JPH01100522A - 光学的情報記録再生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、非線形光学結晶体によって得られる高調波を
用いて高密度記録が可能な光学的情報記録再生装置に関
する。

［従来の技術］ 近年、情報に関する産業の進展がめざましく、取扱われ
る情報ｉも増大する傾向にある。このため、従来の磁気
ヘッドを用いて情報を記録したり、再生したりする記録
または再生装置に代わり、光ビームを照射して、記録媒
体に高密度で情報を記録したり、記録媒体に高密度で記
録された情報を高速度で再生したりすることのできる光
学的情報記録再生装置が注目される状況にある。

前記光学的情報記録再生装置では、面記録密度の向上が
求められているが、検出可能な最小ピット周期は、一般
に、空間周波数ｆｃ　＝２ＮＡ／λによって決定される
。ここで、ＮＡはレンズの開口率であり、λは光ディス
クに照射される光の波長である。従って、レンズの開口
数が大きい程、また、レーザの波長が短い程、高密度記
録が可能になる。ここで、レンズの開口数ＮＡを大きく
することは、光ディスクのスキューの影響、光ディスク
の厚みむらの影響等が顕著になるため、限界がある。ま
た、レーザ光の波長λとしては、アルゴン、Ｈｅ−Ｃｄ
等のガスレーザでは、４００〜５００ｎｍのものが得ら
れるが、ガスレーザでは装置が大型になるため、一般の
民生機器の光源としては適当ではなく、小型の民生機器
の光源としては、半導体レーザが広く用いられている。

ところが、半導体レーザでは、ガスレーザのような短波
長を実現することが大変難しい。

そこで、最近、例えば特開昭６０−１７９９４９号広報
に示されるように、非線形光学結晶体によって得られる
第２高調波を利用することが提案されている。

第７図に、前記従来例における光学系の一部を示す。半
導体レーザ１から出射されたレーザ光は、コリメータレ
ンズ２によって平行光束にされ、整形プリズム３で異方
性が修正されカップリングレンズ４で絞り込まれて、非
線形光学結晶体５に入射される。この非線形光学結晶体
５から出射される周波数２ω（ωは半導体レーザ１の発
振周波数）の第２高調波は、カップリングレンズ６で平
行光束とされ、図示しない対物レンズ等を通って光ディ
スクに照射される。

［発明が解決しようとする問題点］ ところで、非線形光学結晶体の周波数ωから２ωへの変
換効率は、スポットサイズ径の２乗に反比例することが
知られている。従って、スポットサイズ径が小さい程変
換効率が高い。しかしながら、前記従来例のように、非
線形光学結晶体５の両側に単にカップリングレンズ４，
６を設番ノた揚台、非線形光学結晶体５内を通過するビ
ームは、平行光束ではなく、収束した後発散する。従っ
て、ビームが最も細い部分では変換効率が高い努その前
後では変換効率が低く、全体としての変換効率が低くな
ってしまうという問題点がある。

また、カップリングレンズ４，６と非線形光学結晶体５
の組立てが難しく、カップリングレンズ４．６の傾きに
よって、対物レンズ出射上での非点、コマ収差が発生し
やすい。

尚、本発明の関連技術として、特開昭５１−５３８３３
号広報には、光の進行軸と直角な断面内の直交する２方
向で異なる強さの収束作用を持つ収束性光伝送体が開示
されている。

［発明の目的］ 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、非線
形光学結晶体によって得られる高調波を用いて高密度記
録が可能であると共に、前記非線形光学結晶体の変換効
率を高くでき、且つ、カップリングレンズと非線形光学
結晶体の組立てが容易な光学的情報記録再生装置を提供
することを目的としている。

［問題点を解決するだめの手段］ 本発明の光学的情報記録再生装置は、半導体レーザの出
射光を非線形光学結晶体に入射し、この非線形光学結晶
体から出射される光高調波を用いて記録媒体に対する情
報の記録、再生、消去のうちの少なくとも一つを行うも
のにおいて、前記非線形光学結晶体の入射側及び出射側
に、前記半導体レーザからの光を細径の平行光として前
記非線形光学結晶体に入射させる集束性光伝送体を用い
たカップリングレンズを設けたものである。

［作用］ 本発明では、半導体レーザからの光は、細径の平行光と
して非線形光学結晶体に入射され、この非線形光学結晶
体から、高い変換効率で光高調波が出射される。

［実施例］ 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は非線形光学結晶体及びセルフォックレンズを示す説
明図、第２図は本実施例における光学式ピックアップを
示す説明図、第３図は受光素子を示す説明図である。

第２図に示すように、光学式ピックアップ１０は、光源
として半導体レーザ１１を備え、この半導体レーザ１１
と、記録媒体しての光ディスク１２との間の光路上には
、コリメータレンズ１４、波長変換部組立体２０．長波
長カットフィルタ１５、第１のビームスプリッタ１６（
周波数ωの基本波用）、第２の偏光ビームスプリッタ１
７（周波数２ωの高調波用）、λ／４板１板金８物レン
ズ１９が順次配設されている。そして、前記半導体レー
ザ１１から出射された発散光は、前記コリメータレンズ
１４で平行光束にされた後、前記波長変換部組立体２０
に入射されるようになっている。この波長変換部組立体
２０からは、周波数ω（ωは半導体レーザ１１の発振周
波数）の基本波と周波数２ωの第２高調波とが出力され
る。これら基本波及び高調波は、長波長カットフィルタ
１５、第１のビームスプリッタ１６．第２の偏光ビーム
スプリッタ１７．λ／４板１板金８次透過し、対物レン
ズ１９で集光されて、前記光ディスク１３にスポット状
に照射されるようになっている。

尚、対物レンズ１９の収差は、周波数２ωの光に対して
取り除いておく必要があるが、２ωとωの両方の周波数
の光で取り除くように設計することが好ましい。

この光デイスク１３上に集光された周波数２ωの光は、
ビット情報によって変調、散乱を受け、再び前記対物レ
ンズ１９を経て、前記偏光ビームスプリッタ１７に入射
する。往路において前記偏光ビームスプリッタ１７を透
過した直線偏光は、前記λ／４板１８で円偏光にされ、
前記光ディスク１３からの戻り光は、復路において前記
λ／４板１８で往路とは偏光方向が直交する直線偏光に
される。そして、この直線偏光は、前記偏光ビームスプ
リッタ１７で反射される。この偏光ビームスプリッタ１
７で反射された光束は、周波数２ωの光のみを透過する
バンドパス干渉フィルタ３１を通り、受光素子３２で受
光される。この受光素子３２としては、ＰＩＮダイオー
ド、アバランシェダイオード等を用い、この受光素子３
２は、周波数２ωの光で読出された光ディスク１３のビ
ット情報に対応するＲＦ倍信号発生ずる。

一方、周波数ωの基本波は、前記長波長カットフィルタ
１５で減衰された後、第１のビームスプリッタ１６（周
波数２ωに対してほとんど素通りとなる。）、第２の偏
光ビームスプリッタ１７゜λ／４板１板金８次透過し、
対物レンズ１９で集光されて、前記光ディスク１３にス
ポット状に照射されるが、この照射スポットは、ビット
情報が形成されている光ディスク１３のプリグローブで
散乱、変調されて、往路を逆行し、前記ビームスプリッ
タ１６で反射され、凸レンズ３３で集光されてサーボ用
の受光素子３５で受光されるようになっている。

前記受光素子３４は、第３図に示すように、トラックの
長手方向に分割された同心円からなる４分割の受光面Ａ
、Ｂ、Ｃ，Ｄによって形成されており、公知のプッシュ
プル法によって、（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）の演算出力か
らフォーカスエラー信号が、（Ａ＋８）−（Ｃ＋Ｄ）の
演算出力からトラッキングエラー信号が検出される。こ
の検出されたエラー信号は、サーボ回路３５を介して、
対物レンズ１９のアクチュエータ３６に印加され、フォ
ーカスサーボ及びトラッキングサーボが行われるように
なっている。

ところで、前記波長変換部組立体２０は、第１図に示す
ように構成されている。

すなわち、この波長変換部組立体２０は、入射側より順
に、第１の収束性光伝送体（以下、セルフォックレンズ
と記す。）２１と、カップリングレンズとしての第２の
セルフォックレンズ２２と、ＫＮ　ｂｏ　　、　Ｌ　ｉ
　Ｎ　ｂｏ３等の非線形光学結晶体を用いた波長変換素
子２３と、カップリングレンズとしての第３のセルフォ
ックレンズ２４と、第４のセルフォックレンズ２５とを
配列して構成されている。また、前記セルフォックレン
ズ２１゜２２．２４．２５及び波長変換素子２３は、外
径が同一に形成され、且つ一体化されている。尚、前記
セルフォックレンズは、ロンド状であるが、屈折率が中
心軸で最も大きく、径方向外側に連続的に減少している
ものであり、光を収束する作用を有する。

前記第１のセルフォックレンズ２１は、符号２６で示す
コリメータレンズ１４からのビーム断面が楕円形の平行
光束を収束するものであり、楕円の長軸、短軸方向によ
って屈折率（分布）を変えてビームの収束傾斜を異なら
せることにより、楕円形のビームを円形のビームに変換
するようにしている。前記第２のセルフォックレンズ２
２は、前記第１のセルフォックレンズ２１で収束された
光を平行光とづるものであり、屈折率は、楕円の長軸、
短軸方向を同一にしている。従って、波長変換素子２３
を通る光は、符号２７で示すように断面が細径の円形の
平行光となる。

前記非線形光学結晶体からなる波長変換素子２３は、半
導体レーザ１１の発振周波数である周波数ωの光を吸収
し、そのωの整数倍の周波数の光を発光する。本実施例
では、基本波と第２高調波の進行方向の位相整合がとれ
るように、結晶の種類、方位を持つものが選択使用され
、周波数ωの基本波と周波数２ωの第２８調波とを用い
ている。

また、前記第３のセルフォックレンズ２４は、前記波長
変換素子２３からの平行光束を収束するものであり、屈
折率は、楕円の長軸、短軸方向を同一にしている。前記
第４のセルフォックレンズ２５は、前記第３のセルフォ
ックレンズ２４で収束された光を、符号２８で示すよう
なビーム断面が円形の平行光束にするものであり、屈折
率は、楕円の長袖、短軸方向を同一にしている。そして
、前記第４のセルフォックレンズ２５から出射される平
行光束が長波長カットフィルタ１５に入射されるように
なっている。

このように、本実施例では、コリメータレンズ１４で平
行光束にされた半導体レーザ１１からの光ビームを、第
１のセルフォックレンズ２１でビーム整形すると共に収
束し、カップリングレンズとしての第２のセルフォック
レンズ２２で細径の平行光として、波長変換素子２３に
入射させている。そして、前記第２のセルフォックレン
ズ２２と対のカップリングレンズとしての第３のセルフ
ォックレンズ２４で、前記波長変換索子２３からの光を
収束し、第４のセルフォックレンズ２５で平行光束にし
ている。従って、非線形光学結晶体（波長変換索子２３
）を細径の平行光が通過するので、この非線形光学結晶
体から出射される光高調波の変換効率が高い。

また、カップリングレンズ２２．２４としてセルフォッ
クレンズを用いたので、カップリングレンズ２２．２４
と非線形光学結晶体を用いた波長変換素子２３との組立
てが容易である。特に、本実施例では、セルフォックレ
ンズ２１．２２．２４．２５及び波長変換素子２３を、
外径を同一に形成し、一体化しているので、軸調整が不
要になり、組立てが非常に容易であると共に、カップリ
ングレンズ２２．２４等の傾きが防止され、対物レンズ
出射上での非点、コマ収差の発生が防止される。

尚、本実施例では、第１のセルフォックレンズ２１によ
って楕円ビームを円ビームに変換しているが、円ビーム
への変換が不十分な場合には、第２のセルフォックレン
ズ２２を、楕円の長軸、短軸方向によって屈折率を変え
てビームの収束傾斜を異ならせ、この第２のセルフォッ
クレンズ２２によつ゛て補正するようにしても良い。

第４図は本発明の第２実施例における非線形光学結晶体
及びセルフォックレンズを示す説明図である。

本実施例の波長変換部組立体４０では、第１のセルフォ
ックレンズ４１の入射端面を光軸方向に対して傾け、こ
の入射端面での屈折を利用して、楕円ビームを円ビーム
に変換するようにしている。

また、前記第１のセルフォックレンズ４１は、屈折率が
楕円の長軸、短軸方向を同一にし、発散光を収束するよ
うになっている。前記第１のセルフォックレンズ４１の
入射端面には、所定の角度の斜め方向から半導体レーザ
１１からの発散光がコリメータレンズを介することなく
入射されている。

そして、この発散光は、符号４２でビーム断面形状を示
すように、前記第１のセルフォックレンズ４１の入射端
面での屈折によって楕円ビームが円ビームに変換される
と共に、この第１のセルフォックレンズ４１によって収
束され、第２のセルフォックレンズ４２に入射される。

その他の構成は、第１実施例と同様である。

本実施例によれば、コリメータレンズ１４が不要になる
と共に、第１のセルフォックレンズ４１の作成が容易に
なる。

その他の作用及び効果は、第１実施例と同様である。

第５図は本発明の第３実施例における非線形光学結晶体
及びセルフォックレンズを示す説明図である。

本実施例の波長変換部組立体５０では、第１のセルフォ
ックレンズ５１は、屈折率が楕円の長軸。

短軸方向を同一にし、発散光を収束するようになってい
る。また、カップリングレンズとしての第２、第３のセ
ルフォックレンズ２２．２４は、第１実施例と同様に、
屈折率が楕円の長軸、短軸方向を同一にし、それぞれ、
収束された光を平行光とする作用、平行光を収束する作
用を有する。また、第４のセルフォックレンズ５２は、
前記第３のセルフォックレンズ２４で収束された光を平
行光にすると共に、楕円の長軸、短軸方向によって屈折
率を変えてビームの収束傾斜を異ならせることにより、
楕円形のビームを円形のビームに変換するようにしてい
る。

前記第１のセルフォックレンズ５１には、符号５３でビ
ーム断面を示すように、半導体レーザ１１からの楕円形
の発散光がコリメータレンズを介することなく入射され
ている。そして、この発散光は、前記第１のセルフォッ
クレンズ５１で収束され、第２のセルフォックレンズ２
２で平行光にされ、波長変換素子２３に入射される。従
って、この波長変換素子２３を通過する光は、符号５４
でビーム断面を示すように、細径の楕円形の平行光とな
る。前記波長変換素子２３から出射された光は、第３の
セルフォックレンズ２４で収束され、第４セルフオツク
レンズ５２によって、平行光にされると共に、符号２８
でビーム断面を示すように、円形のビームに変換される
。

その他の構成は、第１実施例と同様である。

本実施例によれば、半導体レーザ１１の出射光の光軸方
向と波長変換部組立体５０の光軸方向が一致するので、
より組立てが容易になる。

第６図は本発明の第４実施例における光学式ピックアッ
プを示す説明図である。

本実施例は、第２実施例に示す波長変換部組立体４０を
、光磁気方式に用いられる光学式ピックアップに適用し
た例である。

本実施例では、半導体レーザ１１から出射された光は、
第２実施例に示す波長変換部組立体５０を通った後、長
波長カットフィルタ１５．偏光子６１、ハーフプリズム
６３を順次透過し、対物レンズ６３で集光されて、光磁
気ディスク６４にスポット状に照射される。

前記光磁気ディスク６４に照射される光束は、記録モー
ドまたは再生モード時においては、その光束の発光強度
は、再生モード時よりも大きく設定されており、照射部
分は局所的に略キューリー点以上に上昇される。この場
合、光磁気ディスク６４には、反対方向に外部磁界が印
加されているため、常温に戻る際に反転磁区が形成され
、記録または消去が行われる。

また、再生モード時には、前記記録または消去モード時
よりも弱い発光強度に制御される。そして、前記光磁気
ディスク６４で反射された光束は、入射光束が直線偏光
であるため、磁気記録層の磁化方向に応じて磁気光学効
果（カー効果）によって偏光面が回転する。例えば、上
向き磁化に対して偏光面がθ反回転するものとすると、
下向き磁化に対しては偏光面が一θ度回転する。

偏光面が回転した反射光は、対物レンズ６３を通り、ハ
ーフプリズム６２で反射され、検光子６５に入射される
。そして、この検光子６５によって、例えば上向きまた
は下向き磁化に反射された場合の光束のみが通され、こ
の検光子６５を通った光束が信号検出用の受光素子６６
で受光され、この受光素子６６の光電変換出力によって
、周波数２ωの光で読出された記録情報の再生が行われ
る。

その他の構成９作用及び効果は、第１実施例と同様であ
る。

尚、本発明は、上記各実施例に限定されず、記録形態と
してビットを形成するもの、磁化の向ぎを変化させるも
のに限らず、相転移等によって反射率または透過率を変
化させるもの、バブルを形成するもの等、光ビームを用
いて記録、再生または消去するものに広く適用すること
ができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、非線形光学結晶体
によって得られる高調波を用いて高密度記録が可能であ
ると共に、非線形光学結晶体に細径の平行光を入射する
ようにしたので、非線形光学結晶体の変換効率を高くで
き、且つ、カップリングレンズとしてセルフォックレン
ズを用いたので、カップリングレンズと非線形光学結晶
体の組立てが容易であるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例に係り、第１
図は非線形光学結晶体及びセルフォックレンズを示す説
明図、第２図は本実施例における光学式ピックアップを
示す説明図、第３図は受光素子を示す説明図、第４図は
本発明の第２実施例における非線形光学結晶体及びセル
フォックレンズを示す説明図、第５図は本発明の第３実
施例における非線形光学結晶体及びセルフォックレンズ
を示す説明図、第６図は本発明の第４実施例における光
学式ピックアップを示す説明図、第７図は従来例の光学
式ピックアップの光学系の一部を示す説明図である。 １０・・・光学式ピックアップ １１・・・半導体レーザ　　１３・・・光ディスク２０
・・・波長変換部組立体 ２１・・・第１のセルフォックレンズ ２２・・・第２のセルフォックレンズ（カップリングレ
ンズ） ２３・・・波長変換素子（非線形光学結晶体）２４・・
・第３のセルフォックレンズ（カップリングレンズ） ２５・・・第４のセルフォックレンズ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体レーザの出射光を非線形光学結晶体に入射
   し、この非線形光学結晶体から出射される光高調波を用
   いて記録媒体に対する情報の記録、再生、消去のうちの
   少なくとも一つを行う光学的情報記録再生装置において
   、前記非線形光学結晶体の入射側及び出射側に、前記半
   導体レーザからの光を細径の平行光として前記非線形光
   学結晶体に入射させる収束性光伝送体を用いたカップリ
   ングレンズを設けたことを特徴とする光学的情報記録再
   生装置。
2. （２）前記カップリングレンズと前記非線形光学結晶体
   とを、外径を同一とし、一体化したことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の光学的情報記録再生装置。