JPH0512703A - 光ヘツドおよび第二高調波光源 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】第二高調波光源を用いた光ヘッドにおいて、そ
こから発生する第二高調波の光ビームを拡散光とするこ
とにより、短い光路で光ヘッドを構成する。 【構成】第二高調波発生手段４に光ビーム２が入射する
と、固体レーザ素子５を励起して光ビーム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、これを基本波として、その第二高調波である光ビー
ム９が発生する。光ビーム８は共振素子７の端面７ａと
固体レーザ素子５の端面５ａで構成された共振器で増幅
され光ビーム９の光量を増加さる。光ビーム９は共振素
子７を透過する際、その出射面の凹面７ｂで拡散され光
ビーム１０となる。この光ビーム１０を対物レンズ１２
で収束することにより、短い光路で実用的な光ヘッドを
構成することができる。

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
情報を記録または再生する光記録再生装置の光ヘッドお
よびその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、光ビームの第二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４に示す。

【０００３】図４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。第二高調波
発生手段４４は固体レーザ素子４５、非線形光学効果を
持つ非線形光学素子４６、および共振素子４７より成
り、共振素子４７の端面４７ａと固体レーザ素子４５の
端面４５ａとで共振器を構成している。このため、第二
高調波発生手段４４に入射した光ビーム４２は固体レー
ザ素子４５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に光ビーム４８が入
射すると、その第二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、第二高調波の光ビーム４
９は共振素子４７を透過して平行な光ビーム５０とな
る。なお、光ビーム４８は若干広がるため共振素子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が多
い。

【０００４】また、上記第二高調波発生手段４４の具体
例として、固体レーザ素子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４６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８
０８ｎｍの光ビーム４２を出射させると、固体レーザ素
子４５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の第二高調
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、および第二高調波発生
手段４４を含めて第二高調波光源と記す。

【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から成るビームエクスパンダ５３に
よりそのビーム径を拡大され、光ビーム５４になる。一
般に実用化されている第二高調波発生手段４４から出射
する光ビーム５０の直径は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。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。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。

【０００７】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。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記説明したような従
来の構成では、第二高調波発生手段から出射する光ビー
ムの径が小さいため、比較的拡大率の大きいビームエク
スパンダが必要になる。ビームエクスパンダは、少なく
とも２枚以上の組レンズで構成されており、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った。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明の光ヘッドは拡散光を出射する第二高調波光
源と、この拡散光を情報記録媒体に収束する対物レンズ
と、情報記録媒体からの反射光を分離する光分離手段
と、この分離された反射光を検出する光検出手段とを設
けたものである。

【００１０】また、第二高調波光源としては （１）レーザ光等で励起して基本波を発光する固体レー
ザ素子と、この基本波の第二高調波を発光する非線形光
学素子と、基本波の共振器を形成する共振素子とからな
り、この共振素子から出射する第二高調波が拡散光とな
るよう共振素子を構成したものである。

【００１１】（２）レーザ光等で励起して基本波を発光
する固体レーザ素子と、この基本波の第二高調波を発光
する非線形光学素子と、上記固体レーザ素子との間で基
本波の共振器を形成する共振素子とからなり、この共振
素子から出射する第二高調波が拡散光となるよう共振素
子を構成したものである。

【００１２】（３）レーザ光等で励起して基本波を発光
する固体レーザ素子と、このこの基本波の第二高調波を
発光する非線形光学素子と、基本波の共振器を形成する
共振素子と、この共振素子から出射する第二高調波を拡
散するレンズとからなり、第二高調波が拡散光として出
射するよう構成したものである。

【００１３】

【作用】本発明は上記のような構成により、第二高調波
光源を用いた光ヘッドにおいて、ビームエクスパンダ等
のビーム径拡大手段を用いず、光ヘッドに必要なビーム
径を確保でき、短い光路で簡単に光ヘッドを構成でき
る。

【００１４】

【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。図１は本発明の実施例で、光ヘッド
および第二高調波光源の構成を示すものである。

【００１５】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
第二高調波発生手段に入射する。第二高調波発生手段４
は基本波を発光する固体レーザ素子５、第二高調波を発
光する非線形光学素子６、および共振素子７より成り、
共振素子７の端面７ａと固体レーザ素子５の端面５ａと
で基本波の共振器を構成している。ここに、光ビーム２
が入射すると、固体レーザ素子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、その第二高調波である光ビーム
９が発生する。光ビーム８は上記端面７ａと端面５ａで
構成された共振器で増幅され、非線形光学素子６から出
射する光ビーム９の光量を増加させる。光ビーム９は共
振素子７を透過しその出射面である凹面７ｂで屈折作用
を受け拡散光となる。従って、第二高調波発生手段４か
ら出射する光ビーム１０は拡散光となる。なお、非線形
光学素子６の端面６ａに第二高調波である光ビーム９の
反射膜を形成すれば、光ビーム１０の光量を増すことが
できる。また、上記第二高調波発生手段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８０
８ｎｍに対して光ビーム１０の波長は５３２ｎｍにな
る。

【００１６】次に、光ビーム１０の一部はハーフミラー
１１で反射し、対物レンズ１２で絞られ、情報記録媒体
１３上に光スポット１４を形成する。情報録媒体１３で
反射した光ビーム１５は、再び対物レンズ１２を通って
ハーフミラー１１に入射する。光ビーム１５の一部はこ
こで反射するが、一部はここを透過する。光ビーム１５
はハーフミラー１１を透過することにより非点収差をも
つ。従って、この光ビーム１５を検出する光検出器１６
は従来例同様に再生信号と共に、非点収差法によりフォ
ーカスエラー信号を、プッシュプル法によりトキングエ
ラー信号を検出するよう構成することができる。

【００１７】１７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１４が記録情報媒体１
３上に結像されるよう対物レンズ１２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１４が記録
情報媒体１３上の一定のトラックに結像するよう構成さ
れている。

【００１８】図２、図３は各々請求項３、請求項６の実
施例で、第二高調波光源の構成を示す。また、図１と同
じ番号のものは機能、動作とも同じである。

【００１９】図２においては、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、２
１の第二高調波発生手段に入射する。第二高調波発生手
段２１は基本波を発光する固体レーザ素子２２と、その
第二高調波を発光する非線形光学素子２３、および共振
素子２４、２５より成り、共振素子２４、２５とで基本
波の共振器を構成している。ここに、光ビーム２が入射
すると、固体レーザ素子２２を励起して基本波である光
ビーム２６が発生する。次に、非線形光学素子２３に光
ビーム２６が入射すると、その第二高調波である光ビー
ム２７が発生する。光ビーム２６は共振素子２４、２５
の端面２４ａと端面２５ａで構成された共振器で増幅さ
れ、非線形光学素子２３から出射する光ビーム２７の光
量を増加させる。光ビーム２７は共振素子２５を透過し
その出射面である凹面２５ｂで屈折作用を受け拡散光と
なる。従って、光ビーム１０は拡散光となる。

【００２０】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、３１の第
二高調波発生手段に入射する。第二高調波発生手段３１
は固体レーザ素子３２、非線形光学素子３３、共振素子
３４、凹レンズ３５より成り、端面３４ａと端面３２ａ
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、固体レーザ素子３２を励起して光ビーム３６が
発生し、非線形光学素子３３からは、この第二高調波で
ある光ビーム３７が発生する。光ビーム３６は上記共振
器で増幅されて光ビーム３７を増加させ、光ビーム３７
は共振素子３４を透過して、凹レンズ３５により拡散さ
れる。従って、光ビーム１０は拡散光となる。

【００２１】以上のように、本発明によれば第二高調波
発生手段から出射する光ビームを、拡散光とすることに
より、拡大することなく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クスパンダを必
要としない。また、拡散光を直接対物レンズに入射させ
て情報記録媒体上に収束することにより、第二高調波光
源に適した光ヘッドを構成できる。

【００２２】

【発明の効果】上記のような構成により、第二高調波光
源を用いた光ヘッドにおいて、そこから発生する第二高
調波の光ビームを拡散光とすることにより、従来のよう
なビーム拡大手段が必要なくなった。本発明では、第二
高調波光源からの拡散光を集光するだけでよく、短い光
路で光ヘッドを構成できる。

【００２３】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】本発明の第１の実施例における光ヘッドおよび
第二高調波光源の原理図である。

【図２】本発明の第２の実施例における第二高調波光源
の原理図である。

【図３】本発明の第３のの実施例における第二高調波光
源の原理図である。

【図４】従来の光ヘッドの原理図である。

【符号の説明】

１ 半導体レーザ ３ 収束レンズ ４ 二次高調波発生手段 ５ 固体レーザ素子 ６ 非線形光学素子 ７ 共振素子 ８ 光ビーム ９ 光ビーム １０ 光ビーム １１ ハーフミラー １２ 対物レンズ １３ 情報記録媒体 １６ 光検出器

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】拡散光を出射する第二高調波光源と、この
   拡散光を情報記録媒体に収束する対物レンズと、情報記
   録媒体からの反射光を分離する光分離手段と、この分離
   された反射光を検出する光検出手段を設けたことを特徴
   とする光ヘッド。
2. 【請求項２】上記光分離手段としてハーフミラーを用
   い、第二高調波光源から出射する拡散光をハーフミラー
   で反射させ、情報記録媒体からの反射光を透過させるよ
   う構成したことを特徴とする請求項１記載の光ヘッド。
3. 【請求項３】レーザ光等で励起して基本波を発光する固
   体レーザ素子と、この基本波の第二高調波を発光する非
   線形光学素子と、基本波の共振器を形成する共振素子と
   からなり、この共振素子から出射する第二高調波が拡散
   光となるよう上記共振素子を構成したことを特徴とする
   第二高調波光源。
4. 【請求項４】レーザ光等で励起して基本波を発光する固
   体レーザ素子と、この基本波の第二高調波を発光する非
   線形光学素子と、上記固体レーザ素子との間で基本波の
   共振器を形成する共振素子とからなり、この共振素子か
   ら出射する第二高調波が拡散光となるよう上記共振素子
   を構成したことを特徴とする第二高調波光源。
5. 【請求項５】上記共振素子の第二高調波の出射面を凹面
   とし、この凹面で上記光学素子から出射する第二高調波
   を拡散光にしたことを特徴とする請求項３または請求項
   ４記載の第二高調波光源。
6. 【請求項６】レーザ光等で励起して基本波を発光する固
   体レーザ素子と、この基本波の第二高調波を発光する非
   線形光学素子と、基本波の共振器を形成する共振素子
   と、この共振素子から出射する第二高調波を拡散するレ
   ンズとからなり、第二高調波が拡散光として出射するよ
   う構成したことを特徴とする第二高調波光源。