JPH0823605B2 - 偏光回折素子並びにそれを含む光ピックアップ装置 - Google Patents
偏光回折素子並びにそれを含む光ピックアップ装置Info
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- JPH0823605B2 JPH0823605B2 JP1148100A JP14810089A JPH0823605B2 JP H0823605 B2 JPH0823605 B2 JP H0823605B2 JP 1148100 A JP1148100 A JP 1148100A JP 14810089 A JP14810089 A JP 14810089A JP H0823605 B2 JPH0823605 B2 JP H0823605B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光メモリ素子用の光ピックアップ装置等に
使用される偏光回折素子並びにこの偏光回折素子を備え
た光ピックアップ装置に関するものである。
使用される偏光回折素子並びにこの偏光回折素子を備え
た光ピックアップ装置に関するものである。
光磁気ディスク等の光メモリ素子用の光ピックアップ
装置において、偏光ビームスプリッタは重要な構成部品
となっている。従来の光磁気ディスク用の光ピックアッ
プ装置の一例を第３図に示す。
装置において、偏光ビームスプリッタは重要な構成部品
となっている。従来の光磁気ディスク用の光ピックアッ
プ装置の一例を第３図に示す。
半導体レーザ１から出射されたレーザ光は、コリメー
トレンズ２により平行光に変換された後、複合ビームス
プリッタ３を透過し、ミラー４及び対物レンズ５を介し
て光磁気ディスク６上に集光される。
トレンズ２により平行光に変換された後、複合ビームス
プリッタ３を透過し、ミラー４及び対物レンズ５を介し
て光磁気ディスク６上に集光される。
光磁気ディスク６上で記録情報に応じた変調を受けた
反射光は、対物レンズ５及びミラー４を介して複合ビー
ムスプリッタ３に導かれ、複合ビームスプリッタ３の面
3aで直角に反射される。更に面3bで一部が反射されてス
ポットレンズ７及びシリンドリカルレンズ８を通過し、
４分割の光検出器10に入射し、サーボ信号、つまり、ト
ラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号が生成
される。
反射光は、対物レンズ５及びミラー４を介して複合ビー
ムスプリッタ３に導かれ、複合ビームスプリッタ３の面
3aで直角に反射される。更に面3bで一部が反射されてス
ポットレンズ７及びシリンドリカルレンズ８を通過し、
４分割の光検出器10に入射し、サーボ信号、つまり、ト
ラッキングエラー信号及びフォーカスエラー信号が生成
される。
一方、複合ビームスプリッタ３の面3bを透過した光
は、偏光ビームスプリッタ11によって２つの偏光成分に
分離され、それぞれ光検出器12・13に入射し、これら光
検出器12・13の出力信号に基づいて光磁気ディスク６上
に記録された信号が再生される。
は、偏光ビームスプリッタ11によって２つの偏光成分に
分離され、それぞれ光検出器12・13に入射し、これら光
検出器12・13の出力信号に基づいて光磁気ディスク６上
に記録された信号が再生される。
ところで、光磁気ディスク６においては、一般にカー
効果を利用して記録信号の検出が行われる。
効果を利用して記録信号の検出が行われる。
今、第４図において、光磁気ディスク６に照射される
レーザ光が、Ｉで示すように、Ｐ偏光成分のみを有する
直線偏光であるとする。その場合、光磁気ディスク６上
での磁化の向きが上向きである際には、IIで示すよう
に、反射光の偏光面は＋θｋだけ回転する。逆に、光磁
気ディスク６上の磁化の向きが下向きである際には、II
Iで示すように、反射光の偏光面は−θｋだけ回転す
る。従って、この偏光面の回転を検出することにより、
記録信号の再生が行える。
レーザ光が、Ｉで示すように、Ｐ偏光成分のみを有する
直線偏光であるとする。その場合、光磁気ディスク６上
での磁化の向きが上向きである際には、IIで示すよう
に、反射光の偏光面は＋θｋだけ回転する。逆に、光磁
気ディスク６上の磁化の向きが下向きである際には、II
Iで示すように、反射光の偏光面は−θｋだけ回転す
る。従って、この偏光面の回転を検出することにより、
記録信号の再生が行える。
ところが、上記のθｋは一般に0.5°〜1.5°と極めて
微小な角度であるため、高品質の再生信号を得るために
は、この角度を見掛け上大きくする工夫が必要である。
微小な角度であるため、高品質の再生信号を得るために
は、この角度を見掛け上大きくする工夫が必要である。
そこで、第３図の光ピックアップ装置では、複合ビー
ムスプリッタ３における面3a又は3bに偏光特性を持たせ
ることにより、見掛けのθｋを大きくしている。
ムスプリッタ３における面3a又は3bに偏光特性を持たせ
ることにより、見掛けのθｋを大きくしている。
例えば、面3bにおけるＰ偏光成分の透過率TPを30％、
反射率RPを70％、Ｓ偏光成分の透過率TSを100％、反射
率RSを０％に設定しておくと、第５図に示すように、面
3bを透過したＰ偏光成分は30％に減少するが、Ｓ偏光成
分は減少しないので、見掛け上カー回転角θｋ（0.5°
〜1.5°）はθ′ｋ（1.7°〜5.0°）に増加する。
反射率RPを70％、Ｓ偏光成分の透過率TSを100％、反射
率RSを０％に設定しておくと、第５図に示すように、面
3bを透過したＰ偏光成分は30％に減少するが、Ｓ偏光成
分は減少しないので、見掛け上カー回転角θｋ（0.5°
〜1.5°）はθ′ｋ（1.7°〜5.0°）に増加する。
しかしながら、第３図に示すような光ピックアップ装
置は部品点数が多くなるため重量が増し、かつ、アクセ
ス時間が長くなる等の欠点があり、コスト高をも招来す
るものである。
置は部品点数が多くなるため重量が増し、かつ、アクセ
ス時間が長くなる等の欠点があり、コスト高をも招来す
るものである。
そこで、近年、偏光特性を有する回折素子を使用し
て、部品点数の削減を図ることが試みられている。
て、部品点数の削減を図ることが試みられている。
第６図にそのような偏光回折素子を有する光ピックア
ップ装置を示す。但し、第３図の装置の共通の構成部材
には同一の参照番号を付して示す。
ップ装置を示す。但し、第３図の装置の共通の構成部材
には同一の参照番号を付して示す。
第６図において、半導体レーザ１から出射されたレー
ザ光は、コリメートレンズ２、ビームスプリッタ14、ミ
ラー４及び対物レンズ５を介して光磁気ディスク６に集
光される。光磁気ディスク６上で記録信号に応じた変調
を受けた反射光は、対物レンズ５及びミラー４を介して
ビームスプリッタ14に導かれる。その後、反射光はビー
ムスプリッタ14で直角に反射され、λ/2板（1/2波長
板）19により90°偏光面が回転された後、集光レンズ15
を介して偏光回折素子16に入射する。
ザ光は、コリメートレンズ２、ビームスプリッタ14、ミ
ラー４及び対物レンズ５を介して光磁気ディスク６に集
光される。光磁気ディスク６上で記録信号に応じた変調
を受けた反射光は、対物レンズ５及びミラー４を介して
ビームスプリッタ14に導かれる。その後、反射光はビー
ムスプリッタ14で直角に反射され、λ/2板（1/2波長
板）19により90°偏光面が回転された後、集光レンズ15
を介して偏光回折素子16に入射する。
偏光回折素子16は格子間隔が光の波長程度に設定され
ているため、偏光特性を有する。又、第７図に示すよう
に、偏光回折素子16における格子が作成されている面
は、サーボ信号を生成するために、複数の領域に分割さ
れている。
ているため、偏光特性を有する。又、第７図に示すよう
に、偏光回折素子16における格子が作成されている面
は、サーボ信号を生成するために、複数の領域に分割さ
れている。
偏光回折素子16を透過した０次回折光は、複屈折くさ
び形光学素子17により互いに直交する２つの偏光成分に
分離され、２分割の光検出器18に入射することにより、
光磁気ディスク６上の記録信号が検出される。
び形光学素子17により互いに直交する２つの偏光成分に
分離され、２分割の光検出器18に入射することにより、
光磁気ディスク６上の記録信号が検出される。
一方、偏光回折素子16で回折された１次回折は、多分
割の光検出器20に入射し、分割された各光検出器の出力
信号同士の演算によりトラッキングエラー信号及びフォ
ーカスエラー信号が得られる。
割の光検出器20に入射し、分割された各光検出器の出力
信号同士の演算によりトラッキングエラー信号及びフォ
ーカスエラー信号が得られる。
なお、第６図の光ピックアップ装置において、例え
ば、Ｓ偏光成分の０次回折効率を30％、１次回折効率を
70％、Ｐ偏光成分の０次回折効率を100％、１次回折効
率を０％と設定すると、前述と同様に、見掛けのカー回
転角θｋを増加させることができる。
ば、Ｓ偏光成分の０次回折効率を30％、１次回折効率を
70％、Ｐ偏光成分の０次回折効率を100％、１次回折効
率を０％と設定すると、前述と同様に、見掛けのカー回
転角θｋを増加させることができる。
そして、この構成では、偏光回折素子16が第３図の装
置における複合ビームスプリッタ３のカー回転角増加機
能と、スポットレンズ７及びシリンドリカルレンズ８の
サーボ信号生成機能とを兼備しているので、部品点数の
削減が実現される。
置における複合ビームスプリッタ３のカー回転角増加機
能と、スポットレンズ７及びシリンドリカルレンズ８の
サーボ信号生成機能とを兼備しているので、部品点数の
削減が実現される。
しかしながら、光の波長程度の格子間隔を有する第６
図の偏光回折素子16では、０次又は１次回折光におい
て、Ｐ偏光とＳ偏光の各偏光成分間に、偏光回折素子16
の格子での偏光特性に起因する位相差が生じるため、偏
光回折素子16を透過した後に偏光が楕円偏光となり、再
生信号の品質が劣化するという問題が生じる。
図の偏光回折素子16では、０次又は１次回折光におい
て、Ｐ偏光とＳ偏光の各偏光成分間に、偏光回折素子16
の格子での偏光特性に起因する位相差が生じるため、偏
光回折素子16を透過した後に偏光が楕円偏光となり、再
生信号の品質が劣化するという問題が生じる。
上記の位相差が偏光回折素子16が偏光特性を有するこ
とに起因するものであるから、偏光回折素子16の設計の
最適化等では位相差を補償することが不可能である。な
お、例えば、偏光回折素子16と複屈折くさび形光学素子
17との間に図示しない位相補償板を挿入すれば位相差の
補償が可能であるが、その場合は、部品点数が増加する
という不具合が生じる。
とに起因するものであるから、偏光回折素子16の設計の
最適化等では位相差を補償することが不可能である。な
お、例えば、偏光回折素子16と複屈折くさび形光学素子
17との間に図示しない位相補償板を挿入すれば位相差の
補償が可能であるが、その場合は、部品点数が増加する
という不具合が生じる。
本発明に係る偏光回折素子は、上記の課題を解決する
ために、平板状の基板に回折格子部を設けてなる偏光回
折素子において、上記基板は光学異方性を有する材料に
より形成され、かつ、上記回折格子部により生じる回折
光のＰ偏光成分とＳ偏光成分との位相差と、回折光が該
基板中を伝播することにより生じるＰ偏光成分とＳ偏光
成分との位相差とが互いに相殺し合うように、上記基板
の厚みが設定されていることを特徴とするものである。
ために、平板状の基板に回折格子部を設けてなる偏光回
折素子において、上記基板は光学異方性を有する材料に
より形成され、かつ、上記回折格子部により生じる回折
光のＰ偏光成分とＳ偏光成分との位相差と、回折光が該
基板中を伝播することにより生じるＰ偏光成分とＳ偏光
成分との位相差とが互いに相殺し合うように、上記基板
の厚みが設定されていることを特徴とするものである。
なお、上記回折格子部の間隔は回折光の波長とほぼ等
しくなるように設定するのが好ましい。
しくなるように設定するのが好ましい。
具体的には、例えば、上記回折格子部の間隔は回折光
の波長の0.5倍〜２倍の範囲に設定することができる。
の波長の0.5倍〜２倍の範囲に設定することができる。
又、上記基板は一軸性結晶を成す材料により形成する
ことが好適である。
ことが好適である。
その場合、一軸性結晶を成す材料としては、例えば、
石英を使用することができる。
石英を使用することができる。
又、その場合、上記回折格子部は光学軸に平行に形成
するのが好ましい。
するのが好ましい。
上記回折格子部は基板に設けた溝からなる回折格子と
して形成することができる。
して形成することができる。
又、上記回折格子部は基板の残余の部位と屈折率を相
違させることにより形成した屈折率分布型回折格子とし
ても良い。
違させることにより形成した屈折率分布型回折格子とし
ても良い。
本発明は又、光源と、光源からの光束を光磁気記録媒
体上に案内するとともに、上記光磁気記録媒体からの反
射光を光検出器に導く光学系と、カー回転角に基づいて
光磁気記録媒体上の記録信号の検出を行う上記光検出器
とを備えた光ピックアップ装置において、上記光磁気記
録媒体から光検出器に至る反射光の光路中に上記本発明
に係る偏光回折素子が配置されていることを特徴として
いる。
体上に案内するとともに、上記光磁気記録媒体からの反
射光を光検出器に導く光学系と、カー回転角に基づいて
光磁気記録媒体上の記録信号の検出を行う上記光検出器
とを備えた光ピックアップ装置において、上記光磁気記
録媒体から光検出器に至る反射光の光路中に上記本発明
に係る偏光回折素子が配置されていることを特徴として
いる。
上記の偏光回折素子においては、基板の材料として光
学異方性を有するものを使用しているので、０次又は１
次回折光が該基板中を伝播する際に、それぞれＰ偏光成
分とＳ偏光成分との間で位相差が生じることになる。こ
の位相差は、基板中での伝播距離に応じて変化するの
で、偏光回折素子において、例えば、０次回折光におけ
るＰ偏光とＳ偏光の各偏光成分間の位相差をなくする必
要がある場合、基板の光学異方性により０次回折光の各
偏光成分間に生じる位相差と、回折格子部の偏光特性に
起因して０次回折光の各偏光成分間に生じる位相差とが
互いに相殺し合うように上記基板の厚みを設定すること
により、部品点数の増加を招来することなく、回折格子
部で０次回折光に生じるＰ偏光とＳ偏光の各偏光成分間
の位相差を補償することができる。
学異方性を有するものを使用しているので、０次又は１
次回折光が該基板中を伝播する際に、それぞれＰ偏光成
分とＳ偏光成分との間で位相差が生じることになる。こ
の位相差は、基板中での伝播距離に応じて変化するの
で、偏光回折素子において、例えば、０次回折光におけ
るＰ偏光とＳ偏光の各偏光成分間の位相差をなくする必
要がある場合、基板の光学異方性により０次回折光の各
偏光成分間に生じる位相差と、回折格子部の偏光特性に
起因して０次回折光の各偏光成分間に生じる位相差とが
互いに相殺し合うように上記基板の厚みを設定すること
により、部品点数の増加を招来することなく、回折格子
部で０次回折光に生じるＰ偏光とＳ偏光の各偏光成分間
の位相差を補償することができる。
一方、１次回折光におけるＰ偏光とＳ偏光の各偏光成
分間の位相差をなくする必要がある場合は、同様に、基
板の光学異方性により１次回折光の各偏光成分間に生じ
る位相差と、回折格子部の偏光特性に起因して１次回折
光の各偏光成分間に生じる位相差とが互いに相殺し合う
ように上記基板の厚みを設定すれば良い。
分間の位相差をなくする必要がある場合は、同様に、基
板の光学異方性により１次回折光の各偏光成分間に生じ
る位相差と、回折格子部の偏光特性に起因して１次回折
光の各偏光成分間に生じる位相差とが互いに相殺し合う
ように上記基板の厚みを設定すれば良い。
なお、偏光回折素子に偏光特性を付与するためには、
回折格子部の間隔を回折光の波長とほぼ等しくなるよう
に設定すれば良い。
回折格子部の間隔を回折光の波長とほぼ等しくなるよう
に設定すれば良い。
又、上記基板を一軸性結晶を成す材料により形成し、
かつ、回折格子部を光学軸と平行に設ければ、偏光回折
素子に入射した光が屈折又は回折しても光学軸に対する
偏光方向が変化しないので、偏光回折素子の設計が容易
になるとともに、最も大きな偏光異方性を得ることがで
きる。それにより、回折格子部で生じたＰ偏光とＳ偏光
の偏光成分間の位相差を補償するのに必要な基板の厚み
を小さくすることができる。
かつ、回折格子部を光学軸と平行に設ければ、偏光回折
素子に入射した光が屈折又は回折しても光学軸に対する
偏光方向が変化しないので、偏光回折素子の設計が容易
になるとともに、最も大きな偏光異方性を得ることがで
きる。それにより、回折格子部で生じたＰ偏光とＳ偏光
の偏光成分間の位相差を補償するのに必要な基板の厚み
を小さくすることができる。
又、本発明に係る光磁気記録媒体用の光ピックアップ
装置においては、上記した本発明に係る偏光回折素子を
使用しているので、カー回転角に基づいて記録信号を検
出する際に、例えば、偏光回折素子の０次回折光に基づ
いてカー回転角の検出を行うのであれば、０次回折光に
おけるＰ偏光とＳ偏光の各偏光成分に位相差が生じない
ように偏光回折素子の基板の厚みを決定すれば良い。そ
れにより、偏光回折素子を透過した０次回折光は直線偏
光となるので、記録信号の検出を正確に行えるようにな
る。
装置においては、上記した本発明に係る偏光回折素子を
使用しているので、カー回転角に基づいて記録信号を検
出する際に、例えば、偏光回折素子の０次回折光に基づ
いてカー回転角の検出を行うのであれば、０次回折光に
おけるＰ偏光とＳ偏光の各偏光成分に位相差が生じない
ように偏光回折素子の基板の厚みを決定すれば良い。そ
れにより、偏光回折素子を透過した０次回折光は直線偏
光となるので、記録信号の検出を正確に行えるようにな
る。
なお、偏光回折素子の１次回折光に基づいてカー回転
角の検出を行う場合は、１次回折光におけるＰ偏光とＳ
偏光の各偏光成分に位相差が生じないように偏光回折素
子の基板の厚みを決定すれば良い。
角の検出を行う場合は、１次回折光におけるＰ偏光とＳ
偏光の各偏光成分に位相差が生じないように偏光回折素
子の基板の厚みを決定すれば良い。
本発明の一実施例を第１図及び第２図に基づいて説明
すれば、以下の通りである。
すれば、以下の通りである。
本実施例に係る光ピックアップ装置は、第６図の従来
例における偏光回折素子16に代えて、第１図に示す偏光
回折素子21を使用している以外は、基本的に第６図の従
来例と同様に構成されている。従って、ここでは、光ピ
ックアップ装置自体に関する詳細な説明は省略する。
例における偏光回折素子16に代えて、第１図に示す偏光
回折素子21を使用している以外は、基本的に第６図の従
来例と同様に構成されている。従って、ここでは、光ピ
ックアップ装置自体に関する詳細な説明は省略する。
本実施例の偏光回折素子21を示す第１図は、第６図と
は図面の向きが正確に対応していないが、集光レンズ15
からの光が矢印Ａ方向に沿って偏光回折素子21に導か
れ、その後、偏光回折素子21の０次回折光Ｂが複屈折く
さび形光学素子17を介して光検出器18に導かれて、ここ
で光磁気記録媒体としての光磁気ディスク６上の記録信
号が検出されるようになっている。一方、偏光回折素子
21の１次回折光Ｃは光検出器20に導かれ、ここでトラッ
キングエラー信号及びフォーカスエラー信号が得られる
ようになっている。
は図面の向きが正確に対応していないが、集光レンズ15
からの光が矢印Ａ方向に沿って偏光回折素子21に導か
れ、その後、偏光回折素子21の０次回折光Ｂが複屈折く
さび形光学素子17を介して光検出器18に導かれて、ここ
で光磁気記録媒体としての光磁気ディスク６上の記録信
号が検出されるようになっている。一方、偏光回折素子
21の１次回折光Ｃは光検出器20に導かれ、ここでトラッ
キングエラー信号及びフォーカスエラー信号が得られる
ようになっている。
偏光回折素子21における基板22は、一軸性結晶を成す
材料、例えば、石英により形成されている。第２図にも
示すように、基板22における光磁気ディスク６側の表面
には、回折格子部として、所定の深さｔ及び幅を有する
断面矩形状の溝からなる回折格子23・23…が形成されて
いる。
材料、例えば、石英により形成されている。第２図にも
示すように、基板22における光磁気ディスク６側の表面
には、回折格子部として、所定の深さｔ及び幅を有する
断面矩形状の溝からなる回折格子23・23…が形成されて
いる。
回折格子23・23…は、それらの格子線が、紙面と直交
する方向に延びる基板22の光学軸Ｄと平行となる向きに
形成されている。このように、基板22として一軸性結晶
を成す材料を使用し、その光学軸Ｄと平行に回折格子23
・23…を形成すると、偏光回折素子21に入射した光が屈
折又は回折しても光学軸Ｄに対する偏光方向が変化しな
いので、偏光回折素子21の設計が容易になるとともに、
最も大きな偏光異方性を得ることができるものである。
する方向に延びる基板22の光学軸Ｄと平行となる向きに
形成されている。このように、基板22として一軸性結晶
を成す材料を使用し、その光学軸Ｄと平行に回折格子23
・23…を形成すると、偏光回折素子21に入射した光が屈
折又は回折しても光学軸Ｄに対する偏光方向が変化しな
いので、偏光回折素子21の設計が容易になるとともに、
最も大きな偏光異方性を得ることができるものである。
回折格子23のピッチ、つまり、格子間隔ｄは、偏光特
性を付与するために、記録又は再生に使用するレーザ光
の波長と同程度、好ましくは、上記レーザ光の波長の0.
5倍〜２倍程度に設定される。例えば、レーザ光の波長
が0.8μｍの場合、格子間隔ｄを0.5μｍ、回折格子23・
23…を成す各溝の深さｔを0.6μｍとすれば、Ｓ偏光成
分の０次回折効率η0Sは0.3、１次回折効率η1Sは0.7、
Ｐ偏光成分の０次回折効率η0Pは1.0、１次回折効率η
1Pは０となる。それにより、前記従来例と同様、０次回
折光Ｂにおける見掛けのカー回転角を増加させることが
できる。
性を付与するために、記録又は再生に使用するレーザ光
の波長と同程度、好ましくは、上記レーザ光の波長の0.
5倍〜２倍程度に設定される。例えば、レーザ光の波長
が0.8μｍの場合、格子間隔ｄを0.5μｍ、回折格子23・
23…を成す各溝の深さｔを0.6μｍとすれば、Ｓ偏光成
分の０次回折効率η0Sは0.3、１次回折効率η1Sは0.7、
Ｐ偏光成分の０次回折効率η0Pは1.0、１次回折効率η
1Pは０となる。それにより、前記従来例と同様、０次回
折光Ｂにおける見掛けのカー回転角を増加させることが
できる。
ところで、上記の回折格子23・23…の偏光特性によ
り、０次及び１次回折光Ｂ・Ｃの各Ｐ偏光及びＳ偏光の
偏光成分間に位相差が生じる。本実施例では、０次回折
光Ｂにより光磁気ディスク６上の記録信号の再生を行う
ので、０次回折光Ｂの各偏光成分の位相差は補償する必
要がある。
り、０次及び１次回折光Ｂ・Ｃの各Ｐ偏光及びＳ偏光の
偏光成分間に位相差が生じる。本実施例では、０次回折
光Ｂにより光磁気ディスク６上の記録信号の再生を行う
ので、０次回折光Ｂの各偏光成分の位相差は補償する必
要がある。
そこで、偏光回折素子21の基板22の厚みＴは、回折格
子23・23…で生じる０次回折光ＢにおけるＰ偏光及びＳ
偏光の各偏光成分間の位相差と、０次回折光Ｂが該基板
22中を伝播することにより生じる０次回折光ＢのＰ偏光
及びＳ偏光の両偏光成分間の位相差とが互いに相殺し合
う値となるように設定されている。
子23・23…で生じる０次回折光ＢにおけるＰ偏光及びＳ
偏光の各偏光成分間の位相差と、０次回折光Ｂが該基板
22中を伝播することにより生じる０次回折光ＢのＰ偏光
及びＳ偏光の両偏光成分間の位相差とが互いに相殺し合
う値となるように設定されている。
すなわち、基板22は光学異方性を有するので、０次回
折光ＢのＰ偏光成分は常光となり、屈折率noを感じる
が、０次回折光ＢのＳ偏光成分は異常光となり、屈折率
ne（≠no）を感じる。例えば、基板22が石英であれば、
no＝1.52、ne＝1.48である。
折光ＢのＰ偏光成分は常光となり、屈折率noを感じる
が、０次回折光ＢのＳ偏光成分は異常光となり、屈折率
ne（≠no）を感じる。例えば、基板22が石英であれば、
no＝1.52、ne＝1.48である。
その場合、０次回折光Ｂが基板22中を長さＬだけ伝播
すると、基板22の光学異方性に起因するＰ方向及びＳ方
向の偏光成分間の位相差ΔΨＬ（rad）は、 となる。従って、基板22厚みＴを調整し、上記のΔΨＬ
と、回折格子23・23…により生じるＰ偏光とＳ偏光の各
偏光成分間の位相差ΔΨＧとの和がｎπ（ｎは整数）と
なり、互いに相殺し合うようにすれば良い。それによ
り、偏光回折素子21を透過した０次回折光ＢのＰ偏光及
びＳ偏光の各偏光成分には位相差が生じないので、０次
回折光Ｂが直線偏光となり、カー回転角に基づく記録信
号の検出が高精度に行え、高品位の記録信号が得られ
る。
すると、基板22の光学異方性に起因するＰ方向及びＳ方
向の偏光成分間の位相差ΔΨＬ（rad）は、 となる。従って、基板22厚みＴを調整し、上記のΔΨＬ
と、回折格子23・23…により生じるＰ偏光とＳ偏光の各
偏光成分間の位相差ΔΨＧとの和がｎπ（ｎは整数）と
なり、互いに相殺し合うようにすれば良い。それによ
り、偏光回折素子21を透過した０次回折光ＢのＰ偏光及
びＳ偏光の各偏光成分には位相差が生じないので、０次
回折光Ｂが直線偏光となり、カー回転角に基づく記録信
号の検出が高精度に行え、高品位の記録信号が得られ
る。
なお、上記の実施例では、基板22の光磁気ディスク側
の表面に、断面矩形状の溝からなる回折格子23・23…を
形成したが、回折格子部は、例えば、基板にNa+、K+、A
g+等の不純物を注入することにより、基板の残余の部分
とは屈折率を相違させた屈折率分布型回折格子としても
良い。その場合も、屈折率分布型回折格子は格子線を光
学軸Ｄと平行とし、かつ、格子間隔をレーザ光の波長と
ほぼ等しく設定するのが好ましい。
の表面に、断面矩形状の溝からなる回折格子23・23…を
形成したが、回折格子部は、例えば、基板にNa+、K+、A
g+等の不純物を注入することにより、基板の残余の部分
とは屈折率を相違させた屈折率分布型回折格子としても
良い。その場合も、屈折率分布型回折格子は格子線を光
学軸Ｄと平行とし、かつ、格子間隔をレーザ光の波長と
ほぼ等しく設定するのが好ましい。
本発明に係る偏光回折素子は、以上のように、平板状
の基板に回折格子部を設けてなる偏光回折素子におい
て、上記基板は光学異方性を有する材料により形成さ
れ、かつ、上記回折格子部により生じる回折光のＰ偏光
成分とＳ偏光成分との位相差と、回折光が該基板中を伝
播することにより生じるＰ偏光成分とＳ偏光成分との位
相差とが互いに相殺し合うように、上記基板の厚みが設
定されている構成である。
の基板に回折格子部を設けてなる偏光回折素子におい
て、上記基板は光学異方性を有する材料により形成さ
れ、かつ、上記回折格子部により生じる回折光のＰ偏光
成分とＳ偏光成分との位相差と、回折光が該基板中を伝
播することにより生じるＰ偏光成分とＳ偏光成分との位
相差とが互いに相殺し合うように、上記基板の厚みが設
定されている構成である。
これにより、基板の材料として光学異方性を有するも
のを使用しているので、０次又は１次回折光が該基板中
を伝播する際に、それぞれＰ偏光成分とＳ偏光成分との
間で位相差が生じることになる。この位相差は、基板中
での伝播距離に応じて変化するので、偏光回折素子にお
いて、例えば、０次回折光におけるＰ偏光とＳ偏光の各
偏光成分間の位相差をなくする必要がある場合、基板の
光学異方性により０次回折光の各偏光成分間に生じる位
相差と、回折格子部の偏光特性に起因して０次回折光の
各偏光成分間に生じる位相差とが互いに相殺し合うよう
に上記基板の厚みを設定することにより、部品点数の増
加を招来することなく、回折格子部で０次回折光に生じ
るＰ偏光とＳ偏光の各偏光成分間の位相差を補償するこ
とができる。
のを使用しているので、０次又は１次回折光が該基板中
を伝播する際に、それぞれＰ偏光成分とＳ偏光成分との
間で位相差が生じることになる。この位相差は、基板中
での伝播距離に応じて変化するので、偏光回折素子にお
いて、例えば、０次回折光におけるＰ偏光とＳ偏光の各
偏光成分間の位相差をなくする必要がある場合、基板の
光学異方性により０次回折光の各偏光成分間に生じる位
相差と、回折格子部の偏光特性に起因して０次回折光の
各偏光成分間に生じる位相差とが互いに相殺し合うよう
に上記基板の厚みを設定することにより、部品点数の増
加を招来することなく、回折格子部で０次回折光に生じ
るＰ偏光とＳ偏光の各偏光成分間の位相差を補償するこ
とができる。
一方、１次回折光におけるＰ偏光とＳ偏光の各偏光成
分間の位相差をなくする必要がある場合は、同様に、基
板の光学異方性により１次回折光の各偏光成分間に生じ
る位相差と、回折格子部の偏光特性に起因して１次回折
光の各偏光成分間に生じる位相差とが互いに相殺し合う
ように上記基板の厚みを設定すれば良い。
分間の位相差をなくする必要がある場合は、同様に、基
板の光学異方性により１次回折光の各偏光成分間に生じ
る位相差と、回折格子部の偏光特性に起因して１次回折
光の各偏光成分間に生じる位相差とが互いに相殺し合う
ように上記基板の厚みを設定すれば良い。
なお、偏光回折素子に偏光特性を付与するためには、
回折格子部の間隔を回折光の波長とほぼ等しくなるよう
に設定すれば良い。
回折格子部の間隔を回折光の波長とほぼ等しくなるよう
に設定すれば良い。
又、上記基板を一軸性結晶を成す材料により形成し、
かつ、回折格子部を光学軸と平行に設ければ、偏光回折
素子に入射した光が屈折又は回折しても光学軸に対する
偏光方向が変化しないので、偏光回折素子の設計が容易
になるとともに、最も大きな偏光異方性を得ることがで
きる。それにより、回折格子部で生じたＰ偏光とＳ偏光
の偏光成分間の位相差を補償するのに必要な基板の厚み
を小さくすることができる。
かつ、回折格子部を光学軸と平行に設ければ、偏光回折
素子に入射した光が屈折又は回折しても光学軸に対する
偏光方向が変化しないので、偏光回折素子の設計が容易
になるとともに、最も大きな偏光異方性を得ることがで
きる。それにより、回折格子部で生じたＰ偏光とＳ偏光
の偏光成分間の位相差を補償するのに必要な基板の厚み
を小さくすることができる。
又、本発明に係る光ピックアップ装置は、光源と、光
源からの光束を光磁気記録媒体上に案内するとともに、
上記光磁気記録媒体からの反射光を光検出器に導く光学
系と、カー回転角に基づいて光磁気記録媒体上の記録信
号の検出を行う上記光検出器とを備えた光ピックアップ
装置において、上記光磁気記録媒体から光検出器に至る
反射光の光路中に、上記本発明に係る偏光回折素子が配
置されている構成である。
源からの光束を光磁気記録媒体上に案内するとともに、
上記光磁気記録媒体からの反射光を光検出器に導く光学
系と、カー回転角に基づいて光磁気記録媒体上の記録信
号の検出を行う上記光検出器とを備えた光ピックアップ
装置において、上記光磁気記録媒体から光検出器に至る
反射光の光路中に、上記本発明に係る偏光回折素子が配
置されている構成である。
これにより、カー回転角に基づいて記録信号を検出す
る際に、例えば、偏光回折素子の０次回折光に基づいて
カー回転角の検出を行うのであれば、０次回折光におけ
るＰ偏光とＳ偏光の各偏光成分に位相差が生じないよう
に偏光回折素子の基板の厚みを決定すれば良い。その結
果、偏光回折素子を透過した０次回折光は直線偏光とな
るので、記録信号の検出を正確に行えるようになる。
る際に、例えば、偏光回折素子の０次回折光に基づいて
カー回転角の検出を行うのであれば、０次回折光におけ
るＰ偏光とＳ偏光の各偏光成分に位相差が生じないよう
に偏光回折素子の基板の厚みを決定すれば良い。その結
果、偏光回折素子を透過した０次回折光は直線偏光とな
るので、記録信号の検出を正確に行えるようになる。
なお、偏光回折素子の１次回折光に基づいてカー回転
角の検出を行う場合は、１次回折光におけるＰ方向とＳ
方向の各偏光成分に位相差が生じないように偏光回折素
子の基板の厚みを決定すれば良い。
角の検出を行う場合は、１次回折光におけるＰ方向とＳ
方向の各偏光成分に位相差が生じないように偏光回折素
子の基板の厚みを決定すれば良い。
第１図及び第２図は本発明の一実施例を示すものであ
る。 第１図は偏光回折素子を説明する断面図である。 第２図は回折格子部分の拡大縦断面図である。 第３図乃至第７図は従来例を示すものである。 第３図は光ピックアップ装置の一例を示す説明図であ
る。 第４図及び第５図はそれぞれカー回転角に基づく記録信
号の検出原理を示す説明図である。 第６図は他の光ピックアップ装置を示す説明図である。 第７図は偏光回折素子の格子パターンを示す概略平面図
である。 21は偏光回折素子、22は基板、23は回折格子（回折格子
部）である。
る。 第１図は偏光回折素子を説明する断面図である。 第２図は回折格子部分の拡大縦断面図である。 第３図乃至第７図は従来例を示すものである。 第３図は光ピックアップ装置の一例を示す説明図であ
る。 第４図及び第５図はそれぞれカー回転角に基づく記録信
号の検出原理を示す説明図である。 第６図は他の光ピックアップ装置を示す説明図である。 第７図は偏光回折素子の格子パターンを示す概略平面図
である。 21は偏光回折素子、22は基板、23は回折格子（回折格子
部）である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 倉田 幸夫 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−12105（ＪＰ，Ａ)
Claims (9)
- 【請求項１】平板状の基板に回折格子部を設けてなる偏
光回折素子において、 上記基板は光学異方性を有する材料により形成され、か
つ、上記回折格子部により生じる回折光のＰ偏光成分と
Ｓ偏光成分との位相差と、回折光が該基板中を伝播する
ことにより生じるＰ偏光成分とＳ偏光成分との位相差と
が互いに相殺し合うように、上記基板の厚みが設定され
ていることを特徴とする偏光回折素子。 - 【請求項２】上記回折格子部の間隔が回折光の波長とほ
ぼ等しくなるように設定されていることを特徴とする請
求項第１項に記載の偏光回折素子。 - 【請求項３】上記回折格子部の間隔が回折光の波長の0.
5倍〜２倍の範囲に設定されていることを特徴とする請
求項第２項に記載の偏光回折素子。 - 【請求項４】上記基板は一軸性結晶を成す材料により形
成されていることを特徴とする請求項第１項乃至第３項
のいずれか一に記載の偏光回折素子。 - 【請求項５】一軸性結晶を成す材料として石英が使用さ
れていることを特徴とする請求項第４項に記載の偏光回
折素子。 - 【請求項６】上記回折格子部は光学軸に平行に形成され
ていることを特徴とする請求項第４項又は第５項のいず
れか一に記載の偏光回折素子。 - 【請求項７】上記回折格子部が基板に設けられた溝から
なる回折格子であることを特徴とする請求項第１項乃至
第３項のいずれか一に記載の偏光回折素子。 - 【請求項８】上記回折格子部が基板の残余の部位と屈折
率を相違させることにより形成された屈折率分布型回折
格子であることを特徴とする請求項第１項乃至第３項の
いずれか一に記載の偏光回折素子。 - 【請求項９】光源と、光源からの光束を光磁気記録媒体
上に案内するとともに、上記光磁気記録媒体からの反射
光を光検出器に導く光学系と、カー回転角に基づいて光
磁気記録媒体上の記録信号の検出を行う上記光検出器と
を備えた光ピックアップ装置において、 上記光磁気記録媒体から光検出器に至る反射光の光路中
に請求項第１項乃至第３項のいずれか一に記載の偏光回
折素子が配置されていることを特徴とする光ピックアッ
プ装置。
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1148100A JPH0823605B2 (ja) | 1989-06-09 | 1989-06-09 | 偏光回折素子並びにそれを含む光ピックアップ装置 |
| US07/500,292 US5085496A (en) | 1989-03-31 | 1990-03-28 | Optical element and optical pickup device comprising it |
| DE69032301T DE69032301T2 (de) | 1989-03-31 | 1990-03-30 | Optisches Element und dieses enthaltende optische Abtasteinrichtung |
| EP90303482A EP0390610B1 (en) | 1989-03-31 | 1990-03-30 | Optical element and optical pickup device comprising the same |
| EP97111248A EP0803868B1 (en) | 1989-03-31 | 1990-03-30 | Optical element and optical pickup device comprising the same |
| CA002013538A CA2013538C (en) | 1989-03-31 | 1990-03-30 | Optical element and optical pickup device comprising it |
| KR1019900004358A KR0144569B1 (ko) | 1989-03-31 | 1990-03-30 | 광학소자 및 그것을 포함하는 광픽업장치 |
| DE69033972T DE69033972T2 (de) | 1989-03-31 | 1990-03-30 | Optisches Bauteil und damit versehenes optisches Wiedergabegerät. |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1148100A JPH0823605B2 (ja) | 1989-06-09 | 1989-06-09 | 偏光回折素子並びにそれを含む光ピックアップ装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0312603A JPH0312603A (ja) | 1991-01-21 |
| JPH0823605B2 true JPH0823605B2 (ja) | 1996-03-06 |
Family
ID=15445246
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1148100A Expired - Fee Related JPH0823605B2 (ja) | 1989-03-31 | 1989-06-09 | 偏光回折素子並びにそれを含む光ピックアップ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0823605B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3695398B2 (ja) * | 2002-01-30 | 2005-09-14 | 富士ゼロックス株式会社 | 光学式エンコーダ及びエンコーダ用スケール |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0212105A (ja) * | 1988-06-29 | 1990-01-17 | Nec Corp | 複屈折回折格子型偏光子 |
-
1989
- 1989-06-09 JP JP1148100A patent/JPH0823605B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0312603A (ja) | 1991-01-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |