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JP2000228559A - Optical device - Google Patents

Optical device

Info

Publication number
JP2000228559A
JP2000228559A JP11028080A JP2808099A JP2000228559A JP 2000228559 A JP2000228559 A JP 2000228559A JP 11028080 A JP11028080 A JP 11028080A JP 2808099 A JP2808099 A JP 2808099A JP 2000228559 A JP2000228559 A JP 2000228559A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
light
semiconductor laser
laser element
self
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP11028080A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shoichi Ukita
昌一 浮田
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.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP11028080A priority Critical patent/JP2000228559A/en
Publication of JP2000228559A publication Critical patent/JP2000228559A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 自励共振型レーザ素子への戻り光がもたらす
雑音を効果的に抑え、再生信号の品質を向上させる。 【解決手段】 戻り光の影響を受けて定まる自励共振型
レーザ素子の自励発振周波数fspが、下記(1)式を
満足すること。 (m−0.25)・(c/2Lex)≦fsp≦m・
(c/2Lex)・・・(1) (ただし、Lexは外部共振器長、mは1又は1以上の
整数、cは光速。)
(57) [Summary] [PROBLEMS] To effectively suppress noise caused by return light to a self-excited resonance type laser element and improve the quality of a reproduced signal. SOLUTION: A self-excited oscillation frequency fsp of a self-excited resonance type laser device determined under the influence of return light satisfies the following expression (1). (M−0.25) · (c / 2Lex) ≦ fsp ≦ m ·
(C / 2Lex) (1) (where, Lex is the external resonator length, m is 1 or an integer of 1 or more, and c is the speed of light.)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光源として自励発
振するレーザ素子を組み込んだ光学装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical device incorporating a self-excited oscillation laser element as a light source.

【0002】[0002]

【従来の技術】光ディスクなどの情報媒体では、記録情
報の再生や書き込み用の光源として、その光ピックアッ
プなどの光学系に半導体レーザ素子が組み込まれてい
る。
2. Description of the Related Art In an information medium such as an optical disk, a semiconductor laser element is incorporated in an optical system such as an optical pickup as a light source for reproducing and writing recorded information.

【0003】このような光学式情報装置は、従来から戻
り光雑音と呼ばれる問題点が指摘されてきた。すなわ
ち、この戻り光雑音とは、半導体レーザ素子から出射さ
れた光が光ディスクで反射されたのち、その一部の反射
光が元の半導体レーザ素子自身に戻ってきてしまうとき
に、発生する現象である。
In such an optical information device, a problem called return optical noise has been pointed out. That is, this return light noise is a phenomenon that occurs when light emitted from a semiconductor laser element is reflected by an optical disk and then a part of the reflected light returns to the original semiconductor laser element itself. is there.

【0004】この戻り光雑音が発生すると、レーザの発
振が不安定となるので、これを低減するため、主として
戻り光を抑制しようとする観点から、幾つかの対策が講
じられている。
[0004] When this return light noise occurs, laser oscillation becomes unstable. To reduce this, some measures have been taken mainly from the viewpoint of suppressing return light.

【0005】一方、特許第2670046号公報に開示
された技術によると、半導体レーザ素子の材料や構造に
由来するその自励発振周波数foと、外部共振器の往復
周期の逆数fextとを一致させることによって、始め
て戻り光雑音は許容値以下に抑制し得るとしている。つ
まり、自励発振の変調と外部共振器による変調とが相乗
効果を生み、自励発振の変調度が大となり、その結果、
雑音が低減できるとしている。
On the other hand, according to the technique disclosed in Japanese Patent No. 2670046, the self-excited oscillation frequency fo derived from the material and structure of the semiconductor laser element is made to coincide with the reciprocal fext of the reciprocating cycle of the external resonator. For the first time, the return optical noise can be suppressed below the allowable value. That is, the modulation of the self-excited oscillation and the modulation by the external resonator produce a synergistic effect, and the degree of modulation of the self-excited oscillation becomes large. As a result,
It is said that noise can be reduced.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来技術による効果は未だ不十分である。なぜなら、自励
発振周波数fspは外部共振器の性質、とりわけ外部反
射鏡の反射率Rexと外部共振器長Lexによって、外
部共振器のない場合の自励発振周波数foからずれて変
化するため、自励発振レーザ単体のfoをfextに一
致させても、必ずしも上記公報に記された効果(即ち、
自励発振の変調と外部共振器による変調との相乗効果に
より、自励発振の変調度が大きくなり、低ノイズとなる
効果)を得ることはできない。
However, the effect of the prior art is still insufficient. This is because the self-excited oscillation frequency fsp varies from the self-excited oscillation frequency fo without an external resonator due to the properties of the external resonator, particularly, the reflectance Rex of the external reflector and the external resonator length Lex. Even if the fo of the excited oscillation laser alone is made to coincide with the ext, the effect described in the above publication (ie,
Due to the synergistic effect of the modulation of the self-excited oscillation and the modulation by the external resonator, the modulation degree of the self-excited oscillation becomes large and the effect of reducing the noise cannot be obtained.

【0007】本発明は上記事情を改善するためになされ
たもので、その目的は、レーザ素子への戻り光を可及的
に抑制しようとしてかかるこれまでの既成概念とは異な
り、むしろ戻り光を積極的に利用しながら雑音(ノイ
ズ)を確実に抑えることのできる、光学装置を提供する
ことにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to improve the above circumstances, and its purpose is different from a conventional concept that attempts to suppress return light to a laser element as much as possible. An object of the present invention is to provide an optical device that can reliably suppress noise while actively using it.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の光学
装置は、自励発振を行なうレーザ素子が組み込まれ、こ
のレーザ素子からの出射光が光学系にて反射され、この
反射光の一部が光路長Lexを経て前記レーザ素子に戻
され、この戻された反射光の影響を受けて定まる前記レ
ーザ素子の自励発振周波数fspが、下記(1)式を満
足する光学装置(これは、光ピックアップなどの光学系
のみならず、光源自体を指す概念である。)に係るもの
である。 (m−0.25)・(c/2Lex)≦fsp≦m・(c/2Lex) ・・・(1) (ただし、mは1又は1以上の整数であり、cは光速で
ある。)
That is, the optical device of the present invention incorporates a laser element that performs self-sustained pulsation, and the light emitted from this laser element is reflected by the optical system, and a part of the reflected light. Is returned to the laser element via the optical path length Lex, and the self-excited oscillation frequency fsp of the laser element determined under the influence of the returned reflected light satisfies the following equation (1). This is not only an optical system such as an optical pickup, but also a light source itself.) (M−0.25) · (c / 2Lex) ≦ fsp ≦ m · (c / 2Lex) (1) (where m is 1 or an integer of 1 or more, and c is the speed of light.)

【0009】本発明の技術思想は、前記(1)式が半導
体レーザ素子などのレーザ素子の材料や構造に由来する
ものではなく、単体で自励発振するレーザ素子に好都合
なタイミングでパルス状の戻り光が入射し、それが引き
金になって次の、あるいはm個あとのパルスが発生する
という原理に基づいている〔戻り光がある場合の半導体
レーザの動作を解析するためのレート方程式は、遅延
(2Lex/c)を含む微分差分方程式となり、これが
周期解(自励振動に対応する解)を持つ場合には、その
周期Tは(2Lex/c)より少し大きくなる(m=1
の場合)ことが、本発明者の数値的解析の結果からも示
されている。〕。
The technical idea of the present invention is that the above equation (1) does not originate in the material or structure of a laser device such as a semiconductor laser device, but forms a pulse-like signal at a timing convenient for a laser device which self-oscillates by itself. It is based on the principle that the return light is incident, which triggers the next or m-th subsequent pulse. (The rate equation for analyzing the operation of a semiconductor laser with return light is: A differential difference equation including a delay (2Lex / c) is obtained. If this equation has a periodic solution (a solution corresponding to self-excited vibration), the period T is slightly larger than (2Lex / c) (m = 1).
Is also shown from the result of the present inventors' numerical analysis. ].

【0010】本発明においては、fspが前記(1)式
を満足するように設定されているので、自励発振の変調
と外部共振器による変調とが非常に優れた相乗効果を生
み、(1)式を満足しない場合に比べRIN(相対雑音
強度)が小さくなり、再生信号の品質が改善される。
In the present invention, since fsp is set so as to satisfy the above equation (1), the modulation of the self-excited oscillation and the modulation by the external resonator produce a very excellent synergistic effect, and (1) RIN (Relative Noise Intensity) is smaller than in the case where the expression is not satisfied, and the quality of the reproduced signal is improved.

【0011】また、自励発振のパルスがきれいにそろう
効果も生じ、パルス列を通信や光情報処理に利用すると
きはジッタ(パルス間隔の時間的なズレ)が減少するの
で、通信または光情報処理におけるエラーが低減し、こ
れらの品質を向上させることが可能である。
Also, there is an effect that pulses of self-oscillation are aligned neatly, and when a pulse train is used for communication or optical information processing, jitter (time shift of pulse interval) is reduced. Errors can be reduced and these qualities can be improved.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】本発明においては、前記光学系が
光反射面を有する外部共振器を備えていることが好まし
い。そして、その光反射面は情報記録媒体の信号記録面
からなっていてよい。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS In the present invention, it is preferable that the optical system has an external resonator having a light reflecting surface. The light reflecting surface may be a signal recording surface of the information recording medium.

【0013】本発明の光学装置の代表的な構造として
は、半導体レーザ素子からなる光源と、信号記録面を有
する光ディスクと、これらの間の光路に設けられるビー
ムスプリッターと、このビームスプリッターからの光を
前記光ディスクに集光させる対物レンズと、前記ビーム
スプリッターを介して前記光ディスクからの反射光の一
部を受光する光検出器とを具備し、光ピックアップ用に
構成されていることが好ましい。
As a typical structure of the optical device of the present invention, a light source composed of a semiconductor laser element, an optical disk having a signal recording surface, a beam splitter provided in an optical path therebetween, and light from the beam splitter are provided. It is preferable that an optical pickup is provided for the optical pickup, comprising: an objective lens for condensing light on the optical disc; and a photodetector for receiving a part of the reflected light from the optical disc via the beam splitter.

【0014】また、本発明の光学装置に光源として半導
体レーザ素子を組み込む場合は、その半導体レーザ素子
は、電流注入により光学利得を生じる利得領域と、この
利得で発生する光がにじみ出ているが、光学利得がない
可飽和吸収領域とを備えたものが好ましい。
When a semiconductor laser element is incorporated as a light source into the optical device of the present invention, the semiconductor laser element has a gain region in which an optical gain is generated by current injection and light generated by this gain oozes out. It is preferable to provide a saturable absorption region having no optical gain.

【0015】そして、前記利得領域が活性層であり、こ
の近傍に前記可飽和吸収領域が配置されていることが好
ましい。
Preferably, the gain region is an active layer, and the saturable absorption region is disposed near the active region.

【0016】以下、本発明の好ましい実施の形態を図面
を参照しながら具体的に説明する。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.

【0017】図6は、本発明の第1実施形態による光ピ
ックアップを有する光ディスク再生装置を示しており、
光源としての半導体レーザ素子(LD)1は電源2に接
続され、光ディスク3との間の光路には、カップリング
レンズ4とビームスプリッター5と、対物レンズ6とが
この順に配設されている。
FIG. 6 shows an optical disk reproducing apparatus having an optical pickup according to the first embodiment of the present invention.
A semiconductor laser element (LD) 1 as a light source is connected to a power supply 2, and a coupling lens 4, a beam splitter 5, and an objective lens 6 are arranged in this order on an optical path between the optical disk 3.

【0018】さらに、ビームスプリッター5はセンサレ
ンズ7を介して光検出器(PD)8と光学的に接続さ
れ、この光検出器8に増幅器9が電気的に接続されてい
る。
Further, the beam splitter 5 is optically connected to a photodetector (PD) 8 via a sensor lens 7, and an amplifier 9 is electrically connected to the photodetector 8.

【0019】前記半導体レーザ素子1の構造としては自
励発振できるものならとくに限定はしないが、たとえば
図7に例示されたものが好ましい。同図(A)に示す半
導体レーザ素子1では、電極(アノード)1aと1b
(カソード)間に基板1c、下クラッド層1d、活性層
1e、リッジ1fを形成した上クラッド層1g、および
電流狭窄層1hがこの順に積層されている。そして活性
層1eはリッジ1fに対向して利得領域15と可飽和吸
収領域16とで構成されている。
The structure of the semiconductor laser device 1 is not particularly limited as long as it can self-oscillate, but for example, the structure shown in FIG. 7 is preferable. In the semiconductor laser device 1 shown in FIG. 1A, the electrodes (anodes) 1a and 1b
Between the (cathode), a substrate 1c, a lower cladding layer 1d, an active layer 1e, an upper cladding layer 1g on which a ridge 1f is formed, and a current confinement layer 1h are laminated in this order. The active layer 1e includes a gain region 15 and a saturable absorption region 16 facing the ridge 1f.

【0020】また、同図(B)に示す半導体レーザ素子
1は、可飽和吸収領域16を有する層がリッジ1f内に
設けられ、利得領域15を有する活性層1eとは分離さ
れている点で、(A)に示したのとは異なっている。
The semiconductor laser device 1 shown in FIG. 2B has a point that a layer having a saturable absorption region 16 is provided in a ridge 1f and is separated from an active layer 1e having a gain region 15. , (A).

【0021】この第1実施形態の光ディスク再生装置に
おいて、光ディスク3は半導体レーザ素子1に対して外
部共振器を形成しており、図示するLexは外部共振器
長、つまり外部反射鏡としての光ディスク3の反射面と
半導体レーザ素子1間の光路長を示している。
In the optical disk reproducing apparatus according to the first embodiment, the optical disk 3 forms an external resonator with respect to the semiconductor laser device 1, and Lex shown in the figure is the external resonator length, that is, the optical disk 3 as an external reflecting mirror. 2 shows the optical path length between the reflective surface and the semiconductor laser device 1.

【0022】半導体レーザ素子1から出射された光はカ
ップリングレンズ4を介してビームスプリッター5に入
り、さらにそこから対物レンズ6を介して光ディスク3
の記録面(反射面)に入射する。
The light emitted from the semiconductor laser device 1 enters a beam splitter 5 via a coupling lens 4, and from there, further passes through an objective lens 6.
Incident on the recording surface (reflection surface) of.

【0023】この光ディスク3の記録面で情報をピック
アップした反射光は、再び対物レンズ6を介してビーム
スプリッター5に戻り、その一部はセンサレンズ7を経
て光検出器8に入射し、さらに増幅器9を経てから再生
信号として取り出される。
The reflected light from which information has been picked up on the recording surface of the optical disk 3 returns to the beam splitter 5 via the objective lens 6 again, and a part of the reflected light enters the photodetector 8 via the sensor lens 7 and is further amplified. After passing through No. 9, it is extracted as a reproduction signal.

【0024】一方、前記ビームスプリッター5から反射
光の一部がカップリングレンズ4を経て、戻り光とし
て、半導体レーザ素子1に入射する。
On the other hand, a part of the reflected light from the beam splitter 5 passes through the coupling lens 4 and enters the semiconductor laser device 1 as return light.

【0025】ところで、半導体レーザ素子1の自励発振
周波数fspは、半導体レーザ素子1が単体である場合
と、それが前記のごとく光学系に組み込まれた場合、つ
まり外部反射鏡である光ディスク3からの戻り光が存在
する場合とで異なっており、外部共振器長Lexと外部
反射鏡の反射率Rexによって変化する。
The self-excited oscillation frequency fsp of the semiconductor laser element 1 depends on whether the semiconductor laser element 1 is a single body or when the semiconductor laser element 1 is incorporated in an optical system as described above, that is, from the optical disk 3 which is an external reflecting mirror. And it varies depending on the external resonator length Lex and the reflectance Rex of the external reflecting mirror.

【0026】そして、戻り光の雑音を相対雑音強度RI
Nで見ると、それはLexとRexとに応じて変化す
る。
Then, the noise of the return light is converted into the relative noise intensity RI.
Viewed at N, it changes according to Lex and Rex.

【0027】このRINの値は小さい方がよいので、そ
のための条件を調べたところ、LexおよびRexによ
って定まるfspが前記(1)式を満足すればよいこと
が知見された。
The smaller the value of RIN, the better. Therefore, when conditions for that purpose were examined, it was found that fsp determined by Lex and Rex should satisfy the above equation (1).

【0028】すなわち、本発明者が平均光出力およびR
exを種々に変えてRINとLexとの相互依存性を調
べたところ、図1〜5のグラフに示すような結果が得ら
れた。
That is, the present inventors have determined that the average light output and R
When the interdependency between RIN and Lex was examined by changing ex variously, the results shown in the graphs of FIGS. 1 to 5 were obtained.

【0029】さらに、各々のグラフのRIN極小点近傍
におけるfspを調べると、表1に示す結果が得られ
た。
Further, when the fsp near the RIN minimum point in each graph was examined, the results shown in Table 1 were obtained.

【0030】 [0030]

【0031】この表1によると、どのRIN極小点の近
傍においても、mを適切な値にとることにより前記
(1)式を満足することが分かる。
According to Table 1, it is understood that the above equation (1) is satisfied by setting m to an appropriate value in the vicinity of any RIN minimum point.

【0032】なお、注目すべきは、前述したごとく半導
体レーザ素子を外部共振器と結合すると、そのfsp
は、半導体レーザ素子単体の場合のfoから変化するこ
とで、fsp>foである。
It should be noted that as described above, when the semiconductor laser device is coupled to an external resonator, its fsp
Changes from fo in the case of a single semiconductor laser element, and fsp> fo.

【0033】このようにfspを前記(1)式を満足す
るように設定すれば、自励発振の変調と外部共振器によ
る変調とによって非常に優れた相乗効果が生じ、(1)
式を満足しない場合に比べ、RINが小さくなって、再
生信号の品質が改善される。しかも、自励発振のパルス
がきれいにそろうので、パルス列を通信や光情報処理に
利用するときは、ジッタが減少し、通信または光情報処
理におけるエラーが減少し、これらの品質を高めること
が可能である。
If fsp is set so as to satisfy the above equation (1), a very excellent synergistic effect is produced by the modulation of the self-excited oscillation and the modulation by the external resonator.
As compared with the case where the expression is not satisfied, RIN is reduced, and the quality of the reproduced signal is improved. In addition, since the pulses of self-oscillation are neatly aligned, when the pulse train is used for communication or optical information processing, jitter is reduced, errors in communication or optical information processing are reduced, and these qualities can be improved. is there.

【0034】次に、図8〜12に、本発明の装置を適用
して得られる変調光出力を光通信や情報処理に適用でき
る光学装置の実施形態を示す。
Next, FIGS. 8 to 12 show embodiments of an optical device which can apply a modulated light output obtained by applying the device of the present invention to optical communication and information processing.

【0035】まず、図8に示される第2実施形態の光学
装置では、電源2に接続した半導体レーザ素子(LD)
1が、レンズ21を介して反射鏡(反射率Rex)20
(外部共振器)に対向しており、図示するLexは光路
長、すなわち外部共振器長(以後の実施形態も同様)を
示している。半導体レーザ素子1の後段には、レンズ2
2を介して光アイソレータ24と、さらにレンズ23を
介して光変調器25とが配設されている。なお、光アイ
ソレータ24は、光変調器25から半導体レーザ素子1
へ反射光が入射しないように、設けられるものである。
First, in the optical device of the second embodiment shown in FIG. 8, a semiconductor laser device (LD) connected to the power source 2
1 is a reflection mirror (reflectance Rex) 20 via a lens 21
(External resonator), Lex shown in the figure indicates the optical path length, that is, the external resonator length (the same applies to the following embodiments). A lens 2 is provided after the semiconductor laser device 1.
2, an optical isolator 24 and an optical modulator 25 via a lens 23 are provided. The optical isolator 24 is connected to the semiconductor laser device 1 from the optical modulator 25.
It is provided so that the reflected light does not enter.

【0036】半導体レーザ素子1から出射された光は、
外部共振器の戻り光の作用下で自励発振され、光アイソ
レータ24などを経て光変調器25に入り、そこで変調
信号により変調されてから出力される。光変調器25の
前後で光のパルス列は例えば図示のようになり、光変調
器25の手前側では、パルス間隔のきれいにそろった、
ジッターの小さな光パルス列であったものが、光変調器
25を経ると、図示のように変調されたパルス列となる
(図中の破線は、変調により無くなったパルスを示
す)。
The light emitted from the semiconductor laser device 1 is
The light is self-oscillated under the action of the return light from the external resonator, enters the optical modulator 25 via the optical isolator 24 and the like, where it is modulated by a modulation signal and output. The pulse train of light before and after the optical modulator 25 is, for example, as shown in the figure.
The light pulse train having a small jitter becomes a pulse train modulated as shown in the figure after passing through the optical modulator 25 (the broken line in the figure indicates a pulse lost by the modulation).

【0037】このように変調された光は、光情報システ
ムとか、あるいは図9に示すように光通信に用いること
ができる。同図(A)では、光変調器25からの光パル
ス列をカップリングレンズ26により光ファイバ27に
入射し、光ファイバ27を伝播した光パルス列は光ファ
イバ27の出射端からカップリングレンズ29により受
光素子30に入射する。(B)は光ファイバーを使わず
に自由空間28に替えたものであり、いづれもレンズ2
9、受光素子30、増幅器31を経たのち取出される。
The light thus modulated can be used for an optical information system or for optical communication as shown in FIG. In FIG. 2A, a light pulse train from the light modulator 25 is incident on the optical fiber 27 by the coupling lens 26, and the light pulse train transmitted through the optical fiber 27 is received by the coupling lens 29 from the emission end of the optical fiber 27. The light enters the element 30. (B) shows an example in which the free space 28 is replaced without using an optical fiber.
9. After passing through the light receiving element 30 and the amplifier 31, it is taken out.

【0038】次に、図10は第3実施形態による光学装
置を示すもので、ここでは、半導体レーザ素子1の後段
にビームスプリッター5を配設し、これを挟んで反射鏡
(反射率Rex)20が半導体レーザ素子1に対して外
部共振器を形成している。残りの装置構成は図8と同じ
である。
Next, FIG. 10 shows an optical device according to a third embodiment. Here, a beam splitter 5 is provided at a stage subsequent to the semiconductor laser device 1, and a reflecting mirror (reflectance Rex) is sandwiched therebetween. 20 forms an external resonator with respect to the semiconductor laser device 1. The rest of the device configuration is the same as in FIG.

【0039】また、図11には第4実施形態による光学
装置を示す。前記第3実施形態と異なるのは、ビームス
プリッター5と反射鏡20とを省き、代わりにハーフミ
ラー(反射率Rex)34を光路に配設した点であり、
この場合、外部共振器はハーフミラー34で形成され
る。
FIG. 11 shows an optical device according to a fourth embodiment. The difference from the third embodiment is that the beam splitter 5 and the reflecting mirror 20 are omitted, and a half mirror (reflectance Rex) 34 is disposed in the optical path instead.
In this case, the external resonator is formed by the half mirror 34.

【0040】さらに、第5実施形態の光学装置を図12
に示す。この光学装置では、光変調器25の入射側が反
射鏡(反射率Rex)に構成されており、レンズ35を
中にして半導体レーザ素子1に対して外部共振器をより
簡単な構成で形成している点が大きな特徴となってい
る。
Further, the optical device of the fifth embodiment is shown in FIG.
Shown in In this optical device, the incident side of the optical modulator 25 is configured as a reflecting mirror (reflectance Rex), and an external resonator is formed with a simpler configuration with respect to the semiconductor laser element 1 with the lens 35 as the center. Is a major feature.

【0041】以上、どの実施形態(2〜8)であれ、光
学装置の外部共振器長、つまり光路長Lexと、半導体
レーザ素子の自励発振周波数fspとの関係が、既述し
た(1)式を満足する限りにおいて、前述した本発明の
効果を奏することができる。
As described above, in any of the embodiments (2 to 8), the relationship between the external resonator length of the optical device, that is, the optical path length Lex, and the self-excited oscillation frequency fsp of the semiconductor laser device has been described (1). As long as the expression is satisfied, the effects of the present invention described above can be obtained.

【0042】本発明は前記実施の形態に限定されず、そ
の技術思想に基づいて前記実施の形態を種々に変形する
ことができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be variously modified based on the technical idea.

【0043】たとえば、前記第1実施形態では情報記録
媒体として光ディスクの例を挙げたが、それ以外の情報
記録媒体、たとえば光テープを用いてもさしつかえな
い。また、光ディスク再生装置以外にも、本発明の技術
思想を情報の記録装置や消去装置に適用することも可能
である。
For example, in the first embodiment, an example of an optical disk is described as an information recording medium, but other information recording media, for example, an optical tape may be used. In addition to the optical disk reproducing device, the technical idea of the present invention can be applied to an information recording device or an erasing device.

【0044】さらに、光源に用いる半導体レーザ素子
は、公知のものでよい。代表例だけでもAlGaAs
系、InGaAsP系、AlGaAsSb系、AlGa
InP系、GaInNAs系、AlGaNAs系、Al
GaInN系、ZnCdSe/ZnMgSSe系等々と
枚挙にいとまない。また自励発振できるものならLD以
外の半導体レーザ素子、更には半導体レーザ素子以外の
レーザ素子も使用可能である。その例として、レーザ素
子の共振器内の光路に可飽和色素を置いた固体レーザと
か、あるいは色素レーザ、たとえば青色の色素クリプト
シアニンのアルコール溶液を置いたルビーレーザなどを
挙げることができる。半導体レーザ素子は、上述の電流
注入利得型に限らず、屈折率導波型であってもよい。
Further, the semiconductor laser element used as the light source may be a known one. AlGaAs is a typical example
System, InGaAsP system, AlGaAsSb system, AlGa
InP, GaInNAs, AlGaNAs, Al
GaInN-based, ZnCdSe / ZnMgSSe-based, and the like can be used. Semiconductor laser elements other than LD and laser elements other than semiconductor laser elements can be used as long as they can self-oscillate. Examples thereof include a solid-state laser in which a saturable dye is placed in the optical path in the resonator of the laser element, or a dye laser, for example, a ruby laser in which an alcohol solution of a blue dye cryptocyanine is placed. The semiconductor laser device is not limited to the above-described current injection gain type, but may be a refractive index waveguide type.

【0045】一方、前記図6の光ディスク再生装置にお
いて、ビームスプリッター5以下、増幅器9までの機器
類の配設を省くとともに、光ディスク3に替えてハーフ
ミラーを配設し、このハーフミラーの後段(対物レンズ
6側とは反対側)に波長変換装置を配設するようにすれ
ば、所望の波長の高調波を得ることさえ、可能である。
On the other hand, in the optical disk reproducing apparatus shown in FIG. 6, the arrangement of equipment from the beam splitter 5 to the amplifier 9 is omitted, and a half mirror is provided in place of the optical disk 3; If a wavelength converter is arranged on the side opposite to the objective lens 6), it is even possible to obtain a harmonic having a desired wavelength.

【0046】[0046]

【発明の効果】以上に明らかなように、本発明の光学装
置によれば、戻り光の影響を受けて定まるレーザ素子の
自励発振周波数が、前記(1)式で表される特定条件を
満足するように設定されるので、自励発振の変調と外部
共振器による変調とが非常に優れた相乗効果を生み、相
対雑音強度が小さくなって、再生信号を効果的に改善す
ることができる。
As is clear from the above, according to the optical device of the present invention, the self-excited oscillation frequency of the laser element determined by the influence of the return light is determined by the specific condition represented by the above equation (1). Since the setting is made to satisfy, the modulation of the self-excited oscillation and the modulation by the external resonator produce a very excellent synergistic effect, the relative noise intensity is reduced, and the reproduced signal can be effectively improved. .

【0047】さらに、自励発振のパルスがきれいにそろ
い、パルス列を通信あるいは光情報処理に利用するとき
はジッタが減少するので、通信や光情報処理の品質を向
上させることが可能である。
Furthermore, the pulses of self-oscillation are neatly aligned, and jitter is reduced when the pulse train is used for communication or optical information processing, so that the quality of communication and optical information processing can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施形態の光ディスク再生装置にお
いて、外部共振器長Lexと相対雑音強度RINとの関
係を示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing a relationship between an external resonator length Lex and a relative noise intensity RIN in an optical disc reproducing apparatus according to an embodiment of the present invention.

【図2】同装置において、平均光出力mWと反射率Re
xを変えた場合の、LexとRINの関係を示すグラフ
である。
FIG. 2 shows an average optical output mW and a reflectance Re in the same device.
It is a graph which shows the relationship between Lex and RIN when x is changed.

【図3】同装置において、平均出力mWと反射率Rex
を変えた場合の、LexとRINの関係を示すグラフで
ある。
FIG. 3 shows an average power mW and a reflectance Rex in the apparatus.
7 is a graph showing the relationship between Lex and RIN when changing.

【図4】同装置において、平均出力mWと反射率Rex
を変えた場合の、LexとRINの関係を示すグラフで
ある。
FIG. 4 shows an average output mW and a reflectance Rex in the apparatus.
7 is a graph showing the relationship between Lex and RIN when the value is changed.

【図5】同装置において、平均出力mWと反射率Rex
を変えた場合の、LexとRINの関係を示すグラフで
ある。
FIG. 5 shows an average output mW and a reflectance Rex in the apparatus.
7 is a graph showing the relationship between Lex and RIN when changing.

【図6】本発明の第1実施形態を示す光ディスク再生装
置の概略的模式図である。
FIG. 6 is a schematic diagram of an optical disc reproducing apparatus according to the first embodiment of the present invention.

【図7】同光ディスク再生装置に光源として用いられる
半導体レーザ素子を示すもので、(A)はその断面図、
(B)は他の例の断面図である。
FIG. 7 shows a semiconductor laser element used as a light source in the optical disc reproducing apparatus, where (A) is a cross-sectional view thereof;
(B) is a sectional view of another example.

【図8】本発明の第2実施形態を示す光学装置の概略的
模式図である。
FIG. 8 is a schematic diagram of an optical device showing a second embodiment of the present invention.

【図9】同光学装置の光通信系を示す概略的構成図であ
る。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram showing an optical communication system of the optical device.

【図10】本発明の第3実施形態を示す光学装置の概略
的構成図である。
FIG. 10 is a schematic configuration diagram of an optical device according to a third embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第4実施形態を示す光学装置の概略
的構成図である。
FIG. 11 is a schematic configuration diagram of an optical device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第5実施形態を示す光学装置の概略
的構成図である。
FIG. 12 is a schematic configuration diagram of an optical device according to a fifth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…半導体レーザ素子(LD)、1a…電極(アノー
ド)、1b…電極(カソード)、1c…基板、1d…下
クラッド層、1e…活性層、1f…リッジ、1g…上ク
ラッド層、1h…電流狭窄層、2…電源、3…光ディス
ク、4…カップリングレンズ、5…ビームスプリッタ
ー、6…対物レンズ、7…センサレンズ、8…光検出
器、9…増幅器、15…利得領域、16…可飽和吸収領
域、20…反射鏡、21、22、23、26、29、3
2、33、35…レンズ、24…光アイソレータ、25
…光変調器、27…光ファイバ、28…自由空間、30
…受光素子、31…増幅器、34…ハーフミラー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor laser element (LD), 1a ... electrode (anode), 1b ... electrode (cathode), 1c ... substrate, 1d ... lower cladding layer, 1e ... active layer, 1f ... ridge, 1g ... upper cladding layer, 1h ... Current constriction layer, 2 power supply, 3 optical disk, 4 coupling lens, 5 beam splitter, 6 objective lens, 7 sensor lens, 8 photodetector, 9 amplifier, 15 gain area, 16 Saturable absorption region, 20 ... Reflector, 21, 22, 23, 26, 29, 3
2, 33, 35 ... lens, 24 ... optical isolator, 25
... optical modulator, 27 ... optical fiber, 28 ... free space, 30
... Light receiving element, 31 ... Amplifier, 34 ... Half mirror

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 自励発振を行なうレーザ素子が組み込ま
れ、このレーザ素子からの出射光が光学系にて反射さ
れ、この反射光の一部が光路長Lexを経て前記レーザ
素子に戻され、この戻された反射光の影響を受けて定ま
る前記レーザ素子の自励発振周波数fspが、下記
(1)式を満足する光学装置。 (m−0.25)・(c/2Lex)≦fsp≦m・(c/2Lex) ・・・(1) (ただし、mは1又は1以上の整数であり、cは光速で
ある。)
1. A laser device that performs self-pulsation is incorporated, light emitted from the laser device is reflected by an optical system, and a part of the reflected light is returned to the laser device via an optical path length Lex. An optical device in which a self-excited oscillation frequency fsp of the laser element determined under the influence of the returned reflected light satisfies the following expression (1). (M−0.25) · (c / 2Lex) ≦ fsp ≦ m · (c / 2Lex) (1) (where m is 1 or an integer of 1 or more, and c is the speed of light.)
【請求項2】 前記光学系が、光反射面を有する外部共
振器を具備している、請求項1に記載の光学装置。
2. The optical device according to claim 1, wherein the optical system includes an external resonator having a light reflecting surface.
【請求項3】 前記光反射面が、情報記録媒体の信号記
録面からなる、請求項2に記載の光学装置。
3. The optical device according to claim 2, wherein the light reflection surface is a signal recording surface of an information recording medium.
【請求項4】 半導体レーザ素子からなる光源と、前記
光反射面としての前記信号記録面を有する光ディスク
と、これらの間の光路に設けられるビームスプリッター
と、このビームスプリッターからの光を前記光ディスク
に集光させる対物レンズと、前記ビームスプリッターを
介して前記光ディスクからの反射光の一部を受光する光
検出器とを具備し、光ピックアップとして構成された、
請求項3に記載の光学装置。
4. A light source comprising a semiconductor laser element, an optical disk having the signal recording surface as the light reflecting surface, a beam splitter provided in an optical path therebetween, and light from the beam splitter being transmitted to the optical disk. An objective lens for focusing, and a photodetector that receives a part of the reflected light from the optical disc via the beam splitter, and configured as an optical pickup,
The optical device according to claim 3.
【請求項5】 自励発振を行なう電流注入型の半導体レ
ーザ素子を光源として組み込んだ光学装置であって、前
記半導体レーザ素子は、電流注入により光学利得を生じ
る利得領域と、この利得領域で発生する光がにじみ出て
いるが、光学利得がない可飽和吸収領域とを備えてい
る、請求項1に記載の光学装置。
5. An optical device incorporating, as a light source, a current injection type semiconductor laser element that performs self-sustained pulsation, wherein the semiconductor laser element has a gain region in which an optical gain is generated by current injection, and a gain region in the gain region. The optical device according to claim 1, further comprising: a saturable absorption region in which light that oozes but does not have optical gain.
【請求項6】 前記半導体レーザ素子が前記利得領域で
ある活性層と、この近傍の前記可飽和吸収領域とを有し
ている、請求項5に記載の光学装置。
6. The optical device according to claim 5, wherein the semiconductor laser element has an active layer serving as the gain region and the saturable absorption region near the active layer.
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Cited By (5)

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