JPH02123302A - Beam shape correcting prism - Google Patents

Beam shape correcting prism

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JPH02123302A
JPH02123302A JP27605488A JP27605488A JPH02123302A JP H02123302 A JPH02123302 A JP H02123302A JP 27605488 A JP27605488 A JP 27605488A JP 27605488 A JP27605488 A JP 27605488A JP H02123302 A JPH02123302 A JP H02123302A
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JP
Japan
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prism
medium
angle
refractive index
beam shape
Prior art date
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Pending
Application number
JP27605488A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaaki Takagi
正明 高木
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Nidec Precision Corp
Original Assignee
Nidec Copal Corp
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Publication date
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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。
(57) [Abstract] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、光デイスク装置等に用いられる光学ヘッド用
のビーム形状補正プリズムに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a beam shape correction prism for an optical head used in an optical disk device or the like.

[従来の技術] 半導体レーザから出射されるレーザ光は、大きな発散角
を有し、また、半導体レーザのp−n接合面に垂直な方
向と平行な方向で発散角の異なるビームであって、一般
に接合面に垂直な方向で拡がり角が大きく、平行な方向
では小さいため光軸断面が楕円分布となる。
[Prior Art] Laser light emitted from a semiconductor laser has a large divergence angle, and is a beam with different divergence angles in a direction perpendicular to and parallel to the p-n junction surface of the semiconductor laser, Generally, the divergence angle is large in the direction perpendicular to the bonding surface and small in the parallel direction, so the optical axis cross section has an elliptical distribution.

そこで、このように楕円分布する半導体レーザのレーザ
光を、円形スポットに集光して円形あるいは疑似円形分
布の平行ビームに変換するための半導体レーザのビーム
成形プリズムが種々提案されている。本願出願人は、特
開昭63−163322号のr半導体レーザのビーム成
形プリズム1、並びに、特開昭63−197901号の
「ビーム成形プリズム」と、開昭63−197902号
のrビーム成形プリズム」として、特に温度変化に起因
して発生する波長の変化やプリズムの屈折率変化による
ビームの射出角の変動を防止し、光デイスク装置におけ
る書込み読み出しビームと消去ビームの相対的なずれを
生ずることがないビーム成形プリズムを提案している。
Therefore, various beam shaping prisms for semiconductor lasers have been proposed for condensing the laser light of the semiconductor laser having an elliptical distribution into a circular spot and converting it into a parallel beam having a circular or quasi-circular distribution. The applicant of this application has disclosed the r-semiconductor laser beam-shaping prism 1 of JP-A-63-163322, the "beam-shaping prism" of JP-A-63-197901, and the r-beam shaping prism of JP-A-63-197902. In particular, it prevents fluctuations in the beam exit angle due to changes in wavelength caused by temperature changes and changes in the refractive index of prisms, resulting in relative misalignment between the write and read beams and erase beams in optical disk devices. We are proposing a beam shaping prism that has no

さらに、温度変化によるレーザ出力の出射光の角度変化
を低減し、非点収差を生じない高性能の半導体レーザペ
ンが特開昭60−205420号のr半導体レーザペン
」で提案されている。
Furthermore, a high-performance semiconductor laser pen that reduces the angular change of the emitted laser output light due to temperature changes and does not produce astigmatism has been proposed in JP-A No. 60-205420 entitled ``Semiconductor Laser Pen''.

これら従来の光デイスク装置用の光学ヘッドにおいては
、いづれもビーム成形プリズムと、2個のプリズムで構
成される偏向ビームスプリッタ(PBS)や、無位相ビ
ームスプリッタが必要であった。
These conventional optical heads for optical disk devices all require a beam shaping prism, a polarizing beam splitter (PBS) composed of two prisms, or a phaseless beam splitter.

また、上述の特開昭63−197901号のrビーム成
形プリズム1においては、ビーム成形プリズムと、偏向
ビームスプリッタあるいは無位相ビームスプリッタとを
複合化して形成する提案をしているが、この場合にも、
屈折率等が各々異なる3種類のプリズムが必要であった
Furthermore, in the above-mentioned R-beam shaping prism 1 of JP-A No. 63-197901, it is proposed to combine a beam shaping prism with a deflection beam splitter or a phaseless beam splitter. too,
Three types of prisms, each with a different refractive index, were required.

第3図は、従来のビーム形状補正プリズムの原理図であ
り、図示のように、屈折率nlのプリズム1個と屈折率
n2のプリズム2個とを複合化して形成している。
FIG. 3 is a principle diagram of a conventional beam shape correction prism, and as shown, it is formed by combining one prism with a refractive index nl and two prisms with a refractive index n2.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、従来のビーム形状補正プリズムは上述し
たように形成されていたために、構成要素すなわちプリ
ズムは最低でも3個が必要となる結果、コストを下げる
ことができない問題点を有していた。
[Problem to be Solved by the Invention] However, since the conventional beam shape correction prism is formed as described above, at least three constituent elements, that is, prisms are required, resulting in the problem that it is not possible to reduce the cost. It had a point.

したがって、本発明のビーム形状補正プリズムは本問題
点に鑑みなされたものであり、構成要素すなわちプリズ
ムを2個でも構成できるようにして、コストを下げるこ
とができるビーム形状補正プリズムを提供することをそ
の目的とする。
Therefore, the beam shape correcting prism of the present invention was created in view of this problem, and it is an object of the present invention to provide a beam shape correcting prism that can be configured with even two constituent elements, that is, two prisms, and which can reduce costs. That purpose.

[課題を解決する手段] 上述の問題点を解決し、上述の問題点を解決するために
、本発明のビーム形状補正プリズムは、以下の構成を備
える、即ち、屈折率n0の媒質中から屈折率nlの第1
媒体に入射角θで入射し、屈折角φで屈折されたビーム
が、更に屈折率n2の第2媒体に入射角αで入射し屈折
角βで屈折するように構成した場合の、屈折率の波長依
存性をd n               n 1 
        n 2□で、またn+’=    n
z  =□で表すdλ        n o s  
    n 。
[Means for Solving the Problems] In order to solve the above-mentioned problems, the beam shape correction prism of the present invention has the following configuration. 1st of rate nl
The refractive index when the beam is incident on a medium at an incident angle θ and refracted at a refraction angle φ is further incident on a second medium with a refractive index n2 at an incident angle α and refracted at a refraction angle β. The wavelength dependence is d n n 1
n 2□, and n+'= n
z = dλ no s expressed as □
n.

の関係を略満足し、前記第1媒体と前記第2媒体との項
乃に、偏向ビームスプリッタもしくは無位相ビームスプ
リッタを形成するようにしている。
The following relationship is substantially satisfied, and a deflection beam splitter or a phaseless beam splitter is formed between the first medium and the second medium.

また、好ましくは、前記第1媒体から前記第2媒体への
屈折角を45°としている。
Preferably, the refraction angle from the first medium to the second medium is 45°.

[作用] 屈折率n0の媒質中から屈折率n+の第1媒体に入射角
θで入射し、屈折角φで屈折されたビームが、更に屈折
率n2の第2媒体に入射角αで入射し屈折角βで屈折す
るように構成した場合に、前記第1媒体と前記第2媒体
との項乃に形成された偏向ビームスプリッタもしくは無
位相ビームスプリッタを通過するするように働く。
[Operation] The beam enters the first medium of refractive index n+ from the medium of refractive index n0 at an incident angle θ, is refracted at a refraction angle φ, and then enters the second medium of refractive index n2 at an incident angle α. When configured to be refracted at a refraction angle β, the beam passes through a polarizing beam splitter or a phaseless beam splitter formed between the first medium and the second medium.

また、好ましくは、前記第1媒体から前記第2媒体への
屈折角を45°として、レーザ光が通過するように働く
Preferably, the refraction angle from the first medium to the second medium is 45 degrees so that the laser beam passes through.

[実施例] 以下に本発明の好適な実施例について、図面を参照して
詳細に説明する。
[Examples] Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図は、ビーム形状補正プリズムの原理図を示したも
のである。
FIG. 1 shows a principle diagram of a beam shape correction prism.

第1図において、半導体レーザ5とコリメートレンズ7
と屈折率n1を有し反射面IAとIBとを有する第1プ
リズム1と屈折率n2の第2プリズム2とは、図示のよ
うな位置的関係にされて不図示の保持手段により夫々が
保持されている。
In FIG. 1, a semiconductor laser 5 and a collimating lens 7 are shown.
A first prism 1 having reflective surfaces IA and IB having a refractive index n1 and a second prism 2 having a refractive index n2 are held in a positional relationship as shown in the figure by holding means (not shown), respectively. has been done.

また、第1プリズム1と第2プリズム2との境界面3に
は、第1プリズムlと第2プリズム2のいづれかの反射
面上に蒸着等により多層膜が形成されており、偏向ビー
ムスプリッタ、あるいは無位相ビームスプリッタを形成
している。
Further, at the boundary surface 3 between the first prism 1 and the second prism 2, a multilayer film is formed by vapor deposition or the like on the reflective surface of either the first prism l or the second prism 2, and a deflection beam splitter, Alternatively, a phaseless beam splitter is formed.

このような構成において、半導体レーザ5から射出され
るビームBは、屈折率がnoの空気層を通過し、第1プ
リズム1の角度θで入射された後に、角度φで屈折され
、第1プリズム1から、第2プリズム2に入射角度αで
入射した後に、角度βで屈折されるようになっている。
In such a configuration, the beam B emitted from the semiconductor laser 5 passes through an air layer with a refractive index of no, enters the first prism 1 at an angle θ, is refracted at an angle φ, and passes through the first prism 1 at an angle θ. 1, the light enters the second prism 2 at an incident angle α and is then refracted at an angle β.

ここで、ビーム成形の補正率mは、 cosφ cosβ m冨 COSθ   COSα で表わされることになる。Here, the beam shaping correction factor m is cosφ cosβ m wealth COSθ COSα It will be expressed as

そこで一般的な半導体レーザ5のビームの拡がり色比で
ある、光軸方向に対する垂直、平行の角度の色比な2.
4と仮定し、β=45°とし、さらに、第1プリズム1
の材質をホヤ社製のβSc7、あるいはオオハラ社製の
βに7とし、第2プリズム2の材質をLaFL6とする
と、レーザの波長λ=830nmに於て、 dn。
Therefore, the color ratio of the beam spread of a general semiconductor laser 5, that is, the color ratio of angles perpendicular to and parallel to the optical axis direction is 2.
4, β=45°, and furthermore, the first prism 1
When the material of the prism 2 is βSc7 manufactured by Hoya Corporation or β7 manufactured by Ohara Corporation, and the material of the second prism 2 is LaFL6, at the laser wavelength λ=830 nm, dn.

−1,844X 10−’  nm−’d λ  n2 −、−3.296  x 10−’  nm−’d λ となる結果、θ= 67、462°となる。-1,844X 10-' nm-'d λ n2 -, -3.296 x 10-' nm-'d λ As a result, θ=67,462°.

第2図は、θ: 67、462°の入射角度の場合を示
した具体例を示したビーム形状補正プリズムの原理図で
ある。第2図において、図示のように頂角を90.76
7°とした場合に、ビーム成形の補正率m= 2.43
となる。
FIG. 2 is a diagram illustrating the principle of a beam shape correction prism showing a specific example of an incident angle of θ: 67,462°. In Figure 2, the apex angle is 90.76 as shown.
When the angle is 7°, the beam shaping correction factor m = 2.43
becomes.

ここでレーザの基本波長であるλ= 830nmに対し
て±10nmの変動が発生した場合の角度βの変化につ
いて計算すると、 128200m・・・β=45゜000012 ’″λ
== 830nm ・・・β= 45.000051゜
λ=1340nm −−−β= 45.000012゜
となり、Δβ±、。7.はΔβ±tonm44 X 1
0−’degと計算される。
Here, when calculating the change in angle β when a ±10 nm variation occurs with respect to the fundamental wavelength of the laser, λ = 830 nm, we get: 128200 m...β = 45°000012 '''λ
== 830nm...β= 45.000051°λ=1340nm ---β= 45.000012°, Δβ±,. 7. is Δβ±tonm44 × 1
It is calculated as 0-'deg.

ちなみに、単一ガラスであるβSC7においては、m=
2.43の時、θ=71.3’とすると、Δφ±1or
tm=″li:5.6 X 10−’d“egとなる。
By the way, in βSC7 which is a single glass, m=
When 2.43 and θ=71.3', Δφ±1or
tm="li:5.6 x 10-'d"eg.

また、媒体から射出される場合には更に、n2倍される
ので、6.6X10’″’degとなり、単一媒体の時
の約1/100になる。
In addition, when ejecting from a medium, the light is further multiplied by n2, so it becomes 6.6X10''''deg, which is about 1/100 of that of a single medium.

偏向ビームスプリッタや無位相ビームスプリッタとして
用いる場合、第1プリズム1から第2プリズム2にビー
ムが通過し、ディスクからの反射光は偏向ビームスプリ
ッタ、あるいはビームスプリッタ面で反射するように用
いるので、β=45゜が保証できれば良い。
When used as a polarizing beam splitter or a phaseless beam splitter, the beam passes from the first prism 1 to the second prism 2, and the reflected light from the disk is used to be reflected on the polarizing beam splitter or beam splitter surface, so β =45° should be guaranteed.

第4図は、上記の条件に基づいて計算された偏向ビーム
スプリッタ特性を示した特性図であり、横軸に波長を、
また縦軸透過率を取り表したものである。
FIG. 4 is a characteristic diagram showing the deflection beam splitter characteristics calculated based on the above conditions, with wavelength plotted on the horizontal axis.
It also shows the transmittance on the vertical axis.

[発明の効果] 本発明は以上説明したように、構成要素すなわちプリズ
ムを2個でも構成できるようにして、コストを下げるこ
とができるビーム形状補正プリズムを提供することがで
きる。
[Effects of the Invention] As described above, the present invention can provide a beam shape correction prism that can be configured with even two constituent elements, that is, two prisms, and can reduce costs.

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

第1図は、ビーム形状補正プリズムの原理図、第2図は
、θ= 67、462°の入射角度の場合を示した具体
例を示したビーム形状補正プリズムの原理図、 第3図は、従来のビーム形状補正プリズムの原理図、 第4図は、上記の条件に基づいて計算された偏向ビーム
スプリッタ特性を示した特性図である。 図中、1・・・第1プリズム、2・・・第2プリズム、
3・・・多層膜、n7・・・屈折率である。
Fig. 1 is a diagram of the principle of the beam shape correction prism, Fig. 2 is a diagram of the principle of the beam shape correction prism showing a specific example of the incident angle of θ = 67, 462°, and Fig. 3 is the principle diagram of the beam shape correction prism. FIG. 4 is a diagram showing the principle of a conventional beam shape correction prism. FIG. 4 is a characteristic diagram showing the deflection beam splitter characteristics calculated based on the above conditions. In the figure, 1...first prism, 2...second prism,
3...Multilayer film, n7...Refractive index.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)屈折率n_0の媒質中から屈折率n_1の第1媒
体に入射角θで入射し、屈折角φで屈折されたビームが
、更に屈折率n_2の第2媒体に入射角αで入射し屈折
角βで屈折するように構成した場合の、屈折率の波長依
存性を dn/dλで、またn_1′=n_1/n_0、n_2
′=n_2/n_0で表す場合に、▲数式、化学式、表
等があります▼ の関係を略満足し、前記第1媒体と前記第2媒体との境
角に、偏向ビームスプリッタもしくは無位相ビームスプ
リッタを形成することを特徴としたビーム形状補正プリ
ズム。
(1) A beam enters a first medium with a refractive index n_1 at an incident angle θ from a medium with a refractive index n_0, is refracted at a refraction angle φ, and then enters a second medium with a refractive index n_2 at an incident angle α. When configured to refract at a refraction angle β, the wavelength dependence of the refractive index is dn/dλ, and n_1'=n_1/n_0, n_2
' = n_2/n_0, the relationship ▲There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc.▼ is approximately satisfied, and a deflection beam splitter or a phaseless beam splitter is installed at the boundary between the first medium and the second medium. A beam shape correction prism that forms a beam shape.
(2)前記第1媒体から前記第2媒体への屈折角を45
°とすることを特徴とする請求項第1項に記載のビーム
形状補正プリズム。
(2) The refraction angle from the first medium to the second medium is 45
2. The beam shape correction prism according to claim 1, wherein the beam shape correction prism has an angle of .degree.
JP27605488A 1988-11-02 1988-11-02 Beam shape correcting prism Pending JPH02123302A (en)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61171237A (en) * 1985-01-24 1986-08-01 Hitachi Heating Appliance Co Ltd Power line carrier system
JPS63197901A (en) * 1987-02-12 1988-08-16 Copal Co Ltd Beam forming prism

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