(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定対象である半導体レーザーから射出された光束を異なる光路を通る第１および第２の光束に分割した後、これら光束を重ね合わせて干渉させ、該干渉により生じる干渉縞を、一方の光束の光路長を固定して他方の光束の光路長を連続的に可変しながら光検出器で測定し、該測定により得られた、前記第１および第２の光束の光路差に応じた前記干渉稿の光強度変化である干渉曲線の、最大ピークを基準として得られる他のピークにおける光路差に基づいて前記半導体レーザーに関する可干渉性を解析する方法において、
前記干渉曲線の２番目にレベルが高い第２のピークを求め、該第２のピークにおける光路差を前記第１および第２の光束の光路差が０とされる前記最大ピークを基準にして求める第１のステップと、
前記第１のステップで求めた第２のピークの光路差をｎ（ｎ≧２）倍した光路差の前後においてレベルが最も高い第３のピークを求め、該第３のピークにおける光路差を前記最大ピークを基準にして求める第２のステップとを含み、
前記第２のステップは、
前記最大ピークを基準とした光路差をＬ、前記第２のピークの光路差をΔＬとして、
ｎ×ΔＬ−ΔＬ／２≦Ｌ≦ｎ×ΔＬ＋ΔＬ／２
の範囲においてレベルの最も高いピークを前記第３のピークとするステップを含むことを特徴とする半導体レーザーの可干渉性解析方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば光ヘッドなどの光源として用いられる半導体レーザーの可干渉性を解析する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般的な光ヘッドの構成を図４に示す。この光ヘッドは、半導体レーザー１００から射出された光束の進行方向に、コリメートレンズ１０１、回折格子１０２、ビームスプリッタ１０３が順次配置され、半導体レーザー１００からの光束がビームスプリッタ１０３で分割されるようになっている。ビームスプリッタ１０３を透過した光束（第１の光束）の進行方向には、１／４波長板１０４、対物レンズ１０５が順次配置され、対物レンズ１０５の焦点位置にディスク基板１０６が配置されている。ビームスプリッタ１０３で反射された光束（第２の光束）の進行方向には、集光レンズ１０７、光検出器１０８が順次配置されている。
【０００３】
上記のように構成された光ヘッドでは、ディスク基板１０６からの戻り光や光路に配置されている対物レンズ１０５などの光学部材からの戻り光が半導体レーザー１００内部で干渉すると、雑音が発生し、光出力に悪影響を及ぼすことになる。そこで、従来は、戻り光の影響を防止するために、測定対象である半導体レーザーの可干渉性をマイケルソン干渉計を用いて測定し（半導体レーザーの可干渉性解析）、その測定（解析）結果に基づいて、戻り光を発生する光学部材の配置を干渉を生じないような配置とするといった手法を用いていた。以下に、従来の半導体レーザーの可干渉性解析方法を具体的に説明する。
【０００４】
図５は、測定対象である半導体レーザーの干渉性を周知のマイケルソン干渉計を用いて測定した際の干渉曲線（インタフェログラム）を示す。この干渉曲線は、測定対象である半導体レーザーから射出された光束を異なる光路を通る２つの光束に分割した後、これら光束を重ね合わせて干渉させ、該干渉により生じた干渉縞を、一方の光束の光路長を固定して他方の光束の光路長を連続的に可変しながら測定することによって得られたスペクトルである。図中、干渉曲線の最大ピークが光路差＝０である。
【０００５】
従来の半導体レーザーの可干渉性解析方法では、干渉曲線の２番目にレベルの高いセカンドピークを求めて、このセカンドピークの光路差ΔＬを求め、その求めたセカンドピークの光路差ΔＬに基づいて半導体レーザーの可干渉性が評価される。
【０００６】
上記のようにして求められたセカンドピークの光路差ΔＬに基づいて、例えば図４に示したような光ヘッドを構成する光学部材のそれぞれの配置を、各光学部材からの戻り光が干渉しないような配置、すなわち各光学部材にて発生する戻り光に関する光路差が上記のセカンドピークの光路差ΔＬのｎ倍（ｎ≧１）に相当する光路差と一致しないような配置とすることにより、戻り光の影響を防止することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来の半導体レーザーの可干渉性解析方法では、各ピークの間隔がほぼ等間隔になるということから、セカンドピーク以外のピークについては、セカンドピークの光路差ΔＬをｎ（ｎ≧２）倍した光路差として半導体レーザーの可干渉性の解析を行っていた。このようにセカンドピーク以外のピークの光路差を単に光路差ΔＬをｎ（ｎ≧２）倍した光路差とする方法では、セカンドピーク以外のピークの光路差が実際の光路差と若干異なるため、その分、半導体レーザーの可干渉性の解析の確度が悪くなってしまうという問題がある。
【０００８】
本発明の目的は、上記の問題を解決し、セカンドピーク以外のピークの光路差についても正確に求めることができる、確度の高い半導体レーザーの可干渉性解析方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の半導体レーザーの可干渉性解析方法は、測定対象である半導体レーザーから射出された光束を異なる光路を通る第１および第２の光束に分割した後、これら光束を重ね合わせて干渉させ、該干渉により生じる干渉縞を、一方の光束の光路長を固定して他方の光束の光路長を連続的に可変しながら光検出器で測定し、該測定により得られた、前記第１および第２の光束の光路差に応じた前記干渉稿の光強度変化である干渉曲線の、最大ピークを基準として得られる他のピークにおける光路差に基づいて前記半導体レーザーに関する可干渉性を解析する方法において、
前記干渉曲線の２番目にレベルが高い第２のピークを求め、該第２のピークにおける光路差を前記第１および第２の光束の光路差が０とされる前記最大ピークを基準にして求める第１のステップと、
前記第１のステップで求めた第２のピークの光路差をｎ（ｎ≧２）倍した光路差の前後においてレベルが最も高い第３のピークを求め、該第３のピークにおける光路差を前記最大ピークを基準にして求める第２のステップとを含み、
前記第２のステップは、
前記最大ピークを基準とした光路差をＬ、前記第２のピークの光路差をΔＬとして、
ｎ×ΔＬ−ΔＬ／２≦Ｌ≦ｎ×ΔＬ＋ΔＬ／２
の範囲においてレベルの最も高いピークを前記第３のピークとするステップを含むことを特徴とする。
【００１２】
上記のとおりの本発明においては、第２のピーク（セカンドピーク）以外の第３のピークについても、第２のピークの光路差を基に簡単に求めることができ、第３のピークの光路差を正確に求めることができる。
【００１３】
また、第３のピークの光路差は、第２のピークの光路差をｎ（ｎ≧２）倍した光路差の前後においてレベルが最も高いピークを求め、そのピークの光路差を求めることにより得られるので、任意のピークの光路差を簡単に得られる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
【００１５】
図２は、本発明の半導体レーザーの可干渉性解析方法が適用される半導体レーザー評価装置の概略構成を示すブロック図である。この半導体レーザー評価装置は、マイケルソン干渉計１、Ａ／Ｄ変換器２、デジタルフィルタ３、コヒーレンス解析器４、ピーク算出処理部５、出力部６からなる。
【００１６】
マイケルソン干渉計１は周知の構成のもので、測定対象である半導体レーザー７から射出された光束を異なる光路を通る第１および第２の光束に分割した後、これら光束を重ね合わせて干渉させ、該干渉により生じた干渉縞を、一方の光束の光路長を固定して他方の光束の光路長を連続的に可変しながら測定できるようになっている。図３に、このマイケルソン干渉計の具体的な構成を示す。
【００１７】
図３に示すように、本形態に用いられたマイケルソン干渉計は、半導体レーザー７から射出された測定光Ｓを平行光束にするためのコリメータ１１と、コリメータ１１から射出された平行光束を第１および第２の光束に分割するビームスプリッタ１２と、第１の光束を反射して再びビームスプリッタ１２へ戻す固定鏡１３と、第２の光束を反射して再びビームスプリッタ１２へ戻す移動鏡１４と、ビームスプリッタ１２にて重ね合わされた固定鏡１３および移動鏡１４からの第１および第２の光束を検出する光検出器１５とを有する。このマイケルソン干渉計では、固定鏡１３および移動鏡１４からの第１および第２の光束がビームスプリッタ１２にて重ね合わされ、移動鏡１４を連続的に移動させることにより、各光束の光路差に応じた干渉縞が光検出器１５にて測定され、光検出器１５の出力から干渉曲線が得られる。なお、このマイケルソン干渉計に、基準光源となるＨｅ−Ｎｅガス・レーザーをさらに設け、このＨｅ−Ｎｅガス・レーザーから射出された光束が測定光Ｓと同一の光学系内の異なる光路をとおって、もう一つの光検出器にて検出されるように構成し、Ｈｅ−Ｎｅガス・レーザーから射出された光束の干渉縞を測定した干渉曲線を用いて光検出器１５の出力をサンプリングするようにすれば、移動鏡の移動差に依存しない一定間隔のサンプリングが可能となる。
【００１８】
Ａ／Ｄ変換器２は、例えば１００ｋＨｚの周波数レンジで動作するもので、光検出器１５にて電流−電圧変換された信号をＡ／Ｄ変換する。デジタルフィルタ３は、Ａ／Ｄ変換器２の分解能を上げるためのもので、特定の周波数領域を拡大することで分解能の向上が図れるようになっている。
【００１９】
コヒーレンス解析器４は、デジタルフィルタ３から得られるデータを例えば１０２４ポイントの複素数データとし、この１０２４ポイントの複素数データの後半の５１３ポイントについて、実数部、虚数部のそれぞれの二乗和をとり、ピーク値（光路差０のデータ）で正規化する。これにより、図１（ａ）に示すような、光路差０が最大ピークとなった干渉曲線が得られる。
【００２０】
ピーク・光路差算出処理部５は、コヒーレンス解析器４のコヒーレンス解析により得られた干渉曲線の各ピークを算出してそれぞれの光路差を求める。出力部６は、コヒーレンス解析器４のコヒーレンス解析により得られた干渉曲線を表示したり、その他の情報を表示するもので、例えばＣＲＴなどの表示手段により構成される。
【００２１】
次に、本発明の半導体レーザーの可干渉性解析方法の特徴であるピーク・光路差算出処理部５における処理を図１（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。
【００２２】
ピーク・光路差算出処理部５では、まず、コヒーレンス解析器４にて得られた干渉曲線の最大ピークと２番目にレベルが高いセカンドピークとを求めて、セカンドピークの光路差ΔＬ1を求める。続いて、セカンドピークの光路差ΔＬ1をｎ（ｎ≧２）倍した光路差の前後においてレベルが最も高いピークを求めて、セカンドピーク以外のピーク（ｎ番目のピーク）の光路差ΔＬn-1を求める。そして、これらセカンドピークの光路差ΔＬ1およびセカンドピーク以外のピークの光路差ΔＬn-1を半導体レーザー７に関する可干渉性の評価データとして出力部６へ出力する。この評価データは、干渉曲線とともに出力部６に表示される。
【００２３】
ここで、ｎ番目のピークは、図１（ｂ）に示すように、
ｎ×ΔＬ−ΔＬ／２≦Ｌ≦ｎ×ΔＬ＋ΔＬ／２
の範囲において求めることが望ましい。
【００２４】
上述のようにして得られた評価データ、すなわちセカンドピークの光路差ΔＬ1およびセカンドピーク以外のピーク（ｎ番目のピーク）の光路差ΔＬn-1を基に、例えば前述した図４の光ヘッドを構成する光学部材のそれぞれの配置を、それら光学部材からの戻り光が干渉しないような配置、すなわち各光学部材にて発生する戻り光に関する光路差が各ピークの光路差に相当する光路差が生じないような配置とすることにより、戻り光の影響を防止することができる。
【００２５】
以上の説明では、セカンドピーク以外のピーク（ｎ番目のピーク）の光路差ΔＬn-1を求めるようになっているが、このｎ番目のピークの光路差ΔＬn-1は複数求めるようにしてもよい。これにより、半導体レーザー７に関する可干渉性の解析の確度がより高いものとなる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように構成される本発明によれば、セカンドピーク以外のピークの光路差についても求めることができ、各ピークの光路差に基づいて半導体レーザーに関する可干渉性を解析することができるので、光ヘッドを設計する上で、各光学部材の配置を、より正確に戻り光の干渉が生じない配置とすることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）は干渉曲線の一例、（ｂ）はピークの検出範囲を示す図である。
【図２】本発明の半導体レーザーの干渉性評価方法が適用される半導体レーザー評価装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】図１に示す評価装置に用いられるマイケルソン干渉計の一構成例を示す図である。
【図４】一般的な光ヘッドの構成を示す図である。
【図５】干渉曲線の一例を示す図である。
【符号の説明】
１  マイケルソン干渉計
２  Ａ／Ｄ変換器
３  デジタルフィルタ
４  コヒーレンス解析器４
５  ピーク算出処理部
６  出力部
７  半導体レーザー
１１  コリメータ
１２  ビームスプリッタ
１３  固定鏡
１４  移動鏡
１５  光検出器
【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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