JPH04265535A - 光導波路記録媒体再生装置 - Google Patents
光導波路記録媒体再生装置Info
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- JPH04265535A JPH04265535A JP3024754A JP2475491A JPH04265535A JP H04265535 A JPH04265535 A JP H04265535A JP 3024754 A JP3024754 A JP 3024754A JP 2475491 A JP2475491 A JP 2475491A JP H04265535 A JPH04265535 A JP H04265535A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【技術分野】本発明は、光記憶媒体、特にレーザビーム
(低コヒーレント光ビームも含め総称する)の導波によ
って複数の異なる振幅と位相遅れを持つ反射導波光を生
じる屈折率不連続部を設けた光導波路を有する光導波路
記憶媒体を用い、これにレーザビームを導波し、その一
部の反射導波光とドップラー周波数変移したレーザビー
ムとを光ヘテロダイン検波し、記録された情報を時系列
信号波形として再生する光導波路記憶媒体再生装置に関
する。
(低コヒーレント光ビームも含め総称する)の導波によ
って複数の異なる振幅と位相遅れを持つ反射導波光を生
じる屈折率不連続部を設けた光導波路を有する光導波路
記憶媒体を用い、これにレーザビームを導波し、その一
部の反射導波光とドップラー周波数変移したレーザビー
ムとを光ヘテロダイン検波し、記録された情報を時系列
信号波形として再生する光導波路記憶媒体再生装置に関
する。
【0002】
【背景技術】従来の光記憶媒体としては、記録膜として
円盤基板面に形成された高光反射率の平坦反射膜に複数
の低光反射率凹部を記録情報として線上に配列した光デ
ィスクがある。この光記憶媒体では、凹部列にレーザビ
ームを集束照射し、反射膜及び凹部からの反射光量の差
を記録情報として検出する。他の光記憶媒体としては、
一軸磁気異方性記録膜に複数の微小磁化反転領域を配列
形成して情報を記録する光磁気ディスクもある。この光
記憶媒体では、磁化反転領域列からの反射光の偏光面の
回転角度差を記録情報として検出する。
円盤基板面に形成された高光反射率の平坦反射膜に複数
の低光反射率凹部を記録情報として線上に配列した光デ
ィスクがある。この光記憶媒体では、凹部列にレーザビ
ームを集束照射し、反射膜及び凹部からの反射光量の差
を記録情報として検出する。他の光記憶媒体としては、
一軸磁気異方性記録膜に複数の微小磁化反転領域を配列
形成して情報を記録する光磁気ディスクもある。この光
記憶媒体では、磁化反転領域列からの反射光の偏光面の
回転角度差を記録情報として検出する。
【0003】これら光記憶媒体においては、記録部とし
ての凹部又は磁化反転領域の列からの反射光によって再
生するため、かかる記録部の面密度には限度がある。こ
れら光記憶媒体の再生時には、レーザビームの合焦点を
光記憶媒体の面振れに追随させるために合焦点を光軸方
向に移動させているが、一点の記録部毎に合焦を必要と
し、さらに反射光の光反射率及び偏光面の回転角度が非
常に小さいので検出される光信号の信号対雑音比は低い
。また、記録部の列の移動によってのみ時系列信号が再
生されるので、光記憶媒体の移動速度によって再生及び
記録のアクセス時間が制限される。
ての凹部又は磁化反転領域の列からの反射光によって再
生するため、かかる記録部の面密度には限度がある。こ
れら光記憶媒体の再生時には、レーザビームの合焦点を
光記憶媒体の面振れに追随させるために合焦点を光軸方
向に移動させているが、一点の記録部毎に合焦を必要と
し、さらに反射光の光反射率及び偏光面の回転角度が非
常に小さいので検出される光信号の信号対雑音比は低い
。また、記録部の列の移動によってのみ時系列信号が再
生されるので、光記憶媒体の移動速度によって再生及び
記録のアクセス時間が制限される。
【0004】特開平第2−210627号に開示された
光導波路記憶媒体及びその再生装置は、これらの問題点
を解消するため開発されている。さらに、光導波路記憶
媒体用の再生装置としてマイケルソン干渉計型光ヘテロ
ダイン検出光学系を有するものが提案されている。かか
る再生装置は、光源からの放射レーザビームを平行光束
にするコリメーションレンズと、光導波記憶媒体上へ導
かれるレーザビームを分岐するハーフミラーと、光導波
記憶導波路に分割レーザビームの一方をカップリングさ
せる為の対物レンズと、分割レーザビームの他方に位相
シフトと周波数シフトを与えて参照光とするための可動
ミラーと、光導波路上に作られた屈折率不連続部で反射
し再び戻ってきた信号光と参照光を干渉させその光出力
をヘテロダイン検出する光検知器とで構成されている。
光導波路記憶媒体及びその再生装置は、これらの問題点
を解消するため開発されている。さらに、光導波路記憶
媒体用の再生装置としてマイケルソン干渉計型光ヘテロ
ダイン検出光学系を有するものが提案されている。かか
る再生装置は、光源からの放射レーザビームを平行光束
にするコリメーションレンズと、光導波記憶媒体上へ導
かれるレーザビームを分岐するハーフミラーと、光導波
記憶導波路に分割レーザビームの一方をカップリングさ
せる為の対物レンズと、分割レーザビームの他方に位相
シフトと周波数シフトを与えて参照光とするための可動
ミラーと、光導波路上に作られた屈折率不連続部で反射
し再び戻ってきた信号光と参照光を干渉させその光出力
をヘテロダイン検出する光検知器とで構成されている。
【0005】かかる光導波路記憶媒体再生装置において
は、ヘテロダイン検出のために分割レーザビームに位相
シフトと周波数変調を与える手段として可動ミラーを利
用していたので、変調周波数に制限があり、情報密度の
向上が妨げられてきた。更に、ミラー駆動部の存在のた
め、再生光学系の小型化、信頼性に難があった。
は、ヘテロダイン検出のために分割レーザビームに位相
シフトと周波数変調を与える手段として可動ミラーを利
用していたので、変調周波数に制限があり、情報密度の
向上が妨げられてきた。更に、ミラー駆動部の存在のた
め、再生光学系の小型化、信頼性に難があった。
【0006】
【発明の目的】本発明は、この難点に鑑みなされたもの
で、参照光の変調周波数を広帯域化し得る小型化された
光導波路記憶媒体再生装置を提供することを目的とする
。
で、参照光の変調周波数を広帯域化し得る小型化された
光導波路記憶媒体再生装置を提供することを目的とする
。
【0007】
【発明の構成】本発明の光導波路記録媒体再生装置は、
レーザビームを導入する光結合部を有した光導波路と前
記光導波路に配列された複数の屈折率不連続部とを有し
かつ前記屈折率不連続部の形状及び相対位置が記録すべ
き情報の変数となる光導波路記録媒体から記録情報を再
生する装置であって、レーザビームを発生する発光手段
と、該レーザビームを2分割して第1及び第2光ビーム
を生ぜしめる分割手段と、第1光ビームを受光しこれに
周波数変移を与えて変調し参照光を発生する参照光発生
手段と、第2光ビームを前記光結合部へ導出する照射手
段と、前記屈折率不連続部により反射され振幅と位相が
変調され前記光結合部を経て戻る反射信号光と前参照光
とを重畳して干渉光となす光重畳手段と、前記干渉光を
光電変換し電気的出力を生ぜしめる光検出手段とを有し
、前記参照光発生手段は、前記第1光ビームの光軸上に
沿って伸長する光導波路と前記光導波路の近傍に配置さ
れかつ前記光導波路の光伝搬方向に表面弾性波を発生さ
せる表面弾性波電極とを有する導波路光遅延反射素子を
有し、前記表面弾性波電極に間歇的な高周波電力を供給
することを特徴とする。
レーザビームを導入する光結合部を有した光導波路と前
記光導波路に配列された複数の屈折率不連続部とを有し
かつ前記屈折率不連続部の形状及び相対位置が記録すべ
き情報の変数となる光導波路記録媒体から記録情報を再
生する装置であって、レーザビームを発生する発光手段
と、該レーザビームを2分割して第1及び第2光ビーム
を生ぜしめる分割手段と、第1光ビームを受光しこれに
周波数変移を与えて変調し参照光を発生する参照光発生
手段と、第2光ビームを前記光結合部へ導出する照射手
段と、前記屈折率不連続部により反射され振幅と位相が
変調され前記光結合部を経て戻る反射信号光と前参照光
とを重畳して干渉光となす光重畳手段と、前記干渉光を
光電変換し電気的出力を生ぜしめる光検出手段とを有し
、前記参照光発生手段は、前記第1光ビームの光軸上に
沿って伸長する光導波路と前記光導波路の近傍に配置さ
れかつ前記光導波路の光伝搬方向に表面弾性波を発生さ
せる表面弾性波電極とを有する導波路光遅延反射素子を
有し、前記表面弾性波電極に間歇的な高周波電力を供給
することを特徴とする。
【0008】
【発明の作用】本発明によれば、参照光の変調周波数を
広帯域化したヘテロダイン検出光学系を有する光導波路
記憶媒体再生装置が得られる。
広帯域化したヘテロダイン検出光学系を有する光導波路
記憶媒体再生装置が得られる。
【0009】
【実施例】以下、本発明による実施例を図面を参照しつ
つ説明する。図1は本発明を説明する原理図である。ま
ず、図1(a)において、光導波路記憶媒体1は、光が
導波するコアの光導波路31がコアより屈折率の低いク
ラッドをなす基板32上に形成された構造を有している
。コア31の上部境界面上には空気又は他のクラッドが
存在する。コア31の端面はレーザビームをコア内部に
導入する光結合部30である。コア内面の上部境界面に
は複数の屈折率不連続部34が伸長方向に配列され記録
されている。屈折率不連続部34は、レーザビームの入
射導波光に対し端面の光結合部30からの相対位置及び
形状に基づく複素反射率によって種々の振幅及び位相を
持つ反射導波光(即ち、振幅と位相が変調された信号光
)を生ずる微小な凹部である。屈折率不連続部34の形
状と位置は、記憶されるべき情報に応じて所定の複素反
射率を得るよう記録される。屈折率不連続部34の凹部
は埋め込み部としてもよく、その埋め込み部の屈折率が
コアの屈折率より小さい空気またはクラッドが用いられ
るの場合、屈折率不連続部34の形状は例えば半円ある
いは反楕円埋め込み型で大きさは光波長の数分の1〜数
倍である。構成材料は例えばコア31には光に透明なポ
リカーボネイトを用い、クラッドにはより屈折率の低い
ポリメタクリル酸メチル等の高分子材料が用いられる。 光導波路記憶媒体1はこの様に、少なくとも光結合部3
0,コア31,基板32,屈折率不連続部34より構成
される。
つ説明する。図1は本発明を説明する原理図である。ま
ず、図1(a)において、光導波路記憶媒体1は、光が
導波するコアの光導波路31がコアより屈折率の低いク
ラッドをなす基板32上に形成された構造を有している
。コア31の上部境界面上には空気又は他のクラッドが
存在する。コア31の端面はレーザビームをコア内部に
導入する光結合部30である。コア内面の上部境界面に
は複数の屈折率不連続部34が伸長方向に配列され記録
されている。屈折率不連続部34は、レーザビームの入
射導波光に対し端面の光結合部30からの相対位置及び
形状に基づく複素反射率によって種々の振幅及び位相を
持つ反射導波光(即ち、振幅と位相が変調された信号光
)を生ずる微小な凹部である。屈折率不連続部34の形
状と位置は、記憶されるべき情報に応じて所定の複素反
射率を得るよう記録される。屈折率不連続部34の凹部
は埋め込み部としてもよく、その埋め込み部の屈折率が
コアの屈折率より小さい空気またはクラッドが用いられ
るの場合、屈折率不連続部34の形状は例えば半円ある
いは反楕円埋め込み型で大きさは光波長の数分の1〜数
倍である。構成材料は例えばコア31には光に透明なポ
リカーボネイトを用い、クラッドにはより屈折率の低い
ポリメタクリル酸メチル等の高分子材料が用いられる。 光導波路記憶媒体1はこの様に、少なくとも光結合部3
0,コア31,基板32,屈折率不連続部34より構成
される。
【0010】具体的に図2に示すように光導波路記憶媒
体1には、各々が光結合部30端面をもつ複数のチャネ
ル型リッジ光導波路31を基板32上に並設し、該光導
波路のコア内において複数の異なる振幅と位相の反射導
波光が生じる微小な屈折率不連続部34を、記録すべき
情報に応じて複数個配列したものもある。この実施例で
はリッジ型導波路として説明しているが、ストリップ型
、埋込型等のチャネル型導波路であれば、この様な屈折
率不連続部34は光導波路のコアあるいはクラッドに設
けても同じ効果が得られる。
体1には、各々が光結合部30端面をもつ複数のチャネ
ル型リッジ光導波路31を基板32上に並設し、該光導
波路のコア内において複数の異なる振幅と位相の反射導
波光が生じる微小な屈折率不連続部34を、記録すべき
情報に応じて複数個配列したものもある。この実施例で
はリッジ型導波路として説明しているが、ストリップ型
、埋込型等のチャネル型導波路であれば、この様な屈折
率不連続部34は光導波路のコアあるいはクラッドに設
けても同じ効果が得られる。
【0011】図1(a)に示すように、本発明の光導波
路記憶媒体再生装置は、レーザビームを発生する発光手
段としてのSLD(Super Luminescen
t Diode)又は広帯域波長発振レーザダイオード
などの発光素子35と、レーザビームを2分割して第1
及び第2光ビームを生ぜしめる分割手段としてのハーフ
ミラー(ビームスプリッター)36と、第1レーザビー
ムを受光しこれにドップラー周波数変移を与えて変調し
参照光を発生する参照光発生手段としての導波路光遅延
反射素子37と、第2レーザビームを光結合部30へ導
出する照射手段としての対物レンズ42と、屈折率不連
続部34により戻る反射信号光と参照光とを重畳して干
渉光となす光重畳手段としてのハーフミラー36と、干
渉光を光電変換し電気的出力を生ぜしめる光検出手段と
しての光検出器39とを有している。
路記憶媒体再生装置は、レーザビームを発生する発光手
段としてのSLD(Super Luminescen
t Diode)又は広帯域波長発振レーザダイオード
などの発光素子35と、レーザビームを2分割して第1
及び第2光ビームを生ぜしめる分割手段としてのハーフ
ミラー(ビームスプリッター)36と、第1レーザビー
ムを受光しこれにドップラー周波数変移を与えて変調し
参照光を発生する参照光発生手段としての導波路光遅延
反射素子37と、第2レーザビームを光結合部30へ導
出する照射手段としての対物レンズ42と、屈折率不連
続部34により戻る反射信号光と参照光とを重畳して干
渉光となす光重畳手段としてのハーフミラー36と、干
渉光を光電変換し電気的出力を生ぜしめる光検出手段と
しての光検出器39とを有している。
【0012】光導波路記憶媒体1の光結合部30に対向
して配置した発光素子35から発射されたレーザビーム
は、コリメーションレンズ41で概ね平行光束にし、ハ
ーフミラー36により2分割される。直進する一方の第
1レーザビームは、対物レンズ42で集光され光結合部
30より導波し、その一部は複数の屈折率不連続部34
により複数の異なる振幅と位相を持った反射導波光とな
り、これが光結合部30より戻る信号光となる。図1(
a)に示すように、屈折率不連続部34がa,b,c,
dの位置に記録すべき情報として記録された場合、各々
の屈折率不連続部34の形状と相対位置が記録すべき情
報(図では、アナログ情報で説明されている)に応じて
、光導波路31中に屈折率不連続部34を複数個配置す
ることにより、その形状と伝播距離の関数として異なる
振幅と位相情報を持った変調信号光を作ることが出来る
。ハーフミラー36で分割、反射された他方の第2レー
ザビームは、レンズ43で導波路光遅延反射素子37の
光結合部へ集光されドップラー周波数変移を受けて戻る
参照光となる。これら信号光及び参照光は、ハーフミラ
ー36で合波され、レンズ44で集光されて光検出器3
9に光ヘテロダイン干渉入力される。該入力光は光電変
換され、電気信号となり周波数フィルター40を経て、
図1(b)及び(c)に示すように発光素子35からの
レーザビームの一定強度の光入力Iinに対して、時系
列信号波形の電気的出力I(t)が得られる。
して配置した発光素子35から発射されたレーザビーム
は、コリメーションレンズ41で概ね平行光束にし、ハ
ーフミラー36により2分割される。直進する一方の第
1レーザビームは、対物レンズ42で集光され光結合部
30より導波し、その一部は複数の屈折率不連続部34
により複数の異なる振幅と位相を持った反射導波光とな
り、これが光結合部30より戻る信号光となる。図1(
a)に示すように、屈折率不連続部34がa,b,c,
dの位置に記録すべき情報として記録された場合、各々
の屈折率不連続部34の形状と相対位置が記録すべき情
報(図では、アナログ情報で説明されている)に応じて
、光導波路31中に屈折率不連続部34を複数個配置す
ることにより、その形状と伝播距離の関数として異なる
振幅と位相情報を持った変調信号光を作ることが出来る
。ハーフミラー36で分割、反射された他方の第2レー
ザビームは、レンズ43で導波路光遅延反射素子37の
光結合部へ集光されドップラー周波数変移を受けて戻る
参照光となる。これら信号光及び参照光は、ハーフミラ
ー36で合波され、レンズ44で集光されて光検出器3
9に光ヘテロダイン干渉入力される。該入力光は光電変
換され、電気信号となり周波数フィルター40を経て、
図1(b)及び(c)に示すように発光素子35からの
レーザビームの一定強度の光入力Iinに対して、時系
列信号波形の電気的出力I(t)が得られる。
【0013】図3に示すように導波路光遅延反射素子3
7は、ハーフミラー36で分割された一方のレーザビー
ムの光軸上に沿って伸長する光導波路100と、該光導
波路の近傍に配置されかつ光導波路の光伝搬方向に表面
弾性波を発生させる表面弾性波電極101とを有する。 表面弾性波電極101は、図4(a)に示すように光導
波路100を挾んで配置された一対の櫛形状電極101
a,101bとして各櫛形状電極の表面弾性波放射軸線
A,Bが光導波路上で交差するように配置されている。 あるいは、図4(b)に示すように表面弾性波電極は光
導波路100上に配置された櫛形状電極101cとして
、櫛形状電極の表面弾性波放射軸線Cが光導波路の伸長
方向に一致するように配置されてもよい。導波路光遅延
反射素子37は基板102をGaAs,SiO2又はT
eO2で作成し、その上にチャネル型の光導波路100
としてTi、Rbなどを拡散させて作成される。これら
表面弾性波電極に間歇的な高周波電力を供給すると、表
面弾性波の伝搬によって光導波路中には波長の間隔で変
化する屈折率の格子状縞が又はその表面には凹凸のしわ
が格子状に生じ、これが伝搬する。光導波路中の導波光
は、伝搬する回折格子によって反射光を生ずるが、反射
面が移動していることからその反射光は移動速度に応じ
たドップラー効果によって、位相及び周波数を与えらる
。この反射光が参照光として用いられる。
7は、ハーフミラー36で分割された一方のレーザビー
ムの光軸上に沿って伸長する光導波路100と、該光導
波路の近傍に配置されかつ光導波路の光伝搬方向に表面
弾性波を発生させる表面弾性波電極101とを有する。 表面弾性波電極101は、図4(a)に示すように光導
波路100を挾んで配置された一対の櫛形状電極101
a,101bとして各櫛形状電極の表面弾性波放射軸線
A,Bが光導波路上で交差するように配置されている。 あるいは、図4(b)に示すように表面弾性波電極は光
導波路100上に配置された櫛形状電極101cとして
、櫛形状電極の表面弾性波放射軸線Cが光導波路の伸長
方向に一致するように配置されてもよい。導波路光遅延
反射素子37は基板102をGaAs,SiO2又はT
eO2で作成し、その上にチャネル型の光導波路100
としてTi、Rbなどを拡散させて作成される。これら
表面弾性波電極に間歇的な高周波電力を供給すると、表
面弾性波の伝搬によって光導波路中には波長の間隔で変
化する屈折率の格子状縞が又はその表面には凹凸のしわ
が格子状に生じ、これが伝搬する。光導波路中の導波光
は、伝搬する回折格子によって反射光を生ずるが、反射
面が移動していることからその反射光は移動速度に応じ
たドップラー効果によって、位相及び周波数を与えらる
。この反射光が参照光として用いられる。
【0014】このように、本実施例のように、従来の参
照光発生用の可動ミラーを廃止し、その代わり光波遅延
反射装置として、導波路型素子を利用する。この導波路
型光波遅延反射素子は光が導波する導波路の近傍に表面
弾性波を発生させる電極(トランスジューサ)を設け、
光導波路の光伝播方向に表面弾性波が伝播するように設
定されているのである。この様な光導波路に参照光と成
るべき光を導波させ、表面弾性波を発生させる為に、電
極にバースト状に変調された高周波を加えている。
照光発生用の可動ミラーを廃止し、その代わり光波遅延
反射装置として、導波路型素子を利用する。この導波路
型光波遅延反射素子は光が導波する導波路の近傍に表面
弾性波を発生させる電極(トランスジューサ)を設け、
光導波路の光伝播方向に表面弾性波が伝播するように設
定されているのである。この様な光導波路に参照光と成
るべき光を導波させ、表面弾性波を発生させる為に、電
極にバースト状に変調された高周波を加えている。
【0015】更に、この導波路型光波遅延反射素子を用
いれば、導波路記録媒体再生装置のピックアップ部にお
いて、当該素子を形成する同一基板上に光路分岐ミラー
、光導波路記録媒体へのカップリングの為のカプラー、
光検知器を集積することもできる。従来の可動ミラーに
よる光遅延反射装置と同様に小型化が可能となり、従来
の可動ミラーによる光遅延反射装置よりもレーザビーム
波長λの数倍もの位相シフトを与え、光導波路記録媒体
の長い導波路からの情報の読み出しも可能となる。
いれば、導波路記録媒体再生装置のピックアップ部にお
いて、当該素子を形成する同一基板上に光路分岐ミラー
、光導波路記録媒体へのカップリングの為のカプラー、
光検知器を集積することもできる。従来の可動ミラーに
よる光遅延反射装置と同様に小型化が可能となり、従来
の可動ミラーによる光遅延反射装置よりもレーザビーム
波長λの数倍もの位相シフトを与え、光導波路記録媒体
の長い導波路からの情報の読み出しも可能となる。
【0016】以下に再生装置の原理を説明する。発光素
子35からのレーザビームの各周波数成分が一つの屈折
率不連続部で同時に反射され一定の振幅と伝播距離に比
例した位相遅れを受け、その位相遅れに相応するドップ
ラー周波数変移した参照光と干渉する。その時各周波数
成分が同相となり、各周波数成分の振幅の合計の振幅を
持った一つのパルスを形成する。さらに位相が遅れる次
の屈折率不連続部からの反射成分については、導波路型
光波遅延反射素子よって生じることになった時間的に遅
れたドップラー変移周波数を与えられた参照光と干渉し
、つぎのパルスを形成する。ここで、図1(a)に示す
直交座標xyzにおいて、光導波路31の伸長z方向を
縦とし、これに直角なy方向を横とすると、各パルス幅
は屈折率不連続部のz軸方向の長短に、各振幅は屈折率
不連続部のx軸及びy軸方向の大きさにそれぞれ依存す
る。
子35からのレーザビームの各周波数成分が一つの屈折
率不連続部で同時に反射され一定の振幅と伝播距離に比
例した位相遅れを受け、その位相遅れに相応するドップ
ラー周波数変移した参照光と干渉する。その時各周波数
成分が同相となり、各周波数成分の振幅の合計の振幅を
持った一つのパルスを形成する。さらに位相が遅れる次
の屈折率不連続部からの反射成分については、導波路型
光波遅延反射素子よって生じることになった時間的に遅
れたドップラー変移周波数を与えられた参照光と干渉し
、つぎのパルスを形成する。ここで、図1(a)に示す
直交座標xyzにおいて、光導波路31の伸長z方向を
縦とし、これに直角なy方向を横とすると、各パルス幅
は屈折率不連続部のz軸方向の長短に、各振幅は屈折率
不連続部のx軸及びy軸方向の大きさにそれぞれ依存す
る。
【0017】かくして、光導波路記録媒体再生装置の構
成により、該光導波路記憶媒体に記録された複数の屈折
率不連続部(図1(a)ではa,b,c,dで示してあ
る)が、時系列信号性の電気的出力に対応し(図1(c
)では、a’,b’,c’,d’がそれぞれ対応する)
、再生される。各パルスは sin(F)/Fのナイキ
ストのサンプリング形をしており、信号波形はこれらの
連なりである。Fは発光素子35の発光スペクトル幅、
伝搬する表面弾性波の回折格子の速度、光導波路の屈折
率分散及び光導波路媒体中の屈折率不連続部の長短及び
位置などの関数である。これらの値を適宜選択すること
により、数KHzから数十MHzまでも、信号変調周波
数を設定出来る。各パルス幅も数十ミリ秒から数十ナノ
秒まで設定可能である。発光素子35には、必ずしもス
ペクトル幅の狭い半導体レーザを必要とせず、むしろス
ペクトル幅の広い低コヒーレント光の半導体発光素子の
方が、該変調周波数を高く設定できる。また、光ヘテロ
ダイン干渉法により、これら時系列信号波形は102〜
104の高い信号対雑音比で再生できる。
成により、該光導波路記憶媒体に記録された複数の屈折
率不連続部(図1(a)ではa,b,c,dで示してあ
る)が、時系列信号性の電気的出力に対応し(図1(c
)では、a’,b’,c’,d’がそれぞれ対応する)
、再生される。各パルスは sin(F)/Fのナイキ
ストのサンプリング形をしており、信号波形はこれらの
連なりである。Fは発光素子35の発光スペクトル幅、
伝搬する表面弾性波の回折格子の速度、光導波路の屈折
率分散及び光導波路媒体中の屈折率不連続部の長短及び
位置などの関数である。これらの値を適宜選択すること
により、数KHzから数十MHzまでも、信号変調周波
数を設定出来る。各パルス幅も数十ミリ秒から数十ナノ
秒まで設定可能である。発光素子35には、必ずしもス
ペクトル幅の狭い半導体レーザを必要とせず、むしろス
ペクトル幅の広い低コヒーレント光の半導体発光素子の
方が、該変調周波数を高く設定できる。また、光ヘテロ
ダイン干渉法により、これら時系列信号波形は102〜
104の高い信号対雑音比で再生できる。
【0018】図5において具体的に光導波路記憶媒体及
び再生装置を示す。光導波路記憶媒体50は、上記した
チャネル型のリッジ光導波路記憶媒体1の板状体51を
多数並置してドラム状に巻いてなる積層ドラム型の立体
光ディスクである。光導波路記憶媒体再生装置は、上記
した構成要素のほかにさらにフォーカスアクチュエータ
に設置された光ディスク光導波路への結合用集光レンズ
42、トラッキングのために反射光ビームの一部を取り
出すビームスプリッター52、トラッキング用レーザビ
ームを分離する凹レンズ53、並びにトラッキング用光
検出器54,55を有している。発光素子35からのレ
ーザビームの楕円状断面の長軸方向両端部を、コア端面
光結合部を挾んでクラッッド端面に当て、その反射光を
トラッキング用レーザビームとする。光検出器54,5
5は光ヘテロダイン検出により高感度かつ高信号対雑音
比でトラッキング用レーザビームを捕捉する。さらに両
者の誤差検出に従って集光用マイクロレンズ42等を光
軸方向に移動させて光導波路の光結合部に合焦し、かつ
立体光ディスク50の面振れに光再生装置のピックアッ
プ部ヘッド56を追従させている。
び再生装置を示す。光導波路記憶媒体50は、上記した
チャネル型のリッジ光導波路記憶媒体1の板状体51を
多数並置してドラム状に巻いてなる積層ドラム型の立体
光ディスクである。光導波路記憶媒体再生装置は、上記
した構成要素のほかにさらにフォーカスアクチュエータ
に設置された光ディスク光導波路への結合用集光レンズ
42、トラッキングのために反射光ビームの一部を取り
出すビームスプリッター52、トラッキング用レーザビ
ームを分離する凹レンズ53、並びにトラッキング用光
検出器54,55を有している。発光素子35からのレ
ーザビームの楕円状断面の長軸方向両端部を、コア端面
光結合部を挾んでクラッッド端面に当て、その反射光を
トラッキング用レーザビームとする。光検出器54,5
5は光ヘテロダイン検出により高感度かつ高信号対雑音
比でトラッキング用レーザビームを捕捉する。さらに両
者の誤差検出に従って集光用マイクロレンズ42等を光
軸方向に移動させて光導波路の光結合部に合焦し、かつ
立体光ディスク50の面振れに光再生装置のピックアッ
プ部ヘッド56を追従させている。
【0019】さらに図6に示すように、導波路記録媒体
再生装置のピックアップ部において、導波路型光波遅延
反射素子37を形成した同一基板上に、コリメーション
用グレーティング41a、光路分岐ミラーとしてのグレ
ーティング36a及び光導波路記録媒体50へのカップ
リング用グレーティングカプラー42aを形成し、SL
D35a及び光検知器39aとともに集積することもで
きる。
再生装置のピックアップ部において、導波路型光波遅延
反射素子37を形成した同一基板上に、コリメーション
用グレーティング41a、光路分岐ミラーとしてのグレ
ーティング36a及び光導波路記録媒体50へのカップ
リング用グレーティングカプラー42aを形成し、SL
D35a及び光検知器39aとともに集積することもで
きる。
【0020】本実施例では、矩形横断面2×2μmを備
える導波路長10mmの光導波路を、2μm間隔で厚み
3.2μmのクラッッドに埋め込み並置した板状体を、
ドラム状に巻き積層し、トラッキングピッチ幅3.2μ
mの立体光ディスク50が形成されている。記録された
屈折率不連続部のz軸方向の長さは10〜30μm、x
軸方向の深さは0.1〜0.5μmで、y軸方向の幅は
約0.7μmで、各光導波路毎に平均500個の該不連
続部が記録されている。各該屈折率不連続部の光反射率
は高々10−6〜10−8としてあるので、それらの反
射損失があっても最後の戻りレーザビームの減衰率は1
0%程度である。図では立体光ディスク50の下側の端
面に各光導波路の断面が開口しており、光結合部となっ
ている。光結合部の面は厚み2mmのポリカーボネイト
保護膜がついており、光導波路の屈折率と整合させ光結
合度を高くしてある。 また、該光導波路の終端の端面も同様に保護してあり、
同時に該光導波路中を伝播して来た光が逃げるようにし
てある。この様な立体光ディスク50は直径8インチで
、コンパクトディスク(CD)と同様に回転しつつ記憶
情報が再生される。
える導波路長10mmの光導波路を、2μm間隔で厚み
3.2μmのクラッッドに埋め込み並置した板状体を、
ドラム状に巻き積層し、トラッキングピッチ幅3.2μ
mの立体光ディスク50が形成されている。記録された
屈折率不連続部のz軸方向の長さは10〜30μm、x
軸方向の深さは0.1〜0.5μmで、y軸方向の幅は
約0.7μmで、各光導波路毎に平均500個の該不連
続部が記録されている。各該屈折率不連続部の光反射率
は高々10−6〜10−8としてあるので、それらの反
射損失があっても最後の戻りレーザビームの減衰率は1
0%程度である。図では立体光ディスク50の下側の端
面に各光導波路の断面が開口しており、光結合部となっ
ている。光結合部の面は厚み2mmのポリカーボネイト
保護膜がついており、光導波路の屈折率と整合させ光結
合度を高くしてある。 また、該光導波路の終端の端面も同様に保護してあり、
同時に該光導波路中を伝播して来た光が逃げるようにし
てある。この様な立体光ディスク50は直径8インチで
、コンパクトディスク(CD)と同様に回転しつつ記憶
情報が再生される。
【0021】光導波路記憶媒体再生装置は、[発明の構
成]の欄で説明したように、構成されている。発光素子
35からのレーザビームが、該光導波路記憶媒体51へ
導波され、その一部が振幅と位相が変調された信号反射
レーザビームとなり戻り、他のレーザビームは導波路光
遅延反射素子37を往復し戻り、ハーフミラー36で合
波され、信号光のみを通過させるアイリス58を経て、
光検出器39で光ヘテロダイン検波し、周波数フィルタ
40を経て、電気出力端子57より、図1(c)のI(
t)で示した時系列信号波形の電気的出力を得る。1つ
の光導波路記憶媒体からの再生信号は、バッファメモリ
に一時蓄積し、任意のクロックタイムで転送する。1つ
の光導波路の記憶している情報を読みだした後、立体光
ディスク50の回転と光再生装置ヘッド56のトラッキ
ングにより、次のチャネルの光導波路の記憶情報を逐次
読み出す。
成]の欄で説明したように、構成されている。発光素子
35からのレーザビームが、該光導波路記憶媒体51へ
導波され、その一部が振幅と位相が変調された信号反射
レーザビームとなり戻り、他のレーザビームは導波路光
遅延反射素子37を往復し戻り、ハーフミラー36で合
波され、信号光のみを通過させるアイリス58を経て、
光検出器39で光ヘテロダイン検波し、周波数フィルタ
40を経て、電気出力端子57より、図1(c)のI(
t)で示した時系列信号波形の電気的出力を得る。1つ
の光導波路記憶媒体からの再生信号は、バッファメモリ
に一時蓄積し、任意のクロックタイムで転送する。1つ
の光導波路の記憶している情報を読みだした後、立体光
ディスク50の回転と光再生装置ヘッド56のトラッキ
ングにより、次のチャネルの光導波路の記憶情報を逐次
読み出す。
【0022】本実施例の諸元は、例えば典型的には、発
光中心波長1.3μmで発光スペクトル幅約2×101
2HzのSLDを発光素子35に用い、音響変調周波数
355MHzを用い、さらに、屈折率分散0.14の光
導波路に屈折率不連続部の長短と相対位置を平均20μ
mで記録した本実施例の光導波路記憶媒体の場合、記憶
再生周波数およそ30MHzが実現できる。このとき最
小パルス幅は約35ナノ秒である。発光素子35の光出
力は約1mWで、各該屈折率不連続部からの反射光と参
照光に基づく光ヘテロダイン干渉出力の信号対雑音比は
104と大きくとれる。総記憶容量をデジタル量で換算
すると現在のコンパクトディスク(1Gbyt:ギガバ
イト)の 500倍でビット当りの機械的アクセスタイ
ムは 500分の1、ビットサイクルタイムは約14倍
が実現できる。
光中心波長1.3μmで発光スペクトル幅約2×101
2HzのSLDを発光素子35に用い、音響変調周波数
355MHzを用い、さらに、屈折率分散0.14の光
導波路に屈折率不連続部の長短と相対位置を平均20μ
mで記録した本実施例の光導波路記憶媒体の場合、記憶
再生周波数およそ30MHzが実現できる。このとき最
小パルス幅は約35ナノ秒である。発光素子35の光出
力は約1mWで、各該屈折率不連続部からの反射光と参
照光に基づく光ヘテロダイン干渉出力の信号対雑音比は
104と大きくとれる。総記憶容量をデジタル量で換算
すると現在のコンパクトディスク(1Gbyt:ギガバ
イト)の 500倍でビット当りの機械的アクセスタイ
ムは 500分の1、ビットサイクルタイムは約14倍
が実現できる。
【0023】本実施例では、光導波路記憶媒体のメモリ
ー部を長短大小の屈折率不連続部で構成し、アナログ信
号を記憶再生する例について説明したが、屈折率不連続
部を同じ大きさでかつ等間隔にそれらの屈折率不連続部
の有無を記録すれば、デジタル信号の記憶再生も可能な
ことは明らかである。また、光導波路記憶媒体を立体デ
ィスクに形成する実施例を説明したが、テープに並置し
たり、カード型に並置し積層したものも実現できる。さ
らに、本実施例では光導波路長を10mmとしたが、記
憶媒体である光導波路長は必要なメモリー容量に応じて
長くも短くも作成できる。
ー部を長短大小の屈折率不連続部で構成し、アナログ信
号を記憶再生する例について説明したが、屈折率不連続
部を同じ大きさでかつ等間隔にそれらの屈折率不連続部
の有無を記録すれば、デジタル信号の記憶再生も可能な
ことは明らかである。また、光導波路記憶媒体を立体デ
ィスクに形成する実施例を説明したが、テープに並置し
たり、カード型に並置し積層したものも実現できる。さ
らに、本実施例では光導波路長を10mmとしたが、記
憶媒体である光導波路長は必要なメモリー容量に応じて
長くも短くも作成できる。
【0024】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ヘテロダイン検出光学系を有する光導波路記憶媒体再生
装置における参照光発生手段として、入射するレーザビ
ームの光軸上に沿って伸長する光導波路とその近傍に配
置されかつ光導波路の光伝搬方向に表面弾性波を発生さ
せる表面弾性波電極とを有する導波路光遅延反射素子を
有し、表面弾性波電極に間歇的な高周波電力を供給する
ので、参照光の変調周波数を広帯域化した光導波路記憶
媒体再生装置が得られる。
ヘテロダイン検出光学系を有する光導波路記憶媒体再生
装置における参照光発生手段として、入射するレーザビ
ームの光軸上に沿って伸長する光導波路とその近傍に配
置されかつ光導波路の光伝搬方向に表面弾性波を発生さ
せる表面弾性波電極とを有する導波路光遅延反射素子を
有し、表面弾性波電極に間歇的な高周波電力を供給する
ので、参照光の変調周波数を広帯域化した光導波路記憶
媒体再生装置が得られる。
【図1】本発明の光導波路記憶媒体再生装置の原理を説
明する概略図である。
明する概略図である。
【図2】本発明にかかる光導波路記憶媒体の斜視図であ
る。
る。
【図3】本発明にかかる導波路光遅延反射素子の斜視図
である。
である。
【図4】本発明にかかる導波路光遅延反射素子の平面図
である。
である。
【図5】本発明による実施例の光導波路記憶媒体再生装
置の概略図である。
置の概略図である。
【図6】本発明による他の実施例の光導波路記憶媒体再
生装置ヘッドの概略図である。
生装置ヘッドの概略図である。
30……光導波路の結合部
31……光導波路のコア
32……光導波路のクラッド(基板)
34……屈折率不連続部
35……発光素子
36……ハーフミラー
37……導波路光遅延反射素子
39……光検出器
40……周波数フィルタ
41〜44……レンズ
50……積層ドラム型の立体光ディスク51……光導波
路記憶媒体 52……ビームスプリッタ 53……凹レンズ 54,55……トラッキング用光検出器56……光再生
装置ヘッド 57……電気出力端子 58……アイリス 100……光導波路 101……表面弾性波電極 101a,101b,101c……櫛形状電極102…
…基板
路記憶媒体 52……ビームスプリッタ 53……凹レンズ 54,55……トラッキング用光検出器56……光再生
装置ヘッド 57……電気出力端子 58……アイリス 100……光導波路 101……表面弾性波電極 101a,101b,101c……櫛形状電極102…
…基板
Claims (9)
- 【請求項1】 レーザビームを導入する光結合部を有
した光導波路と前記光導波路に配列された複数の屈折率
不連続部とを有しかつ前記屈折率不連続部の形状及び相
対位置が記録すべき情報の変数となる光導波路記録媒体
から記録情報を再生する装置であって、レーザビームを
発生する発光手段と、該レーザビームを2分割して第1
及び第2光ビームを生ぜしめる分割手段と、第1光ビー
ムを受光しこれに周波数変移を与えて変調し参照光を発
生する参照光発生手段と、第2光ビームを前記光結合部
へ導出する照射手段と、前記屈折率不連続部により反射
され振幅と位相が変調され前記光結合部を経て戻る反射
信号光と前記参照光とを重畳して干渉光となす光重畳手
段と、前記干渉光を光電変換し電気的出力を生ぜしめる
光検出手段とを有し、前記参照光発生手段は、前記第1
光ビームの光軸上に沿って伸長する光導波路と前記光導
波路の近傍に配置されかつ前記光導波路の光伝搬方向に
表面弾性波を発生させる表面弾性波電極とを有する導波
路光遅延反射素子を有し、前記表面弾性波電極に間歇的
な高周波電力を供給することを特徴とする光導波路記録
媒体再生装置。 - 【請求項2】 前記光検出手段からのビート出力成分
を検出することにより、前記反射信号光の振幅と遅延時
間を時系列電気信号として検出することを特徴とする請
求項1記載の光導波路記録媒体再生装置。 - 【請求項3】 前記表面弾性波電極は前記光導波路の
挾んで配置された一対の櫛形状電極であり、前記櫛形状
電極の表面弾性波放射軸線が前記光導波路上で交差する
ように配置されていることを特徴とする請求項1又は2
記載の光導波路記録媒体再生装置。 - 【請求項4】 前記表面弾性波電極は前記光導波路上
に配置された櫛形状電極であり、前記櫛形状電極の表面
弾性波放射軸線が前記光導波路の伸長方向に一致するよ
うに配置されていることを特徴とする請求項1又は2記
載の光導波路記録媒体再生装置。 - 【請求項5】 前記発光手段はスーパールミネッセン
トダイオード又は広帯域波長発振レーザダイオードを有
することを特徴とする請求項1記載の光導波路記録媒体
再生装置。 - 【請求項6】 前記分割手段はハーフミラー又はビー
ムスプリッターを有することを特徴とする請求項1記載
の光導波路記録媒体再生装置。 - 【請求項7】 前記照射手段は対物レンズを有するこ
とを特徴とする請求項1記載の光導波路記録媒体再生装
置。 - 【請求項8】 前記光重畳手段はハーフミラー又はビ
ームスプリッターを有することを特徴とする請求項1記
載の光導波路記録媒体再生装置。 - 【請求項9】 前記光検出手段は光検出器を有するこ
とを特徴とする請求項1記載の光導波路記録媒体再生装
置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3024754A JPH04265535A (ja) | 1991-02-19 | 1991-02-19 | 光導波路記録媒体再生装置 |
| US07/800,089 US5233582A (en) | 1991-02-19 | 1991-11-29 | Optical waveguide recording medium playing apparatus |
| EP92301257A EP0500286A1 (en) | 1991-02-19 | 1992-02-17 | Optical waveguide recording medium playing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3024754A JPH04265535A (ja) | 1991-02-19 | 1991-02-19 | 光導波路記録媒体再生装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04265535A true JPH04265535A (ja) | 1992-09-21 |
Family
ID=12146934
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3024754A Pending JPH04265535A (ja) | 1991-02-19 | 1991-02-19 | 光導波路記録媒体再生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04265535A (ja) |
-
1991
- 1991-02-19 JP JP3024754A patent/JPH04265535A/ja active Pending
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