JPS63100646A - 光磁気情報再生装置 - Google Patents
光磁気情報再生装置Info
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- JPS63100646A JPS63100646A JP61246616A JP24661686A JPS63100646A JP S63100646 A JPS63100646 A JP S63100646A JP 61246616 A JP61246616 A JP 61246616A JP 24661686 A JP24661686 A JP 24661686A JP S63100646 A JPS63100646 A JP S63100646A
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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】
〔技術分野〕
本発明は、磁気光学効果を利用して記録媒体に磁気的に
記録された情報を再生する光磁気情報再生装置に関する
。
記録された情報を再生する光磁気情報再生装置に関する
。
近年、半導体レーザ光により記録再生を行なう光メモリ
は、高密度記Oメモリとして実用化への研究開発が盛ん
である。この内、既に製品化されたコンパクトディスク
等に代表される再生専用光ディスクやD RA Wタイ
プ光ディスクとともに、特に消去・書き換えが可能な光
磁気ディスクが有望視されてきている。光磁気ディスク
は、レーザスポット照射による磁性薄膜の局所的温度上
昇を利用して磁気的に情報を記録し、磁気光学効果(特
にカー効果)により情報を再生するものである。ここで
カー効果とは、光が磁気記録媒体によって反射された場
合に、偏光面が回転する現象をさす。
は、高密度記Oメモリとして実用化への研究開発が盛ん
である。この内、既に製品化されたコンパクトディスク
等に代表される再生専用光ディスクやD RA Wタイ
プ光ディスクとともに、特に消去・書き換えが可能な光
磁気ディスクが有望視されてきている。光磁気ディスク
は、レーザスポット照射による磁性薄膜の局所的温度上
昇を利用して磁気的に情報を記録し、磁気光学効果(特
にカー効果)により情報を再生するものである。ここで
カー効果とは、光が磁気記録媒体によって反射された場
合に、偏光面が回転する現象をさす。
従来の光磁気ディスク装匝の基本的構成を第7図に示す
。第7図において、1は半導体レーザ、2はコリメータ
レンズ、llはハーフミラ−14は対物レンズ、6は光
磁気記録媒体、7は検光子、8は集光レンズ、9は光検
出器で、P偏光方向は紙面に平行、S偏光方向は垂直で
ある。
。第7図において、1は半導体レーザ、2はコリメータ
レンズ、llはハーフミラ−14は対物レンズ、6は光
磁気記録媒体、7は検光子、8は集光レンズ、9は光検
出器で、P偏光方向は紙面に平行、S偏光方向は垂直で
ある。
次に上記装置において、光磁気情報を再生する場合につ
いて説明する。半導体レーザlからP偏光方向の直線偏
光として射出された光束は、コリメータレンズ2により
平行光束とされ、ハーフミラ−11を通過する。P偏光
成分振幅透過率をtp、s偏光成分振幅透過率をtsと
すれば、11においては1tpl”= 1tsl”=0
.5である。光束は、対物レンズ4により光磁気記録媒
体6上に微小なスポットとして結像される。媒体6上に
あらかじめ磁区(ピット)が形成されている場合には、
第8図に示す様に媒体6からの反射光は、カー効果によ
りスポット照射領域の磁化方向上向きか又は下向きかに
応じて、各々±θにの偏光面の回転を受ける。ここで、
記録媒体6の振幅反射率のP偏光成分をR,S偏光成分
をKとすれば次式が成り立つ。
いて説明する。半導体レーザlからP偏光方向の直線偏
光として射出された光束は、コリメータレンズ2により
平行光束とされ、ハーフミラ−11を通過する。P偏光
成分振幅透過率をtp、s偏光成分振幅透過率をtsと
すれば、11においては1tpl”= 1tsl”=0
.5である。光束は、対物レンズ4により光磁気記録媒
体6上に微小なスポットとして結像される。媒体6上に
あらかじめ磁区(ピット)が形成されている場合には、
第8図に示す様に媒体6からの反射光は、カー効果によ
りスポット照射領域の磁化方向上向きか又は下向きかに
応じて、各々±θにの偏光面の回転を受ける。ここで、
記録媒体6の振幅反射率のP偏光成分をR,S偏光成分
をKとすれば次式が成り立つ。
光磁気変調された反射光は、対物レンズ4で再び平行光
束とされ、ハーフミラ−11で反射された後、検光子7
で強度変調された光束に変換される。即ち、第8図にお
いて反射光束は、その振幅の検光子光学軸への正射影と
して検光されるので、光磁気媒体への入射光強度をIO
1検光子の光学軸のP偏光方向からの角度をθAとすれ
ば、カー回転角±θKに応じて検光子を透過した光束の
強度I+θに、 1−θには各々(2)式のようにあ
られせる。
束とされ、ハーフミラ−11で反射された後、検光子7
で強度変調された光束に変換される。即ち、第8図にお
いて反射光束は、その振幅の検光子光学軸への正射影と
して検光されるので、光磁気媒体への入射光強度をIO
1検光子の光学軸のP偏光方向からの角度をθAとすれ
ば、カー回転角±θKに応じて検光子を透過した光束の
強度I+θに、 1−θには各々(2)式のようにあ
られせる。
θに〜1°であるから、IRI”>IK+”が成り立つ
ので、(2)式は、 i^ とあられせる。(3)式の括弧内箱2項が光磁気変調成
分、第1項が非変調成分であり、各々の強度をO +R〜−l Rl ”cos”θA
(5)このような検出光束は集光レンズ8を経て、
光検出器9により光磁気信号として検出される。
ので、(2)式は、 i^ とあられせる。(3)式の括弧内箱2項が光磁気変調成
分、第1項が非変調成分であり、各々の強度をO +R〜−l Rl ”cos”θA
(5)このような検出光束は集光レンズ8を経て、
光検出器9により光磁気信号として検出される。
ここでカー効果による偏光面回転角OKは、一般には1
0 程度であり、検光子7を通過して得られる光磁気変
調成分が非常に微少な量であることを考えると、検光子
の光学軸の方位角θAは検出信号のC/N (搬送波と
雑音との比)が最大となる様な最適位置に設定する必要
がある。
0 程度であり、検光子7を通過して得られる光磁気変
調成分が非常に微少な量であることを考えると、検光子
の光学軸の方位角θAは検出信号のC/N (搬送波と
雑音との比)が最大となる様な最適位置に設定する必要
がある。
そこで従来の光磁気情報記録再生装置においては検光子
7の光学軸の方位角θAは、(4)式であられされる光
磁気変調成分強度を最大とするため、入射光束の偏光方
向に対して45°に設定されていた。しかしながら、検
出信号に重畳される雑音を考慮すると、必ずしもθA=
45’ とすることにより11大のC/Nを得られる
とは限らない。
7の光学軸の方位角θAは、(4)式であられされる光
磁気変調成分強度を最大とするため、入射光束の偏光方
向に対して45°に設定されていた。しかしながら、検
出信号に重畳される雑音を考慮すると、必ずしもθA=
45’ とすることにより11大のC/Nを得られる
とは限らない。
本発明の目的は、上記従来技術の欠点を改良し、ピンフ
ォトダイオードなどの増幅作用のない安価な光検出器を
用いて、簡単な構成でC/Nの良好な光磁気信号の再生
が可能な光磁気情報再生装置を提供することにある。
ォトダイオードなどの増幅作用のない安価な光検出器を
用いて、簡単な構成でC/Nの良好な光磁気信号の再生
が可能な光磁気情報再生装置を提供することにある。
本発明の上記目的は光磁気情報再生装置を、所定の方向
に偏光した光束を磁気的に情報が記録された記録媒体上
に照射する手段と、磁気光学効果により前記情報に応じ
て偏光状態に変調を受けた前記記録媒体からの反射又は
透過光束を検光する検光手段と、該検光手段を透過した
光束を光電検出する増幅作用のない光検出器と、前記光
検出器の検出信号を増幅し、前記情報を再生する増幅手
段とから構成し、前記光検出器に入射する磁気光学効果
により変調を受けない偏光成分強度の平均をTR1光磁
気信信号測周波数におけるこの強度ゆらぎの2乗平均を
△I2R1ξ=△FR/ I’R1前記記録媒体上にお
ける入射光束の光量をIo、前記記録媒体の振幅反射率
をR1前記検光手段を除(記録媒体より光検出器に至る
光学系の光利用効率をε、前記光検出器の光電変換効率
をに1電荷量をe1光磁気信号観測周波数における前記
増幅手段の熱雑音をT1検出信号のバンド幅をΔB1前
記検出手段の振幅透過率をtA、同じ(検光手段の消光
比を6人としたときに、前記検光手段の光学軸と前記所
定の方向とのなす角度θAが以下の条件、 但し、 FR= ξ・(Kε l tAl ’ l Rl
” Ioア・ΔBS = zetce lt^l” l
R1”lo−ΔBを満足するように設定することによっ
て達成される。
に偏光した光束を磁気的に情報が記録された記録媒体上
に照射する手段と、磁気光学効果により前記情報に応じ
て偏光状態に変調を受けた前記記録媒体からの反射又は
透過光束を検光する検光手段と、該検光手段を透過した
光束を光電検出する増幅作用のない光検出器と、前記光
検出器の検出信号を増幅し、前記情報を再生する増幅手
段とから構成し、前記光検出器に入射する磁気光学効果
により変調を受けない偏光成分強度の平均をTR1光磁
気信信号測周波数におけるこの強度ゆらぎの2乗平均を
△I2R1ξ=△FR/ I’R1前記記録媒体上にお
ける入射光束の光量をIo、前記記録媒体の振幅反射率
をR1前記検光手段を除(記録媒体より光検出器に至る
光学系の光利用効率をε、前記光検出器の光電変換効率
をに1電荷量をe1光磁気信号観測周波数における前記
増幅手段の熱雑音をT1検出信号のバンド幅をΔB1前
記検出手段の振幅透過率をtA、同じ(検光手段の消光
比を6人としたときに、前記検光手段の光学軸と前記所
定の方向とのなす角度θAが以下の条件、 但し、 FR= ξ・(Kε l tAl ’ l Rl
” Ioア・ΔBS = zetce lt^l” l
R1”lo−ΔBを満足するように設定することによっ
て達成される。
以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。
第1図及び第2図は、本発明に基づく光磁気情報再生装
置の第1実施例を示し、夫々第1図は光学系の概略構成
図、第2図は信号処理回路の概略構成図である。第1図
において、21は半導体レーザ、22はコリメータレン
ズ、23はハーフミラ−124は対物レンズ、26は光
磁気記録媒体、27は検光子、28は集光レンズ、29
は光検出器で、P偏光方向は紙面に平行、S偏光方向は
垂直である。また、13は検光子27を透過した光束を
示し、この検出光束13は第2図のように光検出器29
で光電変換され、負荷抵抗16を含む増幅器15によっ
て電圧増幅されて、端子14より再生信号として出力さ
れる。
置の第1実施例を示し、夫々第1図は光学系の概略構成
図、第2図は信号処理回路の概略構成図である。第1図
において、21は半導体レーザ、22はコリメータレン
ズ、23はハーフミラ−124は対物レンズ、26は光
磁気記録媒体、27は検光子、28は集光レンズ、29
は光検出器で、P偏光方向は紙面に平行、S偏光方向は
垂直である。また、13は検光子27を透過した光束を
示し、この検出光束13は第2図のように光検出器29
で光電変換され、負荷抵抗16を含む増幅器15によっ
て電圧増幅されて、端子14より再生信号として出力さ
れる。
上記ハーフミラ−23はビーム整形機能を有し、これに
より、楕円形の遠視野像をもつ半導体レーザ21の光束
を、記録媒体26上に効率良く円形スポットとして結像
することができる。また、面aは光検出器29に迷光が
入射しない様に所定の角度傾けである。記録媒体26上
にはトラッキング用の溝(不図示)が紙面垂直方向に形
成されており、対物レンズ24により記録媒体26上に
集光された光束は、この溝により回折される。25は、
トラックずれによって生ずる±1次回折光のアンバラン
スを検出するための光検出器であり、対物レンズ24の
開口周縁に固定されている。このため、対物レンズ24
がトラック溝と垂直方向に移動してもトラッキングエラ
ー信号にオフセットを生じない利点がある。光検出器2
9はSi−ピンフォトダイオードなどの増幅作用のない
光検出器であり、光磁−信号号及びフォーカスエラー信
号の検出を行なう。フォーカスエラー検出には公知の方
法を用いるが、本発明との直接の関係はないので詳細な
説明は省略する。
より、楕円形の遠視野像をもつ半導体レーザ21の光束
を、記録媒体26上に効率良く円形スポットとして結像
することができる。また、面aは光検出器29に迷光が
入射しない様に所定の角度傾けである。記録媒体26上
にはトラッキング用の溝(不図示)が紙面垂直方向に形
成されており、対物レンズ24により記録媒体26上に
集光された光束は、この溝により回折される。25は、
トラックずれによって生ずる±1次回折光のアンバラン
スを検出するための光検出器であり、対物レンズ24の
開口周縁に固定されている。このため、対物レンズ24
がトラック溝と垂直方向に移動してもトラッキングエラ
ー信号にオフセットを生じない利点がある。光検出器2
9はSi−ピンフォトダイオードなどの増幅作用のない
光検出器であり、光磁−信号号及びフォーカスエラー信
号の検出を行なう。フォーカスエラー検出には公知の方
法を用いるが、本発明との直接の関係はないので詳細な
説明は省略する。
上記装置において、半導体レーザ21はP偏光光束を出
射する。この出射光束は、コリメータレンズ22で平行
光となり、ハーフミラ−23を透過して対物レンズ24
によって記録媒体26上に強度IOの光スポットとして
照射される。そして、記録媒体26で反射された光束は
、該記録媒体26に磁気的に記録された情報に応じて偏
光状態に変調を受け、再び対物レンズ24を通ってハー
フミラ−23で反射し、検光子27に導かれる。検光子
27を通過した検出光13は強度変調され、集光レンズ
28を介して光検出器29で受光される。
射する。この出射光束は、コリメータレンズ22で平行
光となり、ハーフミラ−23を透過して対物レンズ24
によって記録媒体26上に強度IOの光スポットとして
照射される。そして、記録媒体26で反射された光束は
、該記録媒体26に磁気的に記録された情報に応じて偏
光状態に変調を受け、再び対物レンズ24を通ってハー
フミラ−23で反射し、検光子27に導かれる。検光子
27を通過した検出光13は強度変調され、集光レンズ
28を介して光検出器29で受光される。
検光子27を通って強度変調された光束13は、第2図
に示す光検出器29で光電流に変換される。光電変換効
率には、eを電荷量、hをブランク定数、ρを光検出器
の量子効率、νを光束の振動数として次式で与えられる
。
に示す光検出器29で光電流に変換される。光電変換効
率には、eを電荷量、hをブランク定数、ρを光検出器
の量子効率、νを光束の振動数として次式で与えられる
。
eρ
1(= −(6)
hν
ここで、信号読み出しにおける雑音源として次の4種の
雑音が考えられる。
雑音が考えられる。
l)非変調成分光IRの2乗平均強度ゆらぎ△I2Rに
起因する雑音。
起因する雑音。
2)変調成分光IKの2乗平均強度ゆらぎ△l”Kに起
因する雑音。
因する雑音。
3)光検出器のショット雑音。
4)増幅器による熱雑音。
l)のΔI2Rによる雑音、及び2)のΔ1”Kによる
雑音は、記録媒体の表面粗さや不均質性、半導体レーザ
の強度変動等により生じ、媒体や半導体レーザなどの雑
音源によって決まる定数を各々ξ、ζ、非変調成分、変
調成分の実効値の平均を各々TR,TKとすれば次式が
成り立つ。
雑音は、記録媒体の表面粗さや不均質性、半導体レーザ
の強度変動等により生じ、媒体や半導体レーザなどの雑
音源によって決まる定数を各々ξ、ζ、非変調成分、変
調成分の実効値の平均を各々TR,TKとすれば次式が
成り立つ。
△I2R;ξPRΔB(7)
△I2に一ζpx△B(8)
但し、ΔBは検出信号のバンド幅である。
△I2Rに起因する雑音、△I2Kに起因する雑音、シ
ョット雑音、熱雑音を各々FR,FK、 S、 T
とすれば次式であられせる。
ョット雑音、熱雑音を各々FR,FK、 S、 T
とすれば次式であられせる。
FR=ξに2FRΔB(9)
FK=ζに2T’に△B
(10)S=ZeKTR△B
(11)但し、kはボルツマン定数、Teは等
価雑音温度、Rtは負荷抵抗16の抵抗値である。
(10)S=ZeKTR△B
(11)但し、kはボルツマン定数、Teは等
価雑音温度、Rtは負荷抵抗16の抵抗値である。
(4)、 (5)式により、検光子光学軸方位角θA
について、光磁気変調成分強度IKは5in2OA、非
変調成分強度IRはc o s”θAの依存性をもつこ
とから、各雑音のθA依存性は次の様にあられせる。
について、光磁気変調成分強度IKは5in2OA、非
変調成分強度IRはc o s”θAの依存性をもつこ
とから、各雑音のθA依存性は次の様にあられせる。
Ficccos’θA(13)
FK”sin”2θA(14)
Scccos”θA(15)
T=const (16)
これらを用いて、C/Nをデシベル表示であられせば、
次式の様になる。
これらを用いて、C/Nをデシベル表示であられせば、
次式の様になる。
(17)式のC/Nは検光子光学軸方位角θへの関数と
なるので、(17)をθAで偏微分して極値を求める。
なるので、(17)をθAで偏微分して極値を求める。
θAに関して極値を求めれば次の様になる。
5=eK l Rl I 0cos”θA”ΔB
(20)t = T
(21)(18)〜(21)式を満足する様な検光
子の光学軸方位角を設定してやれば、C/Nを最大値と
することができる。
(20)t = T
(21)(18)〜(21)式を満足する様な検光
子の光学軸方位角を設定してやれば、C/Nを最大値と
することができる。
第7図の説明においては信号レベル低下は、記録媒体及
び光学系により生じないとしたが、実際の光学系でC/
Nを正確に予想するうえでは、考慮しなければならない
。信号レベル低下の原因としては次の2点が考えられる
。
び光学系により生じないとしたが、実際の光学系でC/
Nを正確に予想するうえでは、考慮しなければならない
。信号レベル低下の原因としては次の2点が考えられる
。
l)光n損失(吸収やケラレによる振幅の低下)2)
P−3偏光間位相差 光磁気変調成分強度の低下にはl)及び2)が寄与し、
非変調成分強度の低下にはl)のみが寄与する。
P−3偏光間位相差 光磁気変調成分強度の低下にはl)及び2)が寄与し、
非変調成分強度の低下にはl)のみが寄与する。
光磁気非変調成分強度の低下(光量の損失)を評価する
ため、光利用効率εRを定義する。本発明では光利用効
率として、記録媒体上の光量と光検出器に到達する光量
の比に注目していることに注意されたい。本実施例では
εRを求める際に以下の点を考慮した。
ため、光利用効率εRを定義する。本発明では光利用効
率として、記録媒体上の光量と光検出器に到達する光量
の比に注目していることに注意されたい。本実施例では
εRを求める際に以下の点を考慮した。
l)トラッキング用溝(ピッチ1.6μm、深さλ/8
.λ=835nm)からの回折光が対物レンズ入射瞳内
に入射する割合、これを光利用効率εOとする。
.λ=835nm)からの回折光が対物レンズ入射瞳内
に入射する割合、これを光利用効率εOとする。
2)記Ω媒体から光検出器に至る光路中にある検光子を
除くn個の光学素子のP偏光方向振幅透過率(または反
射率)の2乗の光路に沿った積を考え、光利用効率ε1
とする。1番目の光学素子の振幅透過率をtpi、反射
率をrp−とすればε1は次式であられせる。
除くn個の光学素子のP偏光方向振幅透過率(または反
射率)の2乗の光路に沿った積を考え、光利用効率ε1
とする。1番目の光学素子の振幅透過率をtpi、反射
率をrp−とすればε1は次式であられせる。
(22)式においてi番目の光学素子で光束が反射され
る場合にはl jpi 12のかわりにl rpi i
2を代入すればよい。なお検光子の透過率はC/N計算
の際変化量として取り扱うのでε1から除外しである。
る場合にはl jpi 12のかわりにl rpi i
2を代入すればよい。なお検光子の透過率はC/N計算
の際変化量として取り扱うのでε1から除外しである。
1)、 2)より光磁気非変調成分の光利用効率εR
は次式であられせる。
は次式であられせる。
εR=ε0εI(23)
次に光磁気変調成分の強度低下を考える。そのためには
光量損失の他にP−3偏光間の位相差について考慮しな
ければならない。
光量損失の他にP−3偏光間の位相差について考慮しな
ければならない。
例えば第3図に示す様に記録媒体からの反射光は一般的
には第8図で示した様な直線偏光ではな(P偏光成分と
S偏光成分の間に生ずる位相差により、長袖がカー回転
角θにだけ傾いた楕円偏光となることが知られている。
には第8図で示した様な直線偏光ではな(P偏光成分と
S偏光成分の間に生ずる位相差により、長袖がカー回転
角θにだけ傾いた楕円偏光となることが知られている。
即ち記録媒体の振幅反射率のP、S偏光成分R,Kは(
24)式の様にあられせる。
24)式の様にあられせる。
但しα。、R0は各振幅反射率の位相成分である。
この場合カー回転角θには、
IKI
θK = −CO8△O(25)
IRl
とあられせる。△。=nπ(n=整数)ならば記録媒体
からの反射光は直線偏光となるが、それ以外の場合には
θKを減少させ好ましくない。
からの反射光は直線偏光となるが、それ以外の場合には
θKを減少させ好ましくない。
光学素子についても全く同様なことがいえて、本実施例
では光磁気変調成分の強度低下を評価するため光利用効
率εKを定義し、εKを求める際、以下の点を考慮した
。
では光磁気変調成分の強度低下を評価するため光利用効
率εKを定義し、εKを求める際、以下の点を考慮した
。
即ち、光磁気変調成分に対しては記録媒体から光検出器
に至る光路中にある検光子を除くn個の光学素子のP、
S偏光方向振幅透過率(または反射率)の光路に沿っ
た積を考え、光利用効率ε2とする。
に至る光路中にある検光子を除くn個の光学素子のP、
S偏光方向振幅透過率(または反射率)の光路に沿っ
た積を考え、光利用効率ε2とする。
i番目の光学素子のP、S偏光方向振幅透過率を、tp
i、 ts+ (反射率ならrI”+ rsl)と
すれば、次式が成り立つ。
i、 ts+ (反射率ならrI”+ rsl)と
すれば、次式が成り立つ。
(29)を用いてε2を次式の様にあられす。
(30)において、i番目の光学素子で光束が反射され
る場合には1tpil・1tslのかわりにI rpi
11 rsi lを代入すればよい。なお検光子の透
過率はC/N計算の際に変化量として取り扱うのでε2
から除外しである。
る場合には1tpil・1tslのかわりにI rpi
11 rsi lを代入すればよい。なお検光子の透
過率はC/N計算の際に変化量として取り扱うのでε2
から除外しである。
これより光磁気変調成分の光利用効率εには次式であら
れされる。
れされる。
εに=ε0ε2 (28)検
光子についてもより正確な評価を行なう事にする。
光子についてもより正確な評価を行なう事にする。
検光子の振幅透過率をtA、消光比をnAとすれば(2
)式においてcos13Aをl tAl・(cosθA
十v’ηAs1nθA)、 5inoAをi tAl
−(sinθA+fηACO8OA)と置き換えて考
えればよい。
)式においてcos13Aをl tAl・(cosθA
十v’ηAs1nθA)、 5inoAをi tAl
−(sinθA+fηACO8OA)と置き換えて考
えればよい。
IRI”>IKI”として光磁気変調成分強度に対して
はεにと次式で与えられる検光子の透過率ε3の積をと
ればよい。
はεにと次式で与えられる検光子の透過率ε3の積をと
ればよい。
ε3=ltAl”(1nA)sin2θA (29)
但し検光子の振幅透過率はP−8偏光酸分方向で等しく
、かつP−S偏光間に位相差を与えないものとした。
但し検光子の振幅透過率はP−8偏光酸分方向で等しく
、かつP−S偏光間に位相差を与えないものとした。
光磁気非変調成分に対しては、εRと次式で与えられる
検光子の透過率ε4の積をとればよい。
検光子の透過率ε4の積をとればよい。
5 、 = 1tAl”(cos”θA+77Asin
”nA) (30)以上より光磁気変調成分、非変調
成分の強度を各々IK、 IRとすれば、 1に□I(1εoEo’ IRI IKI 1t
Al 2(1−nA)sin2(7人IR−1oεoε
、 l R1”lt^l”(cos”OA+ηAs1n
2OA)=IoεRIRl”lt^l ”(cos2θ
A+y7Asin”θ、\)とあられされる。
”nA) (30)以上より光磁気変調成分、非変調
成分の強度を各々IK、 IRとすれば、 1に□I(1εoEo’ IRI IKI 1t
Al 2(1−nA)sin2(7人IR−1oεoε
、 l R1”lt^l”(cos”OA+ηAs1n
2OA)=IoεRIRl”lt^l ”(cos2θ
A+y7Asin”θ、\)とあられされる。
(31)、(32)式を(17)式に代入して、C/N
を最大とする検光子光学軸の入射光束偏光方向かf’R
: ξ(K εR1t、〜 l” l Rl 21
0 )”−△ I3 (34)S’
=2eKεRl t A +21 R121o ・ΔB
(35)t’ =T
(36)以下に計算条件を示す。
を最大とする検光子光学軸の入射光束偏光方向かf’R
: ξ(K εR1t、〜 l” l Rl 21
0 )”−△ I3 (34)S’
=2eKεRl t A +21 R121o ・ΔB
(35)t’ =T
(36)以下に計算条件を示す。
半導体レーザ21は波長λ=835nmであり、記録媒
体26上で入射光:QI o =2X 10−’Wとな
る様にハーフミラ−23透過率l tp 12にがかゎ
らず出力を調節されている。
体26上で入射光:QI o =2X 10−’Wとな
る様にハーフミラ−23透過率l tp 12にがかゎ
らず出力を調節されている。
記録媒体26にはGd、Tb、Fe、Coが用いられ、
l Rl”=0.12. θK = 0.74°、
p、s偏光方向振幅反射率の位相成分α。、β。の位
相差 △。
l Rl”=0.12. θK = 0.74°、
p、s偏光方向振幅反射率の位相成分α。、β。の位
相差 △。
は△。=20°である。
光利用効率ε。はトラッキング用溝(ピッチ1.6μm
、深さλ/8)からの回折光をN、A = 0.5の対
物レンズで受ける場合ε。=0.6となる。
、深さλ/8)からの回折光をN、A = 0.5の対
物レンズで受ける場合ε。=0.6となる。
光利用効率ε1は記録媒体から光検出器に至るる光路中
にある検光子を除く光学素子の透過率(ハーフミラ−で
は反射率)の積を考え、ε、=0.39である。
にある検光子を除く光学素子の透過率(ハーフミラ−で
は反射率)の積を考え、ε、=0.39である。
光利用効率ε2は記録媒体から光検出器に至る光路中に
ある検光子を除く光学素子のP、S振幅透過率(ハーフ
ミラ−では反射率)の積を考えればよい。本実施例中で
用いたハーフミラ−23はP−8偏光間に、△+−+M
= 160°の位相差を生じさせる様になっている。し
たがって記録媒体で生ずる位相差△。との間に、 △0+△HM−π (37)なる
関係があり、これにより光磁気変調成分強度低下を防止
している。その池水実施例では透過の際にp−s偏光間
に位相差を与える光学素子はないあるから、ε2=0.
39となる。
ある検光子を除く光学素子のP、S振幅透過率(ハーフ
ミラ−では反射率)の積を考えればよい。本実施例中で
用いたハーフミラ−23はP−8偏光間に、△+−+M
= 160°の位相差を生じさせる様になっている。し
たがって記録媒体で生ずる位相差△。との間に、 △0+△HM−π (37)なる
関係があり、これにより光磁気変調成分強度低下を防止
している。その池水実施例では透過の際にp−s偏光間
に位相差を与える光学素子はないあるから、ε2=0.
39となる。
光検出器25は光電変換率に=0.54の81−ピンフ
ォトダイオードである。記録媒体や半導体レーザなどの
雑音源によって決まる定数ξ及びζは各々以下の様に与
えられる。
ォトダイオードである。記録媒体や半導体レーザなどの
雑音源によって決まる定数ξ及びζは各々以下の様に与
えられる。
ξ= 2 x 10−” (R,1,N )ζ= I
X 10−” (R,1,N )また熱雑音Tはボルツ
マン定数に=1.38X10−1、等価雑音温度Te=
300 [k]、負荷抵抗Rr= I X 10−“[
Ω]、信号検出のバンド幅ΔB = 3 X 10’
[1/ Hz ]として、T = 5 X 10−”と
与えられる。
X 10−” (R,1,N )また熱雑音Tはボルツ
マン定数に=1.38X10−1、等価雑音温度Te=
300 [k]、負荷抵抗Rr= I X 10−“[
Ω]、信号検出のバンド幅ΔB = 3 X 10’
[1/ Hz ]として、T = 5 X 10−”と
与えられる。
なお、光検出器のもつ容量などにより熱雑音Tは(12
)式の様な簡単な形で記述できないこともあるので、そ
のような場合はこれに従う必要はない。
)式の様な簡単な形で記述できないこともあるので、そ
のような場合はこれに従う必要はない。
検光子は振幅透過率tpはl tP l”=0.84、
消光比ηA = t x t O−” テア6゜第4図
は検光子の光学軸の入射光束偏光方向からの角度θAと
C/Nの関係を示した図である。(33)〜(36)式
で与えられる最適なθA= 79.4’で、本実施例の
C/Nが最大となることがわかる。θA=45’とした
従来の装置の場合と比較すると、本実施例では8dB以
上C/Nが向上している。θA=700〜85° とす
れば十分に良好なC/Nが得られる。
消光比ηA = t x t O−” テア6゜第4図
は検光子の光学軸の入射光束偏光方向からの角度θAと
C/Nの関係を示した図である。(33)〜(36)式
で与えられる最適なθA= 79.4’で、本実施例の
C/Nが最大となることがわかる。θA=45’とした
従来の装置の場合と比較すると、本実施例では8dB以
上C/Nが向上している。θA=700〜85° とす
れば十分に良好なC/Nが得られる。
第5図は光磁気非変調成分強度の2乗平均ゆらぎを決め
る定数ξの値を、ξ=lxlQ−”、10−”、10−
”。
る定数ξの値を、ξ=lxlQ−”、10−”、10−
”。
10−14と変化させた場合のθAとC/Hの関係を示
した図である。
した図である。
(33)式により、△I3Rに起因する雑音FRやショ
ット雑音Sが熱雑音Tより相対的に大きな場合、θAの
最適値は90″ に近づいてい(ことを示している。ま
た、θA最適値におけるC/NとθA=45゜のC/N
を比較すると、FRとSがTよりも相対的に大きくなる
と、よりC/Nが改善されることがわかる。例えばξ=
I X 10−”の場合には18dB以上C/Nが向
上しており、本発明が非常に有効である。
ット雑音Sが熱雑音Tより相対的に大きな場合、θAの
最適値は90″ に近づいてい(ことを示している。ま
た、θA最適値におけるC/NとθA=45゜のC/N
を比較すると、FRとSがTよりも相対的に大きくなる
と、よりC/Nが改善されることがわかる。例えばξ=
I X 10−”の場合には18dB以上C/Nが向
上しており、本発明が非常に有効である。
第6図(A)、(B)は夫々本発明の第4実施例を示す
概略図であり、(B)は(A)を矢印六方向から見た図
を示している。第6図(A)、(B)において第1図と
同一の部材には同一の符号を付し、詳細な説明は省略す
る。本実施例においても、光検出器29以後の信号処理
系は第2図示の如く構成される。本実施例は第1実施例
のハーフミラ−23の代わりにハーフミラ−10を用い
、このハーフミラ−1Oの透過光を検出するように構成
したものである。ハーフミラ−10の面すは光検出器2
9に迷光が入射しない様に所定の角度傾けである。
概略図であり、(B)は(A)を矢印六方向から見た図
を示している。第6図(A)、(B)において第1図と
同一の部材には同一の符号を付し、詳細な説明は省略す
る。本実施例においても、光検出器29以後の信号処理
系は第2図示の如く構成される。本実施例は第1実施例
のハーフミラ−23の代わりにハーフミラ−10を用い
、このハーフミラ−1Oの透過光を検出するように構成
したものである。ハーフミラ−10の面すは光検出器2
9に迷光が入射しない様に所定の角度傾けである。
本実施例では、第1図の説明文中で使用したP。
S偏光方向を各々置き換えて考えれば良い。
また第1図及び第6図ではハーフミラ−23及びlOを
用いているが、これを偏光ビームスプリッタと置き換え
ても本発明は有効である。例えば特開昭58−1896
12号で公知な偏光ビームスプリッタ(1rpl”=0
.2. 1rsI”=1)を第1図で用いればよりC/
Nを向上させることができる。第6図では例えばl t
s l”=0.2. l tp l”=1なる特性を
持つ偏光ビームスプリッタを用いれば、よりC/Nを向
上させることができる。
用いているが、これを偏光ビームスプリッタと置き換え
ても本発明は有効である。例えば特開昭58−1896
12号で公知な偏光ビームスプリッタ(1rpl”=0
.2. 1rsI”=1)を第1図で用いればよりC/
Nを向上させることができる。第6図では例えばl t
s l”=0.2. l tp l”=1なる特性を
持つ偏光ビームスプリッタを用いれば、よりC/Nを向
上させることができる。
本発明は以上説明した実施例の他にも種々の応用が可能
である。例えば実施例では光磁気記録媒体の反射光を検
出したが、光磁気記録媒体を通過してファラデー効果に
よって変調を受けた光束を検出するように構成しても良
い。
である。例えば実施例では光磁気記録媒体の反射光を検
出したが、光磁気記録媒体を通過してファラデー効果に
よって変調を受けた光束を検出するように構成しても良
い。
以上説明した様に本発明は光磁気情報再生装置において
、検光子光学軸の入射光束偏光方向からの角度を従来の
45°から量適な角度に設定する事により、信号検出の
C/Nを向上させる効果を有する。
、検光子光学軸の入射光束偏光方向からの角度を従来の
45°から量適な角度に設定する事により、信号検出の
C/Nを向上させる効果を有する。
更には本発明により高いC/Nが得られるので従来の装
置の様な複雑な検出系が不要となり装置の信頼性を高め
、且つ製造コストを低減する事が出来る。
置の様な複雑な検出系が不要となり装置の信頼性を高め
、且つ製造コストを低減する事が出来る。
第1図は本発明の一実施例の光学系を示す概略図、第2
図は第1図示の実施例の信号処理系を示す概略図、第3
図は光磁気記録媒体からの反射光の偏光状態を示す図、
第4図及び第5図は夫々本発明における検光子の光学軸
方位角とC/Nとの関係を示す図、第6図(A)、(B
)は夫々本発明の他の実施例を示す概略図、第7図は従
来の光磁気情報再生装置の例を示す概略図、第8図は一
般的な光磁気信号検出の原理を示す図である。 13・・・検出光、 21・・・半導体レーザ
、22・・・コリメータレンズ、23・・・ハーフミラ
−124・・・対物レンズ、 26・・・光磁気記
録媒体、27・・・検光子、 28・・・集光
レンズ、29・・・光検出器。 % θACdec3] (A) 手続ネ由正書(自発) 昭和62年10月5 日 1、事件の表示 昭和61年特許願第246616号 2、発明の名称 光61気情報再生装匝 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都大田区下丸子3−30−2キャノン株式会
社内(電話75B−2111)5、補正の対象 明 細 書 6、補正の内容 明細書全文を別紙の通り訂正する。 全文訂正 明 細 書 1、発明の名称 光磁気情報再生装置 2、特許請求の範囲 (1)所定の方向に偏光した光束を磁気的に情報が記録
された記録媒体上に照射する手段と、磁気光学効果によ
り前記情報に応じて偏光状態に変調を受けた前記記録媒
体からの反射又は透過光束を検光する検光手段と、該検
光手段を透過した光束を光電検出する増幅作用のない光
検出器と、前記光検出器の検出信号を増幅し、前記情報
を再生する増幅手段とから成り、前記光検出器に入射す
る磁気光学効果により変調を受けない偏光成分強度の平
均をTR1光磁気信信号測周波数におけるこの強度ニラ
キノ2乗平均ヲ△l2R1E = △PR7’rIR1
前記記録媒体上における入射光束の光量をIO1前記記
録媒体の振幅反射率をR1前記検光手段を除く記録媒体
より光検出器に至る光学系の光利用効率をε、前記光検
出器の光電変換効率をに1電荷量をe1光磁気信号観測
周波数における前記増幅手段の熱雑音をT1検出信号の
バンド幅をΔB1前記検光手段の振幅透過率をtA、同
じく検光手段の消光比をηAとしたときに、前記検光手
段の光学軸と前記所定の方向とのなす角度θAが以下の
条件、但し、 FR=ξ拳(にε1tAl” lR1”lo)” ・Δ
BS =2eにt 1tAl” lR1”Io−Δ
Bを満足することを特徴とした光磁気情報再生装置。 3、発明の詳細な説明 〔技術分野〕 本発明は、磁気光学効果を利用して記録媒体に磁気的に
記録された情報を再生する光磁気情報再生装置に関する
。 〔従来技術〕 近年、半導体レーザ光により記録再生を行なう光メモリ
は、高密度記録メモリとして実用化への研究開発が盛ん
である。この内、既に製品化されたコンパクトディスク
等に代表される再生専用光ディスクやDRAWタイプ光
ディスクとともに、特に消去・書き換えが可能な光磁気
ディスクが有望視されてきている。光磁気ディスクは、
レーザスポット照射による磁性薄膜の局所的温度上昇を
利用して磁気的に情報を記録し、磁気光学効果(特にカ
ー効果)により情報を再生するものである。 ここでカー効果とは、光が磁気記録媒体によって反射さ
れた場合に、偏光面が回転する現象をさす。 従来の光磁気ディスク装置の基本的構成を第7図に示す
。第7図において、lは半導体レーザ、2はコリメータ
レンズ、11はハーフミラ−14は対物レンズ、6は光
磁気記録媒体、7は検光子、8は集光レンズ、9は光検
出器で、P偏光方向は紙面に平行、S偏光方向は垂直で
ある。 次に上記装置において、光磁気情報を再生する場合につ
いて説明する。半導体レーザlからP偏光方向の直線偏
光として射出された光束は、コリメータレンズ2により
平行光束とされ、ハーフミラ−11を通過する。P偏光
成分振幅透過率をtp、S偏光成分振幅透過率をtsと
すれば、11においては1tp12= 1tsl”=0
.5である。光束は、対物レンズ4により光磁気記録媒
体6上に微小なスポットとして結像される。媒体6上に
あらかじめ磁区(ピット)が形成されている場合には、
第8図に示す様に媒体6からの反射光は、カー効果によ
りスポット照射領域の磁化方向上向きか又は下向きかに
応じて、各々±θにの偏光面の回転を受ける。ここで、
記録媒体6の振幅反射率のP偏光成分をR,S偏光成分
をKとすれば次式が成り立つ。 光磁気変調された反射光は、対物レンズ4で再び平行光
束とされ、ハーフミラ−11で反射された後、検光子7
で強度変調された光束に変換される。即ち、第8図にお
いて反射光束は、その振幅の検光子光学軸への正射影と
して検光されるので、光磁気媒体への入射光強度をio
、検光子の光学軸のP偏光方向からの角度をθAとすれ
ば、カー回転角±θKに応じて検光子を透過した光束の
強度I+θに、I−θには各々(2)式のようにあられ
せる。 θに〜10 であるから、lRI”)lK+”が成り立
つので、(2)式は、 とあられせる。(3)式の括弧内筒2項が光磁気変調成
分、第1項が非変調成分であり、各々の強度をT。 IR〜−l Rl ”cos”θA
(5)このような検出光束は集光レンズ8を経て、
光検出器9により光磁気信号として検出される。 ここでカー効果による偏光面回転角θには、一般にはP
程度であり、検光子7を通過して得られる光磁気変調成
分が非常に微少な量であることを考えると、検光子の光
学軸の方位角θAは検出信号のC/N (搬送波と雑音
との比)が最大となる様な最適位置に設定する必要があ
る。 そこで従来の光磁気情報記録再生装置においては検光子
7の光学軸の方位角θAは、(4)式であられされる光
磁気変調成分強度を最大とするため、入射光束の偏光方
向に対して45°に設定されていた。しかしながら、検
出信号に重畳される雑音を考慮すると、必ずしもθA=
45° とすることにより最大のC/Nを得られるとは
限らない。 〔発明の概要〕 本発明の目的は、上記従来技術の欠点を改良し、ピンフ
ォトダイオードなどの増幅作用のない安価な光検出器を
用いて、簡単な構成でC/ Nの良好な光磁気信号の再
生が可能な光磁気情報再生装置を提供することにある。 本発明の上記目的は光磁気情報再生装置を、所定の方向
に偏光した光束を磁気的に情報が記録された記録媒体上
に照射する手段と、磁気光学効果により前記情報に応じ
て偏光状態に変調を受けた前記記録媒体からの反射又は
透過光束を検光する検光手段と、該検光手段を透過した
光束を光電検出する増幅作用のない光検出器と、前記光
検出器の検出信号を増幅し、前記情報を再生する増幅手
段とから構成し、前記光検出器に入射する磁気光学効果
により変調を受けない偏光成分強度の平均をTR,光磁
気信号観測周波数におけるこの強度、ゆらぎの2乗平均
を△I”R、ξ=ΔI2R/I2R1前記記録媒体上に
おける入射光束の光量を10 s前記記録媒体の振幅反
射率をR1前記検光手段を除く記録媒体より光検出器に
至る光学系の光利用効率をε、前記光検出器の光電変換
効率をに1電荷全をe1光磁気信号観測周波数に おけ
る前記増幅手段の熱雑音をT1検出信号のバンド幅をΔ
B1前記検出手段の振幅透過率をt^、同じ(検光手段
の消光比を0人としたときに、前記 検光手段の光学軸
と前記所定の方向とのなす角度θAが以下の条件、但し
、 FR=ξ・(にεlt^l” lR1”1o)2・ΔB
S=3eにε1tAl” lR1”lo・ΔBを満足す
るように設定することによって達成される。 〔実施例〕 以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。 第1図及び第2図は、本発明に基づく光磁気情報再生装
置の第1実施例を示し、夫々第1図は光学系の概略構成
図、第2図は信号処理回路の概略構成図である。第1図
において、21は半導体レーザ、22はコリメータレン
ズ、23はハーフミラ−124は対物レンズ、26は光
磁気記録媒体、27は検光子1.28は集光レンズ、2
9は光検出器で、P偏光方向は紙面に平行、S偏光方向
は垂直である。また、13は検光子27を透過した光束
を示し、この検出光束13は第2図のように光検出器2
9で光電変換され、負荷抵抗16を含む増幅器15によ
って電圧増幅されて、端子14より再生信号として出力
される。 上記ハーフミラ−23はビーム整形機能を有し、これに
より、楕円形の遠視野像をもつ半導体レーザ21の光束
を、記録媒体26上に効率良く円形スポットとして結像
することができる。また、面aは光検出器29に迷光が
入射しない様に所定の角度傾けである。記録媒体26上
にはトラッキング用の溝(不図示)が紙面垂直方向に形
成されており、対物レンズ24により記録媒体26上に
集光された光束は、この溝により回折される。25は、
トラックずれによって生ずる±1次回折光のアンバラン
スを検出するための光検出器であり、対物レンズ24の
開口周縁に固定されている。このため、対物レンズ24
がトラック溝と垂直方向に移動してもトラッキングエラ
ー信号にオフセットを生じない利点がある。光検出器2
9はSi−ビンフォトダイオードなどの増幅作用のない
光検出器であり、光磁気信号及びフォーカスエラー信号
の検出を行なう。フォーカスエラー検出には公知の方法
を用いるが、本発明との直接の関係はないので詳細な説
明は省略する。 上記装置において、半導体レーザ21はP偏光光束を出
射する。この出射光束は、コリメータレンズ22で平行
光となり、ハーフミラ−23を透過して対物レンズ24
によって記録媒体26上に強度10の光スポットとして
照射される。そして、記録媒体26で反射された光束は
、該記録媒体26に磁気的に記録された情報に応じて偏
光状態に変調を受け、再び対物レンズ24を通ってハー
フミラ−23で反射し、検光子27に導かれる。検光子
27を通過した検出光13は強度変調され、集光レンズ
28を介して光検出器29で受光される。 検光子27を通って強度変調された光束13は、第2図
に示す光検出器29で光電流に変換される。光電変換効
率には、eを電荷量、hをブランク定数、ρを光検出器
の量子効率、νを光束の振動数として次式で与えられる
。 ここで、信号読み出しにおける雑音源として次の4種の
雑音が考えられる。 l)非変調成分光IRの2乗平均強度ゆらぎ△I”++
に起因する雑音。 2)変調成分光■にの2乗平均強度ゆらぎ△I2Kに起
因する雑音。 3)光検出器のショット雑音。 4)増幅器による熱雑音。 l)の△I2Hによる雑音、及び2)の△I2Kによる
雑音は、記録媒体の表面粗さや不均質性、半導体レーザ
の強度変動等により生じ、媒体や半導体レーザなどの雑
音源によって決まる定数を各々ξ、ζ、非変調成分、変
調成分の実効値の平均を各々TR,TKとすれば次式が
成り立つ。 △I’R−ξPR△B(7) △I2に=ζpgΔB(8) 但し、ΔBは検出信号のバンド幅である。 △I’Rに起因する雑音、△I”Kに起因する雑音、シ
ョット雑音、熱雑音を各々FR,’ FK、 S、
Tとすれば次式であられせる。 FR=ξに”FatΔB(9) F x = ζに” TIK △B
(10)S=Ze pc TR△B
(11)R+ 但し、kはポルツマン定数、Teは等価雑音温度、R+
は負荷抵抗16の抵抗値である。 (4)、 (5)式により、検光子光学軸方位角OA
について、光磁気変調成分強度IKはs i n2θA
、非変調成分強度IRはc o s2θAの依存性をも
つことから、各雑音のθA依存性は次の様にあられせる
。 FRoc cos″θA (
13)FKocsin”2θA
(14)S”CO8”θA
(15)T=const、(16) これらを用いて、C/Nをデシベル表示であられせば、
次式の様になる。 (17)式のC/ Nは検光子光学軸方位角θAの関数
となるので、(17)をθ八で偏微分して極値を求める
。 θAに関して極値を求めれば次の様になる。 fR−ξ(−にlR12Iocos2θA)2・ΔB
(19)S=eに1RIIOcos”θA・
ΔB (20)t = T
(21)(18)〜(21)式を満足す
る様な検光子の光学軸方位角を設定してやれば、C/N
を最大値とすることができる。 第7図の説明においては信号レベル低下は、記録媒体及
び光学系により生じないとしたが、実際の光学系でC/
Nを正確に予想するうえでは、考慮しなければならない
。信号レベル低下の原因としては次の2点が考えられる
。 1)光量損失(吸収やケラレによる振幅の低下)2)P
−3偏光間位相差 光磁気変調成分強度の低下にはl)及び2)が寄与し、
非変調成分強度の低下にはl)のみが寄与する。 光磁気非変調成分強度の低下(光量の損失)を評価する
ため、光利用効率εRを定義する。本発明では光利用効
率として、記録媒体上の光量と光検出器に至:r達する
光量の比に注目していることに注意されたい。本実施例
ではεRを求める際に以下の点を考慮した。 l)トラッキング用溝(ピッチ1.6μm、深さλ/8
゜λ=835nm)からの回折光が対物レンズ入射瞳内
に入射する割合、これを光利用効率ε0とする。 2)記録媒体から光検出器に至る光路中にある検光子を
除くn個の光学素子のP偏光方向振幅透過率(又は反射
率)の2乗の光路に沿った積を考え、光利用効率ε1と
する。i番目の光学素子の振幅透過率をjpi、反射率
をrpiとすればε1は次式であられせる。 (22)式においてi番目の光学素子で光束が反射され
る場合にはl t、i l”のかわりにl rpi 1
’を代入すればよい。なお検光子の透過率はC/N計算
の際変化量として取り扱うのでε1から除外しである。 1)、2)より光磁気非変調成分の光利用効率εRは次
式であられせる。 ε R= ε 0 ε r
(23)次に光磁気変調成分の強度低下
を考える。そのためには完全損失の他にP−3偏光間の
位相差について考慮しなければならない。 例えば第3図に示す様に記録媒体からの反射光は一般的
には第8図で示した様な直線偏光ではな(P偏光成分と
S偏光成分の間に生ずる位相差により、長軸がカー回転
角θにだけ傾いた楕円偏光となることが知られている。 即ち記録媒体の振幅反射率のP、S偏光成分R、Kは(
24)式の様にあられせる。 R= l Rl elllo K = l K l e”’
(24)△0=α。−β。 但しα。、β。は各振幅反射率の位相成分である。 この場合カー回転角θには、 とあられせる。△。=nπ(n =整数)ならば記録媒
体からの反射光は直線偏光となるが、それ以外の場合に
はθKを減少させ好ましくない。 光学素子についても全く同様なことがいえて、本実施例
では光磁気変調成分の強度低下を評価するため光利用効
率εKを定義し、θKを求める際、以下の点を考慮した
。 即ち、光磁気変調成分に対しては記録媒体から光検出器
に至る光路中にある検光子を除くn個の光学素子のP、
S偏光方向振幅透過率(または反射率)の光路に沿った
積を考え、光利用効率ε2とする。 i番目の光学素子のP、S偏光方向振幅透過率を、rp
l、 tsi (反射率ならrGII+ rsl)
とすれば、次式が成り立つ。 t pi = l t pi l e”’ts+ =
l ts+ l elJ’ (2
6)△i=αi−β1 (29)を用いてε2を次式の様にあられす。 (30)において、i番目の光学素子で光束が反射され
る場合には1tptllts+lのかわりにl rpl
ll rsi lを代入すればよい。なお検光子の透
過率はC/N計算の際に変化量として取り扱うのでε2
から除外しである。 これより光磁気変調成分の光利用効率εには次式であら
れされる。 εに=ε0ε2 (28)検
光子についてもより正確な評価を行なう事にする。 検光子の振幅透過率をtA、消光比をηAとすれば(2
)式においてCO5θAを1t^1・(COSθA+
r s i nθA)、 sinθAをl tAl ・
(sinθA+ l c o sθA)と置き換えて考
えればよい。 IRI”>IKI”として光磁気変調成分強度に対して
はεにと次式で与えられる検光子の透過率ε3の積をと
ればよい。 εs = l tAl” (1−77A) 5in2θ
A (29)但し検光子の振幅透過率はP−8偏光
酸分方向で等しく、かつP−8偏光間に位相差を与えな
いものとした。 光磁気非変調成分に対しては、εRと次式で与えられる
検光子の透過率ε4の積をとればよい。 ε4=1t^l 2(c o s”θA+ηAsin”
θK)(30)以上より光磁気変調成分、非変調成分の
強度を各々Iに、 IRとすれば、 ■−TI・′・“・’ IRI IKI 1txl”(
1−η・) 5in2θ・IR”−1oεoε11
R121t^l”(cos”θA+77 A sin”
θK)=Io εRIRl”lt ^l”(cos”θ
A+ 77 A sin” θK)とあられされる。 (31)、(32)式を(17)式に代入して、C/N
を最大とする検光子光学軸の入射光束偏光方向からの角
度θAを求めると次の様になる。 fR’=ξ(にεR1t^l”lR1”lo)’・ΔB
(34)S’ = 2e にgR1t^l”
1RIJo・ΔB (35)t’=T
(36)以下に計算条件を示す。 半導体レーザ21は波長λ=835nmであり、記静媒
体26上で入射光量■。= 2 X 10−3Wとなる
様にハーフミラ−23透過率1 tp 12にかかわら
ず出力を調節されている。 記録媒体26にはGd、Tb、Fe、Coが用いられ、
]Rl’=o、12. θに=0.74°、I)、S
偏光方向振幅反射率の位相成分α。、β。の位相差△。 は△。−20° である。 光利用効率ε。はトラッキング用溝(ピッチ1.6μm
、深さλ/8)からの回折光をN、A = 0.5の対
物レンズで受ける場合ε。=0,6となる。 光利用効率ε1は記録媒体から光検出器に至るる光路中
にある検光子を除く光学素子の透過率(ハーフミラ−で
は反射率)の積を考え、ε、=0.39である。 光利用効率ε2は記録媒体から光検出器に至る光路中に
ある検光子を除く光学素子のP、S振幅透過率(ハーフ
ミラ−では反射率)の積を考えればよい。本実施例中で
用いたハーフミラ−23はP−8偏光間に、△11〜+
= 160°の位相差を生じさせる様になっている。 したがって記n媒体で生ずる位相差△。との間に、 △。+へI因=π (37)なる
関係があり、これにより光磁気変調成分強度低下を防止
している。その低木実施例では透過の際にP−8偏光間
に位相差を与える光学素子はないのでΣ3 ’ =co
s (ΣΔ1)=1.またNp1l=ltslで−Q あるから、ε2=0.39となる。 光検出器25は光電変換率に=0.54のSi−ピンフ
ォトダイオードである。記録媒体や半導体レーザなどの
雑音源によって決まる定数ξ及びζは各々以下の様に与
えられる。 ξ=2xlO−” (R,1,N) ζ= 1 x 10−1l(R,1,N )また熱雑音
Tはボルツマン定数に=1.38X10−”、等価雑音
温度Te=300 [K]、負荷抵抗R+=IXIO−
’[Ωコ、信号検出のバンド幅△B = 3 X I
O’ [1/ Hzコとして、T = 5 X 10−
”と与えられる。 なお、光検出器のもつ容量などにより熱雑音Tは(12
)式の様な簡単な形で記述できないこともあるので、そ
のような場合はこれに従う必要はない。 検光子は振幅透過率tpは1tpl”=0.84、消光
比ηA−1xlO−1である。 第4図は検光子の光学軸の入射光束偏光方向からの角度
θAとC/Hの関係を示した図である。(33)〜(3
6)式で与えられる最適なθA=79.4°で、本実施
例のC/Nが最大となることがわかる。θA=45゜と
した従来の装置の場合と比較すると、本実施例では8d
B以上C/Nが向上している。θA= 70’〜85°
とすれば十分に良好なC/Nが得られる。 第5図は光磁気非変調成分強度の2乗平均ゆらぎを決め
6定数ξの値を、ξ= I X 10−”、 10−
”、 10−”。 10−”と変化させた場合のθAとC/Nの関係を示し
た図である。 (33)式により、△I2Rに起因する雑音FRやショ
ット雑音Sが熱雑音Tより相対的に大きな場合、0人の
最適値は90°に近づいていくことを示している。また
、θ入量適値1こおけるC/Nとθへ=45゜のC/N
を比較すると、FRとSがTよりも相対的に大きくなる
と、よりC/Nが改善されることがわかる。例えばξ=
I X 10−”の場合には18 dB以上C/Nが
向上しており、本発明が非常に有効である。 第6図(A)、(B)は夫々本発明の第4実施例を示す
概略図であり、(B)は(A)を矢印ノ\方向から見た
図を示している。第6図(A)、(B)において第1図
と同一の部材には同一の符号を付し、詳細な説明は省略
する。本実施例においても、光検出器29以後の信号処
理系は第2図示の如くvζ成される。本実施例は第1実
施例のハーフミラ−23゛の代わりにハーフミラ−1O
を用い、このハーフミラ−10の透過光を検出するよう
に構成したものである。ハーフミラ−1Oの面すは光検
出器29に迷光が入射しない様に所定の角度傾けである
。 本実施例では、第1図の説明文中で使用したP。 S偏光方向を各々置き換えて考えれば良い。 また第1図及び第6図ではハーフミラ−23及びlOを
用いているが、これを偏光ビームスプリッタと置き換え
ても本発明は有効である。例えば特開昭58−1896
12号で公知な偏光ビームスプリッタ(l rr l”
=0.2. l rs l”=1)を第1図で用いれ
ばよりC/ Nを向上させることができる。第6図では
例えばl ts l”−0,2,l tr 12=1な
る特性を持つ偏光ビームスプリッタを用いれば、よりC
/Nを向上させることができる。 本発明は以上説明した実施例の他にも種々の応用が可能
である。例えば実施例では光磁気記録媒体の反射光を検
出したが、光磁気記録媒体を通過してファラデー効果に
よって変調を受けた光束を検出するように構成しても良
い。 〔発明の効果〕 以上説明した様に本発明は光磁気情報再生装置において
、検光子光学軸の入射光束偏光方向からの角度を従来の
45°から最適な角度に設定する事により、信号検出の
C/Nを向上させる効果を有する。 更には本発明により高いC/ Nが得られるので従来の
装置の様な複雑な検出系が不要となり装置の信頓性を高
め、且つ製造コストを低減する事が出来る。 4、図面の簡単な説明 第1図は本発明の一実施例の光学系を示す概略図、第2
図は第1図示の実施例の信号処理系を示す概略図、第3
図は光磁気記録媒体からの反射光の偏光状態を示す図、
第4図及び第5図は夫々本発明における検光子の光学軸
方位角とC/Nとの関係を示す図、第6図(A)、
CB)は夫々本発明の他の実施例を示す概略図、第7図
は従来の光磁気情報再生装置の例を示す概略図、第8図
は一般的な光磁気信号検出の原理を示す図である。 13・・・検出光、 21・・・半導体レーザ
、22・・・コリメータレンズ、23・・・ハーフミラ
−124・・・対物レンズ、 26・・・光磁気記
録媒体、27・・・検光子、 28・・・集光
レンズ、29・・・光検出器。
図は第1図示の実施例の信号処理系を示す概略図、第3
図は光磁気記録媒体からの反射光の偏光状態を示す図、
第4図及び第5図は夫々本発明における検光子の光学軸
方位角とC/Nとの関係を示す図、第6図(A)、(B
)は夫々本発明の他の実施例を示す概略図、第7図は従
来の光磁気情報再生装置の例を示す概略図、第8図は一
般的な光磁気信号検出の原理を示す図である。 13・・・検出光、 21・・・半導体レーザ
、22・・・コリメータレンズ、23・・・ハーフミラ
−124・・・対物レンズ、 26・・・光磁気記
録媒体、27・・・検光子、 28・・・集光
レンズ、29・・・光検出器。 % θACdec3] (A) 手続ネ由正書(自発) 昭和62年10月5 日 1、事件の表示 昭和61年特許願第246616号 2、発明の名称 光61気情報再生装匝 3、補正をする者 事件との関係 特許出願人 住所 東京都大田区下丸子3−30−2キャノン株式会
社内(電話75B−2111)5、補正の対象 明 細 書 6、補正の内容 明細書全文を別紙の通り訂正する。 全文訂正 明 細 書 1、発明の名称 光磁気情報再生装置 2、特許請求の範囲 (1)所定の方向に偏光した光束を磁気的に情報が記録
された記録媒体上に照射する手段と、磁気光学効果によ
り前記情報に応じて偏光状態に変調を受けた前記記録媒
体からの反射又は透過光束を検光する検光手段と、該検
光手段を透過した光束を光電検出する増幅作用のない光
検出器と、前記光検出器の検出信号を増幅し、前記情報
を再生する増幅手段とから成り、前記光検出器に入射す
る磁気光学効果により変調を受けない偏光成分強度の平
均をTR1光磁気信信号測周波数におけるこの強度ニラ
キノ2乗平均ヲ△l2R1E = △PR7’rIR1
前記記録媒体上における入射光束の光量をIO1前記記
録媒体の振幅反射率をR1前記検光手段を除く記録媒体
より光検出器に至る光学系の光利用効率をε、前記光検
出器の光電変換効率をに1電荷量をe1光磁気信号観測
周波数における前記増幅手段の熱雑音をT1検出信号の
バンド幅をΔB1前記検光手段の振幅透過率をtA、同
じく検光手段の消光比をηAとしたときに、前記検光手
段の光学軸と前記所定の方向とのなす角度θAが以下の
条件、但し、 FR=ξ拳(にε1tAl” lR1”lo)” ・Δ
BS =2eにt 1tAl” lR1”Io−Δ
Bを満足することを特徴とした光磁気情報再生装置。 3、発明の詳細な説明 〔技術分野〕 本発明は、磁気光学効果を利用して記録媒体に磁気的に
記録された情報を再生する光磁気情報再生装置に関する
。 〔従来技術〕 近年、半導体レーザ光により記録再生を行なう光メモリ
は、高密度記録メモリとして実用化への研究開発が盛ん
である。この内、既に製品化されたコンパクトディスク
等に代表される再生専用光ディスクやDRAWタイプ光
ディスクとともに、特に消去・書き換えが可能な光磁気
ディスクが有望視されてきている。光磁気ディスクは、
レーザスポット照射による磁性薄膜の局所的温度上昇を
利用して磁気的に情報を記録し、磁気光学効果(特にカ
ー効果)により情報を再生するものである。 ここでカー効果とは、光が磁気記録媒体によって反射さ
れた場合に、偏光面が回転する現象をさす。 従来の光磁気ディスク装置の基本的構成を第7図に示す
。第7図において、lは半導体レーザ、2はコリメータ
レンズ、11はハーフミラ−14は対物レンズ、6は光
磁気記録媒体、7は検光子、8は集光レンズ、9は光検
出器で、P偏光方向は紙面に平行、S偏光方向は垂直で
ある。 次に上記装置において、光磁気情報を再生する場合につ
いて説明する。半導体レーザlからP偏光方向の直線偏
光として射出された光束は、コリメータレンズ2により
平行光束とされ、ハーフミラ−11を通過する。P偏光
成分振幅透過率をtp、S偏光成分振幅透過率をtsと
すれば、11においては1tp12= 1tsl”=0
.5である。光束は、対物レンズ4により光磁気記録媒
体6上に微小なスポットとして結像される。媒体6上に
あらかじめ磁区(ピット)が形成されている場合には、
第8図に示す様に媒体6からの反射光は、カー効果によ
りスポット照射領域の磁化方向上向きか又は下向きかに
応じて、各々±θにの偏光面の回転を受ける。ここで、
記録媒体6の振幅反射率のP偏光成分をR,S偏光成分
をKとすれば次式が成り立つ。 光磁気変調された反射光は、対物レンズ4で再び平行光
束とされ、ハーフミラ−11で反射された後、検光子7
で強度変調された光束に変換される。即ち、第8図にお
いて反射光束は、その振幅の検光子光学軸への正射影と
して検光されるので、光磁気媒体への入射光強度をio
、検光子の光学軸のP偏光方向からの角度をθAとすれ
ば、カー回転角±θKに応じて検光子を透過した光束の
強度I+θに、I−θには各々(2)式のようにあられ
せる。 θに〜10 であるから、lRI”)lK+”が成り立
つので、(2)式は、 とあられせる。(3)式の括弧内筒2項が光磁気変調成
分、第1項が非変調成分であり、各々の強度をT。 IR〜−l Rl ”cos”θA
(5)このような検出光束は集光レンズ8を経て、
光検出器9により光磁気信号として検出される。 ここでカー効果による偏光面回転角θには、一般にはP
程度であり、検光子7を通過して得られる光磁気変調成
分が非常に微少な量であることを考えると、検光子の光
学軸の方位角θAは検出信号のC/N (搬送波と雑音
との比)が最大となる様な最適位置に設定する必要があ
る。 そこで従来の光磁気情報記録再生装置においては検光子
7の光学軸の方位角θAは、(4)式であられされる光
磁気変調成分強度を最大とするため、入射光束の偏光方
向に対して45°に設定されていた。しかしながら、検
出信号に重畳される雑音を考慮すると、必ずしもθA=
45° とすることにより最大のC/Nを得られるとは
限らない。 〔発明の概要〕 本発明の目的は、上記従来技術の欠点を改良し、ピンフ
ォトダイオードなどの増幅作用のない安価な光検出器を
用いて、簡単な構成でC/ Nの良好な光磁気信号の再
生が可能な光磁気情報再生装置を提供することにある。 本発明の上記目的は光磁気情報再生装置を、所定の方向
に偏光した光束を磁気的に情報が記録された記録媒体上
に照射する手段と、磁気光学効果により前記情報に応じ
て偏光状態に変調を受けた前記記録媒体からの反射又は
透過光束を検光する検光手段と、該検光手段を透過した
光束を光電検出する増幅作用のない光検出器と、前記光
検出器の検出信号を増幅し、前記情報を再生する増幅手
段とから構成し、前記光検出器に入射する磁気光学効果
により変調を受けない偏光成分強度の平均をTR,光磁
気信号観測周波数におけるこの強度、ゆらぎの2乗平均
を△I”R、ξ=ΔI2R/I2R1前記記録媒体上に
おける入射光束の光量を10 s前記記録媒体の振幅反
射率をR1前記検光手段を除く記録媒体より光検出器に
至る光学系の光利用効率をε、前記光検出器の光電変換
効率をに1電荷全をe1光磁気信号観測周波数に おけ
る前記増幅手段の熱雑音をT1検出信号のバンド幅をΔ
B1前記検出手段の振幅透過率をt^、同じ(検光手段
の消光比を0人としたときに、前記 検光手段の光学軸
と前記所定の方向とのなす角度θAが以下の条件、但し
、 FR=ξ・(にεlt^l” lR1”1o)2・ΔB
S=3eにε1tAl” lR1”lo・ΔBを満足す
るように設定することによって達成される。 〔実施例〕 以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。 第1図及び第2図は、本発明に基づく光磁気情報再生装
置の第1実施例を示し、夫々第1図は光学系の概略構成
図、第2図は信号処理回路の概略構成図である。第1図
において、21は半導体レーザ、22はコリメータレン
ズ、23はハーフミラ−124は対物レンズ、26は光
磁気記録媒体、27は検光子1.28は集光レンズ、2
9は光検出器で、P偏光方向は紙面に平行、S偏光方向
は垂直である。また、13は検光子27を透過した光束
を示し、この検出光束13は第2図のように光検出器2
9で光電変換され、負荷抵抗16を含む増幅器15によ
って電圧増幅されて、端子14より再生信号として出力
される。 上記ハーフミラ−23はビーム整形機能を有し、これに
より、楕円形の遠視野像をもつ半導体レーザ21の光束
を、記録媒体26上に効率良く円形スポットとして結像
することができる。また、面aは光検出器29に迷光が
入射しない様に所定の角度傾けである。記録媒体26上
にはトラッキング用の溝(不図示)が紙面垂直方向に形
成されており、対物レンズ24により記録媒体26上に
集光された光束は、この溝により回折される。25は、
トラックずれによって生ずる±1次回折光のアンバラン
スを検出するための光検出器であり、対物レンズ24の
開口周縁に固定されている。このため、対物レンズ24
がトラック溝と垂直方向に移動してもトラッキングエラ
ー信号にオフセットを生じない利点がある。光検出器2
9はSi−ビンフォトダイオードなどの増幅作用のない
光検出器であり、光磁気信号及びフォーカスエラー信号
の検出を行なう。フォーカスエラー検出には公知の方法
を用いるが、本発明との直接の関係はないので詳細な説
明は省略する。 上記装置において、半導体レーザ21はP偏光光束を出
射する。この出射光束は、コリメータレンズ22で平行
光となり、ハーフミラ−23を透過して対物レンズ24
によって記録媒体26上に強度10の光スポットとして
照射される。そして、記録媒体26で反射された光束は
、該記録媒体26に磁気的に記録された情報に応じて偏
光状態に変調を受け、再び対物レンズ24を通ってハー
フミラ−23で反射し、検光子27に導かれる。検光子
27を通過した検出光13は強度変調され、集光レンズ
28を介して光検出器29で受光される。 検光子27を通って強度変調された光束13は、第2図
に示す光検出器29で光電流に変換される。光電変換効
率には、eを電荷量、hをブランク定数、ρを光検出器
の量子効率、νを光束の振動数として次式で与えられる
。 ここで、信号読み出しにおける雑音源として次の4種の
雑音が考えられる。 l)非変調成分光IRの2乗平均強度ゆらぎ△I”++
に起因する雑音。 2)変調成分光■にの2乗平均強度ゆらぎ△I2Kに起
因する雑音。 3)光検出器のショット雑音。 4)増幅器による熱雑音。 l)の△I2Hによる雑音、及び2)の△I2Kによる
雑音は、記録媒体の表面粗さや不均質性、半導体レーザ
の強度変動等により生じ、媒体や半導体レーザなどの雑
音源によって決まる定数を各々ξ、ζ、非変調成分、変
調成分の実効値の平均を各々TR,TKとすれば次式が
成り立つ。 △I’R−ξPR△B(7) △I2に=ζpgΔB(8) 但し、ΔBは検出信号のバンド幅である。 △I’Rに起因する雑音、△I”Kに起因する雑音、シ
ョット雑音、熱雑音を各々FR,’ FK、 S、
Tとすれば次式であられせる。 FR=ξに”FatΔB(9) F x = ζに” TIK △B
(10)S=Ze pc TR△B
(11)R+ 但し、kはポルツマン定数、Teは等価雑音温度、R+
は負荷抵抗16の抵抗値である。 (4)、 (5)式により、検光子光学軸方位角OA
について、光磁気変調成分強度IKはs i n2θA
、非変調成分強度IRはc o s2θAの依存性をも
つことから、各雑音のθA依存性は次の様にあられせる
。 FRoc cos″θA (
13)FKocsin”2θA
(14)S”CO8”θA
(15)T=const、(16) これらを用いて、C/Nをデシベル表示であられせば、
次式の様になる。 (17)式のC/ Nは検光子光学軸方位角θAの関数
となるので、(17)をθ八で偏微分して極値を求める
。 θAに関して極値を求めれば次の様になる。 fR−ξ(−にlR12Iocos2θA)2・ΔB
(19)S=eに1RIIOcos”θA・
ΔB (20)t = T
(21)(18)〜(21)式を満足す
る様な検光子の光学軸方位角を設定してやれば、C/N
を最大値とすることができる。 第7図の説明においては信号レベル低下は、記録媒体及
び光学系により生じないとしたが、実際の光学系でC/
Nを正確に予想するうえでは、考慮しなければならない
。信号レベル低下の原因としては次の2点が考えられる
。 1)光量損失(吸収やケラレによる振幅の低下)2)P
−3偏光間位相差 光磁気変調成分強度の低下にはl)及び2)が寄与し、
非変調成分強度の低下にはl)のみが寄与する。 光磁気非変調成分強度の低下(光量の損失)を評価する
ため、光利用効率εRを定義する。本発明では光利用効
率として、記録媒体上の光量と光検出器に至:r達する
光量の比に注目していることに注意されたい。本実施例
ではεRを求める際に以下の点を考慮した。 l)トラッキング用溝(ピッチ1.6μm、深さλ/8
゜λ=835nm)からの回折光が対物レンズ入射瞳内
に入射する割合、これを光利用効率ε0とする。 2)記録媒体から光検出器に至る光路中にある検光子を
除くn個の光学素子のP偏光方向振幅透過率(又は反射
率)の2乗の光路に沿った積を考え、光利用効率ε1と
する。i番目の光学素子の振幅透過率をjpi、反射率
をrpiとすればε1は次式であられせる。 (22)式においてi番目の光学素子で光束が反射され
る場合にはl t、i l”のかわりにl rpi 1
’を代入すればよい。なお検光子の透過率はC/N計算
の際変化量として取り扱うのでε1から除外しである。 1)、2)より光磁気非変調成分の光利用効率εRは次
式であられせる。 ε R= ε 0 ε r
(23)次に光磁気変調成分の強度低下
を考える。そのためには完全損失の他にP−3偏光間の
位相差について考慮しなければならない。 例えば第3図に示す様に記録媒体からの反射光は一般的
には第8図で示した様な直線偏光ではな(P偏光成分と
S偏光成分の間に生ずる位相差により、長軸がカー回転
角θにだけ傾いた楕円偏光となることが知られている。 即ち記録媒体の振幅反射率のP、S偏光成分R、Kは(
24)式の様にあられせる。 R= l Rl elllo K = l K l e”’
(24)△0=α。−β。 但しα。、β。は各振幅反射率の位相成分である。 この場合カー回転角θには、 とあられせる。△。=nπ(n =整数)ならば記録媒
体からの反射光は直線偏光となるが、それ以外の場合に
はθKを減少させ好ましくない。 光学素子についても全く同様なことがいえて、本実施例
では光磁気変調成分の強度低下を評価するため光利用効
率εKを定義し、θKを求める際、以下の点を考慮した
。 即ち、光磁気変調成分に対しては記録媒体から光検出器
に至る光路中にある検光子を除くn個の光学素子のP、
S偏光方向振幅透過率(または反射率)の光路に沿った
積を考え、光利用効率ε2とする。 i番目の光学素子のP、S偏光方向振幅透過率を、rp
l、 tsi (反射率ならrGII+ rsl)
とすれば、次式が成り立つ。 t pi = l t pi l e”’ts+ =
l ts+ l elJ’ (2
6)△i=αi−β1 (29)を用いてε2を次式の様にあられす。 (30)において、i番目の光学素子で光束が反射され
る場合には1tptllts+lのかわりにl rpl
ll rsi lを代入すればよい。なお検光子の透
過率はC/N計算の際に変化量として取り扱うのでε2
から除外しである。 これより光磁気変調成分の光利用効率εには次式であら
れされる。 εに=ε0ε2 (28)検
光子についてもより正確な評価を行なう事にする。 検光子の振幅透過率をtA、消光比をηAとすれば(2
)式においてCO5θAを1t^1・(COSθA+
r s i nθA)、 sinθAをl tAl ・
(sinθA+ l c o sθA)と置き換えて考
えればよい。 IRI”>IKI”として光磁気変調成分強度に対して
はεにと次式で与えられる検光子の透過率ε3の積をと
ればよい。 εs = l tAl” (1−77A) 5in2θ
A (29)但し検光子の振幅透過率はP−8偏光
酸分方向で等しく、かつP−8偏光間に位相差を与えな
いものとした。 光磁気非変調成分に対しては、εRと次式で与えられる
検光子の透過率ε4の積をとればよい。 ε4=1t^l 2(c o s”θA+ηAsin”
θK)(30)以上より光磁気変調成分、非変調成分の
強度を各々Iに、 IRとすれば、 ■−TI・′・“・’ IRI IKI 1txl”(
1−η・) 5in2θ・IR”−1oεoε11
R121t^l”(cos”θA+77 A sin”
θK)=Io εRIRl”lt ^l”(cos”θ
A+ 77 A sin” θK)とあられされる。 (31)、(32)式を(17)式に代入して、C/N
を最大とする検光子光学軸の入射光束偏光方向からの角
度θAを求めると次の様になる。 fR’=ξ(にεR1t^l”lR1”lo)’・ΔB
(34)S’ = 2e にgR1t^l”
1RIJo・ΔB (35)t’=T
(36)以下に計算条件を示す。 半導体レーザ21は波長λ=835nmであり、記静媒
体26上で入射光量■。= 2 X 10−3Wとなる
様にハーフミラ−23透過率1 tp 12にかかわら
ず出力を調節されている。 記録媒体26にはGd、Tb、Fe、Coが用いられ、
]Rl’=o、12. θに=0.74°、I)、S
偏光方向振幅反射率の位相成分α。、β。の位相差△。 は△。−20° である。 光利用効率ε。はトラッキング用溝(ピッチ1.6μm
、深さλ/8)からの回折光をN、A = 0.5の対
物レンズで受ける場合ε。=0,6となる。 光利用効率ε1は記録媒体から光検出器に至るる光路中
にある検光子を除く光学素子の透過率(ハーフミラ−で
は反射率)の積を考え、ε、=0.39である。 光利用効率ε2は記録媒体から光検出器に至る光路中に
ある検光子を除く光学素子のP、S振幅透過率(ハーフ
ミラ−では反射率)の積を考えればよい。本実施例中で
用いたハーフミラ−23はP−8偏光間に、△11〜+
= 160°の位相差を生じさせる様になっている。 したがって記n媒体で生ずる位相差△。との間に、 △。+へI因=π (37)なる
関係があり、これにより光磁気変調成分強度低下を防止
している。その低木実施例では透過の際にP−8偏光間
に位相差を与える光学素子はないのでΣ3 ’ =co
s (ΣΔ1)=1.またNp1l=ltslで−Q あるから、ε2=0.39となる。 光検出器25は光電変換率に=0.54のSi−ピンフ
ォトダイオードである。記録媒体や半導体レーザなどの
雑音源によって決まる定数ξ及びζは各々以下の様に与
えられる。 ξ=2xlO−” (R,1,N) ζ= 1 x 10−1l(R,1,N )また熱雑音
Tはボルツマン定数に=1.38X10−”、等価雑音
温度Te=300 [K]、負荷抵抗R+=IXIO−
’[Ωコ、信号検出のバンド幅△B = 3 X I
O’ [1/ Hzコとして、T = 5 X 10−
”と与えられる。 なお、光検出器のもつ容量などにより熱雑音Tは(12
)式の様な簡単な形で記述できないこともあるので、そ
のような場合はこれに従う必要はない。 検光子は振幅透過率tpは1tpl”=0.84、消光
比ηA−1xlO−1である。 第4図は検光子の光学軸の入射光束偏光方向からの角度
θAとC/Hの関係を示した図である。(33)〜(3
6)式で与えられる最適なθA=79.4°で、本実施
例のC/Nが最大となることがわかる。θA=45゜と
した従来の装置の場合と比較すると、本実施例では8d
B以上C/Nが向上している。θA= 70’〜85°
とすれば十分に良好なC/Nが得られる。 第5図は光磁気非変調成分強度の2乗平均ゆらぎを決め
6定数ξの値を、ξ= I X 10−”、 10−
”、 10−”。 10−”と変化させた場合のθAとC/Nの関係を示し
た図である。 (33)式により、△I2Rに起因する雑音FRやショ
ット雑音Sが熱雑音Tより相対的に大きな場合、0人の
最適値は90°に近づいていくことを示している。また
、θ入量適値1こおけるC/Nとθへ=45゜のC/N
を比較すると、FRとSがTよりも相対的に大きくなる
と、よりC/Nが改善されることがわかる。例えばξ=
I X 10−”の場合には18 dB以上C/Nが
向上しており、本発明が非常に有効である。 第6図(A)、(B)は夫々本発明の第4実施例を示す
概略図であり、(B)は(A)を矢印ノ\方向から見た
図を示している。第6図(A)、(B)において第1図
と同一の部材には同一の符号を付し、詳細な説明は省略
する。本実施例においても、光検出器29以後の信号処
理系は第2図示の如くvζ成される。本実施例は第1実
施例のハーフミラ−23゛の代わりにハーフミラ−1O
を用い、このハーフミラ−10の透過光を検出するよう
に構成したものである。ハーフミラ−1Oの面すは光検
出器29に迷光が入射しない様に所定の角度傾けである
。 本実施例では、第1図の説明文中で使用したP。 S偏光方向を各々置き換えて考えれば良い。 また第1図及び第6図ではハーフミラ−23及びlOを
用いているが、これを偏光ビームスプリッタと置き換え
ても本発明は有効である。例えば特開昭58−1896
12号で公知な偏光ビームスプリッタ(l rr l”
=0.2. l rs l”=1)を第1図で用いれ
ばよりC/ Nを向上させることができる。第6図では
例えばl ts l”−0,2,l tr 12=1な
る特性を持つ偏光ビームスプリッタを用いれば、よりC
/Nを向上させることができる。 本発明は以上説明した実施例の他にも種々の応用が可能
である。例えば実施例では光磁気記録媒体の反射光を検
出したが、光磁気記録媒体を通過してファラデー効果に
よって変調を受けた光束を検出するように構成しても良
い。 〔発明の効果〕 以上説明した様に本発明は光磁気情報再生装置において
、検光子光学軸の入射光束偏光方向からの角度を従来の
45°から最適な角度に設定する事により、信号検出の
C/Nを向上させる効果を有する。 更には本発明により高いC/ Nが得られるので従来の
装置の様な複雑な検出系が不要となり装置の信頓性を高
め、且つ製造コストを低減する事が出来る。 4、図面の簡単な説明 第1図は本発明の一実施例の光学系を示す概略図、第2
図は第1図示の実施例の信号処理系を示す概略図、第3
図は光磁気記録媒体からの反射光の偏光状態を示す図、
第4図及び第5図は夫々本発明における検光子の光学軸
方位角とC/Nとの関係を示す図、第6図(A)、
CB)は夫々本発明の他の実施例を示す概略図、第7図
は従来の光磁気情報再生装置の例を示す概略図、第8図
は一般的な光磁気信号検出の原理を示す図である。 13・・・検出光、 21・・・半導体レーザ
、22・・・コリメータレンズ、23・・・ハーフミラ
−124・・・対物レンズ、 26・・・光磁気記
録媒体、27・・・検光子、 28・・・集光
レンズ、29・・・光検出器。
Claims (1)
- (1)所定の方向に偏光した光束を磁気的に情報が記録
された記録媒体上に照射する手段と、磁気光学効果によ
り前記情報に応じて偏光状態に変調を受けた前記記録媒
体からの反射又は透過光束を検光する検光手段と、該検
光手段を透過した光束を光電検出する増幅作用のない光
検出器と、前記光検出器の検出信号を増幅し、前記情報
を再生する増幅手段とから成り、前記光検出器に入射す
る磁気光学効果により変調を受けない偏光成分強度の平
均を@I@_R、光磁気信号観測周波数におけるこの強
度ゆらぎの2乗平均をΔI^2_R、ξ=ΔI^2_R
/@I@_R、前記記録媒体上における入射光束の光量
をI_O、前記記録媒体の振幅反射率をR、前記検光手
段を除く記録媒体より光検出器に至る光学系の光利用効
率をε、前記光検出器の光電変換効率をK、電荷量をe
、光磁気信号観測周波数における前記増幅手段の熱雑音
をT、検出信号のバンド幅をΔB、前記検光手段の振幅
透過率をt_A、同じく検光手段の消光比をη_Aとし
たときに、前記検光手段の光学軸と前記所定の方向との
なす角度θ_Aが以下の条件、▲数式、化学式、表等が
あります▼但し、 FR=ξ・(Kε|t_A|^2|R|^2I_O)^
2・ΔBS=zeκε|t_A|^2|R|^2I_O
・ΔBを満足することを特徴とした光磁気情報再生装置
。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61246616A JPH07101522B2 (ja) | 1986-10-17 | 1986-10-17 | 光磁気情報再生装置 |
| US07/106,787 US4813032A (en) | 1986-10-17 | 1987-10-13 | Magneto-optical information reproducing apparatus in which the azimuth angle of the transmission axis of an analyzer is optimized so that the C/N ratio of a reproducing signal is maximum |
| DE8787309126T DE3783307T2 (de) | 1986-10-17 | 1987-10-15 | Magneto-optisches informationswiedergabegeraet. |
| EP87309126A EP0264284B1 (en) | 1986-10-17 | 1987-10-15 | Magneto-optical information reproducing apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61246616A JPH07101522B2 (ja) | 1986-10-17 | 1986-10-17 | 光磁気情報再生装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63100646A true JPS63100646A (ja) | 1988-05-02 |
| JPH07101522B2 JPH07101522B2 (ja) | 1995-11-01 |
Family
ID=17151053
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61246616A Expired - Fee Related JPH07101522B2 (ja) | 1986-10-17 | 1986-10-17 | 光磁気情報再生装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07101522B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0696445A (ja) * | 1992-07-27 | 1994-04-08 | Sanyo Electric Co Ltd | 光記録媒体の再生方法及び再生装置 |
-
1986
- 1986-10-17 JP JP61246616A patent/JPH07101522B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0696445A (ja) * | 1992-07-27 | 1994-04-08 | Sanyo Electric Co Ltd | 光記録媒体の再生方法及び再生装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07101522B2 (ja) | 1995-11-01 |
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