Новости науки 16.04.01. Оптическая головка для одновременного проигрывания DVD- и CD-дисков.

Было бы очень удобно совместить в одном устройстве функции проигрывателя DVD и различных видов CD-дисков. Однако считывающие оптические головки DVD-систем, в которых используются лазеры с длиной волны 650 нм, не могут работать с простыми компакт-дисками. Для этого необходима головка с двумя лазерными диодами (на 650 и на 780 нм). Сотрудники научно-исследовательского подразделения корпорации Sony предложили относительно простую технологию создания интегрированного двухдиодного утройства.

Рис.1. Схематическое изображение двухдиодной структуры (a) и схема активной области полосковых лазерных диодов с квантовыми ямами (quantum wells) (b).

Самое простое решение - использование двух обычных лазерных диодов. Однако это усложняет конструкцию оптической головки, делает ее более громоздкой и дорогостоящей. Другой подход - изготовление гибридно-интегрированного устройства, когда два лазерных диода смонтированы в одной схеме. Но при подобном подходе сложно с требуемой точностью обеспечить заданное положение светоизлучающих элементов. Решить проблему точности позволяет использование монолитно-интегрированных устройств (рис.1), когда два лазерных диода создаются в едином технологическом процессе. Но тут возникает другая проблема - для того, чтобы диоды излучали на разной длине волны, характеристики их активных областей должны различаться. Поэтому вырастить в одном процессе две различные лазерные структуры невозможно. А поскольку речь идет о промышленном производстве, то всякое усложнение технологии ведет к увеличению стоимости продукции. Сотрудникам исследовательского подразделения Sony удалось предложить достаточно простую методику изготовления монолитно-интегрированного устройства [1].

Рис.2. Процесс изготовления двухдиодной лазерной структуры.

Методом газофазной эпитакии из металло-органических соединений (MOCVD) выращивалась первая структура (для диода на 780 нм), потом часть структуры стравливалась и выращивалась структура для диода на 650 нм (т.е. было использовано минимально возможное число ростовых циклов - два). В дальнейшем с помощью фотолитографии и травления формировались лазерные диоды (подробнее процесс изготовления схематично изображен на рис.2). В результате была создана структура с двумя лазерными диодами, излучающими на двух длинах волн, показанная на рис.1. Характеристики полученых диодов близки к характеристикам обычных промышленных лазерных диодов. Испытания показали, что среднее время наработки на отказ составляет более 10000 часов для диода на 650 нм и более 100000 часов для диода на 780 нм.

1. Kazuhiko Nemoto, Takafi Kamei, Hiroaki Abe et al. Appl.Phys.Lett. v.78, 2270 (2001).

перейти к началу страницы