JPS63181125A - 光ヘツド - Google Patents
光ヘツドInfo
- Publication number
- JPS63181125A JPS63181125A JP62012387A JP1238787A JPS63181125A JP S63181125 A JPS63181125 A JP S63181125A JP 62012387 A JP62012387 A JP 62012387A JP 1238787 A JP1238787 A JP 1238787A JP S63181125 A JPS63181125 A JP S63181125A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- diffraction grating
- waveguide
- optical
- optical head
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Optical Recording Or Reproduction (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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、光ディスク等の光学的情報処理装置における
光記録、あるいは再生をより高性能に行なうための光学
装置に関するものである。
光記録、あるいは再生をより高性能に行なうための光学
装置に関するものである。
従来の光ヘッドを第１図に示す。第１図において、半導
体レーザ１の光はカップリングレンズ２により平行光と
なり、ミラー５で反射され、対物レンズ７により微小光
スポット６が形成される。
体レーザ１の光はカップリングレンズ２により平行光と
なり、ミラー５で反射され、対物レンズ７により微小光
スポット６が形成される。
カップリングレンズ２と対物レンズ間には回折格子３が
配置されており微小光スポット６は３個のスポットから
なっている。微小光スポットは回転記録媒体である光デ
イスク上に形成され、光デイスク上の情報を読み取るの
に用いられる。光デイスク上の情報は、複数のトラック
上に微細なビットと称される穴の形で記録されている。
配置されており微小光スポット６は３個のスポットから
なっている。微小光スポットは回転記録媒体である光デ
イスク上に形成され、光デイスク上の情報を読み取るの
に用いられる。光デイスク上の情報は、複数のトラック
上に微細なビットと称される穴の形で記録されている。
この情報、〜５．を精度良く読むためにはディスク上に
微小光スポポットが所望のトラック上を追随するための
トラッキング機能が必要である０図において、ディスク
からの反射光はハーフプリズム４により反射され、凸レ
ンズ１０．シリンドリカルレンズ９を通り光検出器８に
到達する。第２図に第１図に示した凸レンズ１０．シリ
ンドリカルレンズ９を用いた焦点誤差信号検出の動作原
理を示す。凸レンズ１０により絞られる点を０．シリン
ドリカルレンズ９により絞られた点をＦとすると、Ｆ、
Ｍ、０点での光強度の断面分布形状はＩＰ、Ｉに、工と
なる。いまディスクと対物レンズ７との距離が理想位置
より小さくなる焦点誤差が生じた時、第２図の０点、Ｆ
点は凸レンズ１０から遠ざかる方向に移動するため１Ｍ
点での光強度の分布形状は、ＩＮからＩＰに近い形状に
変化する。ディスクと対物レンズの距離が理想位置より
大きくなった時、Ｍ点では工０に近い形状となる。した
がってＭ点に第３図１３に示した４分割光検出器１３を
配置すると焦点誤差が検出できる。すなわち゛、°光検
出すると、Ｖ （Ｄａ） ＋Ｖ （Ｄａ） −（Ｖ （
Ｄｂ） ＋Ｖ （ＤＣ））により焦点誤差信号が得られ
、この信号により自動焦点機構が駆動される。
微小光スポポットが所望のトラック上を追随するための
トラッキング機能が必要である０図において、ディスク
からの反射光はハーフプリズム４により反射され、凸レ
ンズ１０．シリンドリカルレンズ９を通り光検出器８に
到達する。第２図に第１図に示した凸レンズ１０．シリ
ンドリカルレンズ９を用いた焦点誤差信号検出の動作原
理を示す。凸レンズ１０により絞られる点を０．シリン
ドリカルレンズ９により絞られた点をＦとすると、Ｆ、
Ｍ、０点での光強度の断面分布形状はＩＰ、Ｉに、工と
なる。いまディスクと対物レンズ７との距離が理想位置
より小さくなる焦点誤差が生じた時、第２図の０点、Ｆ
点は凸レンズ１０から遠ざかる方向に移動するため１Ｍ
点での光強度の分布形状は、ＩＮからＩＰに近い形状に
変化する。ディスクと対物レンズの距離が理想位置より
大きくなった時、Ｍ点では工０に近い形状となる。した
がってＭ点に第３図１３に示した４分割光検出器１３を
配置すると焦点誤差が検出できる。すなわち゛、°光検
出すると、Ｖ （Ｄａ） ＋Ｖ （Ｄａ） −（Ｖ （
Ｄｂ） ＋Ｖ （ＤＣ））により焦点誤差信号が得られ
、この信号により自動焦点機構が駆動される。
トラッキング信号の検出は以下に示す方法で行なわれる
。ディスク上に形成される３個のスポットはディスク上
のトラックに対し第４図で示されるように配置さ九たと
する。主スポット１５は。
。ディスク上に形成される３個のスポットはディスク上
のトラックに対し第４図で示されるように配置さ九たと
する。主スポット１５は。
トラック上にあり、サイドスポット１６はトラック中心
から少しはずれた位置にあるよう光学系が設定されてい
る。主スポット１５からの反射光は、第３図に示す光検
出器１３で検出される。
から少しはずれた位置にあるよう光学系が設定されてい
る。主スポット１５からの反射光は、第３図に示す光検
出器１３で検出される。
光検呂器１２．１４の光検出電圧をそれぞれＶ （ＤＣ
） 、 Ｖ （Ｄｌ）とする、トラッキングに誤差があ
る場合は、ｖ （Ｄｌ：） 、 ｖ （Ｄｔ）が等しく
ならず、トラッキング信号の差（Ｖ（Ｄｃ）−Ｖ （Ｄ
ｌ））が零になるようにトラッキング機構が動作する。
） 、 Ｖ （Ｄｌ）とする、トラッキングに誤差があ
る場合は、ｖ （Ｄｌ：） 、 ｖ （Ｄｔ）が等しく
ならず、トラッキング信号の差（Ｖ（Ｄｃ）−Ｖ （Ｄ
ｌ））が零になるようにトラッキング機構が動作する。
ところで、第１図で説明した従来の光ヘッドはそれぞれ
レンズ、プリズム、回折格子などのバルク状光学素子を
機構部の中に、所定の精度で配置したものであり、この
配置精度を高く保つために調整箇所が多く、調整が困難
であるという欠点がある。さらに個々別々の単品部品を
配置するために光ヘツド全体の大きさも大きくなってし
まうことも掲げられる。
レンズ、プリズム、回折格子などのバルク状光学素子を
機構部の中に、所定の精度で配置したものであり、この
配置精度を高く保つために調整箇所が多く、調整が困難
であるという欠点がある。さらに個々別々の単品部品を
配置するために光ヘツド全体の大きさも大きくなってし
まうことも掲げられる。
これを解消するために調整箇所が少なく、低価格で大量
生産に適しかつ小さな光ヘッドが提案されている。この
例では、光導波路を母材として用い、光導波路表面上に
導波路レンズ、導波路格子などを露光、現像プロセスで
精度良く、集積化して製作、配置できることに着目し、
光導波路を利用した小型の光ヘッドを提供しようとする
ものであり、詳細に関しては、特開昭６０−１２９９３
８に開示されている。
生産に適しかつ小さな光ヘッドが提案されている。この
例では、光導波路を母材として用い、光導波路表面上に
導波路レンズ、導波路格子などを露光、現像プロセスで
精度良く、集積化して製作、配置できることに着目し、
光導波路を利用した小型の光ヘッドを提供しようとする
ものであり、詳細に関しては、特開昭６０−１２９９３
８に開示されている。
〔発明が解決しようとする問題点１
間における光波の入出射効率がよくないこと、中心的光
学素子である屈曲型回折格子の加工精度不揃いなどが挙
げられる。入出射効率の実例としては、導波光に対する
屈曲型回折格子の回折光の強度比として約４０％（ｆ１
子通信学会論文誌′８５／１０．ｖｏＱ、Ｊ６８−Ｃ，
＆１０．ｐ、８０３）であったという報告がある。
学素子である屈曲型回折格子の加工精度不揃いなどが挙
げられる。入出射効率の実例としては、導波光に対する
屈曲型回折格子の回折光の強度比として約４０％（ｆ１
子通信学会論文誌′８５／１０．ｖｏＱ、Ｊ６８−Ｃ，
＆１０．ｐ、８０３）であったという報告がある。
効率の低さは、このような光ヘッドの普及を妨たげてい
る主要因の−っであり、改善が強く望まれていた。これ
らのことを踏まえて１本発明の目的は、屈曲型回折格子
において光波の入出射効率を向上させることである。
る主要因の−っであり、改善が強く望まれていた。これ
らのことを踏まえて１本発明の目的は、屈曲型回折格子
において光波の入出射効率を向上させることである。
今までの導波路に光学素子を作り付けた光ヘッドの屈曲
型回折格子はその断面形状がバイナリ−型である。これ
により、売声が回折格子の領域に入いると高次の回折波
が発生し、それらは焦点の位置とは異なる方向に出射す
るため結果的に効率このため本発明においては、前記回
折格子の形状を工夫することにより、高次の回折波の発
生を押えることとした。
型回折格子はその断面形状がバイナリ−型である。これ
により、売声が回折格子の領域に入いると高次の回折波
が発生し、それらは焦点の位置とは異なる方向に出射す
るため結果的に効率このため本発明においては、前記回
折格子の形状を工夫することにより、高次の回折波の発
生を押えることとした。
一般に回折格子を用い、光導波路において光波を導波路
から出射させる場合、その出射方向は、回折格子の周期
、基板の材質、波長により主に決定され、回折格子の断
面形状はその効率と関係があると見てよい。
から出射させる場合、その出射方向は、回折格子の周期
、基板の材質、波長により主に決定され、回折格子の断
面形状はその効率と関係があると見てよい。
バイナリ−型の回折格子の場合は、高次の回折波の発生
により効率が低下することは先に述べたとおりである。
により効率が低下することは先に述べたとおりである。
そこで、回折格子の周期をそのままにして断面形状をブ
レーズ型（ただし、斜面と光波の進む向きを垂直にする
。）にして、バイナリ−型に比べて高次の回折光の発生
をできるだけ防ぐことにより効率の向上が達成される。
レーズ型（ただし、斜面と光波の進む向きを垂直にする
。）にして、バイナリ−型に比べて高次の回折光の発生
をできるだけ防ぐことにより効率の向上が達成される。
実例として、回折格子にブレーズ効果を与えることによ
り９７％の効率が得られたという報告がある。
り９７％の効率が得られたという報告がある。
子′８、以下、本発明の一実施例を第５図により説明す
τパ。
τパ。
・ る、第５図は、本発明の一実施例を示す図であり、
（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（Ｃ）は（ａ）の屈
曲型回折格子の断面を手前方向から見た斜視図である。
（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図、（Ｃ）は（ａ）の屈
曲型回折格子の断面を手前方向から見た斜視図である。
図において、まず１８はＬｉＨｂＯａ結晶のごとき強誘
電性結晶で、結晶表面１９は、Ｔｉ拡散を施こし周囲の
屈折率よりわずかに高い屈折率を有しているため、光導
波層として働く。
電性結晶で、結晶表面１９は、Ｔｉ拡散を施こし周囲の
屈折率よりわずかに高い屈折率を有しているため、光導
波層として働く。
半導体レーザー２１からの光は、端面結合により光導波
層１９に導かれ、カップリングレンズ２２、オブジェク
ティブレンズ２０によりディスク２３上に微小スポット
を形成する。２４は、表面弾性波（ＳＡＷ）を励振する
ための電極であり、ＳＡＷの周波数を変化させることに
より、ＳＡＷで光波が回折し、ディスク上で形成された
微小スポットがディスク上のトラックを追随するように
している。ディスクから反射した光は、オブジェクティ
ブレンズ２０を通過し、偏光ビームスプリｊ ユ。よう
ｋＬ、−Ｃ，ｙ’イユヶ、。□ヵ、□６つとして取り出
される。
層１９に導かれ、カップリングレンズ２２、オブジェク
ティブレンズ２０によりディスク２３上に微小スポット
を形成する。２４は、表面弾性波（ＳＡＷ）を励振する
ための電極であり、ＳＡＷの周波数を変化させることに
より、ＳＡＷで光波が回折し、ディスク上で形成された
微小スポットがディスク上のトラックを追随するように
している。ディスクから反射した光は、オブジェクティ
ブレンズ２０を通過し、偏光ビームスプリｊ ユ。よう
ｋＬ、−Ｃ，ｙ’イユヶ、。□ヵ、□６つとして取り出
される。
以下本発明の中心であるオブジェクティブレンズ２ｏに
ついて、第５図（Ｃ）を用いて詳しく説明する。
ついて、第５図（Ｃ）を用いて詳しく説明する。
まず、クラッド層の平均屈折率をｎｇｃ、導波路内を進
む光波の波長をλ、伝搬定数をβ、ブレーズ型格子の一
つの周期を八としそこから出射する光波と基板上面の法
線のなす角をθとする。焦点に光を集めるためには、格
子のピンチＡは次式を滴定する必要がある。
む光波の波長をλ、伝搬定数をβ、ブレーズ型格子の一
つの周期を八としそこから出射する光波と基板上面の法
線のなす角をθとする。焦点に光を集めるためには、格
子のピンチＡは次式を滴定する必要がある。
ｎｇｃ ２π Ａ
そうすると焦点の直下に近づくにつれθが小さくなるの
でΔもまた小さくなり１図のような不等ピッチとなる。
でΔもまた小さくなり１図のような不等ピッチとなる。
このような格子において、各格子と焦点を結ぶ線に垂直
になるように各格子のブレーズ面を形成する。このよう
にするとブレーズ面の分だけ出射ｐ位置が高くなるρで
格子ピッチを計算した時の出射角θと、実際の出射角と
が異なるが、ブレーズの厚さは１μｍ程度であり、焦点
は導波面より１〜２ｆｆ１程度上方にあるので、その誤
差はほとんど問題とならない。
になるように各格子のブレーズ面を形成する。このよう
にするとブレーズ面の分だけ出射ｐ位置が高くなるρで
格子ピッチを計算した時の出射角θと、実際の出射角と
が異なるが、ブレーズの厚さは１μｍ程度であり、焦点
は導波面より１〜２ｆｆ１程度上方にあるので、その誤
差はほとんど問題とならない。
′〔発明の効果〕
以上の如く、本発明によれば、先導波路の屈曲型回折格
子にブレーズ効果を持たせることにより高次の回折波の
発生を押えられるので光波の導波路と空間との間の入出
射効率をいちじるしく向上させることができる。さらに
プロセス技術を用いることにより精度よく低価格な光ヘ
ッドの実現が可能となる。
子にブレーズ効果を持たせることにより高次の回折波の
発生を押えられるので光波の導波路と空間との間の入出
射効率をいちじるしく向上させることができる。さらに
プロセス技術を用いることにより精度よく低価格な光ヘ
ッドの実現が可能となる。
第１図は従来の光ヘッドを示す図、第２図、第３図、第
４図は従来のトラッキング原理及び自動焦点原理を説明
するための図、第５図（ａ）。 （ｂ）、（Ｑ）は本発明による高効率型光ヘッドの一実
施例を説明するための図である。 ２１・・・半導体レーザー、２２・・・カップリングレ
ンズ、２３・・・記録媒体、２４・・・表面弾性波発生
用電極、２５・・・偏光ビームスプリッタ−１２６・・
・集光第１図 茅３図 ？ ￥４−図
４図は従来のトラッキング原理及び自動焦点原理を説明
するための図、第５図（ａ）。 （ｂ）、（Ｑ）は本発明による高効率型光ヘッドの一実
施例を説明するための図である。 ２１・・・半導体レーザー、２２・・・カップリングレ
ンズ、２３・・・記録媒体、２４・・・表面弾性波発生
用電極、２５・・・偏光ビームスプリッタ−１２６・・
・集光第１図 茅３図 ？ ￥４−図
Claims (1)
- １、導波路上に形成した屈曲型回折格子を用いて、導波
路内を伝搬する光源からの光波を記録媒体上に焦点を結
ぶように出射させ、その反射光を再び上述の回折格子を
通して導波路内に導き偏向ビームスプリッターで反射し
た光を光検出器で受光する光ヘッドにおいて、前記屈曲
型回折格子にブレーズ効果を与えることにより、効率を
高めて記録情報、焦点誤差信号及びトラッキング信号を
より高性能に検出することを特徴とする光ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62012387A JPS63181125A (ja) | 1987-01-23 | 1987-01-23 | 光ヘツド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62012387A JPS63181125A (ja) | 1987-01-23 | 1987-01-23 | 光ヘツド |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63181125A true JPS63181125A (ja) | 1988-07-26 |
Family
ID=11803857
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62012387A Pending JPS63181125A (ja) | 1987-01-23 | 1987-01-23 | 光ヘツド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63181125A (ja) |
-
1987
- 1987-01-23 JP JP62012387A patent/JPS63181125A/ja active Pending
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