(57)【要約】  【課題】  簡単な構造を用いて外部共振器型半導体レーザから射出されるレーザ光のレーザパワーを判定するレーザパワー判定装置及びレーザパワー判定方法を提供する。  【解決手段】  外部共振器型半導体レーザ５０から射出されたレーザ光は、オプティカルウェッジ２０２によって分光され、一方が２分割ディテクタ２０３に提供される。オプティカルウェッジ２０２に入射した光は、反射して干渉縞を発生し、その反射光の強度を２分割ディテクタ２０３で検出する。２分割ディテクタ２０３によって検出された光強度の差が求められ、その差の値に応じて、射出されたレーザ光の波長が判定される。さらに、２分割ディテクタによって検出された光強度の和と、対応する波長の補正係数を用いて、正しいレーザパワーが求められる。こうして求められたレーザパワーに基づいて、外部共振器型半導体レーザ５０から射出されるレーザ光のレーザパワーが制御される。【選択図】  図１３
2006005270.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外部共振器型半導体レーザから射出されるレーザ光の少なくとも一部を受光し、所定の方向に、異なる光強度分布を有する反射光を射出する反射手段と、
前記反射手段からの前記反射光の光強度を、少なくとも２つの受光位置で検出する光検出手段と、
前記少なくとも２つの受光位置における検出信号の差分値を求め、前記差分値に基づいて、前記レーザ光の波長の判定を行う波長判定手段と、
前記レーザ光の波長ごとに補正係数を記録する記録手段と、
前記少なくとも２つの受光位置における検出信号の合計値を求め、前記波長判定手段によって判定された前記波長に対応する前記補正係数を前記記録手段から取得し、取得された前記補正係数を用いて前記合計値を補正することによって、前記レーザ光のレーザパワーを判定するレーザパワー判定手段とを備え、
前記少なくとも２つの受光位置は、前記所定の方向と平行な方向に沿って配置されることを特徴とするレーザパワー判定装置。
【請求項２】
請求項１に記載のレーザパワー判定装置において、
前記記録手段に記録される前記補正係数は、対応する波長の前記レーザ光について求められた前記合計値の大きさに基づいて決定されることを特徴とするレーザパワー判定装置。
【請求項３】
請求項２に記載のレーザパワー判定装置において、
前記レーザパワー判定手段は、前記補正係数を用いて、求められた前記合計値を、所定の波長範囲のレーザ光について得られる最大の合計値に変換するように補正することを特徴とするレーザパワー判定装置。
【請求項４】
請求項１に記載のレーザパワー判定装置において、
前記検出信号の差分値が、前記少なくとも２つの受光位置で得られた検出信号の合計値によってノーマライズされていることを特徴とするレーザパワー判定装置。
【請求項５】
請求項１に記載のレーザパワー判定装置において、
前記光検出手段は、１つまたは複数の光検出器を有し、
前記少なくとも２つの受光位置における反射光の強度の検出が、前記１つまたは複数の光検出器によって行われることを特徴とするレーザパワー判定装置。
【請求項６】
請求項５に記載のレーザパワー判定装置において、
前記光検出器がフォトダイオードまたはＣＣＤであることを特徴とするレーザパワー判定装置。
【請求項７】
請求項１に記載のレーザパワー判定装置において、
前記反射手段がオプティカルウェッジであることを特徴とするレーザパワー判定装置。
【請求項８】
請求項１に記載のレーザパワー判定装置において、
前記レーザパワー判定手段により判定されたレーザパワーと所定のレーザパワーを比較し、前記レーザ光のレーザパワーが前記所定のレーザパワーとなるように、前記外部共振器型半導体レーザ内の半導体レーザに提供する電流値を、所定の値だけ増加または減少させる制御手段をさらに備えることを特徴とするレーザパワー判定装置。
【請求項９】
外部共振器型半導体レーザから射出されるレーザ光の少なくとも一部を受光し、所定の方向に、異なる光強度分布を有する反射光を射出する反射手段からの反射光の強度を、少なくとも２つの受光位置で検出する光検出ステップと、
前記少なくとも２つの受光位置における検出信号の差分値を求め、前記差分値に基づいて、前記レーザ光の波長の判定を行う波長判定ステップと、
前記少なくとも２つの受光位置における検出信号の合計値を求め、前記レーザ光の波長ごとに補正係数を記録する記録手段から、前記波長判定ステップによって判定された前記波長に対応する前記補正係数を取得し、取得された前記補正係数を用いて前記合計値を補正することによって、前記レーザ光のレーザパワーを判定するレーザパワー判定ステップとを備え、
前記少なくとも２つの受光位置は、前記所定の方向と平行な方向に沿って配置されることを特徴とするレーザパワー判定方法。
【請求項１０】
請求項９に記載のレーザパワー判定方法において、
前記記録手段に記録される前記補正係数は、対応する波長の前記レーザ光について求められた前記合計値の大きさに基づいて決定されることを特徴とするレーザパワー判定方法。
【請求項１１】
請求項１０に記載のレーザパワー判定方法において、
前記レーザパワー判定ステップは、前記補正係数を用いて、求められた前記合計値を、所定の波長範囲のレーザ光について得られる最大の合計値に変換するように補正することを特徴とするレーザパワー判定方法。
【請求項１２】
請求項９に記載のレーザパワー判定方法において、
前記検出信号の差分値が、前記少なくとも２つの受光位置で得られた検出信号の合計値によってノーマライズされていることを特徴とするレーザパワー判定方法。
【請求項１３】
請求項９に記載のレーザパワー判定方法において、
前記光検出ステップの、前記少なくとも２つの受光位置における反射光の強度の検出が、１つまたは複数の光検出器によって行われることを特徴とするレーザパワー判定方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載のレーザパワー判定方法において、
前記光検出器がフォトダイオードまたはＣＣＤであることを特徴とするレーザパワー判定方法。
【請求項１５】
請求項９に記載のレーザパワー判定方法において、
前記反射手段がオプティカルウェッジであることを特徴とするレーザパワー判定方法。
【請求項１６】
請求項９に記載のレーザパワー判定方法において、
前記レーザパワー判定ステップにより判定されたレーザパワーと所定のレーザパワーを比較し、前記レーザ光のレーザパワーが前記所定のレーザパワーとなるように、前記外部共振器型半導体レーザ内の半導体レーザに提供する電流値を、所定の値だけ増加または減少させる制御ステップをさらに備えることを特徴とするレーザパワー判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、外部共振器型半導体レーザを含むレーザ・システムに関し、より詳しくは、外部共振器型半導体レーザから射出されるレーザ光の強度を検出するレーザパワー判定装置、およびレーザパワー判定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、レーザ・システムは、小型でかつ低消費電力である等の理由から、情報機器に多く使われるようになってきた。たとえば、ホログラフィックデータストレージ（ＨＤＳ：Holographic Data Storage）については、シングルモード・レーザが用いられる。ＨＤＳは、１本のレーザ光をビームスプリッタで２本に分けた後に記録メディア上で再び合わせ、その干渉によってデータを記憶する。
【０００３】
このような、ホログラム記録再生用の光源としては、シングルモードの光源であるガスレーザやＳＨＧレーザが用いられることが多い。しかしながら、マルチモード発振である、レーザ・ダイオード（ＬＤ）のような半導体レーザでも、これを外部共振器と組み合わせることによってシングルモード化することができ、ホログラム記録再生用の光源として使用することが可能である。
【０００４】
ここで、従来の代表的な外部共振型半導体レーザを含むリットロー型のレーザ・システムの構成を、図１６を参照して説明する。図１６は、レーザ・システム３００の平面図である。このレーザ・システム３００の構成は、非特許文献１に記載されたレーザ・システムの構成と同様のものである。
【０００５】
【非特許文献１】L. Ricci, et al. :"A compact grating-stabilized diode laser system for atomic physics", Optics Communications, 117 1995, pp541-549
【０００６】
レーザ・システム３００では、レーザ・ダイオード３０１のような半導体レーザ素子から出射された縦多モードのレーザ光（発振光）がレンズ３０２によって平行に集められ、グレーティング（回折格子）３０３に入射される。グレーティング３０３は、入射した光の１次回折光を出力する。グレーティング３０３の配置角度に応じて特定の波長の１次回折光が、レンズ３０２を介してレーザ・ダイオード３０１に逆注入される。この結果、レーザ・ダイオード３０１が、注入された１次回折光に共振してシングルモードの光（矢印Ｆによって表された０次光）を出射するようになり、その光の波長は、グレーティング３０３から戻ってきた光の波長と同じになる。
【０００７】
この例では、ネジ３０５をピエゾ素子と組み合わせて、微妙なグレーティング３０３の角度を調整している。
【０００８】
次に、図１７のグラフを参照して、図１６で説明したような外部共振器型のレーザ・システムから出力されるレーザ光のレーザパワーと波長の関係を説明する。図１７に示すグラフの横軸はレーザパワーを示し、単位はｍＷである。一方、グラフの縦軸は波長を表しており、単位はｎｍである。図１７から分かるように、レーザ光のレーザパワーの増加に伴って、レーザ光の波長は、概ね、のこぎり状の変化を示す。
【０００９】
外部共振器型のレーザ・システムでは、レーザパワーの増加に伴って射出されたレーザ光の波長が徐々に大きくなる外部共振器モードホップの領域と、レーザパワーが増加した場合に、射出されたレーザ光の波長が急激に小さくなる、半導体レーザ内のレーザーチップによるモードホップの領域が存在する。レーザ光の波長は、レーザパワーの増加に伴い、ある程度離散的に推移する。
【００１０】
また、たとえば、レーザパワーが３０ｍＷ付近では単一の波長のレーザ光が射出されて完全なシングルモードとなっているが、レーザパワーが３２ｍＷ付近では、３つのモード（３モード）の光が発生している。さらに、半導体レーザ内のレーザーチップによるモードホップの領域にあたる、レーザパワーが３５ｍＷの付近においては、波長４０９．７５ｎｍ付近で３モードの光が発生し、さらに波長４０９．７１５ｎｍ付近で３モードの光が発生し、全体として６モードの光が射出されている。
【００１１】
これらのレーザ光をＨＤＳに用いる場合、レーザパワーが３２ｍＷ付近で生じるような３モードの光や、２モードの光は、完全なシングルモードの光と同等の記録再生特性を示すので、シングルモードの光と同様に使用することができる。ここでは、たとえば、レーザパワーが３０ｍＷ付近で発生するような完全なシングルモードと、たとえば、レーザパワーが３２ｍＷ付近で生じるような３モードや２モードを総称して使用可能モードと呼ぶことにする。
【００１２】
一方、たとえば、レーザパワーが３５ｍＷ付近で生じるような６モード状態は、２つの３モードの組が、互いに約４０ｐｍ程度離れているために、良好なホログラム記録を実現することができない。ここでは、このようなモードを使用不可モードと呼ぶことにする。たとえば、使用可能モードでＭ／＃が６．５のホログラムメディアに対して、使用不可モードのレーザ光を用いて記録を行うと、Ｍ／＃は２．５に劣化してしまう。
【００１３】
使用可能モードのレーザ光が得られる領域は、上述の、外部共振器モードホップの領域にほぼ対応し、使用不可モードのレーザ光が得られる領域は、上述の、半導体レーザ内のレーザーチップによるモードホップの領域にほぼ対応する。図１７のグラフから分かるように、一般的には、使用可能モードのレーザ光が得られる領域の方が、使用不可モードのレーザ光が得られる領域よりはるかに広いので、使用不可モードのレーザ光を効果的に排除できれば、ＨＤＳに外部共振器型半導体レーザを用いることは十分可能である。
【００１４】
また、図１７に示すような、レーザパワーとレーザ光の波長の関係は、外部共振器型半導体レーザ内の温度によって変動する。たとえば、外部共振器型半導体レーザの半導体レーザの温度が一定でないと、使用不可モードとなるレーザパワーの位置が変化する。したがって、従来より、この外部共振器型半導体レーザ内の温度を、ほぼ一定に保ち（たとえば、１０ｍＫ内の変動に抑え）、使用不可モードのレーザ光が得られる領域が変動しないようにしたうえで、その領域に属するレーザパワーの使用を回避するという手法がとられている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、上述した従来の手法により、使用不可モードのレーザ光が射出されないよう外部共振器型半導体レーザを制御するためには、外部共振器型半導体レーザ内の温度を、ほぼ一定に保ったうえで、レーザパワーを制御する必要があり、レーザ・システムの構造や制御が複雑なものとなる。
【００１６】
また、波長の検出結果を利用して、外部共振器型半導体レーザのレーザパワーを制御する方法も考えられるが、従来の波長検出装置は非常に大きく、高価なものであり、ＨＤＳ等の用途には適合しない。
【００１７】
したがって、この発明の目的は、簡単な構造を用いて外部共振器型半導体レーザから射出されるレーザ光の波長を検出・判定し、さらにシステムの部品点数を増加させることなく、当該レーザ光のレーザパワーを判定するレーザパワー判定装置、およびレーザパワー判定方法を提供することにある。
【００１８】
また、この発明のさらなる目的は、上記のようなレーザパワーの検出に基づいて、レーザパワーを所定のレベルに制御するレーザパワー判定装置、およびレーザパワー判定方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
この発明の第１の実施態様は、外部共振器型半導体レーザから射出されるレーザ光の少なくとも一部を受光し、所定の方向に、異なる光強度分布を有する反射光を射出する反射手段と、反射手段からの反射光の光強度を、少なくとも２つの受光位置で検出する光検出手段と、少なくとも２つの受光位置における検出信号の差分値を求め、差分値に基づいて、レーザ光の波長の判定を行う波長判定手段と、レーザ光の波長ごとに補正係数を記録する記録手段と、少なくとも２つの受光位置における検出信号の合計値を求め、波長判定手段によって判定された波長に対応する補正係数を記録手段から取得し、取得された補正係数を用いて合計値を補正することによって、レーザ光のレーザパワーを判定するレーザパワー判定手段とを備え、少なくとも２つの受光位置は、所定の方向と平行な方向に沿って配置されるように構成されたレーザパワー判定装置である。
【００２０】
この発明の第２の実施態様は、前述の第１の実施態様のレーザパワー判定装置において、記録手段に記録される補正係数が、対応する波長のレーザ光について求められた合計値の大きさに基づいて決定されるように構成されたレーザパワー判定装置である。
【００２１】
この発明の第３の実施態様は、前述の第２の実施態様のレーザパワー判定装置において、レーザパワー判定手段が、補正係数を用いて、求められた合計値を、所定の波長範囲のレーザ光について得られる最大の合計値に変換するように構成されたレーザパワー判定装置である。
【００２２】
この発明の第４の実施態様は、前述の第１の実施態様のレーザパワー判定装置において、検出信号の差分値が、少なくとも２つの受光位置で得られた検出信号の合計値によってノーマライズされているように構成されたレーザパワー判定装置である。
【００２３】
この発明の第５の実施態様は、前述の第１の実施態様のレーザパワー判定装置において、光検出手段が、１つまたは複数の光検出器を有し、少なくとも２つの受光位置における反射光の強度の検出が、１つまたは複数の光検出器によって行われるように構成されたレーザパワー判定装置である。
【００２４】
この発明の第６の実施態様は、前述の第５の実施態様のレーザパワー判定装置において、光検出器がフォトダイオードまたはＣＣＤであるように構成されたレーザパワー判定装置である。
【００２５】
この発明の第７の実施態様は、前述の第１の実施態様のレーザパワー判定装置において、反射手段がオプティカルウェッジであるように構成されたレーザパワー判定装置である。
【００２６】
この発明の第８の実施態様は、前述の第１の実施態様のレーザパワー判定装置において、レーザパワー判定手段により判定されたレーザパワーと所定のレーザパワーを比較し、レーザ光のレーザパワーが所定のレーザパワーとなるように、外部共振器型半導体レーザ内の半導体レーザに提供する電流値を、所定の値だけ増加または減少させる制御手段をさらに備えるように構成されたレーザパワー判定装置である。
【００２７】
この発明の第９の実施態様は、外部共振器型半導体レーザから射出されるレーザ光の少なくとも一部を受光し、所定の方向に、異なる光強度分布を有する反射光を射出する反射手段からの反射光の強度を、少なくとも２つの受光位置で検出する光検出ステップと、少なくとも２つの受光位置における検出信号の差分値を求め、差分値に基づいて、レーザ光の波長の判定を行う波長判定ステップと、少なくとも２つの受光位置における検出信号の合計値を求め、レーザ光の波長ごとに補正係数を記録する記録手段から、波長判定ステップによって判定された波長に対応する補正係数を取得し、取得された補正係数を用いて合計値を補正することによって、レーザ光のレーザパワーを判定するレーザパワー判定ステップとを備え、少なくとも２つの受光位置は、所定の方向と平行な方向に沿って配置されるように構成されたレーザパワー判定方法である。
【００２８】
この発明の第１０の実施態様は、前述の第９の実施態様のレーザパワー判定方法において、記録手段に記録される補正係数が、対応する波長のレーザ光について求められた合計値の大きさに基づいて決定されるように構成されたレーザパワー判定方法である。
【００２９】
この発明の第１１の実施態様は、前述の第１０の実施態様のレーザパワー判定方法において、レーザパワー判定ステップが、補正係数を用いて、求められた合計値を、所定の波長範囲のレーザ光について得られる最大の合計値に変換するように構成されたレーザパワー判定方法である。
【００３０】
この発明の第１２の実施態様は、前述の第９の実施態様のレーザパワー判定方法において、検出信号の差分値が、少なくとも２つの受光位置で得られた検出信号の合計値によってノーマライズされているように構成されたレーザパワー判定方法である。
【００３１】
この発明の第１３の実施態様は、前述の第９の実施態様のレーザパワー判定方法において、光検出ステップの、少なくとも２つの受光位置における反射光の強度の検出が、１つまたは複数の光検出器によって行われるように構成されたレーザパワー判定方法である。
【００３２】
この発明の第１４の実施態様は、前述の第１３の実施態様のレーザパワー判定方法において、光検出器がフォトダイオードまたはＣＣＤであるように構成されたレーザパワー判定方法である。
【００３３】
この発明の第１５の実施態様は、前述の第９の実施態様のレーザパワー判定方法において、反射手段がオプティカルウェッジであるように構成されるレーザパワー判定方法である。
【００３４】
この発明の第１６の実施態様は、前述の第９の実施態様のレーザパワー判定方法において、レーザパワー判定ステップにより判定されたレーザパワーと所定のレーザパワーを比較し、レーザ光のレーザパワーが所定のレーザパワーとなるように、外部共振器型半導体レーザ内の半導体レーザに提供する電流値を、所定の値だけ増加または減少させる制御ステップをさらに備えるように構成されたレーザパワー判定方法である。
【００３５】
この発明の第１の実施態様から第１６に実施態様によって、レーザパワー検出専用のディテクタを備えることなく、本来、波長を検出するために備えられた２分割ディテクタによってレーザパワーを検出・判定することができる。
【発明の効果】
【００３６】
この発明に係るレーザパワー判定装置、およびレーザパワー判定方法によって、簡単な構造を用いて外部共振器型半導体レーザから射出されるレーザ光のレーザパワーを検出することができる。また、このような検出に基づいて、半導体レーザのレーザパワーを制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
この発明は、オプティカルウェッジを用いて外部共振器型半導体レーザから射出されるレーザ光の波長を検出して、検出された波長からレーザ光のレーザパワーを検出し、必要に応じて半導体レーザのパワーを制御しようとするものである。
【００３８】
最初に、外部共振器型半導体レーザから射出されるレーザ光の波長を検出する、簡単な構造のレーザ・システムについて説明する。
【００３９】
ここで、オプティカルウェッジについて説明する。オプティカルウェッジとは、両面のなす角が数十分程度のガラス板である。これにレーザ光を約４５度傾けて入射すると、ガラス板の表面と裏面で反射した光が干渉縞を形成する。
【００４０】
図１は、オプティカルウェッジ１にレーザ光３が入射された様子を示す略線図である。レーザ光３は、オプティカルウェッジ１で反射し、曇りガラス２に入射する。オプティカルウェッジ１は、図１に示す座標のｚ軸方向に進むにつれて、厚さｄが小さくなるように形成されている。ｚ軸方向は、図１の記載面または表示面の手前から裏側に向かう方向である。また、ｘ軸方向は、オプティカルウェッジ１の表面１ａおよび裏面１ｂに平行でかつｙ軸と垂直な方向であり、ｙ軸方向は、ｘ軸とｚ軸に直行する方向である。
【００４１】
図２は、図１のような状況の場合に、曇りガラス２で観察することができる干渉縞の例を示す略線図である。レーザ光３は、オプティカルウェッジ１の表面１ａで反射して曇りガラス２に入射するとともに、オプティカルウェッジ１の裏面１ｂで反射して曇りガラス２に入射するため、光路差が生じ、その結果、図２のような干渉縞１０が発生する。図２では、それぞれの干渉縞１０が、ｚ軸とほぼ垂直の方向に発生するように示されているが、必ずしもこのような方向に発生するとは限らない。収差等の影響によって、ｚ軸に垂直な方向とは、かなり異なる角度で干渉縞１０が発生する場合もある。
【００４２】
後で説明するように、上記レーザ・システムでは、図２に示された干渉縞１０を人間が肉眼で見る必要はないので、曇りガラス２はこの発明に必須の構成要素ではない。上記レーザ・システムでは、干渉縞１０の検出に、少なくとも２つのディテクタを用いる。
【００４３】
ここで、オプティカルウェッジについてさらに詳細に説明を行う。図３に示すような、１本のレーザ中の光線Ａ、Ｂがオプティカルウェッジ１に入射する場合を考える。ここで、オプティカルウェッジ１は、図１に示すものと同様であり、図に示すｚ軸方向に進むにつれて、オプティカルウェッジ１の厚さｄが小さくなるように形成されている。
【００４４】
光線Ａは、オプティカルウェッジ１の表面１ａで反射して光線Ｃとなり、光線Ｂは、オプティカルウェッジ１の裏面１ｂで反射して、やはり光線Ｃとなるとする。このとき、光線Ａと光線Ｂの光路差を求め、それを使って光線Ｃでの位相差を計算する。まず、Ｓｎｅｌｌの法則より、以下の式１の関係が成り立つ。
ｓｉｎθ／ｓｉｎθ’＝ｎ      ・・・（式１）
一方、Ｌｇの長さは、以下の式２で表される。
Ｌｇ＝２ｄ＊ｔａｎθ’＊ｓｉｎθ      ・・・（式２）
また、光線Ｂが、オプティカルウェッジ１内を通過する距離Ｌｐは、以下の式３で表される。
Ｌｐ＝２（Ｌｐ／２）＝２（ｄ／ｃｏｓθ’）＝２ｄ／ｃｏｓθ’      ・・・（式３）
【００４５】
ここで、Ｌｐ’を、Ｌｐの光学距離とすると、Ｌｐ’は以下の式４で表される。
Ｌｐ’＝２ｎｄ／ｃｏｓθ’      ・・・（式４）
Ｌｐ’とＬｇの光路差△Ｌは、以下の式５となる。
△Ｌ＝Ｌｐ’−Ｌｇ＝２ｎｄ／ｃｏｓθ’−２ｄ＊ｔａｎθ’＊ｓｉｎθ＝２ｄ（ｎ／ｃｏｓθ’−ｓｉｎθ＊ｔａｎθ’）      ・・・（式５）
△Ｌによる位相差△δは、以下の式６で表される。
△δ＝２π＊△Ｌ／λ＋π      ・・・（式６）
ただし、πは反射時の位相変化のために付加されている。
ここで、光強度Ｉは、以下の式７となる。
Ｉ＝１＋ｃｏｓ（△δ）      ・・・（式７）
【００４６】
図３に示すオプティカルウェッジ１は、ｘ軸に沿って見ると、先端部１５が角度（ウエッジ角）αで構成されるくさび型をしており、この様子が図４に示されている。しかしながら、オプティカルウェッジ１は、先端部１５までを有している必要はなく、通常は、先細の先端部分を含まない、およそ台形の形状で構成される。また、図４に示すように、オプティカルウェッジ１の厚さｄは、ｚ軸座標における変位ｚの関数となり、以下の式８のように表される。ここで、ｚは、ｚ軸上における、先端部１５からの距離である。
ｄ＝ｚ＊ｔａｎα      ・・・（式８）
【００４７】
オプティカルウェッジ１は、入射される光の波長、光が入射されるオプティカルウェッジ１の位置（図４に示すオプティカルウェッジ１の先端部１５からｚ軸方向への距離（ｚ））等により異なった干渉縞を発生させる。
【００４８】
ここで、オプティカルウェッジ１に入射される光は、外部共振器型半導体レーザからのレーザ光であり、図５に示すように、レーザパワーの変化に応じてのこぎり状の波長変化をするものとする。なお、これは、図１７に示したグラフと同様の波長変化を概略的に表したものである。すなわち、レーザパワーの増加に伴って波長が約４１０．００ｎｍから約４１０．０４ｎｍまで変化するが、レーザパワーがたとえば、２３ｍＷや３５ｍＷ付近になると、急激に波長が変化して、４１０．００ｎｍに戻り、この変化を繰り返す。また、この急激な変化が生じる際には、４１０．００ｎｍ付近の波長の光と４１０．０４ｎｍ付近の波長の光とが混在して、ホログラム記録等には適さない光（使用不可モードの光）となる。
【００４９】
また、この例においては、オプティカルウェッジ１については、屈折率ｎ＝１．５、入射角θ＝４５度、オプティカルウェッジ１のウエッジ角α＝０．０２度とする。
【００５０】
次に、図６を参照して、前述した外部共振器型半導体レーザからのレーザ光をオプティカルウェッジ１に照射した場合に発生する干渉縞と２分割ディテクタ２２の位置関係について説明する。図６の上部は、オプティカルウェッジ１の表面と裏面で反射した光に対応する曲線２０を示すグラフである。グラフの横軸は、図３に示すｚ軸に対応し、縦軸は、干渉縞を構成する光の光量（光強度）を示す。この曲線２０は、ある波長のレーザ光を例に取ったものであるが、外部共振器型半導体レーザ内の半導体レーザに提供するレーザパワーを変化させれば波長が変化し、それに応じて、曲線２０の位相が変化する。図６の下部には、２分割ディテクタ２２内のディテクタ２２Ａとディテクタ２２Ｂが示されており、その位置において、曲線２０で示された光の光量をそれぞれ検出する。
【００５１】
曲線２０で示された光のうち、光量の小さい部分は、領域２１として示されており、この部分は、干渉縞（縞模様）の暗く見える部分に対応する。ここで、図６に示した曲線２０は、波長が４１０．０２ｎｍのレーザ光を入射した場合のものであり、ディテクタ２２Ａとディテクタ２２Ｂは、このときに、最大の光量を受光するように位置調整されている。曲線２０で示された光の位相は、上述のように、オプティカルウェッジ１に入射する光の波長が４１０．００ｎｍから４１０．０４ｎｍまで変化すると、それに伴って変化し、上述の位置に設置されたディテクタ２２Ａとディテクタ２２Ｂの受光光量も徐々に変化する。
【００５２】
また、ここで、ディテクタ２２Ａとディテクタ２２Ｂの検出結果の差を求めることにより、プッシュプル値が求められ、これが図７に示されている。ただし、図７は、各波長の光が、単独でオプティカルウェッジ１の位置ｚに照射された場合である。しかしながら、たとえば、図５に示すように、急激な波長の変化が生じる場合は、約４１０．００ｎｍの波長（λ１）の光と約４１０．０４ｎｍの波長（λ２）の光とが混在しており、それぞれの波長に対応する光がほぼ逆相であるような場合には、干渉縞は現れず、上記プッシュプル値は０に近い値となる。
【００５３】
なお、プッシュプル値は、通常、光ディスクのトラッキング制御に用いられるものであり、このプッシュプル値を示すプッシュプル信号に基づいて、ピックアップがプッシュまたはプルされる。このレーザ・システムでは、プッシュプル信号に基づいて、所定の構成要素がプッシュまたはプルされるものではないが、差信号としての共通性から、便宜的にこの用語を用いるものとする。
【００５４】
また、こうして求められたプッシュプル値は、光量の増減によっても変化してしまうので、和信号を用いてノーマライズすることが望ましい。このようにノーマライズされたプッシュプル値と波長の関係が、図８に表されている。
【００５５】
したがって、上述のレーザ・システムにおいては、このプッシュプル値を算出することによって、それに対応する波長、すなわち、外部共振器型半導体レーザから射出されるレーザ光の波長を把握することできる。
【００５６】
また、前述のように、ほぼ逆相のレーザ光が混在するような状態では、ｚ軸に対して光量の変化が小さく、干渉縞ははっきりと現れない。上述の例では、波長が４１０．０２ｎｍの場合と、波長４１０．００ｎｍと波長４１０．０４ｎｍが混在する場合には、２つのディテクタの検出結果の差がほとんど０となる。しかしながら、こうしたプッシュプル値の遷移を把握し、所定のしきいを設けて判定を行うことにより、外部共振器型半導体レーザから射出されるレーザ光の波長が使用不可モードに突入するのを回避するように制御することができる。
【００５７】
次に、このレーザ・システムの構成について説明する。図９に示したレーザ・システム５１は、ビームスプリッタ５２、およびオプティカルウェッジ５３、さらに２分割ディテクタ５４、およびレーザ制御部５５を備える。レーザ・システム５１のビームスプリッタ５２は、外部共振器型半導体レーザ５０からのレーザ光を受光する。外部共振器型半導体レーザ５０は、たとえば、リットロー型のブルーレーザである。ビームスプリッタ５２を通過した光５６は、たとえばＨＤＳに使用される。
【００５８】
ビームスプリッタ５２で反射した光５７は、外部共振器型半導体レーザ５０からのレーザ光の１０％以下が望ましく、発振モードをモニタするために使用される。逆に、ビームスプリッタ５２で反射する光をＨＤＳとして用い、ビームスプリッタ５２を通過する光をモニタ用としてもよい。ただし、この場合でも、モニタ用に使用する光は、外部共振器型半導体レーザ５０からのレーザ光の１０％以下が望ましい。これは単に、ＨＤＳのような、レーザ光の本来の目的に、より多くのパワーを配分するためである。
【００５９】
オプティカルウェッジ５３は、ビームスプリッタ５２で反射した光５７が約４５度の角度で入射するように配置される。オプティカルウェッジ５３の厚さｄが徐々に薄くなっていく方向は図中に示したｚ軸方向である。ｚ軸方向は、図の記載面または表示面の手前から裏側に向かう方向である。オプティカルウェッジ５３の表面と裏面で反射した光５８は、２分割ディテクタ５４によって受光される。２分割ディテクタ５４は、隣接する２つの独立したディテクタを有する。干渉縞をモニタする２分割ディテクタ５４内の２つのディテクタは、発生した干渉縞とほぼ垂直の方向に並んで配置される。干渉縞は、ｚ軸に対して垂直の方向に発生するとは限らないので、上記２つのディテクタは、ｚ軸方向に並んで配置されるとは限らない。
【００６０】
レーザ制御部５５は、２分割ディテクタ５４の出力を元に、外部共振器型半導体レーザ５０からのレーザ光の波長を把握し、使用不可モードのレーザ光が射出されないように、外部共振器型半導体レーザ５０の半導体レーザに供給するレーザパワーを決定する。レーザ制御部５５については、後で詳細に説明する。
【００６１】
また、図９に示す例では、外部共振器型半導体レーザ５０の外部にレーザ・システム５１を配置しているが、レーザ・システム５１を外部共振器型半導体レーザ５０内に組み込むこともできる。
【００６２】
次に、図１０を参照して、ビームスプリッタ５２を通過した光５６がどのようにしてＨＤＳに利用されるかを簡単に説明する。図１０には、シングルモードのレーザ光源を用いてホログラム記録再生を行うホログラム記録再生システム６０の構成が示されている。
【００６３】
ホログラムの記録および再生は、シングルモード・レーザの光源を使用して、参照光と信号光をホログラム記録メディアに照射することによって行われる。
【００６４】
レーザ光源６１は、ここでは、図９に示した外部共振器型半導体レーザ５０とレーザ・システム５１を含むものに対応し、レーザ光源６１から射出されたレーザ光７０は、図９に示した光５６に対応する。ホログラムの記録においては、所定の最適な時間だけ、所定のパワーのレーザ光をホログラム記録メディアに照射する必要があるが、そのような制御は、外部共振器型半導体レーザ５０内の半導体レーザに提供する電流（電圧）を制御することによって可能となる。また、レーザ光源６１の隣にシャッターを設け、そのシャッターによってレーザ光を照射するタイミングを制御するように構成してもよい。
【００６５】
レーザ光源６１から射出されたレーザ光７０は、ビームエキスパンダ６２に向けて射出され、そこでビーム径の拡大されたレーザ光７１となる。レーザ光７１は次に、ビームスプリッタ６３に入射し、２つのレーザ光に分けられる。
【００６６】
直進したレーザ光７２は、ミラー６４で反射され、さらにレンズ６５で集光され、参照光としてホログラム記録メディア６９に照射される。他方のレーザ光７３は、液晶素子等で構成される空間変調器６６で変調された信号光７４となる。信号光７４は、ミラー６７で反射され、記録用レンズ６８で集光され、ホログラム記録メディア６９上に照射される。このとき、信号光７４は、参照光７２がホログラム記録メディア６９上に照射される場所と同じ場所に照射され、これにより、ホログラム記録メディア６９にホログラムパターンが記録される。
【００６７】
このようなホログラム記録再生システム６０では、ホログラム記録メディア６９の同一領域を用いて多重記録・再生が可能である。ホログラム記録メディア６９に対して異なる入射角度の参照光を用いてホログラムを記録すれば、それぞれのホログラムは、記録時と同じ入射角度の参照光によって再生される。空間変調器６６では、複数画素を有する液晶素子が用いられるが、それぞれの信号光７４に対して異なる透過・遮蔽パターンの画素を用意することによって、ホログラム記録メディア６９に所望のデータを多重記録することができる。
【００６８】
次に、レーザ制御部５５の構成を、図１１を参照して説明する。レーザ制御部５５は、２分割ディテクタ５４と外部共振器型半導体レーザ５０内の半導体レーザ９４に接続される。また、レーザ制御部５５は、ＮＳ判定回路９１、レーザパワー補正回路９２、半導体レーザ駆動回路９３を含む。
【００６９】
レーザ制御部５５のＮＳ判定回路９１には、２分割ディテクタ５４のディテクタ５４Ａとディテクタ５４Ｂが入射光のレーザパワーに応じて出力するそれぞれの電流が提供される。そこで、ＮＳ判定回路９１は、ディテクタ５４Ａの出力とディテクタ５４Ｂの出力との差（差信号）、および和（和信号）を求める。次に、ノーマライズした差信号（以降、これをＮＳと呼ぶことにする）を求める。ＮＳは、以下の式９によって求めることができる。
ＮＳ＝差信号／和信号        ・・・（式９）
【００７０】
その後、ＮＳの値を、前もって設定した範囲と比較し、ＮＳの値がその範囲内の値であればディジタル値１を、ＮＳの値が範囲外となっていればディジタル値０を出力する。設定範囲は、たとえば、−０．４から０．４の間とする。前述の図１０の例では、ＮＳ（ノーマライズされたプッシュプル値）の値が、０．５に近づいた場合に、不安定な使用不可モードとなり、波長の急激な変化が生じることが認められるからである。ただし、上記のようなしきい値は、ディテクタの位置や、オプティカルウェッジからの反射光の曲線によって適宜調整することができる。このようなしきい値を用いることによって、外部共振器モードホップの領域で発生する波長の光が、外部共振器型半導体レーザに含まれる半導体レーザ内のレーザーチップによるモードホップの領域で発生する波長の光に遷移する境界を判定することができ、結果的に使用不可モードのレーザ光の射出を回避することができる。
【００７１】
ＮＳ判定回路９１の出力が０である場合、レーザパワー補正回路９２は、半導体レーザ駆動回路９３に、半導体レーザ９４のレーザパワーを変えるよう指示する。たとえば、最初に、半導体レーザ９４のレーザパワーが３３ｍＷとなるようにし、ＮＳ判定回路９１で０が出力されるたびに、レーザパワーを３ｍＷ下げる制御とレーザパワーを３ｍＷ上げる制御とを交互に繰り返すようにする。
【００７２】
半導体レーザ駆動回路９３は、ＡＰＣ（Auto Power Control）を行う回路として既知のものであり、ここでは、これを流用することができる。
【００７３】
このような半導体レーザ９４に関するフィードバック制御によって、動的に使用可能モードになるよう半導体レーザ９４のレーザパワーをコントロールすることができる。このことは、たとえば、外部共振器型半導体レーザ５０や半導体レーザ９４の温度コントロールを行わない（あるいは、厳密な温度コントロールを行わない）ために、半導体レーザ９４の温度が変化して使用不能モードとなるレーザパワーに近づいた場合でも、自動的に使用可能モードへの復帰が実現される。
【００７４】
上述の例では、レーザパワー補正回路９２は、ＮＳ判定回路９１の出力に応じて、レーザパワーを約１０％変化させるよう制御を行う（たとえば、３３ｍＷを３０ｍＷに、または、３０ｍＷを３３ｍＷに変更する）が、この程度のレーザパワーの変化は、ＨＤＳの用途については問題とならない。ＨＤＳでは、ホログラム記録メディアへの照射パワーではなく、照射エネルギー（レーザパワー×記録時間）が問題となるので、レーザパワーが１０％減少した場合は、記録時間を約１１％（１／０．９＝１．１１１）増加させればよいことになる。また、レーザパワー補正回路９２の仕様を変更して、変化幅をより小さくしてもよい。
【００７５】
また、レーザパワーを徐々に増加させてホログラム記録を行うような場合は、ＮＳ判定回路９１の出力が０となった場合、レーザパワー補正回路９２は、半導体レーザ駆動回路９３に、通常の規則的なレーザパワー増加ルーチンとは別に、半導体レーザ９４のレーザパワーを数ｍＷ（たとえば、１ないし３ｍＷ程度）上げるよう指示し、波長が不安定となる使用不可モードをスキップするように制御することができる。
【００７６】
たとえば、外部共振器型半導体レーザからのレーザ光が、レーザパワーの増加によって図５のような変化をすると仮定すると（この時、半導体レーザの温度変化による波長の変化はないものとする）、最初に約１８ｍＷのレーザパワーを提供することによって４１０．０２ｎｍのレーザ光が射出され、それがレーザパワーの増加とともに、大きな波長となり、４１０．０４ｎｍに接近する。そうすると、２つのディテクタの検出結果から計算されたＮＳが−０．４以下となって、波長の不安定となる領域が近づいているという判断がされ、レーザパワー補正回路９２は、半導体レーザ駆動回路９３に、半導体レーザ９４のレーザパワーを数ｍＷ一気に上げるよう指示する。その結果、２４ｍＷ付近の領域はスキップされ、レーザ光は、安定した４１０．００ｎｍを少し越えた波長となる。
【００７７】
その後、レーザパワーが徐々に増加して３５ｍＷに近づくと、再び、２つのディテクタの検出結果から計算されたＮＳが−０．４以下となって、波長の不安定となる領域が近づいているという判断がされ、レーザパワー補正回路９２は、半導体レーザ駆動回路９３に、半導体レーザ９４のレーザパワーを一気に数ｍＷ上げるよう指示する。その結果、３５ｍＷ付近の領域はスキップされ、レーザ光は、安定した４１０．００ｎｍを少し越えた波長となり、以降、同様の制御が繰り返される。
【００７８】
上述したレーザ制御部５５内の各回路は、ＣＰＵおよびメモリを含むマイコンによる制御によって実現することもできる。この場合、各回路の動作は、メモリにロードされたプログラムによってコントロールされる。そのプログラムは必要に応じて変更することが可能であり、ＣＤ−ＲＯＭのような可搬型記録媒体やネットワークを経由して、マイコン内の記録装置やメモリに記録させることができる。
【００７９】
次に、上記レーザ・システム５１の変形例について説明する。図１２に示したレーザ・システム１０１は、ビームスプリッタ１０２、オプティカルウェッジ１０３、２分割ディテクタ１０４、レーザ制御部１０５、およびディテクタ１０６を備える。
【００８０】
レーザ・システム５１と比べると、ディテクタ１０６が追加になっている。オプティカルウェッジ１０３の厚さｄが小さくなる方向は、レーザ・システム５１と同様である。この例では、オプティカルウェッジ１０３を透過した光１１０を、総光量の代わりに用いることができる。たとえば、ディテクタ１０６で検出された結果を、上述した式９の分母である和信号として用いたり、半導体レーザ駆動回路９３でＡＰＣを行う際の信号として用いることができる。
【００８１】
ところで、上述のようなレーザ・システム５１によれば、２分割ディテクタによって検出された光量の和は、外部共振器型半導体レーザからのレーザ光のレーザパワーに比例する。しかしながら、上記２分割ディテクタが、オプティカルウェッジを介して受光するレーザ光は縞模様であり、レーザ光の波長の変化に伴って縞模様が移動する。２分割ディテクタは、上述したように、波長が４１０．０２ｎｍの場合に最大の和信号を提供し、それ以外の場合は、縞模様の暗い部分も受光して、提供する和信号が小さくなる。したがって、レーザ光のレーザパワーが一定に保たれている場合であっても、波長ごとに２分割ディテクタで検出されるレーザパワーは変わってしまい、和信号の強度は変動してしまう。
【００８２】
また、上述したレーザ・システムの変形例（レーザ・システム１０１）では、外部共振器型半導体レーザからのレーザ光のレーザパワーを検出するために、別のディテクタ１０６を配置しているが、そのような追加の構成要素を設けずに、既存のディテクタのみでレーザパワーを検出することが好ましい。
【００８３】
そこで、この発明では、波長を検出するための上記２分割ディテクタを用いて、レーザパワーの判定を行うレーザパワー判定装置、およびレーザパワー判定方法を提供する。次に、この発明の一実施形態に係るレーザ・システムについて、図１３を参照して説明する。
【００８４】
図１３に示すレーザ・システム２０１は、オプティカルウェッジ２０２、２分割ディテクタ２０３、およびレーザ制御部２０４を備える。図６に関連して説明したように、２分割ディテクタに対する縞模様の位置は、波長によって一意に定まる。したがって、２分割ディテクタ２０３によって、縞模様の光量を検出した後、検出された波長に基づいて、縞模様の影響を補正し、和信号を推定する。この発明では、波長ごとに補正係数を記憶させておき、その補正係数を用いた補正を行うことにより、正しいレーザパワーを求めるものである。
【００８５】
この発明のレーザ・システム２０１では、外部共振器型半導体レーザ５０からのレーザ光が、オプティカルウェッジ２０２に入射されると、このレーザ光が分光され、一方は、ＨＤＳ等の本来の目的のために提供され（レーザ光２０５）、他方は２分割ディテクタ２０３に提供される（レーザ光２０６）。ここでは、オプティカルウェッジ２０２が、前述のレーザ・システム１０１のビームスプリッタ１０２の機能をも担っている。２分割ディテクタ２０３には、ディテクタ２０３Ａとディテクタ２０３Ｂが含まれ、これらのディテクタによって、オプティカルウェッジ２０２からのレーザ光の光量が検出される。また、２分割ディテクタによって光量の検出が行われるため、レーザ・システム１０１のディテクタ１０６に対応するディテクタは必要がない。
【００８６】
また、この例では、オプティカルウェッジ２０２を透過して本来の用途に用いられるレーザ光２０５のレーザパワーは、外部共振器型半導体レーザ５０からのレーザ光のレーザパワーの９９％であり、２分割ディテクタ２０３に提供されるレーザ光２０６のレーザパワーは、外部共振器型半導体レーザ５０からのレーザ光のレーザパワーの１％である。このことは、前述のレーザ・システム５１やレーザ・システム１０１で、本来の用途に用いられるレーザ光のレーザパワーが、外部共振器型半導体レーザ５０からのレーザ光のレーザパワーの９０％程度であることとは対照的である。この発明のレーザ・システム２０１によって、より効率的なレーザパワーの利用が可能となる。
【００８７】
次に、この発明のレーザ・システム２０１の動作について、より詳細に説明する。図８に関連して説明した、「ノーマライズに利用した和信号」は、ここでは、２分割ディテクタ２０３の２つのディテクタ（２０３Ａ、２０３Ｂ）からの検出結果の和（すなわち、光量の合計値）として提供される。ここで、波長４１０．０２ｎｍにおける和信号に対応する値を「１」とし、これを補正係数と呼ぶことにする。そうすると、補正係数は、受光したレーザ光の波長に対して、図１４に示すような依存性を有している。すなわち、この例では、波長が４１０．０２ｎｍのときに、２分割ディテクタ２０３に最大光量が入るように、２分割ディテクタ２０３を配置してあり、波長が４１０．０２ｎｍから離れるにしたがって、２分割ディテクタ２０３で検出される光量が小さくなり、それに伴って補正係数が小さくなる。これは、前述のように、他の波長では、２分割ディテクタ２０３の一部が、縞模様の影の部分に入ってしまうからである。その意味では、見かけ上、光量が小さくなると言うことが出来る。
【００８８】
図１４から分かるように、波長４１０．０２ｎｍの場合、補正係数は「１」であり、波長４１０．０１ｎｍや波長４１０．０３ｎｍの場合には、補正係数は約「０．９５」である。また、波長４１０．００ｎｍや波長４１０．０４ｎｍでは、補正係数は約「０．８」である。
【００８９】
したがって、たとえば、波長４１０．０２ｎｍで３０ｍＷを発光している場合に、波長が４１０．００ｎｍに変動したとすると、実際にはレーザパワーが変わらなくても、見かけ上、レーザパワーが２４ｍＷ（３０ｍＷ＊０．８＝２４ｍＷ）に減少したように見える。この誤差は非常に大きいものであり、このままでは、パワーモニターが適正になされているとは言い難い。
【００９０】
そこで、この発明では、波長ごとに対応する補正係数をＲＯＭ（Read Only Memory）等の記録手段に記録させ、その補正係数で２分割ディテクタで求められたレーザパワー（和信号）を補正することによって、適正なレーザパワーを求める。たとえば、波長４１０．０２ｎｍに対応付けて補正係数は「１」を記録する。このような補正係数は、図１４のような、実績を示すグラフから求められ得る。また、いくつかの波長について補正係数をそれぞれ記録し、補正係数のない波長については、周囲の補正係数から比例計算等によって近似するようにしてもよい。いくつの波長に関して補正係数を持つようにするかは、求めようとするレーザパワーの精度や、利用可能な記録手段の記録容量等に依存する。
【００９１】
そして、レーザ光の波長が、レーザ・システム５１やレーザ・システム１０１と同様の手順で求められ、その波長が、たとえば、４１０．００ｎｍであった場合、２分割ディテクタ２０３により得られた和信号が２４ｍＷ相当に対応していれば、ＲＯＭ内の対応する波長の補正係数「０．８」を取得し、２４ｍＷ／０．８＝３０ｍＷといった計算を行い、正しいレーザパワーを求める。同様に、２分割ディテクタ２０３により得られた和信号が２４ｍＷ相当に対応している場合、波長が４１０．０１ｎｍであれば、レーザパワーは、２４ｍＷ／０．９５＝２５．２６ｍＷと求まり、波長が４１０．０２であれば、２４ｍＷ／１＝２４ｍＷと求まる。
【００９２】
ここで、レーザ制御部２０４について、図１５を参照して説明する。レーザ制御部２０４は、２分割ディテクタ２０３と外部共振器型半導体レーザ５０内の半導体レーザ２１４に接続される。また、レーザ制御部２０４は、ＮＳ判定回路２１０、レーザパワー補正回路２１１、レーザパワー検出回路２１２、半導体レーザ駆動回路２１３を含む。
【００９３】
ＮＳ判定回路２１０は、前述のＮＳ判定回路９１と同様、ＮＳを計算し、レーザパワー補正回路２１１にディジタル値１または０を提供する。レーザパワー補正回路２１１も、前述のレーザパワー補正回路９２と同様、提供されたディジタル値に基づいて、半導体レーザ駆動回路２１３に、半導体レーザ２１４のレーザパワーを変えるよう指示する。たとえば、最初に、半導体レーザ２１４のレーザパワーが３３ｍＷとなるようにし、ＮＳ判定回路２１０で０が出力されるたびに、レーザパワーを３ｍＷ下げる制御とレーザパワーを３ｍＷ上げる制御とを交互に繰り返すようにする。
【００９４】
ＮＳ判定回路２１０は、上述したディジタル値の提供に加え、２分割ディテクタ２０３から提供された検出光量に対応する電流値から求められた、ディテクタ２０３Ａとディテクタ２０３Ｂの和信号とＮＳを、レーザパワー検出回路２１２に提供する。レーザパワー検出回路２１２は、ＮＳからレーザ光の波長を判定し、その波長に対応する補正係数をＲＯＭ等の記録手段から検索し、上述した計算によりレーザパワーを検出する。この例では、補正係数を記録する記録手段は、レーザパワー検出回路２１２内に設けられているが、レーザパワー検出回路２１２からアクセス可能な他の場所に配置されてもよい。
【００９５】
レーザパワー検出回路２１２はさらに、こうして検出されたレーザパワーを、たとえば、所定のレーザパワーと比較し、受光するレーザ光が、その所定のレーザパワーとなるように半導体レーザ駆動回路２１３に指示する。ここで、半導体レーザ駆動回路２１３には、レーザパワー補正回路２１１とレーザパワー検出回路２１２の両方から、レーザパワーを変更する指示が提供されるが、半導体レーザ駆動回路２１３は、どちらかの指示を選択し、あるいは、両方の指示を組み合わせて採用するように制御されうる。
【００９６】
また、この発明においては、レーザパワー補正回路２１１を除いて構成することも可能であり、さらに、レーザパワー検出回路２１２において、レーザパワーを変更するための指示を行わず、レーザパワーの検出のみを行うように構成してもよい。
【００９７】
半導体レーザ駆動回路２１３は、半導体レーザ駆動回路９３と同様、ＡＰＣ（Auto Power Control）を行う回路として既知のものであり、ここでは、これを流用することができる。
【００９８】
このように、レーザパワーの検出が可能になることによって、フィードバック制御を用いてレーザパワーを一定に保つ等のコントロールが実現される。
【００９９】
図７、図８、図１４においては、オプティカルウェッジ角αは０．０１度で、２分割ディテクタ内のそれぞれのディテクタは０．２ｍｍ幅であり、波長が４１０．０２ｎｍのときに和信号が最大になる位置に配置されるが、この発明のレーザ・システム２０１は、そのような条件に限定されるものではなく、様々なバリエーションを考えることができる。
【０１００】
また、この発明の説明では、オプティカルウェッジで反射したレーザ光を２分割ディテクタで受光し、それぞれ光量を検出していたが、２分割ディテクタ以外のディテクタを用いてこの発明を実現することができる。たとえば、２つの独立したディテクタによって、２箇所の光量を検出することができる。また、オプティカルウェッジで反射したレーザ光について、３カ所以上の光量を検知して、波長を判断することができる。
【０１０１】
また、この例では、プッシュプル値を用いて波長の判断を行っているが、これは光ディスクのトラッキングを制御するためのプッシュプル回路を応用したものである。したがって、３スポットトラッキング方法やその他のトラッキング方法を実現する、他の光ディスクのトラッキング回路も流用することが可能である。
【０１０２】
この発明で使用するディテクタは、たとえばフォトダイオードのような光検出器である。しかしながら、干渉縞をＣＣＤ（Charge Coupled Device）のような１次元または２次元のディテクタアレイで受光してもよい。干渉縞は、ｚ軸方向に発生するので、１次元ディテクタを用いる場合は、ｚ軸方向にディテクタを配置する。たとえば、１次元ＣＣＤアレイを用いて複数箇所における光量の検出を行うことができる。
【０１０３】
さらに、いままで、この発明の外部共振器型半導体レーザにリットロー型を用いるものとして説明してきたが、たとえば、リットマン型のような、他の外部共振器型半導体レーザを用いることもできる。
【０１０４】
また、この発明では、レーザ光がオプティカルウェッジに反射し、これによって発生した干渉縞の光強度を検知するものであり、オプティカルウェッジの使用を前提として実施例を説明してきた。しかしながら、オプティカルウェッジと同等の効果が得られる他の光学部品も存在し、この発明の範囲を、オプティカルウェッジを必ず含むものと限定して解釈すべきではない。この発明では、レーザ光を受光して縞模様の光を射出する反射手段のすべて、換言すれば、レーザ光を受光して、所定の方向に、異なる光強度分布を有する反射光を射出する反射手段のすべてを用いることが可能である。
【０１０５】
たとえば、オプティカルウェッジの代わりに、両面がフラットなガラスを用いた場合、レーザ光がわずかでも拡散光あるいは収束光であれば、オプティカルウェッジと同様に、波長の変化に伴って縞模様が変化する。入射レーザ光と両面がフラットなガラスの角度によって、縞模様の各縞は、ほぼ直線の形状となったり、湾曲した形状となったりする。
【０１０６】
拡散光あるいは収束光のレーザ光が入射された場合、波面が平面でないため、両面がフラットなガラスが所定の角度で入射光を受光すると、（たとえば、反射光を受光する曇りガラスには）同心円の縞模様が現れる。このときに、波長が変化すると同心円の縞模様は外に広がったり、内側に集まったりする。そこで、フラットなガラスの角度を変えると、（たとえば、同じ位置にある曇りガラスには）同心円の中心から離れた縞模様が現れ、この場合に、各縞が湾曲した縞模様となる。一方、フラットなガラスの角度をさらに調整すると、同心円の中心からさらに離れた縞模様が現れ、この場合に、各縞がほぼ直線の縞模様となる。
【図面の簡単な説明】
【０１０７】
【図１】オプティカルウェッジを説明するための略線図である。
【図２】オプティカルウェッジで反射することによって発生する干渉縞の態様を示す略線図である。
【図３】オプティカルウェッジの光路差を計算するための略線図である。
【図４】オプティカルウェッジをｘ軸方向に沿って見た略線図である。
【図５】外部共振器型半導体レーザにおいて、レーザパワーの変化によって変化するレーザ光の波長を概略的に示した略線図である。
【図６】２つのディテクタと干渉縞との位置関係について説明する略線図である。
【図７】２つのディテクタからの検出値をもとに計算されたプッシュプル値の遷移を示す略線図である。
【図８】図７に示すプッシュプル値をノーマライズした値を示す略線図である。
【図９】レーザ・システムの一例の構成を示す略線図である。
【図１０】図９に示したレーザ・システムを利用するホログラム記録再生システムの構成を示す略線図である。
【図１１】図９に示したレーザ・システムのレーザ制御部の構成を示すブロック図である。
【図１２】図９に示したレーザ・システムの変形例の構成を示すブロック図である。
【図１３】この発明の一実施形態に係るレーザ・システムの構成を示すブロック図である。
【図１４】波長と補正係数の関係を示す略線図である。
【図１５】図１３に示したレーザ・システムのレーザ制御部の構成を示すブロック図である。
【図１６】リットロー型の外部共振器型半導体レーザの構成を示す略線図である。
【図１７】外部共振器型半導体レーザから射出されるレーザ光の波長をレーザパワーの変化に応じて示した略線図である。
【符号の説明】
【０１０８】
５０・・・外部共振器型半導体レーザ、２０１・・・レーザ・システム、２０２・・・オプティカルウェッジ、２０３・・・２分割ディテクタ、２０４・・・レーザ制御部、２１０・・・ＮＳ判定回路、２１１・・・レーザパワー補正回路、２１２・・・レーザパワー検出回路、２１３・・・半導体レーザ駆動回路、２１４・・・半導体レーザ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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