專利名稱：光學(xué)儀器的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及具有半導(dǎo)體激光元件的光學(xué)儀器的制造方法，更具體涉及向半導(dǎo)體激光器供電并使其發(fā)光、根據(jù)其發(fā)光圖案檢測出該半導(dǎo)體激光元件的光軸周圍的角度位置的技術(shù)。
背景技術(shù)：
半導(dǎo)體激光元件，如圖2(a)所示，由波導(dǎo)構(gòu)成的光諧振器的截面形狀為長方形，長邊21(與半導(dǎo)體激光芯片水平面平行的方向)的長度和短邊22(與半導(dǎo)體激光芯片水平面垂直的方向)的長度一般相差一個數(shù)量級以上，故一般是不同的。在這里，短邊22的長度為活性層的厚度，它取決于以外延結(jié)晶成長制成的多重亮子井結(jié)構(gòu)等的異質(zhì)結(jié)化合物半導(dǎo)體層的厚度，是100nm左右的所謂亞微米級的長度。相反，長邊21的長度由于電流狹窄，取決于脊條紋的寬度，通過蝕刻等半導(dǎo)體工藝方法形成數(shù)微米級的長度。
在這樣的半導(dǎo)體激光元件20中，在由解理面構(gòu)成的出射端面上的上述波導(dǎo)截面作為決定半導(dǎo)體激光元件20的出射光點形狀的開口25。在這里，通過開口25的光以衍射的范圍(發(fā)射角)傳播，開口25的尺寸越小其發(fā)射角度(衍射角度)越大，開口25的尺寸越大則變得越小。因此，從橫向長的長方形形狀的開口25向前方出射的激光L，縱向的發(fā)射角度比橫向的發(fā)射角度大，其遠場圖成為縱向長的橢圓形狀。向后方出射的激光也是同樣。
具備這樣的半導(dǎo)體激光元件20的代表性的光學(xué)儀器有進行CD或DVD讀取等的光頭裝置，在該光頭裝置中，通過物鏡在光記錄盤上成像的光點形狀是半導(dǎo)體激光元件20出射端面的開口25的實象。在這里，理想的光點形狀是橫向長的長方形形狀，但實際上，由于從半導(dǎo)體激光元件20內(nèi)部的波導(dǎo)的漏光、由光學(xué)系統(tǒng)產(chǎn)生的傅里葉變換的理想狀態(tài)的偏離等引起，而變成橫向長的橢圓形狀。所以，向光記錄盤上聚光并讀取記錄信號的光點的形狀是橢圓，不是正圓形。因此，由于光點相對信號軌的傾角(橢圓的方向)，光頭裝置的讀取/記錄特性改變，因而光頭裝置的制造工序中，使半導(dǎo)體激光元件20在光軸周圍旋轉(zhuǎn)，調(diào)整其角度位置的同時進行組裝，從而使橢圓光點的方向與設(shè)計一致。此外，根據(jù)橢圓光點的方向進行檢查篩選。

發(fā)明內(nèi)容
以往，在進行橢圓光點的方向的調(diào)整和檢查時，使半導(dǎo)體激光元件20激光激發(fā)而出射激光L，用監(jiān)視器觀察遠場圖或盤面上的光點像(近場圖)，但這樣的圖案是橢圓的，而且具有各種能量分布，所以難以正確地檢測出半導(dǎo)體激光元件20的光軸周圍的角度位置。
即，如果以超過激發(fā)閾值的電流驅(qū)動半導(dǎo)體激光元件20使其激光激發(fā)，則受激發(fā)射的光能集中于活性區(qū)域，故對其用CCD等攝像裝置進行觀察，如圖2(b)所示，應(yīng)該可以發(fā)現(xiàn)橢圓形狀的放光光點(近場圖)，但是由于其亮度極高，觀察到如圖4所示的圖案。所以，即使想要目測確認橢圓的方向，也難以正確判斷其方向。此外，這樣的圖案具有各種能量分布，因此為了通過圖像處理檢出橢圓圖案的方向(半導(dǎo)體激光元件的光軸周圍的角度位置)，需要復(fù)雜的算法，而且難以提高測算精度。如果以超過激發(fā)閾值的電流驅(qū)動半導(dǎo)體激光元件20使其激光激發(fā)，實際上，存在該激光(受激發(fā)射的光)的同時，如圖2(c)所示，也存在以活性區(qū)域(激光激發(fā)區(qū)域)為中心滲透至兩側(cè)的活性層的呈線狀發(fā)光的自發(fā)發(fā)射的光成分，所以根據(jù)它可以檢測出發(fā)光圖案的方向，但是所述自發(fā)發(fā)射的光成分與激光成分相比強度存在數(shù)量級上的差距，故從攝像元件的動態(tài)透鏡的方面來說，觀察自發(fā)發(fā)射的光成分是不可能的。
鑒于以上的問題，本發(fā)明的課題，在于提供在光學(xué)儀器的制造工藝過程中進行半導(dǎo)體激光器的角度位置的調(diào)整等時，不使用復(fù)雜的算法也能高精度地檢測出半導(dǎo)體激光元件的發(fā)光圖案的傾角的光學(xué)儀器的制造方法。
為了解決上述課題，本發(fā)明的光學(xué)儀器的制造方法的特征在于，具備角度位置檢測工序，所述角度位置檢測工序是以低于激發(fā)閾值的電流驅(qū)動半導(dǎo)體激光元件，使所述半導(dǎo)體激光元件的端面以自發(fā)發(fā)射的模式呈線狀發(fā)光，根據(jù)所述線狀發(fā)光圖案的觀察結(jié)果，檢測出所述半導(dǎo)體激光元件的光軸周圍的角度位置的工序。
本發(fā)明中，由于在檢測出所述半導(dǎo)體激光元件的光軸周圍的角度位置的角度位置檢測工序中，以低于激發(fā)閾值的電流驅(qū)動半導(dǎo)體激光元件，所以半導(dǎo)體激光元件的端面以自發(fā)發(fā)射的模式呈線狀發(fā)光。因此，檢測出半導(dǎo)體激光元件的角度位置時，由于半導(dǎo)體激光元件的端面的發(fā)光圖案為如圖3所示的線狀，故不使用復(fù)雜的算法，也能容易地、且高精度地檢測出發(fā)光圖案的傾角，即半導(dǎo)體激光元件的傾角。
本發(fā)明中，在根據(jù)發(fā)光圖案的傾角檢測出半導(dǎo)體激光元件的傾角時，可以通過目測進行發(fā)光圖案的觀察，也可以使用圖象處理。即，最好是在所述角度位置檢測工序中，觀察如圖3所示的線狀發(fā)光圖案時，對所述的線狀發(fā)光圖案進行圖象處理并求得所述發(fā)光圖案的直線近似圖案，根據(jù)所述直線近似圖案檢得測出所述半導(dǎo)體激光元件的光軸周圍的角度位置。
本發(fā)明中，最好是根據(jù)所述半導(dǎo)體激光元件的角度位置的檢測結(jié)果，調(diào)整所述半導(dǎo)體激光元件和其他光學(xué)元件的相對的角度位置。
本發(fā)明中，在檢測出所述半導(dǎo)體激光元件的光軸周圍的角度位置的角度位置檢測工序中，以低于激發(fā)閾值的電流驅(qū)動半導(dǎo)體激光元件，所以半導(dǎo)體激光元件的端面以自發(fā)發(fā)射的模式呈線狀發(fā)光。因此，檢測出半導(dǎo)體激光元件的角度位置時，由于半導(dǎo)體激光元件的端面的發(fā)光圖案為線狀，故不使用復(fù)雜的算法，也能容易地、且高精度地檢出發(fā)光圖案的傾角，即半導(dǎo)體激光元件的傾角。


圖1(a)、(b)分別是從適用本發(fā)明的光頭裝置取出的光學(xué)系統(tǒng)的說明圖和從前部監(jiān)視器用受光元件一側(cè)觀察該光學(xué)系統(tǒng)時的說明圖。
圖2(a)、(b)、(c)分別是從半導(dǎo)體激光元件出射的激光的說明圖和以自發(fā)發(fā)射模式使半導(dǎo)體激光元件發(fā)光時的說明圖。
圖3是以自發(fā)發(fā)射模式使半導(dǎo)體激光元件發(fā)光時、將半導(dǎo)體激光元件的端面放大1300倍進行觀察時的說明圖。
圖4是以激光激發(fā)狀態(tài)使半導(dǎo)體激光元件發(fā)光時、將半導(dǎo)體激光元件的端面放大1300倍進行觀察時的說明圖。
符號的說明1光頭裝置4、5 激光二極管(半導(dǎo)體激光元件)20 半導(dǎo)體激光元件25 半導(dǎo)體激光元件的開口
具體實施例方式
下面，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行說明。
(光頭裝置的光學(xué)系統(tǒng)的說明)圖1(a)、(b)分別是表示從適用本發(fā)明的光頭裝置(光學(xué)儀器)取出的光學(xué)系統(tǒng)的說明圖和從前部監(jiān)視器用受光元件一側(cè)觀察該光學(xué)系統(tǒng)時的說明圖。從基座下方可以清楚地看到大多數(shù)的光學(xué)元件，所以圖1(a)表示的是從底面觀察光學(xué)系統(tǒng)的圖。因此，在圖1(b)中，面向附圖則物鏡示于下方，但光頭裝置通常配置于光記錄媒體的下方，所以光學(xué)系統(tǒng)上下方向的位置實際上是與圖1(b)所示的位置上下相反的。
圖1(a)、(b)所示的光頭裝置1為進行CD、CD-R和DVD的記錄讀取的光頭裝置，以下說明的光學(xué)元件分別搭載于基座(未圖示)上。這里所示的光頭裝置1中，光源部分具備出射波長650nm或635nm(短波長)的第一激光的DVD用的第1激光二極管4(半導(dǎo)體激光元件)和射出波長760～800nm(長波長)的第2激光的CD用的第2激光二極管5(半導(dǎo)體激光元件)。
此外，光頭裝置1通過其他光學(xué)系統(tǒng)將從第1激光二極管4射出的第1激光和從第2激光二極管5射出的第2激光，經(jīng)作為光路合成用光學(xué)元件的棱鏡6導(dǎo)向朝向光記錄媒體的共用光路10，在該共用光路10上，調(diào)試鏡11、準直鏡12、物鏡13按該順序配置。此外，本實施方式的光頭裝置1中，配置半透半反鏡7，作為反射光分離用光學(xué)元件，在將從第1激光二極管4射出的第1激光和從第2激光二極管5射出的第2激光導(dǎo)向棱鏡6時，在從第1激光二極管4到光記錄媒體的光路上，將第1激光向棱鏡6部分反射，同時部分透過來自光記錄媒體的反射光并使其朝向受光元件9。在從第2激光二極管5到棱鏡6的光路上，配置光柵透鏡14和中繼透鏡15。此外，在半透半反鏡7和受光元件9之間配置作為像散發(fā)生元件的傳感器透鏡17。該傳感器透鏡17是用于使激光的反射光發(fā)生像散的透鏡。另外，在相對棱鏡6與半透半反鏡7相反的一側(cè)，配置前部監(jiān)視器用受光元件16。
(光頭裝置的制造方法)圖2(a)、(b)、(c)分別是從半導(dǎo)體激光元件出射的激光的說明圖和以自發(fā)發(fā)射模式使半導(dǎo)體激光元件發(fā)光時的說明圖。圖3是以自發(fā)發(fā)射模式使半導(dǎo)體激光元件發(fā)光時、半導(dǎo)體激光元件的端面放大1300倍進行觀察時的說明圖。
本實施方式的光頭裝置1的制造工序中，點亮圖1(a)、(b)所示的第1激光二極管4或第2激光二極管5(以下將它們統(tǒng)稱為半導(dǎo)體激光元件20)，觀察其在遠場圖或盤面上的光點像(近場圖)，進行檢測出橢圓圖案方向(半導(dǎo)體激光元件的光軸周圍的角度位置)的角度位置檢測工序。此外，根據(jù)由這樣的工序得到的結(jié)果，進行半導(dǎo)體激光元件20和其他光學(xué)部件的光軸周圍的相對位置的調(diào)整和光頭裝置1的優(yōu)劣的判定。
進行這樣的角度位置檢測工序時，在本實施方式中，以不到激發(fā)閾值的電流驅(qū)動半導(dǎo)體激光元件20，如圖2(c)所示，使半導(dǎo)體激光元件20的端面以自發(fā)發(fā)射模式(LED(Light Emitting Diode)模式)呈線狀發(fā)光，并根據(jù)線狀的發(fā)光圖案的觀察結(jié)果檢出半導(dǎo)體激光元件的光軸周圍的角度位置。
即，如果以不到激發(fā)閾值的電流驅(qū)動半導(dǎo)體激光元件20，不會發(fā)現(xiàn)如圖2(a)、(b)所示的在活性區(qū)域的受激發(fā)射的光能的集中和橢圓形狀的發(fā)光圖案，如圖2(c)所示，半導(dǎo)體激光元件20的端面可以只以自發(fā)發(fā)射模式呈線狀地發(fā)光。這樣的線狀發(fā)光圖案為以活性區(qū)域(激光激發(fā)區(qū)域)為中心直到兩側(cè)的活性層發(fā)光的圖案，是直線狀的活性層本身的一部分作為LED光浮現(xiàn)出的圖案。因此，如果提高CCD等攝像元件的靈敏度，可以觀察到如圖3所示的線狀發(fā)光圖案，如果是這樣的發(fā)光圖案，則也可以以目測容易地觀察其傾角。因此，可以容易地、且高精度地檢出半導(dǎo)體激光元件20的傾角。
此外，如果是這樣的線狀發(fā)光圖案，則可以對線狀的發(fā)光圖案進行圖象處理并求得所述發(fā)光圖案的直線近似圖案，根據(jù)該直線近似圖案能檢測出半導(dǎo)體激光元件20的光軸周圍的角度位置。這時，由于發(fā)光圖案是線狀的，所以進行圖象處理時，不需要復(fù)雜的算法，且測算精度高。
(其他實施方式)上述實施方式，作為使用半導(dǎo)體激光元件的光學(xué)儀器，是將光頭裝置為例進行說明的，本發(fā)明也可以適用于激光打印機和使用激光的車距測算裝置等。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)儀器的制造方法，其特征在于，具備角度位置檢測工序，所述角度位置檢測工序是以低于激發(fā)閾值的電流驅(qū)動半導(dǎo)體激光元件，使所述半導(dǎo)體激光元件的端面以自發(fā)發(fā)射的模式呈線狀發(fā)光，根據(jù)所述線狀發(fā)光圖案的觀察結(jié)果，檢測出所述半導(dǎo)體激光元件的光軸周圍的角度位置的工序。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)儀器的制造方法，其特征還在于，在所述角度位置檢測工序中，觀察所述的線狀發(fā)光圖案時，對所述的線狀發(fā)光圖案進行圖象處理并求得所述發(fā)光圖案的直線近似圖案，根據(jù)所述直線近似圖案檢測出所述半導(dǎo)體激光元件的光軸周圍的角度位置。
3.如權(quán)利要求1或2所述的光學(xué)儀器的制造方法，其特征還在于，根據(jù)所述半導(dǎo)體激光元件的角度位置的檢測結(jié)果，調(diào)整所述半導(dǎo)體激光元件和其他光學(xué)元件的相對的角度位置。
全文摘要
本發(fā)明提供在光學(xué)儀器的制造工藝過程中進行半導(dǎo)體激光器的角度位置的調(diào)整等時，不使用復(fù)雜的算法也能高精度地檢測出半導(dǎo)體激光元件的發(fā)光圖案的傾角的光學(xué)儀器的制造方法。在制造光頭裝置等光學(xué)儀器時，在半導(dǎo)體激光元件(20)的角度位置檢測工序中，以低于激發(fā)閾值的電流驅(qū)動半導(dǎo)體激光元件(20)，使半導(dǎo)體激光元件(20)的端面以自發(fā)發(fā)射的模式呈線狀發(fā)光，根據(jù)線狀發(fā)光圖案的觀察結(jié)果，檢測出半導(dǎo)體激光元件(20)的光軸周圍的角度位置。這時，也可以對線狀的發(fā)光圖案進行圖象處理并求得所述發(fā)光圖案的直線近似圖案，根據(jù)直線近似圖案檢測出半導(dǎo)體激光元件(20)的光軸周圍的角度位置。所述檢測結(jié)果可以用于調(diào)整半導(dǎo)體激光元件(20)的角度位置等。
文檔編號G11B7/125GK1783265SQ20051011923
公開日2006年6月7日 申請日期2005年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月2日
發(fā)明者石原久寬 申請人:株式會社三協(xié)精機制作所