JPS62169103A - ビ−ムスプリツタ - Google Patents
ビ−ムスプリツタInfo
- Publication number
- JPS62169103A JPS62169103A JP61010001A JP1000186A JPS62169103A JP S62169103 A JPS62169103 A JP S62169103A JP 61010001 A JP61010001 A JP 61010001A JP 1000186 A JP1000186 A JP 1000186A JP S62169103 A JPS62169103 A JP S62169103A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- polarized light
- beam splitter
- refractive index
- lambda0
- Prior art date
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- Pending
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- Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
- Optical Filters (AREA)
- Optical Head (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、光学的情報装置の光ピツクアップヘッドに用
いられるビームスプリッタに関するものである。
いられるビームスプリッタに関するものである。
従来、光ピツクアップヘッドでは、半導体レーザなどの
光源からの出射光を効率よく利用し、がつバックトーク
と称される信号光の逆入射による半導体レーザの発振ス
ペクトルや出力光レベルの変動を防ぐため、入射光の偏
光状態により反射率あるいは透過率が異なる偏光ビーム
スプリッタと１７４波長板を併用した光アイソレータを
採用していた。しかし、最近は、上述したバックトーク
を問題としないものや、ある程度のバックトークがある
とスペクトルが安定する半導体レーザが得られてきてい
る。この様な状況では、従来の光ピツクアップヘッドで
用いられている１／４波長板と偏光ビームスプリッタを
ビームスプリッタに置きかえる事が可能であり、光ピツ
クアップヘッドの光学系が簡単になり、小型化・軽量化
が実現できる。
光源からの出射光を効率よく利用し、がつバックトーク
と称される信号光の逆入射による半導体レーザの発振ス
ペクトルや出力光レベルの変動を防ぐため、入射光の偏
光状態により反射率あるいは透過率が異なる偏光ビーム
スプリッタと１７４波長板を併用した光アイソレータを
採用していた。しかし、最近は、上述したバックトーク
を問題としないものや、ある程度のバックトークがある
とスペクトルが安定する半導体レーザが得られてきてい
る。この様な状況では、従来の光ピツクアップヘッドで
用いられている１／４波長板と偏光ビームスプリッタを
ビームスプリッタに置きかえる事が可能であり、光ピツ
クアップヘッドの光学系が簡単になり、小型化・軽量化
が実現できる。
上述の光ピツクアップヘッドの光学系の例を第６図に示
す。半導体レーザ（３０）からの出射光（３２）は、ビ
ームスプリッタ（３４）で反射され１反射光（３６）は
コリメートレンズ（３８）によって平行光（４０）とな
り対物レンズ（４２）に入射する。対物レンズ（４２）
によって情報が記録されたディスク（４４）に集光され
−（２７号を含んだ反射光（４６）は光路を逆行しビー
ムスプリッタ（３４）を透過し、信号検出系（４８）に
導かれ、光信号は電気信号に変換される。この光学系に
おいては、ビームスプリッタ（３４）の透過率および反
射率がともに５０％のとき、信号検出系（４８）に達す
る光量は２５％となり、この場合の効率が最も高い。
す。半導体レーザ（３０）からの出射光（３２）は、ビ
ームスプリッタ（３４）で反射され１反射光（３６）は
コリメートレンズ（３８）によって平行光（４０）とな
り対物レンズ（４２）に入射する。対物レンズ（４２）
によって情報が記録されたディスク（４４）に集光され
−（２７号を含んだ反射光（４６）は光路を逆行しビー
ムスプリッタ（３４）を透過し、信号検出系（４８）に
導かれ、光信号は電気信号に変換される。この光学系に
おいては、ビームスプリッタ（３４）の透過率および反
射率がともに５０％のとき、信号検出系（４８）に達す
る光量は２５％となり、この場合の効率が最も高い。
しかし、現在、この様な光学系で使用されているビーム
スプリッタは、Ｓ偏光とＰ偏光に対する反射率あるいは
透過率をそれぞれ等しくするために、 Ａｇなどの金属
膜やＳＬなどの半導体膜を用いている。そのため、５％
〜１０％の吸収損失が生じて、効率が下がってしまう欠
点がある。たとえば、１０％の吸収損失がある場合には
、ビームスプリッタによる反射あるいには透過１回につ
き１０％の光量が吸収されるため、信号検出系に達する
光量は最大でも２０％程度となってしまう。また、金属
膜や半導体膜は誘電体膜に比べ耐久性が悪い。
スプリッタは、Ｓ偏光とＰ偏光に対する反射率あるいは
透過率をそれぞれ等しくするために、 Ａｇなどの金属
膜やＳＬなどの半導体膜を用いている。そのため、５％
〜１０％の吸収損失が生じて、効率が下がってしまう欠
点がある。たとえば、１０％の吸収損失がある場合には
、ビームスプリッタによる反射あるいには透過１回につ
き１０％の光量が吸収されるため、信号検出系に達する
光量は最大でも２０％程度となってしまう。また、金属
膜や半導体膜は誘電体膜に比べ耐久性が悪い。
一方、吸収がほとんどなく膜強度も大きい誘電体膜だけ
を用いてビームスプリッタを形成することが考えられる
。しかし、誘電体膜だけではＳ偏光とＰ偏光に対する反
射率あるいは透過率の差が大きくなってしまうため、光
ピツクアップヘッド用ビームスプリッタとしては、この
様なタイプのものはほとんど見られない。Ｓ偏光とＰ偏
光に対する反射率あるいは透過率の差が大きい場合には
。
を用いてビームスプリッタを形成することが考えられる
。しかし、誘電体膜だけではＳ偏光とＰ偏光に対する反
射率あるいは透過率の差が大きくなってしまうため、光
ピツクアップヘッド用ビームスプリッタとしては、この
様なタイプのものはほとんど見られない。Ｓ偏光とＰ偏
光に対する反射率あるいは透過率の差が大きい場合には
。
ビームスプリッタへ入射する光の偏光状態により、反射
率あるいは透過率が異なってしまう。たとえば、ディス
ク（４４）の複屈折の大きさにより反射率あるいは透過
率が変わり１．そのため信号検出系（４８）に達する光
量も変化する。したがって、光ピツクアップヘッド用の
ビームスプリッタ（３４）はＳ偏光とＰ偏光とに対する
特性の差が小さくなくてはならない。
率あるいは透過率が異なってしまう。たとえば、ディス
ク（４４）の複屈折の大きさにより反射率あるいは透過
率が変わり１．そのため信号検出系（４８）に達する光
量も変化する。したがって、光ピツクアップヘッド用の
ビームスプリッタ（３４）はＳ偏光とＰ偏光とに対する
特性の差が小さくなくてはならない。
本発明の目的は、吸収損失がほとんどなく、かつＳ偏光
とＰ偏光に対する反射率あるいは透過率の差が小さいビ
ームスプリッタを提供することである。
とＰ偏光に対する反射率あるいは透過率の差が小さいビ
ームスプリッタを提供することである。
本発明は、基体上にＴｉｅ、からなる高屈折率薄膜とＳ
ｉＯ□からなる低屈折率薄膜を交互に、順に光学的膜厚
がλ。／４．λ、／２．λ、／２．λ。／４．λ。／４
゜λ。／２となる様に積層したビームスプリッタであり
、吸収損失がほとんどなく、かつＳ偏光とＰ偏光に対す
る反射率あるいは透過率の差が小さい。
ｉＯ□からなる低屈折率薄膜を交互に、順に光学的膜厚
がλ。／４．λ、／２．λ、／２．λ。／４．λ。／４
゜λ。／２となる様に積層したビームスプリッタであり
、吸収損失がほとんどなく、かつＳ偏光とＰ偏光に対す
る反射率あるいは透過率の差が小さい。
以下、図示実施例を参照して１本発明について詳細に説
明する。
明する。
第１図は本発明のビームスプリッタの構成を示す縦断面
図であり、Ａは空気、Ｂは基板、Ｃは基板Ｂの表面に形
成された誘電体多層膜である。多ＷＪ膜Ｃは、基板Ｂ側
から空気Ａ側へ順に第１層（ト）、第２層■、第３層■
、第４層（イ）、第５層（ハ）及び第６層０が形成され
た６層構造である。第１層■、第３層■及び第５層■は
ＴｉＯ□よりなる高屈折率薄膜、第２層■、第４層０）
及び第６層０は、ＳｉＯ□よりなる低屈折率薄膜である
。各層の光学的膜厚は。
図であり、Ａは空気、Ｂは基板、Ｃは基板Ｂの表面に形
成された誘電体多層膜である。多ＷＪ膜Ｃは、基板Ｂ側
から空気Ａ側へ順に第１層（ト）、第２層■、第３層■
、第４層（イ）、第５層（ハ）及び第６層０が形成され
た６層構造である。第１層■、第３層■及び第５層■は
ＴｉＯ□よりなる高屈折率薄膜、第２層■、第４層０）
及び第６層０は、ＳｉＯ□よりなる低屈折率薄膜である
。各層の光学的膜厚は。
第１層目より順に、λ。／４．λａ／２．λ。／２．λ
。／４゜第２図は本発明の一例のビームスプリッタの分
光透過率特性を示したもので、基板への入射角は４５度
の場合を示す。曲線（ハ）はＳ偏光に対する透過率、曲
線（ｌＯ）はＰ偏光に対する透過率を示す。この例にお
けるビームスプリッタは１通常よく使用される屈折率が
１．５１の光学ガラス上に、ＴｉＯ□とＳｉＯ２からな
る多層膜を形成したものである６設計波長λ。は５４８
ｎｍ、各層の実際の膜厚は第１層より順に６０ｒｖ＋、
１８８ｎｍ、 １２０ｎｍ、 ９４ｎｍ、 ６０ｎｍ
、および１８８ｎ＋ｍとなる。設計波長λ。を５５０ｎ
ｍとしたのは、ビームスプリッタに入射する半導体レー
ザの波長を７８０ｎｍとしたためで、λ。が５５０ｎｍ
のとき、７８０ｎｍにおけるＳ偏光とＰ偏光の反射率あ
るいは透過率の差が最も小さくなる。ここで、低屈折率
薄膜として使用しているＳｉｎ、膜の屈折率は１．４６
である。また、高屈折率膜として使用しているｒｉｏ、
［は、基板温度、蒸発材料の蒸発速度および雰囲気ガ
ス圧などの蒸着条件により、屈折率を２．２５〜２．３
５程度の間で変化させることができるが、ここでは２．
３０とした。なお、屈折率２．２５あるいは２．３０で
も特性はそれほど変化しない。
。／４゜第２図は本発明の一例のビームスプリッタの分
光透過率特性を示したもので、基板への入射角は４５度
の場合を示す。曲線（ハ）はＳ偏光に対する透過率、曲
線（ｌＯ）はＰ偏光に対する透過率を示す。この例にお
けるビームスプリッタは１通常よく使用される屈折率が
１．５１の光学ガラス上に、ＴｉＯ□とＳｉＯ２からな
る多層膜を形成したものである６設計波長λ。は５４８
ｎｍ、各層の実際の膜厚は第１層より順に６０ｒｖ＋、
１８８ｎｍ、 １２０ｎｍ、 ９４ｎｍ、 ６０ｎｍ
、および１８８ｎ＋ｍとなる。設計波長λ。を５５０ｎ
ｍとしたのは、ビームスプリッタに入射する半導体レー
ザの波長を７８０ｎｍとしたためで、λ。が５５０ｎｍ
のとき、７８０ｎｍにおけるＳ偏光とＰ偏光の反射率あ
るいは透過率の差が最も小さくなる。ここで、低屈折率
薄膜として使用しているＳｉｎ、膜の屈折率は１．４６
である。また、高屈折率膜として使用しているｒｉｏ、
［は、基板温度、蒸発材料の蒸発速度および雰囲気ガ
ス圧などの蒸着条件により、屈折率を２．２５〜２．３
５程度の間で変化させることができるが、ここでは２．
３０とした。なお、屈折率２．２５あるいは２．３０で
も特性はそれほど変化しない。
第３図はＴｉＯ□の屈折率が２．２５と２．３０の場合
の分光透過率曲線である。曲線（１０）はＴｉｅ、の屈
折率力１２．２５の場合の８９ｓ光に対する透過率、曲
線（１２）４ま同屈折率が２．２５の場合のＰ偏光に対
する透過率を示す。また１曲線（１４）はＴｉｅ２の屈
折率が２．３５の場合のＳ偏光に対する透過率、曲線（
１６）は同屈折率が２．３５の場合のＰ偏光に対する透
過率を示す。
の分光透過率曲線である。曲線（１０）はＴｉｅ、の屈
折率力１２．２５の場合の８９ｓ光に対する透過率、曲
線（１２）４ま同屈折率が２．２５の場合のＰ偏光に対
する透過率を示す。また１曲線（１４）はＴｉｅ２の屈
折率が２．３５の場合のＳ偏光に対する透過率、曲線（
１６）は同屈折率が２．３５の場合のＰ偏光に対する透
過率を示す。
使用する光源の波長が７８０ ｎｎ＋からずれる場合は
。
。
設計波長λ。を使用する光源の波長に合わせて変基板に
ついても、屈折率が１．５程度の光学ガラスの他に、屈
折率が）５８と高いものや、１．４程度の低いものも使
用できる。第４図に基板の屈折率が１．８の場合と１．
４の場合の分光透過率特性を示す。
ついても、屈折率が１．５程度の光学ガラスの他に、屈
折率が）５８と高いものや、１．４程度の低いものも使
用できる。第４図に基板の屈折率が１．８の場合と１．
４の場合の分光透過率特性を示す。
曲線（１８）は基板の屈折率が１．８の場合のＳ偏光に
対する透過率１曲線（２０）は同屈折率が１．８の場合
のＰ偏光に対する透過率を示す。また１曲線（２２）は
基板の屈折率が１．４の場合のＳ偏光に対する透過率、
曲線（２４）は同屈折率が１．４の場合のＰ偏光に対す
る透過率を示す。
対する透過率１曲線（２０）は同屈折率が１．８の場合
のＰ偏光に対する透過率を示す。また１曲線（２２）は
基板の屈折率が１．４の場合のＳ偏光に対する透過率、
曲線（２４）は同屈折率が１．４の場合のＰ偏光に対す
る透過率を示す。
さらに、設計波長を適当にずらすことにより。
４５度以外の入射角でも使用でき、たとえば６０度入射
に対してはλ。＝５８８ｎｍとすればよい。この場合の
分光特性を第５図に示す。曲線（２６）はＳ偏光に対す
る透過率、曲線（２８）はＰ偏光に対する透過率をそれ
ぞれ示す。
に対してはλ。＝５８８ｎｍとすればよい。この場合の
分光特性を第５図に示す。曲線（２６）はＳ偏光に対す
る透過率、曲線（２８）はＰ偏光に対する透過率をそれ
ぞれ示す。
以上の様なビームスプリッタを第６図に示した光学系の
ビームスプリッタ（３０）として使用した結果、吸収損
失がほとんどないため、信号検出系に達する光量が大き
くなり、２５％近い効率が得られた。また、多層膜構成
が、密着性も良く、膜強度 ４も大きいＴｉＯ□と５ｉ
ｎ２の交互層のため、金属膜や半導体膜を使用している
ビームスプリッタに比べ耐久性にすぐれ、Ｓｉｎ、とＴ
ｉｅ、の膜応力がちょうど良い具合に打ち削し合い基板
の歪も小さい。
ビームスプリッタ（３０）として使用した結果、吸収損
失がほとんどないため、信号検出系に達する光量が大き
くなり、２５％近い効率が得られた。また、多層膜構成
が、密着性も良く、膜強度 ４も大きいＴｉＯ□と５ｉ
ｎ２の交互層のため、金属膜や半導体膜を使用している
ビームスプリッタに比べ耐久性にすぐれ、Ｓｉｎ、とＴ
ｉｅ、の膜応力がちょうど良い具合に打ち削し合い基板
の歪も小さい。
なお、多層膜の各層の膜厚は、λ。／４あるいはλ。／
２から多少ずれても特性の大きな変化は見られず、また
各層の膜替が最も制御しゃすいλ、／４あるいはλ。／
２であるため一般的な蒸着装置であれば、容易に蒸着で
きる。
２から多少ずれても特性の大きな変化は見られず、また
各層の膜替が最も制御しゃすいλ、／４あるいはλ。／
２であるため一般的な蒸着装置であれば、容易に蒸着で
きる。
この発明によれば、Ｔ１０□と５ｉｎ２の交互層におい
て、各層の膜厚を適当に定める事により、吸収損失がほ
とんどなく、Ｓ偏光とＰ偏光の反射率あるいは透過率の
差も小さく、かつ耐久性にもすぐれたビームスプリッタ
が得られる。また、このビームスプリッタを光ピツクア
ップヘッドのビームスプリッタとして使用する事で、光
源から出射された光を効率良く安定に信号検出系へ導び
くことができる。
て、各層の膜厚を適当に定める事により、吸収損失がほ
とんどなく、Ｓ偏光とＰ偏光の反射率あるいは透過率の
差も小さく、かつ耐久性にもすぐれたビームスプリッタ
が得られる。また、このビームスプリッタを光ピツクア
ップヘッドのビームスプリッタとして使用する事で、光
源から出射された光を効率良く安定に信号検出系へ導び
くことができる。
第１図は本発明に係わるビームスプリッタの断面図、第
２図は本発明の実施例によるビームスプリッタの分光透
過率特性図、第３図は本発明の実施例においてＴｉｅ、
の屈折率が２．２５と２．３５の場合のビームスプリッ
タの分光透過率特性図、第４図は７本発明の実施例にお
いて基板の屈折率が１．８と１．４の場合のビームスプ
リッタの分光透過率特性図、第５図は本発明の実施例に
おいて６０度入射とした場合のビームスプリッタの分光
透過率特性図、第６図はビームスプリッタを用いた光ピ
ツクアップヘッドの光学系の一例を示す図である。 Ａ・・・空気、 Ｂ・・・基板、Ｃ・・・多
層膜、 （１）・・・第１層。 ■・・・第２層、 （３）・・・第３層、０）
・・・第４層、 ■・・・第５層、０・・・第
６層、 （３０）・・・半導体レーザ、（３４
）・・・ビームスプリッタ、 （３８）・・・コリメートレンズ、 （４２）・・・対物レンズ、 （４４）・・・ディス
ク、（４８）・・・信号検出系。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 大胡典夫 第１図 ′ｉＬ長（功） 第２図 文長ｔｎｍ） 第３図 遣−＆ （ｙｍ） 第４図 ＊−＆（ｙｚｍ） 第５図 第６図 手続有ｌ正享ン（自発） 昭和、４５．ハ 日
２図は本発明の実施例によるビームスプリッタの分光透
過率特性図、第３図は本発明の実施例においてＴｉｅ、
の屈折率が２．２５と２．３５の場合のビームスプリッ
タの分光透過率特性図、第４図は７本発明の実施例にお
いて基板の屈折率が１．８と１．４の場合のビームスプ
リッタの分光透過率特性図、第５図は本発明の実施例に
おいて６０度入射とした場合のビームスプリッタの分光
透過率特性図、第６図はビームスプリッタを用いた光ピ
ツクアップヘッドの光学系の一例を示す図である。 Ａ・・・空気、 Ｂ・・・基板、Ｃ・・・多
層膜、 （１）・・・第１層。 ■・・・第２層、 （３）・・・第３層、０）
・・・第４層、 ■・・・第５層、０・・・第
６層、 （３０）・・・半導体レーザ、（３４
）・・・ビームスプリッタ、 （３８）・・・コリメートレンズ、 （４２）・・・対物レンズ、 （４４）・・・ディス
ク、（４８）・・・信号検出系。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 同 大胡典夫 第１図 ′ｉＬ長（功） 第２図 文長ｔｎｍ） 第３図 遣−＆ （ｙｍ） 第４図 ＊−＆（ｙｚｍ） 第５図 第６図 手続有ｌ正享ン（自発） 昭和、４５．ハ 日
Claims (1)
- 屈折率が１．４０〜１．８０の範囲にある基板上にＴｉ
Ｏ＿２からなる高屈折率薄膜と、ＳｉＯ＿２からなる低
屈折率薄膜とが順に交互に積層され、設計波長をλ＿０
とした場合に、基板に近い側により第１層、第４層及び
第５層の光学的膜厚がλ＿０／４であり、第２層、第３
層及び第６層の光学的膜厚がλ＿０／２である６層の多
層膜を有することを特徴とするビームスプリッタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61010001A JPS62169103A (ja) | 1986-01-22 | 1986-01-22 | ビ−ムスプリツタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61010001A JPS62169103A (ja) | 1986-01-22 | 1986-01-22 | ビ−ムスプリツタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62169103A true JPS62169103A (ja) | 1987-07-25 |
Family
ID=11738180
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61010001A Pending JPS62169103A (ja) | 1986-01-22 | 1986-01-22 | ビ−ムスプリツタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62169103A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03228232A (ja) * | 1990-01-31 | 1991-10-09 | Sanyo Electric Co Ltd | 光ピックアップ装置 |
-
1986
- 1986-01-22 JP JP61010001A patent/JPS62169103A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03228232A (ja) * | 1990-01-31 | 1991-10-09 | Sanyo Electric Co Ltd | 光ピックアップ装置 |
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