JPH02123302A - ビーム形状補正プリズム - 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、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。

［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。

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。

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。

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。

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
。

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。

［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。

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。

［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　。

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。

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。

［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。

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
。

［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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

−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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

［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。

【図面の簡単な説明】

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。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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。
2. （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。