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JP2002270941A - Semiconductor laser optical device - Google Patents

Semiconductor laser optical device

Info

Publication number
JP2002270941A
JP2002270941A JP2001066446A JP2001066446A JP2002270941A JP 2002270941 A JP2002270941 A JP 2002270941A JP 2001066446 A JP2001066446 A JP 2001066446A JP 2001066446 A JP2001066446 A JP 2001066446A JP 2002270941 A JP2002270941 A JP 2002270941A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
semiconductor laser
optical device
optical
laser
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
JP2001066446A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Keiji Kataoka
慶二 片岡
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.)
Koki Holdings Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Koki Co Ltd
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 Hitachi Koki Co Ltd filed Critical Hitachi Koki Co Ltd
Priority to JP2001066446A priority Critical patent/JP2002270941A/en
Publication of JP2002270941A publication Critical patent/JP2002270941A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】内蔵光検知器を有しない半導体レーザを用いる
光学装置において、光学装置に用いるレーザ光出力を大
きく低下させずに、モニタ光検知器が光出力をモニタ
し、安定な動作を行うことを可能とする半導体レーザ光
学装置を実現する。 【解決手段】楕円状に光を放射する半導体レーザが出射
するレーザ光の縁部の光を光検知器で検知し、光強度を
検出する手段を備えた。
(57) Abstract: In an optical device using a semiconductor laser without a built-in photodetector, a monitor photodetector monitors the optical output without greatly reducing the laser light output used in the optical device, and is stable. And a semiconductor laser optical device capable of performing various operations. A semiconductor laser that emits light in an elliptical shape detects light at an edge of laser light emitted by a semiconductor laser with a photodetector and detects light intensity.

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、光検知器を内蔵し
ない半導体レーザを用いた半導体レーザ光学装置に関す
るものである。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a semiconductor laser optical device using a semiconductor laser without a built-in photodetector.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体レーザ(以下LDと称する)から
出射するレーザ光の光出力は駆動電流が一定であれば、
環境温度変化により大きく変動する。このためレーザ光
の光出力を一定に保つためには、レーザ光の光出力を検
出し、レーザ駆動電流にフィードバックさせることが不
可欠である。LDは図1に示すようなパッケージで供給
されることが多い。LDチップ1はヒートブロック3に
接着されており、端子4から供給される電気信号により
レーザ光がLDチップ端面から窓5を透過して出射す
る。レーザ光はLDチップ1の裏面からも出射し、その
光出力は内蔵光検知器2で検出され端子4から電気信号
となって出力される。内蔵光検知器で検出された光検知
信号はLD駆動回路に入力され、LDの光出力を一定に
保つためのフィードバック信号として使われる。ところ
でLDを高出力化するためにはレーザ光が出射するLD
チップの窓側端面の反射率をコーティングにより下げる
こと、すなはち透過率を向上させ、裏側端面の透過率を
下げることが行われる。このため高出力タイプのLDで
は内蔵光検知器が検知する光強度が非常に小さくなり、
十分な光検知信号が得られない。このため高出力タイプ
のLDでは内蔵光検知器を内蔵しないものがある。
2. Description of the Related Art The light output of a laser beam emitted from a semiconductor laser (hereinafter referred to as an LD) is constant if the driving current is constant.
It fluctuates greatly due to environmental temperature changes. Therefore, in order to keep the light output of the laser light constant, it is essential to detect the light output of the laser light and feed it back to the laser drive current. The LD is often supplied in a package as shown in FIG. The LD chip 1 is adhered to the heat block 3, and a laser beam is emitted from the end face of the LD chip through the window 5 by an electric signal supplied from the terminal 4. The laser light is also emitted from the back surface of the LD chip 1, and its light output is detected by the built-in light detector 2 and output from the terminal 4 as an electric signal. The light detection signal detected by the built-in light detector is input to the LD drive circuit, and is used as a feedback signal for keeping the light output of the LD constant. By the way, in order to increase the output of an LD, an LD from which laser light is emitted
The coating is used to reduce the reflectivity of the window-side end surface of the chip, that is, to improve the transmittance and reduce the transmittance of the back-side end surface. For this reason, the light intensity detected by the built-in photodetector in a high-power LD is extremely small,
A sufficient light detection signal cannot be obtained. For this reason, some high-power LDs do not have a built-in photodetector.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このような場合、従
来、図2に示すようにLD6からの光をビームスプリッ
タ10で光を分割しモニタ光検知器8に導き、モニタ光検
知器8の光検知信号をLD駆動回路にフィードバックす
ることが行われていた。しかし従来のこの方法の場合、
モニタ光検知器8の光検出に十分な光強度を確保する
と、光学装置に入力されるレーザ光11の光強度が小さく
なり、光学装置が十分な性能を実現することに限界があ
った。
In such a case, conventionally, as shown in FIG. 2, the light from the LD 6 is split by the beam splitter 10 and guided to the monitor light detector 8, and the light of the monitor light detector 8 is changed. Feedback of a detection signal to an LD drive circuit has been performed. However, in this conventional method,
If a sufficient light intensity for the light detection of the monitor light detector 8 is secured, the light intensity of the laser beam 11 input to the optical device becomes small, and there is a limit to the optical device realizing sufficient performance.

【0004】したがって、本発明の目的は、内蔵光検知
器を有しないLDを用いる光学装置において、光学装置
に用いるレーザ光出力を大きく低下させずに、モニタ光
検知器が光出力をモニタし、安定な動作を行うことを可
能とする光学装置を実現することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide an optical device using an LD without a built-in photodetector, wherein the monitor photodetector monitors the optical output without greatly reducing the laser beam output used in the optical device, An object of the present invention is to realize an optical device capable of performing a stable operation.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記の目的は、レーザ光
を楕円状に放射する半導体レーザのレーザ光の縁部の光
のうち少なくとも該楕円の長軸方向の光を光検知器で検
知し、半導体レーザの光強度を検出することにより達成
される。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to detect at least the light in the major axis direction of an ellipse among the light at the edge of the laser light of a semiconductor laser which emits the laser light in an elliptical shape. This is achieved by detecting the light intensity of the semiconductor laser.

【0006】[0006]

【発明の実施の形態】一般にLDから出射する光は楕円
状分布をしている。ところが光学装置が必要とするもの
は円形状の光スポットが多い。例えば図3に示すように
LD6からのビームを光ファイバ18にレンズ16によ
り導く場合を考える。光ファイバ断面図は図4に示すよ
うにクラッド部12とコア部13からなっている。クラ
ッド径は通常125μm径であり、コア径は波長640
nmの光の単一モード光ファイバでは4μm径程度であ
る。レーザ光はこのコア部を伝播する。コア部を照射す
る光スポットはコア部が円形状をしているため、所定の
大きさの円形光スポットであると、高光効率で光ファイ
バ内に導かれる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Light emitted from an LD generally has an elliptical distribution. However, many optical devices require a circular light spot. For example, consider a case where a beam from the LD 6 is guided to the optical fiber 18 by the lens 16 as shown in FIG. The cross section of the optical fiber comprises a clad portion 12 and a core portion 13 as shown in FIG. The cladding diameter is usually 125 μm, and the core diameter is 640 wavelength.
The diameter of a single mode optical fiber of nm is about 4 μm. Laser light propagates through this core. Since the light spot illuminating the core portion has a circular core shape, a circular light spot having a predetermined size is guided into the optical fiber with high light efficiency.

【0007】光ディスク上の情報を読み取る場合も光ス
ポットは円形状が望ましい。すなはち、光ディスク上に
は図5に示すように、トラックに沿ってピット14と呼
ばれる形で情報が記録されている。隣のトラックを誤読
しないこと、およびピットを精度よく読み込むために光
スポット15は円形状であることが望ましい。
When reading information on an optical disk, it is desirable that the light spot has a circular shape. That is, as shown in FIG. 5, information is recorded along the tracks on the optical disc in the form of pits 14. It is desirable that the light spot 15 has a circular shape so as not to erroneously read an adjacent track and to accurately read pits.

【0008】楕円状に発光するLD6からの光17を高
い光利用効率で光学系を通過させるには大きな口径比
(sinθで与えられる)のレンズを用いる方が良い。し
かし、大きな口径比のレンズは高価であり、また光学系
配置精度にも高いものが必要になること、絞り込んだ光
スホ゜ットが楕円形状になることから、簡便な光学系で円形
スポットを得るためには、図6で示すように口径比(si
nθで与えられる)の小さなレンズ16を用いることが広
く行われている。すなはち楕円状に発光する光の中心部
を用いると円形スポット15が得られる。この場合、レ
ンズ開口の外側の光は使われないことになる。本発明は
LDが出射する楕円状の光の外側の光を光検知器で検出
し、半導体レーザの光強度をモニタすることを特徴とす
る。以上の構成をとることにより、レーザ光を無駄にす
ること無く光強度をモニタすることができる。
In order to allow the light 17 emitted from the LD 6 that emits in an elliptical shape to pass through the optical system with high light use efficiency, it is better to use a lens having a large aperture ratio (given by sin θ). However, since a lens with a large aperture ratio is expensive and requires a high optical system arrangement accuracy, and the narrowed optical spot has an elliptical shape, it is necessary to obtain a circular spot with a simple optical system. Is the aperture ratio (si
It is widely used to use a lens 16 having a small value (given by nθ). In other words, a circular spot 15 is obtained by using the central portion of the light emitted in an elliptical shape. In this case, light outside the lens aperture will not be used. The present invention is characterized in that the light outside the elliptical light emitted from the LD is detected by a photodetector and the light intensity of the semiconductor laser is monitored. With the above configuration, the light intensity can be monitored without wasting the laser light.

【0009】以下、本発明の実施例を述べる。図7は本
発明の一実施例を説明するためのものである。LD6か
ら楕円状に放射したレーザ光を開口比の大きいレンズ1
6で絞り込むと、絞り込んだ光スポットも楕円状にな
る。しかし、光ディスク装置では絞り込んだ光スポット
15は円形状である必要がある。また光スポットを光フ
ァイバに導く場合も、光ファイバを伝播する光はその断
面光強度分布は円形であるため、円形スポットの方が望
ましい。以上のことから価格も高く、光学系配置にも精
度が必要な開口比の大きいレンズを使う必要はない。し
たがって、図7に示すようにレンズ16は開口比0.3
以下の小さいものを用い、LDから放射した光の中心付
近の光のみがレンズ16で絞り込まれるようにする。こ
のためレンズ6からはみ出た外側の光の全光強度はLD
からレンズの方に放射される全光強度の30%以上にも
なる。レンズ6からはみ出た外側の光は光検知器19で
光強度を検出する。検出した光検知信号はLDを駆動す
る回路にフィードバックされ、出射するレーザ光の光強
度を一定にすることに使われる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. FIG. 7 is for explaining one embodiment of the present invention. A lens 1 having a large aperture ratio is formed by using a laser beam emitted from the LD 6 in an elliptical shape.
When the aperture is narrowed down at 6, the narrowed light spot also has an elliptical shape. However, in the optical disk device, the narrowed light spot 15 needs to be circular. Also, when the light spot is guided to the optical fiber, the light propagating through the optical fiber has a circular cross-sectional light intensity distribution, so that a circular spot is preferable. From the above, it is not necessary to use a lens having a large aperture ratio, which is expensive and requires high precision in the arrangement of the optical system. Therefore, as shown in FIG. 7, the lens 16 has an aperture ratio of 0.3.
By using the following small one, only the light near the center of the light emitted from the LD is narrowed down by the lens 16. For this reason, the total light intensity of the outside light protruding from the lens 6 is LD
From the light intensity toward the lens. The light outside the lens 6 is detected by the photodetector 19 to detect the light intensity. The detected light detection signal is fed back to a circuit that drives the LD, and is used to make the light intensity of the emitted laser light constant.

【0010】レンズ16からはみ出たすべての光を光検
知器で検出するのが最も良いが、図7に示したように、
楕円状に放射する光の長軸方向に放射する光の一部を検
出しても、十分な光検知信号を得ることができる。
It is best to detect all the light protruding from the lens 16 with a photodetector, but as shown in FIG.
Even if a part of the light emitted in the major axis direction of the light emitted in an elliptical shape is detected, a sufficient light detection signal can be obtained.

【0011】図8は図7の光学系で形成させた光スポッ
トを光ファイバ18に導く本発明の光学装置である。レ
ンズ16に入射しない、はみ出た光はレンズ外側に配置
した光検知器19で検出する。
FIG. 8 shows an optical device of the present invention for guiding a light spot formed by the optical system of FIG. Light that does not enter the lens 16 and protrudes is detected by a photodetector 19 disposed outside the lens.

【0012】図9は図7の光学系で形成させた光スポッ
トを光ディスク25に導く本発明の光学装置である。光
ディスクはモータ26により回転している。ここではL
Dから出射した光はレンズ23で平行光に変換し、レン
ズ24で光ディスク上に絞り込んでいる。レンズ23の
外側にはみ出るレーザ光はLDのパッケージに接着した
光検知器19で検出している。
FIG. 9 shows an optical device of the present invention for guiding a light spot formed by the optical system of FIG. The optical disk is rotated by a motor 26. Here L
The light emitted from D is converted into parallel light by a lens 23 and is focused on an optical disk by a lens 24. The laser beam protruding outside the lens 23 is detected by the photodetector 19 adhered to the LD package.

【0013】[0013]

【発明の効果】本発明によれば、半導体レーザからの光
のうち、光学装置からはみでていた部分の光で光強度を
モニタできるので、光強度を有効に用いることができ
る。
According to the present invention, the light intensity can be monitored by the light of the portion of the light from the semiconductor laser that is off the optical device, so that the light intensity can be used effectively.

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

【図1】パケージされた半導体レーザの構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of a packaged semiconductor laser.

【図2】従来の光強度をモニタする半導体レーザ光学装
置の構成図。
FIG. 2 is a configuration diagram of a conventional semiconductor laser optical device for monitoring light intensity.

【図3】光ファイバに導く半導体レーザ光学装置の説明
図。
FIG. 3 is an explanatory view of a semiconductor laser optical device for guiding an optical fiber.

【図4】光ファイバの断面図。FIG. 4 is a sectional view of an optical fiber.

【図5】光ディスク上の情報を光スポットで読み取る状
況を示す説明図。
FIG. 5 is an explanatory diagram showing a situation in which information on an optical disc is read by a light spot.

【図6】本発明の半導体レーザ光学装置の原理説明図。FIG. 6 is a diagram illustrating the principle of a semiconductor laser optical device according to the present invention.

【図7】本発明の半導体レーザ光学装置の原理説明図。FIG. 7 is a diagram illustrating the principle of a semiconductor laser optical device according to the present invention.

【図8】本発明の光ファイバに光を導入する半導体レー
ザ光学装置の説明図。
FIG. 8 is an explanatory view of a semiconductor laser optical device for introducing light into an optical fiber according to the present invention.

【図9】本発明の光ディスクを記録、再生する半導体レ
ーザ光学装置の説明図。
FIG. 9 is an explanatory diagram of a semiconductor laser optical device for recording and reproducing the optical disc of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

)1は半導体レーザチップ、2は内蔵光検知器、3はヒ
ートブロック、5は窓、6は半導体レーザ、7はレン
ズ、8はモニター用光検知器、10はビームスプリッ
タ、12はクラッド、13はコア部、14はピット、1
5は光スポット、16はレンズ、17は半導体レーザが
楕円状に出射する光、18は光ファイバ、19は光検知
器、23,24はレンズ、25は光ディスク、26はモ
ータである。
1) a semiconductor laser chip, 2 a built-in photodetector, 3 a heat block, 5 a window, 6 a semiconductor laser, 7 a lens, 8 a monitor photodetector, 10 a beam splitter, 12 a clad, 13 Is the core, 14 is the pit, 1
5 is a light spot, 16 is a lens, 17 is light emitted from the semiconductor laser in an elliptical shape, 18 is an optical fiber, 19 is a photodetector, 23 and 24 are lenses, 25 is an optical disk, and 26 is a motor.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】レーザ光を楕円状に放射する半導体レーザ
のレーザ光の縁部の光のうち少なくとも該楕円の長軸方
向の光を光検知器で検知し、半導体レーザの光強度を検
出することを特徴とする半導体レーザ光学装置。
1. An optical detector for detecting at least the light in the major axis direction of an ellipse of a laser beam emitted from a semiconductor laser that emits the laser beam in an elliptical shape, thereby detecting the light intensity of the semiconductor laser. A semiconductor laser optical device, characterized in that:
【請求項2】前記半導体レーザから出射する光を光ファ
イバに導くことを特徴とする請求項1記載の半導体レー
ザ光学装置。
2. The semiconductor laser optical device according to claim 1, wherein light emitted from said semiconductor laser is guided to an optical fiber.
【請求項3】前記半導体レーザから出射する光を用いて
光ディスクへの記録あるいは再生を行うことを特徴とす
る請求項1記載の半導体レーザ光学装置。
3. The semiconductor laser optical device according to claim 1, wherein recording or reproduction on an optical disk is performed using light emitted from said semiconductor laser.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2008286866A (en) * 2007-05-15 2008-11-27 Canon Inc Optical scanning apparatus and image forming apparatus

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