JPH07101524B2 - 光磁気情報再生装置 - Google Patents
光磁気情報再生装置Info
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- JPH07101524B2 JPH07101524B2 JP61246617A JP24661786A JPH07101524B2 JP H07101524 B2 JPH07101524 B2 JP H07101524B2 JP 61246617 A JP61246617 A JP 61246617A JP 24661786 A JP24661786 A JP 24661786A JP H07101524 B2 JPH07101524 B2 JP H07101524B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、磁気光学効果を利用して記録媒体に磁気的に
記録された情報を再生する光磁気情報再生装置に関す
る。
記録された情報を再生する光磁気情報再生装置に関す
る。
近年、半導体レーザ光により記録再生を行なう光メモリ
は、光密度記録メモリとして実用化への研究開発が盛ん
である。この内、既に製品化されたコンパクトデイスク
等に代表される再生専用光デイスクやDRAWタイプ光デイ
スクとともに、特に消去・書き換えが可能な光磁気デイ
スクが有望視されてきている。光磁気デイスクは、レー
ザスポツト照射による磁性薄膜の局所的温度上昇を利用
して磁気的に情報を記録し、磁気光学効果(特にカー効
果)により情報を再生するものである。ここでカー効果
とは、光が磁気記録媒体によって反射された場合に、偏
光面が回転する現象をさす。
は、光密度記録メモリとして実用化への研究開発が盛ん
である。この内、既に製品化されたコンパクトデイスク
等に代表される再生専用光デイスクやDRAWタイプ光デイ
スクとともに、特に消去・書き換えが可能な光磁気デイ
スクが有望視されてきている。光磁気デイスクは、レー
ザスポツト照射による磁性薄膜の局所的温度上昇を利用
して磁気的に情報を記録し、磁気光学効果(特にカー効
果)により情報を再生するものである。ここでカー効果
とは、光が磁気記録媒体によって反射された場合に、偏
光面が回転する現象をさす。
従来の光磁気デイスク装置の基本的構成を第9図に示
す。第9図においては、1は半導体レーザー、2はコリ
メータレンズ、11はハーフミラー、4は対物レンズ、6
は光磁気記録媒体、7は検光子、8は集光レンズ、9は
光検出器で、P偏光方向は紙面に平行、S偏光方向は垂
直である。
す。第9図においては、1は半導体レーザー、2はコリ
メータレンズ、11はハーフミラー、4は対物レンズ、6
は光磁気記録媒体、7は検光子、8は集光レンズ、9は
光検出器で、P偏光方向は紙面に平行、S偏光方向は垂
直である。
次に、上記装置において、光磁気情報を再生する場合に
ついて説明する。半導体レーザ1からP偏光方向の直線
偏光として射出された光束は、コリメータレンズ2によ
り平行光束とされ、ハーフミラー11を通過する。P偏光
成分振幅透過率をtP、S偏光成分振幅透過率をtSとすれ
ば、11においては|tP|2=|tS|2=0.5である。光束は、
対物レンズ4により、光磁気記録媒体6上に微小なスポ
ツトとして結像される。媒体6上にあらかじめ磁区(ピ
ツト)が形成されている場合には、第10図に示す様に媒
体6からの反射光は、カー効果によりスポツト照射領域
の磁化方向(上向きか又は下向きか)に応じて、各々±
θKの偏光面の回転を受ける。ここで、記録媒体6の振
幅反射率のP偏光成分をR、S偏光成分をKとすれば、
次式が成り立つ。
ついて説明する。半導体レーザ1からP偏光方向の直線
偏光として射出された光束は、コリメータレンズ2によ
り平行光束とされ、ハーフミラー11を通過する。P偏光
成分振幅透過率をtP、S偏光成分振幅透過率をtSとすれ
ば、11においては|tP|2=|tS|2=0.5である。光束は、
対物レンズ4により、光磁気記録媒体6上に微小なスポ
ツトとして結像される。媒体6上にあらかじめ磁区(ピ
ツト)が形成されている場合には、第10図に示す様に媒
体6からの反射光は、カー効果によりスポツト照射領域
の磁化方向(上向きか又は下向きか)に応じて、各々±
θKの偏光面の回転を受ける。ここで、記録媒体6の振
幅反射率のP偏光成分をR、S偏光成分をKとすれば、
次式が成り立つ。
光磁気変調された反射光は、対物レンズ4で再び平行光
束とされ、ハーフミラー11で反射された後、検光子7で
強度変調された光束に変換される。即ち、第10図におい
て反射光束は、その振幅の検光子光学軸への正射影とし
て検光されるので、光磁気媒体への入射光強度を10、検
光子の光学軸のP偏光方向からの角度をθAとすれば、
カー回転角±θKに応じて、検光子の透過した光束の強
度I+ θ K,I- θ Kは各々、(2)式のようにあらわせる。
束とされ、ハーフミラー11で反射された後、検光子7で
強度変調された光束に変換される。即ち、第10図におい
て反射光束は、その振幅の検光子光学軸への正射影とし
て検光されるので、光磁気媒体への入射光強度を10、検
光子の光学軸のP偏光方向からの角度をθAとすれば、
カー回転角±θKに応じて、検光子の透過した光束の強
度I+ θ K,I- θ Kは各々、(2)式のようにあらわせる。
θK≒1゜であるから、|R|2≫|K|2が成り立つので、
(2)式は、 とあらわせる。(3)式の括弧内第2項が光磁気変調成
分、第1項が非変調成分である。このように強度変調に
変換された光束は、集光レンズ8を経て、光検出器9に
より光磁気信号として検出される。
(2)式は、 とあらわせる。(3)式の括弧内第2項が光磁気変調成
分、第1項が非変調成分である。このように強度変調に
変換された光束は、集光レンズ8を経て、光検出器9に
より光磁気信号として検出される。
しかしながらこのような、従来の偏光特性を持たないハ
ーフミラー11を用いた光学系では、以下の様な欠点があ
った。
ーフミラー11を用いた光学系では、以下の様な欠点があ
った。
1)カー回転角θKは1゜程度であり、これによる光磁
気変調成分は非常に微小な量であるので、偏光特性を持
たないハーフミラーを通過することにより、光磁気変調
成分の光量が半分以上損なわれ、検出信号のC/N(搬送
波と雑音との比)が低下する。
気変調成分は非常に微小な量であるので、偏光特性を持
たないハーフミラーを通過することにより、光磁気変調
成分の光量が半分以上損なわれ、検出信号のC/N(搬送
波と雑音との比)が低下する。
2)C/Nが低いため、従来の装置は光磁気信号の検出に
複雑な検出系、例えば差動検出や増幅作用をもつ光検出
器(アバランシフオトダイオードなど)を用いた検出を
行なわなければならず、コスト面及び信頼性で不利であ
る。
複雑な検出系、例えば差動検出や増幅作用をもつ光検出
器(アバランシフオトダイオードなど)を用いた検出を
行なわなければならず、コスト面及び信頼性で不利であ
る。
本発明の目的は、上記従来技術の欠点を改良し、ピンフ
オトダイオードなどの増幅作用のない安価な光検出器を
用いて、簡単な構成でC/Nの良好な光磁気信号の再生が
可能な光磁気情報再生装置を提供することにある。
オトダイオードなどの増幅作用のない安価な光検出器を
用いて、簡単な構成でC/Nの良好な光磁気信号の再生が
可能な光磁気情報再生装置を提供することにある。
本発明の上記目的は、光磁気情報再生装置を、所定の方
向に偏光した光束を磁気的に情報が記録された記録媒体
上に照射する手段と、磁気光学効果により前記情報に応
じて偏光状態に変調を受けた前記記録媒体からの反射又
は透過光束を、その偏光成分に応じた所定の割合で反射
および透過する偏光ビームスプリツタと、前記偏光ビー
ムスプリツタからの光束を光電検出する増幅作用のない
光検出器と、前記光検出器の検出信号を増幅し前記情報
を再生する増幅手段とから構成し、前記偏光ビームスプ
リツタの偏光反射率−透過率特性を以下の式を満足する
ように設定することによって達成される。即ち、光検出
器が偏光ビームスプリツタの反射光を検出する場合、 又、光検出器が偏光ビームスプリツタの透過光を検出す
る場合、 である。但し、ここで前記偏光ビームスプリツタの前記
所定方向の偏光成分に対する振幅反射率及び振幅透過率
を各々rP,tS、前記所定方向と垂直方向の偏光成分に対
する振幅反射率及び振幅透過率を各々rS,tP前記光検出
器に入射する磁気光学効果により変調を受けない偏光成
分強度の平均をIR、光磁気信号観測周波数におけるこの
強度ゆらぎの2乗平均を 前記記録媒体上における入射光束の光量をI0、前記記録
媒体の振幅反射率をR、前記偏光ビームスプリツタを除
く記録媒体より光検出器に至る光学系の光利用効率を
ε、前記光検出器の光電変換効率をκ、光磁気信号観測
周波数における前記増幅手段の熱雑音をT、検出信号の
バンド幅を△Bとした。
向に偏光した光束を磁気的に情報が記録された記録媒体
上に照射する手段と、磁気光学効果により前記情報に応
じて偏光状態に変調を受けた前記記録媒体からの反射又
は透過光束を、その偏光成分に応じた所定の割合で反射
および透過する偏光ビームスプリツタと、前記偏光ビー
ムスプリツタからの光束を光電検出する増幅作用のない
光検出器と、前記光検出器の検出信号を増幅し前記情報
を再生する増幅手段とから構成し、前記偏光ビームスプ
リツタの偏光反射率−透過率特性を以下の式を満足する
ように設定することによって達成される。即ち、光検出
器が偏光ビームスプリツタの反射光を検出する場合、 又、光検出器が偏光ビームスプリツタの透過光を検出す
る場合、 である。但し、ここで前記偏光ビームスプリツタの前記
所定方向の偏光成分に対する振幅反射率及び振幅透過率
を各々rP,tS、前記所定方向と垂直方向の偏光成分に対
する振幅反射率及び振幅透過率を各々rS,tP前記光検出
器に入射する磁気光学効果により変調を受けない偏光成
分強度の平均をIR、光磁気信号観測周波数におけるこの
強度ゆらぎの2乗平均を 前記記録媒体上における入射光束の光量をI0、前記記録
媒体の振幅反射率をR、前記偏光ビームスプリツタを除
く記録媒体より光検出器に至る光学系の光利用効率を
ε、前記光検出器の光電変換効率をκ、光磁気信号観測
周波数における前記増幅手段の熱雑音をT、検出信号の
バンド幅を△Bとした。
以下、本発明の図面を用いて詳細に説明する。
第1図及び第2図は、本発明に基づく光磁気情報再生装
置の第1実施例を示し、夫々第1図は光学系の概略構成
図、第2図は信号処理回路の概略構成図である。第1図
において、21は半導体レーザ、22はコリメータレンズ、
12は偏光ビームスプリツタ、24は対物レンズ、26は光磁
気記録媒体、27は検光子、28は集光レンズ、29はピンフ
オトダイオード等の増幅作用のない光検出器で、P偏光
方向は紙面に平行、S偏光方向は垂直である。また13は
検光子27を透過した光束を示し、この検出光束13は第2
図のように光検出器29で光電変換され、負荷抵抗16を含
む増幅器15によって電圧増幅されて、端子14より再生信
号として出力される。
置の第1実施例を示し、夫々第1図は光学系の概略構成
図、第2図は信号処理回路の概略構成図である。第1図
において、21は半導体レーザ、22はコリメータレンズ、
12は偏光ビームスプリツタ、24は対物レンズ、26は光磁
気記録媒体、27は検光子、28は集光レンズ、29はピンフ
オトダイオード等の増幅作用のない光検出器で、P偏光
方向は紙面に平行、S偏光方向は垂直である。また13は
検光子27を透過した光束を示し、この検出光束13は第2
図のように光検出器29で光電変換され、負荷抵抗16を含
む増幅器15によって電圧増幅されて、端子14より再生信
号として出力される。
上記装置において、半導体レーザ21はP偏光光束を出射
する。この出射光束は、コリメータレンズ22で平行光と
なり、偏光ビームスプリツタを透過して、対物レンズ24
によって記録媒体26上に強度IOの光スポツトとして照射
される。そして、記録媒体26で反射された光束は、該記
録媒体26に磁気的に記録された情報に応じて偏光状態に
変調を受け、再び対物レンズ24を通って偏光ビームスプ
リツタ12で反射し、検光子27に導かれる。検光子27を通
過した検出光13は強度変調され、集光レンズ28を介して
光検出器29で受光される。ここで、前記偏光ビームスプ
リツタのP偏光及びS偏光の振幅透過率を各々tP,tS、
振幅反射率を各々rP,rSとすると、前記検出光13の強度
は、以下の(4)式で表せる。
する。この出射光束は、コリメータレンズ22で平行光と
なり、偏光ビームスプリツタを透過して、対物レンズ24
によって記録媒体26上に強度IOの光スポツトとして照射
される。そして、記録媒体26で反射された光束は、該記
録媒体26に磁気的に記録された情報に応じて偏光状態に
変調を受け、再び対物レンズ24を通って偏光ビームスプ
リツタ12で反射し、検光子27に導かれる。検光子27を通
過した検出光13は強度変調され、集光レンズ28を介して
光検出器29で受光される。ここで、前記偏光ビームスプ
リツタのP偏光及びS偏光の振幅透過率を各々tP,tS、
振幅反射率を各々rP,rSとすると、前記検出光13の強度
は、以下の(4)式で表せる。
|R|2≫|K|2であることを考慮して(4)式は とあらわせる。
(5)式は括弧内第2項が光磁気変調成分、第1項が変
調成分であり、各々の強度をIK,IRとおくことにする。
調成分であり、各々の強度をIK,IRとおくことにする。
IR≒IO|R|2|rP|cos3θA (7) なお、入射光I0は所定の光量となる様に偏光ビームスプ
リツタの振幅透過率tP,tsにかかわらず、半導体レーザ
の出力を調節するものとする。
リツタの振幅透過率tP,tsにかかわらず、半導体レーザ
の出力を調節するものとする。
このように強度変調された光束は、第2図に示す光検出
器29で光電流に変換される。光電変換効率κは、eを電
荷量、hをプランク定数、ρを光検出器の量子効率、ν
を光束の振動数として次式で与えられる。
器29で光電流に変換される。光電変換効率κは、eを電
荷量、hをプランク定数、ρを光検出器の量子効率、ν
を光束の振動数として次式で与えられる。
ここで、信号読み出しにおける雑音源として次の4種の
雑音が考えられる。
雑音が考えられる。
1)非変調成分光IRの2乗平均がゆらぎ△I2 Rに起因す
る。
る。
2)変調成分光IKの2乗平均強度ゆらぎ△I2 Kに起因す
る雑音。
る雑音。
3)光検出器のシヨツト雑音。
4)増幅器による熱雑音。
1)の△I2 Rによる雑音及び、2)の△I2 Kによる雑音
は、記録媒体の表面粗さや不均質性、半導体レーザの強
度変動等により生じ、媒体や半導体レーザなどの雑音厳
によって決まる定数を各々ξ,ζ、非変調成分、変調成
分の実効値の平均を各々R,Kとすれば次式が成り立
つ。
は、記録媒体の表面粗さや不均質性、半導体レーザの強
度変動等により生じ、媒体や半導体レーザなどの雑音厳
によって決まる定数を各々ξ,ζ、非変調成分、変調成
分の実効値の平均を各々R,Kとすれば次式が成り立
つ。
但し、△Bは検出信号のバンド幅である。
△I2 Rに起因する雑音、△I2 Kに起因する雑音、シヨツト
雑音、熱雑音を各々FR,FK,S,Tとすれば次式であらわせ
る。
雑音、熱雑音を各々FR,FK,S,Tとすれば次式であらわせ
る。
S=2eκR△B (13) 但しkはボルツマン定数、Teは等価雑音温度、Rfは負荷
抵抗16の抵抗値である。
抵抗16の抵抗値である。
これらを用いてC/Nをデシベル表示であらわせば、次式
の様になる。
の様になる。
(15)式のC/Nは偏光ビームスプリツタ12の振幅反射率r
P,rsの関数となるので、(15)を各々|rP|,|rS|で偏微
分して極大値を求めてやればよい。|rP|2に関して極値
を求めれば次の様になる。
P,rsの関数となるので、(15)を各々|rP|,|rS|で偏微
分して極大値を求めてやればよい。|rP|2に関して極値
を求めれば次の様になる。
0|rP|21 (21) |rS|2に関して極値を求めれば次の様になる。
∂(C/N)/∂(|rs|2)>0となり |rS|2=1 (18) 即ち、(16),(17),(18)を満足するような偏光特
性を有した偏光ビームスリツタを用いればC/Nを最大値
とすることができる。
性を有した偏光ビームスリツタを用いればC/Nを最大値
とすることができる。
第3図は、本発明の第2実施例を示す光学系の概略構成
図である。本実施例は、前述の1実施例を偏光ビームス
プリツタ12の透過光束を検出するように変形したもの
で、第3図において第1図と同一の部材には同一の符号
を付し、詳細な説明は省略する。また信号処理回路は第
2図に示すものと同様のものを用いることが出来る。
図である。本実施例は、前述の1実施例を偏光ビームス
プリツタ12の透過光束を検出するように変形したもの
で、第3図において第1図と同一の部材には同一の符号
を付し、詳細な説明は省略する。また信号処理回路は第
2図に示すものと同様のものを用いることが出来る。
本実施例の場合は、半導体レーザ21の偏光方向を、紙面
に垂直なS偏光方向とし、第1の説明文中で使用したP,
S偏光方向を各々置きかえて考えれば良い。但し、
(4)〜(7)式においてはrPをtS,rSをtPと置き変え
る必要がある。即ち、 IR≒IO|R|2|tS|2cosθA (20) (15)式のC/Nは偏光ビームスプリツタの振幅透過率tS,
tPの関数となるので(15)を各々|tS|2,|tP|2で偏微分
して極大値を求めてやればよい。|tS|2に関して極値を
求めれば次の様になる 0|tS|21 (22) |tp|2に関しては極値を求めれば次の様になる。
に垂直なS偏光方向とし、第1の説明文中で使用したP,
S偏光方向を各々置きかえて考えれば良い。但し、
(4)〜(7)式においてはrPをtS,rSをtPと置き変え
る必要がある。即ち、 IR≒IO|R|2|tS|2cosθA (20) (15)式のC/Nは偏光ビームスプリツタの振幅透過率tS,
tPの関数となるので(15)を各々|tS|2,|tP|2で偏微分
して極大値を求めてやればよい。|tS|2に関して極値を
求めれば次の様になる 0|tS|21 (22) |tp|2に関しては極値を求めれば次の様になる。
∂(C/N)/∂(|tp|2)>0 |tp|2=1 (23) (21),(22),(23)を満足するような偏光特性を有
した偏光ビームスプリツタを用いればC/Nを最大値とす
ることができる。
した偏光ビームスプリツタを用いればC/Nを最大値とす
ることができる。
第4図は、本発明の第3実施例を示す概略図である。第
4図において第1図と同一の部材には同一の符号を付
し、詳細な説明は省略する。本実施例においても、光検
出器29以後の信号処理系は第2図の如く構成される。
4図において第1図と同一の部材には同一の符号を付
し、詳細な説明は省略する。本実施例においても、光検
出器29以後の信号処理系は第2図の如く構成される。
本実施例では、第1実施例の偏光ビームスプリツタ12の
代わりに、ビーム整形機能を有する偏光ビームスプリツ
タ23を用いたものである。これにより、楕円形の遠視野
像をもつ半導体レーザ21の光束を、記録媒体26上に効率
良く円形スポツトとして結像することができる。また、
面aは光検出器29に迷光が入射しない様に所定の角度傾
けてある。
代わりに、ビーム整形機能を有する偏光ビームスプリツ
タ23を用いたものである。これにより、楕円形の遠視野
像をもつ半導体レーザ21の光束を、記録媒体26上に効率
良く円形スポツトとして結像することができる。また、
面aは光検出器29に迷光が入射しない様に所定の角度傾
けてある。
記録媒体26上にはトラツキング用の溝(不図示)が紙面
垂直方向に形成されており、対物レンズ24により記録媒
体26上に集光された光束は、この溝により回折される。
25は、トラツクずれによって生ずる±1次回折光のアン
バランスを検出するための光検出器であり、対物レンズ
24の開口周縁に固定されている。このため対物レンズ24
がトラツク溝と垂直方向に移動しても、トラツキングエ
ラー信号にオフセツトを生じない利点がある。
垂直方向に形成されており、対物レンズ24により記録媒
体26上に集光された光束は、この溝により回折される。
25は、トラツクずれによって生ずる±1次回折光のアン
バランスを検出するための光検出器であり、対物レンズ
24の開口周縁に固定されている。このため対物レンズ24
がトラツク溝と垂直方向に移動しても、トラツキングエ
ラー信号にオフセツトを生じない利点がある。
光検出器29はSi−ピンフオトダイオードなどの増幅作用
のない光検出器であり、光磁気信号及びフオーカスエラ
ー信号の検出を行う。フオーカスエラー検出には公知の
方法を用いるが、本発明との直接の関係はないので詳細
な説明は省略する。
のない光検出器であり、光磁気信号及びフオーカスエラ
ー信号の検出を行う。フオーカスエラー検出には公知の
方法を用いるが、本発明との直接の関係はないので詳細
な説明は省略する。
第1図の説明において、信号レベル低下は、記録媒体及
び光学系により生じないとしたが、実際の光学系でC/N
を正確に予想するうえでは、考慮しなければならない。
信号レベル低下の原因としては、次の2点が考えられ
る。
び光学系により生じないとしたが、実際の光学系でC/N
を正確に予想するうえでは、考慮しなければならない。
信号レベル低下の原因としては、次の2点が考えられ
る。
1)光量損失(吸収やケラレによる振幅の定価) 2)P−S偏光間位相差 光磁気変調成分の強度低下には1)及び2)が寄与し、
非変調成分強度の低下には1)のみが寄与する。光磁気
変調成分強度の低下(光量の損失)を評価するため、光
利用効率εRを定義する。本発明では光利用効率とし
て、記録媒体上の光量を光検出器に到達する光量の比に
注目していることに注意されたい。本実施例では、εR
を求める際に以下の点を考慮した。
非変調成分強度の低下には1)のみが寄与する。光磁気
変調成分強度の低下(光量の損失)を評価するため、光
利用効率εRを定義する。本発明では光利用効率とし
て、記録媒体上の光量を光検出器に到達する光量の比に
注目していることに注意されたい。本実施例では、εR
を求める際に以下の点を考慮した。
1)トラツキング用溝(ピツチ1.6μm,深さλ/8,λ=83
5nm)からの回折光が対物レンズ入射瞳内に入射する割
合、これを光利用効率ε0とする。
5nm)からの回折光が対物レンズ入射瞳内に入射する割
合、これを光利用効率ε0とする。
2)記録媒体から光検出器に至る光路中にある、偏光ビ
ームスプリツタを除くn個の光学素子のP偏光方向振幅
透過率(または反射率)の2乗の光路に沿った積を考
え、光利用効率ε1とする。i番目の光学素子の振幅透
過率をtPi,反射率をrpiとすれば、ε1は次式であらわ
せる、 (24)式においてi番目の光学素子で光束が反射される
場合には、|tPi|2のかわりに|rpi|2を代入すればよい。
なお、偏光ビームスプリツタの偏光特性|rP|2は、C/N計
算の際、変化量として取り扱うのでε1からは除外して
ある。
ームスプリツタを除くn個の光学素子のP偏光方向振幅
透過率(または反射率)の2乗の光路に沿った積を考
え、光利用効率ε1とする。i番目の光学素子の振幅透
過率をtPi,反射率をrpiとすれば、ε1は次式であらわ
せる、 (24)式においてi番目の光学素子で光束が反射される
場合には、|tPi|2のかわりに|rpi|2を代入すればよい。
なお、偏光ビームスプリツタの偏光特性|rP|2は、C/N計
算の際、変化量として取り扱うのでε1からは除外して
ある。
3)検光子の光学軸のP偏光方向からの角度θAによる
光利用効率ε2を考える。検光子の消光比をηAとすれ
ば、(4)式においてcosθAを sinθAをsinθA+ηAcosθAと置き換えて考えれば良
いから、|R|2≫|K|2としてε2は次式であらわされる。
光利用効率ε2を考える。検光子の消光比をηAとすれ
ば、(4)式においてcosθAを sinθAをsinθA+ηAcosθAと置き換えて考えれば良
いから、|R|2≫|K|2としてε2は次式であらわされる。
ε2=cos2θA+ηAsin2θA (25) 1)〜3)より、光磁気非変調成分の光利用効率ε
Rは、次式であらせれる。
Rは、次式であらせれる。
εR=ε0ε1ε2 (26) 次に、光磁気変調成分の強度低下を考える。そのために
は、光量損失の他にP−S偏光間の位相差について考慮
しなければならない。例えば、第5図に示す様に、記録
媒体からの反射光は、一般的には第10図で示した様な直
線偏光ではなく、P偏光成分とS偏光成分の間に生ずる
位相差により、長軸がカー回転角θKだけ傾いた楕円偏
光となることが知られている。即ち、記録媒体の振幅反
射率のP,S偏光成分、R,Kは(27)式の様にあらわせる。
は、光量損失の他にP−S偏光間の位相差について考慮
しなければならない。例えば、第5図に示す様に、記録
媒体からの反射光は、一般的には第10図で示した様な直
線偏光ではなく、P偏光成分とS偏光成分の間に生ずる
位相差により、長軸がカー回転角θKだけ傾いた楕円偏
光となることが知られている。即ち、記録媒体の振幅反
射率のP,S偏光成分、R,Kは(27)式の様にあらわせる。
但し、α0,β0は各振幅反射率の位相成分である。
この場合カー回転角θKは、 とあらわせる。△0=nπ(nは整数)ならば、記録媒
体からの反射光は直線偏光となるが、それ以外の場合に
はθkを減少させ好ましくない。
体からの反射光は直線偏光となるが、それ以外の場合に
はθkを減少させ好ましくない。
光学素子についても全く同様なことがいえて、本実施例
では光磁気変調成分の強度低下を評価するため、光利用
効率εKを定義し、εKを求める際以下の点を考慮し
た。1)光磁気変調成分に対しては、記録媒体から、光
検出器に至る光路中にある偏光ビームスプリツタを除く
n個の光学素子のP,S偏光方向振幅透過率(または反射
率)の光路に沿った積を考え、光利用効率ε3とする。
i番目の光学素子のP,S偏光方向振幅透過率を夫々tPi,t
Si(反射率ならrPi,rSi)とすれば、次式が成り立つ。
では光磁気変調成分の強度低下を評価するため、光利用
効率εKを定義し、εKを求める際以下の点を考慮し
た。1)光磁気変調成分に対しては、記録媒体から、光
検出器に至る光路中にある偏光ビームスプリツタを除く
n個の光学素子のP,S偏光方向振幅透過率(または反射
率)の光路に沿った積を考え、光利用効率ε3とする。
i番目の光学素子のP,S偏光方向振幅透過率を夫々tPi,t
Si(反射率ならrPi,rSi)とすれば、次式が成り立つ。
(29)式を用いてε3を次式の様にあらわす。
(30)式において、i番目の光学素子で光束が反射され
る場合には、|tPi|,|tSi|のかわりに、|rPi|,|rSi|を代
入すればよい。なお、偏光ビームスプリツタの特性|rPi
|,|rSi|はC/N計算の際変化量として取り扱うのでε3か
らは除外してある。
る場合には、|tPi|,|tSi|のかわりに、|rPi|,|rSi|を代
入すればよい。なお、偏光ビームスプリツタの特性|rPi
|,|rSi|はC/N計算の際変化量として取り扱うのでε3か
らは除外してある。
偏光ビームスプリツタに関してはP,S偏光方向振幅反射
率を各々rP,rSとすれば、 と表せる。但し、γ,δは各振幅反射率の位相成分であ
る。
率を各々rP,rSとすれば、 と表せる。但し、γ,δは各振幅反射率の位相成分であ
る。
2)検光子の光学軸のP偏光方向からの角度θAによる
光利用効率ε4を考える。検光子の消光比をηAとすれ
ば、(4)式においてcosθAを sinθAをsinθA+ηAcosθAと置き換えて考えれば良
いから、|R|2≫|K|2として、ε4は次式であらわされ
る。
光利用効率ε4を考える。検光子の消光比をηAとすれ
ば、(4)式においてcosθAを sinθAをsinθA+ηAcosθAと置き換えて考えれば良
いから、|R|2≫|K|2として、ε4は次式であらわされ
る。
ε4=(1−ηA)sin2θA (32) 1),2)より、光磁気変調成分の光利用効率εKは次式
であらわされる。
であらわされる。
εK=ε0ε3ε4 (33) 以上より光磁気変調成分、非変調成分の強度を各々IK,I
Rとすれば、 IR≒IOε0ε1・|rP|2|R|2(cos2θA +ηAsin2θA) =IOεR|rP|2|R|2 (35) とあらわされる。
Rとすれば、 IR≒IOε0ε1・|rP|2|R|2(cos2θA +ηAsin2θA) =IOεR|rP|2|R|2 (35) とあらわされる。
(34),(35)を(15)式に代入して、C/Nを最大とす
る偏光ビームスプリツタの偏光特性を求めると次の様に
なる。
る偏光ビームスプリツタの偏光特性を求めると次の様に
なる。
0|rP|21 (37) |rS|2=1 (38) 以下に計算条件を示す。
半導体レーザ21は波長λ=835nmであり、記録媒体26上
で入射光量I0=2×10-3Wとなる様に、偏光ビームスプ
リツタ透過率|tP|2にかかわらず出力を調節されてい
る。
で入射光量I0=2×10-3Wとなる様に、偏光ビームスプ
リツタ透過率|tP|2にかかわらず出力を調節されてい
る。
記録媒体26にはGdTbFeCoが用いられ、|R|2=0.12、θK
=0.74゜P,S偏光方向振幅反射率の位相成分α0,β0の
位相差△0は△0=20゜である。
=0.74゜P,S偏光方向振幅反射率の位相成分α0,β0の
位相差△0は△0=20゜である。
光利用効率ε0はトラツキング用溝(ピツチ1.6μm、
深さλ/8)からの回折光をN.A.=0.5の対物レンズで受
ける場合、ε0=0.6となる。光利用効率ε1は記録媒
体から光検出器に至る光路中にある偏光ビームスプリツ
タを除く光学素子の透過率の積を考えε1=0.66とな
る。
深さλ/8)からの回折光をN.A.=0.5の対物レンズで受
ける場合、ε0=0.6となる。光利用効率ε1は記録媒
体から光検出器に至る光路中にある偏光ビームスプリツ
タを除く光学素子の透過率の積を考えε1=0.66とな
る。
光利用効率ε2,ε4については、θA=45゜及び60゜に
ついてC/Nを計算した。また消光比ηA=1×10-3であ
る。
ついてC/Nを計算した。また消光比ηA=1×10-3であ
る。
光利用効率ε3は、記録媒体から光検出器に至る光路中
にある偏光ビームスプリツタ及び検光子を除く光学素子
のP,S振幅透過率の積を考えればよい。本実施例では透
過の際にP−S偏光の位相差を与える光学素子はないの
で また、|tPi|=|tSi|であるからε3=0.66となる。
にある偏光ビームスプリツタ及び検光子を除く光学素子
のP,S振幅透過率の積を考えればよい。本実施例では透
過の際にP−S偏光の位相差を与える光学素子はないの
で また、|tPi|=|tSi|であるからε3=0.66となる。
光検出器25は、光電変換効率κ=0.54のSi−ピンフオト
ダイオードである。記録媒体や半導体レーザーなどの雑
音源によって決まる定数ξ及びζは、各々以下の様に与
えられる。
ダイオードである。記録媒体や半導体レーザーなどの雑
音源によって決まる定数ξ及びζは、各々以下の様に与
えられる。
ξ=2×10-13(R.I.N.) ζ=1×10-11(R.I.N.) また、熱雑音Tは、ボルツマン定数k=1.38×10-23、
等価雑音温度Te=300〔k〕、負荷抵抗Rf=1×10
4〔Ω〕、信号検出のバンド幅△B=3×104〔1/Hz〕と
して、T=5×10-20と与えられる。なお、光検出器の
もつ容量などにより熱雑音Tは(14)式の様な簡単な形
で記述できないこともあるので、そのような場合はこれ
に従う必要はない。
等価雑音温度Te=300〔k〕、負荷抵抗Rf=1×10
4〔Ω〕、信号検出のバンド幅△B=3×104〔1/Hz〕と
して、T=5×10-20と与えられる。なお、光検出器の
もつ容量などにより熱雑音Tは(14)式の様な簡単な形
で記述できないこともあるので、そのような場合はこれ
に従う必要はない。
第6図、及び第7図は、(36)〜(38)式で与えられる
偏光特性をもった偏光ビームスプリツタを用いた場合
(実線で示す)と、ハーフミラーを用いた場合(一点鎖
線で示す)のC/Nを比較したものである。第6図はθA
=45゜とした場合、第7図はθA=60゜とした場合で、
縦軸はC/N、横軸は偏光ビームスプリツタのP偏光方向
反射率|rP|2を示す。いずれも、偏光ビームスプリツタ
のS偏光方向反射率|rS|2=1としてある。ここでハー
フミラーは、|rP|2=|rS|2=0.5の特性を有する。
偏光特性をもった偏光ビームスプリツタを用いた場合
(実線で示す)と、ハーフミラーを用いた場合(一点鎖
線で示す)のC/Nを比較したものである。第6図はθA
=45゜とした場合、第7図はθA=60゜とした場合で、
縦軸はC/N、横軸は偏光ビームスプリツタのP偏光方向
反射率|rP|2を示す。いずれも、偏光ビームスプリツタ
のS偏光方向反射率|rS|2=1としてある。ここでハー
フミラーは、|rP|2=|rS|2=0.5の特性を有する。
θA=45゜の場合は、|rP|2=0.16でC/Nは最大となり、
ハーフミラーを用いた従来の装置の場合と比較して、本
実施例では4.5dBC/Nが向上している。|rP|2=0.08〜0.
4,|rS|2=1になる偏光ビームスプリツタを用いれば従
来のハーフミラーに対して十分良好なC/Nが得られる。
ハーフミラーを用いた従来の装置の場合と比較して、本
実施例では4.5dBC/Nが向上している。|rP|2=0.08〜0.
4,|rS|2=1になる偏光ビームスプリツタを用いれば従
来のハーフミラーに対して十分良好なC/Nが得られる。
θA=60゜の場合は、|rP|2=0.32でC/Nは最大となり、
ハーフミラーを用いた従来の装置の場合と比較して、本
実施例では3dBC/Nが向上している。|rP|2=0.2〜0.5,|r
S|2=1なる偏光ビームスプリツタを用いれば従来のハ
ーフミラーに対して十分良好なC/Nが得られる。
ハーフミラーを用いた従来の装置の場合と比較して、本
実施例では3dBC/Nが向上している。|rP|2=0.2〜0.5,|r
S|2=1なる偏光ビームスプリツタを用いれば従来のハ
ーフミラーに対して十分良好なC/Nが得られる。
なお、本実施例では、偏光ビームスプリツタにより生じ
るP−S偏光間位相差△PBSはいずれの場合も△PBS=16
0゜となっており、記録媒体で生ずる位相差△0との間
に、 △0+△PBS=π (39) なる関係がある。これにより光磁気変調成分強度低下を
防止している。このような偏光特性の偏光ビームスプリ
ツタを作製することは容易である。
るP−S偏光間位相差△PBSはいずれの場合も△PBS=16
0゜となっており、記録媒体で生ずる位相差△0との間
に、 △0+△PBS=π (39) なる関係がある。これにより光磁気変調成分強度低下を
防止している。このような偏光特性の偏光ビームスプリ
ツタを作製することは容易である。
第8図(A)、(B)は夫々本発明の第4実施例を示す
概略図であり、(B)は(A)を矢印A方向から見た図
を示している。第8図(A)、(B)において第4図と
同一の部材には同一符号を付し、詳細な説明は省略す
る。本実施例においても、光検出器29以後の信号処理系
は、第2図示の如く構成される。本実施例は、第3実施
例の偏光ビームスプリツタ23の代わりに、偏光ビームス
プリツタ10を用い、この偏光ビームスプリツタ10の透過
光を検出するように構成したものである。偏光ビームス
プリツタ10の面bは、光検出器29に迷光が入射しない様
に、所定の角度傾けてある。
概略図であり、(B)は(A)を矢印A方向から見た図
を示している。第8図(A)、(B)において第4図と
同一の部材には同一符号を付し、詳細な説明は省略す
る。本実施例においても、光検出器29以後の信号処理系
は、第2図示の如く構成される。本実施例は、第3実施
例の偏光ビームスプリツタ23の代わりに、偏光ビームス
プリツタ10を用い、この偏光ビームスプリツタ10の透過
光を検出するように構成したものである。偏光ビームス
プリツタ10の面bは、光検出器29に迷光が入射しない様
に、所定の角度傾けてある。
本実施例では、第4図の説明文中で使用したP,S偏光方
向を、各々置き換えて考えれば良い。但し、(34)(3
5)式においては、rPをtS、rSをtPと置き換えてやる必
要がある。即ち、光磁気変調成分、非変調成分の各々
IK,IRとすれば IR≒IOε0ε1|tS|2|R|2(cos2θA +ηAsin2θA) (41) とあらわらせる。
向を、各々置き換えて考えれば良い。但し、(34)(3
5)式においては、rPをtS、rSをtPと置き換えてやる必
要がある。即ち、光磁気変調成分、非変調成分の各々
IK,IRとすれば IR≒IOε0ε1|tS|2|R|2(cos2θA +ηAsin2θA) (41) とあらわらせる。
(40),(41)式を(15)式に代入してC/Nを最大とす
る偏光ビームスプリツタの偏光特性を求めると、 0|tS|21 (43) |tP|2=1 (44) 計算条件を同一にとれば、本実施例においても第6図、
第7図に示した結果と同様な結果が得られる。
る偏光ビームスプリツタの偏光特性を求めると、 0|tS|21 (43) |tP|2=1 (44) 計算条件を同一にとれば、本実施例においても第6図、
第7図に示した結果と同様な結果が得られる。
但し、横軸は|tS|となる。
なお、記録媒体で生ずるP−S偏光間位相差を補償する
ような偏光特性をもつ偏光ビームスプリツタを作製する
ことは容易である。
ような偏光特性をもつ偏光ビームスプリツタを作製する
ことは容易である。
本発明は、以上説明した実施例の他にも種々の応用が可
能である。例えば実施例では光磁気記録媒体の反射光を
検出したが、光磁気記録媒体を透過して、フアラデー効
果によって変調を受けた光束を検出するように構成して
も良い。
能である。例えば実施例では光磁気記録媒体の反射光を
検出したが、光磁気記録媒体を透過して、フアラデー効
果によって変調を受けた光束を検出するように構成して
も良い。
以上説明したように、本発明は従来の光磁気情報再生装
置において、最適な偏光特性を持った偏光ビームスプリ
ツタを用いることにより、信号検出のC/Nを向上させる
効果を有する。更には、本発明により高いC/Nが得られ
るので、従来の装置の様な複雑な検出系が不要となり、
装置の信頼性を高め、且つ製造コストを低減することが
出来る。
置において、最適な偏光特性を持った偏光ビームスプリ
ツタを用いることにより、信号検出のC/Nを向上させる
効果を有する。更には、本発明により高いC/Nが得られ
るので、従来の装置の様な複雑な検出系が不要となり、
装置の信頼性を高め、且つ製造コストを低減することが
出来る。
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の一実施例の光学系を示す概略図、第2
図は第1図示の実施例の信号処理系を示す概略図、第3
図及び第4図は夫々本発明の他の実施例を示す概略図、
第5図は光磁気記録媒体からの反射光の偏光状態を示す
図、第6図及び第7図は夫々本発明における偏光ビーム
スプリツタの偏光特性とC/Nとの関係を示す図、第8図
(A)、(B)は夫々本発明の更に他の実施例を示す概
略図、第9図は従来の光磁気情報再生装置の例を示す概
略図、第10図は一般的な光磁気信号検出の原理を示す図
である。 12……偏光ビームスプリツタ、 13……検出光、21……半導体レーザ、 22……コリメータレンズ、24……対物レンズ、 26……光磁気記録媒体、27……検光子、 28……集光レンズ、29……光検出器。
図は第1図示の実施例の信号処理系を示す概略図、第3
図及び第4図は夫々本発明の他の実施例を示す概略図、
第5図は光磁気記録媒体からの反射光の偏光状態を示す
図、第6図及び第7図は夫々本発明における偏光ビーム
スプリツタの偏光特性とC/Nとの関係を示す図、第8図
(A)、(B)は夫々本発明の更に他の実施例を示す概
略図、第9図は従来の光磁気情報再生装置の例を示す概
略図、第10図は一般的な光磁気信号検出の原理を示す図
である。 12……偏光ビームスプリツタ、 13……検出光、21……半導体レーザ、 22……コリメータレンズ、24……対物レンズ、 26……光磁気記録媒体、27……検光子、 28……集光レンズ、29……光検出器。
Claims (2)
- 【請求項1】所定の方向に偏光した光束を磁気的に情報
が記録された記録媒体上に照射する手段と、磁気光学効
果により前記情報に応じて偏光状態に変調を受けた前記
記録媒体からの反射又は透過光束を、その偏光成分に応
じた所定の割合で反射および透過する偏光ビームスプリ
ッタと、前記偏光ビームスプリッタで反射された光束を
光電検出する増幅作用のない光検出器と、前記光検出器
の検出信号を増幅し前記情報を再生する増幅手段とから
成り、前記光検出器に入射する磁気光学効果により変調
を受けない偏光成分強度の平均をR、光磁気信号観測
周波数におけるこの強度ゆらぎの2乗平均を 前記記録媒体上における入射光束の光量をI0、前記記録
媒体の振幅反射率をR、前記偏光ビームスプリッタを除
く記録媒体より光検出器に至る光学系の光利用効率を
ε、前記光検出器の光電変換効率をκ、光磁気信号観測
周波数における前記増幅手段の熱雑音をT、検出信号の
バンド幅をΔBとした時、前記偏光ビームスプリッタの
前記所定方向の偏光成分に対する振幅反射率rP及び前記
所定方向と垂直方向の偏光成分に対する振幅反射率r
Sが、夫々以下の条件、 を満足することを特徴とした光磁気情報再生装置。 - 【請求項2】所定の方向に偏光した光束を磁気的に情報
が記録された記録媒体上に照射する手段と、磁気光学効
果により前記情報に応じて偏光状態に変調を受けた前記
記録媒体からの反射又は透過光束を、その偏光成分に応
じて所定の割合で反射および透過する偏光ビームスプリ
ッタと、前記偏光ビームスプリッタを透過した光束を光
電検出する増幅作用のない光検出器と、前記光検出器の
検出信号を増幅し前記情報を再生する増幅手段とから成
り、前記光検出器に入射する磁気光学効果により変調を
受けない偏光成分強度の平均をR、光磁気信号観測周
波数におけるこの強度のゆらぎの2乗平均を 前記記録媒体上における入射光束の光量をI0、前記記録
媒体の振幅反射率をR、前記偏光ビームスプリッタを除
く記録媒体より光検出器に至る光学系の光利用効率を
ε、前記光検出器の光電変換効率をκ、光磁気信号観測
周波数における前記増幅手段の熱雑音をT、検出信号の
バンド幅をΔBとした時、前記偏光ビームスプリッタの
前記所定方向の偏光成分に対する振幅透過率tSおよび前
記所定方向と垂直方向の偏光成分に対する振幅透過率tP
が夫々以下の条件、 を満足することを特徴とした光磁気情報再生装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61246617A JPH07101524B2 (ja) | 1986-10-17 | 1986-10-17 | 光磁気情報再生装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61246617A JPH07101524B2 (ja) | 1986-10-17 | 1986-10-17 | 光磁気情報再生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63100647A JPS63100647A (ja) | 1988-05-02 |
| JPH07101524B2 true JPH07101524B2 (ja) | 1995-11-01 |
Family
ID=17151066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61246617A Expired - Fee Related JPH07101524B2 (ja) | 1986-10-17 | 1986-10-17 | 光磁気情報再生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07101524B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3488261B2 (ja) * | 1992-07-27 | 2004-01-19 | 三洋電機株式会社 | 光記録媒体の再生方法及び再生装置 |
| US7570562B2 (en) | 2004-01-07 | 2009-08-04 | Sony Corporation | Optical disk unit |
-
1986
- 1986-10-17 JP JP61246617A patent/JPH07101524B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63100647A (ja) | 1988-05-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |