(57)【要約】【課題】容易かつ簡易に所望のパルス光周波数の得られる光発振装置を提供することを目的とする。【解決手段】ＧａＩｎＮ／ＧａＮ／ＡｌＧａＮ材料による二重量子井戸分離閉じ込めヘテロ構造を有し、負のバイアス電圧を印加する過飽和吸収体部と、ゲイン電流を注入するゲイン部を含む自励発振半導体レーザ１と、自励発振半導体レーザ１からのレーザ光の一部を分離する光分離手段３と、光分離手段によって分離されたレーザ光を受光する受光素子５と、受光素子５で受光したレーザ光量に基づいて、自励発振半導体レーザ１のゲイン部に注入する電流を制御する電流制御回路６とを備える光発振装置とする。【選択図】図１
2011204914.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＧａＩｎＮ／ＧａＮ／ＡｌＧａＮ材料による二重量子井戸分離閉じ込めヘテロ構造を有し、負のバイアス電圧を印加する過飽和吸収体部と、ゲイン電流を注入するゲイン部を含む自励発振半導体レーザと、
前記自励発振半導体レーザからのレーザ光の一部を分離する光分離手段と、
前記光分離手段によって分離されたレーザ光を受光する受光素子と、
前記受光素子で受光したレーザ光量に基づいて、前記自励発振半導体レーザの前記ゲイン部に注入する電流を制御する電流制御回路と、
を備える
光発振装置。
【請求項２】
前記自励発振半導体レーザの活性層の上面には、下層から順に、ＧａＩｎＮガイド層、ｐ型ＡｌＧａＮ障壁層、ｐ型ＧａＮ／ＡｌＧａＮ超格子第一クラッド層、ｐ型ＧａＮ／ＡｌＧａＮ超格子第二クラッド層が形成されている請求項１に記載の光発振装置。
【請求項３】
前記自励発振半導体レーザの活性層の下面には、上層から順に、ｎ型ＧａＮガイド層、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層、ｎ型ＧａＮ層が形成されている請求項２に記載の光発振装置。
【請求項４】
ＧａＩｎＮ／ＧａＮ／ＡｌＧａＮ材料による二重量子井戸分離閉じ込めヘテロ構造を有し、負のバイアス電圧を印加する過飽和吸収体部と、ゲイン電流を注入するゲイン部を含む自励発振半導体レーザと、前記自励発振半導体レーザからのレーザ光の一部を分離する光分離手段と、前記光分離手段によって分離されたレーザ光を受光する受光素子と、前記受光素子で受光したレーザ光量に基づいて、前記自励発振半導体レーザの前記ゲイン部に注入する電流を制御する電流制御回路と、を備える光発振装置と、
前記光発振装置から出射されるレーザ光を変調する光変調手段と、
前記光変調手段によって変調されたレーザ光を記録媒体上に集光する対物レンズと、
マスタークロック信号を生成する基準信号生成部と、
前記マスタークロック信号に基づいて記録信号を生成する記録信号生成部と、
前記記録信号に基づいて前記光変調手段を駆動する駆動回路と、
前記受光素子によって受光されたレーザ光のパルス光を検出するパルス検出手段と、
前記パルス光とマスタークロック信号の位相差を検出する位相比較手段と、
前記位相比較手段によって検出された位相差に基づいて、前記自励発振半導体レーザの前記過飽和吸収体部に印加する電圧を制御する補償手段と、
を備える
記録装置。
【請求項５】
前記補償手段は、前記位相差が小さくなるように、前記自励発振半導体レーザの前記過飽和吸収体部に印加する電圧を制御する請求項４に記載の記録装置。
【請求項６】
前記光変調手段は、半導体光増幅器である請求項５に記載の記録装置。
【請求項７】
ＧａＩｎＮ／ＧａＮ／ＡｌＧａＮ材料による二重量子井戸分離閉じ込めヘテロ構造を有し、負のバイアス電圧を印加する過飽和吸収体部と、ゲイン電流を注入するゲイン部を含む自励発振半導体レーザと、前記自励発振半導体レーザからのレーザ光の一部を分離する光分離手段と、前記光分離手段によって分離されたレーザ光を受光する受光素子と、前記受光素子で受光したレーザ光量に基づいて、前記自励発振半導体レーザの前記ゲイン部に注入する電流を制御する電流制御回路と、を備える光発振装置と、
前記自励発振半導体レーザの前記過飽和吸収体部に接続された周波数分離手段と、
前記光発振装置から出射されるレーザ光を変調する光変調手段と、
前記光変調手段によって変調されたレーザ光を記録媒体上に集光する対物レンズと、
マスタークロック信号を生成する基準信号生成部と、
前記マスタークロック信号に基づいて記録信号を生成する記録信号生成部と、
前記記録信号に基づいて前記光変調手段を駆動する駆動回路と、
前記周波数分離手段によって検出された信号の周波数を検出する周波数検出手段と、
前記周波数検出手段によって検出された周波数と、前記マスタークロック信号の周波数差を検出する周波数比較手段と、
前記周波数比較手段によって検出された周波数差に基づいて、前記自励発振半導体レーザの前記過飽和吸収体部に印加する電圧を制御する補償手段と、
を備える
記録装置。
【請求項８】
前記周波数分離手段は、前記自励発振半導体レーザの発振に伴うフォトカレントの漏れ電流を検出する請求項７に記載の記録装置。
【請求項９】
前記周波数分離手段はLC回路である請求項８に記載の記録装置。
【請求項１０】
さらに、前記受光素子によって受光されたレーザ光のパルス光を検出するパルス検出手段と、前記パルス光とマスタークロック信号の位相差を検出する位相比較手段を備え、前記補償手段は、前記位相差と前記周波数差が小さくなるように前記自励発振半導体レーザの前記過飽和吸収体部に印加する電圧を制御する請求項９に記載の記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザ光を出射する光発振装置、及びこの光発振装置を用いた記録装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、社会のＩＴ化が進むにつれ、大容量化、高速化がより要求されるようになっている。このため、情報を伝播する媒体としては、無線通信のような例えば２．４ＧＨｚ帯、５ＧＨｚ帯の電磁波だけでなく、例えば１．５μｍ帯（から数百ＴＨｚ領域）の光を用いた通信の光化が急速に普及している。
【０００３】
また、光による情報の伝播は、例えば光ファイバのような光通信だけでなく、記録媒体への情報の記録、再生手段としても用いられるなど、光情報技術は、今後の情報化社会の発展を支える重要な基盤となっている。
【０００４】
こうした光による情報の伝送、記録には、特定のパルスを発振する光源が必要とされる。特に通信、記録・再生の大容量化、高速化には、高出力かつ短パルスの光源が不可欠であり、これらを満たす光源として様々な半導体レーザが研究・開発されている。
【０００５】
例えば光ディスクの記録装置においてシングルモードレーザを用いている場合の再生に置いて、光学系の干渉によるノイズが生じるだけでなく、温度変化によっても発振波長が変化し、出力変動やノイズが発生する。
このため、外部から高周波重畳回路による変調を行うことで、レーザをマルチモード化し、温度変化や光ディスクからの戻り光による出力変動を抑制することが行われている。ところが、この方法では、高周波重畳回路を付する分だけ装置が大きくなり、またコストも増大する。
【０００６】
これに対して、自励発振半導体レーザでは、高周波で点滅しながら直接マルチモード発振するため、高周波重畳回路を無くして、出力変動を抑えることができる。
【０００７】
例えば、本発明者らは、自励発振のＧａＮ青紫色半導体レーザによって、０．９GHｚの周波数においてパルス幅３０ｐｓ、２．４Wの発振出力が可能な光源を実現している（非特許文献１を参照）。
この半導体レーザは、ゲイン部（Gain section）と過飽和吸収体部（Saturable absorber section）とによって構成されるＢＳ(bisectional)型の自励発振半導体レーザである。
【０００８】
この半導体レーザでは、過飽和吸収体部に逆バイアスの電圧を加える。そしてこの時、ゲイン部に対して電流を注入することにより、例えば波長４０７ｎｍのレーザ光が出射される。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Takao Miyajima,Hideki Watanabe,Masao Ikeda and Hiroyuki Yokoyama, Applied Physics Letters  94, 161103(2009)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
こうした高出力かつパルス幅の短い光源は、例えば二光子吸収記録媒体への記録光源や、非線形光学生体イメージング、マイクロマシニング等、様々な分野への応用が期待される。
【００１１】
他にも近年においては、信号転送の高速化のために、シリコン電子デバイス間を光配線で接続し、光で信号転送を行う光回路も提案されている。将来、光回路による演算処理を可能とするためには、電子回路のマスタークロックとして光発振子が必要となる。
こうした光発振子として自励発振型のレーザを用いる場合には、用途に応じて特定の周波数のものを用意しなければならない。
例えば、記録再生装置においては、光記録媒体から読み取ったウォルブ信号や、光記録媒体を回転させるスピンドルモータからの回転同期信号に同期させた記録信号を光源から出射させる必要がある。
【００１２】
しかし、自励発振型のレーザは、一般的にその構造によって特有のパルス光周波数に決まってしまう。このため、用途毎にそれぞれ製造する必要がある上に、非常に高い製造精度も必要とする。したがって、コストは高くなる。
【００１３】
また、光源としては、例えばパルス光周波数は温度等の外的要因によっても変動することもあるので、高い安定性も求められる。
光源として、自励発振半導体レーザやモード同期半導体レーザを用いる場合には、パルス光の連続発振が行われるので、このパルス光を光スイッチに通すことで、記録情報の載った光信号が形成される。
例えば、ウォルブ信号等から抽出された図１１Ａに示すマスタークロックに合わせて、図１１Ｂに示すように光スイッチを開き、６Ｔマーク分の記録データが載った光信号を射出する場合を考える。
図１１Ｃのように、出射されたパルス光が図１１Ａのマスタークロックと同期している場合には、光スイッチを経由することで、図１１Ｄのように６Ｔマーク分のパルス信号が生成される。
【００１４】
ところが、図１１Ｅに示すように、出射されたパルス光が図１１Ａに示したマスタークロックに同期していない場合には、光スイッチを経由したパルスは、図１１Ｆに示すような５Ｔマークの信号となってしまう。このため、正確な信号を生成することができない。
【００１５】
また、外部変調により連続光をパルス発振させる場合には、例えばＥＡ(Electro-absorption:電界吸収型)変調器等の高速変調可能な素子を用いれば、基本的にパルス光周波数を変化させることは可能である。しかし、こうした外部変調器を用いれば、やはりコストは高くなり、また上述のＥＡ変調器の場合には、パルスのＯＮ／ＯＦＦ比が小さくなるという問題もある。
【００１６】
本発明は、上記問題を鑑みて行われたものである。すなわち、簡易な構成で所望のパルス光周波数が容易に得られる光発振装置、記録装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題を解決するため、本発明による光発振装置は、ＧａＩｎＮ／ＧａＮ／ＡｌＧａＮ材料による二重量子井戸分離閉じ込めヘテロ構造を有し、負のバイアス電圧を印加する過飽和吸収体部と、ゲイン電流を注入するゲイン部を含む自励発振半導体レーザを備える。
【００１８】
また、本発明による光発振装置は、この自励発振半導体レーザからのレーザ光の一部を分離する光分離手段と、光分離手段によって分離されたレーザ光を受光する受光素子も備える。
そしてさらに、本発明による光発振装置は、受光素子で受光したレーザ光量に基づいて、自励発振半導体レーザのゲイン部に注入する電流を制御する電流制御回路も備える。
【００１９】
本発明による光発振装置によれば、光源に、ＧａＩｎＮ／ＧａＮ／ＡｌＧａＮ材料による二重量子井戸分離閉じ込めヘテロ構造を有し、負のバイアス電圧を印加する過飽和吸収体部と、ゲイン電流を注入するゲイン部を含む自励発振半導体レーザを用いる。
このため、発振されるレーザ光のパルス光周波数を、過飽和吸収体部への印加電圧によって変化させることができる。
【００２０】
また、本発明による記録装置は、上述した光発振装置と、この光発振装置から出射されるレーザ光を変調する光変調手段と、光変調手段によって変調されたレーザ光を記録媒体上に集光する対物レンズを備える。
またさらに、本発明による記録装置は、マスタークロック信号を生成する基準信号生成部と、マスタークロック信号に基づいて記録信号を生成する記録信号生成部と、記録信号に基づいて光変調手段を駆動する駆動回路も備える。
そして、本発明による記録装置は、光発振装置内の上述した受光素子によって受光されたレーザ光のパルス光を検出するパルス検出手段と、パルス光とマスタークロック信号の位相差を検出する位相比較手段も備える。
また、本発明による記録装置は、この位相検出手段によって検出された位相差に基づいて、自励発振半導体レーザの過飽和吸収体部に印加する電圧を制御する補償手段も備える。
【００２１】
本発明による記録装置によれば、上述した光発振装置から発せられるレーザ光のパルス光と、マスタークロック信号との位相差を検出する。そして、この位相差に基づいて、自励発振半導体レーザの過飽和吸収体部に印加する電圧を制御する。
このため、光発振装置から発せられるレーザ光のパルス光週周波数と、マスタークロック信号とを、常に同期させることができる。
【００２２】
また、本発明によるもう一方の記録装置は、上述の光発振装置と、この自励発振半導体レーザの過飽和吸収体部に接続される電流検出手段と、光発振装置から出射されるレーザ光を変調する光変調手段を備える。
【００２３】
また、本発明によるもう一方の記録装置は、光変調手段によって変調されたレーザ光を記録媒体上に集光する対物レンズと、マスタークロック信号を生成する基準信号生成部と、マスタークロック信号に基づいて記録信号を生成する記録信号生成部も備える。
また、本発明によるもう一方の記録装置は、この記録信号に基づいて前記光変調手段を駆動する駆動回路と、電流検出手段によって検出された信号の周波数を検出する周波数検出手段も備える。
またさらに、本発明によるもう一方の記録装置は、周波数検出手段によって検出された周波数と、マスタークロック信号の周波数差を検出する周波数比較手段を備える。
そして、本発明によるもう一方の記録装置は、この周波数比較手段によって検出された周波数差に基づいて、自励発振半導体レーザの過飽和吸収体部に印加する電圧を制御する補償手段を備える。
【００２４】
本発明によるもう一方の記録装置によれば、自励発振半導体レーザのパルス光周波数を、過飽和吸収体部に接続された電流検出手段によって検出する。このため、非常に高い周波数のパルス光であっても正確に検出することができる。
またさらに、この記録装置では、この検出されたパルス光周波数と、マスタークロック信号との周波数差あるいは位相差あるいは双方に基づいて、自励発振半導体レーザの過飽和吸収体部に印加するバイアス電圧を制御する。このため、光発振装置から発せられるレーザ光のパルス光周波数と、マスタークロック信号とを、常に同期させることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の光発振装置によれば、発振されるレーザ光のパルス光周波数を、過飽和吸収体部への印加電圧によって変化させることができる。このため、発振されるレーザ光のパルス光周波数を自由に変化させ、容易に制御できる光発振装置を提供することができる。
【００２６】
また、本発明の記録装置によれば、光発振装置から発せられるレーザ光のパルス光週周波数と、マスタークロック信号とを、常に同期させることができる。このため、本発明による記録装置を用いれば、より正確な記録を行うことができる。
【００２７】
また、本発明のもう一方の記録装置によれば、非常に高いパルス光周波数を有するレーザ光であっても、マスタークロック信号に対して常に同期させることができる。このため、本発明のもう一方の記録装置では、高密度かつ高速な記録を正確に実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１の実施の形態に係る光発振装置を示す概略構成図である。
【図２】Ａは自励半導体レーザの構成を示す概略構成図である。Ｂは、自励発振半導体レーザからレーザ光が出射される様子を示す模式図である。
【図３】Ａは、自励発振半導体レーザのゲイン電流と、発振されるレーザ光のパルス光周波数の関係を示す説明図である。Ｂは、自励発振半導体レーザのゲイン電流と、発振されるレーザ光の平均パワーの関係を示す説明図である。
【図４】自励発振半導体レーザから発振されるレーザ光の平均パワーと、パルス光周波数の関係を示す説明図である。
【図５】第２の実施の形態に係る記録装置を示す概略構成図である。
【図６】半導体光増幅器を示す概略構成図である。
【図７】Ａは自励発振半導体レーザから出射されるレーザ光の波形である。Ｂは、光変調手段を駆動する変調信号、または記録信号の波形である。Ｃは、光変調手段を経由後のレーザ光の波形である。
【図８】第３の実施の形態に係る記録装置を示す概略構成図である。
【図９】Ａは自励発振半導体レーザのフォトカレントの漏れ電流の検出実験を示す模式図である。Ｂは、この実験によって得られた検出波形を示す説明図である。
【図１０】第４の実施の形態に係る記録装置を示す概略構成図である。
【図１１】マスタークロックと光パルスの同期を説明する説明図である。Ａは、マスタークロックであり、Ｂは６Ｔマークの記録データである。また、Ｃはレーザから出射されるパルスであり、Ｄは、ＣのパルスがＢのスイッチを経由した後のパルス状態を示す。またＥは、レーザから出射されるパルスであり、Ｆは、ＥのパルスがＢのスイッチを経由した後のパルス状態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下本発明を実施するための最良の形態の例を説明するが、本発明は以下の例に限定されるものではない。説明は以下の順序で行う。
１．第１の実施の形態（光発振装置）
２．第２の実施の形態（光発振装置を記録装置に適用する第１の例）
３．第３の実施の形態（光発振装置を記録装置に適用する第２の例）
４．第４の実施の形態（光発振装置を記録装置に適用する第３の例）
【００３０】
１．第１の実施の形態
図１は、第１の形態による光発振装置１００を示す概略構成図である。
本実施の形態による光発振装置１００は、レーザ光を出射する自励発振半導体レーザ１と、自励発振半導体レーザ１からの光をコリメートするコリメータレンズ２と、コリメータレンズ２を透過した光を分離する光分離手段３を備える。
【００３１】
また、本実施の形態による光発振装置１００は、光分離手段３によって分離された光を集光する集光レンズ４と、集光レンズ４によって集光された光を受光する受光素子５を備える。
またさらに、受光素子５の受光量に基づいて、自励発振半導体レーザ１への注入電流を制御する電流制御回路６と、自励発振半導体レーザ１に逆バイアス電圧を印加する可変電圧源７を備える。
【００３２】
自励発振半導体レーザ１には、上述の非特許文献１において示されている自励発振半導体レーザを用いることができる。この自励発振半導体レーザ１の構造を図２に示す。
この自励発振半導体レーザ１は、図２Ａに示すように、ゲイン部（Gain section）１１６と過飽和吸収体部（Saturable absorber section）１１７とによって構成されるＢＳ(bisectional)型の自励発振半導体レーザである。
可飽和吸収体部１１７を設けると、吸収体に入射する光の強度が大きくなるにつれて吸収率が低下し、強度の大きいパルスしか透過できないため、より狭いパルスが得られる。
また、ゲイン部１１６にはゲイン電流を注入する。
【００３３】
ｎ型ＧａＮ基板１０２の（０００１）面上には、ＧａＩｎＮ／ＧａＮ／ＡｌＧａＮ材料による二重量子井戸分離閉じ込めヘテロ構造が形成されている。
【００３４】
このヘテロ構造は、例えばＭＯＣＶＤ（Metal Organic Chemical Vapor Deposition）法によって形成することができる。
【００３５】
このｐ型ＧａＮ／ＡｌＧａＮ超格子第二クラッド層１１０の中央部には、図２Ａに示すようにリッジ構造が形成されており、リッジ上面には、ｐ型ＧａＮ層１１２が形成されている。また、リッジ側面や、ｐ型ＧａＮ／ＡｌＧａＮ超格子第二クラッド層１１０のリッジが形成されていない部分の上には、ＳｉＯ２／Ｓｉ絶縁層１１１が形成されている。
【００３６】
ｐ型ＧａＮ層１１２及びＳｉＯ２／Ｓｉ絶縁層１１１上には、ｐ型電極１１３，１１４がオーミックコンタクトにより形成されている。
すなわち、ゲイン部１１６上には主電極１１３が、過飽和吸収体部１１７上には副電極１１４が形成されている。これらの電極は、例えば幅２０μｍの溝状の分離部１１５によって分割されており、互いに電気的に分離されている。主電極１１３と、副電極１１４の長さは例えばそれぞれ５２０μｍ、６０μｍである。
また、ｎ型ＧａＮ基板１０２の下面には、ｎ型の下部電極１０１がオーミックコンタクトにより形成されている。
【００３７】
また、ゲイン部１１６の前面の劈開面には、反射率１０％の反射防止膜がコーティングされ、過飽和吸収体部１１７の後面の劈開面には、反射率９５％の高反射膜がコーティングされている。
【００３８】
図２Ｂに示すように、この自励発振半導体レーザ１では、副電極１１４によって、過飽和吸収体部１１７に逆バイアスの電圧を加える。そしてこの時、ゲイン部１１６に対して主電極１１３から電流を注入することにより、矢印Ａ１に示す方向にレーザ光が出射される。
【００３９】
本発明者らは、この自励発振半導体レーザ１に対し、過飽和吸収体部１１７に加えるバイアス電圧を変化させることで、レーザ光のパルス光周波数を制御できることを見いだした。
図３Ａは、過飽和吸収体部１１７に加えるバイアス電圧を一定にし、ゲイン部１１６に注入する電流を変化させた時に発振するレーザ光のパルス光周波数を調べたものである。横軸は、ゲイン部１１６に注入した電流量i(mA)を示し、縦軸は、発振したレーザ光のパルス光周波数Frequency(GHz)を示す。
また、シンボルａはバイアス電圧が-１Ｖの場合であり、シンボルｂはバイアス電圧が-２Ｖの場合である。また、シンボルｃは、バイアス電圧が--３Ｖの場合である。また、シンボルｄは、バイアス電圧が−４Ｖの場合である。
【００４０】
図３Ａより、ゲイン部１１６に注入する電流量を大きくする程、レーザ光のパルス光周波数が大きくなることがわかる。また、電流を一定とすると、バイアス電圧の変化に応じてレーザ光のパルス光周波数も変化し、バイアス電圧の値が負の方向へいく程、パルス光周波数が小さくなることがわかる。
【００４１】
また、図３Ｂは、自励発振半導体レーザ１において、過飽和吸収体１１７に加えるバイアス電圧を一定にし、ゲイン部１１６に加える電流を変化させた時に発振するレーザ光の平均パワーを調べたものである。
横軸はゲイン部１１６に注入した電流量であり、縦軸は、発振したレーザ光の平均パワーである。
また、シンボルａはバイアス電圧が−１Ｖの場合であり、シンボルｂはバイアス電圧が−２Ｖの場合である。また、シンボルｃは、バイアス電圧が−３Ｖの場合である。また、シンボルｄは、バイアス電圧が−４Ｖの場合である。
【００４２】
この図３Ｂより、ゲイン部１１６に注入する電流量を大きくする程、レーザ光の平均パワーが大きくなることがわかる。また、電流を一定とすると、バイアス電圧の値が負の方向へいく程、レーザ光の平均パワーが小さくなっている。
【００４３】
この図３Ａ、図３Ｂの結果から、発振したレーザ光の平均パワーとパルス光周波数の関係を求めたものを図４に示す。
横軸は発振したレーザ光の平均パワーであり、縦軸はパルス光周波数である。
また、シンボルａはバイアス電圧が−１Ｖの場合であり、シンボルｂはバイアス電圧が−２Ｖの場合である。また、シンボルｃは、バイアス電圧が−３Ｖの場合である。また、シンボルｄは、バイアス電圧が−４Ｖの場合である。
【００４４】
これより、例えば矢印Ａ２に示すように、レーザ光の平均パワーを一定としたまま、バイアス電圧の変化によってパルス光周波数を変化させることが可能であることがわかる。
バイアス電圧を変化させると、図３Ｂからわかるようにレーザ光の平均パワーも変化する。しかし、レーザ光の平均パワーは、ゲイン部１１６への電流注入量によっても変化させることが可能である。すなわち、電流注入量を調整することで、バイアス電圧の変化によって生じるレーザ光の平均パワーの変化を打ち消すことができる。これにより、レーザ光の平均パワーを常に一定としながら、パルス光周波数を変化させるように、制御することができる。同様に周波数変化による単位時間当たりのパルス数の増加に対応して平均パワーの制御目標値を補正すればピークパワーを一定にする事も可能である。
【００４５】
本実施の形態は、自励発振半導体レーザ１のこの作用を実現したものである。
図１に戻ると、本実施の形態による光発振装置１００において、自励発振半導体レーザ１の過飽和吸収体部には可変電圧源７が接続され、過飽和吸収体部に負のバイアス電圧を加える。また、自励発振半導体レーザ１の下部電極は接地される。
また、自励発振半導体レーザ１のゲイン部は例えばＡＰＣ（Auto Power Control）回路等の電流制御回路６に接続され、ここから電流が注入される。
【００４６】
自励発振半導体レーザ１の過飽和吸収体部に負のバイアスをかけた状態において、自励発振半導体レーザ１のゲイン部に電流を注入すると、レーザ光が出射される。本実施の形態による光発振装置１００は、可変電圧源７の電圧を変化させることで、出射されるレーザ光の周波数を制御することが可能である。
【００４７】
自励発振半導体レーザ１から出射したレーザ光は、例えばコリメータレンズ２によってコリメートされ、光分離手段３に入射する。光分離手段３では、入射したレーザ光の一部が分離され、分離された光は受光素子５によって受光される。
【００４８】
また、必要に応じて集光レンズ４を介し、受光素子５上にレーザ光を集光してもよい。
光分離手段３には例えばビームスプリッタを用いることができる。また受光素子５には例えばフォトダイオード等を用いることができる。
【００４９】
ＡＰＣ回路６は、受光素子５において受光された光量に基づき、自励発振半導体レーザ１のゲイン部に注入する順方向の電流量を制御する。これにより、自励発振半導体レーザ１から出射されるレーザ光の強度が常に一定となるように制御することができる。
【００５０】
このように、本実施の形態による光発振装置１００では、印加する電圧によって発振するレーザ光のパルス光周波数を制御することができ、いわば、光ＶＣＯとしての機能を実現することができる。
したがって、用途に合わせて必要とするパルス光周波数毎に半導体レーザを設計し、製造する必要がない。また、従来のような外部変調器も必要としないので、コストを大きく低減することができる。
【００５１】
また、電圧信号によってパルス光周波数を制御することができるので、電子回路内に組み込むことで、光回路におけるマスタークロックとして用いることが可能である。このため、光回路の実用化をより現実的なものとすることができる。
【００５２】
２．第２の実施の形態
ここでは、第１の実施の形態（図１）において示した光発振装置の用途の一例として、記録装置に適用する場合について説明する。なお、以下において、図１と対応する要素には同一符号を付し、重複を避けるものとする。
【００５３】
図５は、第２の実施の形態に係る記録装置２００を示す概略構成図である。
本実施の形態による記録装置２００は、印加電圧によってレーザ光のパルス光周波数を制御する光発振装置２１０と、光発振装置２１０から出射されたレーザ光を集光する集光レンズ８を備える。
【００５４】
また、本実施の形態による記録装置２００は、集光レンズ８によって集光されたレーザ光を変調する光変調手段９と、光変調手段９によって変調されたレーザ光をコリメートするコリメートレンズ１０を備える。
また、本実施の形態による記録装置２００は、コリメートレンズ１０によってコリメートされたレーザ光の光路を変更するミラー１１と、ミラー１１によって光路が変更されたレーザ光を光記録媒体上に集光する対物レンズ１２も備える。
そしてさらに、本実施の形態による記録装置２００は、光発振装置２１０と光変調手段９を制御し、レーザ光の変調を制御する制御部２２０を備える。
【００５５】
光発振装置２１０は、レーザ光を出射する自励発振半導体レーザ１と、自励発振半導体レーザ１からの光をコリメートするコリメータレンズ２と、コリメータレンズ２を透過した光の一部を分離する光分離手段３を備える。
また、光発振装置１００は、光分離手段３によって分離された光を集光する集光レンズ４と、集光レンズ４によって集光された光を受光する受光素子５も備える。
【００５６】
またさらに、光発振装置２１０は、受光素子５の受光量に基づいて、自励半導体レーザ１への注入電流を制御する電流制御回路６と、自励半導体レーザ１に逆バイアス電圧を印加する可変電圧源７を備える。
【００５７】
この光発振装置２１０には、第１の実施の形態において示した光発振装置１００を用いることができる。
したがって、自励発振半導体レーザ１の過飽和吸収体部には可変電圧源７が接続され、この可変電圧源７は可飽和吸収体部に負のバイアス電圧を印加する。また、自励発振半導体レーザ１の下部電極は接地され、ゲイン部には、電流制御回路６より電流が注入される。
【００５８】
自励発振半導体レーザ１の過飽和吸収体部に負のバイアス電圧を印加した状態において、ゲイン部に電流を注入すると、自励発振半導体レーザはパルス光を連続的に出射する。この時、可変電圧源７により過飽和吸収体部に印加するバイアス電圧を変化させることで、出射されるレーザ光のパルス光周波数を制御することができる。
【００５９】
自励発振半導体レーザ１より出射されたレーザ光は、コリメータレンズ２によってコリメートされ、例えばビームスプリッタ等の光分離手段３に入射する。レーザ光の大半は光分離手段３を透過し、光発振装置２１０から出射されることになる。
また、一部のレーザ光は光分離手段３によって分離され、例えば集光レンズ４を介して受光素子５に入射する。
【００６０】
例えばＡＰＣ回路等の電流制御回路６は、受光素子５によって受光されたレーザ光の光量に基づいて、自励発振半導体レーザ１のゲイン部に注入する電流量を調整する。すなわち、自励発振半導体レーザ１から出射されるレーザ光の強度が一定となるように制御する。
したがって、本実施の形態における光発振装置２１０は、印加する電圧を制御することで、出射されるレーザ光のパワーを一定に保ちながら、パルス光周波数を変化させることができる。
【００６１】
光発振装置２１０から出射されたレーザ光は、集光レンズ８によって光変調手段９上に集光される。この光変調手段には、例えば半導体光増幅器（ＳＯＡ：Semiconductor Optical Amp）を用いることができる。
半導体光増幅器は、小型かつ低コストな光増幅器であり、また、光をオン・オフする光ゲート、光スイッチとして用いることができるので好ましい。本実施の形態においては、この光増幅器のオン・オフによって自励発振半導体レーザ１からのレーザ光を変調し、レーザ光に記録情報を載せる。
【００６２】
図６は、半導体光増幅器の構造を示す模式図である。通常の半導体レーザでは、両端面のミラーによって構成される共振器内に光を閉じこめ、バンド間遷移による光学利得によってレーザ光を発振させる。
これに対し、半導体光増幅器では、ミラーの代わりに両端面に反射防止膜２５を配置することでレーザ発振を抑制する。すなわち、１パス分の増幅器として動作させる。
【００６３】
上部電極２２と下部電極２３間には、電流源２６から駆動電流を注入する。この状態において、反射防止膜２５の配置された入射端面からレーザ光を入射させると、活性層２４中を導波される間に誘導放出によってレーザ光が増幅される。
また、この半導体光増幅器に注入する駆動電流量を制御することで、レーザ光の増幅量も制御することができる。
ただし、入射したレーザ光を必ずしも増幅させる必要はなく、十分なレーザ光パワーを得られる場合には、半導体増幅器のゲインを１としてもよい。
【００６４】
こうした半導体光増幅器では、キャリア寿命が短いため、電流や光強度の変化に対して高速な応答を示す。したがって、図７Ａに示す自励発振半導体レーザ１からの連続パルス光に対して、例えば図７Ｂに示す波形の駆動電流を半導体増幅器の電極から入力すると、図７Ｃに示す波形のパルス光が半導体増幅器から出力される。
すなわち、駆動電流の信号によってオン・オフを制御することができ、自励発振半導体レーザ１のパルス光周波数にも対応した、高速な光スイッチとして用いることができる。
【００６５】
なお、本実施の形態においては、自励発振半導体レーザ１からの例えば波長４０７ｎｍのレーザ光を入射させる。したがって、光変調手段９として用いる半導体光増幅器の活性層やガイド層、クラッド層等は、同じ波長の光を放出する、いわゆる青紫色半導体レーザと同様の材料によって構成するのが好ましい。
【００６６】
ここで図５に戻ると、光変調手段９によって変調されたレーザ光は、コリメータレンズ１０によってコリメートされ、ミラー１１に入射する。レーザ光はミラー１１によって反射されて光路を変え、対物レンズ１２に入射する。
そして、対物レンズ１２に入射したレーザ光は、光記録媒体２１上に集光される。光記録媒体２１は、スピンドルモータ２０によって回転される。また、レーザ光の集光スポットは、図示しないスレッドモータ等によって光記録媒体２１の径方向に随時移動される。これにより、光変調手段９によってレーザ光に載せられた記録情報は、光記録媒体２１に記録される。
【００６７】
また、本実施の形態では、制御部２２０によって、自励発振半導体レーザ１から出射されるレーザ光と、光変調手段９をオン・オフする駆動電流、すなわち変調信号を常に同期させることができる。
【００６８】
制御部２２０は、マスタークロック信号を発生する基準クロック生成部１８と、自励発振半導体レーザ１から出射されたレーザ光のパルス光を検出するパルス光検出手段１３を備える。
また、制御部２２０は、基準クロック生成部１８により生成されたマスタークロック信号と、パルス光検出手段１３によって検出されたパルス光の位相の位相差を求める位相比較手段１４を備える。
【００６９】
また、制御部２２０は、位相比較手段１４により求められた位相差に基づいて、可変電圧源７の出力電圧を制御する位相補償手段１５も備える。
またさらに、制御部２２０は、基準クロック生成部１８からのマスタークロック信号に合わせて、記録信号を生成する記録信号生成部１６と、この記録信号に合わせて、光変調手段９を駆動する駆動回路１７を備える。
【００７０】
記録信号生成部１６では、基準クロック生成部１８により生成されたマスタークロック信号に合わせて記録データを載せることで、記録信号を生成する。
また、駆動回路１７は、この生成された記録信号に基づき、光変調手段９を駆動する例えば電流信号等の変調信号を光変調手段９に入力する。これにより、光変調手段９では、マスタークロック信号と完全に同期したオン・オフが行われ、自励発振半導体レーザ１からのレーザ光に記録信号を載せる。
【００７１】
一方、パルス光検出手段１３は、受光素子５に対して例えばコンデンサ１９等を介して接続され、受光素子５によって受光されたレーザ光のパルス光を検出する。
また、位相比較手段１４は、パルス光検出手段１３によって検出されたパルス光と、基準クロック生成部１８により生成されたマスタークロック信号の位相差を求める。
【００７２】
そして、位相補償手段１５は、位相比較手段１４により求められた位相差に基づき、可変電圧源７の出力電圧を制御する。これにより、自励発振半導体レーザ１から出射されるレーザ光のパルス光周波数を変化させることができる。
【００７３】
本実施の形態において、位相補償手段１５は、この位相比較手段１４に検出された位相差が零となるように、あるいは零に近づくように可変電圧源７の出力電圧を制御する。
すなわち、自励発振半導体レーザ１から出射されたパルス光の位相と、光変調手段９をオン・オフさせる変調信号との位相差が小さくなるように、自励発振半導体レーザ１のパルス光周波数をループ制御するものである。例えば、位相差が比較的小さい時には、位相差の値の正負によって、可変電圧源７の出力電圧の大小を定めればよい。
【００７４】
これにより、自励発振半導体レーザ１から出射されたパルス光と、光変調手段９をオン・オフさせる変調信号または記録信号、さらにはマスタークロック信号を常に同期させることが可能となる。
【００７５】
このように、本実施の形態による記録装置２００は、その光源として第１の実施の形態（図１）で示した自励発振半導体レーザ１を用いることにより、発振されるパルス光の周波数を電圧によって制御することができる。
このため、電気信号であるマスタークロック信号や、マスタークロック信号に基づいて形成される記録信号、変調信号と、自励発振半導体レーザ１から出射されるパルス光とを常に同期させることができる。
これにより、本実施の形態による記録装置２００では、データの正確な記録を常に行うことが可能である。
なおここでは、この検出されたパルス光周波数と、マスタークロック信号との位相差で自励発振半導体レーザの過飽和吸収体部に印加するバイアス電圧を制御する例を示した。他にも、パルス光周波数と、マスタークロック信号との周波数差で制御あるいは周波数差と位相差の双方に基づいて制御することも可能である。
【００７６】
２．第３の実施の形態
第２の実施の形態においては、受光素子５によって受光した自励発振半導体レーザのパルス光を、パルス検出手段１３によって検出するものであった。
しかし、自励発振半導体レーザ１から出射されるパルス光の周波数は例えば１ＧＨｚ程度と非常に高く、例えばフォトダイオード等の受光素子５とパルス検出手段１３では、パルス光を検出することが難しい場合がある。
【００７７】
そこで、第３の実施の形態においては、自励発振半導体レーザ１の発振に同期して流れるフォトカレントの漏れ電流を検出し、周波数を検出する方法を採用する。この第３の実施の形態について、図８に基づいて以下に説明する。
【００７８】
図８は、第３の実施の形態に係る記録装置３００を示す概略構成図である。なお、以下において第１の実施の形態（図１）、第２の実施の形態（図５）と対応する要素には同一符号を付し、重複を避ける。
【００７９】
本実施の形態に係る記録装置３００は、印加電圧によってレーザ光のパルス光周波数を制御する光発振装置３１０と、光発振装置３１０から出射されたレーザ光を集光する集光レンズ８を備える。
【００８０】
また、本実施の形態による記録装置３００は、集光レンズ８によって集光されたレーザ光を変調する光変調手段９と、光変調手段９によって変調されたレーザ光をコリメートするコリメートレンズ１０を備える。
また、本実施の形態による記録装置３００は、コリメートレンズ１０によってコリメートされたレーザ光の光路を変更するミラー１１と、ミラー１１によって光路が変更されたレーザ光を光記録媒体上に集光する対物レンズ１２も備える。
そしてさらに、本実施の形態による記録装置３００は、光発振装置３１０と光変調手段９を制御し、レーザ光の変調を制御する制御部３２０を備える。
【００８１】
光発振装置３１０は、レーザ光を出射する自励発振半導体レーザ１と、自励発振半導体レーザ１からの光をコリメートするコリメータレンズ２と、コリメータレンズ２を透過した光の一部を分離する光分離手段３を備える。
また、光発振装置３１０は、光分離手段３によって分離された光を集光する集光レンズ４と、集光レンズ４によって集光された光を受光する受光素子５も備える。
【００８２】
またさらに、光発振装置３１０は、受光素子５の受光量に基づいて、自励発振半導体レーザ１への注入電流を制御する電流制御回路６と、自励半導体レーザ１に逆バイアス電圧を印加する可変電圧源７を備える。
【００８３】
本実施の形態においても、この光発振装置３１０には、第１の実施の形態（図１）において示した光発振装置１００を用いる。
したがって、自励発振半導体レーザ１の過飽和吸収体部には可変電圧源７が接続され、この可変電圧源７は可飽和吸収体部に負のバイアス電圧を印加する。また、自励発振半導体レーザ１の下部電極は接地され、ゲイン部には、電流制御回路６より電流が注入される。
【００８４】
自励発振半導体レーザ１の過飽和吸収体部に負のバイアス電圧を印加した状態において、ゲイン部に電流を注入すると、自励発振半導体レーザはパルス光を連続的に出射する。この時、可変電圧源７により過飽和吸収体部に印加するバイアス電圧を変化させることで、出射されるレーザ光のパルス光周波数を制御することができる。
【００８５】
自励発振半導体レーザ１より出射されたレーザ光は、コリメータレンズ２によってコリメートされ、例えばビームスプリッタ等の光分離手段３に入射する。ただし、レーザ光の大半は光分離手段３を透過し、光発振装置３１０から出射される。
また、一部のレーザ光は光分離手段３によって分離され、例えば集光レンズ４を介して例えばフォトダイオード等の受光素子５に入射する。
【００８６】
また、例えばＡＰＣ回路等の電流制御回路６は、受光素子５によって受光されたレーザ光の光量に基づいて、自励発振半導体レーザ１のゲイン部に注入する電流量を調整する。これにより、自励発振半導体レーザ１から出射されるレーザ光の強度は一定に制御される。
したがって、本実施の形態における光発振装置３１０も、印加する電圧を制御することで、出射されるレーザ光のパワーを一定に保ちながら、パルス光周波数を変化させる。
【００８７】
光発振装置３１０から出射されたレーザ光は、集光レンズ８によって光変調手段９上に集光される。この光変調手段には、例えば半導体光増幅器（ＳＯＡ：Semiconductor Optical Amp）を用いる。
本実施の形態においても、この光増幅器のオン・オフによって自励発振半導体レーザ１からのレーザ光を変調し、レーザ光に記録情報を載せる。
ただし、入射したレーザ光を必ずしも増幅させる必要はなく、十分なレーザ光パワーを得られる場合には、半導体増幅器のゲインを１としてもよい。
【００８８】
また、光変調手段９として用いる半導体光増幅器の活性層やガイド層、クラッド層等は、同じ波長の光を放出する、いわゆる青紫色半導体レーザと同様の材料によって構成するのが好ましい。
【００８９】
次に、光変調手段９によって変調されたレーザ光は、コリメータレンズ１０によってコリメートされ、ミラー１１に入射する。レーザ光はミラー１１によって反射されて光路を変え、対物レンズ１２に入射する。
そして、対物レンズ１２に入射したレーザ光は、光記録媒体２１上に集光される。光記録媒体２１は、スピンドルモータ２０によって回転される。また、レーザ光の集光スポットは、図示しないスレッドモータ等によって光記録媒体２１の径方向に随時移動される。これにより、光変調手段９によってレーザ光に載せられた記録情報は、光記録媒体２１に記録される。
【００９０】
なお、本実施の形態においては、光発振装置３１０の自励発振半導体レーザ１と、自励発振半導体レーザ１の過飽和吸収体部に電圧を印加する可変電圧源７との間に、例えばＬＣ回路等の周波数分離終段２７が接続されている。
自励発振半導体レーザ１の過飽和吸収体部には、可変電圧源７により負のバイアス電圧が印加されるが、自励発振半導体レーザ１の発振に同期してわずかに電流が流れる。このフォトカレントの漏れ電流の交流成分を検出することができれば、自励発振半導体レーザ１のパルス光周波数を電気信号として直接取得することが可能である。
ＬＣ回路を用いる場合には、例えばコイル２７ａを流れる電流に応じて発生する交流成分をコンデンサ２７ｂによって取り出し、パルス光を検出することができる。
【００９１】
図９に、このパルス光検出の実験を行った結果を示す。
図９Ａに示すように、自励発振半導体レーザ１の過飽和吸収体部にＬＣ回路３１を介して可変電圧源３３を接続し、逆バイアス電圧を印加した。
また、自励発振半導体レーザ１のゲイン部には可変交流電圧源３４を接続し、自励発振半導体レーザ１のゲイン部に順方向電流を注入した。
そして、ＬＣ回路３１の電圧出力端には、オシロスコープ３５を接続し、検出される電圧波形を測定した。くわえて高速フォトダイオード（NewFocus社製1004）３２により検出した自励発振半導体レーザ１の発光波形をオシロスコープ３５に出力した。
【００９２】
図９Ｂに、オシロスコープ３５によって測定されたこれら二つの波形を示す。横軸は時間であり、縦軸は電圧である。線Ｌ１は、自励発振半導体レーザ１の過飽和吸収体部に印加したバイアス電圧に伴うフォトカレントの漏れ電流の交流成分をＬＣ回路３１によって検出したものである。また、線Ｌ２は高速フォトダイオード３２により検出し光電変換された自励発振半導体レーザ１の発光波形である。
【００９３】
線Ｌ２の発光波形に見られるように周期的に並ぶピークが現れており、高速フォトダイオード３２により自励発振半導体レーザ１のパルス光が検出できているのが確認できる。また同時に、線Ｌ１に示すように、ＬＣ回路３１によって検出した交流成分も線Ｌ２に同期して現れている。これより、ＬＣ回路３１によって自励発振半導体レーザ１のパルス光を確実に検出できているのが確認できる。
また、このようにフォトカレントの漏れ電流を検出することで、フォトダイオード等の受光素子５の感度を越えるようなパルス光周波数のレーザ光に対しても、個々のパルス光を検出することができる。
【００９４】
次に、制御部３２０は、マスタークロック信号を発生する基準クロック生成部１８と、自励発振半導体レーザ１から出射されたレーザ光のパルス光周波数を検出する周波数検出手段２８を備える。
また、制御部３２０は、基準クロック生成部１８により生成されたマスタークロック信号の周波数と、周波数検出手段１３によって検出されたパルス光周波数の周波数差を求める周波数比較手段２９を備える。
【００９５】
また、制御部３２０は、周波数比較手段２９により求められた周波数差に基づいて、可変電圧源７の出力電圧を制御する補償手段１５も備える。
またさらに、制御部３２０は、基準クロック生成部１８からのマスタークロック信号に合わせて、記録信号を生成する記録信号生成部１６と、この記録信号に合わせて、光変調手段９を駆動する駆動回路１７を備える。
【００９６】
記録信号生成部１６では、基準クロック生成部１８により生成されたマスタークロック信号を基に記録信号を生成する。
また、駆動回路１７は、この生成された記録信号に基づき、光変調手段９を駆動する例えば電流信号等の変調信号を光変調手段９に入力する。これにより、光変調手段９では、マスタークロック信号及び記録信号と同期したオン・オフが行われる。
【００９７】
一方、周波数検出手段２８は、電流検出手段２７から出力される信号の周波数を検出することで、自励発振半導体レーザ１のパルス光周波数を求める。
【００９８】
また、周波数比較手段２９は、周波数検出手段２８によって検出された自励発振半導体レーザ１の周波数と、基準クロック生成部１８によって生成されるマスタークロック信号の周波数との周波数差を求める。
【００９９】
そして、補償手段１５では、周波数比較手段２９において求められた周波数差に基づいて、可変電圧源７を制御し、自励発振半導体レーザ１の過飽和吸収体部に印加されるバイアス電圧を制御する。これにより、自励発振半導体レーザ１から出射されるレーザ光のパルス光周波数を制御することができる。
【０１００】
本実施の形態では、補償手段１５によって、この周波数差が小さくなるように、あるいは零となるように可変電圧源７からの出力電圧をループ制御する。これにより、自励発振半導体レーザ１から出射されるレーザ光のパルス光周波数と、光変調手段９を駆動する変調信号や記録信号、マスタークロック信号の周波数を常に一致させることができる。
このため、自励発振半導体レーザ１から出射されるパルス光と、光変調手段９によるスイッチングを確実に同期させることが可能となる。したがって、本実施の形態による記録装置では、データの記録を正確に行うことができる。
【０１０１】
４．第４の実施の形態
第３の実施の形態では、マスタークロック信号に対してパルス光の周波数を補正することで、パルス光とマスタークロック信号の同期を行った。
より確実に同期を行うためには、位相と周波数の補正を伴に行うのが好ましい。ここでは、この場合について図１０を基に説明する。
【０１０２】
図１０は、第４の実施の形態に係る記録装置を示す概略構成図である。
本実施の形態による記録装置４００は、印加電圧によってレーザ光のパルス光周波数を制御する光発振装置４１０と、光発振装置４１０から出射されたレーザ光を集光する集光レンズ８を備える。
【０１０３】
また、本実施の形態による記録装置４００は、集光レンズ８によって集光されたレーザ光を変調する光変調手段９と、光変調手段９によって変調されたレーザ光をコリメートするコリメートレンズ１０を備える。
また、本実施の形態による記録装置４００は、コリメートレンズ１０によってコリメートされたレーザ光の光路を変更するミラー１１と、ミラー１１によって光路が変更されたレーザ光を光記録媒体上に集光する対物レンズ１２も備える。
そしてさらに、本実施の形態による記録装置４００は、光発振装置４１０と光変調手段９を制御し、レーザ光の変調を制御する制御部４２０を備える。
【０１０４】
光発振装置４１０は、レーザ光を出射する自励発振半導体レーザ１と、自励発振半導体レーザ１からの光をコリメートするコリメータレンズ２と、コリメータレンズ２を透過した光の一部を分離する光分離手段３を備える。
また、光発振装置４１０は、光分離手段３によって分離された光を集光する集光レンズ４と、集光レンズ４によって集光された光を受光する受光素子５も備える。
【０１０５】
またさらに、光発振装置４１０は、受光素子５の受光量に基づいて、自励半導体レーザ１への注入電流を制御する電流制御回路６と、自励半導体レーザ１に逆バイアス電圧を印加する可変電圧源７を備える。
【０１０６】
本実施の形態においても、この光発振装置４１０には、第１の実施の形態（図１）において示した光発振装置１００を用いることができる。
したがって、自励発振半導体レーザ１の過飽和吸収体部には可変電圧源７が接続され、この可変電圧源７は可飽和吸収体部に負のバイアス電圧を印加する。また、自励発振半導体レーザ１の下部電極は接地され、ゲイン部には、電流制御回路６より電流が注入される。
【０１０７】
自励発振半導体レーザ１の過飽和吸収体部に負のバイアス電圧を印加した状態において、ゲイン部に電流を注入すると、自励発振半導体レーザはパルス光を連続的に出射する。この時、可変電圧源７により過飽和吸収体部に印加するバイアス電圧を変化させることで、出射されるレーザ光のパルス光周波数を制御することができる。
【０１０８】
自励発振半導体レーザ１より出射されたレーザ光は、コリメータレンズ２によってコリメートされ、例えばビームスプリッタ等の光分離手段３に入射する。ただし、レーザ光の大半は光分離手段３を透過し、光発振装置４１０から出射される。
また、一部のレーザ光は光分離手段３によって分離され、例えば集光レンズ４を介して例えばフォトダイオード等の受光素子５に入射する。
【０１０９】
また、例えばＡＰＣ回路等の電流制御回路６は、受光素子５によって受光されたレーザ光の光量に基づいて、自励発振半導体レーザ１のゲイン部に注入する電流量を調整する。これにより、自励発振半導体レーザ１から出射されるレーザ光の強度を一定に制御することができる。
したがって、本実施の形態における光発振装置４１０も、印加する電圧を制御することで、出射されるレーザ光のパワーを一定に保ちながら、パルス光周波数を変化させる。
【０１１０】
光発振装置４１０から出射されたレーザ光は、集光レンズ８によって光変調手段９上に集光される。この光変調手段には、例えば半導体光増幅器（ＳＯＡ：Semiconductor Optical Amp）を用いる。
本実施の形態においても、この光増幅器のオン・オフによって自励発振半導体レーザ１からのレーザ光を変調し、レーザ光に記録情報を載せる。
ただし、入射したレーザ光を必ずしも増幅させる必要はなく、十分なレーザ光パワーを得られる場合には、半導体増幅器のゲインを１としてもよい。
【０１１１】
また、光変調手段９として用いる半導体光増幅器の活性層やガイド層、クラッド層等は、同じ波長の光を放出する、いわゆる青紫色半導体レーザと同様の材料によって構成するのが好ましい。
【０１１２】
次に、光変調手段９によって変調されたレーザ光は、コリメータレンズ１０によってコリメートされ、ミラー１１に入射する。レーザ光はミラー１１によって反射されて光路を変え、対物レンズ１２に入射する。
そして、対物レンズ１２に入射したレーザ光は、光記録媒体２１上に集光される。光記録媒体２１は、スピンドルモータ２０によって回転される。また、レーザ光の集光スポットは、例えば図示しないスレッドモータ等により、例えば光発振装置４１０をスライドさせることで、光記録媒体２１の径方向に随時移動される。これにより、光変調手段９によってレーザ光に載せられた記録情報は、光記録媒体２１に記録される。
【０１１３】
また、本実施の形態においても、光発振装置４１０の自励発振半導体レーザ１と、自励発振半導体レーザ１の過飽和吸収体部に電圧を印加する可変電圧源７との間には、例えばバイス・ティー等の電流検出手段２７が接続されている。
自励発振半導体レーザ１の発振に伴うフォトカレントの漏れ電流を、この電流検出手段２７によって検出することで、自励発振半導体レーザ１のパルス光を検出することができる。
また、これにより、フォトダイオード等の受光素子５の感度を越えるようなパルス光周波数のレーザ光に対しても、個々のパルス光を検出することができる。
【０１１４】
次に、制御部４２０は、マスタークロック信号を発生する基準クロック生成部１８と、自励発振半導体レーザ１から出射されたレーザ光のパルス光を検出するパルス検出手段１３を備える。
また、制御部４２０は、自励発振半導体レーザ１から出射されたレーザ光のパルス光周波数を検出する周波数検出手段２８も備える。
【０１１５】
また、制御部４２０は、基準クロック生成部１８により生成されたマスタークロック信号の周波数と、周波数検出手段１３によって検出されたパルス光周波数の周波数差を求める周波数比較手段２９を備える。
またさらに、制御部４２０は、基準クロック生成部１８により生成されたマスタークロック信号と、パルス検出手段１３によって検出されたパルス光の位相差を検出する位相比較手段１４も備える。
【０１１６】
また、制御部４２０は、位相比較手段１４により求められた位相差と、周波数比較手段２９により求められた周波数差に基づいて、可変電圧源７の出力電圧を制御する補償手段１５を備える。
そして、制御部４２０は、基準クロック生成部１８からのマスタークロック信号に合わせて、記録信号を生成する記録信号生成部１６と、この記録信号に合わせて、光変調手段９を駆動する駆動回路１７を備える。
【０１１７】
記録信号生成部１６では、基準クロック生成部１８により生成されたマスタークロック信号を基に記録信号を生成する。
また、駆動回路１７は、この生成された記録信号に基づき、光変調手段９を駆動する例えば電流信号等の変調信号を光変調手段９に入力する。これにより、光変調手段９では、マスタークロック信号及び記録信号と同期したオン・オフが行われる。
【０１１８】
一方、周波数検出手段２８は、電流検出手段２７から出力される電圧信号の周波数を検出することで、自励発振半導体レーザ１のパルス光周波数を求める。
【０１１９】
また、周波数比較手段２９は、周波数検出手段２８によって検出された自励発振半導体レーザ１の周波数と、基準クロック生成部１８によって生成されるマスタークロック信号の周波数との周波数差を求める。
【０１２０】
パルス検出手段１３は、例えばコンデンサ１９等を介して受光素子５に接続され、受光素子５によって受光された自励発振半導体レーザ１のパルス光を検出する。
そして位相比較手段１４では、パルス検出手段１３によって検出されたパルス光と、基準クロック生成部により生成されるマスタークロック信号との位相差を求める。
【０１２１】
本実施の形態において、補償手段１５は、位相比較手段１４によって求められた位相差と、周波数比較手段２９により求められた周波数差の両方を用いて可変電圧源７を制御する。
すなわち、位相差と周波数差の両方が小さくなるように、あるいは零となるように、可変電圧源７からの出力電圧をループ制御し、自励発振半導体レーザ１から出射されるレーザ光のパルス光周波数を変化させる。
【０１２２】
このため、自励発振半導体レーザ１から出射されるレーザ光のパルス光周波数と、光変調手段９を駆動する変調信号や記録信号、マスタークロック信号の位相及び周波数を常に一致させることができる。
したがって、自励発振半導体レーザ１から出射されるパルス光と、光変調手段９によるスイッチングをより確実に同期させることが可能である。したがって、本実施の形態による記録装置では、データの記録をさらに正確に行うことができる。
【０１２３】
以上、本発明による光発振装置及び記録装置について説明した。本発明は上記実施の形態にとらわれることなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、なお考えられる種々の形態を含むものであることは言うまでもない。
【符号の説明】
【０１２４】
１・・・自励発振半導体レーザ、２・・・コリメータレンズ、３・・・光分離手段、４・・・集光レンズ、５・・・受光素子、６・・・電流制御回路、７，３３・・・可変電圧源、８・・・集光レンズ、９・・・光変調手段、１０・・・コリメータレンズ、１１・・・ミラー、１２・・・対物レンズ、１３・・・パルス検出手段、１４・・・位相比較手段、１５・・・補償手段、１６・・・記録データ生成部、１７・・・駆動回路、１８・・・基準クロック生成部、１９・・・コンデンサ、２０・・・スピンドルモータ、２１・・・記録媒体、２２，２３・・・電極、２４・・・活性層、２５・・・反射防止膜、２６・・・電流源、２７・・・周波数分離手段、２７ａ・・・コイル、２７ｂ・・・コンデンサ、２８・・・周波数検出手段、２９・・・周波数比較手段、３１・・・ＬＣ回路、３２・・・フォトダイオード、３４・・・可変交流電圧源、３５・・・オシロスコープ、１００，２１０，３１０，４１０・・・光発振装置、１０２・・・基板、１０３・・・ｎ型ＧａＮ層、１０４・・・ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層、１０５・・・ｎ型ＧａＮガイド層、１０６・・・二重量子井戸活性層、１０７・・・ｐ型ＧａＩｎＮガイド層、１０８・・・ｐ型ＡｌＧａＮクラッド層、１０９・・・ｐ型ＡｌＧａＮ障壁層、１１０・・・ＧａＮ／ＡｌＧａＮ超格子クラッド層、１１１・・・ＳｉＯ２／Ｓｉ絶縁層、１１２・・・ｐ型ＧａＮ層、１１３・・・主電極、１１４・・・副電極、１１５・・・分離部、１１６・・・ゲイン部、１１７・・・過飽和吸収体部、２００，３００，４００・・・記録装置、２２０，３２０，４２０・・・制御部
【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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