JPH04345931A - 光ヘッドおよび二次高調波光源 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は情報記録媒体に光学的に
情報を記録し、またそれから再生する光記録再生装置に
用いられる光ヘッド及び二次高調波光源に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】光記録再生装置では記録密度を向上させ
るため、光ビームの二次高調波を用いて短波長化を図っ
た光ヘッドが開発されている。この例を図５に示す。

【０００３】図５において、４１の半導体レーザから出
射した光ビーム４２は、収束レンズ４３により絞られて
、４４の二次高調波発生手段に入射する。二次高調波発
生手段４４は個体レーザ素子４５、非線形光学効果を持
つ非線形光学素子４６、および反射鏡４７より成り、反
射鏡４７の端面４７ａと個体レーザ素子４５の端面４５
ａとで共振器を構成している。このため、二次高調波発
生手段４４に入射した光ビーム４２は個体レーザ素子４
５を励起して基本波である光ビーム４８を発生させる。 次に、非線形光学素子４６にその光ビーム４８が入射す
ると、その二次高調波である光ビーム４９が発生する。 基本波の光ビーム４８は端面４７ａと端面４５ａで構成
された共振器で増幅され、二次高調波の光ビーム４９は
反射鏡４７を透過して平行な光ビーム５０となる。 なお、基本波の光ビーム４８は若干の広がりをもつため
反射鏡４７の端面４７ａを僅かに凹面にして光が拡散し
ないようにし、光ビーム５０を略平行な光ビームにした
ものもある。

【０００４】上記二次高調波発生手段４４の具体例とし
て、個体レーザ素子４５にＹＡＧ（イットリウム・アル
ミニウム・ガーネット結晶）を用い、非線形光学素子４
６にＫＴＰ（ＫＴｉＯＰＯ４）を用いたものが実用化さ
れている。この場合、半導体レーザ４１から波長８０８
ｎｍの光ビーム４２を出射させると、個体レーザ素子４
５からは波長が１０６４ｎｍの光ビーム４８が発生し、
非線形光学素子４６からは光ビーム４８の二次高調波で
ある５３２ｎｍの光ビーム４９が発生する。従って光ビ
ーム５０は波長５３２ｎｍの平行ビームとなる。

【０００５】なお、本明細書では、半導体レーザ４１、
光ビーム４２、収束レンズ４３、および二次高調波発生
手段４４を含めて二次高調波光源と称することとする。

【０００６】次に、光ビーム５０は少なくとも凹レンズ
５１と凸レンズ５２から成るビームエキスパンダ５３に
よりそのビーム径が拡大され、光ビーム５４になる。一
般に実用化されている二次高調波発生手段４４から出射
する光ビーム５０の径は０．５ｍｍ程度であり、光ヘッ
ドとして利用するためには、１０倍程度拡大する必要が
ある。拡大された光ビーム５４はＰ偏光で偏光ビームス
プリッタ５５に入射する。このため、光ビーム５４はこ
こを透過し、１／４波長板５６、反射ミラー５７を通っ
て、対物レンズ５８で絞られ情報記録媒体５９上に光ス
ッポト６０を形成する。情報録媒体５９で反射した光ビ
ーム６１は、対物レンズ５８、反射ミラー５７、１／４
波長板５６を通過することによりＳ偏光となり、偏光ビ
ームスプリッタ５５で反射する。ここを反射した光ビー
ム６１は絞りレンズ６２とシリンドリカルレンズ６３で
絞られて、光検出器６４に受光される。

【０００７】光検出器６４は再生信号と共に、いわゆる
非点収差法によるフォーカスエラー信号と、プッシュプ
ル法によるトラッキングエラー信号を検出するように構
成されている。

【０００８】なお、６５はフォーカス駆動手段で、上記
フォーカスエラー信号により光スポット６０が記録情報
媒体５９上に結像されるよう対物レンズ５８を駆動して
いる。また、上記トラッキングエラー信号をによトラッ
キング駆動手段（図示せず）を駆動し、光スポット６０
が記録情報媒体５９上の一定のトラックに結像するよう
構成されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記説明し
たような従来の構成では、二次高調波発生手段４４から
出射する光ビーム５０の径が小さいため、１０倍程度の
比較的拡大率の大きいビームエキスパンダ５３が必要に
なる。しかしながら、ビームエキスパンダ５３は、少な
くとも２枚以上の組レンズで構成されており、そのよう
に拡大率が大きいと、光路長が長くなりる。このため、
光ヘッドを小型、軽量化する上で大きな問題となってい
た。また、光学部品が多くなり低コスト化も困難である
という課題もあった。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の光ヘッドは、（１）レーザー光源と、このレ
ーザ光源から出射する光ビームで個体レーザ素子を励起
し、その励起光の二次高調波を拡散して発生する二次高
調波発生手段と、この二次高調波の光ビームを集光する
集光レンズと、集光した光ビームを情報記録媒体上に収
束させる対物レンズと、情報記録媒体からの反射光を検
出する光検出手段とを設けるよう構成したものである。

【００１１】また、（２）レーザー光源と、このレーザ
光源から出射する光ビームの二次高調波を拡散して発生
する二次高調波発生手段と、この二次高調波の光ビーム
を集光する集光レンズと、集光した光ビームを情報記録
媒体上に収束させる対物レンズと、情報記録媒体からの
反射光を検出する光検出手段とを設けるよう構成したも
のである。

【００１２】また、二次高調波光源として、（１）レー
ザ光源と、このレーザ光源から出射する光ビームで励起
して基本波を発光する個体レーザ素子と、この基本波の
二次高調波を発光する非線形光学素子と、二次高調波を
透過するよう構成した上記基本波の共振器とからなり、
上記非線形光学素子の端面を球面にして二次高調波の光
ビームを拡散光にしたものである。

【００１３】また、（２）レーザ光源と、このレーザ光
源から出射する光ビームで励起して基本波を発光する個
体レーザ素子と、この基本波の二次高調波を発生する非
線形光学素子と、二次高調波を透過するよう構成した上
記基本波の共振器と、上記二次高調波の光を拡散するレ
ンズとからなり、二次高調波の光ビームを拡散光にした
ものである。

【００１４】また、（３）レーザ光源と、このレーザ光
源から出射する光ビームの二次高調波を発生する非線形
光学素子と、一部の光ビームを透過するよう構成した二
次高調波の共振器とからなり、上記非線形光学素子の端
面を球面にして二次高調波の光ビームを拡散光にしたも
のである。

【００１５】また、（４）レーザ光源と、このレーザ光
源から出射する光ビームの二次高調波を発生する非線形
光学素子と、一部の光ビームを透過するよう構成した二
次高調波の共振器と、二次高調波の光ビームを拡散する
レンズとからなり、二次高調波の光ビームを拡散光にし
たものである。

【００１６】

【作用】本発明は、球面を有する非線形光学素子あるい
はレンズを配することによって、光ビームを拡散させる
ことが出来、ビームエキスパンダ等のビーム径拡大手段
を用いず、拡散光を集光するだけで光ヘッドに必要なビ
ーム径を確保でき、短い光路で光ヘッドを構成できる。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１８】図１は請求項１の本発明の一実施例で、光
ヘッドの構成を示すものであって、その構成及び作用を
同時に説明する。図１において、１の半導体レーザから
出射した光ビーム２は、収束レンズ３により絞られて、
４の二次高調波発生手段に入射する。二次高調波発生手
段４は個体レーザ素子５、非線形光学素子６、および反
射鏡７より成り、その非線形光学素子６には凹面６ａが
反射鏡７側に設けられている。また、反射鏡７に設けら
れた凹面７ａと個体レーザ素子５の端面５ａとで共振器
を構成している。ここに、光ビーム２が入射すると、個
体レーザ素子５を励起して基本波である光ビーム８が発
生する。次に、非線形光学素子６に光ビーム８が入射す
ると、その二次高調波である光ビーム９が発生する。光
ビーム８は上記凹面７ａと端面５ａで構成された共振器
で増幅され、光ビーム９は反射鏡７を透過して光ビーム
１０となる。その非線形光学素子６から出射する光ビー
ム８、光ビーム９は、凹面６ａにより拡散光となる。凹
面７ａはこの拡散光に対応して、端面５ａとで共振する
ような曲率になっている。従って、二次高調波発生手段
４から出射する光ビーム１０も拡散光となる。なお、上
記二次高調波発生手段４を構成する素子材料を従来例と
同様にすれば、光ビーム２の波長８０８ｎｍに対して光
ビーム１０の波長は５３２ｎｍになる。

【００１９】次に、光ビーム１０は集光レンズ１１で集
光され、平行な光ビーム１２となる。この光ビーム１２
は、拡散光を集光しているため、短い光路で実用的なビ
ーム径を得ることができる。光ビーム１２は偏光ビーム
スプリッタ１３にＰ偏光で入射しするよう配されており
、この偏光ビームスプリッタ１３を透過する。さらに、
１／４波長板１４、反射ミラー１５を通って対物レンズ
１６で絞られ、情報記録媒体１７上に光スポット１８を
形成する。情報録媒体１７で反射した光ビーム１９は、
対物レンズ１６、反射ミラー１５、１／４波長板１４を
通過することによりＳ偏光となり、偏光ビームスプリッ
タ１３で反射する。ここを反射した光ビーム１９は絞り
レンズ２０とシリンドリカルレンズ２１で絞られて、光
検出器２２に受光される。光検出器２２は従来例同様に
再生信号と共に、フォーカスエラー信号とトキングエラ
ー信号を検出するように構成されている。

【００２０】２３はフォーカス駆動手段で、上記フォー
カスエラー信号により光スポット１８が記録情報媒体１
７上に結像されるよう対物レンズ１６を駆動している。 また、上記トラッキングエラー信号をによトラッキング
駆動手段（図示せず）を駆動し、光スポット１８が記録
情報媒体１７上の一定のトラックに結像するよう構成さ
れている。

【００２１】図２は請求項２の本発明の一実施例で、光
ヘッドの構成を示す。また、図１と同じ番号のものは機
能、動作とも同じである。以下その構成及び動作を同時
に説明する。

【００２２】図２において、３１の半導体レーザから出
射した光ビーム３２は、収束レンズ３３により絞られて
、３４の二次高調波発生手段に入射する。二次高調波発
生手段３４は非線形光学素子３５と２枚の反射鏡３６、
３７より成り、非線形光学素子３５の反射鏡３７側の一
端３５ａは凹面をなし、反射鏡３６、３７は共振器を構
成している。非線形光学素子３５に光ビーム３２が入射
すると、これを基本波として、その二次高調波である光
ビーム３８が発生する。この光ビーム３８は上記共振器
で増幅され、その一部は反射鏡３７を透過して光ビーム
１０となる。ここで、非線形光学素子３５から出射する
光ビーム３８は、凹面３５ａにより拡散光となり、二次
高調波発生手段３４から出射する光ビーム１０も拡散光
となる。この二次高調波発生手段３４の具体例として、
非線形光学素子３５にＫＮｂＯ３を用いると、半導体レ
ーザ３１から波長８６０ｍの光ビーム３２を出射させる
と、非線形光学素子３５からは光ビーム３２の二次高調
波である波長４３０ｎｍの光ビーム３８が発生する。 従って光ビーム１０は波長４３０ｎｍの拡散光となる。 なお、光ビーム１０が集光レンズ１１を通過した以降は
図１と同様に構成されているため、説明は省略する。

【００２３】請求項３、５の本発明の二次高調波光源の
実施例としては、上記、図１、図２で説明したようなも
のである。また、請求項４、６の本発明の二次高調波光
源の実施例としては、図３、図４のような構成がある。 その内容を以下図に基ずいて説明するが、図３、図４に
おいて各々、図１、図２と同じ番号のものは、機能、動
作とも同じである。

【００２４】図３では、１の半導体レーザから出射した
光ビーム２は、収束レンズ３により絞られて、７１の二
次高調波発生手段に入射する。二次高調波発生手段７１
は個体レーザ素子７２、非線形光学素子７３、凹レンズ
７５、および反射鏡７４より成り、反射鏡７４の凹面７
４ａと端面７２ａとで共振器を構成している。ここに、
光ビーム２が入射すると、個体レーザ素子７２を励起し
て光ビーム７６が発生し、非線形光学素子７３からは、
この二次高調波である光ビーム７７が発生する。光ビー
ム７６は上記共振器で増幅され、光ビーム７７は反射鏡
７４を透過して光ビーム１０となる。非線形光学素子７
３から出射する光ビーム７６、光ビーム７７は、凹レン
ズ７５により拡散されて拡散光となる。凹面７４ａはこ
の拡散光に対応して、端面７２ａとで共振するような曲
率になっている。従って、二次高調波発生手段７１から
出射する光ビーム１０は拡散光となる。

【００２５】図４では、３１の半導体レーザから出射し
た光ビーム３２は、収束レンズ３３により絞られて、８
１の二次高調波発生手段に入射する。二次高調波発生手
段８１は非線形光学素子８２、凹レンズ８５と２枚の反
射鏡８３、８４より成り、反射鏡８３、８４は共振器を
構成している。非線形光学素子８２に光ビーム３２が入
射すると、この二次高調波である光ビーム８６が発生し
、上記共振器で増幅されて、その一部は反射鏡８４を透
過して光ビーム１０となる。ここで、非線形光学素子８
２から出射する光ビーム８６は、凹レンズ８５により拡
散される。従って、二次高調波発生手段８１から出射す
る光ビーム１０は上記同様に拡散光となる。

【００２６】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、二次高調波発生手段から出射する光ビームを、特に
拡大することなく集光するだけで光ヘッドを構成できる
。このため、従来例のように光路の長いビームエキスパ
ンダを必要としないという長所を有する。このため、光
ヘッドを小型化でき、光学部品も少なく低コスト化が可
能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の請求項１の一実施例における光ヘッド
の原理図である。

【図２】本発明の請求項２の一実施例における光ヘッド
の原理図である。

【図３】本発明の請求項４の一実施例の二次高調波光源
である。

【図４】本発明の請求項６の一実施例の二次高調波光源
である。

【図５】従来の光ヘッドの原理図である。

【符号の説明】

１、３１　　　　　　　　　　半導体レーザ３　　　　
　　　　　　　　　　　　収束レンズ４　　　　　　　
　　　　　　　　　二次高調波発生手段５　　　　　　
　　　　　　　　　　個体レーザ素子６、３８　　　　
　　　　　　非線形光学素子７　　　　　　　　　　　
　　　　　反射鏡８、９、１０　　　　　　光ビーム

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　レーザ光源と、このレーザ光源から出
   射する光ビームで個体レーザ素子を励起し、その励起光
   の二次高調波を拡散して出力する二次高調波発生手段と
   、この二次高調波の光ビームを集光する集光レンズと、
   その集光した光ビームを情報記録媒体上に収束させる対
   物レンズと、その情報記録媒体からの反射光を検出する
   光検出手段とを備えたことを特徴とする光ヘッド。
2. 【請求項２】　　レーザ光源と、このレーザ光源から出
   射する光ビームの二次高調波を拡散して出力する二次高
   調波発生手段と、この二次高調波の光ビームを集光する
   集光レンズと、その集光した光ビームを情報記録媒体上
   に収束させる対物レンズと、その情報記録媒体からの反
   射光を検出する光検出手段とを備えたことを特徴とする
   光ヘッド。
3. 【請求項３】　　レーザ光源と、このレーザ光源から出
   射する光ビームで励起して基本波を発光する個体レーザ
   素子と、この基本波の二次高調波を発光する非線形光学
   素子と、二次高調波を透過する前記基本波の共振器とを
   有し、前記非線形光学素子の端面が球面に形成されるこ
   とにより前記二次高調波の光ビームが拡散光となること
   を特徴とする二次高調波光源。
4. 【請求項４】　　レーザ光源と、このレーザ光源から出
   射する光ビームで励起して基本波を発光する個体レーザ
   素子と、この基本波の二次高調波を発生する非線形光学
   素子と、二次高調波を透過する前記基本波の共振器と、
   前記二次高調波の光を拡散するレンズとを有し、そのレ
   ンズによって前記二次高調波の光ビームが拡散光となる
   ことを特徴とする二次高調波光源。
5. 【請求項５】　　レーザ光源と、このレーザ光源から出
   射する光ビームの二次高調波を発生する非線形光学素子
   と、二次高調波を透過する二次高調波の共振器とを有し
   、前記非線形光学素子の端面が球面に形成されることに
   より前記二次高調波の光ビームが拡散光となることを特
   徴とする二次高調波光源。
6. 【請求項６】　　レーザ光源と、このレーザ光源から出
   射する光ビームの二次高調波を発生する非線形光学素子
   と、二次高調波を透過する二次高調波の共振器と、前記
   二次高調波の光ビームを拡散するレンズとを有し、その
   レンズによって前記二次高調波の光ビームが拡散光とな
   ることを特徴とする二次高調波光源。