激光在光学读取头中的应用

进入新世纪，半导体技术的进步使得成熟的数字技术渗透入所有电子产品领域。影像的数字化及其资料的压缩技术也有长足的进步，其演算方法(algorithm)的标准化也有所进展。媒体内容(media contents)的数字融合(digital fusion)，即多媒体化的应用愈来愈宽。更大容量的储存装置已经成为业界积极开发的首要产品。在目前的技术面、产业面、社会面而言，大家习以为常的音乐CD的数据版—光碟机(CD-ROM)被采用做为常规储存媒体，确立其做为电脑的标准装置的地位，做为多媒体时代的个人电脑储存装置，首先名称能浮上台面的是CD-ROM，目前又有更大容量的以及能够重复读写的CD-RW和DVD刻录装置将逐渐取代CD-ROM而作为电脑的标准配置。但在这些装置的小型化及降低成本方面，成为其关键的光学读取头零件已经成为一个很大的课题。
目前市面上有关存储装置的的专用术语一个比一个多，但DVD的标准还是一个，那就是DVD激光头技术。不同的激光头技术直接决定DVD的性能和价格，也最终决定了碟片清晰度和读盘效果。
随著技术革新，并且在半导体激光晶片(设备)持续普及于780nm域半导体激光设备的最新技术趋势中，本文将以此为基础，阐述适用于DVD格式的650nm域半导体激光设备的应用趋势。
在当前的DVD刻录市场，目前主要有DVD-RAM、DVD-RW和DVD+RW等几种不相容的可读写DVD标准。爲了能够形成一个统一的标准，各大厂商们就达成了采用统一的蓝色激光DVD标准的协定。CD、VCD采用波长爲780nm的红外激光，DVD采用波长爲635nm～650nm的红色激光。而蓝色激光DVD标准却采用的是波长爲405nm的蓝激光，其激光光束聚焦后的焦点直径可成比例地缩小，使得光碟中资讯坑的长度缩短、间距缩小，从而提高记录密度。
目前，光学读取装置专用半导体激光设备(激光元件)的市场需求，则以下列二大项目为代表：
(一)用于记录型之用的高功率设备化。
(二)用于播放型之用的低杂波、低耗电化。
高功率设备
有鉴于光学读取装置市场的话题─CD-RW驱动装置的成长，而转换成大型记录方式，而将这种方式与半导体激光元件的高输出化直接连结在一起，尤其是日新月异的CD-RW驱动装置的倍速竞争下，更加速了市场的拓展。此外，除了CD格式的记录型之外，就连DVD记录型也正式迎向市场的变化，因而让高输出化的设备需求正式迈入高度需求的阶段。
半导体激光元件所采取的构造是，用禁制域较大的半导体所形成的包层，夹住拥有相当于发光波长之禁制域半导体所构成之活性层的双异性(double hetero)构造，以便于在半导体基板上成长为积层构造。再藉由这种双异性构造，形成出电位(potential)墙，让注入的载体能有效锁入活性层，以提升发光效率与进行激光振汤。
记录型光学读取装置
记录型光学读取装置所专用半导体激光所要求的特性，以及对光输出具备高度可靠性的事项则列举如下：
(一)需对光输出具备充分的可靠性，简言之，就是要提高COD等级。
(二)所需的光输出不发生曲折。
(三)为了提升与透镜之间的优良结合效率，FFP（Far Field Patern：发光远视野影像）则属低纵横比(aspect ratio)。
(四)缩小光碟点的低像散现象。
低耗电设备
虽然在光学读取装置市场，已进入CD-RW等转移成记录型的市场，不过CD-ROM、CD Audio等播放型光学读取市场，则属于稳定的市场。因此今后的Audio专用光学读取装置，预估将会陷入缓慢成长的阶段。