(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光点がチップ端部に位置するようにストライプ構造をチップ中心から偏った位置に形成した半導体レーザ素子であって、レーザ光の波長が異なるものを複数使用するとともに、
これらの中に、前記発光点を含む端面形状が略平行四辺形であって、前記発光点が前記略平行四辺形の鋭角近傍に配置されたレーザ素子が含まれており、
各レーザ素子のストライプが略平行であって、発光点が近接するように、前記複数のレーザ素子を平面的に配置する場合に、前記レーザ素子の略平行四辺形の鋭角部に近接して、他のレーザ素子を配置したことを特徴とするレーザ装置。
【請求項２】
発光点がチップ端部に位置するようにストライプ構造をチップ中心から偏った位置に形成した半導体レーザ素子であって、波長が７８０nm帯のレーザ素子と、波長が６５０nm帯のレーザ素子を含む複数の半導体レーザ素子を使用するとともに、
これらの中に、前記発光点を含む端面形状が略平行四辺形であって、前記発光点が前記略平行四辺形の鋭角近傍に配置されたレーザ素子が含まれており、
各レーザ素子のストライプが略平行であって、発光点が近接するように、前記複数のレーザ素子を平面的に配置する場合に、前記レーザ素子の略平行四辺形の鋭角部に近接して、他のレーザ素子を配置したことを特徴とするレーザ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の波長のレーザ光を出力するレーザ装置にかかり、例えば、ＣＤ−Ｒ及びＤＶＤ用の光ピックアップに好適なレーザ装置の改良に関する。
【０００２】
【背景技術と発明が解決しようとする課題】
ＣＤやＤＶＤなどのディスクプレーヤにおける光ピックアップの光源としては、一般に半導体レーザ素子が用いられている。ここで、ＣＤ用とＤＶＤ用では、レーザ素子の発光波長が異なり、ＣＤでは７８０nm，ＤＶＤでは６５０nmとなっている。第一世代のＤＶＤプレーヤでは、発光波長が６５０nmのレーザ素子しか組み込まれていない。色素系の材料を用いたＣＤ−Ｒディスクは、波長依存性を有しており、波長６５０nmのレーザ光では反射率が低下するため、前記ＤＶＤプレーヤでは再生することができない。しかし、一つのプレーヤでＣＤ−ＲやＤＶＤなどの各種のディスクを再生することができると好都合である。そこで、それらのディスクの再生を可能にするため、６５０nm／７８０nmの二波長の光源を内蔵した光ピックアップが検討されている。
【０００３】
図６には、かかる二波長レーザ装置の背景技術が示されている。まず、同図(A)に示すものは、ＣＤ（ＣＤ−Ｒを含む）用とＤＶＤ用のそれぞれを別個に構成するもので、ＤＶＤ９００のために、波長６５０nmで発光するレーザ素子９０２，ＤＶＤ用光学系９０４が設けられており、ＣＤ９１０のために、波長７８０nmで発光するレーザ素子９１２，ＣＤ用光学系９１４が設けられている。この方式は、レーザ素子からディスクに至る光路が、ＤＶＤ，ＣＤで独立している。
【０００４】
図６(B)に示すものは、ＤＶＤ用のレーザ素子９０２とＣＤ用のレーザ素子９１２は別々のパッケージとなっているが、それらの出力レーザ光が波長フィルタ（ダイクロイックミラー）９２０によって合成されている。このような手法は、水野定夫他「集積型ＤＶＤ用光ヘッド」(National Technical Report Vol.43 No.3 Jun.p.275(1997))に開示されている。この方法では、波長フィルタ９２０からディスク９００，９１０に至る光学系９２２が、ＣＤ及びＤＶＤで共用化されている。
【０００５】
しかしながら、このような背景技術では、次のような不都合がある。
(1)図６(A)の方法では、ＤＶＤ用及びＣＤ用のピックアップが単に並列的に設けられているのみで、小型化や部品点数の削減を図ることはできない。
(2)図６(B)の方法では、(A)と比較すれば共用部分が増えるものの、新たに波長フィルタを必要とし、部品数が増えて装置構成が複雑化するなど、必ずしも満足し得るものとは言えない。
【０００６】
本発明は、以上の点に着目したもので、複数波長のレーザ光を使用する際の装置構成を簡略化して、その小型化を図ることができるレーザ装置を提供することを、その目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、本発明のレーザ装置は、発光点がチップ端部に位置するようにストライプ構造をチップ中心から偏った位置に形成した半導体レーザ素子であって、レーザ光の波長が異なるものを複数使用するとともに、これらの中に、前記発光点を含む端面形状が略平行四辺形であって、前記発光点が前記略平行四辺形の鋭角近傍に配置されたレーザ素子が含まれており、各レーザ素子のストライプが略平行であって、発光点が近接するように、前記複数のレーザ素子を平面的に配置する場合に、前記レーザ素子の略平行四辺形の鋭角部に近接して、他のレーザ素子を配置したことを特徴とする。
他の発明は、発光点がチップ端部に位置するようにストライプ構造をチップ中心から偏った位置に形成した半導体レーザ素子であって、波長が７８０nm帯のレーザ素子と、波長が６５０nm帯のレーザ素子を含む複数の半導体レーザ素子を使用するとともに、これらの中に、前記発光点を含む端面形状が略平行四辺形であって、前記発光点が前記略平行四辺形の鋭角近傍に配置されたレーザ素子が含まれており、各レーザ素子のストライプが略平行であって、発光点が近接するように、前記複数のレーザ素子を平面的に配置する場合に、前記レーザ素子の略平行四辺形の鋭角部に近接して、他のレーザ素子を配置したことを特徴とする。
【０００８】
この発明の前記及び他の目的，特徴，利点は、以下の詳細な説明及び添付図面から明瞭になろう。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。最初に、図２を参照しながら本形態の半導体レーザ素子を説明する。同図において、基板１０の主面上には、第１のクラッド層１２，活性層１４，第２のクラッド層１６が順に積層形成されている。クラッド層１６上には絶縁層１８が形成されており、この絶縁層１８にストライプ２０が存在する。更に、表裏面それぞれに電極２２，２４が形成されている。
【００１０】
このような半導体レーザ素子の基本的な作用は、よく知られた一般的なものと同様であり、矢印ＦＡで示すように電流が流れる。この電流は、絶縁層１８によってストライプ２０の部分に流入する。このため、活性層１４のストライプ２０に対応する部分にのみ電流が流れるようになり、この部分におけるキャリアの密度が増大してしきい値電流が低下し、矢印ＦＢで示す単一モードの安定したレーザ発振が行われる。
【００１１】
ところで、前記ストライプ２０は、通常はチップの中央部分に形成される。図１(B)にはその様子が示されている。しかし、本形態では、チップのいずれか一方に偏った位置に形成されている。このような構造は、製造時のスクライブラインを変更するのみで簡単に得ることができる。図２の例では、図の左側に偏ってストライプ２０が形成されている。図１(C)の例では、図２と反対側に偏ってストライプ２０が形成されている。このため、活性層１４の発光点２６も、素子の中央付近ではなくストライプ２０に対応した偏った位置となる。なお、図１中の黒線は、ストライプ２０の形成方向を示すものである。
【００１２】
次に、図１(A)を参照して、本形態の半導体レーザ装置の基本構成を説明する。同図に示すように、本形態では、発光波長が異なる２種類の素子３０，４０のチップを、それぞれの電極２２側をステム５２（後述する図３参照）に向けて、それらのストライプ３２，４２がほぼ平行かつ互いに近接するように配置する。このため、各素子の発光点が近接するようになる。
【００１３】
例えば、図１(B)に示した従来の素子を二つ並べた場合について考える。ストライプ２０はレーザ素子のチップの中心に位置するので、チップの大きさを２５０μm角とすると、ストライプ２０から端面までの長さは１２５μmとなる。チップ間隔を３０μmとすると、ストライプ２０の間隔，つまり発光点間距離は２８０μmとなる。ＣＤ／ＤＶＤで光学系を共用する場合、実用上発光点の間隔が１００μm程度以下であればそれらを一つの発光点と見做すことができるが、上記の発光点間隔はかなり大きく、発光点を１つと見なすことはできない。
【００１４】
次に、図１(A)のように本形態の素子を２つ並べた場合について考える。ストライプ３２，４２を端面から３０μmのところに形成し、チップ間隔を３０μmとすると、ストライプ３２，４２の間隔は９０μmとなる。これは、１００μmに比べ小さい値であるので、発光点をほぼ１つと見なすことが許容される。このため、本形態では、素子３０，４０からそれぞれ出力される波長の異なるレーザ光を一つの光学系で処理することが可能となる。
【００１５】
図３には、具体的なレーザ装置の一例が示されている。同図において、図１(A)に示したレーザ素子３０，４０は、ベース５０上のステム５２の側面に取り付けられている。レーザ素子３０，４０の一方の電極は、ベース５０を貫通する端子５４，５６にそれぞれ接続されている。ベース５０には、モニタ用のフォトダイオードなどの受光素子５８が設けられており、その一方の電極は、ベース５０を貫通する端子６０に接続されている。端子５４，５６，５８は、ベース５０に対して絶縁されている。また、端子６６は、ベース５０に接続されている。レーザ素子３０，４０，受光素子５８の他方の電極は、ベース５０に接続されている。これらの各素子はキャップ６２によって覆われており、レーザ素子３０，４０のレーザ光射出側及びディスクからのレーザ光入射側には、ガラス窓６４が設けられている。
【００１６】
レーザ素子３０，４０は、図１(A)に示したような発光点が近接した状態でステム５２に取り付けられている。また、レーザ素子３０，４０からそれぞれ出力される波長の異なるレーザ光に共通の光学系は、図３に示したレーザ装置パッケージのレーザ光出力側に配置される。レーザ素子３０，４０から出力された波長の異なるレーザ光は、共通光学系を介してディスクに照射される。
【００１７】
次に、図４を参照しながら、他の形態について説明する。この形態は、レーザ素子の基板の面方位を考慮したものである。発光波長７８０nmのＣＤ用レーザ素子の基板面方位は、一般的に（１００）である。従って、発光点を含む端面形状は長方形となる。一方、発光波長６８０nmのＤＶＤ用レーザ素子の基板面方位は、ＣＤ用の（１００）より＜０１１＞方向に１２°傾いている。このため、発光点を含む端面形状は平行四辺形となる。
【００１８】
ここで、レーザ素子を取り付けるステム（図３参照）が平面であるとすると、二つのレーザ素子は、図４のいずれかに示すような配置となる。図４(B)に示すように、ＤＶＤ用レーザ素子７０の平行四辺形の鈍角側にストライプ７２を配置し、かつその鈍角部にＣＤ用レーザ素子７４を近接配置したとする。この場合、例えばレーザ素子７０，７４の厚さを８０μm，ストライプ７２，７６の位置を端面から３０μm，チップ間隔を３０μmとすると、発光点間隔ＰＡは、３０＋３０＋３０＋８０×sin１２°＝１０６．６μmとなる。
【００１９】
しかし、図４(A)に示すように、ＤＶＤ用レーザ素子８０の平行四辺形の鋭角側にストライプ８２を配置し、かつその鋭角部にＣＤ用レーザ素子８４を近接配置したとする。この場合の発光点間隔ＰＢは、３０＋３０＋３０＝９０μｍとなり、図４(B)に示す配置と比較して明らかに発光点間隔を小さくすることができ、光学的に良好な特性を得ることができる。
【００２０】
以上説明したように、本形態では、ストライプをチップの中心ではなく端の方に偏った位置に形成した発光波長７８０nm帯と６５０nm帯の２つのレーザ素子チップを、ストライプ同士をほぼ平行に、かつ互いに近接するように同一ステム上に配置し、発光点間距離を小さくしている。
【００２１】
更に、図４(A)のように、発光点を含む端面形状がほぼ平行四辺形である場合において、ストライプ構造をその平行四辺形の鋭角となる角の近傍に配置し、かつこの鋭角部分を他の半導体レーザ素子チップの近傍に配置することで、図４(B)のような配置と比較して発光点間の距離を小さくしている。
【００２２】
これによって、発光点間の距離が１００μｍ程度以下となり、発光点をほぼ１つと見なすことが許容されて、１つの光学系で処理できるようになる。従って、図４に示したレーザ装置をＤＶＤプレーヤのピックアップ部分に使用することで、ピックアップやプレーヤの小型化，軽量化，部品数の減少に伴うコストダウンなどを図ることができる。
【００２３】
この発明には数多くの実施形態があり、以上の開示に基づいて多様に改変することが可能である。例えば、次のようなものも含まれる。
(1)図４では、レーザ素子を取り付けるステムが平面であるとしたが、ステムの形状によっては、図５に示すような構成によっても、発光点の間隔を狭くすることが可能である。同図(A)〜(D)は、ＤＶＤ用レーザ素子８０の発光点を鋭角側とした場合の二つのレーザ素子８０，８４の配置例である。同図(E)〜(G)は、ＤＶＤ用レーザ素子７０の発光点を鈍角側とした場合の二つのレーザ素子７０，７４の配置例である。
【００２４】
(2)ストライプ構造の半導体レーザ素子には、既に知られているように各種のタイプがあるが、いずれにも本発明は適用可能である。
(3)前記実施例は、ＤＶＤ，ＣＤ，ＣＤ−Ｒに対する適用例であるが、波長などのモードが異なる複数のレーザ光を必要とする場合であれば、一般的に適用可能である。
【００２５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、レーザ素子のストライプをチップの中心から偏った位置に配置し、複数のレーザ素子のストライプが略並行になるようにレーザ素子チップを配置することとしたので、波長が異なる複数のレーザ光源を一つのパッケージに納めることができ、ピックアップやプレーヤなどの装置構成を簡略化して小型化を図ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明と背景技術のレーザ素子チップのストライプ構造を比較して示す斜視図である。
【図２】本形態にかかる半導体レーザ素子の一例を示す斜視図である。
【図３】本形態にかかるレーザ装置の一例を示す一部破断した斜視図である。
【図４】本形態におけるレーザ素子チップの並べ方を示す図である。
【図５】他の形態におけるレーザ素子チップの並べ方を示す図である。
【図６】背景技術を示す図である。
【符号の説明】
１０…基板
１２，１６…クラッド層
１４…活性層
１８…絶縁層
２０，３２，４２，７２，７６，８２，８６…ストライプ
２２，２４…電極
２６…発光点
３０，４０，７０，７４，８０，８４…レーザ素子
５０…ベース
５２…ステム
５４，５６，６０，６６…端子
５８…受光素子
６２…キャップ
６４…ガラス窓
ＰＡ，ＰＢ…発光点間隔
【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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