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JP2593215B2 - Semiconductor laser driving method - Google Patents
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JP2593215B2 - Semiconductor laser driving method - Google Patents

Semiconductor laser driving method

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JP2593215B2
JP2593215B2 JP1013280A JP1328089A JP2593215B2 JP 2593215 B2 JP2593215 B2 JP 2593215B2 JP 1013280 A JP1013280 A JP 1013280A JP 1328089 A JP1328089 A JP 1328089A JP 2593215 B2 JP2593215 B2 JP 2593215B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、半導体レーザの駆動方法に関し、とりわけ
雑音の低減に関する。
Description: FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a method for driving a semiconductor laser, and more particularly to noise reduction.

[従来の技術] 従来、光ビデオディスク等から、光学的に情報を再生
する情報再生装置に、半導体レーザを光源として用いる
と、光ディスクからの戻り光により半導体レーザの出力
光に戻り光誘起雑音がのり、情報の再生に支障があるこ
とが知られている。また、光通信等の分野においても、
光ファイバ端等光学部品からの反射光が半導体レーザに
戻り、戻り光誘起雑音が発生し問題となっている。
[Prior art] Conventionally, when a semiconductor laser is used as a light source in an information reproducing apparatus that optically reproduces information from an optical video disk or the like, return light from the optical disk returns to the output light of the semiconductor laser and light-induced noise is generated. It is known that there is an obstacle to the reproduction of information. In the field of optical communication, etc.,
The reflected light from the optical components such as the end of the optical fiber returns to the semiconductor laser, and the return light-induced noise is generated, which is a problem.

それらの対策として、特公昭59-9086号に示されるが
如く、半導体レーザが多重縦モード発振するように、直
流電流に高周波の電流を重畳し雑音を低減する方法が提
案されている。
As a countermeasure, a method has been proposed in which a high-frequency current is superimposed on a DC current to reduce noise so that a semiconductor laser oscillates in multiple longitudinal modes, as shown in JP-B-59-9086.

また、光通信の分野では、戻り光誘起雑音以外に、多
モード光ファイバの受光端でのモード間の伝搬定数の違
いにより生じるスペックル・パターン雑音も問題となっ
ている。その対策として、特公昭61-24837号に示される
が如く、半導体レーザの電極を複数個に分割し、そのう
ちのいくつかに高周波の電圧を印加し、半導体レーザを
多重縦モード発振させる方法が提案されている。
In addition, in the field of optical communication, speckle pattern noise caused by a difference in propagation constant between modes at a light receiving end of a multimode optical fiber has become a problem in addition to return light induced noise. As a countermeasure, as shown in JP-B-61-24837, a method has been proposed in which the semiconductor laser electrode is divided into a plurality of parts, and a high-frequency voltage is applied to some of them to oscillate the semiconductor laser in multiple longitudinal modes. Have been.

[発明が解決しようとしている課題] ところで、前記の特公昭59-9086号に示されるが、雑
音の低減効果は、高周波電流が半導体レーザの発振しき
い値を深く切るように、高周波電流振巾を大きくし、半
導体レーザをパルス発光させた時に、十分な雑音低減効
果がある。そのため、前記の特公昭59-9086号のような
再生のみを行なう装置の場合には、平均光パワーが低く
て一定であればよいので問題はないが、情報の消去、記
録、伝送といった変調が必要な情報記録再生装置や光通
信装置においては次のような問題がある。これらの装置
においては、良好な信号対雑音比を得るのに変調時の消
光比が大きいことが要求されるため、高い光パワーが必
要である。ところが、レーザに高出力時にもしきい値を
深く切るような高周波電流を加えるには、逆に高周波電
流による尖頭光出力が、レーザの最大定格を越えないよ
うにする制約がある。従って、情報に応じて変調され
た、消去、記録、伝送信号の交流成分(通常、矩形波状
である)電流のレベルは、しきい値電流と最大定格電流
の中点以下にしなければならず、消去、記録に必要な高
い光出力、必要な変調の消光比が得られないという問題
がある。
[Problems to be Solved by the Invention] As shown in Japanese Patent Publication No. 59-9086, the effect of noise reduction is such that the high-frequency current amplitude is reduced so that the high-frequency current cuts the oscillation threshold of the semiconductor laser deeply. And when the semiconductor laser is pulsed, there is a sufficient noise reduction effect. Therefore, in the case of an apparatus that performs only reproduction, such as the above-mentioned Japanese Patent Publication No. 59-9086, there is no problem as long as the average light power is low and constant, but there is no problem. Necessary information recording / reproducing devices and optical communication devices have the following problems. In these devices, a high extinction ratio during modulation is required to obtain a good signal-to-noise ratio, and thus high optical power is required. However, in order to apply a high-frequency current that cuts the threshold value deeply to the laser even at a high output, there is a restriction that the peak light output by the high-frequency current does not exceed the maximum rating of the laser. Therefore, the level of the AC component (usually a rectangular wave) of the erasing, recording, and transmission signals modulated according to the information must be equal to or lower than the midpoint between the threshold current and the maximum rated current. There is a problem that a high optical output required for erasing and recording and an extinction ratio of a required modulation cannot be obtained.

そのため、特開昭62-119743号、実開昭62-142721号に
示されるように、消去又は記録等の高出力レベルでは、
高周波電流の重畳をやめ、高い光出力を確保するという
方法が提案されている。しかし、そのために、消去、記
録時といった高出力レベルでの戻り光誘起雑音の低減が
十分でなく、信頼性に問題があった。特に、記録媒体が
色素系媒体のように、光のエネルギー又はパワーに対す
る変化がゆるやかで、しきい値がはっきりしない媒体の
場合、戻り光誘起雑音により消去又は記録されたビット
の品質が劣悪なものになる。また、媒体が光カードや光
テープといった形態で、光ヘッドと媒体の相対速度が小
さい場合、オートフォーカスやオートトラッキングとい
ったサーボ帯域と情報信号帯域が非常に近接あるいは重
なっているため、消去、記録といった変調時には、情報
信号のサーボ信号へのクロストークが大きい。従って、
雑音が、情報信号ばかりでなく、サーボ信号の雑音とも
なる。情報信号の場合、特にデジタル変調の場合は誤り
訂正符号の付与等により、雑音による影響を、情報の容
量や転送速度を犠牲にしてある程度対応可能であるが、
オートフォーカスや、オートトラッキングといったサー
ボは雑音に対処できない上、それらのエラーはシステム
にとっては重大なエラーとなってしまうという問題点を
有している。
Therefore, as shown in JP-A-62-119743 and JP-A-62-142721, at a high output level such as erasing or recording,
A method has been proposed in which superposition of a high-frequency current is stopped to ensure a high optical output. However, for this reason, return light-induced noise at a high output level such as erasing or recording is not sufficiently reduced, and there is a problem in reliability. In particular, when the recording medium is a medium in which the change in light energy or power is slow and the threshold is not clear, such as a dye medium, the quality of bits erased or recorded due to return light-induced noise is poor. become. Also, when the medium is in the form of an optical card or optical tape and the relative speed between the optical head and the medium is low, the servo band for auto focus and auto tracking and the information signal band are very close to or overlap with each other. At the time of modulation, the crosstalk of the information signal to the servo signal is large. Therefore,
The noise is not only the information signal but also the servo signal. In the case of an information signal, particularly in the case of digital modulation, by applying an error correction code or the like, it is possible to cope with the influence of noise to some extent at the expense of information capacity and transfer speed.
Servo such as auto focus and auto tracking cannot deal with noise, and these errors are serious errors for the system.

また、光通信における前記特公昭61-24837号に示され
る方法においても、半導体レーザの電極を分割しただけ
では、高周波電流による情報信号帯域での平均光出力の
低下はまぬかれず、消光比の低下、信号対雑音比の低
下、エラーの増大を避けることはできないし、光学的情
報記録再生装置への適用は難しい。
Also, in the method disclosed in the above-mentioned Japanese Patent Publication No. 61-24837 in optical communication, simply dividing the electrodes of the semiconductor laser does not prevent the average optical output in the information signal band from being reduced due to the high-frequency current, and reduces the extinction ratio. A decrease, a decrease in signal-to-noise ratio, and an increase in error cannot be avoided, and application to an optical information recording / reproducing apparatus is difficult.

[課題を解決するための手段] 本発明は、上記の従来例の問題に鑑み、光出力の低下
を解決し、良好な情報の消去、記録といった変調を行な
うことができる上に、十分な雑音低減効果が得られ、し
かも簡便な方法であり、安定で信頼性の高い、安価なレ
ーザ駆動方法を提供することを目的とする。
[Means for Solving the Problems] In view of the problems of the conventional example described above, the present invention can solve the problem of a decrease in light output, perform good modulation such as erasing and recording of information, and have sufficient noise. It is an object of the present invention to provide a stable, reliable, and inexpensive laser driving method that can achieve a reduction effect and is a simple method.

本発明は、光源としての半導体レーザが、複数の電流
注入領域を有し、少なくとも2つの注入領域の各々に、
ほぼ同一の周波数で位相がほぼ反転した交流成分を含む
電流を注入し、変調に応じて、一方の位相の持つ少なく
とも一つの交流成分の大きさを切替えることを特徴とし
ている。
According to the present invention, a semiconductor laser as a light source has a plurality of current injection regions, and each of at least two injection regions has:
It is characterized in that a current containing an AC component whose phase is substantially inverted at substantially the same frequency is injected, and the magnitude of at least one AC component of one phase is switched according to modulation.

[実施例] 以下、図面を用いて、本発明の半導体レーザ駆動方法
における具体的な実施例について詳細に説明する。
Example Hereinafter, a specific example of the semiconductor laser driving method of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第2図は、光学的情報記録再生装置の光ヘッド部の構
成に関する説明図であり、光カードの実施例である。以
下第2図について説明するが、同業者によれば公知の部
分は簡便な説明にとどめる。
FIG. 2 is an explanatory diagram relating to the configuration of an optical head unit of the optical information recording / reproducing apparatus, and is an embodiment of an optical card. Although FIG. 2 will be described below, those skilled in the art will only give a brief description of known parts.

本発明による複数の電流注入領域を有する半導体レー
ザ2からの発散光は、コリメーターレンズ3により平行
光に変換され、ビーム整形プリズム4により、光軸に対
してほぼ対称な光量分布を持つ、略真円状の平行光に整
形される。回折格子51により3本の平行光に分けられ、
無偏光ビームスプリッタ6を透過した光は、折り曲げミ
ラー7により、略直交に曲げられ、対物レンズ8によ
り、光カード1上のトラッキングトラック9とそれには
さまれた記録領域に、スポットS1,S2,S3を結像する。光
カード1は不図示の駆動手段により、矢印R方向に往復
の等速直線運動し、トラッキングトラックに前記スポッ
トが走査される。各スポットS1,S2,S3の反射光は、再び
対物レンズ8を通過し、無偏光ビームスプリッタ6によ
り反射された成分が、たとえばシリンドリカル面を含
む、非点収差系の集光レンズ系10により、光検出器11,1
2,13に各々集光する。オートフォーカスは、公知の非点
収差方式で対物レンズ8をF方向に制御し、微小スポッ
トを得、オートトラッキングは、公知の3ビーム方式
で、対物レンズ8をT方向に制御することにより、確実
なスポットの制御が可能である。光カード1は、不図示
の保護層により、記録面が保護されており、レーザ2か
らの光はこの保護層を通して記録面からの情報を得る。
光カードの低価格化のため、保護層としてポリカーボネ
ート等を用いるが、カードの作製時、使用状態、記録再
生時の応力、残留応力等により複屈折が生じる。故に、
光の有効利用とアイソレータを兼ね備えた、偏光ビーム
・スプリッターと四分の一波長板という組み合わせで
は、複屈折の度合により、光検出器側へ反射される光の
量及び、レーザ2側に透過する光の良が変動する上、光
検出器側の光が小さく、信号対雑音比が悪い場合に、レ
ーザ2側に最も光が戻り、戻り光誘起雑音が発生し信号
対雑音比をさらに劣化させるといった問題点がある。
The divergent light from the semiconductor laser 2 having a plurality of current injection regions according to the present invention is converted into parallel light by the collimator lens 3 and has a light amount distribution substantially symmetric with respect to the optical axis by the beam shaping prism 4. It is shaped into a perfect circular parallel light. It is divided into three parallel lights by the diffraction grating 51,
The light transmitted through the non-polarizing beam splitter 6 is bent substantially orthogonally by the bending mirror 7, and is spotted by the objective lens 8 on the tracking track 9 on the optical card 1 and the recording area sandwiched between the tracks S <b> 1, S <b> 2, Image S3. The optical card 1 is reciprocated at a constant linear velocity in the direction of arrow R by a driving means (not shown), and the spot is scanned on the tracking track. The reflected light of each spot S1, S2, S3 passes through the objective lens 8 again, and the component reflected by the non-polarizing beam splitter 6 is converted by the astigmatic focusing lens system 10 including, for example, a cylindrical surface. Photodetector 11,1
Light is focused on 2,13 respectively. The auto focus controls the objective lens 8 in the F direction by a known astigmatism method to obtain a minute spot, and the auto tracking controls the objective lens 8 in the T direction by a known three-beam method, thereby ensuring reliable operation. Control of the spot is possible. The recording surface of the optical card 1 is protected by a protective layer (not shown), and light from the laser 2 obtains information from the recording surface through the protective layer.
Polycarbonate or the like is used as the protective layer to reduce the cost of the optical card. However, birefringence occurs due to stress, residual stress, and the like during production, use, recording and reproduction of the card. Therefore,
In a combination of a polarizing beam splitter and a quarter-wave plate, which has both effective use of light and an isolator, the amount of light reflected to the photodetector and the amount of light transmitted to the laser 2 depend on the degree of birefringence. When the light quality fluctuates and the light on the photodetector side is small and the signal-to-noise ratio is poor, the light returns most to the laser 2 side, and return light-induced noise is generated, further deteriorating the signal-to-noise ratio. There is such a problem.

そこで本実施例では、レーザ2の波長域で偏光に依存
しない無偏光ビームスプリッター6を用い、光検出器上
の光量及びレーザ2への戻り光量の安定化を実現してい
る。具体的には、透過率60〜70%、反射率30〜40%が妥
当な範囲であるが、レーザ2への戻り光量が数パルスに
達するので、戻り光誘起雑音低減のため、レーザ2に交
流信号を重畳している。その際、無偏光ビームスプリッ
タ6を使用するため、レーザ2からカード1上への透過
率が落ちた分、高出力レーザを使用しなければならな
い。ところが前記従来例の問題点で述べたように、高い
レベルが必要な、記録時に、通常の高周波重畳をかける
ことは現実的に不可能であるが、本発明によれば、高出
力時にも十分な雑音低減が可能となる。
Therefore, in the present embodiment, a non-polarized beam splitter 6 that does not depend on polarization in the wavelength range of the laser 2 is used to stabilize the light amount on the photodetector and the light amount returned to the laser 2. Specifically, a transmittance of 60 to 70% and a reflectance of 30 to 40% are appropriate ranges. However, since the amount of light returning to the laser 2 reaches several pulses, the laser 2 needs AC signal is superimposed. At this time, since the non-polarizing beam splitter 6 is used, a high-output laser must be used because the transmittance from the laser 2 to the card 1 is reduced. However, as described in the problem of the conventional example, it is practically impossible to apply normal high-frequency superposition at the time of recording, which requires a high level. Noise can be reduced.

第3図は、本実施例に係るレーザ2のチップ構造の模
式的拡大図である。
FIG. 3 is a schematic enlarged view of the chip structure of the laser 2 according to the present embodiment.

レーザ2は、いわゆる埋め込み型半導体レーザで、レ
ーザ発振を行なう活性層内ストライプ21に対して、複数
のp型電極により、n型電極22と対で複数の電流注入領
域23,24,25を形成している。注入領域23に対し、24,25
の領域は小さいため、高励起すれば注入領域23のみでレ
ーザ2は発振可能ではあるが、領域24,25に注入される
電流(キャリア)の正負、大小により、発振が制御され
る。レーザ2の後方には、フォトダイオード26がモノリ
シックに取り付けられており、逆バイアスをかけ、レー
ザ2の出力に応じた電流を取り出すことが可能である。
なお、この種の半導体レーザの作製は、同業者によれば
公知な技術で可能であり、たとえば、分子線結晶成長法
とリアクティブイオンエッチング法により作製可能であ
るがここでは作製の説明を省略する。また、レーザ2を
高出力化するために、レーザ2の前端面の反射率を5〜
30%に下げ、後端面反射率を70〜90%に上げることも容
易である。
The laser 2 is a so-called buried type semiconductor laser, and a plurality of current injection regions 23, 24 and 25 are formed in pairs with an n-type electrode 22 by a plurality of p-type electrodes with respect to a stripe 21 in an active layer which performs laser oscillation. doing. 24, 25 for implanted region 23
Since the region 2 is small, the laser 2 can oscillate only in the injection region 23 if highly excited, but the oscillation is controlled by the polarity of the current (carrier) injected into the regions 24 and 25. A photodiode 26 is monolithically mounted behind the laser 2, and can apply a reverse bias to extract a current corresponding to the output of the laser 2.
It should be noted that this type of semiconductor laser can be manufactured by a technique known to those skilled in the art, and can be manufactured by, for example, a molecular beam crystal growth method and a reactive ion etching method, but the description of the manufacture is omitted here. I do. Further, in order to increase the output of the laser 2, the reflectance of the front end face of the laser 2 is set to 5 to 5.
It is easy to lower to 30% and raise the rear end face reflectance to 70-90%.

第1図は、本実施例に係るレーザ2を駆動する駆動回
路の模式図である。また、第4図は、各点における信号
波形を説明するための模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram of a drive circuit for driving the laser 2 according to the present embodiment. FIG. 4 is a schematic diagram for explaining a signal waveform at each point.

記録すべき情報あるいは再生を示す信号は、インター
フェース34を介し、マイクロプロセッサMP.U35により認
識され、記録/再生切替信号である第4図(a)が作ら
れる。記録時には、記録すべき情報は変調回路33によ
り、あらかじめ決められた変調方式により変調され、プ
リアンブル,トラック・ナンバー,エンドオブ・トラッ
ク,誤り訂正符号等が必要に応じて付加され、光カード
上の記録フオーマットに変換される。変調された信号は
駆動回路31を介して注入領域23に信号電流(第4図
(b))を注入する。再生時には、直流バイアス電流が
選択され注入される。
The information to be recorded or the signal indicating the reproduction is recognized by the microprocessor MP.U35 via the interface 34, and the recording / reproduction switching signal shown in FIG. At the time of recording, information to be recorded is modulated by a modulation circuit 33 according to a predetermined modulation method, and a preamble, a track number, an end of track, an error correction code and the like are added as necessary, and the information is recorded on an optical card. Converted to format. The modulated signal injects a signal current (FIG. 4 (b)) into the injection region 23 via the drive circuit 31. During reproduction, a DC bias current is selected and injected.

一方、戻り光誘起雑音を低減するための高周波電流
は、発振回路38により得られ、注入領域25には、第4図
(c)に示されるが如く、記録・再生ともに高周波電流
が重畳されている。注入領域25へ注入される電流の直流
バイアスは、バイアス回路36により、コイル40を介して
与えられ、コンデンサ41を介して重畳される高周波電流
が、領域25における実効しきい値Ith′を切るように与
えられている。一方の注入領域24に与えられる電流は、
コイル40を介してバイアス回路37から与えられる直流バ
イアス電流に、発振回路38で得られる高周波電流を、反
転回路39により位相を180℃シフトさせ、コンデンサ41
を介して重畳した第4図(d)に示す電流が注入され
る。
On the other hand, a high-frequency current for reducing the return light-induced noise is obtained by the oscillation circuit 38, and the high-frequency current is superimposed on the injection region 25 for both recording and reproduction, as shown in FIG. I have. The DC bias of the current injected into the injection region 25 is provided by the bias circuit 36 via the coil 40, and the high-frequency current superimposed via the capacitor 41 cuts the effective threshold I th ′ in the region 25. Is given as The current applied to one injection region 24 is
The phase of the high-frequency current obtained by the oscillation circuit 38 is shifted by 180 ° C. by the inversion circuit 39 to the DC bias current given from the bias circuit 37 through the coil 40, and the capacitor 41
The current shown in FIG.

注入領域24に与えられる電流は、レーザ2の出力が低
出力でよい再生中は、注入領域24における実効しきい値
Ith′をわずかにこえた直流成分のみとし、記録時の高
出力時のみ、位相の反転した高周波電流を実効しきい値
Ith′を切るように重畳する。これは、MPU35からの記録
・再生切替信号、第4図(a)と変調信号第4図(b)
により、反転回路39、バイアス回路36を切替えることに
より達成される。
The current applied to the injection region 24 is equal to the effective threshold value of the injection region 24 during reproduction, when the output of the laser 2 may be low.
Only the DC component slightly exceeds I th ′, and the high-frequency current whose phase has been inverted is used as the effective threshold only during high output during recording.
Superimpose so as to cut I th '. This is the recording / playback switching signal from the MPU 35, FIG. 4 (a) and the modulation signal FIG. 4 (b)
This is achieved by switching the inversion circuit 39 and the bias circuit 36.

このように、一方の位相の反転した高周波電流の振巾
とバイアスを切替えることにより、レーザ2の出力に所
望の変調を与えることができる。しかも、位相が反転し
た電流の対を加えるため、高出力が可能となり、しかも
高出力時の高出力には原理的には高周波成分がのらな
い。つまり前記特公昭59-9086号に示されたと同様な効
果により、雑音が低減されると同時に前記従来例の複数
の問題点が取り除かれ安定な変調が簡便に行なわれる。
さらに本発明の方法によれば、従来、レーザ2の全注入
領域に注入する電流の値を変調する必要があったが、本
発明は、制御領域としての微小な注入領域24に注入する
電流を変調すればよいので、装置の簡便化ばかりでな
く、消費電力の低減不要輻付雑音の低減、負荷が小さく
なるため、より高い高周波の駆動が可能になるという効
果がある。なお説明を省略したが、32はオートパワーコ
ントロール回路で、半導体レーザの出力をモニターフォ
トダイオード26により検出し、温度変動等低周波の出力
ゆらぎを補償するための回路で、同業者にとっては公知
なものである。
As described above, by switching the amplitude and the bias of the high-frequency current having one phase inverted, a desired modulation can be given to the output of the laser 2. In addition, since a pair of currents whose phases are inverted is added, high output is possible, and high output at high output does not include high frequency components in principle. That is, with the same effect as that disclosed in Japanese Patent Publication No. 59-9086, noise is reduced, and at the same time, a plurality of problems of the conventional example are eliminated, and stable modulation is easily performed.
Furthermore, according to the method of the present invention, conventionally, it was necessary to modulate the value of the current injected into the entire injection region of the laser 2. However, the present invention provides that the current injected into the minute injection region 24 as the control region is controlled. Since modulation is sufficient, not only simplification of the device, but also reduction in unnecessary power consumption and unnecessary radiation noise, and reduction in load, the higher frequency driving becomes possible. Although not described, 32 is an auto power control circuit, which is a circuit for detecting the output of the semiconductor laser by the monitor photodiode 26 and compensating for output fluctuation of low frequency such as temperature fluctuation, which is well known to those skilled in the art. Things.

また、本発明は、一般的な戻り光誘起雑音スペックル
・パターン雑音の低減に効果があるのはもちろんである
が、温度や注入電流が変化することにより生じるモード
ホッピング雑音に対しても、縦モードがマルチ化するた
め、雑音の低減効果がある。さらに、レーザの強度雑音
の低減ばかりでなく、波長変化による検出器上の回折パ
ターン、干渉縞パターンの変化のために生じる雑音の低
減にも有効である。すなわち、この種の雑音は、種にサ
ーボ帯域で誤作信号の不要なうねり、不連続点として現
われ問題となるが、交流信号の重畳によるレーザの多重
縦モード発振化で干渉縞等の明暗コントラストが低下
し、雑音が低減するという効果が知られている。
In addition, the present invention is not only effective in reducing general return-light-induced noise speckle and pattern noise, but is also effective in reducing mode hopping noise caused by changes in temperature and injection current. Since the modes are multiplied, there is an effect of reducing noise. Furthermore, it is effective not only for reducing the intensity noise of the laser, but also for reducing the noise generated due to the change in the diffraction pattern and interference fringe pattern on the detector due to the wavelength change. In other words, this kind of noise appears as unwanted undulations or discontinuities of erroneous signals in the servo band, which causes problems. The effect of reducing noise and reducing noise is known.

また、第1図において、記録時の複数の出力レベル、
再生レベルといった複数の出力レベルに対応して、注入
領域24,25に注入する電流波形の周波数、位相、振幅、
直流バイアスレベル等をMPUにより最適に切替えること
が容易となり、より安定な情報記録再生動作が可能にな
る。
Further, in FIG. 1, a plurality of output levels during recording,
Corresponding to multiple output levels such as the reproduction level, the frequency, phase, amplitude,
It is easy to optimally switch the DC bias level and the like by the MPU, and a more stable information recording / reproducing operation can be performed.

たとえば、不図示であるが、温度等による発振回路の
周波数や振巾の変化を補償するため、同業者にとって公
知の検波回路を用いて、基準値からのずれを検出し、発
振回路36やバイアス回路36,37にフーィドバックするこ
とにより、電流波形を安定化するように、本実施例を変
形することが可能である。また、不図示だが、レーザ2
の出力をモニターしているフォトダイオード26の出力、
または光検出器11,12,13の出力から、雑音のレベルを検
出し、それに応じて、所望のレベルまで雑音が低減する
ように、電流波形第4図(c),(d)を制御すること
も可能である。たとえばある条件下で雑音が十分許容で
きる量であれば、発振回路38を止め、注入領域24,25に
直流バイアス37のみを注入する場合もあり得ようし、何
も注入しない場合もあり得る。
For example, although not shown, in order to compensate for changes in the frequency and amplitude of the oscillation circuit due to temperature and the like, a deviation from the reference value is detected using a detection circuit known to those skilled in the art, and the oscillation circuit 36 and the bias The present embodiment can be modified so as to stabilize the current waveform by feeding back to the circuits 36 and 37. Although not shown, laser 2
The output of the photodiode 26 monitoring the output of
Alternatively, the levels of noise are detected from the outputs of the photodetectors 11, 12, and 13, and the current waveforms are controlled so that the noise is reduced to a desired level in accordance with the detected levels (FIGS. 4C and 4D). It is also possible. For example, if the amount of noise is sufficiently acceptable under certain conditions, the oscillation circuit 38 may be stopped and only the DC bias 37 may be injected into the injection regions 24 and 25, or nothing may be injected.

以下、本発明の別の実施例を複数説明する。 Hereinafter, a plurality of other embodiments of the present invention will be described.

第5図は、半導体レーザのストライプ方向に沿った断
面図で、複数の周波数を用いた場合の実施例を示す一例
である。同図において、注入領域は9個あるが、内5個
は、通常の消去、記録再生を行なうための注入領域44で
あり、注入領域45と48には、周波数f1で位相が180°ず
れた交流成分を含む電流を注入し、注入領域46と47には
周波数f2で位相が180°ずれた交流成分を含む電流を注
入する。このような構成にすることにより、信号帯域と
サーボ帯域という2つの帯域に対し、各々最適な、電流
波形つまり周波数f1,f2振巾、直流バイアスを設定し、
両者を必要に応じて、切替えまたは組み合わせで用いる
ことにより、装置として、より低雑音で安定な動作が実
現される。
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the stripe direction of the semiconductor laser, showing an example in which a plurality of frequencies are used. In the figure, the injection region is nine, but the inner five usually erase is implanted region 44 for performing recording and reproduction, the implanted region 45 and 48, 180 ° out of phase with the frequency f 1 current injected containing an AC component, the implanted regions 46 and 47 for injecting a current including an alternating current component shifted in phase by 180 ° at the frequency f 2. By adopting such a configuration, optimal current waveforms, that is, frequencies f 1 and f 2 and a DC bias are set for two bands, a signal band and a servo band, respectively.
By switching or combining them as necessary, a stable operation with lower noise is realized as the device.

第6図は、半導体レーザの別の実施例を示す図で、通
常の消去、記録、再生を行なうための注入領域49a,49b
と、ストライプ21の幅方向に分割した交流成分注入領域
50,51を設けた。この構成では、位相のずれた交流成分
が、ストライプ幅方向に注入されるので、レーザの横モ
ードに対しても影響を及ぼすため、より大きな多重縦モ
ード発振効果が現われ、かつ、前記の実施例に対し、活
性層における注入領域が小さくなるので、より小さな電
力で駆動可能で、また、容量が小さい分より高周波まで
駆動可能になる。
FIG. 6 is a view showing another embodiment of the semiconductor laser, in which injection regions 49a and 49b for performing normal erasure, recording and reproduction are shown.
And the AC component injection region divided in the width direction of the stripe 21
50,51 were provided. In this configuration, since the AC component having a phase shift is injected in the stripe width direction, it also affects the transverse mode of the laser, so that a larger multiple longitudinal mode oscillation effect appears, and On the other hand, the injection region in the active layer becomes smaller, so that it can be driven with lower power and can be driven up to a higher frequency because of the smaller capacitance.

第7図は、第6図の実施例の変形例で、ストライプ21
上の通常の電極による注入領域52の両側に、注入領域5
3,54を追加したものである。本実施例では、さらに多重
縦モード発振し易くするために、埋め込みストライプの
幅を、注入領域53,54に対応する部分55だけ広げ、横モ
ードに対する影響をより大きくしている。
FIG. 7 is a modification of the embodiment of FIG.
On both sides of the injection region 52 with the upper normal electrode, the injection region 5
3,54 added. In the present embodiment, in order to further facilitate multiple longitudinal mode oscillation, the width of the buried stripe is widened by a portion 55 corresponding to the injection regions 53 and 54, so that the influence on the transverse mode is further increased.

第8図は、別の実施例で通常の電極の注入領域56に対
し、TJS(Transveuse Junctior Stripe)構造の交流成
分注入領域57,58を設けている。TJS構造は、同業者には
公知な構造で、たとえば第8図の破線斜線の領域59,60
に選択的に亜鉛を拡散するなどして、活性層に対し、略
横方向から電流(キャリア)を注入することが可能であ
る。こういった構成により、消去、記録、再生用の注入
領域56と、交流成分注入領域57,58間のクロスト力の低
減が可能となるため、より確実な雑音低減効果が実現で
きる。
FIG. 8 shows another embodiment in which alternating current component injection regions 57 and 58 having a TJS (Transveuse Junctior Stripe) structure are provided for the injection region 56 of a normal electrode. The TJS structure is a structure known to those skilled in the art.
It is possible to inject a current (carrier) into the active layer from substantially the lateral direction by selectively diffusing zinc. With such a configuration, the crossing force between the injection region 56 for erasure, recording, and reproduction and the AC component injection regions 57 and 58 can be reduced, so that a more reliable noise reduction effect can be realized.

なお、光学的情報記録再生装置として、光カードのシ
ステムを例に説明したが本発明は、これに限定されるも
のではもちろんなく消去、記録、再生のいずれかを行な
う光ディスク、光テープ等にも適用可能である。
As an optical information recording / reproducing apparatus, an optical card system has been described as an example, but the present invention is not limited to this, and it is needless to say that the present invention is also applicable to an optical disk, an optical tape, etc. which performs any of erasing, recording, and reproducing. Applicable.

さらに、実施例では、矩形波状の交流信号の重畳につ
いて説明したが、本発明はこれに限定されるものではな
く、正弦波や三角波であってもよく、また、周波数や位
相、振幅が何らかの変調を受けていてもかまわない。要
するに、高出力時の光出力がほぼ一定になるように、複
数の注入領域に電流を注入すればよいから、実施例で説
明したような必ずしも2個の注入領域で対にする必要も
なく、3個以上で構成してもよい。また、作製精度上そ
れらの注入領域の大きさあるいは利得、損失等が不ぞろ
いでも、位相を反転した交流電流の振幅を独立に制御す
れば本発明は実施可能である。さらには、複数の周波
数、複数の位相シフト等の組み合わせにより、もしくは
ランダム信号の組み合わせにより光出力をほぼ一定に保
つことも可能である。
Furthermore, in the embodiments, superposition of a rectangular wave AC signal has been described. However, the present invention is not limited to this, and may be a sine wave or a triangular wave, and the frequency, phase, and amplitude may have some modulation. You may have received it. In short, it is only necessary to inject a current into a plurality of injection regions so that the light output at the time of high output becomes substantially constant, so that it is not necessary to pair the two injection regions as described in the embodiment. You may comprise three or more. In addition, the present invention can be implemented even if the sizes, gains, losses, and the like of the injection regions are not uniform due to manufacturing accuracy, if the amplitude of the alternating current whose phase is inverted is independently controlled. Furthermore, it is also possible to keep the optical output substantially constant by a combination of a plurality of frequencies, a plurality of phase shifts, or the like, or a combination of random signals.

また、以上の実施例では、注入領域の設定を片側のみ
で行ない、一方の電極をいつも共通にしていたがもちろ
ん両側から注入領域を設定する方が、注入領域間のクロ
ストークを低減できることはいうまでもない。
Further, in the above embodiments, the setting of the implantation region is performed only on one side and one electrode is always common. However, it is obvious that setting the implantation region from both sides can reduce the crosstalk between the implantation regions. Not even.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明によれば、複数の電流注
入領域を有する半導体レーザを光源として用い、少なく
とも2つの注入領域の各々に、ほぼ同一の周波数で、位
相がほぼ反転した交流成分を含む電流を注入して駆動す
ることにより、高出力時での雑音低減を可能とし、位相
が反転した一方の交流成分の振巾、バイアスを変調する
ことにより、消去、記録時等の光出力の変調を達成する
ことにより、消去、記録、再生及び伝送のいずれの場合
でも雑音を低減し、安定で信頼性の高い半導体レーザの
駆動方法を提供することができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, a semiconductor laser having a plurality of current injection regions is used as a light source, and at least two of the injection regions have substantially the same frequency and substantially inverted phases. Injection and driving of current containing AC component enables noise reduction at the time of high output, and modulates the amplitude and bias of one AC component whose phase is inverted, so that erasing and recording can be performed. By achieving the optical output modulation described above, noise can be reduced in any of erasing, recording, reproducing, and transmitting, and a stable and reliable semiconductor laser driving method can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は、本発明に係る半導体レーザの駆動装置の構成
に関する説明図である。 第2図は本発明に係る光学的情報記録再生装置の光ヘッ
ド部の構成に関する説明図である。 第3図は本発明に用いる半導体レーザの構成に関する説
明図である。 第4図は、半導体レーザに注入する電流波形を説明する
ための図である。 第5図〜第8図は、それぞれ半導体レーザの他の実施例
の構成に関する説明図である。 1……光カード、2……半導体レーザ、23,24,25……電
流注入領域、
FIG. 1 is an explanatory diagram relating to a configuration of a driving device of a semiconductor laser according to the present invention. FIG. 2 is an explanatory diagram relating to the configuration of the optical head section of the optical information recording / reproducing apparatus according to the present invention. FIG. 3 is an explanatory diagram relating to the configuration of the semiconductor laser used in the present invention. FIG. 4 is a diagram for explaining a current waveform injected into the semiconductor laser. FIGS. 5 to 8 are explanatory diagrams each showing the configuration of another embodiment of the semiconductor laser. 1 ... optical card, 2 ... semiconductor laser, 23,24,25 ... current injection area,

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】光源に半導体レーザを用い、該半導体レー
ザを情報に応じて変調する半導体レーザ駆動方法におい
て、該半導体レーザは複数の電流注入領域を有し、少な
くとも2つの注入領域の各々に、該情報に応じた変調の
最大周波数より高い、ほぼ同一の周波数で位相がほぼ反
転した交流成分を含む電流を注入し、該位相が反転した
交流成分の少なくとも一つの振巾及び直流成分を情報に
応じて変調することにより該半導体レーザの光出力を変
調することを特徴とする半導体レーザ駆動方法。
1. A semiconductor laser driving method for using a semiconductor laser as a light source and modulating the semiconductor laser according to information, wherein the semiconductor laser has a plurality of current injection regions, and each of at least two injection regions includes: A current including an AC component having a phase substantially inverted at substantially the same frequency higher than the maximum frequency of modulation according to the information is injected, and at least one amplitude and a DC component of the AC component having the inverted phase are converted to information. A method for driving a semiconductor laser, comprising modulating the optical output of the semiconductor laser by modulating the light in response to the light.
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