JPH03170902A - Diffraction element unit - Google Patents
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- JPH03170902A JPH03170902A JP1312034A JP31203489A JPH03170902A JP H03170902 A JPH03170902 A JP H03170902A JP 1312034 A JP1312034 A JP 1312034A JP 31203489 A JP31203489 A JP 31203489A JP H03170902 A JPH03170902 A JP H03170902A
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- Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野]
本発明は、例えば、各種光メモリ素子に記録・再生又は
消去を行う光学ヘッドに組み込まれる回折素子ユニット
に係り、特に、レーザ光の波長変動等に起因する回折角
の変動を抑制することのできる回折素子ユニットに関す
るものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a diffraction element unit incorporated in an optical head that performs recording, reproduction, or erasing on various optical memory elements, and particularly relates to a diffraction element unit that is incorporated in an optical head that performs recording, reproduction, or erasing in various optical memory elements, and in particular, The present invention relates to a diffraction element unit that can suppress fluctuations in diffraction angle caused by.
近年、高密度、大容量化が可能で、かつ、繰り返して記
録・消去が行える光磁気メモリ素子の開発が活発に進め
られている。この光磁気メモリ素子は例えば、第6図中
に符号21で示すように、透光性の基板21a上に膜面
に垂直な方向に磁化容易軸を有する磁性体薄膜2lbが
形成されてなるものであり、上記磁性体薄膜2lbは記
録に先立って初期化によりいずれかの方向に磁化される
ようになっている。In recent years, the development of magneto-optical memory elements that are capable of high density and large capacity, and that can be repeatedly recorded and erased, have been actively developed. This magneto-optical memory element is, for example, as shown by reference numeral 21 in FIG. 6, in which a magnetic thin film 2lb having an axis of easy magnetization in a direction perpendicular to the film surface is formed on a transparent substrate 21a. The magnetic thin film 2lb is magnetized in either direction by initialization prior to recording.
記録時には、上記磁性体薄膜2lbに初期化の際の外部
磁場の方向とは逆方向の外部磁場(図示せず)が印加さ
れた状態で、例えば、半導体レーザ22等のレーザ光源
から比較的大きな強度でレーザ光L1が出射され、偏光
ビームスプリッタ23を透過した透過光L2。が磁性体
薄膜2lbに照射されることにより、照射部分において
温度上昇により保磁力が低下されて上記外部磁場の方向
に磁化が反転される。なお、偏光ビームスプリッタ23
における反射光LSIは利用されない。During recording, an external magnetic field (not shown) is applied to the magnetic thin film 2lb in a direction opposite to the direction of the external magnetic field during initialization, and a relatively large magnetic field is emitted from a laser light source such as the semiconductor laser 22. Laser light L1 is emitted with high intensity, and transmitted light L2 is transmitted through polarizing beam splitter 23. By irradiating the magnetic thin film 2lb, the coercive force is lowered in the irradiated portion due to a temperature rise, and the magnetization is reversed in the direction of the external magnetic field. Note that the polarizing beam splitter 23
The reflected light LSI in is not used.
一方、再生時には、半導体レーザ22から比較的小さい
強度でレーザ光L .が出射され、偏光ビームスブリッ
タ23における透過光Lgoが上記磁性体薄膜2lbに
照射される。磁性体薄膜2lbからの反射光L3は磁気
光学効果により磁化の向きに応じて偏光面が回転される
。上記反射光L3の一部は偏光ビームスプリッタ23で
直角に反射され、この反射光L。における偏光面の傾き
が検光子24を介して光検出器25で検出されることに
より情報の再生が行われる。なお、偏光ビームスプリッ
タ23における透過光L4。は利用されない。On the other hand, during reproduction, the laser beam L. is emitted from the semiconductor laser 22 with relatively low intensity. is emitted, and the transmitted light Lgo from the polarizing beam splitter 23 is irradiated onto the magnetic thin film 2lb. The plane of polarization of the reflected light L3 from the magnetic thin film 2lb is rotated according to the direction of magnetization due to the magneto-optic effect. A part of the reflected light L3 is reflected at a right angle by the polarizing beam splitter 23, and this reflected light L3 is reflected at right angles. The information is reproduced by detecting the inclination of the plane of polarization at the photodetector 25 via the analyzer 24. Note that the transmitted light L4 in the polarizing beam splitter 23. is not used.
又、情報の再生の精度を一層向上さセるため、光学ヘッ
ドを第7図のように構威して差動型の検出を行うことも
考えられる。即ち、第7図中光磁気メモリ素子3l、半
導体レーザ32及び偏光ビームスプリッタ33は第6図
の光磁気メモリ素子21〜偏光ビームスブリッタ23と
同様に構威され、偏光ビームスブリツタ33で反射され
た反射光L41はその偏光面が(1/2)波長板34に
より45゜回転させられた後、ガラス等からなる基板3
5に形成された回折素子35aに入射される。Furthermore, in order to further improve the accuracy of information reproduction, it is conceivable to configure the optical head as shown in FIG. 7 to perform differential detection. That is, the magneto-optical memory element 3l, the semiconductor laser 32 and the polarizing beam splitter 33 in FIG. After the polarization plane of the reflected light L41 is rotated by 45 degrees by the (1/2) wavelength plate 34, the reflected light L41 is rotated by 45 degrees by the (1/2) wavelength plate 34, and then the reflected light L41 is transferred to the substrate 3 made of glass or the like.
The light is incident on the diffraction element 35a formed at 5.
そして、回折素子35aで入射光が第0次回折光L,s
oと第1次回折光L,Iとに分離されて第0次回折光L
,。が光検出器36で受光される一方、第1次回折光L
s+が光検出器37で受光され、光検出器36・37の
出力が差動増幅器38で差動されることにより、磁性体
薄膜3lb上の情報が検出されるようになっている。上
記のように、反射光L41を偏光戒分に分離するのに、
回折素子35aを利用すると、偏光ビームスプリツタ等
を使用する場合より光学ヘッドを軽量化できる等の利点
がある。なお、第8図に示すように、回折素子35aと
各光検出器36・37との間には、必要に応じてそれぞ
れ集光レンズ40・41が配置される。Then, the incident light is converted into 0th order diffracted light L,s by the diffraction element 35a.
o and the 1st-order diffracted light L and I, and the 0th-order diffracted light L
,. is received by the photodetector 36, while the first-order diffracted light L
The light s+ is received by a photodetector 37, and the outputs of the photodetectors 36 and 37 are differentiated by a differential amplifier 38, so that information on the magnetic thin film 3lb is detected. As mentioned above, to separate the reflected light L41 into polarized light,
Using the diffraction element 35a has the advantage that the optical head can be made lighter than when using a polarizing beam splitter or the like. Note that, as shown in FIG. 8, condenser lenses 40 and 41 are arranged between the diffraction element 35a and each of the photodetectors 36 and 37, respectively, as necessary.
上記の構戒において、回折素子35aは第9図に示すよ
うに、基板35に紙面と直交する方向に延びる所定深さ
dの溝からなる回折格子35b・35b・・・を所定の
格子間隔Dで形成してなるものである。又、これら回折
格子35b・35b・・・に光磁気メモリ素子3lから
の反射光がいわゆるブラッグ角θ。(θ。=sin−’
(λ/2D))で入射するように基板35の傾きが設定
されている。但し、λは使用するレーザ光の波長である
。In the above configuration, as shown in FIG. 9, the diffraction element 35a has diffraction gratings 35b, 35b, . It is formed by Further, the reflected light from the magneto-optical memory element 3l is reflected by the diffraction gratings 35b, 35b, . . . at a so-called Bragg angle θ. (θ.=sin-'
The inclination of the substrate 35 is set so that the light is incident at (λ/2D)). However, λ is the wavelength of the laser light used.
ここで、回折格子35b・35b・・・の格子間隔Dを
0.59λ、基板35の屈折率を1.45とした場合の
、回折格子35b・35b・・・による第0次回折光L
,。及び第1次回折光Ls+のそれぞれにおける互いに
直交する2つの偏光威分の強度比と上記回折格子35b
・35b・・・の深さdとの関係を第10図に示す。但
し、L5。(TE)は第0次回折光L,。における回折
格子35b・35b・・・の方向(第9図の紙面と直角
方向)と平行な方向?偏光成分を示し、LS,(TE)
は第1次回折光LSIにおける回折格子35b・35b
・・・と平行な方向の偏光或分を示す。又、L5。(T
M)は第0次回折光L,。における回折格子35b・3
5b・・・と直角な方向の偏光戒分を示し、L,.(T
M)は第1次回折光Lstにおける回折格子35b・3
5b・・・と直角な方向の偏光或分を示す。Here, when the grating spacing D of the diffraction gratings 35b, 35b... is 0.59λ, and the refractive index of the substrate 35 is 1.45, the 0th order diffracted light L by the diffraction gratings 35b, 35b...
,. and the intensity ratio of two mutually orthogonal polarization components in each of the first-order diffraction light Ls+ and the above-mentioned diffraction grating 35b
・The relationship between 35b and the depth d is shown in FIG. However, L5. (TE) is the 0th order diffracted light L, A direction parallel to the direction of the diffraction gratings 35b, 35b, etc. (direction perpendicular to the paper surface of FIG. 9)? Indicates the polarization component, LS, (TE)
are the diffraction gratings 35b and 35b in the first-order diffraction light LSI
... indicates a certain amount of polarization in a direction parallel to... Also, L5. (T
M) is the 0th order diffracted light L,. Diffraction grating 35b.3 in
5b... indicates the polarization command in the direction perpendicular to L, . (T
M) is the diffraction grating 35b.3 in the first-order diffracted light Lst.
5b... shows a certain amount of polarization in a direction perpendicular to .
同図から明らかなように、Lso (TM) : L
sI(TM)の強度比はほぼ100:Oであり、一方、
LS。(TE): L,,(TE)の強度比は回折素子
35aを構或する回折格子35b・35b・・・の深さ
dにより変化する。上記の回折格子35bにおいては、
L,。(TE) : LSI (TE) L=.O
: 100となるように深さが1.2λ程度(第10図
参照)に設定されている。これにより、回折素子35a
においては、第0次回折光L,。は殆ど全てTM波とな
り、第1次回折光LSIは殆ど全てTE波となる。なお
、回折素子35aの手前側の(l/2)波長板34にて
偏光ビームスブリッタ33からの反射光L■の偏光面が
45゜回転されるので、回折素子35aによる偏光戊分
の振り分けの基準となる軸方向は半導体レーザ31から
出射される直線偏光に対して45゜の角度を有すること
になる。As is clear from the figure, Lso (TM): L
The intensity ratio of sI(TM) is approximately 100:O, while
L.S. (TE): The intensity ratio of L, , (TE) changes depending on the depth d of the diffraction gratings 35b, 35b, . . . that constitute the diffraction element 35a. In the above diffraction grating 35b,
L. (TE): LSI (TE) L=. O
: 100, the depth is set to about 1.2λ (see Fig. 10). As a result, the diffraction element 35a
In, the 0th order diffracted light L,. almost all become TM waves, and almost all of the first-order diffracted light LSI becomes TE waves. In addition, since the polarization plane of the reflected light L from the polarizing beam splitter 33 is rotated by 45 degrees by the (l/2) wavelength plate 34 on the front side of the diffraction element 35a, the distribution of the polarized light by the diffraction element 35a is The reference axial direction has an angle of 45° with respect to the linearly polarized light emitted from the semiconductor laser 31.
ところが、上記の構成において、回折素子35aからの
第1次回折光LSIを情報の検出に利用する場合、半導
体レーザ32から出射されるレーザ光L1の波長が温度
変化等に起因して変動すると、それに応じて回折素子3
5aにおける回折角θが変動ずるものである。その場合
、回折角θ1の変動量が大きいと、回折素子35aにお
ける第1次回折光1−s+が光検出器37で受光できな
くなり、その結果、情報の検出が行えなくなる恐れがあ
る。なお、第1次回折光LSIを光検出器37で確実に
受光できるように光検出器37における受光面積を充分
に大きくした場合、光検出器37の応答速度が低下する
という問題が生しる。However, in the above configuration, when the first-order diffracted light LSI from the diffraction element 35a is used for detecting information, if the wavelength of the laser light L1 emitted from the semiconductor laser 32 changes due to temperature change, etc. Diffraction element 3 accordingly
The diffraction angle θ at 5a varies. In that case, if the amount of variation in the diffraction angle θ1 is large, the first-order diffracted light 1-s+ in the diffraction element 35a cannot be received by the photodetector 37, and as a result, there is a possibility that information cannot be detected. Note that if the light-receiving area of the photodetector 37 is made sufficiently large so that the first-order diffracted light LSI can be reliably received by the photodetector 37, a problem arises in that the response speed of the photodetector 37 decreases.
本発明に係る回折素子ユニットは、上記の課題を解決す
るために、ガラス等からなる透光性の基板に対象とする
レーザ光等の光の波長程度の格子間隔で回折格子が形成
された回折素子と、この回折素子の後方に回折素子によ
る回折光が入射されるように配置され、その入射角の変
動量より出射角の変動量が小さくなるように透光性材料
により形成された回折角変動抑制手段とを備えているこ
とを基本的な特徴とするものである。In order to solve the above-mentioned problems, a diffraction element unit according to the present invention has a diffraction grating formed on a transparent substrate made of glass or the like with a grating interval approximately equal to the wavelength of light such as a target laser beam. a diffraction angle formed by a transparent material so that the amount of variation in the output angle is smaller than the amount of variation in the angle of incidence; The basic feature is that it is equipped with a fluctuation suppressing means.
なお、上記回折角変動抑制手段は、例えば、回折素子に
おける回折角が変化する方向に上記回折光のビーム径を
拡大させるように配置されたビーム整形プリズムにより
構或することができる。Note that the diffraction angle variation suppressing means may be constituted by, for example, a beam shaping prism arranged so as to expand the beam diameter of the diffracted light in the direction in which the diffraction angle in the diffraction element changes.
〔作 用]
上記の構威によれば、透光性材料により形成された回折
角変動抑制手段に回折素子からの回折光を入射させ、そ
の入射角の変動量、換言すれば、回折素子における回折
角の変動量より出射角の変動量が小さくなるように出射
させることにより、回折素子における回折角の変動を抑
制することができるようになる。なお、例えば、回折素
子を使用した光学ヘッドに上記回折素子ユニットを組み
込むようにすれば、回折素子における回折角の変動が抑
制され、光検出器の受光面積を特に大きくしなくても回
折素子で回折された回折光が確実に光検出器で受光され
るようになる。[Function] According to the above structure, the diffracted light from the diffraction element is made incident on the diffraction angle variation suppressing means formed of a translucent material, and the amount of variation in the incident angle, in other words, the amount of variation in the diffraction angle in the diffraction element is By emitting light so that the amount of variation in the output angle is smaller than the amount of variation in the diffraction angle, it becomes possible to suppress variation in the diffraction angle in the diffraction element. For example, if the above diffraction element unit is incorporated into an optical head that uses a diffraction element, fluctuations in the diffraction angle in the diffraction element can be suppressed, and the diffraction element can be used without particularly increasing the light-receiving area of the photodetector. The diffracted light is reliably received by the photodetector.
〔実施例1〕
本発明の一実施例を第1図乃至第4図に基づいて説明す
れば、以下の通りである。[Embodiment 1] An embodiment of the present invention will be described below based on FIGS. 1 to 4.
本実施例に係る回折素子ユニット1は例えば、第2図に
示すような光学ヘッドに組み込まれて使用されるもので
ある。この光学ヘッドは光磁気メモリ素子31に情報の
記録・再生を行うためのもので、主要部は第7図に示す
光学ヘッドと同様に構威されている。ここでは、第7図
の光学ヘッドと同一の構戊を有する部材に同一の参照番
号を付して説明を省略する。The diffraction element unit 1 according to this embodiment is used by being incorporated into an optical head as shown in FIG. 2, for example. This optical head is for recording and reproducing information in the magneto-optical memory element 31, and its main parts are constructed in the same way as the optical head shown in FIG. Here, members having the same structure as the optical head in FIG. 7 are given the same reference numerals, and their explanations will be omitted.
本実施例では、第7図中の回折素子35aに代えて、回
折素子ユニットlが設けられている。この回折素子ユニ
ット1は第1図にも示すように、ガラス等からなる透光
性の基板2に形成された回折素子2aと、この回折素子
2aからの第1次回折光L 51の光路中に配置された
回折角変動抑制手段としてのビーム整形プリズム3とを
備えている。又、回折素子2aと光検出器36間及びビ
ーム整形プリズム3と光検出器37間にはそれぞれ集光
レンズ40・41が配置されている。In this embodiment, a diffraction element unit 1 is provided in place of the diffraction element 35a in FIG. As shown in FIG. 1, this diffraction element unit 1 includes a diffraction element 2a formed on a transparent substrate 2 made of glass or the like, and a first-order diffracted light L 51 from this diffraction element 2a in the optical path. A beam shaping prism 3 is provided as a diffraction angle fluctuation suppressing means. Further, condenser lenses 40 and 41 are arranged between the diffraction element 2a and the photodetector 36 and between the beam shaping prism 3 and the photodetector 37, respectively.
回折素子2aを構或ずる回折格子(具体的に図示せず)
は、第7図の回折素子35aにおける回折格子と同様に
その格子間隔が使用するレーザ光の波長程度、例えば、
0.5μm程度に設定されている。又、回折素子2aを
構或する回折格子の方向は第7図の回折素子35aにお
ける回折格子と同様、第1図及び第2図の紙面と直交す
る方向とされている。更に、回折素子2aを構戒する回
折格子の深さは、(1/2)波長板34からの光束中の
TM波が殆ど全て第O次回折光L,。として透過する一
方、(1/2)波長板34からの光束中のTE波が殆ど
全て第1次回折光LSIとして回折する値に設定されて
いる。Diffraction grating that constitutes the diffraction element 2a (not specifically shown)
Similar to the diffraction grating in the diffraction element 35a in FIG. 7, the grating interval is about the wavelength of the laser beam used, for example,
The thickness is set to about 0.5 μm. Further, the direction of the diffraction grating constituting the diffraction element 2a is perpendicular to the paper plane of FIGS. 1 and 2, similar to the diffraction grating in the diffraction element 35a of FIG. 7. Furthermore, the depth of the diffraction grating that covers the diffraction element 2a is such that almost all of the TM waves in the light beam from the (1/2) wavelength plate 34 are Oth-order diffracted light L. On the other hand, the value is set so that almost all of the TE waves in the light beam from the (1/2) wavelength plate 34 are diffracted as first-order diffracted light LSI.
ビーム整形プリズム3は回折素子2aからの第1次回折
光LSIの進行方向を図中左向きに変えて出射させるも
のである。このビーム整形プリズム3は、第3図に示す
ように、入射光である回折素子2aからの第1次回折光
LSIの紙面と平行な方向のビーム径rl に対し、ビ
ーム整形プリズム3からの出射光L,の第3図の紙面と
平行な方向のビーム径r2を例えば、3倍程度に拡大さ
せるように光学的特性が設定されている。一方、ビーム
整形プリズム3への入射光と出射光における第3図の紙
面と直交する方向のビーム径は1:1である。なお、第
1図及び第2図には光ビームの中心線のみが示されてい
る。The beam shaping prism 3 changes the traveling direction of the first-order diffracted light LSI from the diffraction element 2a to the left in the figure and emits it. As shown in FIG. 3, this beam shaping prism 3 allows the output light from the beam shaping prism 3 to The optical characteristics are set so that the beam diameter r2 of L, in the direction parallel to the plane of the paper in FIG. 3, is expanded by about three times, for example. On the other hand, the beam diameters in the direction perpendicular to the plane of FIG. 3 between the incident light and the outgoing light to the beam shaping prism 3 are 1:1. Note that only the center line of the light beam is shown in FIGS. 1 and 2.
上記の構戒において、情報の再生時には、半導体レーザ
32からの直線偏光のレーザ光L1の一部が偏光ビーム
スプリッタ33を透過し、この透過光L2。が光磁気メ
モリ素子31に照射される。In the above structure, when reproducing information, a part of the linearly polarized laser light L1 from the semiconductor laser 32 is transmitted through the polarization beam splitter 33, and this transmitted light L2 is transmitted. is irradiated onto the magneto-optical memory element 31.
光磁気メモリ素子31からの反射光L3はその一部が偏
光ビームスプリッタ33で直角に反射され、この反射光
L 41が(1/2)波長板34で偏光面を45゜回転
された後、回折素子2aに入射される。A portion of the reflected light L3 from the magneto-optical memory element 31 is reflected at right angles by the polarizing beam splitter 33, and after this reflected light L41 has its polarization plane rotated by 45 degrees by the (1/2) wavelength plate 34, The light is incident on the diffraction element 2a.
ここで上記のような偏光特性によりTM波がほぼlOO
%第O次回折光L,。として集光レンズ40を介して光
検出器36に入射される。一方、(l/2)波長板34
からの光束中のTE波はほぼ100%第{次回折光LS
Iとして回折され、ビーム整形プリズム3及び集光レン
ズ41を介して集光レンズ4lに入射される。そして、
光検出器36・37の出力信号が差動増幅器38で差動
されることにより光磁気メモリ素子31上の情報が検出
される。Here, due to the polarization characteristics mentioned above, the TM wave is approximately lOO
%Oth order diffracted light L,. The light is incident on the photodetector 36 via the condensing lens 40. On the other hand, the (l/2) wavelength plate 34
The TE wave in the light flux from LS is almost 100% {th order diffracted light LS
It is diffracted as I, and is incident on the condenser lens 4l via the beam shaping prism 3 and the condenser lens 41. and,
Information on the magneto-optical memory element 31 is detected by differentially outputting the output signals of the photodetectors 36 and 37 by a differential amplifier 38.
なお、半導体レーザ32から出射されるレーザ光L,の
波長が変動した場合、それに応して回折素子2aにおけ
る回折角θ1が変動する。例えば、レーザ光L.の波長
が標準値である場合に第1次回折光LSIの中心線が第
1図中Aで示す位置にあり、回折角がθ1であるものと
すると、レーザ光L.の波長が標準値より短くなった場
合は第1次回折光LSIの中心線は例えば、Bで示す位
置となり、回折角はθ1より小さくなる。Note that when the wavelength of the laser beam L emitted from the semiconductor laser 32 changes, the diffraction angle θ1 in the diffraction element 2a changes accordingly. For example, laser light L. When the wavelength of the laser beam LSI is a standard value, the center line of the first-order diffracted light LSI is at the position indicated by A in FIG. 1, and the diffraction angle is θ1. When the wavelength of the first-order diffracted light LSI becomes shorter than the standard value, the center line of the first-order diffracted light LSI becomes, for example, the position indicated by B, and the diffraction angle becomes smaller than θ1.
一方、レーザ光L1の波長が標準値より長くなった場合
は第1次回折光LSIの中心線は例えば、Cで示す位置
となり、回折角はθ,より大きくなる。On the other hand, when the wavelength of the laser beam L1 becomes longer than the standard value, the center line of the first-order diffracted light LSI is at a position indicated by C, for example, and the diffraction angle becomes larger than θ.
ところで、本実施例では、第1次回折光LSIがビーム
整形プリズム3を通過すると、ビーム整形プリズム3か
らの出射光L6の出射角の変動量は、ビーム整形プリズ
ム3からの第1次回折光LSIの回折角の変動量より小
さくなる。例えば、ビーム整形プリズム3が第1図の紙
面方向、つまり、回折角の変動する矢印X方向において
、入射光のビーム径に対して出射光のビーム径を3倍程
度に拡大するように設定されている場合、上記第1次回
折光L,lの回折角の変動量に対し出射光L6の出射角
の変動量は(1/33程度となる。By the way, in this embodiment, when the first-order diffracted light LSI passes through the beam shaping prism 3, the amount of variation in the output angle of the output light L6 from the beam shaping prism 3 is equal to It is smaller than the amount of variation in the diffraction angle. For example, the beam shaping prism 3 is set to expand the beam diameter of the output light to about three times the beam diameter of the incident light in the paper plane direction of FIG. 1, that is, in the direction of the arrow X in which the diffraction angle changes. In this case, the amount of variation in the output angle of the emitted light L6 is approximately 1/33 of the amount of variation in the diffraction angle of the first-order diffraction lights L and l.
即ち、半導体レーザ32から出射されるレーザ光の波長
を780nmとし、これが最大限度{Onm変動するも
のとすると、回折素子2aにおける回折角の変動量は最
大限度1.8゜程度となる。その場合、ビーム整形プリ
ズム3からの出射光L,の出射角の変動量は最大限度0
.58゜程度、つまり回折角の変動量の(1/3)程度
である。That is, assuming that the wavelength of the laser light emitted from the semiconductor laser 32 is 780 nm, and that it varies by a maximum of Onm, the maximum variation of the diffraction angle in the diffraction element 2a is about 1.8°. In that case, the amount of variation in the output angle of the output light L from the beam shaping prism 3 is at most 0.
.. It is about 58°, that is, about (1/3) of the amount of variation in the diffraction angle.
なお、ビーム整形プリズム3を波長分散の大きいフリン
ト系ガラス等で形戒すると、波長変動により屈折率が変
化する波長分散の効果によりビーム整形プリズム3から
の出射角の変動を抑制する上で有利となる。Note that if the beam shaping prism 3 is made of flint-based glass or the like with large wavelength dispersion, it is advantageous in suppressing fluctuations in the exit angle from the beam shaping prism 3 due to the effect of wavelength dispersion in which the refractive index changes with wavelength fluctuations. Become.
上記のように、本実施例では、回折素子2aの後段にビ
ーム整形プリズム3を配置することにより、回折素子2
aにおける回折角の変動量を例えば、(1/3)程度に
抑制することができるので、光検出器37の受光面積を
特に大きくしなくても光検出器37に入射されるべき光
束が光検出器37から外れるようなことはなくなる。こ
れにより、情報の検出が確実に行えるようになる。As described above, in this embodiment, by arranging the beam shaping prism 3 after the diffraction element 2a, the diffraction element 2a
Since the amount of variation in the diffraction angle at point a can be suppressed to, for example, about (1/3), the light flux that should be incident on the photodetector 37 can be reduced even without particularly increasing the light-receiving area of the photodetector 37. There is no possibility of it coming off the detector 37. This allows information to be detected reliably.
第4図に変形例を示す。FIG. 4 shows a modified example.
この変形例は上記実施例とはビーム整形プリズム3を逆
向きに配置し、回折素子2aからの第1次回折光L %
+の進行方向を図中右向きに変えて出射させるように構
成したものである。この場合、回折素子2aにおける回
折角の変動量が最大限度1.86程度であれば、ビーム
整形プリズム3からの出射角の変動量は0.61’程度
となる。In this modification, the beam shaping prism 3 is arranged in the opposite direction to that of the above embodiment, and the first-order diffracted light L% from the diffraction element 2a is
The configuration is such that the traveling direction of the + beam is changed to the right in the figure and the beam is emitted. In this case, if the maximum variation amount of the diffraction angle in the diffraction element 2a is about 1.86, the variation amount of the exit angle from the beam shaping prism 3 is about 0.61'.
〔実施例2〕 次に、第5図に基づいて第2実施例を説明する。[Example 2] Next, a second embodiment will be described based on FIG.
第2実施例に係る回折素子ユニット11は、例えば、第
2図に示す光学ヘッドに回折素子ユニット1に代えて組
み込まれうるものである。この回折素子ユニット11は
ガラス等からなる透光性の基牟反12を備え、基板12
における(1/2)波長板34に対向する側の表面部に
は回折素子12aが形戒されている。回折素子12aは
紙面と直交する方向に延びる回折格子(具体的に図示せ
ず)により実質的に第1実施例の回折素子2aと同様に
構或されている。The diffraction element unit 11 according to the second embodiment can be incorporated, for example, in the optical head shown in FIG. 2 instead of the diffraction element unit 1. This diffraction element unit 11 includes a transparent substrate 12 made of glass or the like, and a substrate 12.
A diffraction element 12a is formed on the surface portion of the side facing the (1/2) wavelength plate 34. The diffraction element 12a has a structure substantially similar to the diffraction element 2a of the first embodiment, with a diffraction grating (not specifically shown) extending in a direction perpendicular to the plane of the paper.
一方、基板12における回折素子12aが形成された表
面部とは反対側の表面部には、回折素子12aを構或ず
る回折格子と格子間隔及び方向の等しい回折角変動補償
用回折格子(具体的に図示せず)からなる回折角変動補
償用回折素子12bが形戒されている。この回折角変動
補償用回折素子12bは回折角変動抑制手段としての役
割を有している。On the other hand, on the surface portion of the substrate 12 opposite to the surface portion on which the diffraction element 12a is formed, a diffraction grating for compensating for diffraction angle fluctuation (specifically A diffraction element 12b for compensating for diffraction angle fluctuations is provided (not shown). This diffraction element 12b for compensating for diffraction angle variation has a role as a diffraction angle variation suppressing means.
基板12の後方には集光レンズ40・41が並列的に配
置され、各集光レンズ40・41の後方には光検出器3
6・37が並列的に配置されている。Condensing lenses 40 and 41 are arranged in parallel behind the substrate 12, and a photodetector 3 is arranged behind each condensing lens 40 and 41.
6 and 37 are arranged in parallel.
上記の構威において、(1/2)波長板34を通過した
光束は回折素子12aに入射し、ここで、TM波がほぼ
100%第O次回折光LSGとして透過する一方、TE
波がほぼ100%第l次回折光Ls+として回折する。In the above structure, the light beam that has passed through the (1/2) wavelength plate 34 is incident on the diffraction element 12a, where almost 100% of the TM wave is transmitted as O-th order diffracted light LSG, while the TM wave is transmitted as O-th order diffracted light LSG.
Almost 100% of the waves are diffracted as l-th order diffracted light Ls+.
上記の第O次回折光L,。The above O-th order diffracted light L,.
は回折角変動補償用回折素子12bに入射し、ほぼ10
0%第O次回折光L6。として透過した後、集光レンズ
40を介して光検出器36に入射する。is incident on the diffraction element 12b for diffraction angle variation compensation, and approximately 10
0% Oth order diffracted light L6. After passing through the light beam, it enters the photodetector 36 via the condensing lens 40.
一方、上記の第1次回折光L5lは回折角変動補償用回
折素子12bにてほぼ100%第1次回折光L .1と
して回折し、集光レンズ4Iを介して光検出器37に入
射する。On the other hand, the above-mentioned first-order diffracted light L5l is almost 100% first-order diffracted light L. The light is diffracted as 1 and enters the photodetector 37 via the condenser lens 4I.
ところで、回折素子12aを構戒する回折格子と回折角
変動補償用回折素子12bを構成する回折格子とは格子
間隔及び方向が等しいので、回折素子12aにおける回
折角θ,と回折角変動補償用回折素子12bにおける回
折角θ2とは互いに等しくなり、従って、回折角変動補
償用回折素子12bからの第1次回折光L 7+は第0
次回折光L 60と平行に出射する。By the way, since the diffraction grating constituting the diffraction element 12a and the diffraction grating constituting the diffraction element 12b for compensating for diffraction angle fluctuations have the same grating interval and direction, the diffraction angle θ in the diffraction element 12a and the diffraction grating for compensating for diffraction angle fluctuations are the same. The diffraction angles θ2 in the element 12b are equal to each other, and therefore, the first-order diffracted light L 7+ from the diffraction angle variation compensation diffraction element 12b is the 0th
It is emitted in parallel with the next diffracted light L 60.
そして、レーザ光の波長変動により、回折素子12aに
おける回折角が例えば、θ1゛に減少した場合は回折角
変動補償用回折素子12bにおける回折角θ2“に減少
するが、この時もθ1 とθ2′とが等しいので、回
折角変動補償用回折素子12’)からの第1次回折光L
’l+は第0次回折光L6。と平行に出射する。なお、
回折角の変動に伴って第l次回折光L8の中心線の位置
は若干ずれるが、基板12の厚みを充分に小さく設定す
れば、上記第1次回折光L 71の中心線位置のずれは
僅かであり、従って、第l次回折光L ?+は回折角の
変動にかかわらず光検出器37に入射するようになる。When the diffraction angle at the diffraction element 12a decreases to, for example, θ1'' due to the wavelength fluctuation of the laser beam, the diffraction angle at the diffraction angle variation compensation diffraction element 12b decreases to θ2'', but at this time as well, θ1 and θ2' are equal, the first-order diffracted light L from the diffraction element 12') for compensating for diffraction angle fluctuations
'l+ is the 0th order diffracted light L6. It emits parallel to. In addition,
The position of the center line of the first-order diffracted light L8 shifts slightly as the diffraction angle changes, but if the thickness of the substrate 12 is set to be sufficiently small, the shift of the center line of the first-order diffracted light L71 is slight. Yes, therefore, the lth order diffracted light L? + comes to be incident on the photodetector 37 regardless of the fluctuation of the diffraction angle.
〔発明の効果]
本発明に係る回折素子ユニットは、以上のように、透光
性基板に対象とする光の波長程度の格子間隔で回折格子
が形戒されてなる回折素子と、この回折素子の後方に回
折素子による回折光が入射されるように配置され、その
入射角の変動量より出射角の変動量が小さくなるように
透光性材料により形成された回折角変動抑制手段とを備
えている構或である。[Effects of the Invention] As described above, the diffraction element unit according to the present invention includes a diffraction element in which a diffraction grating is formed on a transparent substrate with a grating interval approximately equal to the wavelength of target light, and this diffraction element. and a diffraction angle fluctuation suppressing means formed of a translucent material so that the amount of change in the output angle is smaller than the amount of change in the angle of incidence. It is planned that
このような構戒によれば、回折角変動抑制手段に回折素
子からの回折光を入射させ、その入射角の変動量、換言
すれば、回折素子における回折角の変動量より出射角の
変動量が小さくなるように出射させることにより、回折
角の変動を抑制することができるようになる。なお、例
えば、回折素子を使用した光学ヘッドに上記回折素子ユ
ニットを組み込むことにより、回折素子における回折角
の変動を抑制し、回折素子で回折された回折光を確実に
光検出器に受光させることができるようになる。According to such a structure, the diffracted light from the diffraction element is made incident on the diffraction angle variation suppressing means, and the amount of variation in the incident angle, in other words, the amount of variation in the output angle is smaller than the variation in the diffraction angle at the diffraction element. By emitting light in such a way that the angle of diffraction becomes small, fluctuations in the diffraction angle can be suppressed. Note that, for example, by incorporating the above-mentioned diffraction element unit into an optical head using a diffraction element, fluctuations in the diffraction angle in the diffraction element can be suppressed, and the diffracted light diffracted by the diffraction element can be reliably received by the photodetector. You will be able to do this.
第1図乃至第4図は本発明の一実施例を示すものである
。
第1図は回折素子ユニットを示す説明図である。
第2図は光学ヘッドを示す説明図である。
第3図はビーム整形プリズムによるビーム径の拡大の様
子を示す説明図である。
第4図は変形例における回折素子ユニットを示す説明図
である。
第5図は第2実施例における回折素子ユニットを示す説
明図である。
第6図乃至第10図は従来例を示すものである。
第6図は偏光ビームスプリツタを使用した光学ヘッドを
示す説明図である。
第7図は回折素子を使用した光学ヘッドを示す説明図で
ある。
第8図は第7図の光学ヘッドの一部を詳細に示す説明図
である。
第9図は回折格子を示す概略縦断面図である.第10図
は回折格子の深さとTE波及びTM波の強度比との関係
を示すグラフである。
1・11は回折素子ユニット、2・12は基板、2a・
12aは回折素子、3はビーム整形プリズム(回折角変
動抑制手段)である。
第
1
図
1
第
2
図
第
6
図
第
8
図
1q1 to 4 show one embodiment of the present invention. FIG. 1 is an explanatory diagram showing a diffraction element unit. FIG. 2 is an explanatory diagram showing the optical head. FIG. 3 is an explanatory diagram showing how the beam diameter is expanded by the beam shaping prism. FIG. 4 is an explanatory diagram showing a diffraction element unit in a modified example. FIG. 5 is an explanatory diagram showing a diffraction element unit in the second embodiment. 6 to 10 show conventional examples. FIG. 6 is an explanatory diagram showing an optical head using a polarizing beam splitter. FIG. 7 is an explanatory diagram showing an optical head using a diffraction element. FIG. 8 is an explanatory diagram showing a part of the optical head shown in FIG. 7 in detail. Figure 9 is a schematic vertical cross-sectional view showing the diffraction grating. FIG. 10 is a graph showing the relationship between the depth of the diffraction grating and the intensity ratio of TE waves and TM waves. 1 and 11 are diffraction element units, 2 and 12 are substrates, and 2a.
12a is a diffraction element, and 3 is a beam shaping prism (diffraction angle fluctuation suppressing means). 1 Figure 1 Figure 2 Figure 6 Figure 8 Figure 1q
Claims (1)
で回折格子が形成されてなる回折素子と、この回折素子
の後方に回折素子による回折光が入射されるように配置
され、その入射角の変動量より出射角の変動量が小さく
なるように透光性材料により形成された回折角変動抑制
手段とを備えていることを特徴とする回折素子ユニット
。 2、上記回折角変動抑制手段は回折素子における回折角
が変化する方向に回折光のビーム径を拡大させるように
配置されたビーム整形プリズムからなることを特徴とす
る請求項第1項に記載の回折素子ユニット。[Claims] 1. A diffraction element in which a diffraction grating is formed on a transparent substrate with a grating interval approximately equal to the wavelength of the target light, and diffracted light by the diffraction element is incident on the back of the diffraction element. and a diffraction angle fluctuation suppressing means formed of a translucent material so that the amount of fluctuation in the output angle is smaller than the amount of fluctuation in the incident angle. 2. The diffraction angle fluctuation suppressing means comprises a beam shaping prism arranged so as to enlarge the beam diameter of the diffracted light in the direction in which the diffraction angle in the diffraction element changes. Diffraction element unit.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1312034A JPH03170902A (en) | 1989-11-29 | 1989-11-29 | Diffraction element unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1312034A JPH03170902A (en) | 1989-11-29 | 1989-11-29 | Diffraction element unit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03170902A true JPH03170902A (en) | 1991-07-24 |
Family
ID=18024425
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1312034A Pending JPH03170902A (en) | 1989-11-29 | 1989-11-29 | Diffraction element unit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03170902A (en) |
-
1989
- 1989-11-29 JP JP1312034A patent/JPH03170902A/en active Pending
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