CN100351927C - 衍射元件和光学头装置 - Google Patents

Abstract

提供一种衍射元件和光学头装置，其衍射光量随所用波长变化的变化小，进行光盘的信息记录和再现时能检测出稳定的信号。将衍射元件构成形成光栅凹凸部的凹凸构件(102)和填充构件(103)中的任一方构件的材料在短于所用波长的波长区具有个吸收端，而且所述一方构件的折射率在全部所用波长的区域小于凹凸构件(102)和填充构件(103)中的另一方构件的折射率。将该衍射元件设置在光学头装置的光源与物镜之间的光路中。

Description

衍射元件和光学头装置

技术领域

本发明涉及衍射元件和光学头装置，尤其涉及用于对光记录媒体进行信息记录和再现用的光学头装置的衍射元件以及使用该衍射元件的光学头装置。

背景技术

已使用各种光学头装置，这些装置在CD和DVD等光盘和光磁盘等光记录媒体(下文把它们统称为光盘)的信息记录面上记录信息，或再现信息记录面上记录的信息。这些光学头装置中，CD类光盘的记录、再现使用790nm波段的半导体激光器，DVD类光盘的记录、再现使用660nm波段的半导体激光器。

光学头装置一面将激光汇聚到光盘信息记录面上形成的纹道，一面使光盘旋转，因而需要做成汇聚的激光束不脱离纹道，并为此开发各种纹道跟踪方法。这些跟踪方法中，已熟知3光束法。3光束法使用衍射元件，产生作为衍射元件的0次衍射光(透射光)的主光束和作为±1次衍射光的子光束。

这里，参照图7的组成例说明使用产生660nm波长的光的激光源的光学头装置已有技术例。

来自半导体激光器701的660nm波长出射光在分光器702透射后，在准直透镜703形成平行光，穿透物镜704后，汇聚到光盘705的信息记录面。此汇聚的光在信息记录面受到反射，反射的光在与往程相同的光路上反向穿行。

即，该反射光再次由物镜704变成平行光，在准直透镜703汇聚后，入射到分光器702。该分光器702反射的光沿与往程光轴成90度角的光轴穿行，并汇聚到光检测器706的感光面。然后，该光检测器706将信号光变换成电信号。作为一个例子，将3光束生成衍射元件707配置在半导体激光器701与分光器702之间，3光束生成衍射元件707产生的±1次衍射光(即子光束)与主光束相同，也汇聚到光检测器706的感光面，变换成纹道跟踪伺服用的电信号。

作为3光束生成衍射元件707，一般把将透明衬底或透明衬底上形成的叠层膜加工成光栅状的制品当作可靠性和批量生产性优良的衍射元件使用。这些衍射元件中，衍射光栅利用加工成凸状的衬底或叠层膜与占据其凹部的空气的相位差产生衍射，并利用其加工深度调整相位差，从而获得期望的衍射效率。图8(a)示出已有的衍射元件(即通常采用的利用SiO₂蒸镀膜与空气的折射率差时的衍射元件)的凸部与凹部相位差的波长依赖性，其中以波长660nm的值归一化。图8(b)示出一例已有衍射元件的衍射效率对波长的变化。

然而，形成光栅凸部用的材料一般比占据光栅凹部的空气折射率大，而且波长色散也大，因而光栅凸部与凹部的折射率差随波长变长而减小，即对波长变化呈现负变化率。由于折射率越大的物质一般波长色散越大，即使组合空气以外的2种折射率不同的媒体，也同样对波长变化呈现负变化率。又由于决定衍射效率的相位差除折射率差外，还与波长的倒数成正比，上述光学头装置用的普通衍射元件中，衍射效率在相位差直到π的范围对波长变化呈现负变化率。

因此，随着半导体激光器个体差异造成的振荡波长偏差或周围温度变化造成的振荡波长变化，波长越变长，衍射效率越低。存在问题。由于该衍射光量变动，产生信号强度和信噪比变动，或用于信号处理的感光元件的放大率设定对初始设定欠妥。也存在问题。

设计对2种波段起作用的衍射光栅时，各波长的光栅凸部与凹部的相位差大体上由波长的倒数决定，存在非任意选择的问题。

本发明的目在于：在将半导体激光器用作光源的CD类光盘和DVD类光盘等的光学头装置中，提供一种衍射光量随半导体激光器波长变化的变化小，并且进行对光盘的信息记录和再现时，能检测出稳定的信号的衍射元件和使用该元件的光学头装置。

目的又在于：在不同的2种波段中，扩大对各波段的光的衍射效率设定范围。

发明内容

本发明第1方面提供的一种衍射元件，包括：表面形成周期性凹凸状光栅的透明衬底，以及至少填充在光栅的凹部的填充构件；形成光栅凹凸部的凹凸构件和填充构件中的任一方构件的材料在比所用波长短的波长区具有光吸收端，而且所述具有光吸收端的一方构件的折射率在全部所用波长的区域小于凹凸构件和填充构件中的另一方构件的折射率；与短波长侧相比，长波侧的衍射效率与之相等或更高。

本发明第2方面提供的一种衍射元件，包括：表面形成周期性凹凸状光栅的透明衬底，以及至少填充在光栅的凹部的填充构件；形成光栅凹凸部的凹凸构件和填充构件中的双方构件的材料都在比所用波长短的波长区具有光吸收端，而且凹凸构件和填充构件中波长色散大的一构件的折射率在全部所用波长的区域小于凹凸构件和填充构件中波长色散小的构件的折射率。

所提供的上述衍射元件，其中所述凹凸构件和所述填充构件中的任一方包含有机物颜料，该有机物颜料在比所用波长短的波长区具有光吸收端。

所提供的上述衍射元件，其中所述凹凸构件和所述填充构件双方都包含有机物颜料，该有机物颜料在比所用波长短的波长区具有光吸收端。

所提供的上述衍射元件，其中所述凹凸构件具有包含有机物颜料的保护层。

所提供的上述衍射元件，其中所述有机物颜料是红色有机物颜料，并且组合使用二酮基吡咯并吡咯(ジケトピロロピロル)类、蒽醌类、蒽醌喹吖酮(キナクリドン)类、缩合偶氮类和苝类组成的红色有机物颜料群的中任一种或多种。

所提供的上述衍射元件，其中所述红色有机物颜料是蒽醌类红色有机物颜料。

本发明第3方面提供一种对光记录媒体进行信息记录和再现的光学头装置，包括：作为光源的半导体激光器，将半导体激光器出射的出射光汇聚到光记录媒体的物镜，以及检测汇聚后从光记录媒体反射的出射光的光检测器；在半导体激光器与物镜之间的光路中，设置上述衍射元件。

所提供的上述的光学头装置，其中将所述衍射元件的周期性凹凸状光栅构成在光透射区划分所述区域，使得划分衍射的光线。

所提供的上述光学头装置，其中所述光学头装置使用不同的至少2种波段的光。

附图说明

图1示出表示实施例1的衍射元件的截面图。

图2示出表示实施例2的衍射元件的截面图。

图3示出表示装载本发明衍射元件的光学头装置的梗概的概念图。

图4示出表示本发明衍射元件一种形态的梗概的截面图。

图5是表示衍射元件的特性的曲线图，(a)对图4所示的衍射光栅用实线表示凹凸构件的折射率的波长依赖性，用虚线表示填充构件的折射率的波长依赖性，(b)实线表示图4所示衍射光栅的凸部与凹部相位差的波长依赖性，虚线表示已有衍射元件的凸部与凹部相位差的波长依赖性。

图6是改变混合红色有机颜料的3种浓度时的衍射元件呈现的特性的曲线图，(a)示出衍射元件的凸部与凹部相位差的波长依赖性，(b)示出1次衍射效率的波长依赖性。

图7示出表示装载已有衍射元件的光学头装置的梗概的概念图。

图8是表示已有衍射元件的特性的曲线图，(a)示出相位差的波长依赖性，(b)示出1次衍射效率的波长依赖性。

图9是表示已有衍射元件的特性的曲线图，(a)示出衍射元件用的材料的折射率与波长色散的关系，(b)示出相位差的波长依赖性。

图10示出表示应用本发明衍射元件的衍射元件图案梗概的俯视图。

具体实施方式

本发明是具有表面形成周期性凹凸状的光栅的透明衬底和填充在光栅凹部的填充构件的衍射元件。形成衍射元件光栅凹凸部的凹凸构件和填充构件中的任一方构件的材料在短于所用波长的波长区具有光吸收端。此衍射元件的该材料又使具有吸收端的一方构件的折射率，在全部所用波长的区域小于凹凸构件和填充构件中的另一方构件的折射率。

这里，填充构件可不仅填充凹部，而且覆盖凹凸部。形成凹凸部的凹凸构件可形成凹部和凸部两者，也可仅形成孤立的凸部。即，凸部和凹部可以材料不同。下面的说明中，凹凸构件意指形成凸部的构件。

由光栅凸部与光栅凹部的折射率差产生的相位差决定衍射光栅的衍射效率。利用依赖于波长λ的光栅凸部平均折射率n₁(λ)、光栅凹部折射率n₂(λ)、光栅深度d和入射波长λ，以下面的式2表示波长λ的相位差φ。

φ＝2π·{(n₁(λ)-n₂(λ))·d}/λ          ……(式2)

用于衍射元件凸部的材料一般都呈现波长越长折射率越小的趋势，而且折射率越大该折射率随波长变化的变化越大。图9(a)对已有衍射光栅的典型物质的折射率的波长依赖性示出曲线图，实线表示SiO₂，虚线表示TiO₂，分别当作低折射率材料和高折射率材料的例子。图9(b)以曲线图示出构成对光栅凸部使用任一种上述材料并且空气占据凹部的衍射元件的用660nm值归一化的凸部与凹部相位差的变化，同样也用实线和虚线分别表示使用SiO₂和TiO₂的情况。

从图9(a)和图9(b)可知，该两种情况下，都在波长变长时折射率变小，而且折射率越大相位差变化越大。因此，判明形成用这些材料形成光栅凸部并且空气占据光栅凹部的衍射光栅时，光栅的凸部与凹部的相位差呈现负变化率大，入射波长变长则衍射效率降低。

图4示出一例满足本发明的媒质组合中，一媒质包含有机颜料的形态的截面图。透明衬底401上形成折射率为约1.5的丙烯类基本聚合物和在550nm附近具有极大吸收的红色有机颜料组成的凹凸构件402，用折射率为约1.7的波长色散小的填充构件403填充其凹部，并且以粘结保持对置的透明衬底404，从而形成衍射元件。

图5(a)示出上述图4所示的衍射光栅中用的树脂的折射率的波长依赖性。用实线表示形成凹凸构件402的树脂的折射率，用虚线表示填充光栅凹部的填充构件403的折射率。从图5(a)可知，波长越长，两种材料的折射率差越大。图5(b)用实线表示这些材料构成的衍射光栅的凸部与凹部的相位差，其中以660nm的值归一化。两种材料的折射率差对波长呈现正变化率，而且该变化率在660nm附近与波长变化率大致相等，因而光栅的凸部与凹部的相位差在660nm附近呈现大致恒定的值。图5(b)中一起用虚线示出的已有衍射元件的凸部与凹部相位差随波长的加长而减小，与该虚线相比，可知实线的波长依赖性大为减小。

通过对上述波长660nm附近呈现恒定相位差的凹凸构件与填充构件的组合，调整凹凸构件的红色有机颜料混合浓度，能改变效果最大的波长。图6(a)示出改变混合红色有机颜料的3种浓度时的凸部与凹部相位差的波长依赖性。除实线所示的对用于DVD的660nm优化的情况外，也可作虚线所示的对CD用的790nm的优化。判明：如点划线所示，通过对660nm与790nm中间的波长进行优化，可构成对任一波长具有一定的效果。图6(b)是示出这些图6(a)材料中的衍射效率的波长依赖性的曲线图，实线表示对660nm优化的情况，虚线表示对790nm优化的情况，点划线表示对中间波长优化的情况。

根据图6(b)，设计成衍射效率在660nm和790nm大致相等并且加上对790nm进行优化时的衍射效率的波长依赖性表明，能形成用普通衍射元件难以实现的衍射元件(例如790nm长波长的衍射效率大于660nm短波长的衍射效率的衍射元件)。利用此效应调整光栅的凹凸构件和填充构件的折射率与折射率的波长依赖性的组合，从而能在至少使用2种波长的光学头装置中以某种程度自由设定各波长上的衍射效率。

综上所述，使凹凸构件或填充构件包含在比衍射元件入射波长短的波长区具有吸收端的有机颜料，利用异常色散效应，能加大折射率。

本发明是具有表面形成周期性凹凸状的光栅的透明衬底和填充在光栅凹部的填充构件的衍射元件。形成衍射元件光栅凹凸部的凹凸构件和填充构件中的任一方构件的材料在短于所用波长的波长区具有光吸收端。而且，此衍射元件使凹凸构件和填充构件中波长色散大的任一构件的折射率小于凹凸构件和填充构件中波长色散小的构件的折射率。这时，通过使折射率大的材料的吸收端比折射率小的材料的该端波长短，能进一步减小相位的波长依赖性。

通过这样将凹凸构件和填充构件都取为在比所用波长短的波长区具有光吸收端的材料，与仅在一构件采用比所用波长短的波长区中具有光吸收端的材料时相比，由折射率差和波长决定的各波长上的相位差容易设计。因此，此衍射元件还具有在大范围取得大致相等的衍射效率的效果。

有机颜料可利用蒸镀法等对其制膜，也可用将有机颜料与树脂粘合剂、聚合性单体、聚合引发剂、敏化剂、溶剂、界面活性剂等混合并适当调整后的合成物制膜。使用合成物时，可在透明衬底上涂覆合成物后，进行加热，去除溶媒，进而使合成物聚合硬化。根据需要，也可聚合硬化后，进行加热处理。

发生蚀刻的保护层中包含有机颜料时，在上述合成物中有选择地对硬化后残留的未聚合硬化部作蚀刻处理，能方便地制作期望的光栅形状，因而较佳。上述保护层是光刻胶时，可利用光刻制版直接形成光栅，所以更好。

所用波长是DVD用的660nm波段或CD用的790nm波段时，适合使用红色有机颜料。

红色有机颜料在上述任一波段均无显著吸收，能实现高透射率。反之，在比660nm短的波长呈现吸收，其后吸收随波长减短急剧增大，在550nm附近吸收极大，因而能利用异常色散效应在660nm波段、790nm波段使折射率的波长依赖性变化。

作为红色颜料，可用分成二酮基吡咯并吡咯类、蒽醌类、喹吖酮类、缩合偶氮类、苝类等的有机物颜料。这些有机物颜料可单独使用，也可将2种或3种以上混合后使用。其中，颜料红254为代表的二酮基吡咯并吡咯类和颜料红177为代表的蒽醌类在耐久性方面优良，最好用作本元件的红色有机物颜料。

包含红色有机物颜料的光刻胶用于制作液晶显示器用的滤色片，能原样使用市售的部分滤色片用的光刻胶。可根据需要，调整红色有机物颜料、树脂粘合剂、聚合性单体、聚合引发剂、敏化剂、溶剂、界面活性剂等的浓度和化合物。

除硬化前蚀刻含上述有机物颜料的保护层以制成光栅的方法外，也可利用对硬化后的构件(膜或蒸镀膜)作光刻制版和蚀刻处理，以形成光栅。还可将包含有机物颜料的抗蚀剂作为填充构件填充到衬底表面上形成的光栅的凹部或凹凸部。作为其它填充构件，可列举光硬化型树脂、热硬化型树脂等。

包含上述红色有机物颜料的树脂的折射率的波长依赖性越大，折射率越高。因此，作为组合的光硬化型树脂、热硬化型树脂，最好也用折射率高的，使用折射率不低于1.6的为佳。

作为这种光硬化型树脂、热硬化型树脂，有包含日本国专利公开2000-309584记载的式1表示的化合物的合成物。此合成物的折射率高，而且折射率的波长色散小，能较好地用作本用途。然而，不限于该化合物。

…式1

式中，R¹～R⁶分别表示碳原子数1～10的烃基或氢。X表示S或O，该S的个数相对于构成三元环的S和O总数不少于50％。Y表示O、S、Se或Te，p和q分别是0～6和0～4范围的整数。

用与无机材料的组合也能获得同样的效果。这时，通过将混合有机颜料的树脂用于凹凸构件和填充构件的任一方，另一方使用折射率高的例如TiO₂、Ta₂O₅、Al₂O₃等材料，也能取得同样的效果。最好在抑制特性随环境温度变化的变化时，可组合温度变化效应类似的各有机物，减少这时特性随温度变化的变化。

本发明的光栅凸部和凹部在光学上没有不同，预先将任一方的具有色散特性的材料做成光栅形状，都有同样的效果。

本发明能用于光源采用半导体激光器的光学头装置，具有抑制半导体激光器波长个体差异造成的偏差和衍射效率随环境温度变化所造成波长变动的变动的效果，还具有能实现可稳定地进行记录和再现的光学头装置的效果。本发明减小衍射效率的波长依赖性的效果不仅例子中所示的衍射效率，而且其它情况的衍射效率均有效，对用已有衍射元件的组成容易产生波长变动的、设计成透射率高且衍射效率低的衍射光栅尤其效果大，因而对必须确保透射光量的写入系统的光学头效果特别大。

本发明不仅在波长变动范围，而且对较大范围的波长的光都能设计衍射作用，所以用于对2种不同波长的光起作用的衍射元件时，其效果大。

作为实际使用的例子，有用波长的衍射角不同控制聚光特性和像差特性的衍射型光学元件、在光透射有效区内非连续划分光栅凹凸部的相位和间距等或通过改变光栅凹凸部区边界线斜率划分衍射光(即划分衍射光束)的衍射元件。具体而言，可列举CD、DVD那样采用能适应不同纹道间距的移相差动推挽法的2波长用3光束生成衍射光栅、对2种不同波长独立地带有光检测器的2波长用激光器单元中用的全息衍射元件。

对这些元件而言，所用2种波长上的衍射特性设计自由度大，因而对任一波长都能得到大致为期望的衍射特性，效果大。

本元件的中心波长不限于特定波长，除对DVD用的660nm波段、CD用的790nm波段有效外，对将波长取为400nm以提高记录密度的高密度光学头装置，通过适当选定组成材料，也具有同样的效果。

在图4中说明的上、下玻璃衬底中设置相位片，则能构成本实施方式的衍射元件。通过将相位片与衍射元件综合为一体，能又小型又一起具有对入射光改变衍射效应和偏振状态的效果，因而较佳。作为相位片，可列举1/2波长片、1/4波长片，也可设置多块相位片。

下面说明实施例。

例1

图1示出本例的衍射元件。

作为红色有机物颜料，混合48％包含15％颜料254的含颜料液(御国色素公司制的CF红EX-2739)、41％季戊四醇四丙烯酸酯(日本化药公司制的KAYARAD-DPHA)、11％丙二醇-1-单甲基-乙基-2-乙酸酯，制作混合物。作为光聚合引发剂，将イルガキユア907(Chiba专门化学制品公司制)混合成相对于上述混合物为0.2％，制作合成物。这里，数值为质量％。

利用旋镀法将此合成物作为凹凸构件，均匀镀覆在背面施加未示出的低反射镀层的透明衬底(即玻璃衬底101)上，在100℃下保持3分钟。接着，对整个合成物表面照射紫外线后，在200℃下保持60分钟，从而制作厚0.55μm的膜。在这样制作的膜上，利用溅射法形成厚60nm的SiO₂膜，再用旋镀法在SiO₂膜上涂覆光刻胶。接着，在玻璃衬底101的SiO₂膜方配置光掩模，作紫外线曝光后，进行干蚀刻，从而制作含红色颜料的光栅凹凸部102。然后，去除SiO₂膜，将图1所示的衍射光栅制作成光栅间距20μm、光栅高度0.55μm。

凹凸构件的折射率在波长660nm处为1.575。

接着，将聚合后的折射率在波长660nm处为1.704的聚合物以单体状态作为填充构件103填充到光栅的凹凸部102，进而叠置另一施加低反射镀层(未示出)的玻璃衬底104，并夹入衍射光栅和聚合物。然后，利用加热，使单体聚合并硬化，从而制作衍射元件1。

这样制作的元件上入射波长660nm的半导体激光器的激光时，0次衍射光的透射率为88.5％，+1次衍射光和-1次衍射光的衍射效率分别为4.3％。衍射效率对入射光波长的变化在入射波长640nm的半导体激光器的激光时，0次衍射光的透射率为88.8％，+1次衍射光和-1次衍射光的衍射效率分别为4.1％；入射波长680nm的半导体激光器的激光时，0次衍射光的透射率为88.6％，+1次衍射光和-1次衍射光的衍射效率分别为4.2％。本元件呈现在上述波长范围波长依赖性小的衍射特性。

例2

图2示出本例的衍射元件。

用溅射法在施加未示出的低反射镀层的透明衬底(即玻璃衬底201)上按厚度0.28μm形成波长660nm处的折射率为2.084、波长790nm处的折射率为2.067的Ta₂O₅膜。在Ta₂O₅膜上利用旋镀法涂覆光刻胶。接着，在玻璃衬底的Ta₂O₅膜方配置光掩模，作紫外线曝光后，进行干蚀刻，从而制作光栅的凹凸部202。

作为红色有机物颜料，混合60％包含15％颜料254的含颜料液(御国色素公司制的CF红EX-2739)、3％季戊四醇四丙烯酸酯(日本化药公司制的KAYARAD-DPHA)、37％丙二醇-1-单甲基-乙基-2-乙酸酯，制作混合物。作为光聚合引发剂，将イルガキユア907(Chiba专门化学制品公司制)混合成相对于上述混合物为0.2％，制作合成物。这里，数值为质量％。

利用旋镀法在表面形成凹凸的Ta₂O₅膜上均匀镀覆此合成物后，在100℃下保持3分钟。接着，对整个合成物表面照射紫外线后，在200℃下保持60分钟，从而形成厚1μm的填充膜203。填充用的含红色有机颜料的树脂膜硬化后在波长660nm和波长790nm处，分别呈现1.834和1.764的折射率。

另外，在背面施加低反射镀层的玻璃衬底204的表面用紫外线硬化型粘接剂206粘接滞后值为约延伸175nm的聚碳酸酯膜，当作相位片205。用紫外线硬化型粘接剂206将处理后的这2块玻璃衬底叠在一起，使聚碳酸酯膜的面与含红色有机颜料的膜相对，从而制作内置相位片205的衍射元件2。

这样制作的元件上入射波长660nm的半导体激光器的激光时，0次衍射光的透射率为88.5％，+1次衍射光和-1次衍射光的衍射效率分别为4.2％。入射波长790nm的半导体激光器的激光时，0次衍射光的透射率为88.3％，+1次衍射光和-1次衍射光的衍射效率分别为4.4％。在2种不同波长上呈现大致相等的衍射特性。

入射波长680nm的半导体激光器的激光时，0次衍射光的透射率为88.6％，+1次衍射光和-1次衍射光的衍射效率分别为4.2％。本元件呈现在上述波长范围波长依赖性型的衍射特性。又，通过将入射的偏振光方向取为与聚碳酸酯膜的延伸方向成45度，使入射的直线偏振光出射对波长660nm和波长790nm椭圆率角分别为84度和80度的接近圆偏振光的椭圆偏振光，从而本元件大体上作为1/4波长片起作用。

参照图3的组成例说明使用本发明的衍射元件的光学头装置。将半导体激光器取为2波长半导体激光器301(将出射DVD类光盘用的波长660nm的激光的半导体激光器和出射CD类光盘用的波长790nm的激光的半导体激光器综合为一体)。

来自2波长半导体激光器301的以实线表示的波长660nm的出射光和以虚线表示的波长790nm的出射光在分光器302上透射后，在准直透镜303变成平行光，穿透物镜304后，按大致相同的路径汇聚到光盘305的信息记录面。此汇聚的光在信息记录面受到反射，反射的光在与往程相同的光路上反向穿行。

也就是说，该反射光再次由物镜304变成平行光，在准直透镜303上汇聚后，入射到分光器302。该分光器302上反射的光沿与往程的光轴成90度角的光轴穿行，并汇聚到2波长光检测器306中配置用于660nm和790nm的感光面。然后，在该2波长光检测器306将信号光变换成电信号。

作为一个例子，将2波长用3光束生成衍射光栅307配置在2波长半导体激光器301与分光器302之间，使内置的相位片延伸方向与出射的偏振光的方向形成45度，从而2波长3光束生成衍射光栅307生成的作为±1次衍射光的子光束与主光束同样，也分别汇聚到2波长光检测器306的感光面，变换成用于纹道跟踪伺服的电信号。这里用的3光束生成衍射光栅在光透射的有效区内划分成图10中用黑表示的凹部与用白表示的凸部在同一周期仅相位相反的2种光栅区1001、1002。由该划分产生的衍射光束以分离状产生大致4束光，可适应记录再现中使用660nm波长的DVD和使用790nm波长的CD的不同纹道间距。

2波长3光束生成衍射光栅307对任一波长均令强度大致相同的信号光汇聚在2波长光检测器上，对DVD和CD光盘均能施行纹道跟踪伺服。而且，由于任一波长的光均变换成大致圆偏振的光，不遭受从光盘返回的的光造成的半导体激光器不稳定，能获得良好的信号特性。

工业上的实用性

使用本发明的衍射元件，则实现衍射效率随半导体激光器制作偏差和环境温度变化引起的振荡波长变化的变化小的衍射元件。而且，能实现能以某种程度自由设计对至少2种不同波长的衍射特性的衍射元件。

此外，使用本发明的衍射元件的光学头装置中，通过叠层相位片，能实现装置部件数少且小型化，同时还能在CD类和DVD类光盘记录和再现中实现稳定信号检测。

将本发明的衍射元件用于光学头装置，则能在光盘的记录和再现中实现稳定信号检测。

Claims (9)

1.一种衍射元件，其特征在于，包括

表面形成周期性凹凸状光栅的透明衬底，以及

至少填充在光栅的凹部的填充构件；

形成光栅凹凸部的凹凸构件和填充构件中的任一方构件的材料在比所用波长短的波长区具有光吸收端，而且所述具有光吸收端的一方构件的折射率在全部所用波长的区域小于凹凸构件和填充构件中的另一方构件的折射率；

与短波长侧相比，长波侧的衍射效率与之相等或更高。

2、如权利要求1中所述的衍射元件，其特征在于，

所述凹凸构件和所述填充构件中的具有光吸收端的一方包含有机物颜料。

3、一种衍射元件，其特征在于，包括

表面形成周期性凹凸状光栅的透明衬底，以及

至少填充在光栅的凹部的填充构件；

形成光栅凹凸部的凹凸构件和填充构件中的双方构件的材料都在比所用波长短的波长区具有光吸收端，而且凹凸构件和填充构件中波长色散大的一构件的折射率在全部所用波长的区域小于凹凸构件和填充构件中波长色散小的构件的折射率。

4、如权利要求3中所述的衍射元件，其特征在于，

所述凹凸构件和所述填充构件双方都包含有机物颜料，该有机物颜料在比所用波长短的波长区具有光吸收端。

5、如权利要求2或4中所述的衍射元件，其特征在于，

所述凹凸构件具有包含有机物颜料的保护层。

6、如权利要求2或4所述的衍射元件，其特征在于，

所述有机物颜料是红色有机物颜料，并且使用二酮基吡咯并吡咯类、蒽醌类、喹吖酮类、缩合偶氮类和苝类组成的红色有机物颜料群中任一种或组合使用多种。

7、一种对光记录媒体进行信息记录和再现的光学头装置，包括

作为光源的半导体激光器，

将半导体激光器出射的出射光汇聚到光记录媒体的物镜，以及

检测汇聚后从光记录媒体反射的出射光的光检测器；

其特征在于，

在半导体激光器与物镜之间的光路中，设置如权利要求1至6中任一项所述的衍射元件。

8、如权利要求7中所述的光学头装置，其特征在于，

将所述衍射元件的周期性凹凸状光栅构成在光透射区分隔所述光透射区域，使得分隔衍射的光线。

9、如权利要求7或8所述的光学头装置，其特征在于，

所述光学头装置使用不同的至少2种波段的光。

Images