(57)【要約】【課題】  回折輪帯構造によらず集光レンズの温度補償を実現することができる半導体レーザ光源装置を提供すること。【解決手段】  レーザ光を透過させる集光レンズ３が、透過させるレーザ光の波長以下の微粒子をプラスティック樹脂中に分散させた光透過素材を用いて成形される。このため、予め微粒子の分散状態を適宜調節しておくことによって、レンズ材料の透過率を低下させることなく屈折率の温度係数を調節することができる。よって、集光レンズ３の結像特性に所望の温度特性を持たせることができ、半導体レーザ発振器１から取り出すレーザ光のビーム形状の温度変動を制御することができ、結像位置等の温度依存性を所望の状態に保つことができる。【選択図】  図１
2005077759.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザ光を射出する半導体レーザ発振器と、
前記半導体レーザ発振器から射出されたレーザ光を透過させるとともに、透過させるレーザ光の波長以下の微粒子をプラスティック樹脂中に分散させた光透過素材を用いて成形されるレンズと
を備える特徴とする半導体レーザ光源装置。
【請求項２】
前記レンズと、前記半導体レーザ発振器とが、レンズホルダに収納されてなり、当該レンズホルダ内壁に設けられた位置決め部材によって、レンズホルダへの位置決めがなされることを特徴とする請求項１記載の半導体レーザ光源装置。
【請求項３】
前記微粒子は、３０ナノメートル以下の直径を有することを特徴とする請求項１及び請求項２のいずれか一項記載の半導体レーザ光源装置。
【請求項４】
前記プラスティック樹脂中に分散させる微粒子のサイズ及び密度は、前記光透過素材の屈折率の温度係数が所定値となるように設定されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項記載の半導体レーザ光源装置。
【請求項５】
前記光透過素材中における、前記プラスティック樹脂と前記微粒子との体積比は、９：１から２：３の範囲内にあることを特徴とする請求項４記載の半導体レーザ光源装置。
【請求項６】
前記光透過素材の屈折率の温度係数は、前記レンズの温度変化による屈折率変化及び熱変形に伴う焦点移動と、温度変化に対する半導体レーザ発振器の発振波長の変化に伴う焦点移動と、が互いに反対方向になるように設定されていることを特徴とする請求項４及び請求項５のいずれか一項に記載の半導体レーザ光源装置。
【請求項７】
前記光透過素材の屈折率の温度係数は、前記互いに反対方向の焦点移動からなる複合された焦点移動が４０ｎｍ以下となるように設定されていることを特徴とする請求項６記載の半導体レーザ光源装置。
【請求項８】
前記光透過素材の屈折率の温度係数は、前記互いに反対方向の焦点移動が互いに打ち消しあうように設定されていることを特徴とする請求項７記載の半導体レーザ光源装置。
【請求項９】
光ファイバの入射端の位置を固定する固定手段をさらに備え、前記レンズは、前記半導体レーザ発振器からのレーザ光を前記光ファイバの入射端に結合することを請求項１から請求項８のいずれか一項記載の半導体レーザ光源装置。
【請求項１０】
前記レンズは、光学機能面を有するとともに、当該光学機能面は、光路差付与構造を有することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項記載の半導体レーザ光源装置。
【請求項１１】
前記光路差付与構造は、回折構造、位相差付与構造、及びマルチレベル構造の何れかを含むことを特徴とする請求項１０記載の半導体レーザ光源装置。
【請求項１２】
プラスティック樹脂中に分散させる前記微粒子は、無機材料であることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか一項記載の半導体レーザ光源装置。
【請求項１３】
前記無機材料は酸化物であることを特徴とする請求項１２記載の半導体レーザ光源装置。
【請求項１４】
前記酸化物は飽和酸化状態であることを特徴とする請求項１３記載の半導体レーザ光源装置。
【請求項１５】
前記光透過素材は、前記プラスティック樹脂中に酸化防止剤を添加することによって形成されたものであることを特徴とする請求項１から請求項１４のいずれか一項記載の半導体レーザ光源装置。
【請求項１６】
前記レンズは、屈折面を有するとともに、当該屈折面は非球面を含むことを特徴とする請求項１から請求項１５のいずれか一項記載の半導体レーザ光源装置。
【請求項１７】
レーザ光源から出射される光束を、集光光学系を用いて、光情報記録媒体に集光させる光ピックアップ装置において、
前記光情報記録媒体は、前記集光光学系によって形成された集光スポットによって、近接場光を生じる層を有するとともに、
前記集光光学系に含まれる光学素子の少なくとも一つが、前記レーザ光源から出射される光束の波長以下の大きさの微粒子をプラスティック樹脂中に分散させた材料から構成される光学素子であることを特徴とする光ピックアップ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、本発明は、レーザ光を出力する半導体レーザ光源装置に関し、特に、光通信や光計測等に用いられレーザ光を光ファイバに光結合するための半導体レーザモジュールに好適に組み込まれる半導体レーザ光源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体レーザモジュールとして、半導体レーザ光源からのレーザ光を集光レンズを介して集光することによってファイバ入射端に結像するものが存在する。このような半導体レーザモジュールにおいて、集光レンズの少なくとも１つの表面に回折輪帯構造を形成すること、或いは集光レンズとは別に回折輪帯構造を形成した平板レンズを設けることによって、温度変化に対する半導体レーザ発振器の発振波長の変化に伴う焦点移動と、前記集光レンズの温度変化による屈折率変化等に伴う焦点移動とを互いに打ち消し、これによってファイバからの出力変動を抑えるものが存在する（特許文献１）。
【特許文献１】特開平１１−１４２６９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記半導体レーザモジュールでは、集光レンズに温度補償用の回折輪帯構造を形成する必要があり、集光レンズの作製に高度の技術を要し、回折輪帯構造による光損失も回避することができない。また、集光レンズに温度補償用の回折輪帯構造を形成した場合、このような回折輪帯構造に色収差補正等の他の機能を付与することが困難になる。
【０００４】
また、上記半導体レーザモジュールにおいて、集光レンズとは別に回折輪帯構造を形成した平板レンズを設けた場合、部品点数の増加によって製造コストも増加し、これによる光量損失も無視できないものになる。
【０００５】
そこで、本発明は、回折輪帯構造のみに頼らず、集光レンズの温度補償を簡易に実現することができ、回折輪帯構造を形成した場合には色収差補正等の他の機能を発揮し得る半導体レーザ光源装置を提供することを目的とする。
【０００６】
また、本発明は、部品点数を増加させることなく集光レンズの温度補償を実現することができる半導体レーザ光源装置を提供することを目的とする。
【０００７】
ところで、従来ＣＤをはじめとした光情報記録媒体が知られているが、その記録密度を向上させていく技術として、Ｓｕｐｅｒ−ＲＥＮＳ方式と呼ばれるものが知られている。この方式は、情報記録媒体である光ディスク側の情報記録層に、近接場光を発生させる構造を有しており、この近接場光を情報の再生に利用するもので、情報記録の高密度化を図るものである。具体的には微小開口型や光散乱型といった方式によって近接場光を発生させる方法が知られている。
【０００８】
本発明では、このような記録方法においても、光束の安定性をはかり、もって性能を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するため、本発明に係る半導体レーザ光源装置は、レーザ光を射出する半導体レーザ発振器と、前記半導体レーザ発振器から射出されたレーザ光を透過させるとともに、透過させるレーザ光の波長以下の微粒子をプラスティック樹脂中に分散させた光透過素材を用いて成形されるレンズとを備える。なお、このような光透過素材は、プラスティック樹脂と同様の成形が可能であり、所望の形状のレンズを高精度で形成することができる。
【００１０】
上記半導体レーザ光源装置では、レーザ光を透過させるレンズが、透過させるレーザ光の波長以下の微粒子をプラスティック樹脂中に分散させた光透過素材を用いて成形されるので、予め微粒子の状態（例えば、材料、大きさ、密度など）を適宜調節しておくことによって、レンズ材料の透過率を低下させることなく屈折率の温度係数を調節することができる。よって、レンズの結像特性に所望の温度特性を持たせることができるので、半導体レーザ発振器から取り出すレーザ光のビーム形状の温度変動を制御することができ、結像位置等の温度依存性を所望の状態に保つことができる。
【００１１】
本発明の具体的な態様では、前記レンズと前記半導体レーザ発振器とが、レンズホルダに収納されてなり、当該レンズホルダ内壁に設けられた位置決め部材によって、レンズホルダへの位置決めがなされる。この場合、簡易にレンズと半導体レーザ発振器を位置決めしつつ、半導体レーザ発振器から取り出すレーザ光のビーム形状を精密に制御することができる。
【００１２】
本発明の具体的な態様では、微粒子が３０ナノメートル以下の直径を有する。この場合、可視域を含む広範囲に亘る波長のレーザ光に対する散乱を低減しつつレンズの結像特性に所望の温度特性を与えることができる。
【００１３】
本発明の別の具体的な態様では、前記プラスティック樹脂中に分散させる微粒子のサイズ及び密度は、前記光透過素材の屈折率の温度係数が所定値となるように設定されている。この場合、微粒子のサイズ及び密度の調節によって光透過素材の屈折率の温度係数を精密に制御することができる。
【００１４】
本発明の別の具体的な態様では、前記光透過素材中における、前記プラスティック樹脂と前記微粒子との体積比が、９：１から２：３の範囲内にある。
【００１５】
本発明の別の具体的な態様では、前記光透過素材の屈折率の温度係数が、前記レンズの温度変化による屈折率変化及び熱変形に伴う焦点移動と、温度変化に対する半導体レーザ発振器の発振波長の変化に伴う焦点移動と、が互いに反対方向になるように設定されている。この場合、半導体レーザ発振器に起因する焦点移動をレンズの屈折率の温度係数等に起因する焦点移動によって一定レベルでキャンセルすることができ、レンズによる集光を温度依存性の少ないものとすることができる。
【００１６】
本発明の別の具体的な態様では、前記光透過素材の屈折率の温度係数が、前記互いに反対方向の焦点移動からなる複合された焦点移動が所定の許容値以下すなわち４０ｎｍ以下となるように設定されている。この場合、温度変化に伴う結像位置の変動を低減することができ、半導体レーザ光源装置の動作の安定性を高めることができる。
【００１７】
本発明の別の具体的な態様では、前記光透過素材の屈折率の温度係数が、前記互いに反対方向の焦点移動が互いに打ち消しあうように設定されている。この場合、半導体レーザ光源装置の動作を環境温度に依存しない安定したものとすることができる。
【００１８】
本発明の別の具体的な態様では、半導体レーザ光源装置が、光ファイバの入射端の位置を固定する固定手段をさらに備え、前記レンズが、前記半導体レーザ発振器からのレーザ光を前記光ファイバの入射端に結合する。この場合、半導体レーザ発振器から射出されたレーザ光を環境温度の変動に拘わらず安定して光ファイバの入射端に結合することができる。
【００１９】
本発明の別の具体的な態様では、前記レンズが、光学機能面を有するとともに、当該光学機能面が、光路差付与構造を有する。この場合、レンズの光学機能面に色収差補正等の各種機能を付与することができる。
ここで、光路差付与構造とは、光学素子を光軸を中心とした同心円状の輪帯構造に分割し、光束に対して、所定の光路差を与える光学的作用によって、光束の挙動を制御するものである。具体的には、公知の回折構造をはじめ、様々な構造が知られている。たとえば、隣り合う輪帯毎に、所定の位相差を生ぜしめる位相差付与構造がある。また、数個の段からなる階段状の形状を周期的に繰り返したような形状である、マルチレベル構造も光路差付与構造の一例である。
【００２０】
本発明の別の具体的な態様では、前記光路差付与構造が、回折構造、位相差付与構造、及びマルチレベル構造の何れかを含む。
【００２１】
本発明の別の具体的な態様では、プラスティック樹脂中に分散させる前記微粒子が無機材料である。この場合、例えばプラスティック樹脂の屈折率が正の温度係数を有していても、無機材料の屈折率が通常負の温度係数を示すので、結果として、光透過素材すなわちレンズの温度係数をプラスティック樹脂本来の温度係数以下の範囲（負の場合を含む）で多様に変化させることができる。
【００２２】
本発明の別の具体的な態様では、前記無機材料が酸化物である。この際、前記酸化物が飽和酸化状態であれば、レーザ光による酸化劣化を抑えることができる。さらに、前記光透過素材が前記プラスティック樹脂中に酸化防止剤を添加することによって形成されたものである場合にも、レーザ光による酸化劣化を低減する抑えることができる。
【００２３】
本発明の別の具体的な態様では、屈折面を有するとともに、当該屈折面は非球面を含む。この場合、レンズによるレーザ光の集光をより精密にすることができる。
【００２４】
また、本発明では、レーザ光源から出射される光束を、集光光学系を用いて、光情報記録媒体に集光させる光ピックアップ装置において、前記光情報記録媒体が、前記集光光学系によって形成された集光スポットによって、近接場光を生じる層を有するとともに、前記集光光学系に含まれる光学素子の少なくとも一つが、前記レーザ光源から出射される光束の波長以下の大きさの微粒子をプラスティック樹脂中に分散させた材料から構成される光学素子であることを特徴とする。
【００２５】
上記光ピックアップ装置では、上述の集光光学系に含まれる光学素子の少なくとも一つが、レーザ光源から出射される光束の波長以下の大きさの微粒子をプラスティック樹脂中に分散させた材料から構成されるので、予め微粒子の状態を適宜調節しておくことによって、材料の透過率を低下させることなく屈折率の温度係数を調節することができる。よって、光学素子の結像特性に所望の温度特性を持たせることができるので、レーザ光源から出射される光束のビーム形状やサイズの温度変動を制御することができる。つまり、集光光学系によって精密な集光スポットを形成することができ、近接場光を必要なタイミングで高精度に発生或いは検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態に係る半導体レーザ光源装置を組み込んだ半導体レーザモジュールを示す。筒状のレンズホルダ２の後端部側の中空部内に、その開口から半導体レーザ発振器１が挿入されて溶接等によって固定されている。他方、半導体レーザ発振器１の光射出部１１の前方において、レンズホルダ２の前端部側の中空部内には、その開口から集光レンズ３が嵌装され、接着剤により中空部の内周面２３に固定されている。レンズホルダ２の外周面２２には、中空の接続用ホルダ４の接続筒部４１が嵌合している。
【００２７】
この接続用ホルダ４に対しては、光ファイバ６をフェルール７を介して保持するフェルールホルダ５が接合されている。これにより、半導体レーザ発振器１に対して、光ファイバ６の入射端部６０が固定されることになる。具体的には、接続用ホルダ４の先側端面４２にフェルールホルダ５のフランジ５１の端面が接合されている。そして、光ファイバ６の入射端部６０が、入射端部６０を挿入するフェルール７と、フェルール固定用のフェルールホルダ５とにより着脱自在に位置決めして固定される。このフェルールホルダ５の軸心に沿った中空部の一端には、光ファイバ用のフェルール７の先端面７３をアライメントするストッパ５３が形成され、フェルール７をフェルールホルダ５の中空部内に挿入することにより、光ファイバ６の入射端部６０の位置決めがされる。また、このストッパ５３の存在によってフェルール７の先端面７３に対応してアパーチャー６１が配置されることになるので、光ファイバ６の入射端部６０に入射する光量を制御することができる。なお、以上において接続用ホルダ４、フェルールホルダ５等は固定手段を構成する。
【００２８】
半導体レーザ発振器１は、レンズホルダ２の一端に設けた段差にアライメントされて固定されている。半導体レーザ発振器１は、ペルチエ素子等の冷却装置を内蔵しており、環境温度が変化しても半導体レーザ発振器１から射出されるレーザ光の波長はほぼ一定に保たれる。半導体レーザ発振器１としては、例えば波長１. ２〜１. ６μｍ帯のＩｎＰ系材料の長波長レーザ、波長０. ９８μｍ帯の半導体レーザ、波長０. ７８μｍ帯のＧａＡｓＡｌ系材料のレーザ等が利用できる。
【００２９】
光ファイバ６としては、半導体レーザ発振器１の発光面すなわち射出時のレーザビームの径よりも細い、例えば１０〜３００μｍ程度のコア径を有する光ファイバが使用される。この光ファイバ６は、この例ではシングルモード光ファイバであるが、マルチモード光ファイバとすることもできる。
【００３０】
集光レンズ３は、一対の光学面３２，３２を有するプラスティック製の球面レンズまたは非球面レンズであり、レンズホルダ２内に設けた位置決め部材である内周面２３及び段差２４によってアライメントされて固定されている。集光レンズ３は、この例では単レンズであるが、２枚以上の屈折率の異なるレンズを組み合わせたものとすることができる。半導体レーザ発振器１から放射されて集光レンズ３を通過したレーザ光が常温で光ファイバ６の入射端部６０（端面のコア）に正確に結像するように、半導体レーザモジュールを製造する際には、接続用ホルダ４の接続筒部４１をレンズホルダ２に対し前後に進退する微調整を行う。
【００３１】
集光レンズ３は、レーザ光に対して透明であり、かつ、レンズ成型可能な以下に詳述するような温度特性可調型の材料によって成型される。
【００３２】
一般に、透明な樹脂材料に微粉末を混合させると、光の散乱が生じ、透過率が低下するため、光学材料として使用することは困難であったが、微粉末を透過光束の波長より小さなサイズにすることにより、散乱が事実上発生しないようにできることがわかっきた。
【００３３】
さて、プラスティック樹脂は、一般に温度が上昇することにより屈折率が低下するという温度特性を有するが、無機粒子は、一般に温度が上昇すると屈折率が上昇するという温度特性を有する。そこで、これらの性質をあわせて打ち消しあうように作用させることにより、屈折率変化が生じないようにすることが知られている。さらに、プラスティック樹脂の屈折率の温度特性と無機粒子屈折率の温度特性との表れ方を適宜調節することにより、温度の上昇にともなって屈折率が変化する際の温度係数を、その符号及び絶対値を含めて自在に制御することができる。本実施形態において光学素子である集光レンズ３は、母材となるプラスティック樹脂に３０ナノメートル以下、好ましくは２０ナノメートル以下、さらに好ましくは１０〜１５ナノメートルの無機粒子を分散させた材料で形成されている。このため、屈折率の温度依存性が無いか、あるいはきわめて低い集光レンズ３を提供できる。或いは、屈折率の温度依存性をある程度の任意性で制御した集光レンズ３を提供することもできる。
【００３４】
この例では、アクリル樹脂に、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）の微粒子を分散させた材料を成形することによって集光レンズ３を得ている。このような温度特性可調型材料において、母材となるプラスティックは、体積比で８０、酸化ニオブは２０程度の割合であり、これらを均一に混合する。微粒子は凝集しやすいという問題があるが、粒子表面に電荷を与えて分散させる等の技術により、必要な分散状態を生じさせることができる。後述するように、樹脂と粒子との混合・分散は、光学素子の射出成形時にインラインで行うことが好ましい。いいかえると、混合・分散した後は、集光レンズ３に成形される迄、冷却・固化されないことが好ましい。
【００３５】
なお、上述の温度特性可調型材料におけるアクリル樹脂及び酸化ニオブの体積比率は、屈折率の温度に対する変化の割合をコントロールするために、適宜増減できるし、複数種類のナノサイズ無機粒子をブレンドして分散させることも可能である。具体的には、上記の例では、アクリル樹脂及び酸化ニオブの体積比を８０：２０、すなわち４：１としているが、９０：１０（９：１）から４０：６０（２：３）までの間で適宜調整可能である。９：１よりも少ないと温度変化抑制の効果が小さくなり、逆に２：３を越えると樹脂の成形性に問題が生じるために好ましくない。
【００３６】
微粒子は無機物であることが好ましく、さらに酸化物であることが好ましい。そして酸化状態が飽和していて、それ以上酸化しない酸化物であることが好ましい。無機物であることは、高分子有機化合物であるプラスティック樹脂との反応を低く抑えられるために好ましく、また酸化物であることによって、使用に伴う劣化を防ぐことが出来る。特に高温化や、レーザ光を照射されるという過酷な条件において、酸化が促進されやすくなるが、このような無機酸化物の微粒子であれば、酸化による劣化を防ぐことが出来る。また、その他の要因による樹脂の酸化を防止するために、酸化防止剤を添加することも勿論可能である。
【００３７】
ちなみに、母材となるプラスティック樹脂は、特願２００２−３０８９３３号、特願２００２−３０９０４０号、特願２００２−３０８９４６号等に記載されているような樹脂を適宜好ましく採用することができる。
【００３８】
次に、本実施形態に係る集光レンズ３の屈折率の温度変化について説明する。屈折率の温度変化は、ローレンツ・ローレンツの式に基づいて、屈折率ｎを温度ｔで微分することにより、次の式の温度係数Ａで表される。
【数１】
2005077759.tif 000003
プラスティック素材の場合は、一般に第１項に比べて第２項の寄与が小さく、ほぼ無視できる。たとえばＰＭＭＡ樹脂の場合、線膨張係数αは７×１０−５であり、上記式に代入すると、−１．２×１０−４となり、実測値とおおむね一致する。ここで、本実施形態では、微粒子、好ましくは無機微粒子を樹脂中に分散させることにより、実質的に上記式の第２項の寄与を大きくし、第１項の線膨張による変化と打ち消しあうようにすることができる。具体的には、従来は−１．２×１０−４程度であった変化を、絶対値で１０×１０−５未満に抑えることが好ましい。そして好ましくは８×１０−５未満、さらに好ましくは６×１０−５未満にすることが、光学設計、あるいは集光レンズ３として好ましい。
【００３９】
また、より厳密には、環境温度の変化によって集光レンズ３の形状も微小に変形するので、それによって屈折性能（屈折力）が変化するが、それをさらにキャンセルすることができれば、集光レンズ３として非常に好ましい。つまり、環境温度に拘わらず半導体レーザ発振器１から射出されるレーザ光の波長を一定とするが、環境温度の増加に伴って集光レンズ３の材料の屈折率が僅かに減少するならば、集光レンズ３の膨張によって焦点距離が増大した分だけ集光レンズ３の屈折率が減少するので、結果的に焦点距離の変動を防止でき、光ファイバ６に対する結合効率の変動を防止できる。なお、異なった応用として、従来は凸レンズと凸レンズとを組み合わせた光学系にしたかったところ、凸レンズと凹レンズとを組み合わせて温度補正を行っていたような場合に、所望のとおり、凸レンズと凸レンズとの組合せにする、といったことが可能になる。以上のような光学素子すなわち集光レンズ３を得る場合には、上記式（１）の値を、次のようにすることが好ましい。
０  <  Ａ  <  ８×１０−４  …  (2)
【００４０】
次に、本実施形態に係る集光レンズ３を成形する具体的方法について説明する。先に述べたとおり、プラスティック樹脂中に粒子を分散させる技術については、粒子に電荷を持たせるといった方法が知られている。例えば、ペレット状のプラスティック樹脂をチャンバに充填しておき、このチャンバ内に粒子を注入・分散させ、このチャンバ内を加熱して、プラスティック樹脂を溶融させる。こうすると、分散しておいた粒子が溶融したプラスティック樹脂中に分散される。この際、沈殿を防止するために攪拌したり、電界・磁界をかけたり、超音波を付与することも可能である。
【００４１】
また、溶融させたプラスティック樹脂を射出成形する際に、インラインミキサーなどを用いて粒子を添加するといった方法が好ましく実施できる。この場合はライン上で螺旋状に混合されるので、分散状態を好ましく作り出すことが可能である。ここで、微粒子を分散させたプラスティック樹脂を、一端冷却・固化させたのち、再度溶融させて射出成形すると、再加熱・再溶融によって、分散状態が変化したり、粒子周辺の樹脂に微小な焼けが発生する。特に焼けが生じた場合、焼けの部位によって光線透過率が低下してしまい、光学素子として使用できなくなることもある。したがって、一度プラスティック樹脂を溶融させ、かつ粒子を分散させたら、溶融かつ分散した状態を保持したまま、成形品を得ることが好ましい。すなわち、溶融した状態のプラスティック樹脂中に、直径が３０ナノメートル以下の粒子を分散させた後、溶融状態を保ったまま金型内に流入させて、成形品を得ることが好ましい。
【００４２】
〔第２実施形態〕
第２実施形態に係る半導体レーザ光源装置は、第１実施形態の装置を変形したものであり、半導体レーザ光源装置の外観的な構造は、第１実施形態の装置とほぼ同様である。ただし、第２実施形態の装置では、半導体レーザ発振器１が強制的に冷却されておらず、半導体レーザ発振器１から射出されるレーザ光の波長が環境温度の上昇と共に長波長側にシフトする。
【００４３】
図２（ａ）は、半導体レーザ発振器１の発振波長の温度依存性の一例を示す。このように、温度の上昇と共に発振波長は長波長側にシフトする。また、図２（ｂ）は、集光レンズ３に入射するレーザ光の波長が変動した場合における屈折率の見かけの変化ΔｎＬを示す。また、図２（ｃ）は、集光レンズ３の環境温度の上昇にともなう屈折率の変化ΔｎＴを示す。この場合、環境温度の変化に起因する波長変動に伴う集光レンズ３の屈折率の第１の変化成分ΔｎＬと、集光レンズ３の環境温度の上昇に伴う集光レンズ３の屈折率の第２の変化成分ΔｎＴとが反対方向でその絶対値がほぼ一致するので、結果的に集光レンズ３の集光スポットの位置及びサイズは、光ファイバ６の端面において安定した状態に保たれる。なお、半導体レーザ発振器１の環境温度の変化に伴う波長変化に対応する集光レンズ３の見かけの屈折率変動ΔｎＬが、例えば−１．５×１０−３（１／℃）程度になる場合、集光レンズ３の環境温度の変化に伴う屈折率変化ΔｎＬを＋１．５×１０−３（１／℃）程度にすればよい。これにより、半導体レーザ発振器１の温度変化に伴う焦点移動と、集光レンズ３の温度変化に伴う焦点移動とを均衡させて、半導体レーザ発振器１からのレーザ光の集光レンズ３への結合効率を常に安定したものにできる。
【００４４】
〔第３実施形態〕
第３実施形態に係る半導体レーザ光源装置は、第１実施形態や第２実施形態の装置を変形したものである。ただし、第３実施形態の装置では、集光レンズ３の一対の光学面のいずれか一方或いは双方には、回折現象を利用して結像効果を生じさせる回折構造、位相差によって一定の集光効果を生じさせる位相差付与構造、及び光学面を輪帯状に分割した複数の部分面を光軸方向に微少量シフトさせるマルチレベル構造の何れかを含む光路差付与構造を形成することができる。
【００４５】
図３は、集光レンズ１０３の平面図であり、一方の光学面３１の表面に輪帯１３５が形成されている（ただし、図３ においては輪帯１３５は誇張して示している）。このような輪帯１３５が回折効果を有する場合、各輪帯表面が、隣接の輪帯表面とレーザ光の波長に対応した数ミクロン程度の微少な段差（ステップ）を有する。相隣接する輪帯１３５の表面は、表面全体としては、所要の屈曲面になるようにレンズ表面を形成している。これにより、集光レンズ１０３は、その球面レンズまたは非球面レンズとしてそれ自体の屈折の作用により光ファイバ６（図１参照）の入射端部６０に結像させる。さらに、輪帯１３５の同心円状構造によっても、多数の輪帯によるレーザ光の回折により光ファイバ６の入射端部６０に結像させることができ、例えば２波長以上で焦点距離を正確に一致させたり、色収差補正が可能になる。
【００４６】
なお、輪帯１３５は、上記のような同心円状に代えて、同心の楕円状にして、例えば、集光レンズ１０３上面の輪帯形成域を半導体レーザ光源のビーム断面の光分布に対応させてもよい。
【００４７】
〔第４実施形態〕
以下、本発明の第４実施形態に係る光ピックアップすなわちＳｕｐｅｒ−ＲＥＮＳ方式光ピックアップへの適用について説明する。
この方式においては、ピックアップ装置自体は公知のもの（たとえば、特開２００１−３０５３２５号公報、特開平８−１７９１９８号公報等参照）を流用できるが、センサーー、駆動検出回路等を含む光検出装置の部分は、近接場光を検出できる構成としておく。
この際、ビーム整形素子、コリメーター、ビームエキスパンダー、カップリングレンズ、センサーレンズ、対物レンズなど、集光光学系をはじめとした光学系に用いられる光学素子の少なくとも一つに、本発明に係るプラスティック樹脂、すなわち第１実施形態や第２実施形態で集光レンズ３，１０３の成形に利用したものを用いることにより、温度によって光学性能が変化しない光ピックアップ装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】第１実施形態に係る半導体レーザ光源装置を組み込んだ半導体レーザモジュールを示す。
【図２】第２実施形態を説明するための図であり、（ａ）は、半導体レーザ発振器の発振波長の温度依存性の一例を示し、（ｂ）は、レーザ光の波長が変動した場合の屈折率の変化を示し、（ｃ）は、環境温度の上昇にともなう屈折率の変化を示す。
【図３】第２実施形態における集光レンズの平面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１…半導体レーザ発振器、  ３…集光レンズ、  ６…光ファイバ、  ７…フェルール、  １１…光射出部、  ３１，３２…光学面
【図１】
2005077759.tif 000004
【図２】
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【図３】
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