JP2005064387A - Laser light source and optical pickup - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、レーザ光源、および光ピックアップに関する。 The present invention relates to a laser light source and an optical pickup.
光ディスク装置では、半導体レーザから出射したレーザ光を光ディスク(光記録媒体)に照射することで光ディスクへの記録、再生を行っている。
このとき光ディスクで反射されたレーザ光が半導体レーザに戻ってくると、縦モード競合やモードホップ等により半導体レーザの状態が不安定になり、半導体レーザからノイズが発生する場合がある(いわゆる、戻り光ノイズの発生)。
このような戻り光ノイズを低減するために読み取り用の光ピックアップにおいて半導体レーザと光ディスクの距離を適宜に設定する技術が開示されている(特許文献1参照)。
At this time, if the laser light reflected by the optical disk returns to the semiconductor laser, the state of the semiconductor laser becomes unstable due to longitudinal mode competition, mode hops, etc., and noise may be generated from the semiconductor laser (so-called return). Generation of optical noise).
In order to reduce such return light noise, a technique for appropriately setting the distance between the semiconductor laser and the optical disk in a reading optical pickup is disclosed (see Patent Document 1).
ところで、光ディスク装置には、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)等の複数種別の光ディスク(光記録媒体)の記録、再生を可能とするため、複数の波長の光を出射する半導体レーザを備えるものがある。この半導体レーザには、半導体チップ上に互いに異なる波長の光を出射する複数の領域を近接して形成したものを用いることができる。この場合、複数の波長を出射する半導体レーザについて戻り光ノイズを低減する必要がある。
また、光ディスクへの記録時には再生時よりも強度の大きなレーザ光を用いるため、再生時よりも戻り光の影響が大きくなり易い。
以上に鑑み、本発明は複数の波長を出射し、かつ戻り光ノイズを低減できるレーザ光源、および光ピックアップを提供することを目的とする。
By the way, in an optical disk apparatus, a semiconductor laser that emits light of a plurality of wavelengths in order to enable recording and reproduction of a plurality of types of optical disks (optical recording media) such as a CD (Compact Disc) and a DVD (Digital Versatile Disc). There is something with. As this semiconductor laser, a laser diode in which a plurality of regions emitting light having different wavelengths from each other are formed close to each other can be used. In this case, it is necessary to reduce the return light noise for the semiconductor laser emitting a plurality of wavelengths.
Further, since laser light having a higher intensity than that used during reproduction is used when recording on an optical disc, the influence of return light is likely to be greater than during reproduction.
In view of the above, an object of the present invention is to provide a laser light source and an optical pickup that can emit a plurality of wavelengths and reduce return light noise.
A.本発明に係るレーザ光源は、第1の実効屈折率n1で第1の共振器長L1の第1の光共振器と、前記第1の光共振器で発振された第1のレーザ光を出射する第1の発光点と、を有する第1の発光部と、第2の実効屈折率n2で第2の共振器長L2の第2の光共振器と、前記第2の光共振器で発振された第2のレーザ光を出射する第2の発光点と、を有する第2の発光部と、を具備し、前記第1の実効屈折率と第1の共振器長の積と前記第2の実効屈折率と第2の共振器長の積との差(n1・L1−n2・L2)が0.065mmより大きいことを特徴とする。 A. A laser light source according to the present invention emits a first optical resonator having a first effective refractive index n1 and a first resonator length L1, and a first laser beam oscillated by the first optical resonator. A first light-emitting portion having a first light-emitting point, a second optical resonator having a second effective refractive index n2 and a second resonator length L2, and oscillation by the second optical resonator And a second light emitting point that emits the second laser beam, and a product of the first effective refractive index and the first resonator length and the second light emitting point. The difference between the effective refractive index and the product of the second resonator length (n1 · L1−n2 · L2) is larger than 0.065 mm.
レーザ光源の戻り光ノイズを低減するには共振器長(内部共振器長)とレーザ光源と光ディスクとの距離(外部共振器長)との関係を適宜に設定する必要がある。ここでは、DVDとCDそれぞれの保護層の厚さの相違等に対応して、第1、第2の発光部それぞれでの第1、第2の実効屈折率n1,n2と第1、第2の共振器長L1,L2の積の差(n1・L1−n2・L2)を0.065mmより大きくしている。このため、DVDおよびCDに対してレーザ光源の距離を適宜に設定して、第1、第2の発光部の双方について内部共振器長と外部共振器長の関係を戻り光ノイズが少ない状態に保つことができる。この結果、DVD、CDへの記録、再生を戻り光ノイズが少ない状態で行える。 In order to reduce the return light noise of the laser light source, it is necessary to appropriately set the relationship between the resonator length (internal resonator length) and the distance between the laser light source and the optical disk (external resonator length). Here, the first and second effective refractive indexes n1 and n2 and the first and second effective refractive indexes in the first and second light-emitting sections correspond to the difference in thickness of the protective layer between the DVD and the CD, respectively. The difference (n1 · L1−n2 · L2) in the product of the resonator lengths L1 and L2 is greater than 0.065 mm. For this reason, the distance of the laser light source is appropriately set with respect to the DVD and the CD, the relationship between the internal resonator length and the external resonator length is returned for both the first and second light emitting units, and the optical noise is reduced. Can keep. As a result, recording and reproduction on DVDs and CDs can be performed with little return light noise.
ここで、前記第1の共振器長L1と前記第2の共振器L2とが略等しくてもよい(L1≒L2)。
第1、第2の共振器の共振器長を同一にすることで、第1、第2の共振器を一体的に形成することが容易になる。
Here, the first resonator length L1 and the second resonator L2 may be substantially equal (L1≈L2).
By making the resonator lengths of the first and second resonators the same, it becomes easy to integrally form the first and second resonators.
B.本発明に係る光ピックアップは、第1の実効屈折率n1で第1の共振器長L1の第1の光共振器と、前記第1の光共振器で発振された第1のレーザ光を出射する第1の発光点と、を有する第1の発光部と、第2の実効屈折率n2で第2の共振器長L2の第2の光共振器と、前記第2の光共振器で発振された第2のレーザ光を出射する第2の発光点と、を有する第2の発光部と、を具備し、前記第1の実効屈折率と第1の共振器長の積と前記第2の実効屈折率と第2の共振器長の積との差(n1・L1−n2・L2)が0.065mmより大きいことを特徴とする。 B. An optical pickup according to the present invention emits a first optical resonator having a first effective refractive index n1 and a first resonator length L1, and a first laser beam oscillated by the first optical resonator. A first light-emitting portion having a first light-emitting point, a second optical resonator having a second effective refractive index n2 and a second resonator length L2, and oscillation by the second optical resonator And a second light emitting point that emits the second laser beam, and a product of the first effective refractive index and the first resonator length and the second light emitting point. The difference between the effective refractive index and the product of the second resonator length (n1 · L1−n2 · L2) is larger than 0.065 mm.
DVDおよびCDそれぞれに対応する第1、第2の発光部の双方について、内部共振器長と外部共振器長の関係を戻り光ノイズが少ない状態に保つことができる。この結果、DVD、CDへの記録、再生を戻り光ノイズが少ない状態で行える。 For both the first and second light emitting units corresponding to the DVD and the CD, the relationship between the internal resonator length and the external resonator length can be maintained in a state where the return optical noise is low. As a result, recording and reproduction on DVDs and CDs can be performed with little return light noise.
ここで、前記第1の共振器長L1と前記第2の共振器L2とが略等しくてもよい(L1≒L2)。
第1、第2の共振器の共振器長を同一にすることで、第1、第2の共振器を一体的に形成することが容易になる。
Here, the first resonator length L1 and the second resonator L2 may be substantially equal (L1≈L2).
By making the resonator lengths of the first and second resonators the same, it becomes easy to integrally form the first and second resonators.
本発明によれば、複数の波長を出射し、かつ戻り光ノイズを低減できるレーザ光源、および光ピックアップを提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a laser light source and an optical pickup capable of emitting a plurality of wavelengths and reducing return light noise.
(第1実施形態)
図1は本発明の第1の実施形態に係る光ディスク再生装置10を示す模式図である。
光ディスク再生装置10は、光ピックアップ20,光ピックアップ駆動部30を備え、規格の異なる複数の光ディスクD(CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)等)への情報の記録、再生)(書き込み、読み出し)を行う。
光ピックアップ20は、レーザダイオードLD、グレーティング21,ビームスプリッタBS、コリメータレンズ22、ミラーM、対物レンズ23、アクチュエータ24,光軸補正素子25、検出レンズ26、フォトダイオードPDを有し、光ディスクDからの情報の読み出しを行う。
光ピックアップ駆動部30は,光ピックアップ20全体を移動(シーク等)するためのアクチュエータである。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic diagram showing an optical
The optical
The
The optical pickup driving unit 30 is an actuator for moving (seeking or the like) the entire
レーザダイオードLDは、第1の波長(λ1)の第1のレーザ光、および第2の波長(λ2)の第2のレーザ光をそれぞれ出射するレーザ光源である。第1、第2の波長の例として、DVDの再生のための波長650nm、CDの再生のための波長780nmを挙げることができる。 The laser diode LD is a laser light source that emits a first laser beam having a first wavelength (λ1) and a second laser beam having a second wavelength (λ2). Examples of the first and second wavelengths include a wavelength of 650 nm for reproducing a DVD and a wavelength of 780 nm for reproducing a CD.
図2(A),(B)は、レーザダイオードLDの本体である半導体チップ40の端面および側面方向の断面を表す断面図である。ここで、図2(B)の側面方向の断面は図2(A)のA−Aに沿ってレーザダイオードLDを切断した状態を表す。
半導体チップ40は、DVD用の第1の発光部たるレーザダイオードLD1(発光波長650nm)とCD用の第2の発光部たるレーザダイオードLD2(発光波長780nm)とを1チップ上に搭載するモノリシックレーザダイオードである。
レーザダイオードLD1、LD2は、n型基板41、n型バッファ層42上にそれぞれ構成される。なお、n型基板41の下面にはn電極43が形成される。
2A and 2B are cross-sectional views showing a cross section in the end surface and side surface direction of the
The
The laser diodes LD1 and LD2 are formed on the n-
レーザダイオードLD1は、n型バッファ層51、n型クラッド層52、活性層53、p型クラッド層54が積層され、さらにその上層の電流注入ストライプ領域にエッチングストップド層55、p型クラッド層56、中間層57、p型コンタクト層58、p電極59が積層されて構成される。一方、レーザダイオードLD2は、n型クラッド層61、活性層62、p型クラッド層63、絶縁層64,p型キャップ層65、p電極66が積層して構成される。
In the laser diode LD1, an n-
レーザダイオードLD1、LD2は、それぞれの両端面S11,12,S21,22を反射面とする共振器それぞれでレーザ発振を行ない、それぞれの端面S11、S21の発光点(活性層53,62それぞれの端点)から第1、第2の波長のレーザ光を出射する。それぞれの共振器での実効屈折率はn1,n2で、共振器長は同一(L)である。
ここで、実効屈折率n1,n2、共振器長Lが次の式(1)のように設定される。
(n1−n2)・L > 0.065[mm] …… 式(1)
式(1)は、レーザダイオードLDと光ディスクDとの距離Ldを適宜に設定することで、レーザダイオードLD1、LD2の双方を戻り光ノイズが少ない状態に保つことが可能な条件である。この結果、光ディスクDへの記録、再生を戻り光ノイズが少ない状態で行える。なお、式(1)の導出過程は後述する。
The laser diodes LD1 and LD2 perform laser oscillation in the respective resonators having the reflection surfaces of the both end faces S11, 12, S21, and 22 and emit light points on the end faces S11 and S21 (end points of the
Here, the effective refractive indexes n1 and n2 and the resonator length L are set as in the following equation (1).
(N1-n2) · L> 0.065 [mm] (1)
Expression (1) is a condition that allows both the laser diodes LD1 and LD2 to be kept in a state of low return optical noise by appropriately setting the distance Ld between the laser diode LD and the optical disk D. As a result, recording and reproduction on the optical disk D can be performed in a state where the return light noise is small. The process of deriving equation (1) will be described later.
グレーティング21は,入射する第1、第2のレーザ光それぞれを回折して、メインビーム(0次回折光)と2つのサブビーム(±1次回折光)に分割するための回折格子である。ビームを3つに分割することで、フォトダイオードPDにおいて差動プッシュプル信号(DPP信号)を生成する。これをトラッキングエラー信号として用い、トラッキング制御を行える。 The grating 21 is a diffraction grating for diffracting each of the incident first and second laser beams and dividing them into a main beam (0th order diffracted light) and two sub beams (± 1st order diffracted light). By dividing the beam into three, a differential push-pull signal (DPP signal) is generated in the photodiode PD. Using this as a tracking error signal, tracking control can be performed.
ビームスプリッタBSは、所定の偏光方向の光を通過し、この偏光方向と直交する偏光方向の光を反射する偏光素子であり、レーザダイオードLDから入射する第1、第2のレーザ光を反射し、光ディスクDで反射された第1、第2のレーザ光を透過するように設定されている。
コリメータレンズ22は、ビームスプリッタBSから出射された第1、第2のレーザ光を平行光に変換し、光ディスクDから反射された第1、第2のレーザ光を収束光に変換する光学素子である。
ミラーMは、第1、第2のレーザ光の方向を変える光学素子である。
The beam splitter BS is a polarizing element that passes light having a predetermined polarization direction and reflects light having a polarization direction orthogonal to the polarization direction, and reflects the first and second laser beams incident from the laser diode LD. The first and second laser beams reflected by the optical disc D are set to pass through.
The
The mirror M is an optical element that changes the directions of the first and second laser beams.
対物レンズ23は、第1、第2のレーザ光を光ディスクDに集光し、光ディスクDから反射されたレーザ光を平行光に変換するための光学素子である。
アクチュエータ24は、対物レンズ23を前後方向および光ディスクDの径方向に移動させ、第1、第2のレーザ光の焦点合わせ(フォーカシング)、スポット位置の調節(トラッキング)を行う。
The
The
光軸補正素子25は、レーザダイオードLDから出射された第1、第2のレーザ光の光路を光ピックアップ20の光学系の光軸に対して補正し、第1、第2のレーザ光がフォトダイオードPDの略同一箇所に集光させるための光学素子である。第1、第2のレーザ光の発光点にはズレがあることから、例えば第1のレーザ光の発光点を光軸と一致させたときは、第2のレーザ光の発光点は光軸からずれる。従い、第1、第2のレーザ光は、フォトダイオードPD上の異なった位置に集光される。このため、光軸補正素子25によって第1、第2の波長それぞれで出射光の光路を調節し、フォトダイオードPD上の略同一の位置に第1、第2のレーザ光が集光するようにしている。
The optical
図3は、光軸補正素子25の一例としてのホログラム70を表す側面図である。
ホログラム70は、基板71(屈折率:n)および基板71上に形成された複数の回折部72を有する。回折部72は、段差tの6段の階段形状をなしている。
回折部72の段差tを適宜に設定することで、ホログラム70を通過する第1、第2の波長の光をそれぞれ、0次回折光、1次回折光とすることができる。例えば、基板71の屈折率nを1.5,段差tを1.3μmとする。このとき、第1、第2の波長λ1,λ2の光それぞれの段で生じる位相差φ1,φ2(φ1=2π(n−1)t/λ1、φ2=2π(n−1)t/λ2)はそれぞれ2π、10π/6となる。その結果、ホログラム70を通過する第1、第2の波長の光それぞれがほぼ0次回折光、1次回折光となる。
FIG. 3 is a side view showing a
The
By appropriately setting the level difference t of the
0次回折光は回折作用を受けずそのままホログラム70を通過する。一方、1次回折光は回折作用を受けて回折角だけ曲げられてホログラム70を通過する。このように、ホログラム70は、第1、第2の波長のレーザ光それぞれに異なる方向性を与えることができる(第1の波長のレーザ光:直進、第2の波長のレーザ光:回折角だけ曲げられる)。その結果、ホログラム70(光軸補正素子25)を通過した第1、第2の波長のレーザ光がフォトダイオードPD上で同一位置に集光することになる。
The 0th-order diffracted light passes through the
検出レンズ26は、第1、第2のレーザ光をフォトダイオードPDに集光するための光学素子である。
受光素子たるフォトダイオードPDは、光ディスクDで反射された第1、第2のレーザ光を検出し、光ディスクDからの情報の読み出しを行うための素子である。
フォトダイオードPDは、レーザ光がグレーティング21によってメインビームと2つのサブビームに分割されていることに対応して、これら3つのビームそれぞれを独立に検出できるように検出領域が区分されている。3つのビームそれぞれを検出し、演算することで、差動プッシュプル法(DPP法)によるトラッキングエラー信号(差動プッシュプル信号:DPP信号)の生成がなされる。
The
The photodiode PD as a light receiving element is an element for detecting the first and second laser beams reflected by the optical disc D and reading information from the optical disc D.
The photodiode PD has a detection area divided so that each of these three beams can be detected independently in response to the laser beam being divided into a main beam and two sub beams by the
(実効屈折率n1,n2及び共振器長Lの関係を表す式(1)の導出方法)
以下、実効屈折率n1,n2及び共振器長Lの関係を表す式(1)の導出過程について説明する。レーザダイオードLD1、LD2は、1つの基板上に一体的に形成されている(モノリシック)ことから、それぞれの共振器長は同一(L)であるが、ここではそれぞれの共振器長をL1,L2として説明する。
一般に、レーザー光源の戻り光ノイズはその発光点からディスクDの反射面までの光路長(距離と屈折率の積)L0がレーザー光源の実効屈折率nと共振器長Lrの積n・Lrに対して、次の式(2)の条件を満たすときに大きく現れる。
L0 = i・n・Lr/2 …… 式(2)
ここで、i:整数である。
(Derivation method of equation (1) representing the relationship between effective refractive indexes n1 and n2 and resonator length L)
Hereinafter, the process of deriving Equation (1) representing the relationship between the effective refractive indexes n1 and n2 and the resonator length L will be described. Since the laser diodes LD1 and LD2 are integrally formed on a single substrate (monolithic), the respective resonator lengths are the same (L), but here the respective resonator lengths are L1 and L2. Will be described.
Generally, the return light noise of the laser light source is such that the optical path length (product of distance and refractive index) L0 from the light emitting point to the reflecting surface of the disk D is the product n · Lr of the effective refractive index n of the laser light source and the resonator length Lr. On the other hand, it appears greatly when the condition of the following equation (2) is satisfied.
L0 = i · n · Lr / 2 Equation (2)
Here, i is an integer.
式(2)の適用に際し、次の1)〜2)を考慮する必要がある。
1)ディスクDの面ぶれなどによって、発光点からディスクDの反射面までの光路長L0が変動する。このため、光路長L0の設定に際し、そのマージンを確保する必要がある。
2)レーザダイオードLDは、レーザダイオードLD1、LD2を同一基板上(広く見れば、同一パッケージ内)に集約していることから、第1、第2の波長の発光点が近接して配置される。
一方、光ディスクの種別によって保護層の厚さが異なる。例えば、DVDでの保護層の厚さTdvdとCDでの保護層の厚さTcdはそれぞれ0.6mm、1.2mmである。このため、DVD、CDでの保護層の屈折率Ndvd、Ncdをそれぞれ1.55,1.56とすると、それぞれの発光点からディスクDの反射面までの光路長L0は絶対値で0.942mm(=|1.55・0.6 − 1.56・1.2|)の相違がある。言い換えれば、DVDとCDの光路長をそれぞれL01、L02とするとき、これらの間に次の式(3)の関係が成立する。
L01 −0.942 =L02 …… 式(3)
In applying the formula (2), it is necessary to consider the following 1) to 2).
1) The optical path length L0 from the light emitting point to the reflecting surface of the disk D varies due to the surface shake of the disk D or the like. Therefore, it is necessary to secure a margin when setting the optical path length L0.
2) In the laser diode LD, the laser diodes LD1 and LD2 are concentrated on the same substrate (widely in the same package), so that the light emitting points of the first and second wavelengths are arranged close to each other. .
On the other hand, the thickness of the protective layer varies depending on the type of the optical disk. For example, the protective layer thickness Tdvd for DVD and the protective layer thickness Tcd for CD are 0.6 mm and 1.2 mm, respectively. Therefore, when the refractive indexes Ndvd and Ncd of the protective layer in DVD and CD are 1.55 and 1.56, respectively, the optical path length L0 from each light emitting point to the reflecting surface of the disk D is 0.942 mm in absolute value. There is a difference of (= | 1.55 · 0.6−1.56 · 1.2 |). In other words, when the optical path lengths of DVD and CD are L01 and L02, respectively, the relationship of the following formula (3) is established between them.
L01 −0.942 = L02 (3)
ここで、光ディスクDがDVD、CDについてレーザ光源としてレーザダイオードLD1、LD2をそれぞれ用いて記録、再生を行う場合を考える。
以下、前述の1)、2)を考慮して、レーザダイオードLD1、LD2それぞれの実効屈折率n1,n2と共振器長L1,L2の条件を求める。
DVDの面ぶれのマージンを±0.5mmとすると、式(2)から、レーザダイオードLD1の戻り光ノイズを避けるためにはその発光点からディスクD(DVD)の反射面までの光路長L01の満たすべき条件は次の式(4)で表される(j:整数)。
j・n1・L1/2+0.5 < L01 <(j+1)・n1・L1/2−0.5
…… 式(4)
CDの面ぶれのマージンを±0.7mmとすると、式(2)から、レーザダイオードLD2の戻り光ノイズを避けるためにはその発光点からディスクD(CD)の反射面までの光路長L02の満たすべき条件は次の式(5)で表される(k:整数)。
k・n2・L2/2+0.7 < L02 <(k+1)・n2・L2/2−0.7
…… 式(5)
Here, consider the case where the optical disk D performs recording and reproduction using the laser diodes LD1 and LD2 as laser light sources for DVD and CD, respectively.
Hereinafter, the conditions of the effective refractive indexes n1 and n2 and the resonator lengths L1 and L2 of the laser diodes LD1 and LD2 are obtained in consideration of the above 1) and 2).
Assuming that the margin of deviation of the surface of the DVD is ± 0.5 mm, from the equation (2), in order to avoid the return light noise of the laser diode LD1, the optical path length L01 from the light emitting point to the reflecting surface of the disk D (DVD) is The condition to be satisfied is expressed by the following formula (4) (j: integer).
j · n1 · L1 / 2 + 0.5 <L01 <(j + 1) · n1 · L1 / 2−0.5
...... Formula (4)
Assuming that the CD deflection margin is ± 0.7 mm, the optical path length L02 from the light emitting point to the reflecting surface of the disk D (CD) is calculated from the equation (2) in order to avoid the return light noise of the laser diode LD2. The condition to be satisfied is expressed by the following formula (5) (k: integer).
k · n2 · L2 / 2 + 0.7 <L02 <(k + 1) · n2 / L2 / 2−0.7
...... Formula (5)
ここで、式(3)から式(4)は次の式(6)に変形できる。
j・n1・L1/2+0.5 < L02−0.942
<(j+1)・n1・L1/2−0.5 …… 式(6)
Here, Formula (3) to Formula (4) can be transformed into the following Formula (6).
j · n1 · L1 / 2 + 0.5 <L02-0.942
<(J + 1) · n1 · L1 / 2−0.5 (6)
式(5)の左辺と式(6)の右辺の両方が成立することから、次の式(7)が成立する(m:整数)。
m・n2・L2/2+0.7 < L02 <m・n1・L1/2−0.5+0.942
…… 式(7)
式(7)は次の式(8)が成立することを意味する。
m・n2・L2/2+0.7 <m・n1・L1/2+0.442 …… 式(8)
Since both the left side of Expression (5) and the right side of Expression (6) hold, the following Expression (7) holds (m: integer).
m · n2 · L2 / 2 + 0.7 <L02 <m · n1 · L1 / 2−0.5 + 0.942
...... Formula (7)
Expression (7) means that the following expression (8) holds.
m ·
以下、式(8)でのmの適切な値の範囲を決定するための条件を考慮する。
まず、式(4)、(5)それぞれから次の式(9)、(10)が得られる。
n1・L1 > 2.0 …… 式(9)
n2・L2 > 2.8 …… 式(10)
Hereinafter, a condition for determining an appropriate value range of m in Equation (8) will be considered.
First, the following expressions (9) and (10) are obtained from the expressions (4) and (5), respectively.
n1 · L1> 2.0 (9)
n2 · L2> 2.8 Equation (10)
光ディスクDに焦点(フォーカス)を合わせるときの対物レンズ23の移動範囲(ワーキング距離)を考慮すると、対物レンズ23の焦点距離は最小でも1.5mm程度と考えられる。また、DVDへの記録、再生を行う場合、対物レンズ23の焦点距離に比べコリメーターレンズ22の焦点距離としては最小でも5倍程度は必要と考えられる(最小でも、1.5・5=7.5mm)。更に、対物レンズ23とミラーMの間、およびミラーMとコリメーターレンズ22との間にある程度の間隔が必要である。以上から、レーザダイオードLD2と光ディスクD(CD)の記録面との間の光路長L02は最小でも12mm程度は必要となる。
Considering the movement range (working distance) of the
最小の光路長L02が12mm程度であること、および式(9)、(10)から、式(8)でのmの最小値が8程度であることが判る。
そこで、式(8)のmに8を代入することで、実効屈折率n1,n2及び共振器長L1,L2の関係を表す次の式(11)得られる。
n1・L1−n2・L2 > 0.065[mm] …… 式(11)
以上から判るように、式(11)の条件を満たすレーザー光源を使用することで、レーザーの戻り光ノイズの発生を抑えることができる。
From the formulas (9) and (10), it can be seen that the minimum optical path length L02 is about 12 mm and that the minimum value of m in the formula (8) is about 8.
Therefore, by substituting 8 for m in the equation (8), the following equation (11) representing the relationship between the effective refractive indexes n1 and n2 and the resonator lengths L1 and L2 is obtained.
n1 · L1-n2 · L2> 0.065 [mm] (11)
As can be seen from the above, it is possible to suppress the occurrence of laser return light noise by using a laser light source that satisfies the condition of equation (11).
1つのパッケージの半導体レーザから2つの波長のレーザ光を出射するには2つの手法がある。その1つは半導体レーザ用の半導体チップ2つを別々に作成し、パッケージする際にこれらをマウントするハイブリッド(Hybrid)方式である。もう1つは、一つの半導体チップ上に2つの発光部を形成するするモノリシック(monolithic)方式である。
ハイブリッド方式では2つの波長それぞれに対応する共振器の共振器長を異ならせることが容易である。このため、式(11)の関係を満たすことで、半導体レーザーの戻り光ノイズを抑えることができる。
本実施形態の半導体レーザLDはモノリシック方式であるため、2つの半導体レーザLD1,LD2の共振器長は同一の値Lとなっている。従い、式(11)にL1=L2=Lを代入することで、半導体レーザーLD1,LD2双方の戻り光ノイズを抑えることができる関係式が導出され、これが式(1)に相当する。
There are two methods for emitting laser light having two wavelengths from a semiconductor laser in one package. One of them is a hybrid system in which two semiconductor chips for a semiconductor laser are separately produced and mounted when they are packaged. The other is a monolithic method in which two light emitting portions are formed on one semiconductor chip.
In the hybrid system, it is easy to make the resonator lengths of the resonators corresponding to the two wavelengths different. For this reason, the return light noise of a semiconductor laser can be suppressed by satisfy | filling the relationship of Formula (11).
Since the semiconductor laser LD of this embodiment is a monolithic system, the resonator lengths of the two semiconductor lasers LD1 and LD2 have the same value L. Accordingly, by substituting L1 = L2 = L into equation (11), a relational expression that can suppress the return light noise of both the semiconductor lasers LD1 and LD2 is derived, and this corresponds to equation (1).
(光ピックアップ20の動作)
光ピックアップ20の再生動作を説明する。ここで、第1、第2のレーザ光は、光ディスクDの種別等に応じてそのどちらか一方のみが出射されるのが通例であるが、判り易さのために第1、第2のレーザ光を対比して説明する。
(Operation of optical pickup 20)
The reproduction operation of the
(1)レーザダイオードLDから出射された第1、第2のレーザ光は、グレーティング21によって3つのビームに分割される。3つのビームは、ビームスプリッタBSで反射され、コリメータレンズ22に入射して、平行光に変換される。
(2)その後、第1、第2のレーザ光は、ミラーMで反射され、対物レンズ23に入射し、光ディスクD上に集光される。例えば、第1のレーザ光はDVDに第2のレーザ光はCDに集光される。
(1) The first and second laser beams emitted from the laser diode LD are divided into three beams by the
(2) Thereafter, the first and second laser beams are reflected by the mirror M, enter the
(3)光ディスクDで反射された第1、第2のレーザ光は対物レンズ23、ミラーM、コリメータレンズ22を経て、ビームスプリッタBSを透過する。
このとき、第1、第2のレーザ光それぞれのサブビームは、その全光量がビームスプリッタBSを透過するのではなく、光量の一部がビームスプリッタBSで反射され、グレーティング21を通過して、レーザダイオードLDに戻ってくる。サブビームが回折光(1次回折光)であるために、回折光ではない(0次回折光)メインビームと偏光状態が異なるためである。
(3) The first and second laser beams reflected by the optical disk D pass through the beam splitter BS through the
At this time, the sub-beams of the first and second laser beams are not transmitted through the beam splitter BS, but part of the light amount is reflected by the beam splitter BS, passes through the grating 21, and passes through the laser. Return to diode LD. This is because the sub-beam is diffracted light (first-order diffracted light) and the polarization state is different from that of the main beam that is not diffracted light (zero-order diffracted light).
ここで、レーザダイオードLD1,LD2それぞれに自分自身が出射した第1、第2のレーザ光の一部が戻り光となり再入射すると仮定する。この場合でも、再入射した戻り光は式(1)の条件を満たし、従い式(4)、(5)の双方が成立するように光路長L01,L02を設定することが可能である。このため、レーザダイオードLD1,LD2の双方で戻り光ノイズを抑えることができる。 Here, it is assumed that a part of the first and second laser beams emitted by the laser diodes LD1 and LD2 are re-entered as return light. Even in this case, it is possible to set the optical path lengths L01 and L02 so that the re-entered return light satisfies the condition of the expression (1) and thus both the expressions (4) and (5) are satisfied. For this reason, return light noise can be suppressed in both the laser diodes LD1 and LD2.
(4)ビームスプリッタBSを透過した第1、第2のレーザ光は、光軸補正素子25によって光路が補正され、検出レンズ26を経て、フォトダイオードPDに入射する。第1、第2のレーザ光は、光軸補正素子25によって、フォトダイオードPD上の同じ位置に集光される。フォトダイオードPDから3つのビームに対応する信号が出力され、この3つの出力を演算することでDPP信号が生成され、光ピックアップ20のトラッキング制御を行える。
(4) The first and second laser beams that have passed through the beam splitter BS have their optical paths corrected by the optical
このとき、レーザダイオードLD1,LD2からの戻り光ノイズが低減されているため、フォトダイオードPDから出力される信号(再生信号やDPP信号)をノイズの低い(S/N比の高い)状態に保つことができる。 At this time, since the return light noise from the laser diodes LD1 and LD2 is reduced, the signal (reproduction signal or DPP signal) output from the photodiode PD is kept in a low noise state (high S / N ratio). be able to.
以上、光ピックアップ20の再生動作を説明した。
光ピックアップ20が記録動作をする場合にもレーザダイオードLD1,LD2からの戻り光ノイズが低減されているため、光ディスクDへの記録がS/N比の高い状態で行える。レーザダイオードLD1,LD2の戻り光ノイズが低減されることは、再生を行う場合とほぼ同様であるので詳細な説明を省略する。
The reproduction operation of the
Even when the
以上のように本実施形態では、2つの光源(レーザダイオードLD1,LD2)が1つのパッケージに収められたレーザ光源(レーザダイオードLD)を戻り光ノイズが低減された状態で使用することが出来る。
このため、分離された2つのレーザー光源を使用する場合に比較して、(1)光源の個数、サイズを低減でき、また(2)2つの波長を合成するためのビームスプリッターを省略できる。以上のように、部品点数を低減し、光ピックアップの低サイズ化を図ることができる。
As described above, in this embodiment, a laser light source (laser diode LD) in which two light sources (laser diodes LD1 and LD2) are housed in one package can be used in a state in which return light noise is reduced.
For this reason, compared with the case where two separated laser light sources are used, (1) the number and size of the light sources can be reduced, and (2) a beam splitter for combining two wavelengths can be omitted. As described above, the number of parts can be reduced and the size of the optical pickup can be reduced.
10 光ディスク再生装置
20 光ピックアップ
21 グレーティング
22 コリメータレンズ
23 対物レンズ
24 アクチュエータ
25 光軸補正素子
26 検出レンズ
30 光ピックアップ駆動部
D 光ディスク
LD レーザダイオード
M ミラー
PD フォトダイオード
DESCRIPTION OF
Claims (4)
第2の実効屈折率n2で第2の共振器長L2の第2の光共振器と、前記第2の光共振器で発振された第2のレーザ光を出射する第2の発光点と、を有する第2の発光部と、を具備し、
前記第1の実効屈折率と第1の共振器長の積と前記第2の実効屈折率と第2の共振器長の積との差(n1・L1−n2・L2)が0.065mmより大きい
ことを特徴とするレーザ光源。 A first optical resonator having a first effective refractive index n1 and a first resonator length L1, a first light emitting point for emitting a first laser beam oscillated by the first optical resonator, A first light emitting unit having:
A second optical resonator having a second effective refractive index n2 and a second resonator length L2, and a second light emitting point for emitting a second laser beam oscillated by the second optical resonator; A second light emitting part having
A difference (n1 · L1−n2 · L2) between the product of the first effective refractive index and the first resonator length and the product of the second effective refractive index and the second resonator length is 0.065 mm. Large laser light source.
ことを特徴とする請求項1記載のレーザ光源。 The first resonator length L1 and the second resonator length L2 are substantially equal (L1≈L2).
The laser light source according to claim 1.
第2の実効屈折率n2で第2の共振器長L2の第2の光共振器と、前記第2の光共振器で発振された第2のレーザ光を出射する第2の発光点と、を有する第2の発光部と、を具備し、
前記第1の実効屈折率と第1の共振器長の積と前記第2の実効屈折率と第2の共振器長の積との差(n1・L1−n2・L2)が0.065mmより大きい
ことを特徴とする光ピックアップ。 A first optical resonator having a first effective refractive index n1 and a first resonator length L1, a first light emitting point for emitting a first laser beam oscillated by the first optical resonator, A first light emitting unit having:
A second optical resonator having a second effective refractive index n2 and a second resonator length L2, and a second light emitting point for emitting a second laser beam oscillated by the second optical resonator; A second light emitting part having
A difference (n1 · L1−n2 · L2) between the product of the first effective refractive index and the first resonator length and the product of the second effective refractive index and the second resonator length is 0.065 mm. An optical pickup characterized by its large size.
ことを特徴とする請求項3記載の光ピックアップ。 The first resonator length L1 and the second resonator length L2 are substantially equal (L1≈L2).
The optical pickup according to claim 3.
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WO2007080925A1 (en) * | 2006-01-12 | 2007-07-19 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical pickup device and information processor provided with such optical pickup device |
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JPH1116188A (en) * | 1997-06-26 | 1999-01-22 | Victor Co Of Japan Ltd | Semiconductor laser and optical pickup |
JP2002217499A (en) * | 2001-01-19 | 2002-08-02 | Sharp Corp | Semiconductor laser element and its manufacturing method, and optical pickup using the same |
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