JPH07141685A - 光集積ピックアップ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 プリピットやディスクの面荒れ等の位相情報
と記録マークの位相情報とを区別する。 【構成】 記録媒体１３上に左右円偏光がほぼ等しい振
幅で照射されかつダブルモード導波路８端面に結像され
る反射光がＴＥ及びＴＭモードでほぼ等しい強度で励振
されるようにレーザ光源２と記録媒体１３の間に配置さ
れた偏光変換手段１０と、第１及び第２のシングルモー
ド導波路６、７を導波する導波光をＴＥモード及びＴＭ
モードの光に弁別する第１及び第２の偏光弁別手段１
５、２０と、を有し、第１及び第２の偏光弁別手段１
５、２０で分離された２つのＴＥモード光と２つのＴＭ
モード光を用いて前記記録媒体上の情報を再生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光ディスク等の再生装置
に用いる光集積ピックアップに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、種々の分野で導波路が注目されて
いる。その理由は導波路を用いることにより光学系の小
型、軽量化を図ることが可能になり、また、光軸の調整
が不要になるという利点を有しているからである。導波
路は、導波路（コア部）と基板（クラッド部）との屈折
率の差、導波路の幅または屈折率分布によって、０次モ
ードの光だけが励振されるシングルモード導波路と、０
次と１次の２つのモードが励振されるダブルモード導波
路と、０次、１次及び２次以上の３つ以上のモードが励
振されるマルチモード導波路とに分類される。

【０００３】導波路のモード干渉を用いて物体の微小な
位相変化を検出する手法については、すでに本発明者ら
によって発表されている（H.Ooki and J.Iwasaki, Opt.
Commun. 85(1991) 177）。また、本発明者らは、特開平
４−２５２４４４号公報において、この微小な位相変化
を検出する技術を光磁気ディスクの再生に応用すること
を開示している。

【０００４】一般には、光磁気ディスクのトラックの磁
化は、記録前に強力な外部磁場を印加することによっ
て、一方向（例えば、上向き）に揃えられる。その上で
トラックに逆方向（例えば、下向き）の磁化を有する記
録マーク（光磁気ディスクの記録情報のマーク）を形成
する。つまり、光磁気ディスクの記録は磁化の方向によ
って決まるのである。

【０００５】このような記録マークは、円偏光を照射す
ると磁化の方向によって位相の違う物体としてふるまう
から、円偏光再生を前提にすればモード干渉による微小
位相変化検出を用いることによって光磁気ディスクの再
生を行うことができるのである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、一般に
光磁気ディスクにはセクタナンバー等の情報があらかじ
めピット（プリピット）としてプリフォーマットされて
いるため、このプリピットと記録マークの区別ができな
いという問題点があった。また、ディスク面に細かな荒
れがあった場合、それらもすべて検出してしまうという
問題点があった。

【０００７】本発明は、上記問題点を鑑みてなされたも
のであり、モード干渉方式で光磁気ディスクの記録情報
を再生でき、かつプリピットやディスクの面荒れなどの
位相情報と記録マークの位相情報とを区別することが可
能な光集積ピックアップを提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意研究
の結果、右回りの円偏光を用いた時と左回りの円偏光を
用いた場合の位相情報の凹凸が磁化された部分（記録マ
ークの部分）では逆になるのに対して、プリピットやデ
ィスクの面荒れ等の位相情報は変わらないことに気が付
いた。

【０００９】つまり、左右両円偏光でディスクを照射
し、各々の偏光成分による信号の差動をとることによっ
て記録マークの情報だけを再生することができることに
気が付き本発明をなすにいたった。従って本発明の光集
積ピックアップは、第１に『レーザ光源と、記録媒体上
にレーザスポットを集光しかつ該記録媒体からの反射光
をダブルモード導波路の端面に結像する光学系と、前記
ダブルモード導波路と該ダブルモード導波路に第１の導
波路分岐で接続されている第１及び第２のシングルモー
ド導波路とが形成されている導波路基板とを有し、該ダ
ブルモード導波路内を伝播する導波光のモード干渉を用
いて前記記録媒体上に記録された情報を検出する光集積
ピックアップにおいて、前記記録媒体上に左右円偏光が
ほぼ等しい振幅で照射されかつ前記ダブルモード導波路
端面に結像される反射光がＴＥ及びＴＭモードでほぼ等
しい強度で励振されるように前記レーザ光源と前記記録
媒体の間に配置された偏光変換手段と、前記第１及び第
２のシングルモード導波路を導波する導波光をＴＥモー
ド及びＴＭモードの光に弁別する第１及び第２の偏光弁
別手段と、を有し、前記第１及び第２の偏光弁別手段で
分離された２つのＴＥモード光と２つのＴＭモード光を
用いて前記記録媒体上の情報を再生すること（請求項
１）』から構成する。

【００１０】また、好ましくは第２に『前記第１及び第
２の偏光弁別手段は導波路上に形成された第１及び第２
のＴＥ−ＴＭモードスプリッターであり、前記第１及び
第２のＴＥ−ＴＭモードスプリッターをそれぞれ第２及
び第３の導波路分岐として該第２及び第３の導波路分岐
にそれぞれ第３及び第４のシングルモード導波路と、第
５及び第６のシングルモード導波路が接続されているこ
と（請求項２）』から構成する。

【００１１】また、好ましくは第３に『前記レーザ光源
からの光は前記導波路基板上に形成された第７のシング
ルモード導波路に入射して、該第７のシングルモード導
波路は第１の導波路分岐を介して前記ダブルモード導波
路に接続していること（請求項３）』から構成する。ま
た、好ましくは第４に『前記第７のシングルモード導波
路に、ＴＥ−ＴＭモードコンバータを配設したこと（請
求項４）』から構成する。

【００１２】

【作用】すでに述べたように、記録マークは、直線偏光
が入射したときその偏光面を回転させる作用があるが、
円偏光が入射した場合、偏光状態は変わらず、その位相
のみが変調をうける。したがって、この場合記録マーク
はきわめて高さの低い位相ピットと同じ意味をもつ。導
波路のモード干渉を用いてこの位相情報を感度よく検出
しようとすると、当然ディスクの面荒れなど、ディスク
上に存在する他の位相物体の影響を大きく受けてしま
う。しかし、記録マークは左右逆回りの円偏光に対して
それぞれ逆向きの位相変調をもたらすが、一般の位相物
体は円偏光の回転方向に関わりなく位相変調の方向は同
じである。したがって、左右両円偏光を用いることで記
録マークと他の位相物体の区別を行うことができる。

【００１３】

【実施例】図１は、本発明の実施例による光集積ピック
アップを示す概略構成図である。導波路基板１に取り付
けられたレーザ光源２からシングルモード導波路３に入
射した光は、シングルモード導波路３上に設置されたＴ
Ｅ−ＴＭモードコンバータ４を通過する。モードコンバ
ータ４は、モードコンバータ４を通過後の導波路３中に
ＴＥ及びＴＭモードの光をほぼ等しい量で伝搬させるも
のである。シングルモード導波路３は導波路分岐５で他
のシングルモード導波路６、７とともにダブルモード導
波路８に合流する。ここで、導波路３の中心とダブルモ
ード導波路８の中心が一致するようにしてあるため、ダ
ブルモード導波路８では０次（偶）モードしか励振され
ない。この０次モード光は端面９より出射し、１／４波
長板１０を通過して対物レンズ１１により光磁気ディス
ク表面１３に微小なレーザスポット１２を形成する。１
／４波長板１０は、ダブルモード導波路８の端面から出
射したＴＥ及びＴＭモードの光がそれぞれ左、右（また
は右、左）回りの円偏光で両者がほぼ等しい振幅になる
ように配置されている。ここで、もともとＴＥ、ＴＭモ
ードの出射光はほぼ同じ振幅を持っているから、これら
左右円偏光は合成されて結果的にほぼ直線偏光の状態に
なる。この直線偏光の偏光方向はＴＥ、ＴＭモードの位
相差に依存するが、どのような方向であってもよい。記
録マークの極カー効果によりこの直線偏光の偏光方向は
回転するが、これはすなわち合成された左右円偏光の位
相が変化することを意味している。ディスク表面１３で
反射した光は再び対物レンズ１１、１／４波長板１０を
経て導波路端面９に集光し、ダブルモード導波路８中に
ＴＥ及び、ＴＭモードの導波光がほぼ等しい量で励振す
る。ここで、ダブルモード導波路８はＴＥ、ＴＭ両モー
ドに対しその実質的な長さＬが、各々の偏光モードにお
ける偶−奇モードの位相差が９０度の奇数倍になるよう
に設定してあり、これによって導波路端面９に結像した
ディスク１３からの反射光に含まれる位相情報が強度変
化としてとりだせることは特開平４−２５２４４４号公
報に開示されている通りである。ダブルモード導波路８
の実質的長さＬとは分岐５以降のシングルモード導波路
６、７の分岐角が小さい場合ダブルモード導波路のよう
に動作する場合がある。従って、Ｌの長さはダブルモー
ド導波路８の長さとダブルモードで光が伝播する長さを
足した長さとなる。

【００１４】ダブルモード導波路８はやがて導波路分岐
５に達し、ここで導波光は２本のチャネル導波路６、７
に分配される。このとき導波路３にも導波光の一部が分
配されるが、前述の通り導波路３の中心と導波路８の中
心が一致しているため、導波路８からは０次モード光の
みが導波路３に分配される。一般にディスク面の位相変
調が小さい場合、ダブルモード導波路８中に励振される
導波光はそのほとんどが０次モードであり、導波路３に
０次モードが選択的に分配されることは直接的に信号の
損失とはならず、むしろＳ／Ｎの点で好ましい。シング
ルモード導波路６、７に分配された光の強度はダブルモ
ード導波路８におけるモード干渉の結果非対称になって
いる。ここで重要なことは記録マークによる情報の場
合、ＴＥモード光とＴＭモード光とではシングルモード
導波路６、７に分配される光の量が逆相になり、ディス
クの面荒れなど他の位相情報の場合はつねに同相になる
ということである。これを利用して記録マークによる信
号だけを抽出するためにシングルモード導波路６、７は
それぞれＴＥ−ＴＭモードスプリッタ１５、２０によっ
て分岐され、こうして偏光弁別された光がシングルモー
ド導波路１６、１７、２２、２４を介して光検出器１
８、１９、２３、２４で検出される。

【００１５】このようなＴＥモード光とＴＭモード光と
を弁別する方法は、導波路基板に設けられたＴＥ−ＴＭ
モードスプリッタを用いる方法だけではなく、シングル
モード導波路６、７から出射する導波光を偏光モードス
プリッタで弁別する方法でもよい。図１ではシングルモ
ード導波路１６、２１から出射するのがＴＥモードの光
であり、シングルモード導波路１７、２２から出射する
のがＴＭモードの光である。このとき図１に示すように
光検出器１８と２３、および光検出器１９と２４の差動
をとり、さらにそれらの差信号の差をとれば記録マーク
の信号以外はキャンセルされる。

【００１６】ただし、ダブルモード導波路８の実質的な
長さＬは、偶−奇モードの位相差が９０度の奇数倍とな
ることと定めたが、これだけではたまたま記録マークの
信号がＴＥ、ＴＭ両モードで同相となってしまう可能性
がある。これを避けるためにはＴＥモードにおけるダブ
ルモード導波路８の実質的な長さＬが偶−奇モードの位
相差にして９０度のＭ倍、ＴＭモードにおいてはおなじ
くＮ倍だったとすると、Ｍ−Ｎが２の偶数倍になるよう
にすることが好ましい。

【００１７】尚、本実施例では、ＴＥ及びＴＭモードの
偏光方向にそれぞれほぼ等しい量で光が伝播するように
モードコンバータ４を設けたが、これは予めレーザ光源
の偏光方向を定めることによってＴＥ及びＴＭモードの
偏光方向にそれぞれほぼ等しい量で光が伝播させること
でもよい。この場合は、モードコンバータ４はなくても
よい。

【００１８】

【効果】本発明の光集積ピックアップでは、左右両円偏
光を再生光にもちいることで、モード干渉方式でありな
がら、記録マークの信号を他の位相物体（たとえばプリ
ピットやディスクの面荒れ）の信号と切り離すことが可
能になり、Ｓ／Ｎを大きく向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の実施例による光集積ピックアップを
示す概略構成図である。

【符号の説明】

１・・・導波路基板 ２・・・レーザ光源 ３、６、７、１６、１７、２１、２２・・・シングルモ
ード導波路 ４・・・ＴＥ−ＴＭモードコンバータ ５・・・導波路分岐 ８・・・ダブルモード導波路 ９・・・端面 １０・・・１／４波長板 １１・・・対物レンズ １２・・・レーザスポット １３・・・光磁気ディスク １４・・・電極 １５、２０・・・ＴＥ−ＴＭモードスプリッタ １８、１９、２３、２４・・・光検出器

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 レーザ光源と、記録媒体上にレーザスポ
   ットを集光しかつ該記録媒体からの反射光をダブルモー
   ド導波路の端面に結像する光学系と、前記ダブルモード
   導波路と該ダブルモード導波路に第１の導波路分岐で接
   続されている第１及び第２のシングルモード導波路とが
   形成されている導波路基板とを有し、該ダブルモード導
   波路内を伝播する導波光のモード干渉を用いて前記記録
   媒体上に記録された情報を検出する光集積ピックアップ
   において、 前記記録媒体上に左右円偏光がほぼ等しい振幅で照射さ
   れかつ前記ダブルモード導波路端面に結像される反射光
   がＴＥ及びＴＭモードでほぼ等しい強度で励振されるよ
   うに前記レーザ光源と前記記録媒体の間に配置された偏
   光変換手段と、 前記第１及び第２のシングルモード導波路を導波する導
   波光をＴＥモード及びＴＭモードの光に弁別する第１及
   び第２の偏光弁別手段と、を有し、 前記第１及び第２の偏光弁別手段で分離された２つのＴ
   Ｅモード光と２つのＴＭモード光を用いて前記記録媒体
   上の情報を再生することを特徴とする光集積ピックアッ
   プ。
2. 【請求項２】 前記第１及び第２の偏光弁別手段は導波
   路上に形成された第１及び第２のＴＥ−ＴＭモードスプ
   リッターであり、 前記第１及び第２のＴＥ−ＴＭモードスプリッターをそ
   れぞれ第２及び第３の導波路分岐として該第２及び第３
   の導波路分岐にそれぞれ第３及び第４のシングルモード
   導波路と、第５及び第６のシングルモード導波路が接続
   されていることを特徴とする請求項１記載の光集積ピッ
   クアップ。
3. 【請求項３】 前記レーザ光源からの光は前記導波路基
   板上に形成された第７のシングルモード導波路に入射し
   て、該第７のシングルモード導波路は第１の導波路分岐
   を介して前記ダブルモード導波路に接続していることを
   特徴とする請求項１記載の光集積ピックアップ。
4. 【請求項４】 前記第７のシングルモード導波路に、Ｔ
   Ｅ−ＴＭモードコンバータを配設したことを特徴とする
   請求項３記載の光集積ピックアップ。