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半導体レーザの駆動システムおよび半導体レーザの駆動方法ならびに光ディスク装置およびそれに用いる帰還回路 外国出願あり

国内特許コード P150012245
整理番号 2005-023JP
掲載日 2015年9月1日
出願番号 特願2007-533330
登録番号 特許第5028628号
出願日 平成18年8月31日(2006.8.31)
登録日 平成24年7月6日(2012.7.6)
国際出願番号 JP2006317228
国際公開番号 WO2007026826
国際出願日 平成18年8月31日(2006.8.31)
国際公開日 平成19年3月8日(2007.3.8)
優先権データ
  • 特願2005-255109 (2005.9.2) JP
  • 特願2006-063168 (2006.3.8) JP
発明者
  • 山田 実
出願人
  • 国立大学法人金沢大学
発明の名称 半導体レーザの駆動システムおよび半導体レーザの駆動方法ならびに光ディスク装置およびそれに用いる帰還回路 外国出願あり
発明の概要 内部雑音および戻り光雑音の双方を同時に低減し得る、低価格かつ低消費電力な半導体レーザの駆動システムおよび半導体レーザの駆動方法を提供する。
半導体レーザ2から出射したレーザ光9の照射対象物からの戻り光9eが半導体レーザ2に入射するように構成された光ピックアップの半導体レーザの駆動システムは、半導体レーザ2を駆動する駆動回路3と、半導体レーザ2から出射したレーザ光9を分岐したレーザ光9bの光強度を検出して電気信号に変換する光検出器6と、駆動回路3および光検出器6の間に設けられた増幅回路7およびフィルタ回路8より成り、前記電気信号の周波数が信号として利用する周波数帯域内である場合に駆動回路3に負帰還を掛けて戻り光雑音を低減し、前記電気信号の周波数が信号として利用する周波数帯域外である場合に駆動回路3に正帰還を掛けて内部雑音を低減する帰還回路とを具備して成る。
従来技術、競合技術の概要


半導体レーザは、光ディスク装置や光ファイバ通信装置等の光学デバイスの光源として利用されている。しかし、半導体レーザから出力されるレーザ光が光ディスクや光ファイバ端面等の照射対象物で反射して、その戻り光が半導体レーザに再入射した場合には、戻り光雑音と呼ばれる過剰な雑音を発生する。
そのような戻り光雑音の対策としては、既に広く実用化されている半導体レーザである「近赤外光半導体レーザ」では、半導体レーザの駆動回路において駆動電流に数百MHz~数GHzの高周波電流を重畳することにより戻り光雑音を低減する高周波重畳法(例えば非特許文献1参照)や、自励振動レーザの自励振動現象を用いて戻り光雑音を低減する方法(例えば非特許文献2参照)が確立されている。



しかし、高密度のデータ記録が期待されている「青紫色半導体レーザ」では、戻り光雑音を低減することは当然必要であるが、半導体レーザの本質的な雑音である量子雑音の雑音レベルが近赤外光半導体レーザの場合よりも高くなるため、半導体レーザの内部雑音を量子雑音レベルよりも十分小さくなるまで低減することがより重要な課題になる。



半導体レーザの内部雑音を低減する方法としては、半導体レーザから出射したレーザ光の光強度に応じた負帰還を半導体レーザの駆動回路に掛けることにより半導体レーザの内部雑音を低減する方法(例えば非特許文献3参照)を本願の発明者らが提案済みである。この方法は、近赤外光半導体レーザ等の注入型半導体レーザに適用した場合に、所定の内部雑音低減効果を得ることができる。



【非特許文献1】
A.Arimoto, M.Ojima, N.Chinone, A.Oishi, T.Gotoh, and N.Ohnuki:" Optimum conditions for the high frequency noise reduction method in optical videodisc players", Appl. Opt., vol.25, no.9, pp.1398-1403, 1986
【非特許文献2】
M.Yamada:"Theoretical analysis of noise reduction effect in semiconductor lasers with help of self-sustained pulsation phenomena", J.Appl.Phys., vol.79, no.1, pp.61-71, 1996
【非特許文献3】
M.Yamada, N.Nakaya, M.Funaki:"Characteristics of Mode-Hopping Noise and Its Suppression with the Help of Electric Negative Feedback in Semiconductor Lesers", IEEE JOURNAL OF QUANTUM ELECTRONICS, QE-23,No.8, pp.1297-1302, AUG. 1987

産業上の利用分野


本発明は、半導体レーザから出射したレーザ光の照射対象物からの戻り光が前記半導体レーザに入射するように構成された光学系を有する光学デバイスにおける、半導体レーザの駆動システムおよび半導体レーザの駆動方法ならびに光ディスク装置およびそれに用いる帰還回路に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
半導体レーザから出射したレーザ光の照射対象物からの戻り光が前記半導体レーザに入射するように構成された光学系を有する光学デバイスにおける半導体レーザの駆動システムであって、
前記半導体レーザを駆動する駆動回路と、
前記半導体レーザから出射したレーザ光の光強度を検出して電気信号に変換する光検出器と、
前記駆動回路および前記光検出器の間に設けられ、前記電気信号の周波数が信号として利用する周波数帯域内であるか否かに応じて、前記駆動回路に負帰還および正帰還を選択的に掛ける帰還回路とを具備して成ることを特徴とする半導体レーザの駆動システム。

【請求項2】
前記帰還回路を増幅回路およびフィルタ回路により構成し、前記電気信号の周波数が信号として利用する周波数帯域内である場合は前記半導体レーザの駆動回路に負帰還を掛けるとともに前記電気信号の周波数が信号として利用する周波数帯域外である場合は前記半導体レーザの駆動回路に正帰還を掛けるように、前記増幅回路の増幅率および前記フィルタ回路の位相特性を設定するようにしたことを特徴とする請求項1記載の半導体レーザの駆動システム。

【請求項3】
前記半導体レーザは青紫色半導体レーザであることを特徴とする請求項1または2記載の半導体レーザの駆動システム。

【請求項4】
半導体レーザから出射したレーザ光の照射対象物からの戻り光が前記半導体レーザに入射するように構成された光学系を有する光学デバイスにおける半導体レーザの駆動方法であって、
前記半導体レーザから出射したレーザ光の光強度を検出して電気信号に変換し、
該電気信号の周波数が信号として利用する周波数帯域内であるか否かに応じて、前記半導体レーザの駆動回路に負帰還および正帰還を選択的に掛けることを特徴とする半導体レーザの駆動方法。

【請求項5】
前記電気信号の周波数が信号として利用する周波数帯域内である場合は前記半導体レーザの駆動回路に負帰還を掛けるとともに前記電気信号の周波数が信号として利用する周波数帯域外である場合は前記半導体レーザの駆動回路に正帰還を掛けることを特徴とする請求項4記載の半導体レーザの駆動方法。

【請求項6】
前記半導体レーザは青紫色半導体レーザであることを特徴とする請求項4または5記載の半導体レーザの駆動方法。

【請求項7】
半導体レーザから出射したレーザ光の照射対象物からの戻り光が前記半導体レーザに入射するように構成された光学系を有する光ディスク装置であって、
前記半導体レーザを駆動する駆動回路と、
前記半導体レーザから出射したレーザ光の光強度を検出して電気信号に変換する光検出器と、
前記駆動回路および前記光検出器の間に設けられ、前記電気信号の周波数が信号として利用する周波数帯域内であるか否かに応じて、前記駆動回路に負帰還および正帰還を選択的に掛ける帰還回路とを具備して成ることを特徴とする光ディスク装置。

【請求項8】
増幅回路およびフィルタ回路により構成され、前記電気信号の周波数が信号として利用する周波数帯域内である場合は前記半導体レーザの駆動回路に負帰還を掛けるとともに前記電気信号の周波数が信号として利用する周波数帯域外である場合は前記半導体レーザの駆動回路に正帰還を掛けるように、前記増幅回路の増幅率および前記フィルタ回路の位相特性が設定されるようにしたことを特徴とする請求項7記載の光ディスク装置に用いる帰還回路。
国際特許分類(IPC)
Fターム
出願権利状態 登録
(有)金沢大学ティ・エル・オーは、金沢大学の研究者の出願特許を産業界へ技術移転することを主目的として、金沢大学の教官の出資により設立された技術移転機関です。
ご興味のある方は、下記「問合せ先」へ整理番号と共にご連絡願います。
なお、既に活用のお申し込み・お打合わせ等の段階に入っている場合もございますので、予めご承知おきください。


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