JPS58220254A

JPS58220254A - 光変調装置

Info

Publication number: JPS58220254A
Application number: JP57102697A
Authority: JP
Inventors: Masanobu Yamamoto; 山本　真伸
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1982-06-15
Filing date: 1982-06-15
Publication date: 1983-12-21
Anticipated expiration: 2010-03-15
Also published as: JPH0724113B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、例えばビデオディスクやデジタルオーディオ
ディスクに３値以上のデジタル信号を記録する光記録装
置等に用いて好適な光変調装置に関する。

第１図は一般に使用されている光記録装置の構成を示す
もので、同図において、記録用レーザー光源（１）から
のレーザービームはミラー（２）を介して光変調器（３
）に供給され、ここで記録しようとする情報信号で変調
を受け、さらにビームスシリツタ−（４）、シャッター
（５）、レンズ（６）、ミラー（７）及び対（１）物レンズ（８）等のレンズ系によシ記録ディスク（９）
の感光層（例えばフォトレジスタ）上に微少径のスポラ
Ｌとして与えられ、モータ００で回動されている記録デ
ィスク（９）に情報信号が記録される。

この場合、情報信号を３値以上のデジタル信号によるも
のとすれば、記録情報密度を上げることができ有利とな
る。しかし、ステップ状となるデジタル多値信号を上述
した第１図に示すような光記録装置によって記録ディス
ク（９）に記録するのには、光変調器（３）において、
この高速なステップ状のデジタル多値信号で光を充分変
調し得ること、かつ感光層の感度特性に合せて、露光レ
ベル、即ち光°変調器（３）の出力光強度が各値毎に精
密に所定レベルに制御されることが必要となる。

従来、光変調器（３）としては、結晶に電界を加えると
その結晶の屈折率が変化する所謂電気光学効果を利用し
た電気光学光変調器、または音波によって媒質中の屈折
率が変化する所謂音響光学効果を利用した音響光学光変
調器が使用されている。

電気光学光変調器は、レーザービームを歪ませ（２）ることなく高速変調することができるが、温度変化によ
る結晶の膨張によって変調のバイアス点が変化し、感光
層の感度特性に合せて、露光レベル、即ち光変調器（３
）の出力光強度を各個毎に精密に所定レベルに制御する
のに難点がある。

出力光強度の制御のために別個の電気光学光変調器を使
用することが考えられるが、この電気光学光変調器は高
価なもので、これを２個使用するということは、それだ
け全体としても高価となる。

また、光学系も複雑となる。

本発明は斯る点に鑑みてなされたもので、１個の音響光
学光変調器を用いて構成され、上述した高速なステップ
状のデジタル多値信号で光を充分変調し得、かつその出
力光強度が各個毎に精密に所定レベルに制御されるよう
にした光変調装置を提案せんとするものである。

以下第２図を参照しながら本発明による光変調装置の一
実施例が光記録装置に適用された場合につき説明しよう
。

第２図において、α乃は音響光学光変調器であシ、この
光変調器α■にはレーザー光源（６）よりレーザー光Ｌ
Ｏ（アルゴンレーザー光、ヘリウム・カドミウムレーザ
ー光）が供給される。

また、この第２図において、θ］は、記録しようとする
情報信号ＳＩ　（第３図Ｂに図示）が供給される端子で
ある。この情報信号ＳＩは３個以上、本例においては　
ｎｏｗ　、　Ｉｔｌｊｌ及びパ２”の３値のデジタル信
号である。この情報信号ＳＩは振幅変調器０４、本例に
おいては平衡変調器に変調信号として供給される。この
振幅変調器α→には、高周波発振器（ハ）よル例えば１
１０ＭＨｚの高周波信号がキャリア８Ｃとして供給され
る。

この振幅変調器（１４の変調特性は、例えば第４図に示
すようにされる。この振幅変調器α→は、例えば第５図
に示すような変調特性を有する振幅変調器において、印
加バイアス及び感度を調整し、第４図に示すような変調
特性を得たものである。

結局、この振幅変調器０４において、発振器（ト）よシ
供給されるキャリアＳＣが、情報信号ＳＩにて平衡変調
された信号ＳＩ’（第３図Ｃに図示）が得られる。この
信号ＳＩ’は振幅変調器０→を介して光変調器０１）に
変調信号として供給される。

光変調器ａ■は、第６図に示すように振幅変調器Ｃ１４
から振幅変調器Ｑ時を介して供給される信号ＳＩ’を超
音波信号に変換する変換器（ｌ１ｍ）と、この超音波信
号を導入してレーザー光源（ハ）からのレーザー光ＬＯ
と相互干渉させ、光変調を行なわしめる媒体（１ｌｂ）
と、超音波信号を吸収して熱に変換させる吸音材（ｌｌ
ｃ）とからなる。振幅変調器０４から供給される信号Ｓ
Ｉ’は、変換器（ｌ１ｍ）に供給されて超音波信号に変
換される。そして、媒体（ｌｌｂ）の屈折率が局所的に
変化させられ、音波の波長に相当するピッチで回折格子
が形成され、ここを通過する光が回折される。

この回折光線の生じ方は、音波と光波の波長及び音束の
形状によって種々あるが、その代表的なものとして例え
ばラマンナス散乱とブリリアン散乱がある。これ等ラマ
ンナス散乱とブリリアン散乱との区別は、屈折率ｎを有
する媒体中における光の波長２０／ｎと音波の波長Ａ及
び光線の進行方向（５）に伸びる音束の幅Ｗの大小関係によって決定される。す
なわちＫｌｅｉｎ定数Ｑを次式で定義すれば、Ｑ　＝　
２ｘＷλ０／ｎＡ２・・・・・・（１）ラマンナス散乱
は４π〉Ｑ〉００間で起こシ、ブリリアン散乱はＱ＞４
πで起こる。

ラマンナス散乱による回折は、正弦波分布状に作られた
回折格子からの光の散乱と類似しておシ、入射光進行方
向に直進する０次回折光を中心として、音波進行方向に
向って対称に±１次、±２次・・・等の高次回折光が発
生する。これに対して、ブリリアン散乱による回折は、
第３図に示すように、０次回折光のほかには、１次回折
光１本を生じるだけである。

いま、光変調記録を行う場合、レーザー光効率の向上を
図ることを考えると、高次の回折光を用いることは効率
劣化を伴うため不適当であシ、ブＩＪ　ＩＪアン散乱を
用いた方が良い。従って本例においては、光変調器０め
をブリリアン散乱を起こすような条件下で使用し、この
光変調器α力からＯ次回折光の他に１次回折光を生じさ
せ、この１次回折（６）光が用いられる。

この１次回折光強度Ｉ、は次式で表わされる。

Ｉ、＝ＩｏＲｓｄｎ２（η町　　　　（２）この（２）
式において、■ｏは入射光強度、Ｒは変貌素子の表面お
よび内部における光量の損失率、ηは次式で与えられる
値である。

この（３）式において、Ｗは音束の幅（超音波ビームの
断面幅）、ｈはその音束の高さく超音波ビーム断面の幅
と垂直な方向の高さ）、Ｐｓは音波入力、Ｍｅは媒体の
偏向効率性能指数である。このＭａはまた次式で表わさ
れる。

この（４）式において、ｎは媒体の屈折率、ｐは光弾性
定数、ρは媒体の密度、Ｖは音速である。このＭｅは光
の波長、超音波ビームの断面形状と音波入力が一定のと
き、媒体の種類による偏向強度の比較となるもので、こ
のＭｅの値が大きいもの程回折光が強く、もって変調効
果も大きい。

以１の関係式よシ１次回折光の強度工、は音波人力Ｐ８
によって強度変調される。そして、この音波入力Ｐｓは
光変調器θ℃の変換器（ｌｌａ）に供給される信号、即
ち振幅変調器０４よシ振幅変調器αＱを介して供給され
る信号８Ｉ’（第３図Ｃに図示）の振幅の大きさによっ
て決定される。従って、１次回折光の強度Ｉ、は、情報
信号ＳＩによって強度変調されることとなる。

光変調器０１）からは以上説明したように０次回折光と
情報信号ＳＩにより強度変調された１次回折光り、（第
３図Ｇに図示）とが出力される。この１次回折光り、は
光検出器ａ′／）にて検出される。

尚、この１次回折光Ｄ１は、図示せずも光変調器０η及
び光検出器ａη間に配されたビームスシリツタ（第１図
のビームスシリツタ（４）に対応）によシ、記録信号と
して取シ出され、さらに光学系を介して記録媒体に供給
される。

光検出器０りて検出された１次回折光り、は、その強度
に応じた電気信号に変換される。この電気信号は増幅器
Ｍで増幅された後、サンプルホールド回路α燵に供給さ
れる。このサンノルホールド回路ＯＩには端子−よシ第
３図りに示すようなサンプルホールドＰｓが供給される
。このサンプルｔ４ルスＰ畠ハ上述した情報信号ＳＩ　
（第３図Ｂに図示）の中間レベル″１＃に対応したもの
とされる。従って、このサンプルホールド回路（至）に
おいては、情報信号ＳＩの中間レベル″１”に対応した
１次回折光り、の光強度に応じた電気信号のみがサンプ
ルされ、その値が保持される・尚、情報信号ＳＩの中ｉ
レベル“１”に対応した部分をサンプルするのは、この
レベル″１＃の出てくる頻度が最も多いことによってい
る。この保持されている値は比較回路０！やに供給さ、
れ、端子（イ）よｊ出力さ、　：れる基準電圧ｖｒ６ｆ
と比較される。この基準電圧ｖｒｏｆは、１次回折光り
、の光強度が記録材料の感度等を考慮した最適レベルと
なるような値に設定される。

この比較回路な）よ）得られる比較誤差信号Ｓｅａは、
ループ利得制御回路に）及び情報信号ＳＩと１次回折光
り、との位相ずれを補償するための位相補償回路（ハ）
を介して、振幅変調器αＱに変調信号として（９）供給される。この振幅変調器へりは平衡変調器であシ、
その変調特性は例えば第７図に示すようにされる。この
振幅変調器ａ→も上述した振幅変調器α→と同様に、例
えば第５図に示すような変調特性を有する振幅変調器に
おいて、印加バイアス及び感度を調整し、第７図に示す
ような変調特性を得たものである。

結局、この振幅変調器へ４においては、振幅変調器Ｑ４
より供給される信号ＳＩ’（第３図Ｃに図示）が、比較
誤差信号Ｓｅａに基づいてさらに振幅変調される。この
ことは、光変調器α力よ〕出力される１次回折光り、が
予め定められた所定レベルとなるようにその゛光強度が
制御されることを意味する。

ここで、光変調器αめに供給されるレーザー光ＬＯが第
３図人に示すように変動分Δｆを伴ったものであった場
合を考える。この場合、比較器（ハ）よシ得られる比較
誤差信号ＳＣａは同図Ｅに示すようになシ、振幅変調器
０ゆからは同図Ｆに示すような信号が得られ、結果的に
、光変調器ａ９からは、同図Ｇに示すように情報信号Ｓ
Ｉの各個毎にその光強度が（１０）所定レベルとされた１次回折光Ｄ０が得られる。

以上述べた実施例からも明らかなように、本発明による
光変調装置によれば、１個の音響光学光変調器を用いて
構成され、ステップ状の３値以上のデジタル多値信号で
充分光を変調でき、かつその光強度が精密に所定レベル
に制御される。従って、上述したような光記録装置等に
用いて好適である。

尚上述実施例によれば、振幅変調器０４→振幅変調器（
１→→光変調器αηの順に配置されたものであるが、振
幅変調器ＯＱ→振幅変調器Ｑ４→光変調器αカの順に配
するようにしてもよい。また、上述実施例では、本発明
を光記録装置に適用した場合について説明したが、斯る
機能を有するその他のものにも同様に適用できることは
勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光記録装置Ω−例を示す構成図、第２図
は本発明による光変調装置の一実施例を示す構成図、第
３図〜第５図及び第７図は夫々第２図例の説明に供する
線図、第６図は第２図例で使用される音響光学光変調器
の具体例を示す構成図である。０◇は音響光学光変調器、（６）はレーザー光源、０４
及びαＱは夫々振幅変調器、αυは高周波発振器である
。３１

Claims

【特許請求の範囲】

３値以上の信号でキャリアを変調する振幅変調器と、こ
の振幅変調器の出力で光を変調する音響光学光変調器と
、この音響光学光変調器の出力を電気信号に変換し基準
信号と比較する比較器と、この比較器からの比較誤差信
号で上記キャリアを変調する振幅変調器とを有してなる
光変調装置。