光头设备制造技术

用少量部件的简单构造来实现具有高频响应性的光量控制和校正半导体激光器的像散差。从半导体激光器１０１输出的光束通过光反射元件１０７，使其周边光束进入前光监视光电检测器１０３。把光反射元件的反射面做成变形非球面，以提供高频响应性。把光反射元件放置得倾斜一预定角度，以补偿半导体激光器的像散差。此外，把光电检测器沿这样的方向放置，从而使反射光１０８被弯折，减小了调整光反射元件时它的平移量。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及进行光信息记录媒体的记录和再现的光头设备。一般说来，可重写型光盘必须监视至光盘记录表面的入射光量，从而确保以高的准确度记录信号的质量。由于这个原因，使用只再现光头中用的激光器芯片的后端面的光输出来监视光量的系统的准确度不高，因此必须使用从激光芯片的前端面辐射的光(下面称为“前光”(anterior light))来监视光量。另一方面，虽然光盘作为大容量信息存储器引人注目，光头设备需要顾及高速记录或再现的要求。为满足这一要求，必须提高半导体激光器光源的调制速度，与此同时改进上述前光监视的响应性(responsivity)。下面将结合附图说明传统的光拾取。图14示出传统的光头设备的概略结构的一例。从半导体激光器光源801辐射出的发散光束802通过平行板803(它放置得与光轴斜交)，并且由准直透镜804变为平行光束805。此准直光束805被偏振分束器806部分地反射，并进入光电探测器809。光束810(准直光束805的主要部分)通过偏振分束器806，并且由1/4波片811转变为圆偏振光束，然后通过安装在操作机构812上的物镜813会聚入光盘814。被光盘814反射的光束通过物镜813，并且被1/4波片811转变为线偏振光束(该光束与半导体激光器光源801的输出辐射光束的偏振面正交)，并进入偏振分束器806。因为进入偏振分束器806的入射光束的偏振面与光路的开头的一半是正交的，因此入射光束被偏振分束器806反射，被全息元件815衍射，分支为正1级衍射光817和负1级衍射光818，以入射光的光轴作为对称轴，然后由检测透镜816会聚，分别进入信号检测器820和821，以检测诸如聚焦和跟踪信号的控制信号，以及RF(射频)信号。另一方面，光电检测器809(它检测被偏振分束器806反射的光)起着半导体激光器光源801的输出光量监视器的作用。这里，将说明把平行板803放置在半导体激光器光源801和准直透镜804之间，并与入射光束的光轴斜交的原因。一般，就用作光头设备的光源的半导体激光器而言，从光学特性的观点来看，半导体激光器元件901的振荡光束的模式腰部(mode waist)在半导体结合面(composition plane)(X-Z平面)和与其正交的面(Y-Z平面)之间是不同的，如图15所示。即，虽然模式腰部是这样一点，它在垂直面(Y-Z平面)内与镜面902一致，但它是在本地激光器元件901的活性层903内的一点，即，在结合面(X-Z平面)内从镜面902算起进入谐振器内一定深度的一点。因此，振荡光束的收敛点(converging point)在结合面(X-Z平面)和与其正交的面(Y-Z平面)之间是不同的，因此产生了在光学上所谓的“像散差”(astigmatic difference)。当产生像散差时，光束的光点畸变为一个平坦的沿垂直方向或水平方向拉长的光点。因此，光束的光点覆盖了光盘的相邻的记录光道，造成信号特性劣化的问题。由于这个原因，在图14中，沿反方向以预定的角度放置平行板803，以校正从半导体激光器801辐射的光束的像散。此外，校正光束的像散的另一种建议的方法是，通过在激光光束的相同光路中插入柱面透镜来抵消像散。上述传统的光头设备存在下列问题一般，当在可重写型光盘上记录信号时，必需确保在光盘上有足够的光功率，因此必须保证光头的光利用效能。然而，上述传统的例子的结构不进行光束整形，因此，由于涉及物镜设计的缘故，在外部区域舍弃了一部分的光，这意味着光量的损耗。此外，在有效孔径内的光束的一部分被反射，并且被光电检测器809用来监视光量，这格外增加了损耗。为避免这一点，降低要被引至光量检测器的光量和提高在有效孔径内的光量将使监视信号的信噪比(S/N ratio)变坏。此外，提高激光器调制的速度要求改进前光监视器本身的响应性。由于这个原因，最好减小光电检测器的受光面积，并且输入会聚光束，以提高光检测的响应频率特性。然而，光电检测器对过度会聚的光束曝光将增加检测器的单位面积的光强，增大在检测器的受光面上的载流子密度(它然后变为饱和)使载流子的移动速度降低。即，在检测器上会聚光束可以造成光检测的响应频率特性变坏的问题。此外，校正由半导体激光器元件之间的像散差产生的光束像散的所有的上述方法必须单独提供特殊的部件，诸如透明的平行板和柱面透镜，于是将造成不可避免地增加部件数目，因而提高成本的这样一个额外的问题。此外，因为除了用于激光器光量监视的光电检测器之外，还设置用于RF信号、聚焦或跟踪控制信号的光电检测器，这将增加部件的数目，并且使光学系统复杂化，使得难于缩小光头的尺寸。计及传统的光头设备的这些问题而实现了本专利技术，本专利技术的一个目的是提供一种具有光的高度利用效能的光头设备。本专利技术的另一个目的是提供一种小型的光头设备。本专利技术的又一个目的是提供一种对于光检测的频率特性有极好响应的光头设备。本专利技术的第一专利技术(相应于权利要求1)是一种光头设备，包括半导体激光器光源；光电检测器，它接收来自所述半导体激光器光源的至少一部分的光；光反射元件107，它具有周边部分203和中心部分202，周边部分203用于反射来自所述半导体激光器光源的光的周边光，并且把周边光会聚入所述光电检测器，而中心部分202透射来自所述半导体激光器光源的光的中心光；以及会聚透镜，它把通过所述光反射元件的光会聚在光盘上，其中所述光反射元件的中心部分的每个表面具有平坦的形状；以及所述光反射元件的周边部分的至少一个表面具有球面或非球面形状。本专利技术的第二专利技术(相应于权利要求11)是一种光头设备，包括半导体激光器光源；光电检测器，它接收来自所述半导体激光器光源的至少一部分的光；光反射元件，它具备这样两个功能，其一是反射来自所述半导体激光器光源的光的周边光，并且把所述周边光会聚入所述光电检测器，其二是透射来自所述半导体激光器光源的光的中心光；以及会聚透镜，它把通过所述光反射元件的光会聚在光盘上，其中把所述半导体激光器光源和所述光电检测器做在一个封装里。本专利技术的第三专利技术(相应于权利要求12)是一种光头设备，包括半导体激光器光源；多个光电检测器，它们放置得靠近所述半导体激光器光源；反射型全息元件，它具有周边部分和中心部分，周边部分用于反射和衍射来自所述半导体激光器光源的光的周边光，并且把周边光会聚入所述多个光电检测器中的一个光电检测器，而中心部分透射来自所述半导体激光器光源的光的中心光；以及会聚透镜，它把通过所述反射型全息元件的中心部分的光会聚在光盘上，其中相对于所述半导体激光器光源，接收所述反射和衍射光的所述光电检测器放置得靠近它，其方向沿椭圆的长轴而不是短轴，所述椭圆来自所述半导体激光器光源的输出光的椭圆形的远场图样；以及相对于所述半导体激光器光源，接收来自所述光盘的信号光的光电检测器放置得靠近它，其方向沿椭圆的短轴而不是长轴，所述椭圆来自所述半导体激光器光源的输出光的椭圆形的远场图样。图1是按照本专利技术的一个实施例的光头的大致结构；图2是示出在本专利技术的上述实施例中使用的元件的结构的图；图3是本专利技术的上述实施例的光点形状的示意图；图4是按照本专利技术的另一个实施例的光头的大致结构；图5是本专利技术的上述实施例的光点形状的示意图；图6是按照本专利技术的另一个实施例的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光头设备，包括： 半导体激光器光源； 光电检测器，它接收来自所述半导体激光器光源的至少一部分的光； 光反射元件，它具有周边部分和中心部分，所述周边部分反射来自所述半导体激光器光源的光的周边光，并将它会聚入所述光电检测器，而所述中心部分透射来自所述半导体激光器光源的中心光；以及 会聚透镜，它把通过所述光反射元件的光会聚在光盘上， 其特征在于： 所述光反射元件的中心部分的每个表面具有平坦形状；以及 所述光反射元件的周边部分的至少一个表面具有球面或非球面形状。

【技术特征摘要】
JP 1999-4-23 115,886/99;JP 1999-10-5 284,357/991.一种光头设备，包括半导体激光器光源；光电检测器，它接收来自所述半导体激光器光源的至少一部分的光；光反射元件，它具有周边部分和中心部分，所述周边部分反射来自所述半导体激光器光源的光的周边光，并将它会聚入所述光电检测器，而所述中心部分透射来自所述半导体激光器光源的中心光；以及会聚透镜，它把通过所述光反射元件的光会聚在光盘上，其特征在于所述光反射元件的中心部分的每个表面具有平坦形状；以及所述光反射元件的周边部分的至少一个表面具有球面或非球面形状。2.如权利要求1所述的光头设备，其特征在于，所述光反射元件的周边部分的会聚功能具有像散差。3.如权利要求1所述的光头设备，其特征在于，所述光反射元件的周边部分的会聚功能具有球差。4.如权利要求2所述的光头设备，其特征在于，所述光反射元件的周边部分的会聚功能具有球差。5.如权利要求1所述的光头设备，其特征在于所述光反射元件的中心部分的两个表面平行，并且相对于这样一个方向倾斜预定的角度，该方向垂直于来自所述半导体激光器光源的光的光轴；而由所述光反射元件的中心部分的倾斜放置产生的像散补偿了所述半导体激光器光源的像散差。6.如权利要求2所述的光头设备，其特征在于所述光反射元件的中心部分的两个表面平行，并且相对于这样一个方向倾斜预定的角度，该方向垂直于来自所述半导体激光器光源的光的光轴；而由所述光反射元件的中心部分的倾斜放置产生的像散补偿了所述半导体激光器光源的像散差。7.如权利要求1所述的光头设备，其特征在于，所述光反射元件的中心部分的一个表面与另一个表面不平行。8.如权利要求2所述的光头设备，其特征在于，所述光反射元件的中心部分的一个表面与另一个表面不平行。9.如权利要求1所述的光头设备，其特征在于，来自所述光反射元件的周边部分的反射光的光轴相对于来自所述半导体激光器光源的光的光轴倾斜。10.如权利要求2所述的光头设备，其特征在于，来自所述光反射元件的周边部分的反射光的光轴相对于来自所述半导体激光器光源的光的光轴倾斜。11.一种光头设备，包括半导体激光器光源；光电检测器，它接收来自所述半导体激光器光源的至少一部分的光；光反射元件，它具有周边部分和中心部分，所述周边部分反射来自所述半导体激光器光源的光的周边光，并将它会聚入所述光电检测器，而所述中心部分透射来自所述半导体激光器光源的中心光；以及会聚透镜，它把通过所述光反射元件的光会聚在光盘上，其特征在于，把所述半导体激光器光源和所述光电检测器做在一个封装内。12.一种光头设备，包括半导体激光器光源；多个光电检测器，把它们放置得靠近所述半导体激光器光源；反射型全息元件，它具有周边部分和中心部分，所述周边部分反射和衍射来自所述半导体激光器光源的光的周边光，并且把它会聚入所述多个光电检测器之一，所述中心部分透射来自所述半导体激光器光源的光的中心光；以及会聚透镜，它把通过所述反射型全息元件的中心部分的光会聚在光盘上，其特征在于相对于所述半导体激光器光源，接收所述反射和衍射光的所述光电检测器放置得靠近它，其方向沿椭圆的长轴而不是短轴，所述椭圆来自所述半导体激光器光源的输出光的椭圆形的远场图样；以及相对于所述半导体激光器光源，接收来自所述光盘的信号光的光电检测器放置得靠近它，其方向沿椭圆的短轴而不是长轴，所述椭圆来自所述半导体...

【专利技术属性】
技术研发人员：麻田润一，西胁表见，高桥雄一，长岛贤治，松宫宽昭，齐藤阳一，百尾和雄，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]