(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザチップをレーザチップ台に搭載した半導体レーザ装置において、
上記レーザチップ台の表面における上記レーザチップからのレーザ光に基づく物体からの戻り光が到達する個所を含むと共に、全面よりは小さい所定範囲の領域に、上記戻り光を吸収する黒色高分子化合物を設けており、
上記黒色高分子化合物内には、カーボンブラック,黒鉛,鉄黒のうちの少なくとも一つで成る黒色無機顔料の粒子が分散されており、
上記黒色無機顔料は、粒子径が１μm以上且つ１００μm以下である
ことを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項２】
レーザチップをレーザチップ台に搭載した半導体レーザ装置において、
上記レーザチップ台の表面における上記レーザチップからのレーザ光に基づく物体からの戻り光が到達する個所を含むと共に、全面よりは小さい所定範囲の領域に、上記戻り光を吸収する黒色高分子化合物を設けており、
上記黒色高分子化合物内には、カーボンブラック,黒鉛,鉄黒のうちの少なくとも一つで成る黒色無機顔料の粒子が分散されており、
上記黒色無機顔料は、上記黒色高分子化合物の最表面に分散されている
ことを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項３】
レーザチップをレーザチップ台に搭載した半導体レーザ装置において、
上記レーザチップ台の表面における上記レーザチップからのレーザ光に基づく物体からの戻り光が到達する個所を含むと共に、全面よりは小さい所定範囲の領域に、上記戻り光を吸収する黒色高分子化合物を設けており、
上記黒色高分子化合物は、複数の高分子化合物の積層構造体である
ことを特徴とする半導体レーザ装置。
【請求項４】
請求項３に記載の半導体レーザ装置において、
上記積層された複数の高分子化合物のうち、最下層に位置する高分子化合物はエポキシ樹脂であり、最上層に位置する高分子化合物は粒子径が１μm以上且つ１００μm以下の黒色無機顔料の粒子が分散された熱硬化性樹脂であることを特徴とする半導体レーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、コンパクトディスク(ＣＤ)や光学式のビデオディスクの再生に使用される光学系ノイズ等の特性が向上された半導体レーザ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光ピックアップの「トラッキングサーボ」方式の１つとしての「３ビーム方式」がある。この「３ビーム方式」についてＣＤを例に説明する。ここで、ＣＤのトラックピッチは１.６μm程度である。
【０００３】
上記ＣＤにおけるセンターホールの精度やスピンドルモータにチャックする場合の誤差およびトラックの真円度の精度等によって、上記スピンドルモータの中心軸とＣＤのトラックのセンターとが完全に一致することはない。したがって、ＣＤの再生時には偏心現象が起こる。そこで、ＣＤ再生方式においては、この様な偏心を予測して、光ビームが常に１本のスパイラル状のトラックを追い続けることができる機構が用いられている。その機構が上記「トラッキングサーボ」であり、その具体的な方法の１つが上記「３ビーム方式」である。
【０００４】
図３に示すように、上記３ビーム方式においては、ステム１上あるいはステム１上に設けられたサブマウント上(図３の場合はステム１上)に搭載された半導体レーザチップ２,回折格子３,レンズ４,ディスク５,ハーフミラー６および受光素子７で、最小構成要素を成している。尚、実際にトラッキングサーボを完成させるには、位相補償ドライブアンプによってピックアップ全体またはピックアップの一部を移動させる構成が必要であるが、ここでは省略する。
【０００５】
上記ステム１は、鉄の表面に金メッキを施したものが主として使用される。また、半導体レーザチップ２の活性層８は半導体レーザチップ２表面の中央部に在るものとする。
【０００６】
上記構成において、上記半導体レーザチップ２から発振されたレーザ光は、回折格子３を通過した後に、主ビーム９,第１サイド(副)ビーム１０および第２サイドビーム１１の３つのビームになる。この３つのビーム９,１０,１１はハーフミラー６を透過し、レンズ４によってディスク５(の信号面)に照射される。こうして、ディスク５に照射された３つのビーム９,１０,１１は、ディスク５で反射される際にディスク５の信号を読み取る。
【０００７】
図４に、上記３つのビーム９,１０,１１に基づく主スポット９'および第１,第２サイドスポット１０',１１'とトラック１２との位置関係を示す。図４に示すように、主スポット９'は、１つのトラック１２の略真上を照射するように光学的に設計されており、この主スポット９'を挟むように、第１,第２サイドスポット１０',１１'が主スポット９'の前後に位相をずらしてトラック１２を照射するようになっている。
【０００８】
上記ディスク５で反射された３つのビーム９,１０,１１は、ディスク面からレンズ４を経由して同じ光学系を逆に辿り、再びハーフミラー６に戻る。そして、ハーフミラー６によって反射された光は受光素子７に入射される。その際に、３つのビーム９,１０,１１のうち、主ビーム９は受光素子７における中央のＣの位置に入射され、反ステム１側の第１サイドビーム１０は位置Ｃの一側Ａの位置に入射され、ステム１側の第２サイドビーム１１は位置Ｃの他側Ｂの位置に入射される。こうして、上記受光素子７における位置Ａ,Ｃ,Ｂに入射され３つのビーム１０,９,１１に基づいて、以下のようにしてトラッキングの誤差信号が取り出される。
【０００９】
図５に、トラッキング誤差信号を生成する光検出器１３を示す。図４に示す各スポット９',１０',１１'とトラック１２との位置関係において、図４(b)は、主スポット９'がトラック１２の真上にある状態を示す。この状態の場合、２つの第１,第２サイドスポット１０',１１'は共に僅かにトラック１２に掛っており、第１,第２サイドスポット１０',１１'における残りの部分はディスク５のミラー面に在る。そして、このミラー面に在る部分の光は、ミラー面で反射されて、上述したようにレンズ４およびハーフミラー６を介して、第１サイドビーム１０は受光素子７の位置Ａに入射され、第２サイドビーム１１は位置Ｂに入射されるのである。
【００１０】
上記受光素子７は、光電変換を行って、入射された第１サイドビーム１０の光量に応じた第１サイドスポット信号と第２サイドビーム１１の光量に応じた第２サイドスポット信号とを出力する。そして、第１サイドスポット信号は、光検出器１３を構成する反転増幅器の非反転入力端子に入力される。一方、第２サイドスポット信号は、上記反転増幅器の反転入力端子に入力される。３つのスポット９',１０',１１'とトラック１２との位置関係が図４(b)の状態にある場合には、２つの第１,第２サイドスポット１０',１１'におけるディスク５の上記ミラー面に在る面積(つまり、反射後の第１,第２サイドビーム１１の光量)は略等しい。したがって、第１サイドスポット信号と第２サイドスポット信号とは略同じ電圧となり、上記反転増幅器でなる光検出器１３の出力(トラッキング誤差信号の値)は「０」となる。この場合には、トラック１２からの主ビーム９のずれは無く、ピットからの良好な読み出しが行われる。
【００１１】
上記３つのスポット９',１０',１１'とトラック１２との図４(b)に示すような理想的な位置関係が崩れた場合には、図４(a)に示すように、第１サイドスポット１０'がトラック１２から外れる方向にずれるか、図４(c)に示すように、第２サイドスポット１１'がトラック１２から外れる方向にずれる。図４(a)および図４(c)の場合には、反射後における２つの第１,第２サイドビーム１０,１１の光量が不均衡になり、図４(a)の場合には、第１サイドスポット信号の電圧が第２サイドスポット信号の電圧よりも高くなるため、トラッキング誤差信号の値はプラスになる。一方、図４(c)の場合には、第１サイドスポット信号の電圧が第２サイドスポット信号の電圧よりも低くなるため、トラッキング誤差信号の値はマイナスになる。
【００１２】
このように、上記３つのビーム９,１０,１１のトラック１２からのずれに応じて極性が異なるトラッキング誤差信号が得られる。したがって、上記トラッキング誤差信号の極性(＋,−)と変位の大きさとの情報を検出することによって、３つのビーム９,１０,１１がトラック１２に対して「どちら側にどれだけずれているか」を検出することができるのである。したがって、上記トラッキング誤差信号が、位相補償(ずれた量だけ反対側に戻すという位置関係補償)の指標となるのである。尚、具体的な位相補償についての説明は、この発明の範囲を超えるので割愛する。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の３ビーム方式によるトラッキングサーボには、以下のような問題がある。すなわち、上述したように、３ビーム方式においては、ディスク５で反射された３つのビーム９,１０,１１は、ハーフミラー６によって反射されて受光素子７に入射される。その場合に、図６に示すように、ハーフミラー６への入射光の内の一部はハーフミラー６を透過する。ここで、第１,第２サイドビーム１０,１１が、反射後の帰路において、ハーフミラー６を透過して半導体レーザチップ２に戻って来るサイドビーム(戻り光)を夫々１０'',１１''とする。
【００１４】
上述したように、上記半導体レーザチップ２の活性層８は半導体レーザチップ２の中央部にあるとすると、戻り光１０'',１１''の夫々は図６に示すようにステム１側と反ステム１側とを通る。そして、戻り光１０'',１１''のうちのステム１側の戻り光１１''が半導体レーザチップ２のステム１またはその上に搭載されたザブマウントの所定の位置１４に入射し、位置１４で反射することになる。こうして、再度反射した反射光１５は、再び回折格子３を通過し、ハーフミラー６を透過し、レンズ４を透過して、ディスク５に戻る。そして、ディスク５で三度反射した反射光(戻り光)１６はハーフミラー６で反射して、受光素子７に入射するという現象が起こる。
【００１５】
上述したように、上記光検出器１３によるトラッキング誤差信号の出力は、受光素子７へ入射された第１サイドビーム１０の光量と第２サイドビーム１１の光量とに応じて行われる。したがって、受光素子７に対して、第１,第２サイドビーム１０,１１に加えて、さらに第２サイドビーム１１の戻り光１６が入射された場合には、その分だけ第２サイドビーム１１の光量が増加したと判定されることになる。その結果、上記３ビーム方式によるトラッキングサーボが十全に行われなくなる可能性が出てくる。
【００１６】
すなわち、上記第２サイドビーム１１の戻り光１６の受光素子７への入射によって第２サイドビーム１１の光量が実際よりも増加する結果、図５における第２サイドスポット信号が実際よりも大きくなり、トラッキング誤差信号の極性「−」側への変位の大きさが実際よりも大きくなる。したがって、位相補償を行う位相補償装置は、誤ったトラッキング誤差信号に基づいて、位相補償の指標として、図４(a),図４(b),図４(c)に示す実際の位置を図７(a),図７(b),図７(c)に示す位置(つまり、トラック１２が図中上側にずれた位置)に誤認することになる。その結果、仮に位相補償が理想通りに行われたとしても、正常よりもプラス側(図７の場合は上側)に過剰に行われることになる。
【００１７】
上記ＣＤ再生方式においては、トラッキングサーボを行う際のサーボ補正量として±７０μmという規格値が定められている。ステム１あるいはその上に搭載されたザブマウントからの上記戻り光の反射のために発生するトラッキング誤差信号の誤差に基づく誤った位相補償によって、どの程度のエラー(トラッキングサーボエラー)が発生するのかは光学系によって一概には言えない。しかしながら、上記トラッキングサーボエラー発生の可能性を持つ因子は設計において除いて、上記サーボ補正量を±７０μmの規格値内に収まるようにしておく必要がある。
【００１８】
尚、図３および図６においては、上記ステム１,半導体レーザチップ２およびレンズ４等に対して、回折格子３および第１サイドビーム１０と第２サイドビーム１１とが成す角度を誇張して描いている。したがって、図からは、ディスク５およびステム１で反射した光は光学系の外に出てしまうかのごとく見える。しかしながら、実際の回折格子３およびサイドビーム１０,１１の開き角度は小さいため、上記反射光は光学系の外に出ることはないのである。また、サイドビーム１０,１１とその反射光とは全く同じ光路を辿ることはないが、図３および図６においては、簡略化して表現してある。
【００１９】
そこで、この発明の目的は、ハーフミラーを透過した戻り光がステムまたはステム上のサブマウントで反射することに起因するトラッキングサーボエラーの発生を防止できる半導体レーザ装置を提供することにある。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明は、レーザチップをレーザチップ台に搭載した半導体レーザ装置において、上記レーザチップ台の表面における上記レーザチップからのレーザ光に基づく物体からの戻り光が到達する個所を含むと共に,全面よりは小さい所定範囲の領域に上記戻り光を吸収する黒色高分子化合物を設けており、上記黒色高分子化合物内にはカーボンブラック,黒鉛,鉄黒のうちの少なくとも一つで成る黒色無機顔料の粒子が分散されており、上記黒色無機顔料は、粒子径が１μm以上且つ１００μm以下であることを特徴としている。
【００２１】
上記構成によれば、レーザチップ台に搭載されたレーザチップからのレーザ光に基づいて回折格子で発生されたサイドビームが、物体で反射されて戻り光となって上記レーザチップ台に到達する。ところが、上記戻り光は、上記レーザチップ台の表面に設けられた黒色高分子化合物によって吸収されるため、上記レーザチップ台で反射されることはない。したがって、ＣＤ再生装置のトラッキングサーボに用いた場合に、上記戻り光が再びディスク表面で反射されて受光素子に入射されることが無くなり、正確なトラッキング誤差信号が出力される。
【００２２】
その際に、上記黒色高分子化合物は、上記レーザチップ台の表面における上記サイドビームの戻り光が到達する個所を含むと共に、全面より小さい所定範囲の領域のみに設けられている。したがって、上記黒色高分子化合物の存在による上記レーザチップ台の放熱性が損なわれることは無い。
【００２３】
さらに、上記黒色無機顔料の粒子径は１μm以上であるため、粒子が凝集することはなく着色力が十分に発揮される。さらに、上記粒子径が１００μm以下であるため、下地のレーザチップ台が覆い隠されて上記戻り光が上記下地に到達しないようにすると共に、再び上記レーザチップ台から反射する光が分散される。
【００２４】
また、この発明は、レーザチップをレーザチップ台に搭載した半導体レーザ装置において、上記レーザチップ台の表面における上記レーザチップからのレーザ光に基づく物体からの戻り光が到達する個所を含むと共に,全面よりは小さい所定範囲の領域に上記戻り光を吸収する黒色高分子化合物を設けており、上記黒色高分子化合物内にはカーボンブラック,黒鉛,鉄黒のうちの少なくとも一つで成る黒色無機顔料の粒子が分散されており、上記黒色無機顔料は、上記黒色高分子化合物の最表面に分散されていることを特徴としている。
【００２５】
上記構成によれば、上記黒色無機顔料は、上記戻り光の入射側である上記黒色高分子化合物の最表面に分散されているので、少ない量で効果的に上記戻り光が吸収される。
【００２６】
また、この発明は、レーザチップをレーザチップ台に搭載した半導体レーザ装置において、上記レーザチップ台の表面における上記レーザチップからのレーザ光に基づく物体からの戻り光が到達する個所を含むと共に,全面よりは小さい所定範囲の領域に上記戻り光を吸収する黒色高分子化合物を設けており、上記黒色高分子化合物は、複数の高分子化合物の積層構造体であることを特徴としている。
【００２７】
また、１実施例では、この発明の半導体レーザ装置において、上記積層された複数の高分子化合物のうち、最下層に位置する高分子化合物はエポキシ樹脂であり、最上層に位置する高分子化合物は粒子径が１μm〜１００μmの黒色無機顔料の粒子が分散された熱硬化性樹脂であることを特徴としている。
【００２８】
上記構成および実施例によれば、上記レーザチップ台側である最下層に金属との密着性を持たせ、上記戻り光の入射側である最上層に光吸収性を持たせることによって、密着性と光の吸収性とを両立できる単層の黒色高分子化合物が見つからない場合でも、各層が持つ機能を合せて同じ効果が得られるのである。
【００２９】
また、１実施例では、レーザチップをレーザチップ台に搭載した半導体レーザ装置において、上記レーザチップ台の表面における上記レーザチップからのレーザ光に基づく物体からの戻り光が到達する個所を含むと共に,全面よりは小さい所定範囲の領域に上記戻り光を吸収する黒色高分子化合物を設けており、上記黒色高分子化合物はアルキド樹脂,ウレタン樹脂,弗素樹脂のうちの少なくとも一つで成る熱硬化性樹脂を含んで構成されている。
【００３０】
上記構成によれば、上記黒色高分子化合物は、アルキド樹脂,ウレタン樹脂,弗素樹脂等の高分子樹脂で構成されているため、塗膜として長期間安定状態が保たれる。さらに、熱硬化性樹脂であるため耐熱性があり、吸収された光が熱線となっても塗膜としての安定状態が保たれる。
【００３１】
また、１実施例では、レーザチップをレーザチップ台に搭載した半導体レーザ装置において、上記レーザチップ台の表面における上記レーザチップからのレーザ光に基づく物体からの戻り光が到達する個所を含むと共に,全面よりは小さい所定範囲の領域に上記戻り光を吸収する黒色高分子化合物を設けており、上記黒色高分子化合物はアルキド樹脂,エポキシ樹脂,ウレタン樹脂,弗素樹脂のうちの少なくとも一つで成る熱硬化性樹脂を含んで構成されており、上記熱硬化性樹脂は、分子量が１,５００以上であり且つ７,０００以下である。
【００３２】
上記構成によれば、上記熱硬化性樹脂の分子量は１,５００以上であるため樹脂膜の機械的・化学的安定が保たれる。さらに、上記分子量は７,０００以下であるため適度な粘性を保つことができ、塗布時における作業性の低下が防止される。
【００３３】
また、１実施例では、レーザチップをレーザチップ台に搭載した半導体レーザ装置において、上記レーザチップ台の表面における上記レーザチップからのレーザ光に基づく物体からの戻り光が到達する個所を含むと共に,全面よりは小さい所定範囲の領域に上記戻り光を吸収する黒色高分子化合物を設けており、上記黒色高分子化合物の膜厚は、１５μm以上且つ２５μm以下である。
【００３４】
上記構成によれば、上記黒色高分子化合物の膜厚は１５μm以上であるため上記戻り光が十分吸収される。さらに、上記膜厚は２５μm以下であるため、光学系の設計時に上記黒色高分子化合物の存在を無視することが可能になる。
【００３５】
また、１実施例では、レーザチップをレーザチップ台に搭載した半導体レーザ装置において、上記レーザチップ台の表面における上記レーザチップからのレーザ光に基づく物体からの戻り光が到達する個所を含むと共に,全面よりは小さい所定範囲の領域に上記戻り光を吸収する黒色高分子化合物を設けており、上記黒色高分子化合物内には、黒鉛,鉄黒のうちの少なくとも一つで成る黒色無機顔料の粒子が分散されている。
【００３６】
上記構成によれば、黒鉛,鉄黒の黒色無機顔料を用いているので耐光性が高く、光によって変色したり劣化したりすることが防止される。さらに、入射してきた光が効果的に分散・吸収される。
【００３７】
また、１実施例では、レーザチップをレーザチップ台に搭載した半導体レーザ装置において、上記レーザチップ台の表面における上記レーザチップからのレーザ光に基づく物体からの戻り光が到達する個所を含むと共に,全面よりは小さい所定範囲の領域に上記戻り光を吸収する黒色高分子化合物を設けており、上記黒色高分子化合物内にはカーボンブラック,黒鉛,鉄黒のうちの少なくとも一つで成る黒色無機顔料の粒子が分散されており、上記黒色無機顔料の含有比は、１重量％以上且つ５重量％以下である。
【００３８】
上記構成によれば、上記黒色無機顔料の含有比は１重量％以上であるため十分な戻り光の吸収効果が得られる。さらに、上記黒色無機顔料の含有比を５重量％よりも大きくしても光の吸収性という観点から効果は上がらない。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図示の実施の形態により詳細に説明する。
＜第１実施の形態＞
図１は、本実施の形態の半導体レーザ装置を用いた３ビーム方式によるトラッキングサーボにおけるビーム照射部分の拡大図である。上記レーザチップ台としてのステム２１上あるいはステム２１上に設けられたサブマウント上(図１の場合はステム２１上)に搭載された半導体レーザチップ２２の表面の中央部に活性層２３が設けられている。２４は回折格子である。また、図１では省略されているが、図３の場合と同様に、上記レンズ,ハーフミラーおよび受光素子が設けられている。
【００４０】
そして、上記半導体レーザチップ２２から発振されたレーザ光は、回折格子２４を通過した後に主ビーム,第１サイドビームおよび第２サイドビームの３つのビームになり、上記ハーフミラーを透過した後レンズによってディスクの信号面を照射する。こうして、ディスクに照射された３つのビームは、ディスクで反射される際にディスクの信号を読み取り、再びハーフミラーに戻る。そして、ハーフミラーによって反射された光は上記受光素子に入射される。その際に、図６に示すように、上記ハーフミラーに入射された３つのビームの一部はハーフミラーを透過して、戻り光２５,２６,２７となって半導体レーザチップ２２に戻ってくる。そして、上記第１サイドビームの戻り光２６および第２サイドビームの戻り光２７のうちのステム２１側の戻り光２７が、半導体レーザチップ２２のステム２１あるいはその上に搭載されたザブマウントに入射することになる。
【００４１】
ここで、上記第２サイドビームの戻り光２７が当たる位置と半導体レーザチップ２２との相互位置関係を調べると、光学系によって違いはあるものの、半導体レーザチップ２２の活性層２３中心から測って約１００μmの位置に戻り光２７が当たることが分る。そこで、ステム２１またはその上に搭載されるサブマウントにおける活性層２３中心から測って約１００μmの位置の周囲を、戻り光２７を吸収して反射を防ぐように構成すれば、戻り光２６の反射に起因するトラッキングサーボエラーの発生を防止できるのである。
【００４２】
上記ステム２１またはその上に搭載されるサブマウントの材質は、金メッキされた鉄(Ｆe)である。これは、放熱性の良好な材質を使うことによって熱抵抗を小さくすることを目的としている。そこで、本実施の形態においても、放熱性を保つことに主眼を置き、ステム２１またはその上のサブマウントの表面全体に、戻り光２７の反射を防ぐために樹脂を施すことは避けることにする。
【００４３】
上述したごとく、上記ステム２１あるいはサブマウントは、主として鉄等の金属に耐食等の目的で金メッキを施してあるので、(レーザ)光を反射し易い性質を有する。そこで、本実施の形態においては、ステム２１あるいはサブマウントの表面における戻り光２７の反射防止対象部分、つまり活性層(半導体レーザチップ２２の中央部)２３の中心から測って約１００μmの位置近傍のみに、黒色に着色された塗膜２８を設けるのである。こうすることによって、塗膜２８の存在によって、入射光の大部分は黒色に着色された塗膜２８に吸収されるのである。その際に、塗膜２８は、半導体レーザチップ２２の中央部に在る活性層２３の中心から測って約１００μmの位置近傍のみに設けられている。したがって、塗膜２８の存在によるステム２１あるいはサブマウントの放熱性が損なわれることは無い。
【００４４】
上記塗膜２８を黒色に着色して戻り光２７を吸収する物質は、黒色の無機顔料を分散させたものである。尚、ワニスやクリヤーと呼ばれる透明塗料に対して、有色塗料は「エナメル」と総称される。このエナメルに使用される樹脂としては、高分子樹脂であることが必要である。分子量の小さい物質は安定に存在することが出来ないため、塗膜として長期間安定状態を保つためには高分子材料であることが不可欠なのである。すなわち、アルキド樹脂,エポキシ樹脂,ウレタン樹脂及び弗素樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられる。これらの樹脂を原料とした塗料は、自然乾燥や焼き付け等の方法で塗膜を形成することができるのである。
【００４５】
尚、上記塗膜の主要素である樹脂の分子量は、塗膜の機械的・化学的安定を保つためには少なくとも１,５００以上は必要であり、適度な粘性を保って作業性良く塗布するためには７,０００以下が適当である。そして、この様な比較的小さなポリマー(プレポリマー)が塗装後の空気中における酸素の作用や加熱の作用によって、お互いに橋架け化学反応を起こして重合するのである。また、吸収された光は熱線となるために、被着色体は耐熱性が必要である。よって熱可塑性ではなく熱硬化性の高分子化合物であることが必要である。
【００４６】
また、上記塗膜の大きさは、上記戻り光２７が当たる箇所のステム２１またはサブマウントを覆う程度で良い。上述したように、ステム２１またはその上に搭載されるサブマウントの材質は金メッキされた鉄が多く、熱抵抗を小さくするようにしている。そこで、戻り光２７が当たらない箇所には塗膜を施さないようにして、放熱性が損なわれようにするのである。さらに、塗膜の厚みには、光学系の設計時において塗膜の存在を無視できるための制約があるので、その範囲内で戻り光２７が吸収できる範囲、具体的には１５μm〜２５μm程度とする。また、そのために、塗料を塗る場合には、この塗料の塗り厚み(ウエット状態の厚み)も考慮して２５μm〜３０μmとする。
【００４７】
また、上記戻り光２７を吸収する無機顔料としては、平均粒子径が数μmのカーボンブラック(Ｃ)や黒鉛(Ｃ)や鉄黒(Ｆe3Ｏ4)等を用い、これらの無機顔料を１重量％〜５重量％分散させて用いる。ところで、無機顔料を用いる理由は、有機顔料に比較して耐光性(着色されたものが光によって変色したり劣化したりし難い性質)が強いためである。これらの無機顔料は、入射してきた光を分散させる働きがある。したがって、無機顔料を塗膜成分に添加することによって塗膜２８の下地の金属(ステム２１またはその上に搭載されたサブマウント)に光が達することを妨げることができ、それによって下地金属２１からの光の反射を防ぐことができるのである。さらに、顔料の添加は、塗液にチキソ性(塗っている間は低粘度で塗り終わると高濃度になる性質)を与えることができる。そのために、塗液の「たれ」現象を緩和する働きを持たせる効果があり、塗布の作業性を良好にすることができるのである。
【００４８】
また、上記無機顔料の粒子の大きさについては、以下のようである。一般に、顔料を１００μmの粒子径以下で細かく分散させる方が、粗く分散させるよりも隠蔽力は大きくなる。換言すれば、下地の金属２１を覆い隠す力が大きくなる。したがって、粒子径が１００μmの以下の黒色顔料を使うことによって、塗料を透過して下地金属２１に届いて再び下地金属２１から反射する光をも分散してくれるのでより大きな効果が得られるのである。また、上記黒色顔料の粒子径が１μm以下の場合は、小さ過ぎて凝集し易いために使い方によっては着色力を発揮できない。したがって、粒子径がオングストローム単位の染料は使い難いのである。すなわち、上記黒色顔料の粒子径は１μm〜１００μmが最適なのである。
【００４９】
また、光の吸収性という観点から黒色フィラの含有(重量)比を調べた結果、黒色フィラの含有比については最大５％で良く、それ以上含有させても効果は上がらない。すなわち、黒色フィラの含有比は５％以下で十分なのである。但し、十分な戻り光の吸収効果を得るためには黒色フィラの含有比は最低１％は必要である。
【００５０】
塗料の構成は、塗膜形成要素(生の塗料から塗膜に残る成分)と溶剤(上記塗膜形成要素を溶かして粘い流動体を作る成分)と顔料とから成る。上記塗膜形成要素の中に顔料を分散させ、上記溶剤を追加したものが有色塗料である。このうちの溶剤は、生の塗料には存在していて、塗布してから塗膜が形成される段階で気化して「飛んでいく」性質を有するものである。上記溶剤は、できるだけ揮発速度が速い弱溶剤(貧溶媒)が良く、塗膜要素である上記塗膜形成要素および顔料を溶解するぎりぎりの溶解力(換言すれば溶剤量)で良い。これは塗料の厚みと、塗膜の厚さとの関係に影響する。
【００５１】
このように、本実施の形態においては、上記ステム２１またはその上に搭載されるサブマウントの表面における活性層２３中心から測って約１００μmの位置の周囲のみに、平均粒子径が１μm〜１００μmのカーボンブラックや黒鉛や鉄黒等の黒色の無機顔料をアルキド樹脂,エポキシ樹脂,ウレタン樹脂および弗素樹脂等の熱硬化性樹脂に１重量％〜５重量％分散させた塗膜２８を設けている。したがって、ディスクでの反射後の第２サイドビームの戻り光２７が、塗膜２８の黒色の無機顔料で吸収されて反射することが防止される。
【００５２】
その結果、光検出器から出力されるトラッキング誤差信号の極性「−」側への変位の大きさが、戻り光２７の入射によって実際よりも大きくなることが防止される。したがって、正常なトラッキング誤差信号に基づいて、正常な位相補償を行うことができるのである。
【００５３】
尚、上記実施の形態においては、熱硬化性樹脂に黒色の無機顔料を均一に分散させて塗膜２８を構成している。しかしながら、この発明はこれに限定されるものではなく、上記戻り光の入射側である上記熱硬化性樹脂の最表面にのみ分散させて構成しても構わない。
【００５４】
＜第２実施の形態＞
図２は、本実施の形態の半導体レーザ装置を用いた３ビーム方式によるトラッキングサーボにおけるビーム照射部分の拡大図である。ステム３１,半導体レーザチップ３２,活性層３３,回折格子３４,ディスクでの反射後の主ビームの戻り光３５,同第１サイドビームの戻り光３６および同第２サイドビームの戻り光３７は、上記第１実施の形態において図１に示すステム２１,半導体レーザチップ２２,活性層２３,回折格子２４,ディスクでの反射後の主ビームの戻り光２５,同第１サイドビームの戻り光２６および同第２サイドビームの戻り光２７と同一である。
【００５５】
本実施の形態における塗膜３８は、複数の異なる高分子物質を積層した構成になっている。上記第１実施の形態の場合と同様に、ステム３１あるいはその上に搭載されたサブマウントは、その表面が金によってメッキされた鉄である。そして、そのような構成を有するレーザチップ台上に塗膜３８を形成するわけであるが、塗膜３８の密着性という観点からみた場合には、「黒色性」という観点とは両立しない場合がある。つまり、光の吸収という点からみると合格の物質ではあるが、金属との密着性が悪く剥がれ易い場合が生ずるのである。密着性と光の吸収とを両立できる物質があれば申し分ないが、両立できない場合には密着性を有する物質と光吸収性を有する物質とに各機能を分担させるのである。すなわち、塗膜３８の多層化を図るのである。
【００５６】
すなわち、上記ステム３１あるいはサブマウントの対象箇所における表面部分に金属との密着性の強いエポキシ樹脂３９を下塗りして、その上に光吸収性の大きい黒色に着色させた樹脂テープ４０を貼り付けるのである。こうして、２層構造を有する塗膜３８の下層であるエポキシ樹脂(接着剤層)３９と上層である樹脂テープ(光吸収層)４０との夫々の層が持つ機能を合せて、図１における単層の塗膜２８と同じ効果を得るのである。尚、上記上層を、黒色の樹脂テープ４０ではなく、上記第１実施の形態における塗膜２８の場合と同様に「エナメル」と総称される黒色無機顔料を分散させた高分子の熱硬化性樹脂としても差し支えない。
【００５７】
ところで、上記各実施の形態においてはＣＤの再生を例に説明したが、この発明はそれに限定されるものではない。光学式のビデオディスクの再生等にも適用可能である。
【００５８】
【発明の効果】
以上より明らかなように、この発明の半導体レーザ装置は、レーザチップ台の表面における物体からの戻り光が到達する個所を含む所定範囲の領域に、上記戻り光を吸収する黒色高分子化合物を設けたので、上記戻り光を上記黒色高分子化合物によって吸収することができる。したがって、ＣＤ再生装置のトラッキングサーボに用いた場合に、上記戻り光が上記レーザチップ台で反射されて再びディスク表面で反射されて受光素子に入射されることを防止して、正確なトラッキング誤差信号を得ることができる。
【００５９】
その際に、上記黒色高分子化合物は、上記レーザチップ台の表面における上記サイドビームの戻り光が到達する個所を含むと共に、全面より小さい所定範囲の領域のみに設けられている。したがって、上記黒色高分子化合物の存在によって上記レーザチップ台の放熱性が損なわれることは無い。
【００６０】
さらに、上記黒色高分子化合物内にカーボンブラック,黒鉛,鉄黒のうち少なくとも一つの黒色無機顔料の粒子を分散したので、耐光性が高く、光によって変色したり劣化したりするのを防止できる。さらに、入射してきた光を効果的に分散・吸収できる。
【００６１】
さらに、上記黒色無機顔料の粒子の粒子径を１μm以上にしたので、粒子が凝集して着色力が十分に発揮されないことを防止できる。さらに、上記粒子径を１００μm以下にしたので、下地のレーザチップ台を覆い隠して上記戻り光が上記下地に到達しないようにし、上記レーザチップ台で反射された光を分散させることができる。
【００６２】
また、この発明の半導体レーザ装置は、上記黒色無機顔料を、上記黒色高分子化合物の最表面に分散させたので、少ない量で上記戻り光を効果的に吸収することができる。
【００６３】
また、この発明の半導体レーザ装置は、上記黒色高分子化合物を複数の高分子化合物の積層構造体と成すと共に、最下層に位置する高分子化合物をエポキシ樹脂としたので、上記レーザチップ台側に在る最下層の金属との密着性を高めることができる。また、上記戻り光の入射側に在る最上層を粒子径が１μm〜１００μmの黒色無機顔料の粒子が分散された熱硬化性樹脂としたので、光吸収性を持たせることができる。したがって、密着性と光の吸収性とを両立できる単層の黒色高分子化合物が見つからない場合でも、各層が持つ機能を合せて同じ効果を得ることができるのである。
【００６４】
また、１実施例では、上記黒色高分子化合物を、アルキド樹脂,ウレタン樹脂,弗素樹脂のうちの少なくとも一つで成る熱硬化性樹脂を含んで構成したので、塗膜として長期間安定状態を保つことがでる。さらに、熱硬化性樹脂であるため耐熱性があり、吸収された光が熱線となっても塗膜としての安定状態を保つことがでる。
【００６５】
また、１実施例では、上記熱硬化性樹脂における分子量を１,５００以上且つ７,０００以下にしたので、樹脂膜の機械的・化学的安定を保つことができると共に、適度な粘性を保って塗布時における作業性の低下を防止できる。
【００６６】
また、１実施例では、上記黒色高分子化合物における膜厚を１５μm以上且つ２５μm以下にしたので、上記戻り光を十分吸収できると共に、光学系の設計時に上記黒色高分子化合物の存在を無視することができる。
【００６７】
また、１実施例では、上記黒色無機顔料の含有比を１重量％以上且つ５重量％以下にしたので、必要最小限の含有比で上記戻り光の吸収効果を十分得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の半導体レーザ装置を用いたトラッキングサーボにおけるビーム照射部分の拡大図である。
【図２】  図１とは異なるビーム照射部分の拡大図である。
【図３】  ３ビーム方式によるトラッキングサーボの説明図である。
【図４】  ３つのスポットとトラックとの位置関係を示す図である。
【図５】  光検出器の構成図である。
【図６】  戻り光の経路の説明図である。
【図７】  誤認された３つのスポットとトラックとの位置関係を示す図である。
【符号の説明】
２１,３１…ステム、
２２,３２…半導体レーザチップ、
２３,３３…活性層、
２４,３４…回折格子、
２５,３５…主ビームの戻り光、
２６,３６…第１サイドビームの戻り光、
２７,３７…第２サイドビームの戻り光、
２８,３８…塗膜、
３９…エポキシ樹脂、
４０…黒色樹脂テープ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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