TW201250680A - Light source apparatus, optical pickup apparatus and recording apparatus - Google Patents

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TW201250680A
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TW
Taiwan
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soa
optical amplifier
semiconductor optical
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TW101113525A
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Michio Oka
Hiroshi Yoshida
Kenji Tanaka
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Sony Corp
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Description

201250680 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本技術係關於作為組合鎖模雷射與半導體光放大器之 MOPA(Master Oscillator Power Amplifier :主振盪器功率 放大器）之構成之光源裝置。再者關於使用ΜΟΡΑ作為對光 記錄媒體之記錄用光源之光學拾取裝置、及記錄裝置。 [先行技術文獻] [專利文獻] [非專利文獻1 ]
Applied Physics Express 3 (2010) 102501" Volumetric Optical Recording Using a 400nm All-Semiconductor Picosecond Laser", Shiori Tashiro, Yoshihiro Takemoto, Hisayuki Yamatsu, Takahiro Miura, Goro Fujita, Takashi Iwamura, Daisuke Ueda, Hiroshi Uchiyamal, KyungSung Yun2, Masaru Kuramoto3;4, Takao Miyajima3;4, Masao Ikeda3;4, and Hiroyuki Yokoyama4, Storage & Memory Business Development Division, Core Device Development Group, Sony 【先前技術】 作為實現例如數百MHz或數GHz之較高重複頻率之脈衝 雷射，已知有將MLLD(Mode Locked Laser Diode :亦稱為 鎖模雷射二極體）作為主雷射，且以SOA(Semiconductor Optical Amp ·半導體光放大器）放大調變其光輸出之 MOPA(Master Oscillator Power Amplifier:主振盪器功率 放大器）。 162034.doc 201250680 此處’以SOA放大調變來自主雷射之輸入光之構成，先 前主要被採用於光通訊系統之領域。 於光通訊中’輸入/輸出之光藉由光纖傳送。 此時，尤其在中繼（Trunk)通訊系統中，根據例如 ITU(International Telecommunication Union :國際電信聯 盟）等之通訊規格’使用單模光纖，因此，即使作為s〇A 之波導’亦多為其入射側以單模態設計者。從實際製品來 看，作為將半導體與光纖一體化封裝之半導體光放大器 (半導體放大模組），亦如下舉例之Alphion公司製品般與單 模光纖結合而成，藉此，半導體光放大器之波導亦為單模 態。 • http://www.sun-ins.com/lineup2/alphion/pdf-soa/8_alphion x-band_amplifier.pdf 關於對應利用此種單模光纖之輸入而將波導設計成單模 態之點’可從模態結合理論而明瞭（例如參照國分泰雄著 「光波光學」，共立出版）。 |Ein>= Σ iCi| Φ i>+Σ jDj|(J)j> · · •[式 1]
Ein係入射電場、φ i係半導體之輸入端波導之波導模 態、Φ〗係半導體之輸入端波導之放射模態，且 Ci=<Φ i|Ein> · . ·[式 2]
Di=<(|)j|Ein> · · ·[式 3] i，j係模態編號。 又，根據其之直線度，以下數式成立： <Φ i| Φ k>= δ ik · · ·[式 4] -4- 162034.doc 201250680 <φΐI k>= δ ik · · ·[式 5] <Φ i|(|)j>=0 · · ·[式 6] 此外， [數1] 〇 此處’本案申請人近年提出一種使用ΜΟΡΑ作為記錄用 光源之光記錄系統（例如參照上述非專利文獻丨）。 該非專利文獻1所提案之Μ〇ΡΑ係實現波長=4〇5 nm左 右、重複頻率=1 GHz左右、脈衝寬=4微微秒左右、且峰值 功率=100 W左右。 為進行確認’對使用光記錄系統之情形之ΜΟΡΑ之構 成，參照圖20加以說明。 圖 2〇2ΜΟΡΑ中’設置有MLLD 部 100、及 SOA 107。 MLLD部100具備：作為半導體雷射iMLLD ι〇1，及外部 共振器（聚光透鏡102、帶通濾波器1〇3、共振鏡1〇4)，且發 出特定重複頻率之脈衝雷射光（主雷射光）。 自MLLD部1〇〇之出射光藉由準直透鏡1〇5予以校準，且 由聚光透鏡106將該經校準之光聚光於s〇a 1〇7之入射端 (入射口）。SOA 107放大、調變經由聚光透鏡1〇6入射之雷 射光並輸出》該SOA 107中，來自MLLD部1〇〇之主雷射光 對應於記錄資料而經調變並輸出。 在此種光記錄系統所使用之ΜΟΡΑ中，作為SOA 107之 入射側波導之橫向模態（水平橫向波型），係與光通訊系統 162034.doc 201250680 領域同樣地以單模鲅設_本 早棋恶°又。十者。換言之，先前之SOA 107之 波導採用僅以單模態、即僅 卩值以基本模態進行波導之結構。 因此，先前之ΜΟΡΑ中，為有效率地進行單模光結合， 故以將MLLD 1()1之輸出波導與s〇A 1()7之輸人波導設為相 同尺寸（相同寬度）之方式設計。 【發明内容】 [發明所欲解決之問題] 然而’在實現如上述非專利文獻i所記載之M〇pA之較高 功率之光輸出之情形可知，尤其若為進行單模結合而將 MLLD 101之輸出波導與s〇A 1〇7之輸入波導之寬度設為相 同，貝ijSOA 107之輸出光之水平橫向之光強度分布並非單 峰’而為具有複數個峰值者。 圖21係顯示非專利文獻丨所記載2M〇pA中s〇A 1〇7之出 射側光束分佈之近視野像，圖22係顯示s〇A 1〇7之輸出光 之水平橫向之光強度分布（圖22A)、與s〇A 1〇7之出射側波 導之剖面結構（圖22B)之對應關係。 參照該等圖2 1及圖22可知，在非專利文獻！所記載之 ΜΟΡΑ之情形，作為S0A 1〇7之輸出光之水平橫向之光強 度分布，除中心峰值以外，於其外側並出現2個峰值，成 為3峰形態。 其之所以無法成為單峰特性，係由於光自S〇a 1 〇7内之 波導滲出所引起。 此點在圖22中’亦可從外側之2個峰值之位置產生在 SOA 107之出射側波導之外側部分而得知。 162034.doc 201250680 又，進而詳細調查亦判明，存在於波導中心之峰值之位 置會隨著時間而不穩定地變化。 此處，光記錄系統中，在取得良好之記錄性能上，理想 為該光點内之光量分布較少。此意味著s〇A 1〇7之輸出光 之強度分布理想為單峰特性。 此外，關於上述聲值位置變動之點，纟維持穩定之記錄 性能方面則不理想，故期望加以抑制。 本技術係鑒於上述問題點而完成者，其課題在於使 ΜΟΡΑ之出射光束單峰化，且藉由抑制其峰值位置之變 動，可獲得作為光學裝置之良好且穩定之性能。 [解決問題之技術手段] 為解決上述課題，作為本技術之光源裝置係以下述方式 構成。 即’本技術之光源裝置係利用M〇PA(Master Oscillator Power Amplifier :主振盪器功率放大器）者，該μόρα包含 以下而構成：鎖模雷射部，其包含外部共振器；及半導體 光放大器’其放大調變自該鎖模雷射部出射之雷射光；且 上述半導體光放大器之入射側波導之橫向寬度係以使該半 導體光放大器之入射側波導之水平橫向模態成為多模態之 方式設定。 此外上述光源裝置並具備；倍率轉換部，其以在上述半 導體光放大器之入射側光結合中選擇性激發基本模態之方 式’而轉換自上述鎖模雷射部向上述半導體光放大器之入 射光之倍率。 I62034.doc 201250680 如上所述之本技術中’半導體光放大器之入射側波導之 橫向寬度係以使該半導體光放大器之入射側波導之水平橫 向模態成為多模態之方式設定。換言之，將半導體光放大 器之入射側波導之橫向寬度設定為大於鎖模雷射之出射側 波導之橫向寬度。藉此’可增大由半導體光放大器之入射 侧波導寬度所規定之基本模態之光捕捉，且可使半導體光 放大器之單體發光時之輸出光強度分布單峰化。 再者本技術中’藉由上述倍率轉換部，在半導體光放大 器之入射側光結合中選擇性激發基本模態（單模態）。藉 此’可使最終作為ΜΟΡΑ整體而輸出光、即與鎖模雷射部 之光結合後之半導體光放大器之出射光之光強度分布成為 單峰特性。 又’如上所述，轉換來自鎖模雷射部之入射光之倍率會 擴大自鎖模雷射部向半導體光放大器之入射光之光點大 小’如此會減低半導體光放大器之波導之光密度。其結 果，亦可謀求對例如由下述之半導體光放大器之非線性光 學效果（自我相位調變）所引起之出射光束之峰值波動之抑 制。 [發明之效果] 根據如上所述之本技術，對ΜΜ〇ρΑ之光源裝置，可使 其出射光束單峰化，且抑制其峰值位置之變動，藉此，可 獲得作為光學裝置、尤其作為進行光記錄之記錄裝置之良 好且穩定之性能。 【實施方式】 162034.doc 201250680 以下’對本技術之實施形態加以說明。 另，說明按以下順序進行。 < 1 ·記錄裝置之整體構成〉 <2. ΜΟΡΑ之構成> < 3 _關於單峰化> <4.峰值位置之波動> <5.關於波面補償> <6.總結> <7.變形例> < 1.記錄裝置之整體構成> 圖1係顯示作為本技術之實施形態之記錄裝置（以下為記 錄裝置1)之内部構成。 圖1中’實施形態之記錄裝置1至少具備：主軸馬達 (SPM)2、對物透鏡3、準直透鏡4、MOPACMaster·
Oscillator Power AmpUfier :主振盪器功率放大器、驅動 部6、記錄處理部7、及控制器8。 記錄裝置1係至少可對圖中之光碟〇進行記錄之構成。此 處，光碟D係圓盤狀之光記錄媒體。光記錄媒體係指對應 於光之照射而進行資訊記錄、及記錄資訊之再生之記錄媒 體0 光碟D被裝填於記錄裝置i後’藉由主轴馬達2按 線速度固定控制等之特线轉控制方式而旋轉 作為用以對如此旋轉驅動之光碟〇進 及光源，至少具備對一準直透鏡4、及^ 162034.doc 201250680 此處’包含對物透鏡3與準直透鏡4之光學系統係搭載於 光學拾取裝置内。ΜΟΡΑ 5可搭載於上述光學拾取裝置 内，或亦可以僅將ΜΟΡΑ 5内之下述之SOA(Semiconductor Optical Amp:半導體光放大器）14搭載於光學拾取裝置内 之方式構成。 ΜΟΡΑ 5係基於來自驅動部6之驅動訊號而發出雷射光。 自ΜΟΡΑ 5出射之雷射光藉由準直透鏡4予以校準，並被導 入對物透鏡3。對物透鏡3將如此導入之雷射光聚光於光碟 D之記錄面。 對記錄處理部7輪入記錄資料。 記錄處理部7對記錄資料實施特定之記錄調變編碼化處 理，取得調變資料。 驅動部6輸入由記錄處理部7產生之調變資料，且根據該 調變資料產生之驅動訊號而驅動ΜΟΡΑ 5。作為ΜΟΡΑ 5之 驅動訊號，分別供給用以使下述之MLLD(Mode Locked Laser Diode :亦稱為鎖模雷射二極體）15發光之驅動訊 號、與用以在SOA 14中執行對應於調變資料序列之光放大 調變之驅動訊號。 控制器8由具備例如cPU(CentraI Processing Unit:中央 處理器）、ROM(Read Only Memory :唯讀記憶體）、及 RAM(Random Access Memory :隨機存取記憶體）等之微電 腦構成’對記錄裝置1整體進行控制。 例如進行對記錄處理部7之記錄開始之指示、及主轴馬 達2之旋轉開始/停止/加速/減速等之指示。此外，亦可對 162034.doc -10- 201250680 驅動部6進行控制。 < 2. ΜΟΡΑ之構成> 圖2係用以對實施形態之記錄裝置1所具備之μόρα 5之 内部構成加以說明之圖。 另’圖2中藉由俯視圖表示ΜΟΡΑ 5之内部構成。即，顯 示光帶方向之刮面狀態。 此外，圖2中亦一併顯示圖1所示之準直透鏡4。 圖示之ΜΟΡΑ 5中設置有：MLLD部10、準直透鏡11、變 形稜鏡（Anamorphic Prism)12、聚光透鏡 13、及 SOA14。 MLLD部1〇具有以下而構成：作為半導體雷射之MLLD 15;及外部共振器，其具備聚光透鏡16、帶通濾波器 (BPF)17、及共振鏡18。 藉由圖示之聚光透鏡16,使自MLLD 10之出射光聚光於 共振鏡18之反射面。 本例之情形中，設MLLD 10之出射光波長=403 nm左 右。 自MLLD部10之出射光係透過共振鏡18而取得，該出射 光以發散光之狀態入射至準直透鏡11而經校準。 藉由準直透鏡11經校準之自MLLD部10之出射光經由變 形稜鏡12後，藉由聚光透鏡13聚光於SOA 14之入射端（入 射口）。 此外，有關變形透鏡12容後說明。 SOA 14係基於來自圖1所示之驅動部6之驅動訊號’將經 由聚光透鏡13入射之雷射光放大、調變並輸出》 162034.doc 201250680 本例之情形，作為SOA 14係使用GaN(Gallium Nitride : 氣化鎵）系之SOA，且出射光之波長（未與MLLD入射光結 合之單體出射之情形）設為402 nm左右。 又’本例之情形中，與來自MLLD部10之入射光結合後 之SOA 14之輸出光之峰值功率設為1〇〇 w左右。 圖示之來自SOA 14之出射光係作為ΜΟΡΑ 5之出射光而 輸入準直透鏡4者。 < 3.關於單峰化> 圖3係顯示先前之ΜΟΡΑ中SOA 107之各部尺寸（圖3Α)、 與對應於該尺寸之SOA 107之波導之基本模態（圖3Β)之關 係。 另，圖3Α與先前之圖2相同，以俯視圖顯示SOA 107。 此外’圖3Β所示之基本模態之模擬係藉由等效折射率法進 行。 如圆3Α所示’先前之SOA107之波導長（光行進方向之長 度）~2 mm、入射側帶寬度（入射側水平橫向寬度）=ι.5 卩111、出射側帶寬度=15 μπι。 如圖所示之波導形成為錐狀，具體而言該情形係以對 s〇A 1〇7端面具有5°傾斜之方式而形成。 此處，波導之有效折射率（等效折射率）為2.518，折射率 差為0.01。 先前如此設定波導尺寸之SOA 107中，如圖3B所示，其 水平橫向之基本模態會略從波導中滲出。 圖4係顯示未輸入來自外部之光之情形，即未與作為主 162034.doc •12· 201250680 雷射之MLLD部10進行光結合之肤雜下 0^Α 狀態下，SOA 107之出射 側之橫向光束分佈。換言之，盆係ςΓϊ Δ , ^ 八你b〇A 1 〇7以單體發光 時、其輸出光之橫向光束分佈。 參照圖4可知’先前之S0Al()7t ’水平橫向模態並非單 峰，而呈現3峰之山形。 若考慮該圖4之結果與先前圖3]3之模擬結果，則可知先 如之SOA 107中出射側光強度分布之所以未呈現單峰特 性，係因基本模態之滲出所引起。 由藉此，為謀求單峰化，已知只要擴大以s〇A之入射側 波導規疋之基本模態之光捕捉即可。即，只要擴大s〇Α之 入射側波導之橫向寬度即可。 圖5 A係顯示擴大入射側波導之橫向寬度之實施形態之 SOA 14之各部尺寸。 如圖5A所示，本例中S0A 14之入射側波導之橫向寬係 相對於先前S0A 107之情形之1.5 μιη擴大成9.0 μηι者。 另’波導長度（=2 mm)、出射側波導之水平橫向寬度 (=15 μπι)、及錐角與s〇A 107相同。 該情形下’波導之有效折射率（等效折射率）為2.5199， 又折射率差為0.01。 圖5Β係顯示圖5Α所示之本例之SOA 14中波導之基本模 態°此外’該情形下之模擬亦藉由等效折射率法進行。 自圖5B之結果可確認向水平橫模態之波導之滲出受到充 分抑制。 圖6係未與主雷射（MLLD部10)進行光結合之狀態下之本 162034.doc • 13· 201250680 例之SOA 14之出射侧橫向光束分佈。 參照圓6可知，根據入射側波導寬比先前更寬之本例之 SOA 14，可在SOA 14單體發光時，將該出射光之橫向光 強度分布單峰化。 然而，水平橫向之光捕捉雖與波導内外之折射率差相 關，但該折射率差之形成係以岸面外部之蝕刻深度、正確 而言係以自活性層至絕緣膜之半導體層之「殘厚」來控 制。 圖7係對比顯示圖3A所示之先前之s 〇 A 10 7之入射側端 面之SEM像（圖7A)、與圖5A所示之本例之s〇a 14之入射側 端面之SEM像（圖7B)。此外，圖8中作為參考而顯示該等 SEM像之模態圖。 若參照該等圖7及圖8，則根據上述「殘厚」共為5〇 nm 左右可知兩者未產生較大之折射率差變化。因此，可判斷 單峰化之起因在於入射侧波導寬度。 圖9係顯示本例之SOA 14之波導中全波導模態。另，為 便於圖示，圖中將基本模態〜4次模態、及5次模態〜1〇次模 態區分顯示。 參照圖9可知’本例之s 〇 A 14中’藉由將入射側波導寬 度比先前更為加寬而實現多模化。 據此’本例之SOA 14係在輸入來自作為主雷射之MLLD 部1 0之光之情形下，即使獲得光結合，仍會與基本模態以 外之模態、即高次模態結合。 圖10係顯示僅變更SOA入射端寬度時，SOA出射側之近 162034.doc 14 201250680 視野像（與主雷射之光結合後）。具體而言，其係顯示在如 之前圖20所示之先前之MOpA之構成中，僅取代S〇a 1〇7 而配置本例之SOA 14之情形之出射側近視野像者。 從該圖10可知’僅擴大SOΑ入射端寬度，會與高次模態 相結合。這是因為自外部輸入之光束尺寸與S〇A 14之入射 側波導之基本模態尺寸不一致’故根據先前「式1」所示 之方式會使高次模態（主要為2次模態）之内積變大。 對此，本實施形態中，以將來自MLLD部10之出射光倍 率轉換而入射至SOA 14之方式而構成ΜΟΡΑ 5 » 具體而言，本例中藉由插入圖2所示之變形稜鏡丨2，使 自MLLD部10之出射光經倍率轉換後入射至14。 此處，本例之情形下，SOA 14之入射側波導寬度因從先 刚之1.5 μιη擴大至9.0 μιη，故倍率設定為6倍。 此時應注意，利用此種變形稜鏡進行倍率轉換，應在橫 向（光帶方向）上進行，而無必要於縱向（結合方向）上進 打。此點參照圖2(俯視圖）所示之變形稜鏡12之配置亦可明 瞭》 藉由進行如此之倍率轉換，來自作為主雷射之MLLD部 10之入射光可選擇性激發SOA 14之基本模態。 圖11係顯示進行倍率轉換之情形下80八14之出射侧近視 像之光束分佈。此外，圖11A顯示橫向分佈，圖UB係顯 示作為參考之縱方向分佈。實線為實際分佈，虛線為高斯 擬合。 根據圖11之結果，可理解藉由上述倍率轉換可選擇性激 162034.doc -15- 201250680 發SOA 14之基本模態。 如此’藉由選擇性激發SOA 14之基本模態，即使對於結 合來自MLLD部1〇之入射光而得之SOA 14之輸出光（即作為 ΜΟΡΑ 5整體之輸出光），亦可使其光強度分布單峰化。 <4.峰值位置之波動> 此處’根據如上所述之擴大SOA 14之入射側波導路寬 度’並且轉換主雷射之入射光之倍率之本實施形態，亦可 抑制SOA出射側近視野像之波動。 關於該波動之抑制，其作用難以直接顯示於圖示中，但 可以下述方式進行說明。 圖12係顯示對於使用之前圖3Α所示之先前之SOA 107之 情形下主雷射之輸入光強度之SOA 107之放大比例。具體 而言，圖中顯示相對於入射平均光量（橫軸）之脈衝比例（圖 中)及SOA平均光輸出（圖中♦)。 若參照該圖12 ’可確認在圖3Α所示之先前之SOA 107之 波導尺寸下發生放大率之飽和，即所謂之增益飽和。 另方面，圖13係顯示主雷射之光譜（圖13 Α)與SOA 107 之出射側光譜（圖13Β)之關係。 自_ 13可解讀為，峰值波長之長波長化 '及線寬之增 大^•顯現出所谓的自我相位調變之非線性光學效果（參 照齊藤富士郎著「超高速光設備」，共立出版）。 此處，右以圖5Α所示之本例之s〇A 14之方式擴大入射 側波導之寬度’且設置倍率轉換部而擴大來自主雷射之入 射光之倍率（換言之，即擴大來自主雷射之輸入光之光點 162034.doc 201250680 大小）’則可謀求降低向SOA 14輸入之光密度。 藉此’ SOA 14之波導内之光密度下降，且非線性光學效 果降低’於是可提升光束之峰值位置之穩定性。 <5.關於波面補償> 此處’本例係將峰值光強度放大至較高的S〇a 14之輸出 光峰值功率=100 W。 該情形下，於SOA 14中，由於上述非線性光學效果、或 熱折射率之調變（即熱透鏡效果、以下僅記為熱效果），會 使SOA 14之輸出光有易於產生波面像差之傾向。 根據如上所述之本實施形態之ΜΟΡΑ 5之構成，即使在 伴隨此種非線性效果或熱效果而產生波面像差之情形下， 亦可輕易進行該等之修正。關於此點，參照圖丨4、及丨5加 以說明。 圖14係用以說明伴隨非線性效果 '熱效果而產生之波面 像差之圖。圖14Α係顯示無波面像差之狀態，圖14Β係顯 示產生波面像差之情形。 先刖之SOA 107中，以選擇由輸入端之帶寬所決定之基 本模態之方式而設計光學系統。該基本模態在理想狀態下 應以同相位傳播（圖14Α)，但在圖14Β所示之傳播中途因非 線性效果或熱效果而產生收束效應之情形下，或如上所述 在選擇基本模態之先前之情形下，該修正非常困難。 另一方面，採用如本實施形態之擴大入射側波導寬度之 構成之情形，藉由S0A 14之前段之光學系統之構成，可抵 消收束效果。 I62034.doc 201250680 圖15係用以說明為實現波面補償之構成例之圖，圖1 $ a 係橫視圖（結合方向圖15B為俯視圖（光帶方向）。 例如’在如該圖15所示之聚光透鏡π與s〇a 14之間插入 圓柱透鏡19’可對入射至s 〇 A 14之入射光賦予散光像差。 即，可針對光帶方向刻意產生聚光點偏離。藉此，在S〇A 14内若因非線性效果或熱效果而產生收束之情形下，可進 行該波面之補償，結果，可使ΜΟΡΑ 5之輸出光束波面成 為期望之狀態。 另’取代圓柱透鏡19，使用全息元件等亦可獲得相同效 果。 如此’不需以先前ΜΟΡΑ之方式將入射端限定為基本模 態尺寸，即可進行ΜΟΡΑ輸出光之波面控制，亦即可實現 波面補償。 此外’即使將入射至聚光透鏡13之雷射光從平行光之狀 態略微錯開成發散光之狀態，亦可實現相同之效果。 又’不限定於散光像差，藉由將利用全息元件或任意非 球面形狀之光學元件而產生任意波面之元件插入SOA 14之 入射側’亦可進行任意之補償。 或’將SOA 14内之波導形狀設成錐角或曲線狀、又或透 鏡形狀，進而據此以變形稜鏡12或透鏡之組合對來自主雷 射側之入射光之波面進行補償，其結果亦可使ΜΟΡΑ 5之 輸出光束之波面成為期望之狀態。 < 6.總結> 上述之本實施形態中，將SOA 14之入射側波導之橫向寬 162034.doc -18 - 201250680 度以該SOA 14之入射側波導之水平橫模態成為多模態之方 式擴大。藉此，可增大由SOA 14之入射側波導寬所規定之 基本模態之光捕捉，且可使SOA 14之單體發光時之輸出光 強度分布單峰化。 再者於本實施形態中，藉由設置作為變形棱鏡12之倍率 轉換部’而在SOA 14之入射側光結合中選擇性激發基本模 態（單模態）。藉此，可使最終之ΜΟΡΑ 5之輸出光（與MLLD 部1 〇之光結合後之SOA 14之出射光）之光強度分布呈現單 峰特性。 又’如上所述，轉換來自MLLD部10之入射光之倍率， 會擴大該入射光之光點大小，藉此減低S〇A 14之波導之光 密度’其結果，亦可謀求對於由SOA 14之非線性光學效果 (自我相位調變）所引起之出射光束之峰值波動之抑制。 根據如上所述之本實施形態，關於作為ΜΟΡΑ之光源裝 置’可使其出射光束單峰化且抑制其峰值位置之變動。其 結果，作為光學裝置、尤其作為進行光記錄之記錄裝置， 可獲得良好且穩定之性能。 又，根據未將先前之SOA 14之入射端限定為基本模態尺 寸之本實施形態，可輕易對藉由8〇八14之熱透鏡效果等產 生之ΜΟΡΑ 5之出射&面進行控㈣，其結果可更適當地進 行波面補償》 此外，i射光束強度分布無法成為單峰之問題或峰值位 置波動之問題’經確認在至)、M〇pA之出射雷射功率W 以上、重複頻率=數百MHz以上、且脈衝寬度=數十微微秒 I62034.doc •19· 201250680 以下 '雷射波長=550 nm以下之條件下趨於顯著。因此本 技術尤其適合在符合上述條件之系統中使用。 <7.變形例> 以上’對本技術之實施形態加以說明，但本技術應並非 限定於至此所述之具體例。 例如，至此之說明中，舉出將S〇A 14之入射側波導寬度 設定為9 μιη之例’但其係僅作為一例而顯示者，s〇a 14之 入射側波導寬度在該入射側波導之水平橫模態為多模化之 範圍内可適當設置。同樣的，自主雷射（MLLD部10)入射 之光束尺寸轉換之倍率，當可根據主雷射之光束尺寸與 SOA 14之入射側波導寬所規定之基本模態之光束尺寸而適 當選擇。 此外，ΜΟΡΑ之内部構成（光學系統）亦不應限定於例示 者，例如為調整偏光方向而追加1/2波長板等，只要根據 實際實施形態而採用最適當之構成即可。 又’例示之脈衝雷射之波長亦僅作為一例而顯示者，不 應限定於此。 又’關於倍率轉換，除變形稜鏡1 2以外，亦可使用圓柱 透鏡、或複曲面透鏡等。 以下作為一例，參照圖16〜圖19，對使用該等圓柱透 鏡、複曲面透鏡之情形之倍率轉換部之構成例加以說明。 圖16〜圖18係使用圓柱透鏡之構成例。圖16係構成例1、 圖Π係構成例2、圖18係構成例3。另，該等圖16〜圖18及 圖19中，Α圖為俯視圖（光帶方向），Β圖為橫視圖（結合方 162034.doc • 20· 201250680 向）。 首先’在圖16所示之構成例1中，於準直透鏡丨丨與聚光 透鏡13之間插入具有圓柱透鏡2〇與圓柱透鏡21之倍率轉換 部。 • 如圖示’若將靠近配置於準直透鏡11之圓柱透鏡20之焦 點距離作為fx 1、將靠近配置於聚光透鏡丨3之圓柱透鏡21 之焦點距離作為fx2，則以該情形下之倍率轉換部所設定 之橫向倍率m為「m=fxl/fx2」。 繼而，在圖17所示之構成例2中，於準直透鏡u與聚光 透鏡13之間插入具有圓柱透鏡2〇(凸透鏡）與圓柱透鏡22(凹 透鏡）之倍率轉換部。 如圖所示’若將靠近配置於準直透鏡η之圓柱透鏡20之 焦點距離作為fxl、將靠近配置於聚光透鏡13之圓柱透鏡 22之焦點距離作為fx2，則以該構成例2之倍率轉換部所設 定之橫向倍率m為「m=fxl/(-fX2)」。 又’如圖18所示之構成例3係省略聚光透鏡13之構成 者。 該構成例3中，在準直透鏡11與3〇八14之間配置圓柱透 • 鏡20、及圓柱透鏡23。此時，作為靠近準直透鏡11配置之 . 圓柱透鏡20係與圖16或圖17之情形相同，以僅針對光帶方 向上作為凸透鏡發揮功能之方式而配置，靠近s〇A 14配置 之圓柱透鏡23則反之以僅在結合方向上作為凸透鏡發揮功 月巨之方式而配置。 如圖所示，若將圓柱透鏡20之焦點距離作為fx、將圓柱 162034.doc _ 201250680 透鏡23之焦點距離作為fy ’則該情形下之倍率轉換部之件 率m可以「m = fx/fy j來表述。即，縱方向之倍率與先前 同樣為「1」，因此倍率轉換部之倍率爪為rfx/fy」。 圖19係使用複曲面透鏡之構成例。 該情形下，與圖18同樣省略聚光透鏡13。此外該情形 下，於靠近準直透鏡11之位置設置有與圖18之情形相同之 圓柱透鏡2 3 (僅在結合方向上作為凸透鏡發揮功能）。此 外’對於靠近SOA 14之位置上設置有複曲面透鏡24。 此處’將圆柱透鏡23之結合方向上之焦點距離作為 fy 1 ’將複曲面透鏡24之光帶方向上之焦點距離作為fx2， 將結合方向上之焦點距離作為fy2。此時，若將fy丨與fy2之 合成焦點距離作為fy，則該情形之倍率m為圖示之「m = fx2/fyj 〇 又’至此之說明中’雖例示將本技術應用於光記錄媒體 之記錄系統（光記錄系統）之情形，但本技術之應用應不限 定於光記錄系統。 例如，在生物影像領域中’存在將脈衝雷射作為光源使 用之光學顯微鏡系統《本技術亦可應用於此種光學顯微鏡 系統等之其他光學系統。如為光學顯微鏡系統之情形，因 隨著SOA出射光之複數峰值化或峰值位置之變動，而致使 與光記錄系統之情形相同之光學性能之惡化，故應用本技 術可有效改善該問題。 此外，本技術亦可如以下（1)〜(4)所示之構成。 ⑴ 162034.doc -22- 201250680 一種光源裝置，其係利用 MOPA(Master Oscillator Power Amplifier :主振盈器功率放大器）者，該ΜΟΡΑ包含以下而 構成：鎖模雷射部，其包含外部共振器；及半導體光放大 器’其放大調變自該鎖模雷射部出射之雷射光；且 上述半導體光放大器之入射側波導之橫向寬度係以使該 半導體光放大器之入射側波導之水平橫向模態成為多模態 之方式設定，且： 該光源裝置具備倍率轉換部’其以在上述半導體光放大 器之入射側光結合中選擇性激發基本模態之方式，而轉換自 上述鎖模雷射部向上述半導體光放大器之入射光之倍率。 (2) 如上述（1)所記述之光源裝置，其中上述倍率轉換部係 以包含變形稜鏡、圓柱透鏡、複曲面透鏡之任一者而進行 上述倍率轉換之方式構成。 (3) 如上述（1)或（2)所記述之光源裝置，其係以將用以補償 上述半導體光放大器之輸出光之波面的像差賦予自上述鎖 模雷射部向上述半導體光放大器之入射光之方式構成。 (4) 如上述（1)〜(3)所記述之光源裝置，其中上述半導體光放 大器為GaN系半導體光放大器。 【圖式簡單說明】 圖1係顯示實施形態之記錄裝置内部構成之圖。 圖2係顯示實施形態之記錄裝置所具備之M〇pA之内部構 I62034.doc •23· 201250680 成之圖。 圖3A、B係顯示先前之ΜΟΡΑ中SOA之各部尺寸與SOA 之波導之基本模態之關係圖。 圖4係顯示未與主雷射進行光結合之狀態下之先前SOA 之出射側之橫向光束分佈之圖。 圖5Α、Β係顯示本實施形態之ΜΟΡΑ中SOA之各部尺寸 與SOA之波導之基本模態之關係圖。 圖6係顯示未與主雷射進行光結合之狀態下之本實施形 態之SOA之出射側之橫向光束分佈之圖。 圖7Α、Β係顯示先前之SOA之入射側端面之SEM像與本 實施形態之SOA之入射側端面之SEM像之對比圖。 圖8係顯示圖7所示之SEM像之模態圖。 圖9係顯示本實施形態之SOA之波導中全波導模態之 圖。 圖10係顯示僅使SOA入射端寬度變更時之SOA出射側之 近視野像（主雷射與光結合後）之圖。 圖11Α、Β係顯示進行倍率轉換之情形中SOA之出射側近 視野像之光束分佈之圖。 圖12係顯示對於使用先前之SOA之情形下主雷射之輸入 光強度之SOA之放大比例之圖。 圖13Α、Β係顯示關於先前之SOA，主雷射光譜與SOA之 出射側光譜之關係圖。 圖14Α、Β係用以說明伴隨非線性效果、熱效果之波面 像差之圖。 162034.doc •24- 201250680 圖15A、B係用以對為實現波面補償之構成例加以說明 之圖。 圖16A、B係關於使用圓柱透鏡之倍率轉換部之構成例1 之說明圖。 • 圖17A、B係關於使用圆柱透鏡之倍率轉換部之構成例2 • 之說明圖。 圖1 8 A、B係關於使用圓柱透鏡之倍率轉換部之構成例3 之說明圖》 圖19 A、B係關於使用複曲面透鏡之倍率轉換部之構成 例之說明圖》 圖20係例示先前之ΜΟΡΑ之構成之圖。 圖21係顯示先前之ΜΟΡΑ中SOA出射側光束分佈之近視 野像之圖。 圖22Α、Β係顯示先前之ΜΟΡΑ中SOA之輸出光之水平橫 向中光強度分布與S0A之出射側波導之剖面結構之對應關 係圖。 【主要元件符號說明】 記錄裝置 主軸馬達（SPM) 對物透鏡 準直透鏡 ΜΟΡα 驅動部 記錄處理部 162034.doc -25· 201250680
8 控制器 10 MLLD 部 11 準直透鏡 12 變形稜鏡 13 聚光透鏡 14 SOA(半導體光放大器） 15 MLLD 16 聚光透鏡 17 帶通濾波器（BPF) 18 共振鏡 19 圓柱透鏡 20 圓柱透鏡 21 圓柱透鏡 22 圓柱透鏡 23 圓柱透鏡 24 複曲面透鏡 100 MLLD 101 MLLD 102 聚光透鏡 103 帶通濾波器 104 共振鏡 105 準直透鏡 106 聚光透鏡 107 SOA 162034.doc •26.

Claims (1)

  1. 201250680 七、申請專利範圍： 1. 一種光源裝置’其係利用 MOPA(Master Oscillator P〇wer Amplifier .主振盪器功率放大器）者，該M〇pA包含以下 而構成：鎖模雷射部，其包含外部共振器；及半導體光 放大器，其放大調變自該鎖模雷射部出射之雷射光；且 上述半導體光放大器之入射側波導之橫向寬度係以使 該半導體光放大器之入射側波導之水平橫向模態成為多 模態之方式設定，且 δ玄光源裝置具備倍率轉換部，其以在上述半導體光放 大器之入射側光結合令選擇性激發基本模態之方式，而 轉換自上述鎖模雷射部向上述半導體光放大器之入射光 之倍率。 2. 如請求項1之光源裝置，其中上述倍率轉換部係以包含 變形稜鏡、圓柱透鏡、複曲面透鏡之任一者而進行上述 倍率轉換之方式構成。 3. 如請求項1之光源裝置，其係以將用以補償上述半導體 光放大器之輸出光之波面的像差賦予自上述鎖模雷射部 向上述半導體光放大器之入射光之方式構成。 4. 如请求項1之光源裝置，其中上述半導體光放大器為GaN 系半導體光放大器。 5. —種光學拾取裝置，其具備： 利用 MOPA(Master 〇scillator Power Ampnfier :主振 盪器功率放大器）之光源部，該ΜΟΡΑ包含以下而構成： 鎖模雷射部’其包含外部共振器；及半導體光放大器， 162034.doc 201250680 其放大調變自該鎖模雷射部出射之雷射光；及 對物透鏡，其係使自上述光源部出射之雷射光對光記 錄媒體照射；且 上述光源部中，上述半導體光放大器之入射側波導之 才K向寬度係以使該半導體光放大器之入射側波導之水平 橫向模態成為多模態之方式設定，且具備倍率轉換部， 其以在上述半導體光放大器之入射側光結合中選擇性激 發基本模態之方式’而轉換自上述鎖模雷射部向上述半 導體光放大器之入射光之倍率。 6. —種記錄裝置，其具備： 利用 MOPA(Master Oscillator Power Amplifier :主振 盥器功率放大器）之光源部，該ΜΟΡΑ包含以下而構成： 鎖模雷射部，其包含外部共振器；及半導體光放大器， 其放大調變自該鎖模雷射部出射之雷射光；及 記錄控制部，其驅動上述光源部並執行對光記錄媒體 之資訊記錄；且 上述光源部中，上述半導體光放大器之入射側波導之 橫向寬度係以使該半導體光放大器之入射側波導之水平 橫向模態成為多模態之方式設定，且具備倍率轉換部， 其以在上述半導體光放大器之入射側光結合令選擇性激 發基本模態之方式，而轉換自上述鎖模雷射部向上述半 導體光放大器之入射光之倍率。 162034.doc
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