專利名稱：激光裝置、光學(xué)拾取器以及光盤裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及使用半導(dǎo)體激光器的激光裝置。此外，本發(fā)明涉及包括該激光裝置的 光學(xué)拾取器和光盤裝置。
背景技術(shù)：
作為光學(xué)信息記錄介質(zhì)，盤狀光學(xué)信息記錄介質(zhì)(光盤)在現(xiàn)有技術(shù)中得到了廣 泛使用。通常，已經(jīng)使用了壓縮盤(⑶)、數(shù)字通用盤(DVD)、藍(lán)光盤 等。另一方面，支持光盤信息記錄介質(zhì)的光盤裝置被配置為在光學(xué)信息記錄介質(zhì)中記 錄各種內(nèi)容(諸如音樂內(nèi)容和視頻內(nèi)容)以及各種類型的信息(諸如用于計(jì)算機(jī)的各種數(shù) 據(jù))。具體地，近年來，例如由于視頻增加的分辨率和音樂增加的音質(zhì)而增加了信息量。 此外，已經(jīng)要求增加記錄在一個(gè)光學(xué)信息記錄介質(zhì)中的內(nèi)容的數(shù)量。因此，已經(jīng)要求光學(xué)信 息記錄介質(zhì)容量的進(jìn)一步增加。為此，已經(jīng)提出光學(xué)信息記錄介質(zhì)被配置為通過使用響應(yīng)于光引起2光子吸收反 應(yīng)形成記錄槽的材料在光學(xué)信息記錄介質(zhì)的厚度方向上三維地記錄信息(例如，參見日本 未審查專利申請(qǐng)第2005-37658號(hào))。通過該結(jié)構(gòu)，可以增加光學(xué)信息記錄介質(zhì)的容量。同時(shí)，由于該2光子吸收反應(yīng)是僅僅響應(yīng)于具有較大光強(qiáng)度的光而發(fā)生的現(xiàn)象， 所以優(yōu)選使用具有大強(qiáng)度發(fā)射光的光源。具有大強(qiáng)度發(fā)射光的光源的實(shí)例包括輸出短脈沖的激光的短脈沖光源(諸如所 謂的皮秒激光器和飛秒激光器)，其以鈦-藍(lán)寶石激光器和YAG激光器為代表。然而，由于這些短脈沖光源可以通過設(shè)置在光發(fā)生器外部的光學(xué)部件的操作來輸 出短脈沖，所以這些光源的尺寸通常較大，并且它們的價(jià)格也比較高。因此，在光盤裝置上安裝短脈沖光源是不實(shí)際的。

發(fā)明內(nèi)容
半導(dǎo)體激光器是通常用于光盤裝置的小型光發(fā)生器的實(shí)例。如果激光的脈沖可以直接從該半導(dǎo)體激光器輸出，則無需設(shè)置在光發(fā)生器外部的 光學(xué)部件。因此，其可以大大減小短脈沖光源的尺寸。然而，為了使短脈沖的激光從半導(dǎo)體激光器中產(chǎn)生，在短時(shí)間內(nèi)將極其高的電壓 施加給半導(dǎo)體激光器。為此，通過寬帶RF放大器等來放大驅(qū)動(dòng)脈沖信號(hào)。通常，RF放大器的輸出阻抗具有設(shè)置為50Ω的特征阻抗，其輸出經(jīng)受AC耦接。另一方面，半導(dǎo)體激光器具有在OFF狀態(tài)較高而在ON狀態(tài)下較低的特征阻抗。因 此，在脈沖施加時(shí)，阻抗急劇變化。為此，在驅(qū)動(dòng)脈沖波形的平均值中發(fā)生偏移。如果以這種方式在驅(qū)動(dòng)脈沖波形的平均值中發(fā)生偏移，則施加給半導(dǎo)體激光器的脈沖的峰值電壓減小，達(dá)不到用于從半導(dǎo)體激光器中生成激光的閾值電壓，抑制了半導(dǎo)體 激光器生成短脈沖的激光。期望提供一種激光裝置，其允許通過控制驅(qū)動(dòng)脈沖的直流分量從半導(dǎo)體激光器中 生成短脈沖的激光。還期望提供包括該激光裝置的光學(xué)拾取器和光盤裝置。本發(fā)明實(shí)施方式的激光裝置包括半導(dǎo)體激光器；信號(hào)發(fā)生電路，生成用于驅(qū)動(dòng) 半導(dǎo)體激光器的脈沖信號(hào)；以及放大電路，放大脈沖信號(hào)。更進(jìn)一步，激光裝置包括控制 電路，設(shè)置在放大電路和半導(dǎo)體激光器之間，并且通過使脈沖信號(hào)的交流分量通過而去除 脈沖信號(hào)的直流分量的至少一部分來控制脈沖信號(hào)。本發(fā)明另一實(shí)施方式的光學(xué)拾取器利用激光輻射光學(xué)記錄介質(zhì)，以在光學(xué)記錄介 質(zhì)上記錄信息或者再生記錄在光學(xué)記錄介質(zhì)上的信息。光學(xué)拾取器包括半導(dǎo)體激光器； 信號(hào)發(fā)生電路，生成用于驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體激光器的脈沖信號(hào)；以及放大電路，放大脈沖信號(hào)。更 進(jìn)一步，光學(xué)拾取器包括控制電路，設(shè)置在放大電路和半導(dǎo)體激光器之間，并且通過使脈 沖信號(hào)的交流分量通過而去除脈沖信號(hào)的直流分量的至少一部分來控制脈沖信號(hào)。即，光 學(xué)拾取器包括上述本發(fā)明實(shí)施方式的激光裝置的結(jié)構(gòu)。此外，光學(xué)拾取器包括物鏡，聚集 來自半導(dǎo)體激光器的激光以輻射光學(xué)記錄介質(zhì)；以及光接收單元，接收來自光學(xué)記錄介質(zhì) 的反射光。本發(fā)明又一實(shí)施方式的光盤裝置利用激光照射光盤，以在光盤上記錄信息或者再 生記錄在光盤上的信息。光盤裝置包括上述本發(fā)明實(shí)施方式的激光裝置的結(jié)構(gòu)以及包括聚 集來自半導(dǎo)體激光器的激光以照射光學(xué)記錄介質(zhì)的物鏡和接收來自光盤的反射光的光接 收單元的光學(xué)拾取器。此外，光盤裝置包括光盤驅(qū)動(dòng)單元，旋轉(zhuǎn)光盤；光學(xué)拾取器驅(qū)動(dòng)單 元，相對(duì)于光盤移動(dòng)光學(xué)拾取器；以及信號(hào)處理單元，對(duì)來自光接收單元的光學(xué)輸出信號(hào)執(zhí) 行信號(hào)處理。根據(jù)上述本發(fā)明實(shí)施方式的激光裝置的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括控制電路，設(shè)置在放大 電路和半導(dǎo)體激光器之間，并且通過使脈沖信號(hào)的交流分量通過而去除脈沖信號(hào)的直流分 量的至少一部分來控制脈沖信號(hào)。這樣，部分或所有直流分量被去除的脈沖信號(hào)被提供給 半導(dǎo)體激光器。因此，由于從提供給半導(dǎo)體激光器的信號(hào)中減少或去除了 DC偏移，可以使 信號(hào)成為用于允許半導(dǎo)體激光器的脈沖光發(fā)射的合適的脈沖信號(hào)。因此，可以使半導(dǎo)體激 光器發(fā)射具有短脈沖的光。根據(jù)上述本發(fā)明另一實(shí)施方式的光學(xué)拾取器的結(jié)構(gòu)，由于該結(jié)構(gòu)包括上述本發(fā)明 實(shí)施方式的激光裝置的結(jié)構(gòu)，所以可以使半導(dǎo)體激光器發(fā)出具有短脈沖的光，并且可以用 短脈沖的激光來照射光學(xué)記錄介質(zhì)。根據(jù)上述本發(fā)明又一實(shí)施方式的光盤裝置的結(jié)構(gòu)，由于該結(jié)構(gòu)包括具有根據(jù)上述 本發(fā)明實(shí)施方式的激光裝置的結(jié)構(gòu)的光學(xué)拾取器，所以可以使半導(dǎo)體激光器發(fā)出具有短脈 沖的光，并且可以用短脈沖的激光來照射光學(xué)記錄介質(zhì)。根據(jù)上述本發(fā)明的實(shí)施方式，可以使半導(dǎo)體激光器發(fā)出具有短脈沖的光。因此，由 于脈寬短，所以即使在增加放大電路中的放大率以增加半導(dǎo)體激光器的發(fā)射光的強(qiáng)度時(shí)， 也可以防止半導(dǎo)體激光器的劣化。這樣，通過使用半導(dǎo)體激光器，可以配置發(fā)射光強(qiáng)度高的 小型光源。此外，根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施的光學(xué)拾取器的結(jié)構(gòu)以及根據(jù)本發(fā)明又一實(shí)施方式的
4光盤裝置的結(jié)構(gòu)，可以用短脈沖的激光輻射諸如光盤的光學(xué)記錄介質(zhì)。此外，通過半導(dǎo)體激 光器，可以配置發(fā)射光強(qiáng)度高的小型光源。這樣，可以增加諸如光盤的光學(xué)記錄介質(zhì)的容量，使得光學(xué)記錄介質(zhì)被配置為在 厚度方向上三維地記錄信息。


圖1是本發(fā)明實(shí)施方式的光學(xué)拾取器的示意性結(jié)構(gòu)圖(框圖)；圖2是本發(fā)明另一實(shí)施方式的光學(xué)拾取器的示意性結(jié)構(gòu)圖(框圖)；圖3是本發(fā)明另一實(shí)施方式的變形實(shí)例的光學(xué)拾取器的示意性結(jié)構(gòu)圖(框圖)；圖4是本發(fā)明又一實(shí)施方式的激光裝置的示意性結(jié)構(gòu)圖(框圖)；圖5是其特性被測(cè)量的激光裝置的示意性結(jié)構(gòu)圖(框圖)；圖6是示出圖5的半導(dǎo)體激光器的發(fā)光波形的實(shí)例的曲線圖；圖7是當(dāng)半導(dǎo)體激光器處于ON狀態(tài)時(shí)的等效電路的實(shí)例的示圖；圖8A和圖8B是示出用于在插入控制電路單元的結(jié)構(gòu)與沒有設(shè)置控制電路單元的 結(jié)構(gòu)之間進(jìn)行比較的觀測(cè)監(jiān)控信號(hào)的曲線圖；以及圖9是示出用于在插入控制電路單元的結(jié)構(gòu)與沒有設(shè)置控制電路單元的結(jié)構(gòu)之 間進(jìn)行比較的觀測(cè)監(jiān)控信號(hào)的曲線圖，其中，圖5的半導(dǎo)體激光器被圖7的等效電路替代。
具體實(shí)施例方式以下描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式(以下稱為實(shí)施方式)。這里，根據(jù)以下順序給出描述。1.實(shí)施方式2.另一實(shí)施方式3.變形實(shí)例4.又一實(shí)施方式5.特性的測(cè)量1.實(shí)施方式在圖1中示出了本發(fā)明實(shí)施方式的光學(xué)拾取器的示意性結(jié)構(gòu)圖(框圖)。該光學(xué)拾取器10包括信號(hào)發(fā)生電路11、RF放大器12、半導(dǎo)體激光器13、準(zhǔn)直透鏡 14、光束分離器15、物鏡16、17A和17B以及第一和第二光電檢測(cè)器18A和18B。此外，該光學(xué)拾取器10利用激光照射光盤20，以在光盤20上記錄信息或者再生記 錄在光盤20上的信息。信號(hào)發(fā)生電路11生成用于驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體激光器13的短脈沖信號(hào)Si，以使得從半導(dǎo) 體激光器13發(fā)出激光。優(yōu)選地，假設(shè)該短脈沖信號(hào)Sl是具有幾納秒(例如，1納秒)的脈沖寬度并具有 10至200MHz的重復(fù)頻率的脈沖信號(hào)。RF放大器12放大在信號(hào)發(fā)生電路11中生成的短脈沖信號(hào)Sl的幅度。例如，使放 大率為40V 50V的程度以及30dB的程度。作為該RF放大器12，例如，可以使用由R&K有限公司制造的ALM00110。
這里，對(duì)于具有負(fù)載的阻抗匹配，RF放大器12的終端的特征阻抗通常被設(shè)計(jì)為 50 Ω。作為半導(dǎo)體激光器13，使用發(fā)射具有預(yù)定波長(zhǎng)帶的激光的半導(dǎo)體激光器，以支持 (光學(xué)拾取器10對(duì)其執(zhí)行記錄和再生的)光盤20的類型。準(zhǔn)直透鏡14使從半導(dǎo)體激光器13發(fā)射的激光變?yōu)槠叫泄?。光束分離器15將來自半導(dǎo)體激光器13的激光分為朝向光盤20的光和朝向第一 光電檢測(cè)器18Α的光。物鏡16聚焦來自半導(dǎo)體激光器13的激光用來照射到光盤20上。物鏡17Α和第一光電檢測(cè)器18Α是用于監(jiān)控從半導(dǎo)體激光器13發(fā)射的光的部件。物鏡17Β和第二光電檢測(cè)器18Β是用于檢測(cè)在光盤20上反射的反射光的部件。作為第一光電檢測(cè)器18Α和第二光電檢測(cè)器18Β的每一個(gè)，可以使用包括形成有 半導(dǎo)體層的光電二極管的光接收元件。此外，該光學(xué)拾取器10包括設(shè)置在RF放大器12和半導(dǎo)體激光器13之間以控制 脈沖信號(hào)的控制電路單元21。該控制電路單元21具有與RF放大器12和半導(dǎo)體激光器13串聯(lián)連接的電容器C 以及線圈L，其中線圈L的一端連接至電容器C的半導(dǎo)體激光器13側(cè)。線圈L的另一端經(jīng) 由電阻器R連接至地電位GND。因此，線圈L的另一端具有對(duì)應(yīng)于電阻器R的電阻值的電 位。在該控制電路單元21中，通過與電容器C和線圈L連接的電路的操作，脈沖信號(hào) 的交流分量通過，而脈沖信號(hào)的直流分量的至少一部分(部分或全部)被去除。這樣，通過控制電路單元21改變被RF放大器12放大的短脈沖信號(hào)Sl的直流分 量。因此，可以減少或去除提供給半導(dǎo)體激光器13的激光器驅(qū)動(dòng)信號(hào)S2中的DC偏移。當(dāng)控制電路單元21被配置使得去除了脈沖信號(hào)的所有直流分量時(shí)，可以去除激 光器驅(qū)動(dòng)信號(hào)S2中的DC偏移，以將激光器驅(qū)動(dòng)信號(hào)S2的平均值控制為0。此外，通過控制電路單元21的電容器C的容量和線圈L的電感的值，可以改變脈 沖信號(hào)的交流分量的去除程度。例如，圖1所示的光學(xué)拾取器10如下所述進(jìn)行操作。通過信號(hào)發(fā)生電路11，例如生成短脈沖信號(hào)Si，諸如具有幾納秒(例如，1納秒) 的脈沖寬度以及具有10至200MHz的重復(fù)頻率的脈沖信號(hào)。在信號(hào)發(fā)生電路11中生成的短脈沖信號(hào)Sl被RF放大器12放大，以具有達(dá)到短 脈沖引起來自半導(dǎo)體激光器13的光發(fā)射的這種程度的幅度。被RF放大器12放大的脈沖信號(hào)Sl的部分或所有直流分量被控制電路單元21去 除，從而使得DC偏移被減少或去除。這樣，DC偏移被減少或去除的激光器驅(qū)動(dòng)信號(hào)S2被 提供給半導(dǎo)體激光器13。隨著激光器驅(qū)動(dòng)信號(hào)S2中的DC偏移被減少或去除，從半導(dǎo)體激 光器13中發(fā)射大約10皮秒的短脈沖光。從半導(dǎo)體激光器13中輸出的短脈沖光穿過準(zhǔn)直透鏡14而變?yōu)槠叫泄?，并且通過 光束分離器15部分分支出用于監(jiān)控的光，以使得剩余的光朝向光盤20前進(jìn)。穿過光束分 離器15的光被物鏡17A聚集并被第一光電檢測(cè)器18A接收用于監(jiān)控。在光束分離器15上 反射的光被物鏡16聚集用于光盤20的照射。
在光盤20上反射的反射光穿過光束分離器15，被物鏡17B聚集并被第二光電檢測(cè) 器18B接收。根據(jù)上述實(shí)施方式的光學(xué)拾取器10的結(jié)構(gòu)，由電容器C和線圈L形成的控制電路 單元21被設(shè)置在放大在信號(hào)發(fā)生電路11中生成的短脈沖信號(hào)Sl的RF放大器12與半導(dǎo) 體激光器13之間。以電容器C與RF放大器12和半導(dǎo)體激光器13串聯(lián)連接而線圈L連接 至電容器C的一端以及與地電位連接的電阻器R的方式來配置控制電路單元21。這樣，通過控制電路單元21，可以使短脈沖信號(hào)Sl的交流分量通過，而可以去除 其直流分量的部分或所有。因此，可以減少或去除提供給半導(dǎo)體激光器13的激光器驅(qū)動(dòng)信 號(hào)S2中的DC偏移。因此，激光器驅(qū)動(dòng)信號(hào)S2可以為用于允許半導(dǎo)體激光器13的短脈沖光發(fā)射的合 適的脈沖信號(hào)?？梢允拱雽?dǎo)體激光器13執(zhí)行短脈沖光發(fā)射。因此，由于脈寬短，所以即使在增加 RF放大器12中的放大率以增加半導(dǎo)體激光器13的發(fā)射光的強(qiáng)度時(shí)，也可以防止半導(dǎo)體激 光器13的劣化。這樣，通過使用半導(dǎo)體激光器13，可以配置發(fā)射光強(qiáng)度高的小型光源。此外，由于可以以這種方式配置發(fā)射光強(qiáng)度高的小型光源，所以如上所述，可以增 加光盤20的容量，使得光盤20被配置為在厚度方向上三維地記錄信息。2.另一實(shí)施方式在圖2中示出了本發(fā)明另一實(shí)施方式的光學(xué)拾取器的示意性結(jié)構(gòu)圖(框圖)。光學(xué)拾取器30設(shè)置在RF放大器12和半導(dǎo)體激光器13之間的偏壓三線開關(guān)(bias tee) 22，作為控制脈沖信號(hào)的控制電路單元。偏壓三線開關(guān)22被配置為包括與第一個(gè)描述的實(shí)施方式的控制電路單元21相同 的電容器、線圈等，可以使脈沖信號(hào)的交流分量通過，并且可以去除脈沖信號(hào)的直流分量的 至少一部分(部分或所有)。作為偏壓三線開關(guān)22，可以使用商業(yè)上可用的偏壓三線開關(guān)。此外，使用具有滿足 用于該光學(xué)拾取器30的控制電路單元的條件的規(guī)格的偏壓三線開關(guān)。由于其他結(jié)構(gòu)與第一個(gè)描述的實(shí)施方式的光學(xué)拾取器10的相似，所以提供了相 同的參考標(biāo)號(hào)和符號(hào)，并且省略了多余的描述。根據(jù)上述另一實(shí)施方式的光學(xué)拾取器30的結(jié)構(gòu)，在放大在信號(hào)發(fā)生電路11中生 成的短脈沖信號(hào)Sl的RF放大器21和半導(dǎo)體激光器13之間設(shè)置作為控制電路單元的偏壓 三線開關(guān)22。這樣，通過控制電路單元，可以使短脈沖信號(hào)Sl的交流分量通過，并且可以去除 其直流分量的部分或所有。因此，可以減少或去除提供給半導(dǎo)體激光器13的激光器驅(qū)動(dòng)信 號(hào)S2中的DC偏移。因此，激光器驅(qū)動(dòng)信號(hào)S2可以為允許半導(dǎo)體激光器13的短脈沖光發(fā)射的合適的 脈沖信號(hào)?？梢允拱雽?dǎo)體激光器13執(zhí)行短脈沖光發(fā)射。因此，由于脈寬短，所以即使在增加 RF放大器12中的放大率以增加半導(dǎo)體激光器13的發(fā)射光的強(qiáng)度時(shí)，也可以防止半導(dǎo)體激 光器13的劣化。這樣，通過使用半導(dǎo)體激光器13，可以配置發(fā)射光強(qiáng)度高的小型光源。此外，由于可以以這種方式配置發(fā)射光強(qiáng)度高的小型光源，所以如上所述，可以增
7加光盤20的容量，使得光盤20被配置為在厚度方向上三維地記錄信息。3.變形實(shí)例在圖2所示的另一實(shí)施方式中，去除DC偏移的控制電路單元(偏壓三線開關(guān)22) 經(jīng)由電阻器R連接至地電位GND。另一方面，作為變形實(shí)例，在圖3中示出了光學(xué)拾取器的示意性結(jié)構(gòu)圖(框圖)。在圖3所示的光學(xué)拾取器31中，代替圖2所示另一實(shí)施方式的光學(xué)拾取器30的 結(jié)構(gòu)(其中，控制電路單元(偏壓三線開關(guān)22)連接至地電位GND)，控制電路單元耦接至作 為直流電源單元的DC電源23。通過該結(jié)構(gòu)，利用DC電源23，可以從外部向控制電路單元(偏壓三線開關(guān)22)施 加直流偏壓。此外，通過將控制電路單元耦接至DC電源23，可以根據(jù)從DC電源23施加的電壓 來設(shè)置由控制電路單元所控制的激光器驅(qū)動(dòng)信號(hào)S2的平均值的水平。例如，當(dāng)假設(shè)DC電源23為可變電源時(shí)，還可以以任意值來控制激光器驅(qū)動(dòng)信號(hào)S2 的平均值的水平。這樣，可以進(jìn)一步增加將被提供給半導(dǎo)體激光器13的激光器驅(qū)動(dòng)信號(hào)S2的峰值 電壓。因此，即使在激光器驅(qū)動(dòng)信號(hào)S2的幅度減小時(shí)，也可以使半導(dǎo)體激光器13發(fā)光。然而，當(dāng)激光器驅(qū)動(dòng)信號(hào)S2的平均值的水平超過發(fā)生正常發(fā)光的水平時(shí)，半導(dǎo)體 激光器13通常發(fā)光，而半導(dǎo)體激光器13的發(fā)光效率降低。為了解決該問題，控制激光器驅(qū) 動(dòng)信號(hào)S2的平均值的水平以不超過半導(dǎo)體激光器13發(fā)光的水平。圖3示出了另一實(shí)施方式的DC電源連接至控制電路單元(偏壓三線開關(guān)22)的結(jié)構(gòu)。類似地，該結(jié)構(gòu)可以為使得DC電源連接至第一個(gè)描述的實(shí)施方式的控制電路單 元(電容器C和線圈L)。在上述每一個(gè)實(shí)施方式中，結(jié)構(gòu)均為使得利用來自半導(dǎo)體激光器的激光照射光盤。在本發(fā)明的實(shí)施方式中，利用激光照射的光學(xué)記錄介質(zhì)不限于盤狀光盤，而是可 以為另一種形狀的光學(xué)記錄介質(zhì)，諸如卡狀光學(xué)記錄介質(zhì)，只要該光學(xué)記錄介質(zhì)利用光記 錄和再生信息即可。在上述每一個(gè)實(shí)施方式中，來自光盤20的反射光都被光電檢測(cè)器接收。在本發(fā)明 的實(shí)施方式中，接收來自諸如光盤的光學(xué)記錄介質(zhì)的反射光的光接收單元不限于光電檢測(cè) 器，而是可以將另一種結(jié)構(gòu)的光接收元件用作光接收單元。此外，在本發(fā)明的實(shí)施方式中，放大脈沖信號(hào)的放大電路不限于上述每個(gè)實(shí)施方 式的RF放大器12，而是可以使用另一種結(jié)構(gòu)的放大電路。通過使用上述每個(gè)實(shí)施方式和變形實(shí)例的光學(xué)拾取器10、30和31，可以配置向/ 從光盤20記錄/再生信息的光盤裝置。光盤裝置的具體實(shí)例包括各種電子產(chǎn)品(諸如個(gè)人計(jì)算機(jī)、錄像帶記錄器或攝像 機(jī))中的集成光盤驅(qū)動(dòng)器和獨(dú)立的光盤驅(qū)動(dòng)器。除光學(xué)拾取器之外，光盤裝置被配置為包括光盤驅(qū)動(dòng)單元，旋轉(zhuǎn)光盤；光學(xué)拾取 器驅(qū)動(dòng)單元，相對(duì)于光盤移動(dòng)光學(xué)拾取器；信號(hào)處理單元，對(duì)來自光電檢測(cè)器等的光學(xué)輸出信號(hào)執(zhí)行信號(hào)處理以及其他。光盤驅(qū)動(dòng)單元的實(shí)例為主軸電機(jī)。光學(xué)拾取器驅(qū)動(dòng)單元的實(shí)例為線程電機(jī) (thread motor)。4.又一實(shí)施方式在圖4中示出了本發(fā)明又一實(shí)施方式的激光裝置的示意性結(jié)構(gòu)圖(框圖)。圖4所示的激光裝置適合應(yīng)用于激光治療裝置或激光處理裝置。該激光裝置40利用激光照射治療或處理對(duì)象41，其中，該激光從半導(dǎo)體激光器13 發(fā)射并通過準(zhǔn)直透鏡14變?yōu)槠叫泄?。在該激光裝置40中，由于不產(chǎn)生來自對(duì)象的反射光，所以僅設(shè)置了監(jiān)控物鏡17和 光電檢測(cè)器18。其他結(jié)構(gòu)類似于第一描述的實(shí)施方式的光學(xué)拾取器10。根據(jù)上述又一實(shí)施方式的激光裝置40的結(jié)構(gòu)，在放大在信號(hào)發(fā)生電路11中生成 的短脈沖信號(hào)Sl的RF放大器12和半導(dǎo)體激光器13之間設(shè)置具有類似于第一描述的實(shí)施 方式的光學(xué)拾取器10的結(jié)構(gòu)的控制電路單元21。這樣，通過控制電路單元21，可以使短脈沖信號(hào)Sl的交流分量通過，并且可以去 除其直流分量的部分或所有。因此，可以減少或去除提供給半導(dǎo)體激光器13的激光器驅(qū)動(dòng) 信號(hào)S2中的DC偏移。因此，通過被設(shè)為合適的脈沖信號(hào)的激光器驅(qū)動(dòng)信號(hào)S2，可以使得半導(dǎo)體激光器 13執(zhí)行短脈沖光發(fā)射?？梢允拱雽?dǎo)體激光器13執(zhí)行短脈沖光發(fā)射。因此，由于脈寬短，所以即使在增加 RF放大器12的放大率以增加半導(dǎo)體激光器13的發(fā)射光的強(qiáng)度時(shí)，也可以防止半導(dǎo)體激光 器13的劣化。此外，由于脈寬短，所以只有治療或處理對(duì)象41的一部分被激光照射，并且其周 圍可以被加熱。因此，可以以對(duì)治療或處理對(duì)象41以很小的損傷執(zhí)行治療或處理。這里，還可以向圖4所示的激光裝置40的結(jié)構(gòu)應(yīng)用如圖2或圖3所示的由偏壓三 線開關(guān)22實(shí)現(xiàn)的控制電路單元或者提供從DC電源外部提供給控制電路單元的直流電壓。5.特性的測(cè)量接下來描述通過制造本發(fā)明實(shí)施方式的結(jié)構(gòu)的激光裝置并研究激光器驅(qū)動(dòng)信號(hào) 的狀態(tài)和從半導(dǎo)體激光器發(fā)射的光的狀態(tài)所獲得的結(jié)果。在圖5中示出了所制造激光裝置的示意性結(jié)構(gòu)圖(框圖)。在圖5所示的激光裝置中，與圖1的光學(xué)拾取器10相比結(jié)構(gòu)的不同之處如下。在準(zhǔn)直透鏡14的后級(jí)設(shè)置物鏡43和光電檢測(cè)器44。此外，在控制電路單元21和 半導(dǎo)體激光器13之間設(shè)置攔截三線開關(guān)(pickoff tee) 42，并且將示波器45設(shè)置為連接至 在該攔截三線開關(guān)42分支的線。攔截三線開關(guān)42提取一部分激光器驅(qū)動(dòng)信號(hào)S2 (-20dB的輸出)，并將所提取的信 號(hào)作為監(jiān)控信號(hào)S4。通過光電檢測(cè)器44，接收并檢測(cè)光，并且該光被轉(zhuǎn)換為用于作為光學(xué)輸出信號(hào)S3 輸出的電信號(hào)。此外，示波器45被提供有由光電檢測(cè)器44所檢測(cè)的輸出信號(hào)S3、由截取三線開關(guān)42所提取的監(jiān)控信號(hào)S4以及來自信號(hào)發(fā)生電路11的標(biāo)記信號(hào)S5。標(biāo)記信號(hào)S5與短脈沖 信號(hào)Sl同步，并且被用作示波器45中波形觀測(cè)時(shí)的觸發(fā)信號(hào)。這里，在圖5的激光裝置中，研究了半導(dǎo)體激光器13的發(fā)光波形。在圖6中示出 了所獲得的發(fā)光波形的實(shí)例。在圖6中，縱軸表示光學(xué)輸出(W)，橫軸表示時(shí)間(ns:納秒)。從圖6中可以看出，半導(dǎo)體激光器13發(fā)射具有等于或小于0. 02ns的極短脈寬的 短脈沖的光。此外，通過使用無源元件(S卩，電阻器和電容器)，可以將半導(dǎo)體激光器處于ON狀 態(tài)時(shí)的等效電路表示為如圖7所示。在圖7中，通過實(shí)例的方式，示出了在使用由Sony公司制造的藍(lán)紫色激光二極管 (SLD-3233)時(shí)電阻和電容的數(shù)值。如圖7所示，電阻值為15 Ω的第一電阻器Rl和電容為15pF的第一電容器Cl彼 此并聯(lián)。電阻值為3. 3 Ω的第二電阻器R2與這些部件串聯(lián)連接。此外，電容為IpF的第二 電容器C2與這些部件并聯(lián)連接。這里，當(dāng)半導(dǎo)體激光器處于OFF狀態(tài)時(shí)，第一電阻器Rl的電阻值增加到幾kQ，從 而整個(gè)半導(dǎo)體激光器的阻抗也相應(yīng)增加。S卩，半導(dǎo)體激光器的阻抗根據(jù)半導(dǎo)體激光器處于ON狀態(tài)或OFF狀態(tài)而改變。對(duì)于圖5所示的激光裝置，利用示波器45觀測(cè)監(jiān)控信號(hào)S4。此外，為了比較，還在圖5所示激光裝置的RF放大器12和半導(dǎo)體激光器13直接 彼此連接而沒有設(shè)置控制電路單元21時(shí)，類似地利用示波器45觀測(cè)了監(jiān)控信號(hào)S4。在任一結(jié)構(gòu)中，短脈沖信號(hào)Sl都被設(shè)置為具有200MHz的重復(fù)頻率和0. 5ns的脈 寬。此外，觀測(cè)了在生成使半導(dǎo)體激光器13不發(fā)光的小幅度短脈沖信號(hào)Sl時(shí)以及在生成 使半導(dǎo)體激光器13發(fā)光的大幅度短脈沖信號(hào)Sl時(shí)監(jiān)控信號(hào)S4。作為觀測(cè)結(jié)果，為了比較，在圖8A和圖8B中示出了其中插入控制電路單元(偏移 去除電路)21的結(jié)構(gòu)中的觀測(cè)的監(jiān)控信號(hào)S4以及在其中RF放大器12和半導(dǎo)體激光器13 彼此直接連接而沒有控制電路單元21的結(jié)構(gòu)中的觀測(cè)的監(jiān)控信號(hào)S4。圖8A示出了短脈沖 信號(hào)Sl的幅度小的情況，以及圖8B示出了短脈沖信號(hào)Sl的幅度大的情況。這里，在圖8A和圖8B中，縱軸表示被轉(zhuǎn)換為激光器驅(qū)動(dòng)信號(hào)S2的電壓的觀測(cè)監(jiān) 控信號(hào)S4。此外，監(jiān)控信號(hào)S4不僅包括激光器驅(qū)動(dòng)信號(hào)S2，而且還包括在半導(dǎo)體激光器13 上反射的脈沖，并且激光器驅(qū)動(dòng)信號(hào)S2對(duì)應(yīng)于2. 5ns和7. 5ns附近的峰值。參照?qǐng)D8A，當(dāng)短脈沖信號(hào)Sl的幅度較小且半導(dǎo)體激光器13處于不發(fā)射短脈沖光 的狀態(tài)時(shí)，在兩個(gè)結(jié)構(gòu)的激光器驅(qū)動(dòng)信號(hào)S2的平均值中均沒有發(fā)生偏移。參照?qǐng)D8B，當(dāng)短脈沖信號(hào)Sl的幅度增加時(shí)，在其中插入有控制電路單元(偏移去 除電路)21的結(jié)構(gòu)中，在激光器驅(qū)動(dòng)信號(hào)S2的平均值中沒有發(fā)生偏移，因此，半導(dǎo)體激光器 13發(fā)射短脈沖光。相反，在其中RF放大器12和半導(dǎo)體激光器13彼此直接連接的結(jié)構(gòu)中，在激光器 驅(qū)動(dòng)信號(hào)S2的平均值中發(fā)生偏移到達(dá)負(fù)電壓側(cè)，并且峰值電壓減小到大約5V，因此，半導(dǎo) 體激光器13不發(fā)射短脈沖光。更糟糕的是，由于施加給半導(dǎo)體激光器的逆電壓(counter voltage)增加，從而可能劣化半導(dǎo)體激光器。另一方面，利用由圖7所示半導(dǎo)體激光器的等效電路所替換的圖5所示半導(dǎo)體激
10光器13可以類似地觀測(cè)監(jiān)控信號(hào)。在圖9中示出了以類似于圖8A和圖8B的方式所觀測(cè)的監(jiān)控信號(hào)。參照?qǐng)D9，作為上述無脈沖發(fā)光的狀態(tài)(參照?qǐng)D8A)，在其中插入有控制電路單元 (偏移去除電路)21的結(jié)構(gòu)和在其中沒有插入控制電路單元21的結(jié)構(gòu)中，在激光器驅(qū)動(dòng)信 號(hào)S2的平均值中均沒有發(fā)生偏移。根據(jù)上述結(jié)果，可以發(fā)現(xiàn)，由于阻抗在半導(dǎo)體激光器的短脈沖發(fā)光時(shí)急劇改變，所 以在激光器驅(qū)動(dòng)信號(hào)的平均值中發(fā)生偏移。這里，在本發(fā)明實(shí)施方式的激光裝置中，當(dāng)在半導(dǎo)體激光器上反射的脈沖造成如 圖8A、圖8B和圖9所示的問題時(shí)，在信號(hào)發(fā)生電路和半導(dǎo)體激光器之間的適當(dāng)位置設(shè)置衰 減器。通過設(shè)置衰減器，短脈沖信號(hào)也被衰減器所衰減?？紤]到衰減，增加由信號(hào)發(fā)生電路 所生成的脈沖信號(hào)的幅度，或者增加諸如RF放大器的放大電路的放大因子。本申請(qǐng)包含于2010年2月10日向日本專利局提交的日本優(yōu)先專利申請(qǐng)JP 2010-027362的主題，其全部?jī)?nèi)容結(jié)合于此作為參考。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，根據(jù)設(shè)計(jì)要求和其他因素，可以進(jìn)行各種修改、組 合、再組合和改變，它們均在所附權(quán)利要求或其等同替換的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種激光裝置，包括 半導(dǎo)體激光器；信號(hào)發(fā)生電路，生成用于驅(qū)動(dòng)所述半導(dǎo)體激光器的脈沖信號(hào)； 放大電路，放大所述脈沖信號(hào)；以及控制電路單元，設(shè)置在所述放大電路和所述半導(dǎo)體激光器之間，并通過使所述脈沖信 號(hào)的交流分量通過而去除所述脈沖信號(hào)的直流分量的至少一部分來控制所述脈沖信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光裝置，其中，所述控制電路單元包括與所述放大電路和 所述半導(dǎo)體激光器串聯(lián)連接的電容器以及連接至所述電容器的一端的線圈。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光裝置，還包括直流電源單元，從所述控制電路單元的外 部向所述控制電路單元施加直流電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的激光裝置，其中，在所述控制電路單元中，去除所述脈沖信號(hào) 的所有直流分量，將所述脈沖信號(hào)的平均值控制為0。
5.一種光學(xué)拾取器，利用激光照射光學(xué)記錄介質(zhì)，以在所述光學(xué)記錄介質(zhì)上記錄信息 或者再生記錄在所述光學(xué)記錄介質(zhì)上的信息，所述光學(xué)拾取器包括半導(dǎo)體激光器；信號(hào)發(fā)生電路，生成用于驅(qū)動(dòng)所述半導(dǎo)體激光器的脈沖信號(hào)； 放大電路，放大所述脈沖信號(hào)；控制電路單元，設(shè)置在所述放大電路和所述半導(dǎo)體激光器之間，通過使所述脈沖信號(hào) 的交流分量通過而去除所述脈沖信號(hào)的直流分量的至少一部分來控制所述脈沖信號(hào)； 物鏡，聚集來自所述半導(dǎo)體激光器的激光以照射所述光學(xué)記錄介質(zhì)；以及 光接收單元，接收來自所述光學(xué)記錄介質(zhì)的反射光。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的光學(xué)拾取器，其中，所述光學(xué)記錄介質(zhì)為光盤。
7.—種光盤裝置，利用激光照射光盤，以在所述光盤上記錄信息或者再生記錄在所述 光盤上的信息，所述光盤裝置包括光學(xué)拾取器，所述光學(xué)拾取器包括半導(dǎo)體激光器；信號(hào)發(fā)生電路，生成用于驅(qū)動(dòng)所述 半導(dǎo)體激光器的脈沖信號(hào)；放大電路，放大所述脈沖信號(hào)；控制電路單元，設(shè)置在所述放大 電路和所述半導(dǎo)體激光器之間，通過使所述脈沖信號(hào)的交流分量通過而去除所述脈沖信號(hào) 的直流分量的至少一部分來控制所述脈沖信號(hào)；物鏡，聚集來自所述半導(dǎo)體激光器的激光 以照射所述光學(xué)記錄介質(zhì)；以及光接收單元，接收來自所述光盤的反射光； 光盤驅(qū)動(dòng)單元，旋轉(zhuǎn)所述光盤；光學(xué)拾取器驅(qū)動(dòng)單元，相對(duì)于所述光盤移動(dòng)所述光學(xué)拾取器；以及 信號(hào)處理單元，對(duì)來自所述光接收單元的光學(xué)輸出信號(hào)執(zhí)行信號(hào)處理。
全文摘要
本發(fā)明涉及激光裝置、光學(xué)拾取器以及光盤裝置。一種激光裝置，包括半導(dǎo)體激光器；信號(hào)發(fā)生電路，生成用于驅(qū)動(dòng)半導(dǎo)體激光器的脈沖信號(hào)；放大電路，放大脈沖信號(hào)；以及控制電路單元，設(shè)置在所述放大電路和所述半導(dǎo)體激光器之間，并通過使所述脈沖信號(hào)的交流分量通過而去除所述脈沖信號(hào)的直流分量的至少一部分來控制所述脈沖信號(hào)。
文檔編號(hào)H01S5/042GK102148474SQ201110034199
公開日2011年8月10日 申請(qǐng)日期2011年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月10日
發(fā)明者丸山務(wù), 藤田五郎 申請(qǐng)人:索尼公司