(57)【要約】【課題】簡易な構成で所望の周波数及びパルスエネルギーのパルス光が容易に得られる記録装置、及びその駆動方法を提供することを目的とする。【解決手段】自励発振半導体レーザ１を目標周波数で駆動するためのゲイン電流Ｉｇａｉｎ、負のバイアス電圧Ｖｓａ、及びパルスエネルギーとからなる駆動条件を保持する駆動条件テーブルから、記録に必要なパルスエネルギーを選択する。選択したパルスエネルギーに対応するゲイン電流Ｉｇａｉｎ及びバイアス電圧Ｖｓａを自励発振半導体レーザ１に供給すると共に、バイアス電圧Ｖｓａに、所定の周波数のクロック同期信号を注入する。これにより、所定の周波数及びパルスエネルギーのパルス光が自励発振半導体レーザ１から発振される。【選択図】図１
2013149304.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
逆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とを有する自励発振半導体レーザであって、光記録媒体にパルス光を照射して記録マークを形成する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所定の周波数のパルス光を発振させるためのゲイン電流、逆バイアス電圧及び前記パルス光のパルスエネルギーを含む駆動条件を保持する駆動条件テーブルを備えるメモリ部と、
マスタークロック信号を生成する基準クロック生成部と、
前記マスタークロック信号のタイミングに合わせて記録信号を生成する記録信号生成部と、
前記駆動条件テーブルから、記録に必要なパルスエネルギーに対応するゲイン電流及び逆バイアス電圧の情報を取得し、当該ゲイン電流に前記記録信号を載せて前記自励発振半導体レーザのゲイン部に供給すると共に、当該逆バイアス電圧を一定の直流電圧として出力する制御部と、
前記マスタークロック信号に同期した所定の周波数のクロック同期信号を前記直流電圧に注入して所定の周波数で変動する逆バイアス電圧信号を生成し、前記所定の周波数で変動する逆バイアス電圧信号を前記過飽和吸収体部に供給するクロック同期信号注入部と
を備える記録装置。
【請求項２】
前記駆動条件テーブルは、経時変化に応じて更新される
請求項１に記載の記録装置。
【請求項３】
前記自励発振半導体レーザから発振されるパルス光のパルスエネルギーを検出するパワーモニタと、前記自励発振半導体レーザから発振されるパルス光の発振周波数を検出する周波数検出部とを更に備え、
前記駆動条件テーブルは、前記パワーモニタで検出されたパルスエネルギーと、前記周波数検出部で検出されたパルス光の発振周波数とに基づいて更新される
請求項２に記載の記録装置。
【請求項４】
前記駆動条件テーブルの更新時には、前記自励発振半導体レーザから発振されるパルス光の光路上に遮光部が設けられる
請求項３に記載の記録装置。
【請求項５】
前記制御部は、メモリ部に保持された駆動条件テーブルから、記録に必要な複数のパルスエネルギーに対応するゲイン電流及びバイアス電圧の組み合わせを複数取得し、前記取得した組み合わせの駆動条件で、前記自励発振半導体レーザを順次駆動し、発振期間内におけるパルス光のパルスエネルギーを調整することにより、光記録媒体に記録される記録マークの形状を調整する
請求項４に記載の記録装置。
【請求項６】
逆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とを有する自励発振半導体レーザであって、光記録媒体にパルス光を照射して記録マークを形成する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所定の周波数のパルス光を発振させるためのゲイン電流、逆バイアス電圧、及び、前記パルス光のパルスエネルギーを含む駆動条件を保持する駆動条件テーブルとを備えるメモリ部と、
マスタークロック信号を生成する基準クロック生成部と、
前記マスタークロック信号のタイミングに合わせて記録信号を生成する記録信号生成部とを備える記録装置において、
前記駆動条件テーブルから、記録に必要なパルスエネルギーに対応するゲイン電流及び逆バイアス電圧の情報を取得し、
当該ゲイン電流に前記記録信号を載せて前記自励発振半導体レーザのゲイン部に供給すると共に、当該逆バイアス電圧を一定の直流電圧として出力し、
前記直流電圧に前記マスタークロック信号に同期した所定の周波数のクロック同期信号を注入して所定の周期で変動する逆バイアス電圧信号を生成し、前記所定の周期で変動する逆バイアス電圧信号を前記過飽和吸収体部に供給する
記録装置の駆動方法。
【請求項７】
前記自励発振半導体レーザから発振されるパルス光のパルスエネルギーを検出するパワーモニタと、前記自励発振半導体レーザから発振されるパルス光の周波数を検出する周波数検出部とを更に備えた記録装置において、
前記パワーモニタでパルスエネルギーを検出し、
前記周波数検出部で前記自励発振半導体レーザから発振されたパルス光の発振周波数を検出し、
前記検出したパルスエネルギーと発振周波数とに基づいて前記駆動条件テーブルを更新する
請求項６に記載の記録装置の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本技術は、レーザ光を出射して光記録媒体に記録を行う記録装置、及び、その記録装置の駆動方法に関する。
【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、情報を伝播する技術としては、無線通信技術のような例えば２．４ＧＨｚ帯、５ＧＨｚ帯の電磁波だけでなく、例えば波長が１．５μｍ帯の光から、周波数が数百ＴＨｚ領域の光が用いられるようになり、光通信技術が急速に普及している。
【０００３】
また、光による情報の伝播技術（光情報技術）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ており、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】
このような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、シングルモードレーザを用いて光ディスクに記録された情報の再生を行う場合には、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加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、高周波数で点滅しながら直接マルチモード発振するため、高周波重畳回路が無くても、出力変動を抑えることができる。
【０００７】
例えば、自励発振のＧａＮ青紫色半導体レーザによって、１ＧＨｚの周波数においてパルス幅１５ｐｓ、１０Ｗ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、過飽和吸収体部と、過飽和吸収体部を挟むように設けられる二つのゲイン部とで構成されるTriple-Sectional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、二つの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。このような高出力の自励発振半導体レーザは情報の再生のみならず、情報の記録への応用も期待できる。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Hideki Watanabe, Takao Miyajima, Masaru Kuramoto, Masao Ikeda, and Hiroyuki Yokoyama、Applied Physics Express 3,(2010)052701
【非特許文献２】Hideki Watanabe,  Masaru Kuramoto,  Shunsuke Kono, Masao Ikeda, and Hiroyuki Yokoyama、 Applied Physics Express 3,(2010)122103
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところで、記録装置においては、光記録媒体から読み取ったウォブル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に対応するレーザ光を光源から出射させる必要がある。したがって、光源に上述した自励発振半導体レーザを用いる場合には、特定の周波数のものを用意しなければならない。
【００１１】
しかし、自励発振型のレーザのパルス光周波数は、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。
【００１２】
上述の点を鑑みて、本技術は、簡易な構成で所望のパルス光周波数が容易に得られる記録装置、及び、その記録装置の駆動方法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】
【００１３】
上記課題を解決するため、本技術の記録装置は、自励発振半導体レーザと、メモリ部と、基準クロック生成部と、記録信号生成部と、制御部と、クロック同期信号注入部とを備える。自励発振半導体レーザは、逆バイアス電圧（Ｖ＝０を含む）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とを含む。そして、自励発振半導体レーザは、光記録媒体にパルス光を照射して記録マークを形成する。メモリ部は、自励発振半導体レーザから所定の周波数のパルス光を発振させるためのゲイン電流、逆バイアス電圧、及び、パルス光のパルスエネルギーからなる駆動条件を保持する駆動条件テーブルを備える。基準クロック生成部は、マスタークロック信号を生成する。記録信号生成部は、マスタークロック信号のタイミングに合わせて記録信号を生成する。制御部は、駆動条件テーブルから、記録に必要なパルスエネルギーに対応するゲイン電流及び逆バイアス電圧の情報を取得する。そして、制御部は、当該ゲイン電流に記録信号を載せて自励発振半導体レーザのゲイン部に供給する。また、制御部は、当該逆バイアス電圧を一定の直流電圧として出力する。クロック同期信号注入部は、一定の直流電圧にマスタークロック信号に同期した所定の周波数のクロック同期信号を注入して所定の周期で変動する逆バイアス電圧信号を生成し、その逆バイアス電圧信号を過飽和吸収体部に供給する。
【００１４】
本技術の記録装置の駆動方法は、上述の記録装置において、駆動条件テーブルから、記録に必要なパルスエネルギーに対応するゲイン電流及び逆バイアス電圧の情報を取得する。また、そのゲイン電流に記録信号を載せて自励発振半導体レーザのゲイン部に供給する。また、その逆バイアス電圧を一定の直流電圧とし、直流電圧にマスタークロック信号に同期した所定の周波数のクロック同期信号を注入して所定の周期で変動する逆バイアス電圧信号を生成し、その逆バイアス電圧信号を過飽和吸収体部に供給する。
【００１５】
本技術の記録装置及び記録装置の駆動方法では、所定の周期で変動する逆バイアス電圧信号が過飽和吸収体部に供給されるため、所定の周期で変動する逆バイアス電圧信号に同期したパルス光が発振される。また、駆動条件テーブルで選択した値で自励発振半導体レーザが駆動されるので、所望の周波数及びパルスエネルギーのパルス光が発振される。
【発明の効果】
【００１６】
本技術によれば、ピコ秒のパルス幅のパルス光を、任意の発振周波数及びパルスエネルギーで発振できる記録装置を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】自励発振半導体レーザを示す概略構成図である。
【図２】自励発振半導体レーザに注入したゲイン電流と、この自励発振半導体レーザから出射したパルス光の発振周波数との関係を示す図である。
【図３】自励発振半導体レーザに注入した逆バイアス電圧と、この自励発振半導体レーザから出射したパルス光の発振周波数との関係を示す図である。
【図４】自励発振半導体レーザに注入したゲイン電流と、この自励発振半導体レーザから出射したパルス光のパルスエネルギーとの関係を示す図である。
【図５】図５Ａは、二値信号を示す図であり、図５Ｂは、自励発振半導体レーザに注入したゲイン電流と、電荷密度と、発光閾値との関係を示す図であり、図５Ｃは、自励発振半導体レーザから出射するパルス光の波形を示す図である。
【図６】自励発振半導体レーザに注入したゲイン電流の波形と、自励発振半導体レーザから出射したパルス光の波形とを示す図である。
【図７】図７Ａは、二値信号を示す図であり、図７Ｂは、自励発振半導体レーザに注入したゲイン電流と、電荷密度と、発光閾値との関係を示す図であり、図７Ｃは、自励発振半導体レーザから出射するパルス光の波形を示す図である。
【図８】自励発振半導体レーザに注入した逆バイアス電圧の波形と、自励発振半導体レーザから出射したパルス光の波形とを示す図である。
【図９】ゲイン電流Ｉｇａｉｎを制御してパルス光の変調や発振周波数を制御する自励発振半導体レーザにおいて、記録データに対応するパルス光を発振させた場合の同期特性を示す図である。
【図１０】図１０Ａは、二値信号を示す図であり、図１０Ｂは、自励発振半導体レーザに注入したゲイン電流と、電荷密度と、発光閾値との関係を示す図であり、図１０Ｃは、自励発振半導体レーザから出射するパルス光の波形を示す図である。
【図１１】ゲイン電流Ｉｇａｉｎを制御してパルス光の変調を行い、クロック信号が注入された逆バイアス電圧Ｖｓａでパルス光の発振を制御する自励発振半導体レーザにおいて、記録データに対応するパルス光を発振させた場合の同期特性を示す図である。
【図１２】図１２Ａ〜Ｄは、ゲイン電流Ｉｇａｉｎを制御してパルス光の変調を行い、クロック信号が注入された逆バイアス電圧Ｖｓａでパルス光の発振を制御する自励発振半導体レーザにおいて、記録データに対応するパルス光を発振させた場合の同期特性を示す図である。
【図１３】図１３Ａ〜Ｆは、クロック同期信号が注入されたパルス状の逆バイアス電圧Ｖｓａでパルス光の発振を制御し、ゲイン電流Ｉｇａｉｎで変調を行う自励発振半導体レーザにおいて、記録データに対応するパルス光を発振させた場合の同期特性を示す図である。
【図１４】ゲイン電流Ｉｇａｉｎ及び逆バイアス電圧Ｖｓａの組み合わせと発振周波数との関係を示す図である。
【図１５】ゲイン電流Ｉｇａｉｎ及び逆バイアス電圧Ｖｓａの組み合わせとパルスエネルギーとの関係を示す図である。
【図１６】本開示の一実施形態に係る記録装置の記録時における概略構成図である。
【図１７】本開示の一実施形態に係る記録装置の駆動条件テーブル更新時における概略構成図である。
【図１８】仮テーブルの値から、ゲイン電流Ｉｇａｉｎ、逆バイアス電圧Ｖｓａ、及びパルスエネルギーの関係をプロットした図である。
【図１９】記録装置の駆動方法を示すフローである。
【図２０】記録装置の駆動条件テーブルを更新するときのフローである。
【図２１】図２１Ａ〜Ｃは、記録補償を行わない場合に制御部から供給するゲイン電流Ｉｇａｉｎ及び逆バイアス電圧Ｖｓａと、自励発振半導体レーザから発振されるパルス光と、そのときの記録マークの一例である。
【図２２】図２２Ａ〜Ｃは、記録補償を行った場合に制御部から供給するゲイン電流Ｉｇａｉｎ及び逆バイアス電圧Ｖｓａと、自励発振半導体レーザから発振されるパルス光と、そのときの記録マークの一例である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下に、本技術の実施形態に係る記録装置、及びその記録装置に用いる自励発振半導体レーザの一例を、図を参照しながら説明する。本技術の実施形態は以下の順で説明する。なお、本技術は以下の例に限定されるものではない。
１．自励発振半導体レーザの構成
１−１  ゲイン電流Ｉｇａｉｎを制御してデータ変調する例
１−２  逆バイアス電圧Ｖｓａを制御してデータ変調する例
１−３  逆バイアス電圧にクロック信号を注入する例
１−４  クロック同期信号に対する同期特性の依存性
１−５  ゲイン電流Ｉｇａｉｎに対する同期特性の依存性
２．本技術の一実施形態：記録装置及び記録装置の駆動方法
２−１  記録装置の構成
２−２  記録時における記録装置の駆動方法
２−３  駆動条件テーブルの更新時における駆動方法（更新方法）
２−４  記録補償方法
【００１９】
〈１．自励発振半導体レーザの構成〉
まず、本技術の記録装置に用いる自励発振半導体レーザ１の構成について説明する。
図１は、本技術における自励発振半導体レーザ１を示す概略構成図である。この自励発振半導体レーザ１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であり、ピコ秒のパルス幅の発振光（以下、パルス光）を出力するレーザである。
【００２０】
自励発振半導体レーザ１は、過飽和吸収体部２と、第１のゲイン部３と、第２のゲイン部４とによって構成されるTriple-Sectional型の自励発振半導体レーザである。図１に示すように、過飽和吸収体部２は、第１のゲイン部３と、第２のゲイン部４に挟まれるように位置する。過飽和吸収体部２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体の吸収率が低下し、強度の大きい光しか吸収体を透過できないため、よりパルス幅の狭いパルス光が得られる。また、第１のゲイン部３及び第２のゲイン部４にはゲイン電流Ｉｇａｉｎが注入され、過飽和吸収体部２にはバイアス電圧Ｖｓａが印加される。
【００２１】
自励発振半導体レーザ１は、ｎ型ＧａＮ基板６と、その上部に形成された二重量子井戸分離閉じ込めヘテロ構造を構成する半導体層と、第１の主電極１７と、第２の主電極１８と、副電極１９と、下部電極５とを有する。
【００２２】
二重量子井戸分離閉じ込めヘテロ構造は、ＧａＩｎＮ／ＧａＮ／ＡｌＧａＮ材料からなり、ヘテロ構造を構成する各層が、ｎ型ＧａＮ基板６の（０００１）面上に順次形成されている。すなわち、ｎ型ＧａＮ基板６上に、下層から順に、ｎ型ＧａＮ層７、ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層８、ｎ型ＧａＮガイド層９、二重量子井戸活性層１０が形成される。さらに、二重量子井戸活性層１０上に、下層から順に、ＧａＩｎＮガイド層１１、ｐ型ＡｌＧａＮ層１２、ｐ型ＡｌＧａＮ障壁層１３、ｐ型ＡｌＧａＮ／ＧａＮ超格子クラッド層１４が形成される。
【００２３】
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。
【００２４】
ｐ型ＡｌＧａＮ／ＧａＮ超格子クラッド層１４の中央部には、図１に示すようにリッジ構造が形成され、リッジ上面には、ｐ型ＧａＮコンタクト層１６が形成される。また、リッジ側面や、ｐ型ＡｌＧａＮ／ＧａＮ超格子クラッド層１４のリッジが形成されていない部分の上には、ＳｉＯ２／Ｓｉ絶縁層１５が形成される。
【００２５】
ｐ型ＧａＮコンタクト層１６及びＳｉＯ２／Ｓｉ絶縁層１５上には、ｐ型電極である第１の主電極１７、第２の主電極１８並びに副電極１９がｐ型ＧａＮコンタクト層１６とオーミックコンタクトがとれるように形成される。すなわち、第１のゲイン部３上には第１の主電極１７が形成され、過飽和吸収体部２上には副電極１９が形成される。また、第２のゲイン部４上には、第２の主電極１８が形成される。これらの電極は、溝状の分離部２０によって分離されており、互いに電気的に分離される。また、ｎ型ＧａＮ基板６のｎ型ＧａＮ層とは反対側の面には、ｎ型の下部電極５がオーミックコンタクトにより形成される。
【００２６】
図１に示すように、この自励発振半導体レーザ１では、副電極１９によって、過飽和吸収体部２に負又は０のバイアス電圧（以下、負のバイアス電圧及び０バイアス電圧を合わせて、逆バイアス電圧という）を加える。そしてこの時、第１のゲイン部３及び第２のゲイン部４に対して第１の主電極１７及び第２の主電極１８から電流（ゲイン電流）を注入することにより、レーザ光が出射される。
【００２７】
本開示技術の提案者らは、この自励発振半導体レーザ１に対し、上述のゲイン電流又は逆バイアス電圧の変化よって発振されるパルス光の変調及び発振周波数を制御できることを見出した。以下に、本技術の自励発振半導体レーザ１の特性を調べた実験結果を示す。
【００２８】
図２は、本技術による自励発振半導体レーザ１において、発振時の逆バイアス電圧（直流電圧）を一定にし、ゲイン電流を変化させたときにおけるパルス光の発振周波数の測定結果である。図２の横軸はゲイン電流（Ｉｇａｉｎ）であり、縦軸は、発振周波数である。ここでは、逆バイアス電圧（Ｖｓａ）は、０Ｖから−６．５Ｖまで、０．５Ｖ刻みで変化させ、それぞれの電圧値における発振周波数の変化を調べた。
【００２９】
図２に示すように、逆バイアス電圧（Ｖｓａ）が一定であるとき、ゲイン電流（Ｉｇａｉｎ）を大きくすると、自励発振半導体レーザ１から出射するパルス光の発振周波数は大きくなることがわかる。したがって、自励発振半導体レーザ１の発振時において、ゲイン電流（直流電流）の値を変化させることで、発振周波数を制御することが可能である。
【００３０】
図３は、ゲイン電流（Ｉｇａｉｎ）を一定にし、自励発振半導体レーザ１の発振時における逆バイアス電圧（発振時において直流電圧）の変化に対する発振周波数の変化を調べたものである。図３の横軸は逆バイアス電圧（Ｖｓａ）であり、縦軸は、発振周波数である。ここでは、ゲイン電流は、８０ｍＡから２００ｍＡまで、２０ｍＡ刻みでそれぞれの電流値における発振周波数の変化を調べた。
【００３１】
図３に示すように、ゲイン電流（Ｉｇａｉｎ）が一定であるとき、逆バイアス電圧（Ｖｓａ）を負の方向に大きくすると、自励発振半導体レーザ１から出射するパルス光の発振周波数は小さくなることがわかる。すなわち、自励発振半導体レーザ１の発振時（発振期間）において、逆バイアス電圧（直流電圧）の値を変化させることで、発振周波数を制御することが可能である。
【００３２】
図４は、自励発振半導体レーザ１に注入するゲイン電流（Ｉｇａｉｎ）と、自励発振半導体レーザ１から発振されるパルス光のパルスエネルギーとの関係を示す図である。図４の横軸はゲイン電流（Ｉｇａｉｎ）であり、縦軸は、パルスエネルギーである。
図４からわかるように、ゲイン電流を大きくする程、パルス光のパルスエネルギーが大きくなることがわかる。したがって、ゲイン電流によって自励発振半導体レーザ１から発振されるパルス光のパルスエネルギーを制御することが可能である。
【００３３】
上述した自励発振半導体レーザ１の特性を踏まえ、逆バイアス電圧Ｖｓａ又はゲイン電流Ｉｇａｉｎの制御によって、自励発振半導体レーザ１から出射するパルス光の変調と発振周波数の制御が可能となる原理について、以下に説明する。
【００３４】
［１−１  ゲイン電流Ｉｇａｉｎを制御してデータ変調する例］
逆バイアス電圧を一定とし、ゲイン電流Ｉｇａｉｎの値のみを変化させることによって、自励発振半導体レーザ１から出射するパルス光の変調が可能となる原理について、図５Ａ〜図５Ｃをもとに以下に説明する。図５Ａは、記録データを二値信号で示した図である。また、図５Ｂは、自励発振半導体レーザ１に印加した逆バイアス電圧と、自励発振半導体レーザに注入したゲイン電流との関係を示す図であり、図５Ｃは、自励発振半導体レーザ１から出射されるパルス光の波形を示す図である。
【００３５】
図５Ａに示すように、例えば自励発振半導体レーザ１のパルス光に対して、０、１、１、０、０の順に二値信号を載せる場合を考える。図５Ｂにおいて、特性Ｌ１は、自励発振半導体レーザ１に注入した電流値（ゲイン電流Ｉｇａｉｎ）であり、特性Ｌ２は、そのときに自励発振半導体レーザ１内に蓄積された電荷の密度である。また、特性Ｌ３は、自励発振半導体レーザ１に印加した電圧値（逆バイアス電圧Ｖｓａ）であり、特性Ｌ４は逆バイアス電圧Ｖｓａで決まる発光閾値である。また、図５Ｃにおける特性Ｌ５は、自励発振半導体レーザ１から出射されるパルス光のパルス波形である。なお、図５Ｃに示すように、自励発振半導体レーザ１から出射するパルス光２個分が、二値信号の‘１’に対応するものとする。
【００３６】
まず、二値信号の‘０’を自励発振半導体レーザ１によって表現するときには、図５Ｂに示す期間Ｔ１（非発振期間）において特性Ｌ１に示すゲイン電流Ｉｇａｉｎの値は低く設定される。このため、電荷密度は、特性Ｌ４に示す発光閾値を超えない。したがって、期間Ｔ１においては、自励発振半導体レーザ１は発振しない。
【００３７】
一方、二値信号の‘１’を自励発振半導体レーザ１によって表現するときには、図５Ｂに示す期間Ｔ２（発振期間）において、特性Ｌ１に示すゲイン電流Ｉｇａｉｎを大きくする。これにより、矢印Ａ１に示すように電荷密度は上昇し、発光閾値に到達する。その結果、図５Ｃに示すパルス光Ｐｕ１が放出される。
【００３８】
パルス光Ｐｕ１の放出により電荷が消費されることで、図５Ｂの矢印Ａ２に示すように、電荷密度は低下する。一方、特性Ｌ１に示すゲイン電流Ｉｇａｉｎは、期間Ｔ２（発振期間）において、所定の値まで上昇するとその後は一定に維持される（発振期間において一定値の直流電流）。このため、再び自励発振半導体レーザ１には電荷が蓄えられ、矢印Ａ３に示すように電荷密度が上昇する。また、このとき特性Ｌ３に示す逆バイアス電圧は、期間Ｔ２内において値が期間Ｔ１のそれと等しい直流電圧であるので、特性Ｌ４に示す発光閾値は変化しない。したがって、電荷密度は再び発光閾値に到達する。これにより、図５Ｃに示すパルス光Ｐｕ２が放出され、二値信号の‘１’が表現される。
【００３９】
また、二値信号の‘１’から‘０’へ切り替わるときには、図５Ｂの期間Ｔ３（非発振期間）において示すように、特性Ｌ１のゲイン電流Ｉｇａｉｎを例えば０ｍＡまで低下させる。これにより、期間Ｔ３においては、特性Ｌ２に示す電荷密度が発光閾値に到達しなくなる。このため、自励発振半導体レーザ１は発振せずに停止状態となり、二値信号の‘０’が表現される。非発振期間におけるゲイン電流Ｉｇａｉｎの値を０ｍＡに設定すると、自励発振半導体レーザ１の消費電力を低減できるので好ましい。
【００４０】
また、自励発振半導体レーザ１から出射するパルス光の周波数やパルスエネルギーは、矢印Ａ４、Ａ５に示すように、発振期間Ｔ２における逆バイアス電圧Ｖｓａまたはゲイン電流Ｉｇａｉｎを変化させることにより制御することができる。ただし、図５Ａ〜図５Ｃに示す例では、逆バイアス電圧Ｖｓａは、発振期間及び非発振期間の両方において等しい一定の値とする。
【００４１】
なお、期間Ｔ２において、ゲイン電流Ｉｇａｉｎを上昇させ始めてから、自励発振半導体レーザ１がパルス光Ｐｕ１を放出するまでの期間Ｔ４は、期間Ｔ２におけるその他のパルス光の発振周期よりも長くなる。したがって、非発振期間から発振期間に切り替わる際には、ゲイン電流Ｉｇａｉｎの立ち上げ時点ｔ１を、非発振期間Ｔ１内にずらして前倒しした方がよい。
【００４２】
また、非発振期間Ｔ３における期間Ｔ５に示すように、発振期間から非発振期間への切り替え時点と、実際にゲイン電流Ｉｇａｉｎが十分に低下する時点との間には時間差が生じることがある。この場合、すくなくとも発振期間の終了直後から、自励発振半導体レーザ１の発振周期よりも短い期間のうちにゲイン電流Ｉｇａｉｎを例えば０ｍＡにまで低下させることが好ましい。これにより、例えば期間Ｔ５における特性Ｌ２に示すように、電荷密度が発光閾値に到達しないので非発振期間において、不要なパルス光の発振が生じるのを抑制できる。
【００４３】
このように、ゲイン電流Ｉｇａｉｎを、非発振期間（期間Ｔ１、及びＴ３）では電荷密度が発光閾値に到達しないような電流値とし、発振期間（期間Ｔ２）では、電荷密度が発光閾値に到達するような電流値に設定することで、パルス光の変調を行うことができる。
【００４４】
ところで、自励発振半導体レーザ１に蓄積された電荷はパルス光の放出によって消費される以外に、自励発振半導体レーザ１から自然に流出する（消費される）ことでも失われる。このため、自励発振半導体レーザ１に蓄積させることのできる電荷量（電荷密度）には限界がある。したがって、逆バイアス電圧Ｖｓａの値を負の方向に大きくし過ぎると、蓄積可能な電荷密度に対して発光閾値が大きくなり過ぎ、発光閾値にまで、電荷密度を高めることができなくなるため自励発振半導体レーザ１は発振しなくなる。
【００４５】
このように、逆バイアス電圧Ｖｓａには、負の値の領域において自励発振半導体レーザ１が発振しなくなる閾値が存在する。したがって、矢印Ａ４の変動で発振周波数やパルスエネルギーを制御する場合には、自励発振半導体レーザ１が発振可能な範囲内で逆バイアス電圧Ｖｓａを変動させる。
【００４６】
また、ゲイン電流Ｉｇａｉｎが低すぎると電荷密度が発光閾値に到達せず、自励発振半導体レーザ１は発振しなくなる。このため、矢印Ａ５の変動で発振周波数やパルスエネルギーを制御する場合においても、自励発振半導体レーザ１が発振可能な範囲内でゲイン電流Ｉｇａｉｎを変動させる。
【００４７】
自励発振半導体レーザ１の変調動作の確認実験を行った結果を図６に示す。図６の下段には、自励発振半導体レーザ１に注入したゲイン電流Ｉｇａｉｎの波形を示し、上段には、自励発振半導体レーザ１から出射したパルス光の波形を示す。なお、ゲイン電流Ｉｇａｉｎは、発振期間（１０ｎｓｅｃ）において２５０ｍＡとし、非発振期間（５０ｎｓｅｃ）において０ｍＡとした。また、逆バイアス電圧Ｖｓａは、発振期間及び非発振期間の両方において一定の−６Ｖとした。
【００４８】
図６からわかるように、ゲイン電流が０ｍＡである期間において自励発振半導体レーザ１は発振しなかった。一方で、ゲイン電流が２５０ｍＡとすることで、自励発振半導体レーザ１は複数のパルス光を所定周期で発振し、１０Ｗの発振出力が得られた。
【００４９】
このことから、ゲイン電流を２５０ｍＡと０ｍＡとで切り替えることにより、自励発振半導体レーザ１のオン状態（発振期間）とオフ状態（非発振期間）との切り替えが可能であることがわかる。すなわち、ゲイン電流Ｉｇａｉｎを制御することで、自励発振半導体レーザ１が出射するパルス光の変調を行うことができる。
【００５０】
［１−２  逆バイアス電圧Ｖｓａを制御してデータ変調する例］
次に、ゲイン電流Ｉｇａｉｎを一定とし、逆バイアス電圧Ｖｓａの値のみを変化させて、自励発振半導体レーザ１から出射するパルス光の変調が可能となる原理について、図７Ａ〜図７Ｃをもとに以下に説明する。図７Ａは、記録データを二値信号で示した図である。また、図７Ｂは、自励発振半導体レーザ１に印加した逆バイアス電圧Ｖｓａと、自励発振半導体レーザ１に注入したゲイン電流Ｉｇａｉｎとの関係を示す図であり、図７Ｃは、このときに自励発振半導体レーザ１から出射される光の波形を示す図である。
【００５１】
図７Ａに示すように、例えば自励発振半導体レーザ１のパルス光に対して、０、１、１、０、０の順に二値信号を載せる場合を考える。図７Ａにおいて、特性Ｌ８は、自励発振半導体レーザ１に注入した電流値（ゲイン電流Ｉｇａｉｎ）であり、特性Ｌ９は、そのときに自励発振半導体レーザ１内に蓄積された電荷の密度である。また、特性Ｌ６は、自励発振半導体レーザに印加した電圧値（逆バイアス電圧Ｖｓａ）であり、特性Ｌ７は逆バイアス電圧Ｖｓａで決まる発光閾値である。また、図７Ｃにおける特性Ｌ１０は、自励発振半導体レーザ１から出射されるパルス光のパルス波形である。なお、図７Ｃに示すように、自励発振半導体レーザ１から出射するパルス光２個分が、二値信号の‘１’に対応するものとする。
【００５２】
まず、二値信号の‘０’を自励発振半導体レーザ１によって表現するときには、図７Ｂに示す期間Ｔ１において、特性Ｌ９に示す電荷密度は、特性Ｌ７に示す発光閾値を超えない。したがって、期間Ｔ１においては、自励発振半導体レーザ１は発振しない（非発振期間）。一方、二値信号の‘１’を自励発振半導体レーザ１によって表現するときには、図７Ｂに示す期間Ｔ２において、特性Ｌ６に示す逆バイアス電圧Ｖｓａを、負の値の範囲内で、正の方向に大きくする。これにより、特性Ｌ７に示す発光閾値が低下して、特性Ｌ９に示す電荷密度が発光閾値に到達する。その結果、図７Ｃに示すパルス光Ｐｕ３が放出される。
【００５３】
パルス光Ｐｕ３の放出により電荷が消費されることで、図７Ｂの矢印Ａ６に示すように、電荷密度は低下する。一方、特性Ｌ８に示すゲイン電流Ｉｇａｉｎは、期間Ｔ１（非発振期間）及び期間Ｔ２（発振期間）の両方において値が一定である直流電流なので、再び自励発振半導体レーザ１には電荷が蓄えられ、矢印Ａ７に示すように電荷密度が上昇する。また、このとき特性Ｌ６に示す逆バイアス電圧Ｖｓａは、期間Ｔ２内においては値が一定の直流電圧であるので、特性Ｌ７に示す発光閾値は低下したままである。したがって、電荷密度は再び発光閾値に到達する。これにより、図７Ｃに示すパルス光Ｐｕ４が放出され、二値信号の‘１’が表現される。
【００５４】
また、二値信号の‘１’から‘０’へ切り替わるときには、図７Ｂの期間Ｔ３（非発振期間）に示すように、特性Ｌ６の逆バイアス電圧Ｖｓａを負の方向に大きくする。これにより、期間Ｔ３において、特性Ｌ７に示す発光閾値が上昇し、特性Ｌ９に示す電荷密度が発光閾値に到達しなくなる。このため、自励発振半導体レーザ１は発振せずに停止状態となり、二値信号の‘０’が表現される。
【００５５】
図８に、発振期間において自励発振半導体レーザ１から出射したパルス光の波形（上段）と、このときの逆バイアス電圧Ｖｓａの波形（下段）を示す。図８に示されるようにデータ‘１’に相当する発振区間を与えるために３０ｎｓｅｃの間は逆バイアス電圧を−７．７Ｖから−５．６Ｖに設定している。その結果、自励発振半導体レーザ１は、逆バイアス電圧Ｖｓａとして自励発振半導体レーザ１に印加された変調信号に対して、良好に同期したパルス光を出射しているのが確認された。
【００５６】
以上のように、自励発振半導体レーザ１では、ゲイン電流Ｉｇａｉｎ又は逆バイアス電圧Ｖｓａの値を制御することにより、パルス光の変調や発振周波数の制御、及びパルスエネルギーの値を調整することができる。
【００５７】
ここで、図９に、ゲイン電流Ｉｇａｉｎを制御してパルス光の変調や発振周波数を制御する自励発振半導体レーザ１（図５Ａ〜図５Ｃ）において、記録データに対応するパルス光を発振させた場合の同期特性を示す。図９では、テストパターンとしてランダムパターンの記録データを記録したときの波形を示している。ここでは、逆バイアス電圧Ｖｓａを−６Ｖとし、ゲイン電流Ｉｇａｉｎを０ｍＡから２５０ｍＡに変化させた場合の実験結果を示している。図９における上段の波形は、自励発振半導体レーザ１に入力したゲイン電流Ｉｇａｉｎであり、下段の波形は、発振されたパルス光の波形である。図９では、各パターン長のデータに対応するパルス光を重ねて示している。
【００５８】
図９に示すように、ゲイン電流Ｉｇａｉｎを制御してパルス光を発振させた場合、各パルス光のピークが明確ではなく各パルス光の同期特性が乱れていることがわかる。そこで、本開示技術の提案者らは、逆バイアス電圧Ｖｓａに所定のクロック信号を注入することで、パルス光を強制的にクロック信号に同期させて発振させることを見出した。
【００５９】
［１−３  逆バイアス電圧にクロック信号を注入する例］
以下に、逆バイアス電圧Ｖｓａを周期的に変化させることによって、自励発振半導体レーザ１から強制的に逆バイアス電圧Ｖｓａの周期に同期したパルス光を発振させる原理について、図１０Ａ〜図１０Ｃをもとに以下に説明する。ここでは、ゲイン電流Ｉｇａｉｎの値を変化させることでデータ変調を行う。
【００６０】
図１０Ａは、記録データを二値信号で示した図である。また、図１０Ｂは、自励発振半導体レーザ１に印加した逆バイアス電圧Ｖｓａと、自励発振半導体レーザ１に注入したゲイン電流Ｉｇａｉｎとの関係を示す図であり、図１０Ｃは、自励発振半導体レーザ１から出射される光の波形を示す図である。
【００６１】
図１０Ａに示すように、例えば自励発振半導体レーザ１のパルス光に対して、０、１、１、０、０の順に二値信号を載せる場合を考える。図１０Ｂにおいて、特性Ｌ１３は、自励発振半導体レーザ１に注入した電流値（ゲイン電流Ｉｇａｉｎ）であり、特性Ｌ１４は、そのときに自励発振半導体レーザ１内に蓄積された電荷の密度である。また、特性Ｌ１１は、自励発振半導体レーザ１に印加した電圧値（逆バイアス電圧Ｖｓａ）であり、特性Ｌ１２は逆バイアス電圧Ｖｓａで決まる発光閾値である。また、図１０Ｂにおける特性Ｌ１５は、自励発振半導体レーザ１から出射されるパルス光のパルス波形である。なお、図１０Ｃに示すように、自励発振半導体レーザ１から出射するパルス光２個分が、二値信号の‘１’に対応するものとする。
【００６２】
まず、二値信号の‘０’を自励発振半導体レーザ１によって表現するときには、図１０Ｂに示す期間Ｔ１（非発振期間）において特性Ｌ１３に示すゲイン電流Ｉｇａｉｎの値は低く設定される。このため、電荷密度は、特性Ｌ１２に示す発光閾値を超えない。したがって、期間Ｔ１においては、自励発振半導体レーザ１は発振しない。
【００６３】
一方、二値信号の‘１’を自励発振半導体レーザ１によって表現するときには、図１０Ｂに示す期間Ｔ２（発振期間）において、特性Ｌ１３に示すゲイン電流Ｉｇａｉｎを大きくする。これにより、矢印Ａ８に示すように電荷密度は上昇する。
【００６４】
このとき、特性Ｌ１１に示す逆バイアス電圧Ｖｓａは、期間Ｔ２内においては、その電圧値が負の範囲内において期間Ｔ１の電圧値から周期的に正の方向に大きくなるような周期電圧にする。このため、特性Ｌ１２に示す発光閾値も、逆バイアス電圧Ｖｓａの変化に対応して周期的に変化する。すなわち、期間Ｔ２においては、発光閾値が期間Ｔ１における発光閾値から周期的に低下する。発光閾値が低下したこのタイミングにおいて、自励発振半導体レーザ１内に蓄積される電荷密度が該発光閾値に到達することにより、図１０Ｃに示すパルス光Ｐｕ５が放出される。
【００６５】
パルス光Ｐｕ５の放出により電荷が消費されることで、図１０Ｂの矢印Ａ９に示すように、電荷密度は低下する。一方、特性Ｌ１３に示すゲイン電流Ｉｇａｉｎは、期間Ｔ２（発振期間）において、所定の値まで上昇するとその後は一定に維持される（発振期間においてほぼ一定値の直流電流）。このため、再び自励発振半導体レーザ１には電荷が蓄えられ、矢印Ａ１０に示すように電荷密度が上昇する。
【００６６】
また、このとき特性Ｌ１１に示す逆バイアス電圧Ｖｓａは、矢印Ａ１１に示すように負の方向に変化した後（非発振期間の電圧値に戻った後）、矢印Ａ１２に示すように、負の値の範囲内で再び正の方向に大きくなる。これにより、特性Ｌ１２に示す発光閾値は再び低下して、特性Ｌ１４に示す電荷密度が発光閾値に到達する。そしてこのときに、図１０Ｃに示すパルス光Ｐｕ６が放出され、二値信号の‘１’が放出される。
【００６７】
また、二値信号の‘１’から‘０’へ切り替わるときには、図１０Ｂの期間Ｔ３（非発振期間）に示すように、特性Ｌ１３のゲイン電流Ｉｇａｉｎを例えば０ｍＡまで低下させる。これにより、期間Ｔ３においては、特性Ｌ１４に示す電荷密度が発光閾値に到達しなくなる。このため、自励発振半導体レーザ１は発振せずに停止状態となり、期間Ｔ３では二値信号の‘０’が表現される。特に、非発振期間におけるゲイン電流Ｉｇａｉｎの値を０ｍＡに設定すると、自励発振半導体レーザ１の消費電力を低減できるので好ましい。
【００６８】
このように、本技術では、発振期間における逆バイアス電圧Ｖｓａを正の方向に大きくすることで、電荷密度を発光閾値に到達させることにより、自励発振半導体レーザ１がパルス光を放出する。すなわち、発光させたいタイミングにおいて発光閾値を下げることにより、強制的に電荷密度を発光閾値に到達させる。したがって、自励発振半導体レーザ１がパルス光を放出するタイミングを制御することができるので、発振周波数を制御することが可能である。
【００６９】
また、自励発振半導体レーザ１から出射するパルス光のパルスエネルギーは、矢印Ａ１４に示すように、正の方向に大きくしたときの逆バイアス電圧Ｖｓａの値（以下、逆バイアス電圧のピーク値と呼ぶ）を変化させることにより、制御することも可能である。すなわち、逆バイアス電圧Ｖｓａのピーク値を変化させることにより、それに対応して発光閾値が変化するので、発光閾値への到達に必要な電荷密度の値が変化する。パルス光のパルスエネルギーは、電荷密度に応じて変化する。それゆえ、逆バイアス電圧Ｖｓａのピーク値を変化させることにより、パルス光のパルスエネルギーを制御することができる。
また他にも、矢印Ａ１３に示すように、発振期間Ｔ２におけるゲイン電流Ｉｇａｉｎを変化させることにより、パルス光のパルスエネルギーを制御することも可能である。
【００７０】
図１１に、ゲイン電流Ｉｇａｉｎを制御してパルス光の変調を行い、クロック信号が注入された逆バイアス電圧Ｖｓａでパルス光の発振を制御する自励発振半導体レーザ１において、記録データに対応するパルス光を発振させた場合の同期特性を示す。図１１は、テストパターンとしてランダムパターンの記録データを記録したときの自励発振半導体レーザ１に入力したゲイン電流Ｉｇａｉｎの波形（上段）と、発振されたパルス光の波形（下段）である。ここでは、逆バイアス電圧Ｖｓａとして、−６Ｖの直流電圧に電力比２０ｄＢｍ、周波数１ＧＨｚのクロック同期信号を注入したパルス状の逆バイアス電圧Ｖｓａを用いた。また、ゲイン電流Ｉｇａｉｎを０ｍＡから２５０ｍＡに変化させて、パルス光を発振させた。図１１では、各パターン長のデータに対応するパルス光を重ねて示している。
【００７１】
クロック同期信号が注入されたパルス状の逆バイアス電圧Ｖｓａを用いた場合には、図１１に示すように、各パターン長のデータに対応するパルス光の同期が図られていることがわかる。このように、直流電圧にクロック同期信号を注入したパルス状の逆バイアス電圧Ｖｓａを供給することにより、パルス光を所定のタイミング（すなわち、クロック同期信号の周波数）で強制的に発振させることが可能となる。これにより、発振されるパルス光と、記録データとの同期を図ることができることがわかる。
【００７２】
ところで、図１１では、台形波（矩形波）の逆バイアス電圧Ｖｓａを用いた場合に、各記録データに対応するパルス光の同期が図られることが示された。しかしながら、この同期はゲイン電流Ｉｇａｉｎ及び逆バイアス電圧Ｖｓａに注入したクロック同期信号（ゲイン）の値に依存する。以下に、ゲイン電流Ｉｇａｉｎ、逆バイアス電圧Ｖｓａに注入したクロック同期信号に対する同期特性の依存性を示す。
【００７３】
［１−４  クロック同期信号に対する同期特性の依存性］
図１２Ａ〜Ｄは、ゲイン電流Ｉｇａｉｎを制御してパルス光の変調を行い、変調と同期した１ＧＨｚのクロック信号が注入された逆バイアス電圧Ｖｓａでパルス光の発振を制御する自励発振半導体レーザ１の同期特性を示す図である。図１２Ａ〜Ｄでは、それぞれ異なる電力比のクロック同期信号を注入した逆バイアス電圧Ｖｓａでパルス光の発振を行った。また、図１２Ａ〜Ｄでは、テストパターンとしてランダムパターンの記録データを記録したときの自励発振半導体レーザ１に入力したゲイン電流Ｉｇａｉｎの波形（上段）と、発振されたパルス光の波形（下段）とを示し、各パターン長のデータに対応する波形を重ねて示している。
【００７４】
図１２Ａ〜Ｄでは、パルス光発振時のゲイン電流Ｉｇａｉｎを１２５ｍＡとした。また、図１２Ａでは、逆バイアス電圧として、−７Ｖの直流定電圧に電力比１０ｄＢｍ、周波数１ＧＨｚのクロック同期信号を注入した台形波の逆バイアス電圧Ｖｓａを用いた。また、図１２Ｂでは、逆バイアス電圧として、−７Ｖの直流定電圧に電力比１５ｄＢｍ、周波数１ＧＨｚのクロック同期信号を注入した台形波の逆バイアス電圧Ｖｓａを用いた。図１２Ｃでは、逆バイアス電圧として、−７Ｖの直流定電圧に電力比１８ｄＢｍ、周波数１ＧＨｚのクロック同期信号を注入した台形波の逆バイアス電圧Ｖｓａを用いた。図１２Ｄでは、逆バイアス電圧として、−７Ｖの直流定電圧に電力比２０ｄＢｍ、周波数１ＧＨｚのクロック同期信号を注入したパルス状の逆バイアス電圧Ｖｓａを用いた。
【００７５】
図１２Ａに示すように、注入したクロック同期信号の電力比が１０ｂＢｍであるときは、各パターン長のデータにおけるパルス光の発生位置がばらつき、同期特性が良くない。一方、注入したクロック同期信号の電力比を１５ｄＢｍ、１８ｄＢｍ、２０ｄＢｍと大きくするにしたがって、各パターン長のデータにおけるパルス光の重なりがよくなり、同期特性が改善されていることがわかる。特に、電力比２０ｄＢｍのクロック同期信号を注入した場合には、各パターン長のデータにおけるパルス光が最も重なっており、良好な同期特性が得られている。
【００７６】
［１−５  ゲイン電流Ｉｇａｉｎに対する同期特性の依存性］
次に、ゲイン電流Ｉｇａｉｎに対する同期特性の依存性について調べた。図１３Ａ〜Ｆは、変調と同期した１ＧＨｚのクロック同期信号が注入された台形波の逆バイアス電圧Ｖｓａによりパルス光の発振を同期制御し、ゲイン電流Ｉｇａｉｎで変調を行なった自励発振半導体レーザ１における同期特性を示す図である。図１３Ａ〜Ｆでは、それぞれ異なるゲイン電流Ｉｇａｉｎでパルス光の発振を行った。図１３Ａ〜Ｆでは、それぞれ、テストパターンとしてランダムパターンの記録データを記録したときの自励発振半導体レーザ１に入力したゲイン電流Ｉｇａｉｎの波形（上段）と、発振されたパルス光の波形（下段）とを示す。また、図１３Ａ〜Ｆでは、各パターン長のデータに対応する波形を重ねて示している。
【００７７】
図１３Ａ〜Ｆでは、逆バイアス電圧Ｖｓａとして、−７Ｖの直流電圧に、電力比２０ｄＢｍ、周波数１ＧＨｚのクロック同期信号を注入した台形波の逆バイアス電圧Ｖｓａを用いた。また、図１３Ａ〜Ｆでは、注入するゲイン電流Ｉｇａｉｎは、それぞれ、１１５ｍＡ（図１３Ａ）、１２０ｍＡ（図１３Ｂ）、１２５ｍＡ（図１３Ｃ）、１３０ｍＡ（図１３Ｄ）、１３５ｍＡ（図１３Ｅ）、１４０ｍＡ（図１３Ｆ）とした。
【００７８】
注入したゲイン電流Ｉｇａｉｎが１１５ｍＡのとき（図１３Ａ）と１４０ｍＡのとき（図１３Ｆ）は、各パターン長のデータにおけるパルス光の発生位置がばらつき、同期特性が良くない。また、注入したゲイン電流Ｉｇａｉｎが１２０ｍＡのとき（図１３Ｂ）と１３５ｍＡのとき（図１３Ｅ）は、ゲイン電流Ｉｇａｉｎが１１５ｍＡ及び１４０ｍＡの場合に比較して同期特性が改善されている。そして、注入したゲイン電流Ｉｇａｉｎが１２５ｍＡ（図１３Ｃ）のときと１３０ｍＡ（図１３Ｄ）のときは、各パターン長のデータにおけるパルス光の重なりが良く、同期特性が特に良いことがわかる。
【００７９】
さらに、図示を省略するが、注入するゲイン電流Ｉｇａｉｎを一定にし、逆バイアス電圧Ｖｓａを変化させた場合にも、同期特性は、逆バイアス電圧Ｖｓａの値によって変化することがわかった。なお、図１２及び図１３では、［非特許文献２］のリッジ部の平面形状がＢｏｗ−Ｔｉｅ形状とされた自励発振半導体レーザで行った実験結果を示しているが、図１に示す自励発振半導体レーザ１においても実験結果の傾向は同様である。
【００８０】
上述したように、データ変調をゲイン電流Ｉｇａｉｎで行う自励発振半導体レーザ１において、逆バイアス電圧Ｖｓａに目標周波数（１ＧＨｚ）のクロック同期信号を注入するのみでは、発振されるパルス光と記録データとの同期が得られないことがわかる。そして、クロック同期信号の注入によるパルス光と記録データとの同期は、ゲイン電流Ｉｇａｉｎ及び逆バイアス電圧Ｖｓａが、目標周波数のパルス光を発振できる条件の範囲（キャプチャーレンジ）にあるときに達成されることが実験結果から得られた。
【００８１】
したがって、記録データに同期した、より正確なパルス光を発振させるためには、目標とする発振周波数（以下、目標発振周波数）のパルス光を発振できる条件下でゲイン電流Ｉｇａｉｎ及び逆バイアス電圧Ｖｓａの値を決定すればよい。
【００８２】
図１４に、ゲイン電流Ｉｇａｉｎ及び逆バイアス電圧Ｖｓａの組み合わせと発振周波数との関係を示す。図１４は、図２〜図４に示したデータを基に作成したものであり、横軸にゲイン電流Ｉｇａｉｎ、縦軸に逆バイアス電圧Ｖｓａを示し、ゲイン電流Ｉｇａｉｎ及び逆バイアス電圧Ｖｓａの組み合わせに対する周波数分布を異なる模様で示している。
【００８３】
発振されるパルス光の目標周波数を１ＧＨｚとすると、図１４の破線で示す線上の各点に対応するゲイン電流Ｉｇａｉｎ及び逆バイアス電圧Ｖｓａの組み合わせにより、目標周波数である１ＧＨｚのパルス光を発振できる。すなわち、図１４の破線上にある点が、周波数１ＧＨｚのパルス光を発振できる最適条件となる。
【００８４】
また、図１５に、ゲイン電流Ｉｇａｉｎ及び逆バイアス電圧Ｖｓａの組み合わせとパルスエネルギーとの関係を示す。図１５は、図２〜図４に示したデータを基に作成したものであり、横軸にゲイン電流Ｉｇａｉｎ、縦軸に逆バイアス電圧Ｖｓａを示し、ゲイン電流Ｉｇａｉｎ及び逆バイアス電圧Ｖｓａの組み合わせに対するパルスエネルギー分布を異なる模様で示している。また、図１５では、図１４に示した目標周波数（１ＧＨｚ）となるゲイン電流Ｉｇａｉｎと逆バイアス電圧Ｖｓａとの組み合わせを破線で示している。
【００８５】
図１５に示すように、目標周波数を維持した状態でゲイン電流Ｉｇａｉｎ及び逆バイアス電圧Ｖｓａを変えることにより、パルスエネルギーが変化する。光記録媒体に記録データを記録する場合には、同期を維持しながら、その光記録媒体に適したレーザパワーに設定するための制御（いわゆるＡＰＣ制御）が必須となる。したがって、図１４及び図１５において、目標周波数及び目標のパルスエネルギーとなるパルス光の発振が可能なゲイン電流Ｉｇａｉｎと逆バイアス電圧Ｖｓａとを選択することにより、記録データの良好な記録が可能となる。
【００８６】
〈２．本技術の一実施形態：記録装置及び記録装置の駆動方法〉
以下に、上述した図１０Ａ〜Ｃに示す駆動方法で駆動し、かつ、図１４及び図１５に示す駆動条件を用いて駆動する自励発振半導体レーザ１を備える、本技術の一実施形態に係る記録装置を説明する。すなわち、本実施形態の記録装置では、データ変調をゲイン電流Ｉｇａｉｎの制御で行い、所定周期で変動する台形波（矩形波）状の逆バイアス電圧Ｖｓａを用いて所定周期でパルス光の発振を強制的に行う。また、本実施形態では、一定の直流電圧からなる逆バイアス電圧を「逆バイアス電圧Ｖｓａ」とし、図１０Ｂに示す台形波状の逆バイアス電圧Ｖｓａを、「逆バイアス電圧信号Ｖｓａ’」として説明する。
【００８７】
［２−１  記録装置の構成］
図１６及び図１７に、本実施形態に係る記録装置２１の概略構成図をブロック図で示す。図１６は、特に光記録媒体２２上に所望の記録データを記録する場合に用いられる構成部のブロック図であり、図１７は、特にメモリ部２３に保持された駆動条件テーブルを更新する場合に用いられる構成部のブロック図である。まず、図１６を用いて、本実施形態の記録装置２１の構成について説明する。
【００８８】
本実施形態の記録装置２１は、光発振装置２４と、ウォブル検出部２５と、ＰＬＬ回路２６と、セクタ同期回路２７とを備えている。また、本実施形態の光発振装置２４は、レーザ光を出射する自励発振半導体レーザ１と、制御部２８と、記録信号生成部２９と、基準クロック生成部３７と、コンデンサ３１及びコイル３２からなるバイアスティー３３とを備える。さらに、光発振装置２４は、駆動条件テーブルを有するメモリ部２３と、クロック同期信号生成部３０と、スイッチ回路部３４と、周波数検出部３５と、パワーモニタ３６と、シャッタ装置（遮光部）３８とを備える。また、図示を省略するが、記録装置２１は、自励発振半導体レーザ１から出射したレーザ光を光記録媒体２２に集束照射するための光学系と、信号処理や記録装置２１の動作制御の為の各種回路とを備えている。
【００８９】
自励発振半導体レーザ１は、上述した特性を有するレーザ素子である。自励発振半導体レーザ１から出射したレーザ光は、図示しない光学系により、光記録媒体２２上に集光される。光記録媒体２２は、図示しないスピンドルモータによって回転される。また、自励発振半導体レーザは、図示しないスレッドモータ等によって光記録媒体２２の径方向に随時移動される。以下では、自励発振半導体レーザ１から発振周波数１ＧＨｚのパルス光を発振する例を説明する。
【００９０】
ウォブル検出部２５は、ＰＬＬ回路２６及びセクタ同期回路２７を介して記録信号生成部２９に電気的に接続されている。ウォブル検出部２５は、光記録媒体２２に形成されたウォブルを検出する。ここで検出されたウォブルは、データクロックの生成ではなく、アドレスを検出し、記録セクタの先頭位置を伝える信号として用いる。したがって、ウォブル検出部２５で検出された信号は、ＰＬＬ回路２６及びセクタ同期回路２７を経て記録セクタ同期信号として記録信号生成部２９に供給される。
【００９１】
基準クロック生成部３７は、マスタークロック信号を生成する。基準クロック生成部３７は、記録信号生成部２９及びクロック同期信号生成部３０のそれぞれに電気的に接続されており、この基準クロック生成部３７で生成されたマスタークロック信号は、記録信号生成部２９及びクロック同期信号生成部３０に送られる。
【００９２】
クロック同期信号生成部３０は、基準クロック生成部３７及びスイッチ回路部３４に接続されている。クロック同期信号生成部３０は、基準クロック生成部３７から供給されたマスタークロック信号に同期した所定の周波数（ここでは１ＧＨｚ）及び電力比（ここでは２０ｄＢｍ）のクロック同期信号を生成する。そして、そのクロック同期信号を、スイッチ回路部３４を介してバイアスティー３３を構成するコンデンサ３１に供給する。
【００９３】
スイッチ回路部３４は、記録時にはクロック同期信号生成部３０とバイアスティー３３とを接続し、駆動条件テーブルの更新時には周波数検出部３５とバイアスティー３３とを接続する（図１７参照）ようにスイッチング動作する。また、スイッチ回路部３４におけるスイッチング動作は、制御部２８で制御される。
【００９４】
記録信号生成部２９は、セクタ同期回路２７、基準クロック生成部３７及び制御部２８に接続されている。記録信号生成部２９では、記録セクタ同期信号のタイミングに基づき、マスタークロック信号に同期した記録信号を生成する。そして、記録信号生成部２９は、その記録信号のデータ（記録データ）を制御部２８に供給する。
【００９５】
制御部２８は、記録時、メモリ部２３に保持されている駆動条件テーブルを参照して駆動条件（ゲイン電流Ｉｇａｉｎ、逆バイアス電圧Ｖｓａ）を決定し、選択する。本実施形態では、データ変調はゲイン電流Ｉｇａｉｎによって行うため、制御部２８は、記録データの信号に同期したゲイン電流Ｉｇａｉｎを自励発振半導体レーザ１に供給する。一方、制御部２８は、駆動条件テーブルから選択した逆バイアス電圧Ｖｓａを直流定電圧として出力し、バイアスティー３３に供給する。
【００９６】
バイアスティー３３は、記録時において、制御部２８から供給された直流定電圧である逆バイアス電圧Ｖｓａと、クロック同期信号生成部３０からスイッチ回路部３４を介して供給されたクロック同期信号とを合成する。そして、バイアスティー３３は、クロック同期信号と同じ周期の台形波状の逆バイアス電圧信号Ｖｓａ’を生成する。すなわち、バイアスティー３３は、記録時において、クロック同期信号注入部として機能する。バイアスティー３３によって生成された台形波状の逆バイアス電圧信号Ｖｓａ’は、自励発振半導体レーザ１に供給される。
【００９７】
また、バイアスティー３３は、駆動条件テーブルの更新時において、図１７に示すように、自励発振半導体レーザ１から発振されるパルス光を高周波成分と直流成分とに分け、その高周波成分を周波数検出部３５に供給する。すなわち、バイアスティー３３は、駆動条件テーブルの更新時において、高周波成分抽出部として機能する。
【００９８】
周波数検出部３５は、駆動条件テーブルの更新時において、バイアスティー３３及びスイッチ回路部３４を介して自励発振半導体レーザ１から供給されたパルス光の高周波成分を検出し、自励発振半導体レーザ１から発振されたパルス光の周波数を検出する。そして、周波数検出部３５は、検出した周波数の情報を制御部２８に送る。
【００９９】
パワーモニタ３６は、駆動条件テーブルの更新時において、自励発振半導体レーザ１から出力されるパルス光のパルスエネルギーをモニターし、その結果を制御部２８に送る。
【０１００】
制御部２８は、駆動条件テーブルの更新時において、周波数検出部３５から送られてきた周波数の情報と、パワーモニタ３６から送られてきたパルスエネルギーの情報とにより、メモリ部２３の駆動条件テーブルを更新する。この更新方法については、後述する。
【０１０１】
ここで、メモリ部２３に保持された駆動条件テーブルの初期設定方法を説明する。まず、図１４に示したゲイン電流Ｉｇａｉｎ及び逆バイアス電圧Ｖｓａの組み合わせに対する周波数分布図、及び図１５に示したゲイン電流Ｉｇａｉｎ及び逆バイアス電圧Ｖｓａの組み合わせに対するパルスエネルギー分布図を用いて仮テーブルを作成する。下記の［表１］に、図１４及び図１５から求めた発振周波数が１ＧＨｚとなるときの逆バイアス電圧Ｖｓａ、ゲイン電流Ｉｇａｉ及びパルスエネルギーＰＥの組み合わせを示した仮テーブルを示す。ここでは、簡単のため、図１４（図１５）の破線上の３点のみ表示している。
【０１０２】
【表１】
2013149304.tif 000003
【０１０３】
次に、図１８に示すように、［表１］に示した仮テーブルの値から、ゲイン電流Ｉｇａｉｎ、逆バイアス電圧Ｖｓａ、及びパルスエネルギーＰＥの関係をグラフ上にプロットする。図１８では、横軸をパルスエネルギーとし、縦軸をゲイン電流Ｉｇａｉｎ及び逆バイアス電圧Ｖｓａとしている。
【０１０４】
次に、図１８に示したグラフから、ゲイン電流Ｉｇａｉｎ及び逆バイアス電圧Ｖｓａを、それぞれ、パルスエネルギーＰＥを変数とした近似式（多項式）で表す。図１８では、ゲイン電流Ｉｇａｉｎは、パルスエネルギーＰＥを変数として、下記の式で表すことができる。
Ｉｇａｉｎ（ＰＥ）＝０．００１２ＰＥ２＋１．１２４１ＰＥ＋４８．４０９・・・（１）
【０１０５】
また、逆バイアス電圧Ｖｓａは、パルスエネルギーＰＥを変数として、下記の式で表すことができる。
Ｖｓａ（ＰＥ）＝０．０００５ＰＥ２−０．１３０２ＰＥ＋２．３０６４・・・（２）
【０１０６】
そして、上述のように求められた近似式（１）及び（２）に、それぞれ、種々のパルスエネルギーＰＥを代入し、各パルスエネルギーＰＥにおける逆バイアス電圧Ｖｓａ及びゲイン電流Ｉｇａｉｎを算出する。これにより、下記の［表２］に示すように、発振周波数が１ＧＨｚとなる条件のゲイン電流Ｉｇａｉｎ、逆バイアス電圧Ｖｓａ及びパルスエネルギーＰＥの組み合わせを示した駆動条件テーブルを作成することができる。
【０１０７】
【表２】
2013149304.tif 000004
【０１０８】
［表２］に示す初期設定時の駆動条件テーブルは、メモリ部２３に保持され、光記録媒体２２への記録データの記録時に用いられる。
【０１０９】
［２−２  記録時における記録装置の駆動方法］
図１９は、記録時における記録装置の駆動方法を示すフローである。図１６及び図１９を用いて、光記録媒体２２に所望の記録データを記録する場合の記録装置２１の駆動方法について説明する。
【０１１０】
まず、制御部２８において、メモリ部２３に保持された駆動条件テーブルの更新が必要か否かの判定がされる（ステップＳ１）。ここで、更新が必要（Ｙｅｓ）と判断された場合には、駆動条件テーブルの更新を行う（ステップＳ１０）。この駆動条件テーブルの更新については、後述する。
【０１１１】
更新が必要ではない（Ｎｏ）と判断された場合、制御部２８は、メモリ部２３に保持された駆動条件テーブルから、最適な逆バイアス電圧Ｖｓａとゲイン電流Ｉｇａｉｎを取得する（ステップＳ２）。ここでは、記録装置２１内の光記録媒体２２に適した目標のパルスエネルギーＰＥを駆動条件テーブルから選択し、そのパルスエネルギーＰＥとなるゲイン電流Ｉｇａｉｎ及び逆バイアス電圧Ｖｓａの組み合わせを取得する。
【０１１２】
次に、制御部２８は、取得したゲイン電流Ｉｇａｉｎと逆バイアス電圧Ｖｓａを出力する（ステップＳ３）。ここで、制御部２８には、マスタークロック信号に同期した記録信号が記録信号生成部２９から供給されている。本実施形態では、パルス光の変調をゲイン電流Ｉｇａｉｎで行うため、制御部２８では、駆動条件テーブルから選択したゲイン電流Ｉｇａｉｎに記録信号生成部２９から供給された記録データをのせて自励発振半導体レーザ１側に出力する。これにより、自励発振半導体レーザ１の第１及び第２のゲイン部３，４には、記録信号に同期したゲイン電流Ｉｇａｉｎが供給される。
【０１１３】
一方、制御部２８において駆動条件テーブルから選択された逆バイアス電圧Ｖｓａは、直流電圧としてバイアスティー３３のコイル３２に入力される。また、バイアスティー３３のコンデンサ３１には、スイッチ回路部３４を介して、マスタークロック信号に同期した周波数１ＧＨｚのクロック同期信号が入力されている。したがって、バイアスティー３３において、一定の直流電圧からなる逆バイアス電圧Ｖｓａにクロック同期信号が注入される（ステップＳ４）。これにより、逆バイアス電圧Ｖｓａの値を中心電圧とした台形波状の逆バイアス電圧信号Ｖｓａ’が生成される。そして、バイアスティー３３から自励発振半導体レーザ１側に台形波状の逆バイアス電圧信号Ｖｓａ’が出力される。これにより、自励発振半導体レーザ１の過飽和吸収体部２に台形波状のバイアス電圧Ｖｓａ’が印加される。
【０１１４】
そして、自励発振半導体レーザ１の第１及び第２のゲイン部３，４にゲイン電流Ｉｇａｉｎが供給され、過飽和吸収体部２に逆バイアス電圧Ｖｓａが供給されることにより、パルス光が発振される（ステップＳ５）。
【０１１５】
本実施形態では、マスタークロック信号に基づいて形成される記録信号と、制御部２８から出力されるゲイン電流Ｉｇａｉｎと、バイアスティー３３から出力される台形波状の逆バイアス電圧信号Ｖｓａ’とを正確に同期することができる。このため、自励発振半導体レーザ１では、記録信号に同期したパルス光の変調を行うことができる。また、マスタークロック信号に同期した台形波状の逆バイアス電圧信号Ｖｓａ’を印加することにより、その逆バイアス電圧信号Ｖｓａ’に同期したパルス光を強制的に発振させることができる。これにより、記録信号に同期したパルス光の発振がなされる。
【０１１６】
さらに、本実施形態では、制御部２８において、自励発振半導体レーザ１を所定の発振周波数（本実施形態では１ＧＨｚ）で駆動するための駆動条件テーブルから光記録媒体２２に適したパルスエネルギーＰＥとなる駆動条件が選択されている。このように、本実施形態では、システム周波数に同期したパルセーションとデータ変調とを実現しながら、光記録媒体２２に適したパルスエネルギーＰＥに設定されたパルス光を発振することができる。
【０１１７】
ところで、記録装置２１に用いられる自励発振半導体レーザ１は、記録装置２１内（ドライブ内）の温度変化や経時変化によって、特性が変化する。具体的には、目標周波数（本実施形態では１ＧＨｚ）のパルス光を発振するためのゲイン電流Ｉｇａｉｎや逆バイアス電圧Ｖｓａの条件が変化する。本実施形態の記録装置２１において、常時、システム周波数と同期したデータ変調と発振周波数の同期を維持しながら、光記録媒体２２に適したパルスエネルギーＰＥのパルス光を用いて記録するためには、駆動条件テーブルの更新機能が必要となる。図１７を用いて、駆動条件テーブルの更新方法について説明する。
【０１１８】
［２−３  駆動条件テーブルの更新時における駆動方法（更新方法）］
図２０は、駆動条件テーブルの更新方法を示すフローである。駆動条件テーブルを更新する場合は、まず、図１７に示すように、制御部２８により周波数検出部３５とバイアスティー３３とが接続されるようにスイッチ回路部３４を動作させる。また、駆動条件テーブルの更新時では、自励発振半導体レーザ１から出射されるパルス光が、光記録媒体２２に照射されないように、自励発振半導体レーザ１から出射されるパルス光の光路上に、減衰素子などからなるシャッタ装置３８（遮光部）が配置される。
【０１１９】
シャッタ装置３８は、パワーモニタ３６よりも光記録媒体２２側に配置することにより、パワーモニタ３６では自励発振半導体レーザ１から出射されるパルス光をモニタすることができる。また、シャッタ装置３８を配置することにより、光記録媒体２２にサーボをかけた状態の場合でも光記録媒体２２にダメージを与えることなくテーブル更新を行うことができる。
【０１２０】
次に、記録装置２１に入ってきた光記録媒体２２の最適パルスエネルギーＰｏを、光記録媒体２２のＴＯＣ（Table Of Contents）情報より読み取る。以下では、最適パルスエネルギーが７０ｐＪである場合を例とし、その値を目標値として、その最適パルスエネルギー周辺のテーブル値を更新する場合の例を説明する。
【０１２１】
最適パルスエネルギーＰｏを読み取った後、初期（更新前）の駆動条件テーブルから、最適パルスエネルギーＰｏに対応するゲイン電流Ｉｇａｉｎ及び逆バイアス電圧Ｖｓａを選択する。そして、そのゲイン電流Ｉｇａｉｎ及び逆バイアス電圧Ｖｓａを自励発振半導体レーザ１に供給する。このとき、バイアスティー３３側へはクロック同期信号が入力されていない。これにより、自励発振半導体レーザ１には、制御部２８から一定の直流電圧である逆バイアス電圧Ｖｓａと、記録データが載ったゲイン電流Ｉｇａｉｎとが供給され、パルス光が発振される。
【０１２２】
そして、自励発振半導体レーザ１から発振されたパルス光をパワーモニタ３６で観測する共に、バイアスティー３３によってパルス光の高周波成分を抽出し、その高周波成分をスイッチ回路部３４を介して周波数検出部３５に入力する。これにより、自励発振半導体レーザ１から発振されたパルス光のパルスエネルギーＰＥと発振周波数の情報を取得する（ステップＳ１１）。そして、パワーモニタ３６で観測されたパルスエネルギーＰＥの情報と、周波数検出部３５で検出されたパルス光の周波数の情報とが制御部２８に送られ、そこで保持される。
【０１２３】
次に、例えば、初期の駆動条件テーブルにおいて最適パルスエネルギー（Ｐｏ）に対応したゲイン電流Ｉｇａｉｎ（＝１３３ｍＡ）及び逆バイアス電圧Ｖｓａ（＝−４．３６Ｖ）を、その値を中心に、それぞれΔＩ及びΔＶずつ変化させる。そして、その時に発振されるパルス光のパルスエネルギーＰＥと、周波数を検出する。本実施形態では、ゲイン電流Ｉｇａｉｎ及び逆バイアス電圧Ｖｓａは、それぞれ、ΔＩ及びΔＶずつ、正側及び負側に２段階（±２ステップ）変化させた。
【０１２４】
［表３］に、このようにして得られるゲイン電流Ｉｇａｉｎ、逆バイアス電圧Ｖｓａ、及びパルスエネルギーＰＥの関係を表す参照テーブルを示す。ここで、［表３］のＰＥｘ，ｙ（ｘ＝−２，−１，０，１，２、ｙ＝−２，−１，０，１，２）は、対応するゲイン電流Ｉｇａｉｎ及び逆バイアス電圧Ｖｓａを供給したときのパルスエネルギーＰＥの実測値である。
【０１２５】
【表３】
2013149304.tif 000005
【０１２６】
次に、［表３］に示した参照テーブルから目標周波数（本実施形態では１ＧＨｚ）に近い周波数で発振された条件のコラムを選択する。ここでは、参照テーブルの例えば列毎又は行毎に、目標周波数に一番近い周波数で発振したコラムを選択する。［表３］では、選択されたコラムに丸印を付している。
【０１２７】
次に、選択されたコラムのゲイン電流Ｉｇａｉｎと逆バイアス電圧ＶｓａとパルスエネルギーＰＥとの組み合わせから図１８に示した方法と同様の方法で、ゲイン電流Ｉｇａｉｎ及び逆バイアス電圧Ｖｓａに対する近似式を改めて計算する（ステップＳ１２）。
【０１２８】
最後に、新たに求められた近似式に、目標値としていた最適パルスエネルギーＰｏ、及びその周辺の種々の値を代入することにより、各パルスエネルギーＰＥにおける新たなゲイン電流Ｉｇａｉｎ及び逆バイアス電圧Ｖｓａの組み合わせを求める。［表４］に、ここで求められたゲイン電流Ｉｇａｉｎ、逆バイアス電圧Ｖｓａ、及びパルスエネルギーＰＥの組み合わせを表す駆動条件テーブルを示す。
【０１２９】
【表４】
2013149304.tif 000006
【０１３０】
そして、［表４］を、［表２］に示した初期の駆動条件テーブルの対応する部分（［表２］の破線で囲む部分）と置き換えることにより駆動条件テーブルが更新される（ステップＳ１３）。
【０１３１】
以上のように、本実施形態では、記録装置２１内の温度変化や、その他の経時変化により自励発振半導体レーザ１の駆動条件が変化した場合にも、その変化分に対応するように駆動条件テーブルを更新することができる。これにより、本実施形態の記録装置２１では、常に同期を維持しながら、光記録媒体２２に適した発振周波数及びパルスエネルギーＰＥでパルス光を発振することができる。
【０１３２】
本実施形態では、駆動条件テーブルの更新時において、記録装置２１に入ってきた光記録媒体２２の最適パルスエネルギーＰｏと、その周辺の値の駆動条件を更新する例としたが、これに限られるものではない。必要に応じて、前述した駆動条件テーブルの初期設定方法と同様にして、再度、駆動条件テーブルを作成してもよい。また、本実施形態では、目標周波数を１ＧＨｚとして説明したが、これは一例であり、所望の周波数でパルス光が発振するように駆動条件テーブルを作成することができる。
【０１３３】
また、本実施形態では、クロック同期信号生成部から電力比２０ｄＢｍのクロック同期信号を供給したが、電力比はこれに限られるものではなく、発振されるパルス光の同期が得られるような電力比であればよい。
【０１３４】
［２−４  記録補償方法］
次に、本実施形態の記録装置２１における記録補償方法を説明する。記録装置２１では、記録データの‘１’に対応する部分が記録マークとして記録される。この記録マークは、前述したように、レーザ光をパルス状に照射することで形成される。このような記録装置２１では、一般的に、記録マークの幅を均一にするために、発振されるパルス光の形状（パワー）を調整することにより記録補償を行うが、本実施形態においても、同様にして記録補償を行うことができる。
【０１３５】
図２１Ａ〜Ｃに、本実施形態の記録装置２１において、記録補償を行わない場合に制御部２８から供給するゲイン電流Ｉｇａｉｎ及び逆バイアス電圧Ｖｓａと、自励発振半導体レーザ１から発振されるパルス光と、そのときの記録マークの一例とを示す。図２１Ｂに示すパルス光の発振は、図１６を用いて説明した駆動方法と同様にして行われる。すなわち、制御部２８では、メモリ部２３の駆動条件テーブルから目標のパルスエネルギーとなるゲイン電流Ｉｇａｉｎと逆バイアス電圧Ｖｓａとを選択し、その選択した値を自励発振半導体レーザ１側に供給する。
【０１３６】
このときに、図２１Ｃに示すような記録マークが形成されたとする。図２１Ｃに示すように、記録補償を行わない場合には、記録マークの幅が均一では無く、記録マークの後端で記録マーク幅が大きくなってしまうことがある。
【０１３７】
これに対し、図２２Ａ〜Ｃに、本実施形態の記録装置２１において、記録補償を行った場合に制御部２８から供給したゲイン電流Ｉｇａｉｎ及び逆バイアス電圧Ｖｓａと、自励発振半導体レーザ１から発振されるパルス光と、そのときの記録マークの一例とを示す。
【０１３８】
記録補償を行う場合には、パルス光の発振時に、異なるパルスエネルギーＰＥのパルス光を発振することにより記録マークの調整を行う。したがって、記録補償を行う場合は、記録マーク幅を均一とするために、制御部２８において、メモリ部２３に保持された駆動条件テーブル（［表２］参照）から、複数（図２２では２つ）のパルスエネルギーＰＥを選択する。そして、選択したパルスエネルギーＰＥに対応するゲイン電流Ｉｇａｉｎ及び逆バイアス電圧Ｖｓａを、記録マーク幅が均一となる条件で自励発振半導体レーザ１に供給する。
【０１３９】
図２２Ａ〜Ｃでは、［表２］において、パルスエネルギーＰＥが７４ｐＪとなる条件と、１１４ｐＪとなる条件を選択し、それに対応するゲイン電流Ｉｇａｉｎと逆バイアス電圧Ｖｓａとを、順次自励発振半導体レーザ１に供給した例を示している。
【０１４０】
ここでは、初めに、パルスエネルギーＰＥが１１４ｐＪとなる条件（Ｉｇａｉｎ＝１９２．２ｍＡ、Ｖｓａ＝−６．０４Ｖ）でパルス光を発振させた。次に、パルスエネルギーＰＥが７４ｐＪとなる条件（Ｉｇａｉｎ＝１３８．２ｍＡ、Ｖｓａ＝−４．５９Ｖ）でパルス光を発振させた。これにより、図２２Ｃに示すように、光記録媒体２２に記録される記録マークの幅を均一とすることができる。また、［表２］は、発振周波数が１ＧＨｚとなる条件の駆動条件テーブルであるため、パルスエネルギーＰＥの異なるパルス光を発振させて記録した場合にも、発振周波数を同じ値に維持することができる。
【０１４１】
以上のように、本実施形態の記録装置２１では、発振期間にパルスエネルギーＰＥの異なるパルス光を発振させることにより、記録マークの幅を均一に調整することができる。ここでは、制御部で選択するパルスエネルギーＰＥを２つとしたが、３つ以上の複数値を選択し、発振期間内にパルスエネルギーＰＥの異なる３種類以上のパルス光を発振させて記録補償を行っても良い。
【０１４２】
以上、本実施形態では、駆動条件デーブルの更新時において、バイアスティー３３を高周波抽出部として用い、ここで抽出した高周波信号の周波数を周波数検出部３５で検出する構成としたが、これに限られるものではない。例えば、自励発振半導体レーザ１の光路上に光出力モニターを設け、光出力モニターにより、発振されたパルス光の周波数を検出するようにしてもよい。
【０１４３】
本実施形態では、自励発振半導体レーザ１に、二つのゲイン部を有するTriple-Sectional型の自励発振半導体レーザを用いたが、ゲイン部が一つであるbi-Sectional型の自励発振半導体レーザを用いても、同様の作用、効果を得ることができる。さらに、Triple-Sectional型の自励発振半導体レーザにおいて、リッジ部の平面形状がBow-Tie型とされた自励発振半導体レーザを用いても、同様の作用、効果を得ることができる。
【０１４４】
以上、本技術による記録装置及びその駆動方法について説明した。本技術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技術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。
【０１４５】
また、本技術は、以下のような構成を取ることもできる。
（１）
逆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とを有する自励発振半導体レーザであって、光記録媒体にパルス光を照射して記録マークを形成する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所定の周波数のパルス光を発振させるためのゲイン電流、逆バイアス電圧及び前記パルス光のパルスエネルギーを含む駆動条件を保持する駆動条件テーブルを備えるメモリ部と、
マスタークロック信号を生成する基準クロック生成部と、
前記マスタークロック信号のタイミングに合わせて記録信号を生成する記録信号生成部と、
前記駆動条件テーブルから、記録に必要なパルスエネルギーに対応するゲイン電流及び逆バイアス電圧の情報を取得し、当該ゲイン電流に前記記録信号を載せて前記自励発振半導体レーザのゲイン部に供給すると共に、当該逆バイアス電圧を一定の直流電圧として出力する制御部と、
前記マスタークロック信号に同期した所定の周波数のクロック同期信号を前記直流電圧に注入して所定の周波数で変動する逆バイアス電圧信号を生成し、前記所定の周波数で変動する逆バイアス電圧信号を前記過飽和吸収体部に供給するクロック同期信号注入部と
を備える記録装置。
（２）
前記駆動条件テーブルは、経時変化に応じて更新される
（１）に記載の記録装置。
（３）
前記自励発振半導体レーザから発振されるパルス光のパルスエネルギーを検出するパワーモニタと、前記自励発振半導体レーザから発振されるパルス光の発振周波数を検出する周波数検出部とを更に備え、
前記駆動条件テーブルは、前記パワーモニタで検出されたパルスエネルギーと、前記周波数検出部で検出されたパルス光の発振周波数とに基づいて更新される
（１）又は（２）に記載の記録装置。
（４）
前記駆動条件テーブルの更新時には、前記自励発振半導体レーザから発振されるパルス光の光路上に遮光部が設けられる
（１）〜（３）のいずれかに記載の記録装置。
（５）
前記制御部は、メモリ部に保持された駆動条件テーブルから、記録に必要な複数のパルスエネルギーに対応するゲイン電流及びバイアス電圧の組み合わせを複数取得し、前記取得した組み合わせの駆動条件で、前記自励発振半導体レーザを順次駆動し、発振期間内におけるパルス光のパルスエネルギーを調整することにより、光記録媒体に記録される記録マークの形状を調整する
（１）〜（４）のいずれかに記載の記録装置。
（６）
逆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とを有する自励発振半導体レーザであって、光記録媒体にパルス光を照射して記録マークを形成する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所定の周波数のパルス光を発振させるためのゲイン電流、逆バイアス電圧、及び、前記パルス光のパルスエネルギーを含む駆動条件を保持する駆動条件テーブルとを備えるメモリ部と、
マスタークロック信号を生成する基準クロック生成部と、
前記マスタークロック信号のタイミングに合わせて記録信号を生成する記録信号生成部とを備える記録装置において、
前記駆動条件テーブルから、記録に必要なパルスエネルギーに対応するゲイン電流及び逆バイアス電圧の情報を取得し、
当該ゲイン電流に前記記録信号を載せて前記自励発振半導体レーザのゲイン部に供給すると共に、当該逆バイアス電圧を一定の直流電圧として出力し、
前記直流電圧に前記マスタークロック信号に同期した所定の周波数のクロック同期信号を注入して所定の周期で変動する逆バイアス電圧信号を生成し、前記所定の周期で変動する逆バイアス電圧信号を前記過飽和吸収体部に供給する
記録装置の駆動方法。
（７）
前記自励発振半導体レーザから発振されるパルス光のパルスエネルギーを検出するパワーモニタと、前記自励発振半導体レーザから発振されるパルス光の周波数を検出する周波数検出部とを更に備えた記録装置において、
前記パワーモニタでパルスエネルギーを検出し、
前記周波数検出部で前記自励発振半導体レーザから発振されたパルス光の発振周波数を検出し、
前記検出したパルスエネルギーと発振周波数とに基づいて前記駆動条件テーブルを更新する
（６）に記載の記録装置の駆動方法。
【符号の説明】
【０１４６】
１・・・自励発振半導体レーザ、２・・・過飽和吸収体部、３・・・第１のゲイン部、４・・・第２のゲイン部、５・・・下部電極、６・・・ｎ型ＧａＮ基板、７・・・ｎ型ＧａＮ層、８・・・ｎ型ＡｌＧａＮクラッド層、９・・・ｎ型ＧａＮガイド層、１０・・・二重量子井戸活性層、１１・・・ＧａＩｎＮガイド層、１２・・・ｐ型ＡｌＧａＮ層、１３・・・ｐ型ＡｌＧａＮ障壁層、１４・・・ｐ型ＡｌＧａＮ／ＧａＮ超格子クラッド層、１５・・・ＳｉＯ２／Ｓｉ絶縁層、１６・・・ｐ型ＧａＮコンタクト層、１７・・・第１の主電極、１８・・・第２の主電極、１９・・・副電極、２０・・・分離部、２１・・・記録装置、２２・・・光記録媒体、２３・・・メモリ部、２４・・・光発振装置、２５・・・ウォブル検出部、２６・・・ＰＬＬ回路、２７・・・セクタ同期回路、２８・・・制御部、２９・・・記録信号生成部、３０・・・クロック同期信号生成部、３１・・・コンデンサ、３２・・・コイル、３３・・・バイアスティー、３４・・・スイッチ回路部、３５・・・周波数検出部、３６・・・パワーモニタ、３７・・・基準クロック生成部、３８・・・シャッタ装置
【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７】
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【図１０】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図６】
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【図８】
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【図９】
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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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