JPH03201225A - Waveguide element - Google Patents
Waveguide elementInfo
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- JPH03201225A JPH03201225A JP1341977A JP34197789A JPH03201225A JP H03201225 A JPH03201225 A JP H03201225A JP 1341977 A JP1341977 A JP 1341977A JP 34197789 A JP34197789 A JP 34197789A JP H03201225 A JPH03201225 A JP H03201225A
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- waveguide layer
- optical waveguide
- light beam
- pair
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- Optical Integrated Circuits (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野コ
本発明は導波路素子に関する。本発明は光ピツクアップ
等の光情報記録再生装置に利用できる。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a waveguide element. The present invention can be used in optical information recording and reproducing devices such as optical pickups.
[従来の技術]
導波路素子を用いた光情報記録再生装置が知られている
。例えば特開昭63−61430号公報には導波路素子
を用いた光ピツクアップが開示されている。[Prior Art] Optical information recording and reproducing devices using waveguide elements are known. For example, Japanese Patent Laid-Open No. 63-61430 discloses an optical pickup using a waveguide element.
[発明が解決しようとする課題]
上記公報に開示された導波路素子には以下の如き問題が
ある。[Problems to be Solved by the Invention] The waveguide device disclosed in the above publication has the following problems.
即ちこの導波路素子では、光情報記録媒体の記録面から
反射され対物レンズにより略平行な光束に戻された光束
を、集束型のグレーティングカプラーを対にして用いて
光導波路層に光結合させるとともに集束傾向をもった2
光束に分割する。そしてこれらの2光束を光検出器対の
それぞれへ集束させて焦点検出を行う。That is, in this waveguide element, a light beam reflected from the recording surface of an optical information recording medium and returned to a substantially parallel light beam by an objective lens is optically coupled to an optical waveguide layer using a pair of focusing type grating couplers. 2 with a tendency to converge
Divide into luminous flux. Then, focus detection is performed by focusing these two beams onto each of a pair of photodetectors.
このような導波路素子では、集束型の各グレーティング
カプラーの位置や光検出器対の位置は、合焦状態に於い
てグレーティングへ入射する光束が平行光束であるとい
う前提に立って精密に定められている。このため焦点検
出に所望の精度を得ようとすると、対物レンズ等位の光
学素子に対する導波路素子の位置精度を十分に精密に設
定しなければなず光情報記録再生装置の組付けが面倒で
あり、同装置の歩留まりの向上も困難である。In such a waveguide device, the position of each focusing type grating coupler and the position of the photodetector pair are precisely determined on the premise that the light beam incident on the grating in the focused state is a parallel light beam. ing. Therefore, in order to obtain the desired accuracy in focus detection, the positional accuracy of the waveguide element with respect to the optical element at the same level as the objective lens must be set with sufficient precision, making assembly of the optical information recording/reproducing device troublesome. Therefore, it is difficult to improve the yield of the same device.
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、
その目的とする所は位置精度に対する自由度の大きい導
波路素子を提供することにある。The present invention was made in view of the above-mentioned circumstances, and
The purpose is to provide a waveguide element with a large degree of freedom regarding positional accuracy.
[課題を解決するための手段] 以下、本発明を説明する。[Means to solve the problem] The present invention will be explained below.
本発明の導波路素子は「光源からの光束を光情報記録媒
体の記録面上に集光して光情報の記録および/または再
生を行い、上記記録面からの反射光束を光導波路層に光
結合させ、光結合した光束を光導波路層内にて2分割し
、2分割された各光束をそれぞれ、光導波路層と一体化
された光検出器対に集束させて焦点検出を行う焦点検出
方式」に用いられる導波路素子であって、以下の点を特
徴とする。The waveguide element of the present invention records and/or reproduces optical information by condensing a light flux from a light source onto the recording surface of an optical information recording medium, and directs the reflected light flux from the recording surface into an optical waveguide layer. A focus detection method that performs focus detection by dividing the optically coupled light beam into two within the optical waveguide layer, and focusing each of the two divided light beams on a pair of photodetectors integrated with the optical waveguide layer. This is a waveguide element used in ``.'', and is characterized by the following points.
即ち、光導波路層に一体的に1対のトラ−面が形成され
る。That is, a pair of tiger surfaces are integrally formed in the optical waveguide layer.
この「1対のシラー面」は、光導波路層に導波された光
束を「主光線に沿って2分割する」とともに分割された
各光束をそれぞれ光検出器対の個々に向けて反射させ、
且つ、分割された各光束に於ける上記主光線の方向が互
いに略平行となるように配置される。This "pair of Schiller surfaces""divides the light beam guided by the optical waveguide layer into two along the principal ray" and reflects each of the divided light beams toward each of the photodetector pairs,
Further, they are arranged so that the directions of the chief rays in each of the divided light beams are substantially parallel to each other.
「主光線に沿って2分割する」とは、1対のミラー面に
より反射された光束が「それ以前の光束の主光線の部分
を境にして互いに分離する」ことを意味する。従って分
離された2光束における光束の一方の側縁部をなす光線
は、分離以前の光束では主光線であったものである。そ
こで上記「2光束における光束の側縁部をなす光線」の
うち、分離以前の光束で主光線であったものを「分割さ
れた各光束に於ける主光線」と称する。"Dividing into two along the principal ray" means that the light beams reflected by a pair of mirror surfaces are "separated from each other at the principal ray portion of the previous light beam." Therefore, the light ray forming one side edge of the two separated light beams is the principal ray of the light beam before separation. Therefore, among the above-mentioned "rays forming the side edges of the luminous fluxes in the two luminous fluxes", the one that was the principal ray in the luminous flux before separation is referred to as the "principal ray in each divided luminous flux".
[作 用コ
本発明の導波路素子では、光導波路層に光結合する光束
の集束度あるいは発散度が変化すると、1対のシラー面
により2分割された各光束の集束位置は、「分割された
各光束における主光線」の上で変化するが、分割された
各光束に於ける主光線は互いに略平行であるため各光束
の集光点の間隔は殆ど変化しない。[Function] In the waveguide element of the present invention, when the degree of convergence or the degree of divergence of the light beam optically coupled to the optical waveguide layer changes, the focusing position of each light beam divided into two by a pair of Schiller surfaces changes to "divided". However, since the principal rays in each divided light beam are substantially parallel to each other, the interval between the focal points of each light beam hardly changes.
[実施例]
以下、図面を参照しつつ具体的な実施例に即して説明す
る。[Examples] Hereinafter, specific examples will be described with reference to the drawings.
第1図は、本発明の導波路素子の1実施例を説明するた
めの図である。FIG. 1 is a diagram for explaining one embodiment of the waveguide element of the present invention.
第1図(a)は、導波路素子3を示している。FIG. 1(a) shows a waveguide element 3. FIG.
導波路素子3は第1図(b)に断面図として示すように
、半導体基板5上にバッファ層6が設けられ、その上に
さらに光導波路層7が形成された構造となっている。半
導体基板5はSi、GaAs等であるが、基板は半導体
基板に限らず、ガラス、セラミックスその他の誘電体や
プラスチックスで構成しても良い。As shown in the cross-sectional view in FIG. 1(b), the waveguide element 3 has a structure in which a buffer layer 6 is provided on a semiconductor substrate 5, and an optical waveguide layer 7 is further formed on the buffer layer 6. The semiconductor substrate 5 is made of Si, GaAs, etc., but the substrate is not limited to a semiconductor substrate, and may be made of glass, ceramics, other dielectrics, or plastics.
バッファ層6.光導波路層7は、ガラスや誘電体、プラ
スチックス等、使用波長に対して透明な材料を蒸着、ス
パッタリング、CVD、塗布、酸化、拡散等の方法で成
膜して形成される。勿論、光導波路層7はバッファ層6
より高屈折率となるように構成される。Buffer layer 6. The optical waveguide layer 7 is formed by forming a film of a material transparent to the wavelength used, such as glass, dielectric, or plastic, by methods such as vapor deposition, sputtering, CVD, coating, oxidation, and diffusion. Of course, the optical waveguide layer 7 is the buffer layer 6.
It is configured to have a higher refractive index.
第1図(a)、 (b)に示すように導波路層7の上に
はグレーティングカプラー8が形成されており、導波路
層7には1対のミラ一部13a、 13bが形成されて
いる。これらのシラ一部13a、 13bは第1図(b
)に符号13で示すように、光導波路層7をエツチング
や切削等の方法でバッファ層6に到るまで光導波路層表
面に垂直に切り欠くことにより形成され、切り欠きによ
り形成された断面部の一部がそれぞれ凹面のシラー面1
3al及び13b1となっている。As shown in FIGS. 1(a) and 1(b), a grating coupler 8 is formed on the waveguide layer 7, and a pair of mirror portions 13a and 13b are formed on the waveguide layer 7. There is. These sill parts 13a and 13b are shown in FIG.
), the optical waveguide layer 7 is formed by cutting out the optical waveguide layer 7 perpendicularly to the surface of the optical waveguide layer up to the buffer layer 6 by a method such as etching or cutting. Schiller surface 1 where a part of each is concave
3al and 13b1.
この例では、ミラー面は全反射面で空気に触れているが
、断面部に金属膜をコートしてミラー面としても良いし
、切り欠きにより生じた部分に光導波路層よりも屈折率
の低い材料を充填しても良い。またシラー面13al、
13blは、この例では光導波路層表面に対して垂直
になっているが光導波路層表面に対して傾いていても良
い。In this example, the mirror surface is a total reflection surface that is in contact with the air, but it is also possible to coat the cross section with a metal film to make it a mirror surface, or the part created by the notch has a refractive index lower than that of the optical waveguide layer. It may be filled with material. Also, Schiller surface 13al,
Although 13bl is perpendicular to the surface of the optical waveguide layer in this example, it may be inclined with respect to the surface of the optical waveguide layer.
グレーティングカプラー8はこの例では等間隔直線型で
あるが、これに替えて不等間隔曲線型を用いることもで
き、体積位相型やブレーズ型の使用も可能である。さら
にグレーティングカプラー8に替えてプリズムカプラー
を使用することも可能である。In this example, the grating coupler 8 is of a linear type with equal intervals, but a curved type with unequal intervals can be used instead, and a volume phase type or a blaze type can also be used. Furthermore, it is also possible to use a prism coupler instead of the grating coupler 8.
符号10a、 10b、 10c、 10dは光検出器
を示す。Reference numerals 10a, 10b, 10c, and 10d indicate photodetectors.
これら光検出器の内、光検出器10aと10bとが一つ
の光検出器対を構成し、光検出器10cと10dとが別
の光検出器対を構成している。Among these photodetectors, photodetectors 10a and 10b constitute one photodetector pair, and photodetectors 10c and 10d constitute another photodetector pair.
光検出器10a−10dは、この例では第1図(b)に
符号10で示すように半導体基板5に不純物を拡散して
フォトダイオードとしたものであるが、ショットキー型
フォトダイオードを用いることもできる。In this example, the photodetectors 10a to 10d are made by diffusing impurities into the semiconductor substrate 5 to form photodiodes, as shown by reference numeral 10 in FIG. 1(b), but Schottky type photodiodes may be used. You can also do it.
第1図(c)は導波路素子3の使用状態を示している。FIG. 1(c) shows how the waveguide element 3 is used.
符号1は光源を示す。光源1はレーザー光源や半導体レ
ーザー等コヒーレンスのよいものが望ましいがLEDを
用いることもできる。Reference numeral 1 indicates a light source. The light source 1 is preferably one with good coherence, such as a laser light source or a semiconductor laser, but an LED can also be used.
光源1からの光束はコリメートレンズ2により平行光束
化されてハーフミラ−14を透過し、対物レンズ4によ
り光情報記録媒体12の記録面上に集光される。上記記
録面による反射光束は対物レンズ4を介してハーフミラ
−14に入射し、ハーフミラ−14により反射された成
分は、グレーティングカプラー8により光導波路層7に
光結合される。A light beam from a light source 1 is collimated by a collimating lens 2, passes through a half mirror 14, and is focused onto a recording surface of an optical information recording medium 12 by an objective lens 4. The reflected light beam from the recording surface enters the half mirror 14 via the objective lens 4, and the component reflected by the half mirror 14 is optically coupled to the optical waveguide layer 7 by the grating coupler 8.
上記コリメートレンズ2.対物レンズ4は図示の如き単
レンズに限らず組み合わせレンズでも良く、また通常の
レンズ以外にフレネルレンズや分布屈折率レンズ等を用
いても良い。またハーフシラー14に替えて偏光ビーム
スプリッタ−と1/4波長板の組み合わせを用いること
もできる。Collimating lens 2. The objective lens 4 is not limited to a single lens as shown in the figure, but may be a combination of lenses, and a Fresnel lens, a distributed refractive index lens, or the like may be used in addition to a normal lens. Furthermore, instead of the half-shiller 14, a combination of a polarizing beam splitter and a quarter-wave plate may be used.
光導波路層7に光結合した光束は光導波路層7内を導波
され、一部はミラー面13a1により反射され、残りは
ミラー面13blにより反射される。The light beam optically coupled to the optical waveguide layer 7 is guided within the optical waveguide layer 7, a portion of which is reflected by the mirror surface 13a1, and the remainder of which is reflected by the mirror surface 13bl.
ミラー面13a1により反射された光束は、ミラー面1
3Aalの凹面鏡としての作用により光線A、Bで挟ま
れた集束性の光束となり光検出器10a、 lObによ
る光検出器に向かって集束していく。The light beam reflected by the mirror surface 13a1 is reflected by the mirror surface 1
Due to the action of 3Aal as a concave mirror, it becomes a convergent light beam sandwiched between light rays A and B, and is focused toward the photodetectors 10a and 1Ob.
ミラー面13b1により反射された光束は光線C2Dで
挟まれた集束性の光束となって光検出器10C910d
による光検出器に向かって集束していく。The light beam reflected by the mirror surface 13b1 becomes a convergent light beam sandwiched between the light beams C2D and is transmitted to the photodetector 10C910d.
The light is focused towards the photodetector.
光導波路層7を導波される光束はミラー面13al、
13blに反射される以前は主光線りを有する単一の光
束であるが、1対のミラー面13al、 13blに反
射されることにより2つの集束性の光束に分離する。こ
のとき分離は主光線りに沿って行われ、主光線りはミラ
ー面13a1に反射された後は光線Aとなり、ミラー面
13b1に反射された後は光線りとなる。即ち光線A、
Dは前述した「分割された各光束に於ける主光線」であ
る。The light beam guided through the optical waveguide layer 7 is guided by the mirror surface 13al,
Before being reflected by 13bl, it is a single beam having a principal ray, but by being reflected by a pair of mirror surfaces 13al and 13bl, it is separated into two convergent beams. At this time, the separation is performed along the principal ray, and after being reflected by the mirror surface 13a1, the principal ray becomes a ray A, and after being reflected by the mirror surface 13b1, it becomes a ray A. That is, ray A,
D is the above-mentioned "principal ray in each divided luminous flux".
光検出器10a、 10bは、光情報記録媒体に照射さ
れる光束が記録面上に正しく「合焦」しているときに、
「ミラー面13a1に反射された光束」が光検出器10
a、10bの中間位置に集束するように配備位置を定め
られている。このとき光導波路層7に光結合する光束は
平行光束である。The photodetectors 10a and 10b detect when the light flux irradiating the optical information recording medium is correctly "focused" on the recording surface.
“The light flux reflected on the mirror surface 13a1” is detected by the photodetector 10
The deployment position is determined so as to converge at an intermediate position between a and 10b. At this time, the light beam optically coupled to the optical waveguide layer 7 is a parallel light beam.
同様に光検出器10a、 10bは、上記「合焦」状態
に於いてミラー面13b1に反、射された光束が光検出
器10c、10dの中間位置に集束するように配備位置
を定められている。光検出器10a、 10b、 10
c、 10dからの出力をそれぞれa、 b、 c、
dとする。Similarly, the photodetectors 10a and 10b are positioned so that the light beam reflected on the mirror surface 13b1 in the "focused" state is focused at an intermediate position between the photodetectors 10c and 10d. There is. Photodetectors 10a, 10b, 10
The outputs from c, 10d are a, b, c, respectively.
Let it be d.
記録面と対物レンズ4との間隔が「合焦距離」よりも小
さくなると光導波路層7に光結合する光束は若干発散性
であり、シラー面13al、 13blにより反射され
た集束性の光束の集束位置は「合焦状態」のときの集束
位置よりも各ミラー面から離れる方向へ変位し、第2図
(a)のように光検出器10b、 10cの受光量が光
検出器10a、10dの受光量より大きくなる。逆に記
録面と対物レンズ4との間隔が「合焦距離」よりも大き
くなると光導波路層7に光結合する光束は若干集束性で
あり、ミラー面13al、 13blにより反射された
光束の集束位置は「合焦状態」のときの集束位置よりも
各シラー面へ近づく方向へ変位し、第2図(b)に示す
ように光検出器10b、10cの受光量が光検出器10
a、 10dの受光量より小さくなる。When the distance between the recording surface and the objective lens 4 becomes smaller than the "focusing distance", the light beam optically coupled to the optical waveguide layer 7 is slightly divergent, and the convergent light beam reflected by the Schiller surfaces 13al and 13bl is converged. The position is displaced in a direction away from each mirror surface from the focusing position in the "in-focus state", and as shown in FIG. It becomes larger than the amount of light received. On the other hand, when the distance between the recording surface and the objective lens 4 is larger than the "focusing distance", the light beam coupled to the optical waveguide layer 7 is slightly convergent, and the focus position of the light beam reflected by the mirror surfaces 13al and 13bl is is displaced in a direction closer to each Schiller surface than the focusing position in the "in-focus state", and as shown in FIG. 2(b), the amount of light received by the photodetectors 10b and 10c is
The amount of light received at a and 10d is smaller.
そこで上記出力a−dにより焦点検出信号として(a+
d)−(b+c)を構成すると、この焦点検出信号は記
録面と対物レンズ4との間隔が「合焦距離」よりも小さ
いとき(−)、大きいとき(+)、合焦状態でOとなる
。従って、この焦点検出信号をOとするように対物レン
ズ4をサーボ駆動すればフォーカス制御を行うことがで
きる。Therefore, the focus detection signal (a+
d) - (b + c), this focus detection signal will be O when the distance between the recording surface and the objective lens 4 is smaller (-) than the "focusing distance", when it is larger (+), and in the focused state. Become. Therefore, focus control can be performed by servo driving the objective lens 4 so that this focus detection signal becomes O.
第3図(a)は光検出器10a〜10dの近傍を拡大し
て示したものである。光検出器10a、 10bによる
光検出器対に向かって集束する「分割された光束におけ
る主光線」は前述の如く光線Aである。光検出器10c
、 10dによる光検出器対に向かって集束する「分割
された光束における主光線」は前述の如く光線りである
。これら主光線A、Dは光導波路層7に光結合した光束
が平行光束であっても集束もしくは発散性の光束であっ
ても変化しない。FIG. 3(a) is an enlarged view of the vicinity of the photodetectors 10a to 10d. As described above, the "principal ray in the divided beam" that is focused toward the photodetector pair by the photodetectors 10a and 10b is the ray A. Photodetector 10c
, 10d, the "principal ray in the split beam" focused toward the photodetector pair is a ray as described above. These principal rays A and D do not change whether the light beam optically coupled to the optical waveguide layer 7 is a parallel light beam, a convergent light beam, or a diverging light beam.
光検出器10a、 10bによる光検出器対に向かって
集束する光束の光束縁部を上記主光線Aとともになす光
線B1光検出器10c、 10dによる光検出器対に向
かって集束する光束の縁部を上記主光線りとともになす
光線Cは、光導波路層7に光結合したときの光束の状態
が集束性か平行か発散性かに応じて■、■、■のように
変化する。これに応じて光束の集束位置は上記主光線A
、D上を変位するが、上記主光線A、Dは略平行である
ので各光束の集束位置間の距離は殆ど変化しない。The edge of the light beam converged toward the pair of photodetectors by the photodetectors 10a, 10b is formed with the principal ray A.Light ray B1 is the edge of the beam focused toward the pair of photodetectors by the photodetectors 10c, 10d. The light ray C formed with the above-mentioned principal ray changes as shown in (1), (2), and (2) depending on whether the state of the light beam when optically coupled to the optical waveguide layer 7 is convergent, parallel, or divergent. Accordingly, the focusing position of the light beam is the above-mentioned chief ray A.
, D, but since the chief rays A and D are substantially parallel, the distance between the focusing positions of each light beam hardly changes.
このため導波路素子3に対する入射光束に対して導波路
素子3の位置が多少傾いても、各光検出器対に向かって
集束する各光束の集束位置間の間隔の変化は小さく、導
波路素子3の「傾き」誤差に対する許容度が大きく、グ
レーティングカプラー8、ミラー面13al、 13b
l、光検出器10a〜10d間相互の配置誤差に対する
補正も容易である。Therefore, even if the position of the waveguide element 3 is slightly tilted with respect to the light beam incident on the waveguide element 3, the change in the interval between the focusing positions of each light beam converging toward each photodetector pair is small, and the waveguide element 3 3 has a large tolerance for "tilt" errors, and the grating coupler 8, mirror surfaces 13al, 13b
l. It is also easy to correct mutual placement errors among the photodetectors 10a to 10d.
これに対し第3図(b)に示すように、仮に分割された
各光束に於ける主光線A、Dが互いに一定の角をなして
いると各光検出器対に向かって集束する光束の集束位置
相互の間隔が光導波路層へ光結合する光束の状態(集束
・発散・平行)に応じて変化するため、導波路素子3の
「傾き」誤差に対する許容度は著しく厳しくなり、グレ
ーティングカプラー8、ミラー面13al、 13bl
、光検出器10a〜10d間相互の配置誤差に対する補
正も殆ど出来なくなる。On the other hand, as shown in FIG. 3(b), if the chief rays A and D in each divided beam are at a constant angle, the beam converging towards each photodetector pair will be Since the distance between the focusing positions changes depending on the state of the light beam optically coupled to the optical waveguide layer (focusing, divergence, parallelism), the tolerance for the "tilt" error of the waveguide element 3 becomes extremely strict, and the grating coupler 8 , mirror surfaces 13al, 13bl
, it becomes almost impossible to correct mutual arrangement errors among the photodetectors 10a to 10d.
1対のミラー面により反射されることにより互いに「分
割された各光束に於ける主光線JA、Dを互いに略平行
にするには、ミラー面13al、 13blの主光線り
に対するミラー面13al、 13blにおける反射角
を互いに略等しくすれば良い。In order to make the chief rays JA and D in each divided light beam substantially parallel to each other by being reflected by a pair of mirror surfaces, the mirror surfaces 13al and 13bl for the principal rays of the mirror surfaces 13al and 13bl are used. It is sufficient if the reflection angles at are substantially equal to each other.
なお光検出器10a〜10dの出力a −dから信号(
a+b)−(c+d)を作ると、この信号は周知のブツ
シュ・プル法のトラック制御信号として使用できる。Note that signals (
a+b)-(c+d), this signal can be used as a track control signal in the well-known bush-pull method.
またRF信号としては信号(a+b+c+d)を用いれ
ば良い。Furthermore, the signal (a+b+c+d) may be used as the RF signal.
第4図は別実施例を示す。煩雑を避けるために混同の恐
れがないと思われるものに就いては第1図に於けると同
一の符号を用いる。FIG. 4 shows another embodiment. In order to avoid complexity, the same reference numerals as in FIG. 1 are used for items that are not likely to be confused with each other.
この実施例では、導波路素子3Aの光導波路層7に光結
合した光束の、図に於ける左半分がミラー面13:1に
より反射されて光検出器10a、 10bによる光検出
器対に向かって集束し、右半分はミラー面13°、1に
より反射されて光検出器10c、 10dによる光検出
器対に向かって集束する。l対のミラー面により分割さ
れた各光束に於ける主光線は光線B1とC1とであり、
これらが互いに略平行となるようにミラー面13°、1
.13’t、1の態位が設定される。In this embodiment, the left half of the light beam optically coupled to the optical waveguide layer 7 of the waveguide element 3A is reflected by the mirror surface 13:1 and is directed toward a pair of photodetectors 10a and 10b. The right half is reflected by the mirror surface 13° and focused toward a pair of photodetectors 10c and 10d. The principal rays in each beam divided by l pairs of mirror surfaces are rays B1 and C1,
Mirror surfaces 13°, 1
.. 13't, the attitude of 1 is set.
この例の場合、前述の焦点検出信号、トラック制御信号
は、第1図の実施例の場合と符号が逆になる。In this example, the aforementioned focus detection signal and track control signal have opposite signs to those in the embodiment shown in FIG.
第5には他の実施例を示す。Fifth, another embodiment is shown.
この実施例でも混同の恐れがないものに就いては第1図
に於けると同一の符号を用いた。In this embodiment as well, the same reference numerals as in FIG. 1 are used for parts that are unlikely to be confused with each other.
この実施例では導波路素子3Bは、少なくともグレーテ
ィングカプラー8の設けられている部分が全体に光透過
性である。光源1からの光束は発散性のまま導波路素子
3Aを透過し、対物レンズ4Aにより光情報記録媒体1
2の記録面上に集光する。記録面からの反射光束は対物
レンズ4Aにより集束性の光束となり、グレーティング
カプラー8により光導波路層7に光結合する。In this embodiment, the entire waveguide element 3B is optically transparent, at least in the portion where the grating coupler 8 is provided. The light beam from the light source 1 passes through the waveguide element 3A while remaining diverging, and is transferred to the optical information recording medium 1 by the objective lens 4A.
The light is focused on the recording surface of No. 2. The reflected light beam from the recording surface becomes a convergent light beam by the objective lens 4A, and is optically coupled to the optical waveguide layer 7 by the grating coupler 8.
光結合した光束は1対のミラー面により2分割され、分
割された各光束に於ける主光線が互いに略平行となるよ
うに反射されて2つの光検出器対10′(α−3i等に
よるフォトダイオードであるが、第1図の実施例と同様
の不純物拡散型のフォトダイオード等でも良い)に向か
って集束する。The optically coupled light beam is split into two by a pair of mirror surfaces, and the principal rays of each split light beam are reflected so that they are approximately parallel to each other, and are transmitted to two photodetector pairs 10' (by α-3i etc.). Although the photodiode is a photodiode, it may be an impurity-diffused photodiode similar to the embodiment shown in FIG. 1).
この例の場合、光導波路層7に光結合する光束は光結合
の時点ですでに集束性となっているからミラー面は、こ
れを必ずしも凹面形状にする必要はなくミラー面形状を
平面形状としても良い。In this example, the light beam optically coupled to the optical waveguide layer 7 is already convergent at the time of optical coupling, so the mirror surface does not necessarily have to be concave, but the mirror surface shape can be a planar shape. Also good.
第1図、第4図や後述する第6図の導波路素子の平面構
成でも、グレーティングカプラーの設けられている部分
を光透過性とすれば、第5図の態様で使用することがで
きる。The planar configurations of the waveguide elements shown in FIGS. 1, 4, and 6, which will be described later, can also be used in the manner shown in FIG. 5 if the portion where the grating coupler is provided is made light-transmissive.
第6図に他の実施例を2例示す。FIG. 6 shows two other embodiments.
この第6図に示す例の特徴は、ミラ一部のミラー面13
al’ 、 13bl’ 、 13al” 、 13b
l”が金属膜装荷した金属反射面となっている点である
。ミラ一部の配置は第6図(a)の配置が第4図の例に
、第6図(b)の例が第1図の例に対応している。The feature of the example shown in FIG. 6 is that the mirror surface 13 of a part of the mirror
al', 13bl', 13al'', 13b
1" is a metal reflective surface loaded with a metal film. Regarding the arrangement of a part of the mirror, the arrangement of FIG. 6(a) is the same as the example of FIG. 4, and the example of FIG. 6(b) is the same. This corresponds to the example in Figure 1.
分割された各光束に於ける主光線は、第6図(a)の例
では光線B2. C2、第6図(b)の例では光線A3
゜D3であり、これらが略平行となるようにミラー面1
3al’ 、 13bl’ 、 13al” 、 13
bl”の態位が設定される。In the example of FIG. 6(a), the principal rays in each divided luminous flux are rays B2. C2, and in the example of FIG. 6(b), ray A3
゜D3, and the mirror surface 1 is adjusted so that these are approximately parallel.
3al', 13bl', 13al'', 13
bl'' attitude is set.
ミラー面をこれらの例のように金属反射面で構成すると
全反射面とする場合に比して反射角を小さくできるので
、光学素子配置の自由度が大きい。When the mirror surface is made of a metal reflective surface as in these examples, the reflection angle can be made smaller than when the mirror surface is made of a total reflection surface, so there is a greater degree of freedom in arranging the optical elements.
また、第6図に示す2例の導波路素子は第1図(b)と
同様の側面図的配置で使用できるし、またグレーティン
グカプラーの形成されている部分が厚み方向に光透過性
であるように構成すれば第5図のような側面図的配置で
も使用できる。Furthermore, the two examples of waveguide elements shown in FIG. 6 can be used in the same side view arrangement as in FIG. 1(b), and the portion where the grating coupler is formed is optically transparent in the thickness direction. With this configuration, it can also be used in a side view arrangement as shown in FIG.
また光検出器対を構成する2つの光検出器の配置を第7
図に示すように一方の光検出器10AIが他方の光検出
器10BIへ向がう光線A0を遮るようにしても良い。In addition, the arrangement of the two photodetectors constituting the photodetector pair was changed to
As shown in the figure, one photodetector 10AI may block the light ray A0 directed toward the other photodetector 10BI.
このようにすると、第1図の例のように2つの光検出器
を並列させて光検出器対を構成する場合の光検出器間の
ギャップの影響を除去できるのでさらに高感度化が図れ
る。このような光検出器配置は上に説明した全ての実施
例に対して適用できる。In this way, when two photodetectors are arranged in parallel to form a photodetector pair as in the example shown in FIG. 1, the influence of the gap between the photodetectors can be eliminated, so that even higher sensitivity can be achieved. Such a photodetector arrangement is applicable to all the embodiments described above.
[発明の効果コ 以上、本発明によれば新規な導波路素子を提供できる。[Effects of invention As described above, according to the present invention, a novel waveguide element can be provided.
この導波路素子は上記のごとき構成となっているので、
入射光束に対する導波路素子の傾きの補正が容易であり
、導波路素子内の光学素子相互の位置精度を従来の素子
より緩くできる。Since this waveguide element has the above configuration,
It is easy to correct the inclination of the waveguide element with respect to the incident light beam, and the positional accuracy of the optical elements within the waveguide element can be made looser than in conventional elements.
また、ミラー面に凹面鏡の作用を付与する場合ミラー面
による焦点距離が波長により変化しないので光源に於け
る波長変動に対して安定して焦点検出が可能である。Further, when the mirror surface is given the effect of a concave mirror, the focal length of the mirror surface does not change depending on the wavelength, so that stable focus detection is possible even with wavelength fluctuations in the light source.
第1図乃至第3図は本発明の1実施例を説明するための
図、第4図は別実施例を説明するための図、第5図は別
の実施例を説明するための図、第6図は他の実施例を説
明するための図、第7図はさらに他の実施例を説明する
ための図である。
380.導波路素子、13al、13b1.、、ミラ一
部、A、 D。
第2図
第
3
図
(a)
第
図
第
図1 to 3 are diagrams for explaining one embodiment of the present invention, FIG. 4 is a diagram for explaining another embodiment, and FIG. 5 is a diagram for explaining another embodiment, FIG. 6 is a diagram for explaining another embodiment, and FIG. 7 is a diagram for explaining still another embodiment. 380. Waveguide element, 13al, 13b1. ,, Mira part, A, D. Figure 2 Figure 3 (a) Figure Figure 3
Claims (1)
光情報の記録及び/または再生を行い、上記記録面から
の反射光束を光導波路層に光結合させ、光結合した光束
を光導波路層内にて2分割し、2分割された各光束をそ
れぞれ、上記光導波路層と一体化された光検出器対に集
束させて焦点検出を行う焦点検出方式に用いられる導波
路素子であって、 光導波路層に一体的に1対のミラー面が形成され、 上記1対のミラー面は、光導波路層に導波された光束を
主光線に沿って2分割するとともに分割された各光束を
それぞれ光検出器対の個々に向けて反射させ、且つ分割
された各光束に於ける上記主光線の方向が互いに略平行
となるように配置されていることを特徴とする導波路素
子。[Claims] A light beam from a light source is focused on a recording surface of an optical information recording medium to record and/or reproduce optical information, and a reflected light beam from the recording surface is optically coupled to an optical waveguide layer. , a focus detection method in which the optically coupled light beam is divided into two within the optical waveguide layer, and each of the two divided light beams is focused on a pair of photodetectors integrated with the optical waveguide layer to perform focus detection. The waveguide element used has a pair of mirror surfaces integrally formed in the optical waveguide layer, and the pair of mirror surfaces divides the light beam guided into the optical waveguide layer into two along the principal ray. At the same time, each of the divided luminous fluxes is reflected toward each of the photodetector pairs, and the directions of the principal rays in each of the divided luminous fluxes are arranged so as to be substantially parallel to each other. waveguide element.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1341977A JPH03201225A (en) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | Waveguide element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1341977A JPH03201225A (en) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | Waveguide element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03201225A true JPH03201225A (en) | 1991-09-03 |
Family
ID=18350231
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1341977A Pending JPH03201225A (en) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | Waveguide element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03201225A (en) |
-
1989
- 1989-12-27 JP JP1341977A patent/JPH03201225A/en active Pending
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