JPH0827969B2 - 導波路型光学ヘッド - Google Patents
導波路型光学ヘッドInfo
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- JPH0827969B2 JPH0827969B2 JP1306794A JP30679489A JPH0827969B2 JP H0827969 B2 JPH0827969 B2 JP H0827969B2 JP 1306794 A JP1306794 A JP 1306794A JP 30679489 A JP30679489 A JP 30679489A JP H0827969 B2 JPH0827969 B2 JP H0827969B2
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- waveguide
- optical
- layer
- light
- waveguide layer
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光ディスクや光磁気ディスク等の光ピックア
ップ部に用いるに最適な光学ヘッドに関し、特に、光が
伝搬される導波層を有する光導波路を用いた導波路型光
学ヘッドに関する。
ップ部に用いるに最適な光学ヘッドに関し、特に、光が
伝搬される導波層を有する光導波路を用いた導波路型光
学ヘッドに関する。
コンパクトディスクやレーザーディスク等の再生専用
の光ディスクや、追記型の光ディスク、あるいは、磁気
光学効果を利用して情報の記録再生を可能とした光磁気
ディスク等の光ピックアップ部としては、従来、バルク
型の光学部品を組合せた光学ヘッドが用いられていた
が、この種の光学ヘッドは、多数の光学部品と光源及び
光検知器とを組合せて構成されるため、光学ヘッド全体
が大きく且つ重くなり、また、構成も複雑となり組付け
や調整に手間がかかり、しかも、部品点数が多いため、
生産コストが増大するという問題があった。
の光ディスクや、追記型の光ディスク、あるいは、磁気
光学効果を利用して情報の記録再生を可能とした光磁気
ディスク等の光ピックアップ部としては、従来、バルク
型の光学部品を組合せた光学ヘッドが用いられていた
が、この種の光学ヘッドは、多数の光学部品と光源及び
光検知器とを組合せて構成されるため、光学ヘッド全体
が大きく且つ重くなり、また、構成も複雑となり組付け
や調整に手間がかかり、しかも、部品点数が多いため、
生産コストが増大するという問題があった。
そこで、このような従来の光学ヘッドの問題を解決す
るため、基板上に光導波路を形成すると共に、その基板
上にレンズ素子、発光素子、受光素子等を集積化した導
波路型の光学ヘッドが提案されている（例えば、特開昭
62−217434号公報等）。
るため、基板上に光導波路を形成すると共に、その基板
上にレンズ素子、発光素子、受光素子等を集積化した導
波路型の光学ヘッドが提案されている（例えば、特開昭
62−217434号公報等）。
ここで、第５図は従来の導波路型光学ヘッドの一例を
示すものであって、この導波路型光学ヘッドは、基板上
に、レーザー光源LDと光検知器113とを備えると共に、
レーザー光源LD及び光検知器113と出射端111間を接続す
る光ピックアップ用導波路117と、この光ピックアップ
用導波路117の両側に設けられトラック方向の集束位置
ずれを検出するための導波路A1,A2と、焦点位置の前後
を検知する導波路B1,B2とが形成されていることを特徴
としており、出射端111と光ディスク106の間には対物レ
ンズ115が配置されている。中央の光ピックアップ用導
波路117から出射した光は、対物レンズ115を介して光デ
ィスク106に照射され、その反射光が対物レンズ115を介
して光ピックアップ用導波路117に入射する。そして導
波路117を伝搬した光は光検知器113で検知され、電気信
号に変換され、情報の読み取りが行われる。
示すものであって、この導波路型光学ヘッドは、基板上
に、レーザー光源LDと光検知器113とを備えると共に、
レーザー光源LD及び光検知器113と出射端111間を接続す
る光ピックアップ用導波路117と、この光ピックアップ
用導波路117の両側に設けられトラック方向の集束位置
ずれを検出するための導波路A1,A2と、焦点位置の前後
を検知する導波路B1,B2とが形成されていることを特徴
としており、出射端111と光ディスク106の間には対物レ
ンズ115が配置されている。中央の光ピックアップ用導
波路117から出射した光は、対物レンズ115を介して光デ
ィスク106に照射され、その反射光が対物レンズ115を介
して光ピックアップ用導波路117に入射する。そして導
波路117を伝搬した光は光検知器113で検知され、電気信
号に変換され、情報の読み取りが行われる。
尚、光ディスク106からの反射光が導波路117の出射端
111位置に正確に絞られておれば、他の導波路A1,A2やB
1,B2への入射光パワーは小さいため、これら導波路A1,A
2,B1,B2用の光検知器118,119,120,121からの検知信号に
よって、光ピックアップ導波路117に焦点が有っている
ことが検知できる。
111位置に正確に絞られておれば、他の導波路A1,A2やB
1,B2への入射光パワーは小さいため、これら導波路A1,A
2,B1,B2用の光検知器118,119,120,121からの検知信号に
よって、光ピックアップ導波路117に焦点が有っている
ことが検知できる。
このように、第５図に示す構成の導波路型光学ヘッド
では、基板上に光導波路、レンズ素子、レーザ光源、光
検知器等が集積比されているため、小型化、軽量化が容
易であり、且つ、製造時に各素子の位置決めを正確に行
うことができ、組付け後の調整等の作業が不要となり、
また、検出精度も向上する。また、部品点数も大幅に削
減されるため、生産コストを大幅に低減することができ
る。
では、基板上に光導波路、レンズ素子、レーザ光源、光
検知器等が集積比されているため、小型化、軽量化が容
易であり、且つ、製造時に各素子の位置決めを正確に行
うことができ、組付け後の調整等の作業が不要となり、
また、検出精度も向上する。また、部品点数も大幅に削
減されるため、生産コストを大幅に低減することができ
る。
ところで、第５図に示す構成の導波路型光学ヘッドで
は、レーザー光源LDからの出射光と、光ディスク106か
らの反射光とが、同一の光ピックアップ用導波路117内
を伝搬されるが、このような構成の場合、合焦（on Fo
cus）の状態においては、光ディスクからの反射光は導
波路117にほぼ完全に戻ることになる。
は、レーザー光源LDからの出射光と、光ディスク106か
らの反射光とが、同一の光ピックアップ用導波路117内
を伝搬されるが、このような構成の場合、合焦（on Fo
cus）の状態においては、光ディスクからの反射光は導
波路117にほぼ完全に戻ることになる。
ところが、このように光ピックアップ用導波路117内
に戻された光は、導波路内を出射時とは逆方向に伝搬さ
れるため、一部の伝搬光がレーザー光源LDに戻されてし
まう。このように、レーザー光源LDに光ディスクからの
反射光が戻されてしまうと、レーザー光源LDの発振が不
安定となり、結果的に、光学ヘッド全体の性能の劣化を
招く虞れがあり問題となる。
に戻された光は、導波路内を出射時とは逆方向に伝搬さ
れるため、一部の伝搬光がレーザー光源LDに戻されてし
まう。このように、レーザー光源LDに光ディスクからの
反射光が戻されてしまうと、レーザー光源LDの発振が不
安定となり、結果的に、光学ヘッド全体の性能の劣化を
招く虞れがあり問題となる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、光
情報記録媒体からの戻り光の影響を排除し、高性能化、
性能の安定化を容易に図り得る導波路型光学ヘッドを提
供することを目的とする。
情報記録媒体からの戻り光の影響を排除し、高性能化、
性能の安定化を容易に図り得る導波路型光学ヘッドを提
供することを目的とする。
上記目的を達成するための第１の構成として、本発明
の導波路型光学ヘッドは、半導体レーザーからの出射光
を伝搬する第１導波層を有する第１光導波路と、上記出
射光を光情報記録媒体上に放射するためのテーパ状導波
層よりなる放射部と、上記テーパ状導波層よりなる放射
部から照射され光情報記録媒体で反射された光を光検出
部に伝搬する第２導波層を有する第２光導波路とを基板
上に備え、上記基板上に第２光導波路を積層形成し、さ
らに第２光導波路上に第１光導波路を積層形成し、且
つ、上記第２光導波路は上記基板上の上記放射部が形成
された面と同一面上に形成され第２導波層が放射部と連
接されると共に上記放射部からの光が出射される側の基
板端面に対し略直角な向きに形成されたことを特徴とす
る。
の導波路型光学ヘッドは、半導体レーザーからの出射光
を伝搬する第１導波層を有する第１光導波路と、上記出
射光を光情報記録媒体上に放射するためのテーパ状導波
層よりなる放射部と、上記テーパ状導波層よりなる放射
部から照射され光情報記録媒体で反射された光を光検出
部に伝搬する第２導波層を有する第２光導波路とを基板
上に備え、上記基板上に第２光導波路を積層形成し、さ
らに第２光導波路上に第１光導波路を積層形成し、且
つ、上記第２光導波路は上記基板上の上記放射部が形成
された面と同一面上に形成され第２導波層が放射部と連
接されると共に上記放射部からの光が出射される側の基
板端面に対し略直角な向きに形成されたことを特徴とす
る。
また、第２の構成として、本発明の導波路型光学ヘッ
ドは、半導体レーザーからの出射光を伝搬する第１導波
層を有する第１光導波路と、上記出射光を光情報記録媒
体上に放射するためのテーパ状導波層よりなる放射部
と、上記放射部から照射され光情報記録媒体で反射され
た光を光検出部に伝搬する第２導波層を有する第２光導
波路とを基板上に備え、上記基板上に第２光導波路を積
層形成し、さらに第２光導波路上に第１光導波路を積層
形成し、且つ、上記第２光導波路は上記基板上の上記放
射部が形成された面と同一面上に形成され第２導波層が
放射部と連接されると共に上記放射部からの光が出射さ
れる側の基板端面に対し略直角な向きに形成され、上記
第２導波層の屈折率n2と上記第１導波層の屈折率n1との
関係が、n2＞n1となることを特徴とする。
ドは、半導体レーザーからの出射光を伝搬する第１導波
層を有する第１光導波路と、上記出射光を光情報記録媒
体上に放射するためのテーパ状導波層よりなる放射部
と、上記放射部から照射され光情報記録媒体で反射され
た光を光検出部に伝搬する第２導波層を有する第２光導
波路とを基板上に備え、上記基板上に第２光導波路を積
層形成し、さらに第２光導波路上に第１光導波路を積層
形成し、且つ、上記第２光導波路は上記基板上の上記放
射部が形成された面と同一面上に形成され第２導波層が
放射部と連接されると共に上記放射部からの光が出射さ
れる側の基板端面に対し略直角な向きに形成され、上記
第２導波層の屈折率n2と上記第１導波層の屈折率n1との
関係が、n2＞n1となることを特徴とする。
また、第３の構成として、本発明の導波路型光学ヘッ
ドは、半導体レーザーからの出射光を伝搬する第１導波
層を有する第１光導波路と、上記出射光を光情報記録媒
体上に放射するためのテーパ状導波層よりなる放射部
と、上記放射部から照射され光情報記録媒体で反射され
た光を光検出部に伝搬する第２導波層を有する第２光導
波路とを基板上に備え、上記基板上に第２光導波路を積
層形成し、さらに第２光導波路上に第１光導波路を積層
形成し、且つ、上記第２光導波路は上記基板上の上記放
射部が形成された面と同一面上に形成され第２導波層が
放射部と連接されると共に上記放射部からの光が出射さ
れる側の基板端面に対し略直角な向きに形成され、上記
第２導波層の巾若しくは層厚を上記第１導波層の巾若し
くは層厚より大きくしたことを特徴とする。
ドは、半導体レーザーからの出射光を伝搬する第１導波
層を有する第１光導波路と、上記出射光を光情報記録媒
体上に放射するためのテーパ状導波層よりなる放射部
と、上記放射部から照射され光情報記録媒体で反射され
た光を光検出部に伝搬する第２導波層を有する第２光導
波路とを基板上に備え、上記基板上に第２光導波路を積
層形成し、さらに第２光導波路上に第１光導波路を積層
形成し、且つ、上記第２光導波路は上記基板上の上記放
射部が形成された面と同一面上に形成され第２導波層が
放射部と連接されると共に上記放射部からの光が出射さ
れる側の基板端面に対し略直角な向きに形成され、上記
第２導波層の巾若しくは層厚を上記第１導波層の巾若し
くは層厚より大きくしたことを特徴とする。
本発明の導波路型光学ヘッドでは、半導体レーザーか
らの出射光を放射部に向けて伝搬する第１導波層を有す
る第１光導波路と、テーパ状導波層よりなる放射部から
照射され光情報記録媒体で反射された光を光検出部に伝
搬する第２導波層を有する第２光導波路とを基板上に備
え、上記基板上に第２光導波路を積層形成し、さらに第
２光導波路上に第１光導波路を積層形成し、第１光導波
路と第２光導波路とを上下に別けて設けた構成のため、
光情報記録媒体からの戻り光が半導体レーザー側に戻さ
れることがなく、戻り光の影響をほぼ完全に防止でき
る。
らの出射光を放射部に向けて伝搬する第１導波層を有す
る第１光導波路と、テーパ状導波層よりなる放射部から
照射され光情報記録媒体で反射された光を光検出部に伝
搬する第２導波層を有する第２光導波路とを基板上に備
え、上記基板上に第２光導波路を積層形成し、さらに第
２光導波路上に第１光導波路を積層形成し、第１光導波
路と第２光導波路とを上下に別けて設けた構成のため、
光情報記録媒体からの戻り光が半導体レーザー側に戻さ
れることがなく、戻り光の影響をほぼ完全に防止でき
る。
また、前記第２の構成に示すように、第２導波層の屈
折率n2と第１導波層の屈折率n1との関係が、n2＞n1とな
るように構成することにより、第２導波層から第１導波
層への光の洩れが防止される。
折率n2と第１導波層の屈折率n1との関係が、n2＞n1とな
るように構成することにより、第２導波層から第１導波
層への光の洩れが防止される。
また、前記第３の構成に示すように、第２導波層の巾
若しくは層厚が第１導波層の巾若しくは層厚より大きく
なるように構成することにより、光情報記録媒体からの
戻り光が第１導波層側に入り込むことが防止される。
若しくは層厚が第１導波層の巾若しくは層厚より大きく
なるように構成することにより、光情報記録媒体からの
戻り光が第１導波層側に入り込むことが防止される。
以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細に説明す
る。
る。
第１図は本発明の一実施例を示す導波路型光学ヘッド
の側面構成図、第２図は同上導波路型光学ヘッドをｘ軸
方向から見たときの各層部分の平面図であって、同図
（ａ）は第１光導波路部分の平面図、同図（ｂ）は第２
光導波路部分の平面図、同図（ｃ）は基板部分の平面図
を夫々示している。また、第３図は同上導波路型光学ヘ
ッドの半導体レーザー側の端面図である。
の側面構成図、第２図は同上導波路型光学ヘッドをｘ軸
方向から見たときの各層部分の平面図であって、同図
（ａ）は第１光導波路部分の平面図、同図（ｂ）は第２
光導波路部分の平面図、同図（ｃ）は基板部分の平面図
を夫々示している。また、第３図は同上導波路型光学ヘ
ッドの半導体レーザー側の端面図である。
第１図乃至第３図において、本実施例における導波路
型光学ヘッドは、半導体レーザー１からの出射光を伝搬
する層厚が均一な第１導波層20とこの第１導波層20に形
成され上記出射光を平行光束とするコリメータレンズ30
と上記第１導波層20に連接されるアイソレータ部22及び
第１バッファ層４とを有する第１光導波路と、上記第１
導波層20及びアイソレータ部22を伝搬されて来た上記出
射光を上記第１光導波路のアイソレータ部22から取り出
し第２バッファ層５を介してその端面5aから光情報記録
媒体９に向けて放射するためのテーパ結合器（テーパ状
導波層）23を備えた放射部と、上記放射部から放射され
対物レンズ８を介して光情報記録媒体９に照射され光情
報記録媒体９で反射された光を集光レンズ33,分波器32,
集光レンズ31を介してフォトダイオード等の光検知器７
からなる光検出部に伝搬する第２導波層21及び第２バッ
ファ層５を有する第２光導波路とを、同一の基板６上に
備え、上記第２光導波路は上記基板６上の放射部が形成
された面と同一面上に形成され上記第２導波層21が放射
部のテーパ結合器23と連接されると共に上記放射部から
の光が出射される側の第２バッファ層端面5aに対し略直
角な向きに形成され、且つ、上記第１光導波路は上記第
２光導波路上に積層形成されたことを特徴とするもので
ある。
型光学ヘッドは、半導体レーザー１からの出射光を伝搬
する層厚が均一な第１導波層20とこの第１導波層20に形
成され上記出射光を平行光束とするコリメータレンズ30
と上記第１導波層20に連接されるアイソレータ部22及び
第１バッファ層４とを有する第１光導波路と、上記第１
導波層20及びアイソレータ部22を伝搬されて来た上記出
射光を上記第１光導波路のアイソレータ部22から取り出
し第２バッファ層５を介してその端面5aから光情報記録
媒体９に向けて放射するためのテーパ結合器（テーパ状
導波層）23を備えた放射部と、上記放射部から放射され
対物レンズ８を介して光情報記録媒体９に照射され光情
報記録媒体９で反射された光を集光レンズ33,分波器32,
集光レンズ31を介してフォトダイオード等の光検知器７
からなる光検出部に伝搬する第２導波層21及び第２バッ
ファ層５を有する第２光導波路とを、同一の基板６上に
備え、上記第２光導波路は上記基板６上の放射部が形成
された面と同一面上に形成され上記第２導波層21が放射
部のテーパ結合器23と連接されると共に上記放射部から
の光が出射される側の第２バッファ層端面5aに対し略直
角な向きに形成され、且つ、上記第１光導波路は上記第
２光導波路上に積層形成されたことを特徴とするもので
ある。
ここで、上記半導体レーザー１の発光面は第１光導波
路の第１導波層20の端面に接合されており、半導体レー
ザー１からの出射光は確実に第１導波層20に伝搬され
る。第１導波層20は層厚が均一な均一導波層であり、第
１導波層20に入射された光束を内部に閉じ込め、アイソ
レータ部22に向けて伝搬する。第１導波層20に設けられ
たコリメータレンズ30は、第１導波層20を伝搬される光
束を略平行光束とするように作用する。また、第１導波
層20と一体に連接されるアイソレータ部22の出射端は第
２導波層21に結合されており、第１導波層20からの伝搬
光を第２導波層21に導波するように作用する。この第２
導波層21に導波された光束は第２導波層21と連接された
放射部のテーパ結合器（テーパ状導波層）23によってカ
ットオフされ、導波光に対して透明な第２バッファ層５
側に出射され、その第２バッファ層の端面5aから空気中
へ放射される。空気中に放射された放射光は、対物レン
ズ８によって光情報記録媒体９の記録面に集光される
が、フォーカス及びトラッキングのためのサーボは対物
レンズ８の駆動により行われる。
路の第１導波層20の端面に接合されており、半導体レー
ザー１からの出射光は確実に第１導波層20に伝搬され
る。第１導波層20は層厚が均一な均一導波層であり、第
１導波層20に入射された光束を内部に閉じ込め、アイソ
レータ部22に向けて伝搬する。第１導波層20に設けられ
たコリメータレンズ30は、第１導波層20を伝搬される光
束を略平行光束とするように作用する。また、第１導波
層20と一体に連接されるアイソレータ部22の出射端は第
２導波層21に結合されており、第１導波層20からの伝搬
光を第２導波層21に導波するように作用する。この第２
導波層21に導波された光束は第２導波層21と連接された
放射部のテーパ結合器（テーパ状導波層）23によってカ
ットオフされ、導波光に対して透明な第２バッファ層５
側に出射され、その第２バッファ層の端面5aから空気中
へ放射される。空気中に放射された放射光は、対物レン
ズ８によって光情報記録媒体９の記録面に集光される
が、フォーカス及びトラッキングのためのサーボは対物
レンズ８の駆動により行われる。
光情報記録媒体９の記録面によって反射された戻り光
は、上述とは逆の光路を通って第２バッファ層端面5aか
ら入射され、テーパ結合器23を介して第２導波層21に伝
搬される。第２導波層21は層厚が均一な均一層厚導波層
であり、光情報記録媒体９からの戻り光を光検出部に向
けて伝搬する。また、第２導波層21には集光レンズ33が
設けられており、この集光レンズ33によって伝搬光は略
平行光とされ、さらに第２導波層21を伝搬される。ま
た、第２導波層21の光検出部側には分波器32が設けられ
ており、分波器32によって伝搬光が２方向に分割され
る。この２方向に分割された伝搬光は、夫々集光レンズ
31によって集束光となり、第２導波層21のテーパ部24に
よって第２バッファ層５側に出射され、基板６に設けら
れた光検知器７（7a,7b）に導かれる。この光検知器７
（7a,7b）はフォトダイオード等からなり、例えばSiか
らなる基板６中にモノリシックに形成されていて、その
受光部は各々２分割されている。
は、上述とは逆の光路を通って第２バッファ層端面5aか
ら入射され、テーパ結合器23を介して第２導波層21に伝
搬される。第２導波層21は層厚が均一な均一層厚導波層
であり、光情報記録媒体９からの戻り光を光検出部に向
けて伝搬する。また、第２導波層21には集光レンズ33が
設けられており、この集光レンズ33によって伝搬光は略
平行光とされ、さらに第２導波層21を伝搬される。ま
た、第２導波層21の光検出部側には分波器32が設けられ
ており、分波器32によって伝搬光が２方向に分割され
る。この２方向に分割された伝搬光は、夫々集光レンズ
31によって集束光となり、第２導波層21のテーパ部24に
よって第２バッファ層５側に出射され、基板６に設けら
れた光検知器７（7a,7b）に導かれる。この光検知器７
（7a,7b）はフォトダイオード等からなり、例えばSiか
らなる基板６中にモノリシックに形成されていて、その
受光部は各々２分割されている。
尚、上述のアイソレータ部22、テーパ結合器23、テー
パ部24は、シャドーマスクスパッタリング法で作製され
る。また、第１、第２導波層中に設けられるコリメータ
レンズ30、集光レンズ31,33、分波器32は、イオン交換
法等で作製される。
パ部24は、シャドーマスクスパッタリング法で作製され
る。また、第１、第２導波層中に設けられるコリメータ
レンズ30、集光レンズ31,33、分波器32は、イオン交換
法等で作製される。
また、第１導波層20、第２導波層21、第１バッファ層
４は光学ガラス等で形成され、第２バッファ層５はSiO2
等で形成される。
４は光学ガラス等で形成され、第２バッファ層５はSiO2
等で形成される。
また、第１導波層20の屈折率をn1、第２導波層21の屈
折率をn2、第１バッファ層４の屈折率をns1、第２バッ
ファ層５の屈折率をns2とした場合に、これらの関係
は、 n2＞n1＞（ns1，ns2） と定められる。
折率をn2、第１バッファ層４の屈折率をns1、第２バッ
ファ層５の屈折率をns2とした場合に、これらの関係
は、 n2＞n1＞（ns1，ns2） と定められる。
すなわち、第２導波層21の屈折率n2を第１導波層20の
屈折率n1より大きくし、且つ、両導波層の間に、これら
より低屈折率の第１バッファ層４を介在させたことによ
り、第２導波層21から第１導波層20への光の洩れが防止
され、且つ、第２導波層21と基板６との間に第２導波層
21より低屈折率の第２バッファ層５を設けたことによ
り、第２導波層21から、基板６への光の洩れが防止され
る。尚、第１バッファ層４の屈折率ns1と第２バッファ
層５の屈折率ns2の関係は、ns1＝ns2としてもよい。
屈折率n1より大きくし、且つ、両導波層の間に、これら
より低屈折率の第１バッファ層４を介在させたことによ
り、第２導波層21から第１導波層20への光の洩れが防止
され、且つ、第２導波層21と基板６との間に第２導波層
21より低屈折率の第２バッファ層５を設けたことによ
り、第２導波層21から、基板６への光の洩れが防止され
る。尚、第１バッファ層４の屈折率ns1と第２バッファ
層５の屈折率ns2の関係は、ns1＝ns2としてもよい。
次に、第１図乃至第３図に示す構成の導波路型光学ヘ
ッドの作製手順の一例について簡単に説明する。
ッドの作製手順の一例について簡単に説明する。
先ずSi基板６を作製し、第２図（ｃ）に示すよう
に、このSi基板６にドーピング法等によりフォトダイオ
ード等の光検知器７を形成する。
に、このSi基板６にドーピング法等によりフォトダイオ
ード等の光検知器７を形成する。
次に、上記Si基板６上にスパッタリング等によりSi
O2層を堆積させ、第２バッファ層５を形成する。
O2層を堆積させ、第２バッファ層５を形成する。
次に、第２バッファ層５の上に、シャドーマスクス
パッタリング法により第２導波層21及び放射部のテーパ
結合器（テーパ状導波層）23を形成する。すなわち、第
２導波層部分は均一層厚に形成されるが、この第２導波
層21に連接されるテーパ結合器23と、第２導波層21のテ
ーパ部24とは、漸次層厚が減少する構造のため、シャド
ウマスクスパッタリング法により、スパッタリング時に
シャドウマスクをテーパの傾斜方向に移動させつつスパ
ッタリングを行い、マスクの移動速度を制御することで
所望の形状のテーパ結合器23及びテーパ部24を形成する
わけである。
パッタリング法により第２導波層21及び放射部のテーパ
結合器（テーパ状導波層）23を形成する。すなわち、第
２導波層部分は均一層厚に形成されるが、この第２導波
層21に連接されるテーパ結合器23と、第２導波層21のテ
ーパ部24とは、漸次層厚が減少する構造のため、シャド
ウマスクスパッタリング法により、スパッタリング時に
シャドウマスクをテーパの傾斜方向に移動させつつスパ
ッタリングを行い、マスクの移動速度を制御することで
所望の形状のテーパ結合器23及びテーパ部24を形成する
わけである。
次に、上述のようにして形成された第２導波層21
に、第２図（ｂ）に示すように、イオン交換により集光
レンズ31,33及び分波器32を形成する。
に、第２図（ｂ）に示すように、イオン交換により集光
レンズ31,33及び分波器32を形成する。
次に、シャドウマスクスパッタ法により、上記第２
導波層21上に第１バッファ層４を積層形成する。
導波層21上に第１バッファ層４を積層形成する。
次に、マスクスパッタリングにより、上記第１バッ
ファ層４の上に第１導波層20及びアイソレータ部22を積
層形成し、第２図（ｂ）に示すように、この第１導波層
20にイオン交換によりコリメータレンズ30を形成する。
尚、第１導波層20の巾は第２導波層21の巾より小さく形
成される。
ファ層４の上に第１導波層20及びアイソレータ部22を積
層形成し、第２図（ｂ）に示すように、この第１導波層
20にイオン交換によりコリメータレンズ30を形成する。
尚、第１導波層20の巾は第２導波層21の巾より小さく形
成される。
次に、第１導波層20の端面に半導体レーザー１の発
光面を接合して、第１図乃至第３図に示す構造の導波路
型光学ヘッドが作製される。
光面を接合して、第１図乃至第３図に示す構造の導波路
型光学ヘッドが作製される。
次に第１図乃至第３図に示す構成の導波路型光学ヘッ
ドの動作についてより詳しく説明する。
ドの動作についてより詳しく説明する。
第１図乃至第３図において、半導体レーザー１から出
射された光束は、第１導波層20に閉じ込められて伝搬
し、コリメータレンズ30により平行光束にコリメートさ
れて、さらに第１導波層20を伝搬される。そして、アイ
ソレータ部22に到達された伝搬光は、アイソレータ部22
の傾斜に沿って伝搬され、第２導波層21側に導波され
る。第２導波層21側に導波された光束は、導波層の巾方
向（図中ｙ方向）に集束作用を持つ集光レンズ33によっ
てに集束され、その集束光となった光束は、第２導波層
21と連接されたテーパ結合器（テーパ状導波層）23のテ
ーパ部の作用により、層厚方向（図中ｘ方向）にも集束
され、テーパ結合器23の層内の図中ａ点で一度焦点を結
び、このａ点でカットオフされて第２バッファ層５中に
放射され、第２バッファ層端面5aから外部に放射され
る。この外部に放射された光束は発散球面波であり、対
物レンズ８によって集光されて光情報記録媒体９の記録
ピットに焦点を結ぶ。ここで、上述の集光レンズ33は、
テーパ結合器23のテーパ部の作用による層厚方向の光束
の集光点ａに対して巾方向の光束の集光点を一致させ、
第２バッファ層端面5aからの放射光のｘ方向とｙ方向の
発散角α，βを同一にするために設けられている。尚、
テーパ状導波層23及び上述の集光レンズ33の作用につい
ては、本出願人が先に特許出願した、特願昭63−230247
号明細書及び特願平１−54657号明細書に詳細な説明が
記載されている。
射された光束は、第１導波層20に閉じ込められて伝搬
し、コリメータレンズ30により平行光束にコリメートさ
れて、さらに第１導波層20を伝搬される。そして、アイ
ソレータ部22に到達された伝搬光は、アイソレータ部22
の傾斜に沿って伝搬され、第２導波層21側に導波され
る。第２導波層21側に導波された光束は、導波層の巾方
向（図中ｙ方向）に集束作用を持つ集光レンズ33によっ
てに集束され、その集束光となった光束は、第２導波層
21と連接されたテーパ結合器（テーパ状導波層）23のテ
ーパ部の作用により、層厚方向（図中ｘ方向）にも集束
され、テーパ結合器23の層内の図中ａ点で一度焦点を結
び、このａ点でカットオフされて第２バッファ層５中に
放射され、第２バッファ層端面5aから外部に放射され
る。この外部に放射された光束は発散球面波であり、対
物レンズ８によって集光されて光情報記録媒体９の記録
ピットに焦点を結ぶ。ここで、上述の集光レンズ33は、
テーパ結合器23のテーパ部の作用による層厚方向の光束
の集光点ａに対して巾方向の光束の集光点を一致させ、
第２バッファ層端面5aからの放射光のｘ方向とｙ方向の
発散角α，βを同一にするために設けられている。尚、
テーパ状導波層23及び上述の集光レンズ33の作用につい
ては、本出願人が先に特許出願した、特願昭63−230247
号明細書及び特願平１−54657号明細書に詳細な説明が
記載されている。
さて、光情報記録媒体９によって反射された光は、上
述とは逆の過程を経て、第２バッファ層５の端面5aから
テーパ結合器23に入射され、テーパ結合器23から第２導
波層21中へ伝搬される。そして、第２導波層21に伝搬さ
れた戻り光は集光レンズ33を通過して略平行光とされ
る。この第２導波層21へ伝搬された戻り光は、前述した
ように、第２導波層21の屈折率n2が第１導波層20及びア
イソレータ部22の屈折率n1より大きく設定されており、
また、第１導波層20及びアイソレータ部22の巾は第２導
波層21の巾より狭いため、アイソレータ22側へはほとん
ど戻らず、そのまま第２導波層21中を伝搬し、分波器32
によって２方向に分割される。そして、２方向に分割さ
れた光束は集光レンズ31によって夫々集束光となった
後、第２導波層21のテーパ部24によって第２バッファ層
５側にカットオフされ、基板６に形成された光検知器7
a,7bに夫々集光される。この時、トラッキングのずれに
より、分波器32によって分割される光のパワーが5:5か
ら6:4又は7:3又は3:7というように変化した場合には、
光検出器7aと7bの受光光量の比較からトラッキングエラ
ー信号を検出することができる。また、フォーカス位置
にずれが生じた場合には、２分割された光束の焦点位置
b,cが夫々移動するので、夫々の光検出器7a,7bの各分割
受光面の受光光量差からフォーカスエラー信号を検出す
ることができる。
述とは逆の過程を経て、第２バッファ層５の端面5aから
テーパ結合器23に入射され、テーパ結合器23から第２導
波層21中へ伝搬される。そして、第２導波層21に伝搬さ
れた戻り光は集光レンズ33を通過して略平行光とされ
る。この第２導波層21へ伝搬された戻り光は、前述した
ように、第２導波層21の屈折率n2が第１導波層20及びア
イソレータ部22の屈折率n1より大きく設定されており、
また、第１導波層20及びアイソレータ部22の巾は第２導
波層21の巾より狭いため、アイソレータ22側へはほとん
ど戻らず、そのまま第２導波層21中を伝搬し、分波器32
によって２方向に分割される。そして、２方向に分割さ
れた光束は集光レンズ31によって夫々集束光となった
後、第２導波層21のテーパ部24によって第２バッファ層
５側にカットオフされ、基板６に形成された光検知器7
a,7bに夫々集光される。この時、トラッキングのずれに
より、分波器32によって分割される光のパワーが5:5か
ら6:4又は7:3又は3:7というように変化した場合には、
光検出器7aと7bの受光光量の比較からトラッキングエラ
ー信号を検出することができる。また、フォーカス位置
にずれが生じた場合には、２分割された光束の焦点位置
b,cが夫々移動するので、夫々の光検出器7a,7bの各分割
受光面の受光光量差からフォーカスエラー信号を検出す
ることができる。
次に、第４図は本発明の別の実施例を示す導波路型光
学ヘッドの側面構成図であって、第１図と同様の符号を
付したものは同様の作用効果を奏する構成部である。
学ヘッドの側面構成図であって、第１図と同様の符号を
付したものは同様の作用効果を奏する構成部である。
ここで、第４図に示す導波路型光学ヘッドは、第１導
波層20の層厚t1と、第２導波層21の層厚t2との関係をt1
＜t2としたものであり、このように、第１導波層20側の
層厚を第２導波層21の層厚より小さくすることにより、
光情報記録媒体９からの戻り光が第１導波層側に戻され
ることがより一層防止される。
波層20の層厚t1と、第２導波層21の層厚t2との関係をt1
＜t2としたものであり、このように、第１導波層20側の
層厚を第２導波層21の層厚より小さくすることにより、
光情報記録媒体９からの戻り光が第１導波層側に戻され
ることがより一層防止される。
尚、先の第１図乃至第３図に示した実施例、及び第４
図に示した実施例において、第２光導波路の分波器32及
び集光レンズ31は一緒にすることも可能である。また、
光検出器７（7a,7b）は基板６内に形成せずに、半導体
レーザー１と同様に第２導波層端面にハイブリット化し
てもよく、この場合には、第２導波層21のテーパ部24は
不要となる。
図に示した実施例において、第２光導波路の分波器32及
び集光レンズ31は一緒にすることも可能である。また、
光検出器７（7a,7b）は基板６内に形成せずに、半導体
レーザー１と同様に第２導波層端面にハイブリット化し
てもよく、この場合には、第２導波層21のテーパ部24は
不要となる。
尚、本発明による、多層膜構造の光導波路は、実施例
で示した光学ヘッドのみでなく、一般的な光集積回路中
においても十分に利用できるものである。
で示した光学ヘッドのみでなく、一般的な光集積回路中
においても十分に利用できるものである。
また、図示の実施例においては、第１光導波路と第２
光導波路とを基板上に積層して形成した例について示し
たが、第１光導波路と第２光導波路とを基板の同一平面
上に並設して形成しても同様の作用効果が得られる。
光導波路とを基板上に積層して形成した例について示し
たが、第１光導波路と第２光導波路とを基板の同一平面
上に並設して形成しても同様の作用効果が得られる。
〔発明の効果〕 以上、図示の実施例に基づいて説明したように、本発
明の導波路型光学ヘッドは、半導体レーザーからの出射
光を放射部に向けて伝搬する第１導波層を有する第１光
導波路と、放射部から照射され光情報記録媒体で反射さ
れた光を光検出部に伝搬する第２導波層を有する第２光
導波路とを基板上に上下に積層形成して設け、且つ、第
２導波層が放射部と同一面上に形成され且つ光出射端面
に対して直角な方向に形成されているため、光情報記録
媒体からの戻り光は第２導波層内に伝搬され、半導体レ
ーザー側に戻されることがないため、戻り光による悪影
響を略完全に防止できる。
明の導波路型光学ヘッドは、半導体レーザーからの出射
光を放射部に向けて伝搬する第１導波層を有する第１光
導波路と、放射部から照射され光情報記録媒体で反射さ
れた光を光検出部に伝搬する第２導波層を有する第２光
導波路とを基板上に上下に積層形成して設け、且つ、第
２導波層が放射部と同一面上に形成され且つ光出射端面
に対して直角な方向に形成されているため、光情報記録
媒体からの戻り光は第２導波層内に伝搬され、半導体レ
ーザー側に戻されることがないため、戻り光による悪影
響を略完全に防止できる。
また、第２導波層の屈折率n2と第１導波層の屈折率n1
との関係が、n2＞n1となるように構成することにより、
上記戻り光による悪影響と、第２導波層から第１導波層
への光の洩れとが略完全に防止される。
との関係が、n2＞n1となるように構成することにより、
上記戻り光による悪影響と、第２導波層から第１導波層
への光の洩れとが略完全に防止される。
また、第２導波層の巾若しくは層厚が第１導波層の巾
若しくは層厚より大きくなるように構成することによ
り、光情報記録媒体からの戻り光が第１導波層側に戻さ
れることがより一層防止され、戻り光による悪影響をよ
り一層防止できる。
若しくは層厚より大きくなるように構成することによ
り、光情報記録媒体からの戻り光が第１導波層側に戻さ
れることがより一層防止され、戻り光による悪影響をよ
り一層防止できる。
以上のように、本発明によれば、光情報記録媒体から
半導体レーザーへの戻り光の問題が解消され、高性能
化、性能の安定化を容易に図り得る新規な構成の導波路
型光学ヘッドを提供することができる。
半導体レーザーへの戻り光の問題が解消され、高性能
化、性能の安定化を容易に図り得る新規な構成の導波路
型光学ヘッドを提供することができる。
第１図は本発明の一実施例を示す導波路型光学ヘッドの
側面構成図、第２図は同上導波路型光学ヘッドの各層部
分の平面図であって、同図（ａ）は第１光導波路部分の
平面図、同図（ｂ）は第２光導波路部分の平面図、同図
（ｃ）は基板部分の平面図である。第３図は第１図に示
す導波路型光学ヘッドの半導体レーザー側の端面図であ
る。第４図は本発明の別の実施例を示す導波路型光学ヘ
ッドの側面構成図、第５図は従来技術の一例を示す導波
路型光学ヘッドの平面構成図である。 １……半導体レーザー、４……第１バッファ層、５……
第２バッファ層、5a……光出射側端面、６……基板、７
……光検知器、８……対物レンズ、９……光情報記録媒
体、20……第１導波層、21……第２導波層、22……アイ
ソレータ部、23……テーパ結合器、24……テーパ部、30
……コリメータレンズ、31,33……集光レンズ、32……
分波器。
側面構成図、第２図は同上導波路型光学ヘッドの各層部
分の平面図であって、同図（ａ）は第１光導波路部分の
平面図、同図（ｂ）は第２光導波路部分の平面図、同図
（ｃ）は基板部分の平面図である。第３図は第１図に示
す導波路型光学ヘッドの半導体レーザー側の端面図であ
る。第４図は本発明の別の実施例を示す導波路型光学ヘ
ッドの側面構成図、第５図は従来技術の一例を示す導波
路型光学ヘッドの平面構成図である。 １……半導体レーザー、４……第１バッファ層、５……
第２バッファ層、5a……光出射側端面、６……基板、７
……光検知器、８……対物レンズ、９……光情報記録媒
体、20……第１導波層、21……第２導波層、22……アイ
ソレータ部、23……テーパ結合器、24……テーパ部、30
……コリメータレンズ、31,33……集光レンズ、32……
分波器。
Claims (3)
- 【請求項１】半導体レーザーからの出射光を伝搬する第
１導波層を有する第１光導波路と、上記出射光を光情報
記録媒体上に放射するためのテーパ状導波層よりなる放
射部と、上記放射部から照射され光情報記録媒体で反射
された光を光検出部に伝搬する第２導波層を有する第２
光導波路とを基板上に備え、上記基板上に第２光導波路
を積層形成し、さらに第２光導波路上に第１光導波路を
積層形成し、且つ、上記第２光導波路は上記基板上の上
記放射部が形成された面と同一面上に形成され第２導波
層が放射部と連接されると共に上記放射部からの光が出
射される側の基板端面に対し略直角な向きに形成された
ことを特徴とする導波路型光学ヘッド。 - 【請求項２】半導体レーザーからの出射光を伝搬する第
１導波層を有する第１光導波路と、上記出射光を光情報
記録媒体上に放射するためのテーパ状導波層よりなる放
射部と、上記放射部から照射され光情報記録媒体で反射
された光を光検出部に伝搬する第２導波層を有する第２
光導波路とを基板上に備え、上記基板上に第２光導波路
を積層形成し、さらに第２光導波路上に第１光導波路を
積層形成し、且つ、上記第２光導波路は上記基板上の上
記放射部が形成された面と同一面上に形成され第２導波
層が放射部と連接されると共に上記放射部からの光が出
射される側の基板端面に対し略直角な向きに形成され、
上記第２導波層の屈折率n2と上記第１導波層の屈折率n1
との関係が、n2＞n1となることを特徴とする導波路型光
学ヘッド。 - 【請求項３】半導体レーザーからの出射光を伝搬する第
１導波層を有する第１光導波路と、上記出射光を光情報
記録媒体上に放射するためのテーパ状導波層よりなる放
射部と、上記放射部から照射され光情報記録媒体で反射
された光を光検出部に伝搬する第２導波層を有する第２
光導波路とを基板上に備え、上記基板上に第２光導波路
を積層形成し、さらに第２光導波路上に第１光導波路を
積層形成し、且つ、上記第２光導波路は上記基板上の上
記放射部が形成された面と同一面上に形成され第２導波
層が放射部と連接されると共に上記放射部からの光が出
射される側の基板端面に対し略直角な向きに形成され、
上記第２導波層の巾若しくは層厚を上記第１導波層の巾
若しくは層厚より大きくしたことを特徴とする導波路型
光学ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1306794A JPH0827969B2 (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | 導波路型光学ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1306794A JPH0827969B2 (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | 導波路型光学ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03168938A JPH03168938A (ja) | 1991-07-22 |
| JPH0827969B2 true JPH0827969B2 (ja) | 1996-03-21 |
Family
ID=17961328
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1306794A Expired - Lifetime JPH0827969B2 (ja) | 1989-11-27 | 1989-11-27 | 導波路型光学ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0827969B2 (ja) |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01271931A (ja) * | 1988-04-22 | 1989-10-31 | Sony Corp | 光学的再生ヘッド |
-
1989
- 1989-11-27 JP JP1306794A patent/JPH0827969B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03168938A (ja) | 1991-07-22 |
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