体レ
    ーザの少なくとも一方の発光点から射出されたレーザ光
    を、所定光量だけ射出された発光点とは異なるもう一方
    の発光点へ注入する光注入手段を具備することを特徴と
    する光ピツクアップ装置。 2、上記光注入手段は、単一発光点からの全射出光量の
    1%以上の光量を上記発光点に注入する特許請求の範囲
    第1項記載の光ピツクアップ装置。
JP57119772A 1982-07-12 1982-07-12 光ピツクアツプ装置 Pending JPS5911548A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0593370A1 (en) * 1992-10-16 1994-04-20 Eastman Kodak Company Apparatus and method for laser noise cancellation in an optical storage system using a front facet monitor signal
WO1997032373A1 (de) * 1996-03-01 1997-09-04 Agfa-Gevaert Aktiengesellschaft Verfahren und vorrichtung zum betrieb einer laserdiode
WO1998001858A1 (en) * 1996-07-08 1998-01-15 Zen Research N.V. Apparatus and methods for providing non-coherent laser illumination for multi-track reading apparatus

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WO1998001858A1 (en) * 1996-07-08 1998-01-15 Zen Research N.V. Apparatus and methods for providing non-coherent laser illumination for multi-track reading apparatus

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