CN101813802A - 叠层波长板及使用它的光学拾波器 - Google Patents

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Abstract

由于在以往的宽频域1/4波长板中，依然未能完全解决波长依赖性，因波长不同，相位偏移90的效率也不同，因此，在与多个波长对应的光学拾波器中，根据光的效率等观点，有无法满足波长板所要求的严格的光学特性上的规格的问题。本发明为了解决该问题，提供相对于多个波长完全作为1/4波长板发挥功能的波长板及使用该波长板的光学拾波器，是使相对于波长λ的单色光相位差α的波长板和相位差β的波长板按照光轴交叉的方式贴合，整体作为1/4波长板发挥功能的叠层波长板，其特征是，所述α及所述β的关系满足以下的条件。(3/2)×π≠α-2×π×(n-1) π≠β-2×π×(n-1)其中，n为自然数。

Description

叠层波长板及使用它的光学拾波器
本申请是申请人于2003年4月24日提出的申请号为03809407.X(国际申请号PCT/JP03/05257)的、发明名称为叠层波长板及使用它的光学拾波器的国际申请的分案申请，该申请进入国家阶段的日期为2004年10月26日。
技术领域
本发明涉及可以使用不同波长的光进行向光学记录介质中的信息的记录及再现的叠层波长板及使用它的光学拾波器。
背景技术
使用直线偏光或圆偏光等激光对作为与音乐或影像有关的信息的光学记录介质的CD或DVD等进行记录及再现的光盘装置，正在被广泛地利用。其中，对于能够实现CD和DVD的兼容性(互换性)的光盘装置的普及以及装置的小型化的要求逐渐提高，正在尝试利用光学部件数目的削减等的简化来进行的光学拾波器装置的小型化。
DVD可以将2小时以上的影像及声音的信息收装在1片盘片中，与CD相比，记录密度更高，所以，DVD的再现波长相对于CD的785nm，其波长更短，为655nm，可以实现DVD和CD的兼容的光学拾波器装置中，必然需要2种波长，为了与2波长对应，需要2个激光光源，此外，由于波长板等光学元件也需要是分别对应的部件，结果光学拾波器装置就会由2个系统的拾波器构成，但是，由于近年来的对光学拾波器装置的小型化的要求，正在进行各种用1个系统来构成拾波器的尝试。
这里，如果对光学拾波器中使用的偏光进行说明，则光是被称为电磁波的波的一种，将包含光的行进方向和磁场的面称为偏光面，将包含电场的面称为振动面，将偏光面的方向一致的情况称为偏光。另外，将偏光面被限于一个平面中的偏光称为直线偏光，在直线偏光中，相对于包含入射光线和入射面的法线的平面，有沿水平振动的成分的P偏光和沿垂直振动的成分的S偏光。
另外，一般将从某一位置看到的电场矢量与时间一起旋转的偏光称为椭圆偏光，特别是，当将电场矢量的头端投影在与光的行进方向垂直的平面上时，将其轨迹成为圆的称为圆偏光。
图14是将成为多次模式的相位差δ1(2790°)的第1波长板1(厚度d1)和成为多次模式的相位差δ2(2700°)的第2波长板2(厚度d2)作为晶体光学轴交叉90°而贴合形成的1/4波长板发挥作用的零次模式的波长板3，图14(a)是表示从波长板3的入射面看到的第1、第2波长板1、2的晶体光学轴4、5的交叉角的图，图14(b)是表示波长板3的构成的立体图。
通过将晶体光学轴的交叉角设为90°，就可以将多余的相位差抵消，即成为δ1-δ2＝2790°-2700°＝90°，作为零次模式的1/4波长板发挥作用。所以，由于当直线偏光6向波长板3入射时，在出射面相位会偏移90°，因此就会作为圆偏光射出。
波长板3的相位差δ3可以用下式表示。
δ3＝δ1-δ2＝2π×Δn×(d1-d2)/λ    (1)
这里，Δn是与第1、第2波长板1、2的折射率差，λ是入射光的波长。
图15是表示作为成为零次模式的相位差δ4(＝90°)的1/4波长板发挥作用的零次模式的波长板8(厚度d3)的立体图。直线偏光9当向波长板8入射时，在出射面相位会偏移90°，作为圆偏光10射出。
波长板8的相位差δ4可以用下式表示。
δ4＝2π×Δn×d3/λ    (2)
这里，Δn是波长板8的折射率差(Ne-No)，λ是入射光的波长，No是正常光线的折射率，Ne是异常光线的折射率。
当尝试通过适当选择这些波长板3、8而配置在拾波器的特定的位置上，构成利用拾波器1个系统的与2个波长对应的光学拾波器装置时，会产生如下的问题。
即，如前所述，当为了利用光学拾波器装置的小型化来削减部件数目，如图16所示，按照用作为CD(785nm)再现用的1个1/4波长板3与2个波长对应的方式构成拾波器时，如图16(a)所示，当P偏光11向射束分裂器12(以下称为PBS)入射时，透过由具有透过P偏光而反射S偏光的特性的光学薄膜形成的反射镜13，仍以P偏光状态向1/4波长板3入射，这里，由于相位偏移90°，因此会作为圆偏光14输出，并向CD的凹坑15入射。当圆偏光14在凹坑15处反射时，由于作为旋转方向相反的圆偏光16反射，因此当圆偏光16向1/4波长板3入射时，就会作为S偏光输出，在PBS12的反射镜13反射，到达未图示的光检测器(以下称为PD)，能够以90％以上的效率来使用激光。而且，图16中，为了容易说明，在去路和回路中将光轴错开。
另一方面，如图16(b)所示，再现DVD的情况下，当655nm的P偏光11向PBS12入射时，透过反射镜13仍以P偏光的状态向1/4波长板3入射。此时，所述1/4波长板3由于具有仅相对于单一波长785nm偏移90°相位的作用，因此无法充分实现从直线偏光向圆偏光的变换，结果作为椭圆偏光17射出。当它向DVD的凹坑15入射时，就会作为旋转方向与所述椭圆偏光17相反的椭圆偏光18反射，向1/4波长板3入射，同样，无法充分实现向直线偏光的变换，即，在椭圆偏光成分和S偏光成分混合存在的状态下，从1/4波长板3射出，在PBS12的反射镜13处，仅S偏光成分反射，而椭圆偏光成分就会透过反射镜13。所以，PD中，例如根据本发明人的实验结果，从光的效率的观点出发，65％左右被PD检测出，剩余约30％则透过反射镜，作为椭圆偏光成分损失掉，因而在效率上就会产生问题。这从表示波长板3、8的相位差的各个式子(1)、(2)中，根据相位差依赖于波长的情况也可以看出。
所以，在专利第3174367号中，提出有如下的方案，即，将相对于单色光具有1/2波长(180°)的相位差的拉伸薄膜、具有1/4波长(90°)的相位差的拉伸薄膜按照晶体光学轴交叉的方式层叠而形成的叠层波长板，在宽频域内具有相位偏移90°的功能的宽频域1/4波长板。在记录·再现DVD(655nm)和CD(785nm)的光学拾波器装置中，如果采用所述宽频域1/4波长板，则由于可以用1个波长板与2个波长对应，因此就可以满足将拾波器大体上简化为1个系统的要求。
如图17所示，专利第3174367号的第5图中公布有将所述宽频域1/4波长板配置在配置于正交尼科耳棱镜的偏光板间而对分光光谱进行了评价的透过率的波长依赖性的图表。
但是，当注视该图表的实施例3的曲线，即宽频域1/4波长板的透过率时，可以看到，透过率从400nm朝向800nm，缓慢从40％向50％上升，即图表具有倾斜的特性，随着波长不同，作为1/4波长板发挥功能的效率发生变化。而且，作为1/4波长板完全发挥功能的透过率为50％处。即，该宽频域1/4波长板中，依然未完全解决波长依赖性，由于随着波长不同，相位偏移90°的效率不同，因此，近年来，从DVD/CD兼容的光学拾波器装置的光的效率等的观点出发，有无法满足对波长板所要求的严格的光学特性上的规格的问题。
发明内容
本发明是为了解决如上所述的问题而提出的，目的在于，提供相对于DVD/CD兼容的光学拾波器装置等的多个波长完全作为1/4波长板发挥功能的波长板及使用该波长板的光学拾波器。
为了解决所述问题，本发明的叠层波长板的技术方案1记述的发明是，在使相对于波长λ的单色光相位差α的波长板和相位差β的波长板按照光轴交叉的方式贴合，整体作为1/4波长板发挥功能的叠层波长板，其特征是，所述α及所述β的关系满足以下的条件。
(3/2)×π≠α-2×π×(n-1)
π≠β-2×π×(n-1)
其中，n为自然数。
技术方案2记述的发明是，按照从光源射出的第1波长的第1直线偏光和第2波长的第2直线偏光通过波长板的方式构成的光学拾波器，其特征是，该波长板是使相对于波长λ的单色光相位差α的波长板和相位差β的波长板按照光轴交叉的方式贴合，整体作为1/4波长板发挥功能的叠层波长板，所述α及所述β的关系满足以下的条件。
(3/2)×π≠α-2×π×(n-1)
π≠β-2×π×(n-1)
其中，n为自然数。
技术方案3记述的发明是具有如下特征的技术方案2，在所述第1波长中使用655nm，在所述第2波长中使用785nm。
技术方案4记述的发明的特征是，使相对于波长785nm，相位差达到1695°的波长板A和相位差达到850°的波长板B按照光轴交叉的方式贴合。
技术方案5记述的发明是具有如下特征的技术方案4，所述叠层波长板相对于波长655nm及785nm作为1/4波长板发挥功能。
技术方案6记述的发明的特征是，使相对于波长655nm，相位差达到2700°的波长板C和相位差达到630°的波长板D按照光轴交叉的方式贴合。
技术方案7记述的发明是具有如下特征的技术方案6，所述叠层波长板相对于波长655nm作为1/4波长板发挥功能，相对于785nm作为1/2波长板发挥功能。
技术方案8记述的发明的特征是，使相对于波长655nm，相位差达到2700°的波长板E和相位差达到1260°的波长板F按照光轴交叉的方式贴合。
技术方案9记述的发明是具有如下特征的技术方案8，所述叠层波长板相对于波长655nm作为1/2波长板发挥功能，相对于785nm作为2/2波长板发挥功能。
技术方案10记述的发明是，按照从光源射出的波长655nm的第1直线偏光和波长785nm的第2直线偏光依次通过第1波长板和第2波长板的方式构成的光学拾波器，其特征是，该第1波长板是使相对于波长655nm相位差达到2700°的波长板C和相位差达到1260°的波长板D按照光轴交叉的方式贴合的叠层波长板，该第2波长板是使相对于波长785nm相位差达到1695°的波长板A和相位差达到850°的波长板B按照光轴交叉的方式贴合的叠层波长板。
技术方案11记述的发明是，按照从光源射出的波长655nm的第1直线偏光和波长785nm的第2直线偏光通过波长板的方式构成的光学拾波器，其特征是，该波长板是使相对于波长655nm相位差达到2700°的波长板C和相位差达到630°的波长板D按照光轴交叉的方式贴合的叠层波长板。
技术方案12记述的发明是，使相对于波长λ的单色光相位差α的波长板和相位差β的波长板按照光轴交叉的方式贴合，整体作为1/4波长板发挥功能的叠层波长板，其特征是，所述α及所述β的关系满足以下的条件。
π≠α-2×π×(n-1)
(3/4)×π≠β-2×π×(n-1)
其中，n为自然数。
技术方案13记述的发明是，按照从光源射出的第1波长的第1直线偏光和第2波长的第2直线偏光通过波长板的方式构成的光学拾波器，其特征是，该波长板是使相对于波长λ的单色光相位差α的波长板和相位差β的波长板按照光轴交叉的方式贴合，整体作为1/4波长板发挥功能的叠层波长板，所述α及所述β的关系满足以下的条件。
π≠α-2×π×(n-1)
(3/4)×π≠β-2×π×(n-1)
其中，n为自然数。
技术方案14记述的发明是具有如下特征的技术方案13，在所述第1波长中使用655nm，在所述第2波长中使用785nm。
技术方案15记述的发明的特征是，使相对于波长785nm或655nm，相位差达到1980°的波长板A和相位差达到990°的波长板B按照光轴交叉的方式贴合。
技术方案16记述的发明是具有如下特征的技术方案15，所述叠层波长板相对于波长655nm及785nm作为1/4波长板发挥功能。
技术方案17记述的发明是，按照从光源射出的波长655nm的第1直线偏光和波长785nm的第2直线偏光依次通过第1波长板和第2波长板的方式构成的光学拾波器，其特征是，该第1波长板是使相对于波长655nm相位差达到2700°的波长板C和相位差达到1260°的波长板D按照光轴交叉的方式贴合的叠层波长板，该第2波长板是使相对于波长785nm相位差达到1980°的波长板A和相位差达到990°的波长板B按照光轴交叉的方式贴合的叠层波长板。
附图说明
图1是用于说明本发明的叠层波长板的实施例1的构成的图，(a)是从入射方向看的俯视图，(b)是立体概观图。
图2是用于表示本发明的叠层波长板的实施例1的特性的图，(a)是表示波长和相位差的关系的图，(b)是表示正交尼科耳棱镜的透过率特性的图。
图3是用于说明本发明的叠层波长板的实施例2的构成的图，(a)是从入射方向看的俯视图，(b)是立体概观图。
图4是表示本发明的叠层波长板的实施例2的特性的图，是表示波长和相位差的关系的图。
图5是表示本发明的叠层波长板的第1变形实施例的图，(a)是从入射方向看的俯视图，(b)是立体概观图，(c)是表示所叠层的波长板的各相位差的表。
图6是用于说明本发明的叠层波长板的第1变形实施例的波长依赖性的图表。
图7是表示本发明的叠层波长板的第2变形实施例的图，(a)是从入射方向看的俯视图，(b)是立体概观图。
图8是用于说明本发明的叠层波长板的第2变形实施例的波长依赖性的图表。
图9是用于说明本发明的光学拾波器的实施方式1的构成的立体图。
图10(a)及(b)是表示本发明的光学拾波器的实施方式1中使用的2种PBS的光学特性的图表。
图11是用于说明本发明的光学拾波器的实施方式2的构成的立体图。
图12(a)及(b)是表示本发明的光学拾波器的实施方式2中使用的DP及PBS的光学特性的图表。
图13是用于使用庞加莱球说明本发明的叠层波长板的第1变形实施例的光学作用的图。
图14是表示以往的叠层波长板的图，(a)是从入射方向看的俯视图，(b)是立体概观图。
图15是表示以往的波长板的立体图。
图16(a)及(b)是用于说明以往的光学拾波器的光学作用的俯视图。
图17是表示以往的宽频域波长板的正交尼科耳棱镜透过率的图表。
具体实施方式
下面将参照附图所示的实施方式的例子对本发明进行详细说明。
图1是表示本发明的波长板的实施方式1的构成的图，图1(a)是从入射方向看到的波长板的俯视图，图1(b)是波长板的立体概观图。该波长板22是将相对于波长785nm相位差1695°(4次模式255°)及面内旋转方位(以下称为方位角)为25.5°的水晶波长板23和相位差850°(2次模式130°)及方位角为79.8°的水晶波长板24按照各自的晶体光学轴25、26以54.3°的角度交叉的方式层叠，整体在波长655nm及785nm作为1/4波长板发挥功能的叠层波长板。即，当直线偏光27入射该叠层波长板22时，由于在出射面相位偏移90°，因此就会成为圆偏光28射出。
对于为了使该叠层波长板22作为1/4波长板发挥功能，而如何计算出叠层的水晶波长板23、24的光学特性进行详细说明。
在数值计算中，使用以下的缪勒行列式，表示各偏光状态。
这里，将波长板23的相位差用δ1表示，将方位角用θ1表示，将波长板24的相位差用δ2表示，将方位角用θ2表示。δ1和δ2可以用下述的式(3)、(4)表示。
δ1＝2×π/λ×(Ne-No)×d1              (3)
δ2＝2×π/λ×(Ne-No)×d2              (4)
λ为波长，No为正常光线的折射率，Ne为异常光线的折射率，d1为水晶波长板23的厚度，d2为水晶波长板24的厚度。
波长板23的缪勒行列式A1可以用下述的式(5)表示。
A 1 = 1 0 0 0 0 1 - ( 1 - cos δ 1 ) sin 2 2 θ 1 ( 1 - cos δ 1 ) sin 2 θ 1 cos 2 θ 1 - sin δ 1 sin 2 θ 1 0 ( 1 - cos δ 1 ) sin 2 θ 1 cos 2 θ 1 1 - ( 1 - cos δ 1 ) cos 2 2 θ 1 sin δ 1 cos 2 θ 1 0 sin δ 1 sin 2 θ 1 - sin δ 1 cos 2 θ 1 cos δ 1 - - - ( 5 )
波长板24的缪勒行列式A2可以用下述的式(6)表示。
A 2 = 1 0 0 0 0 1 - ( 1 - cos δ 2 ) sin 2 2 θ 2 ( 1 - cos δ 2 ) sin 2 θ 2 cos 2 θ 2 - sin δ 2 sin 2 θ 2 0 ( 1 - cos δ 2 ) sin 2 θ 2 cos 2 θ 2 1 - ( 1 - cos δ 2 ) cos 2 2 θ 2 sin δ 2 cos 2 θ 2 0 sin δ 2 sin 2 θ 2 - sin δ 2 cos 2 θ 2 cos δ 2 - - - ( 6 )
将向叠层波长板22射的入射偏光状态用斯托克斯矢量T以下述的式(7)表示。
T = t 1 t 2 t 3 t 4 - - - ( 7 )
将从叠层波长板22射出的出射偏光状态用斯托克斯矢量S以下述的式(8)表示。
S = S 1 S 2 S 3 S 4 - - - ( 8 )
以上利用式(5)～(8)可以获得下述的式(9)的缪勒行列式。
S 1 S 2 S 3 S 4 = A 2 · A 1 t 1 t 2 t 3 t 4 - - - ( 9 )
式(9)中，当将T设为下述的入射偏光状态时，则形成
T = t 1 t 2 t 3 t 4 = 1 1 0 0 - - - ( 10 )
S = A 2 · A 1 1 1 0 0 - - - ( 11 )
由于叠层波长板的相位差Γ可以用
Figure GSA00000061228700104
表示，根据式(11)、(12)，按照Γ为(2×n-1)×(π/2)，n为自然数的方式进行了模拟。
根据以上的模拟结果，当各水晶波长板的相位差及方位角为(δ1，θ1，δ2，θ2，)＝(1695°，25.5°，850°，79.8°)时，Γ会描绘如图2(a)所示的相位差波长依赖性曲线，在波长655nm处相位差270°(点K1)，在785nm处相位差90°(点K2)，或者虽然未图示曲线特性，但是在波长655nm处相位差90°，在785nm处相位差270°，从而在两波长处实现了叠层波长板作为1/4波长板完全发挥功能。
在进行了将该叠层波长板22配置在配置于正交尼科耳棱镜上的偏光板间的分光光谱的评价后，确认描绘出如图2(b)的透过率特性，证实在波长655nm及785nm处透过率达到50％地没有误差地作为1/4波长板发挥功能，从而可以提供将入射的直线偏光不会损失地变换为圆偏光的对应2波长的叠层波长板。
而且判明，由于在该模拟中，根据式(3)、(4)预先在没有制造成本上的问题的范围内对要叠层的水晶波长板的板厚任意地确定，进行数值计算而算出解，因此，从相对于特定的多个波长，适当地确定各水晶波长板的板厚，求出作为1/4波长板发挥功能的叠层波长板的一连串的所述过程中，从满足下述的2个式子的条件的范围内确定各水晶波长板的相位差α、β。
(3/2)×π≠α-2×π×(n-1)     (13)
π≠β-2×π×(n-1)            (14)
n：自然数、α＝δ1，β＝δ2
即，从本发明的模拟解析及实验结果可以推想出如下的结果，相对于多个波长作为1/4波长板发挥功能的叠层波长板是将具有各自的相位差(除去多次模式部分的实质的相位差)从180°及270°偏移的相位差的水晶波长板之间层叠而构成的。
图3是表示本发明的波长板的实施方式2的构成的图，图3(a)是从入射方向看到的俯视图，图3(b)是波长板的立体概观图。该波长板71是将相对于波长785nm或655nm相位差1980°(5次模式180°)及方位角为14°的水晶波长板72和相位差990°(2次模式270°)及方位角为72°的水晶波长板73，按照各自的晶体光学轴74、75以58°的角度交叉的方式层叠，整体在波长655nm及785nm作为1/4波长板发挥功能的叠层波长板。即，当直线偏光入射该叠层波长板71时，由于在出射面相位偏移90°，因此就会成为圆偏光射出。
根据进行的与所述相同的模拟的结果，各水晶波长板的相位差及方位角为
(δ1，θ1，δ2，θ2，)＝(1980°，14°，990°，72°)
时，Γ会描绘如图4所示的相位差波长依赖性曲线，在波长655nm处相位差270°(点K’1)，在785nm处相位差90°(点K’2)，或者虽然未图示曲线特性，但是在波长655nm处相位差90°，在785nm处相位差270°，从而在两波长处实现了叠层波长板作为1/4波长板完全发挥功能。
此时，各水晶波长板72、73的相位差α、β可以从满足下述的条件式的范围中确定。
π≠α-2×π×(n-1)           (15)
(3/4)×π≠β-2×π×(n-1)    (16)
n：自然数、α＝δ1，β＝δ2
而且，由于如果以方位角相对于所需值±5°的精度将各个波长板层叠，则会相对于2个波长作为1/4波长板充分地发挥功能，因此在批量生产性中也可以期待低成本化。
图5是表示本发明的变形实施方式的波长板的构成的图，图5(a)是从入射方向看到的波长板的俯视图，图5(b)是波长板的立体概观图。该波长板29是将相对于波长655nm相位差2700°(7次模式180°)及方位角为7°的水晶波长板30和相位差630°(1次模式270°)及方位角为52°的水晶波长板31，按照各自的晶体光学轴32、33以45°的角度交叉的方式层叠，整体在波长655nm处作为1/4波长板发挥功能，在785nm处作为1/2波长板发挥功能的叠层波长板。即，当波长655nm的直线偏光34入射该叠层波长板29时，由于在出射面相位偏移90°，因此就会成为圆偏光35射出，另外，当波长785nm的P偏光入射时，由于在出射面相位偏移180°，因此就会成为S偏光射出。
对于为了将该叠层波长板29在波长655nm处作为1/4波长板发挥功能，在785nm处作为1/2波长板发挥功能，如何算出叠层的水晶波长板23、24的光学特性，由于利用所述的实施例中使用的缪勒行列式求出，因此这里省略说明。这里对光学的作用进行详细说明。
将波长板30、31的各波长的相位差表示在图5(c)中。当波长655nm的直线偏光34向波长板30入射时，在波长板30处带有180°的相位差，14°的偏光面旋转。另外，在波长板31处，带有270°的相位差，成为圆偏光35射出。785nm的直线偏光中相位发生很大的变化，即，在波长板30处相位差变为100°，成为椭圆偏光，并可以通过在波长板31处加上167°的相位差而变回直线偏光。
对于以上的光学作用，使用图13所示的庞加莱球进行说明。这里，将入射光的偏光状态设为P0。在波长655nm处，在波长板30上利用方位角ψ1(＝7°)在角度2ψ1的位置配置旋转轴a。在以旋转轴a为轴使之旋转2700°时，进行了7次旋转后移动至P1的位置。另外，在波长板31上利用方位角ψ2(＝52°)在角度2ψ2的位置配置旋转轴b。在以旋转轴b为轴使之旋转630°时，进行了1次旋转后移动至P2的位置，这样，作为整体相位差就变为270°，从而作为左旋的圆偏光射出。
然后，在波长785nm处，在波长板30上以旋转轴a为轴旋转了6次后，移动至P1’的位置，在波长板31上以旋转轴b为轴旋转了1次后，移动至P2’的位置，作为整体，相位差变为180°，偏光面旋转90°。将该波长板29的波长依赖性表示在图6中。曲线38表示785nm用零次1/2波长板的波长依赖特性，曲线39表示785nm用15次1/2波长板的波长依赖特性，此外，曲线40表示波长板29的波长依赖特性，可以确认，波长板29在波长655nm处作为1/4波长板发挥功能，在波长785nm处作为1/2波长板发挥功能。
图7是表示本发明的第2变形实施方式的波长板的构成的图，图7(a)是从入射方向看到的俯视图，图7(b)是波长板的立体概观图。该波长板41是将相对于波长655nm相位差2700°(7次模式180°)及方位角为12°的水晶波长板42和相位差1260°(3次模式180°)及方位角为57°的水晶波长板43按照各自的晶体光学轴44、45以45°的角度交叉的方式层叠，整体在波长655nm处作为1/2波长板发挥功能，在785nm处作为2/2波长板发挥功能的叠层波长板。即，当波长655nm的P偏光46入射该叠层波长板41时，由于在出射面相位偏移180°，因此就会成为S偏光47射出，另外，当波长785nm的P偏光48入射时，由于在出射面相位偏移360°，因此就会维持P偏光的状态射出。
对于为了将该叠层波长板41在波长655nm处作为1/2波长板发挥功能，在785nm处作为2/2波长板发挥功能，如何算出叠层的水晶波长板42、43的光学特性，由于利用所述的实施例中使用的缪勒行列式求出，因此省略说明。将该波长板41的波长依赖性表示在图8中。曲线50表示655nm用零次1/4波长板的波长依赖特性，此外，曲线51表示波长板41的波长依赖特性，可以确认，波长板41在波长655nm处作为1/2波长板发挥功能，在波长785nm处作为2/2波长板发挥功能。
而且，由于如果如前所述，以方位角相对于所需值±5°的精度将各个波长板层叠，则由于相对于各个波长作为所需的波长板充分地发挥功能，因此在批量生产性中也可以期待低成本化。
本发明的特征在于，由于为了实现相对于多个波长作为1/4波长板或1/2波长板发挥功能的波长板，而仅通过将零次模式的单片的波长板换为多次模式，波长依赖性较大，所以因激光的波长的变化，相位差就会变动很大，鉴于该问题，再贴合1片修正用波长板，从而补偿使用波长频域中的相位变化。
即，按照通过改变叠层的各个波长板的模式次数，调整波长依赖性，使之相互修正的方式设计波长板而构成。
另外，以往提出的宽频域波长板中，虽然按照跨越较宽的范围的波长作为1/4波长板发挥功能的方式构成，但是，如所述的正交尼科耳棱镜的透过率中看到的那样，不能完全作为1/4波长板发挥功能，即存在必然会产生损失的问题，本发明鉴于该问题，采用如下的特征，即，利用与跨越宽频域将相位差设为1/4波长的观点相反的设想，即在该目标中实现相对于多个波长完全作为1/4波长板发挥功能的波长板。
下面，对于使用所述的本发明的叠层波长板的对应2个波长的光学拾波器进行如下详细说明。
图9是表示本发明的光学拾波器的实施方式1的立体图。
首先，对DVD(655nm)的再现进行说明。655nm的直线偏光SA(S偏光)从具有可以射出655nm及785nm的光源的2λLD52射出，向第1PBS53入射。在第1PBS53的斜面54上，由于形成有具有如图10(a)的透过特性的光学薄膜，因此SA透过斜面54而向第2变形实施例中所示的叠层波长板41入射。如前所述，由于相对于655nm作为1/2波长板发挥功能，因此直线偏光SA带有180°的相位，成为直线偏光PA(P偏光)射出。PA向在斜面55上形成了具有如图10(b)所示的透过特性的光学薄膜的第2PBS56入射，透过斜面55，经过校准透镜57、反射镜，向本发明的一个实施例中所示的1/4波长板22入射，作为圆偏光射出，通过物镜(以下称为OBJ)59，向DVD的凹坑60入射。
当在凹坑60反射时，圆偏光的旋转方向逆转，通过OBJ59而向1/4波长板22入射。圆偏光由于相对于去路，在回路处旋转方向相反，因此作为直线偏光SA(S偏光)射出，经过反射镜58、对准透镜57而向第2PBS56入射。由于形成于斜面55上的光学薄膜的特性，SA透过它，向叠层波长板41入射，被赋予相位180°，作为PA(P偏光)射出，向第1PBS53入射。斜面54由于形成有不透过655nm的P偏光的光学薄膜，因此PA在斜面54处反射，被PD61检测出。
下面，对CD(785nm)的再现进行说明。785nm的直线偏光SB(S偏光)从2λLD52射出，向第1PBS53入射。由于在第1PBS53的斜面54上形成有具有如图10(a)所示的透过特性的光学薄膜，因此SB透过斜面54，向叠层波长板41入射。如前所述，由于相对于785nm作为2/2波长板发挥功能，因此直线偏光SB在维持不变的状态下射出。SB向在斜面55上形成了具有如图10(b)所示的透过特性的光学薄膜的第2PBS56入射，透过斜面55，经过对准透镜57、反射镜，向1/4波长板22入射，作为圆偏光射出，通过OBJ59，向CD的凹坑60入射。
当在凹坑60反射时，圆偏光的旋转方向逆转，通过OBJ59而向1/4波长板22入射。圆偏光由于相对于去路，在回路处旋转方向相反，因此作为直线偏光PB(P偏光)射出，经过反射镜58、对准透镜57而向第2PBS56入射。由于形成于斜面55上的光学薄膜的特性，PB在斜面55处反射，被PD62检测出。
通过像这样构成，就可以用1个系统的拾波器实现对应2个波长的光学拾波器装置。
而且，这里虽然作为1/4波长板使用了作为实施方式1的图1所示的1/4波长板22，但是，当然也可以使用作为实施方式2的图3所示的1/4波长板71。
图11是表示本发明的光学拾波器的实施方式2的立体图。首先，对DVD(655nm)的再现进行说明。655nm的直线偏光PA(P偏光)从具有射出655nm的光源的LD63射出，向二向棱镜(以下称为DP)64入射。由于DP64具有如图12(a)所示的光学特性，因此PA透过DP64而向PBS65入射。在PBS65的斜面66上，由于形成有具有如图12(b)所示的特性的光学薄膜，因此PA透过斜面66，通过对准透镜57，向第1变形实施例中所示的叠层波长板29入射。如前所述，由于相对于655nm作为1/4波长板发挥功能，因此直线偏光PA带有90°的相位，成为圆偏光射出，通过反射镜58、OBJ59，向DVD的凹坑60入射。
当在凹坑60反射时，圆偏光变为旋转方向逆转的圆偏光，通过OBJ59、反射镜58而向叠层波长板29入射。圆偏光由于相对于去路，在回路处旋转方向相反，因此作为直线偏光SA(S偏光)射出，向PBS65入射，在斜面66处反射，借助散光板(Astigmatism；以下称为AS板)67，被PD68检测出。而且，所谓散光是指，来自光轴外的物点的光在子午面和球缺面间焦点发生偏移。
下面，对CD(785nm)的再现进行说明。785nm的直线偏光PB(P偏光)从全息激光器(LD和PD的一体化模块)69射出，向DP64入射，由于具有如图12(a)所示的透过特性，因此在斜面70反射，向PBS65入射。斜面66由于透过P偏光，因此PB透过斜面，通过对准透镜57，向叠层波长板29入射。如前所述，由于相对于785nm作为1/2波长板发挥功能，因此被赋予180°的相位，作为SB(S偏光)射出，经过反射镜58、OBJ59，向CD的凹坑60入射。
在凹坑60反射的SB经过OBJ59、反射镜58，向叠层波长板29入射。这里，被赋予180°的相位，成为PB(P偏光)射出，通过对准透镜57，通过透过P偏光的PBS65，向DP64入射。DP64由于具有不透过785nm的P偏光的光学特性，因此PB在斜面70反射，被全息激光器69检测出。
通过采用此种拾波器构成，也可以用1个系统的拾波器实现对应2个波长的光学拾波器装置。
所以，可以提供比DVD/CD兼容等的对应2个波长的装置更小型的拾波器装置。
这里，虽然以在波长板中使用水晶的情况为例进行了说明，但是，本发明并不限定于此，本发明的叠层波长板当然也可以广泛适用于具有双折射率的晶体或薄膜等的树脂中。
如上说明所示，根据本发明，可以获得如下的优良的效果。
技术方案1的发明由于使相对于波长λ的单色光相位差α的波长板和相位差β的波长板按照光轴交叉的方式贴合，所述α及所述β的关系满足以下的条件。
(3/2)×π≠α-2×π×(n-1)
π≠β-2×π×(n-1)
其中，n为自然数，
因此，就能起到可以提供整体作为补偿了波长依赖性的1/4波长板发挥功能的叠层波长板的优良效果。
技术方案2及3的发明，由于使用了整体作为补偿了波长依赖性的1/4波长板发挥功能的叠层波长板，因此就能起到可以提供与多个波长对应的小型的拾波器的优良效果。
技术方案4及5的发明，使相对于波长785nm相位差达到1695°的波长板A和相位差达到850°的波长板B按照光轴交叉的方式贴合，因此就能起到可以提供整体作为补偿了波长依赖性的1/4波长板发挥功能的叠层波长板的优良效果。
技术方案6及7的发明，由于使相对于波长655nm相位差达到2700°的波长板C和相位差达到630°的波长板D按照光轴交叉的方式贴合，因此就能起到可以提供相对于波长655nm作为1/4波长板发挥功能，而相对于波长785nm作为1/2波长板发挥功能的叠层波长板的优良效果。
技术方案8及9的发明由于使相对于波长655nm相位差达到2700°的波长板E和相位差达到1260°的波长板F，按照光轴交叉的方式贴合，因此就能起到可以提供相对于波长655nm作为1/2波长板发挥功能，而相对于波长785nm作为2/2波长板发挥功能的叠层波长板的优良效果。
技术方案10的发明由于按照从光源射出的波长655nm的第1直线偏光和波长785nm的第2直线偏光依次通过第1波长板和第2波长板的方式构成，该第1波长板是使相对于波长655nm相位差达到2700°的波长板C和相位差达到1260°的波长板D，按照光轴交叉的方式贴合的叠层波长板，该第2波长板是使相对于波长785nm相位差达到1695°的波长板A和相位差达到850°的波长板B，按照光轴交叉的方式贴合的叠层波长板，因此就能起到可以提供与多个波长对应的小型的光学拾波器的优良效果。
技术方案11的发明，由于使用了使相对于波长655nm相位差达到2700°的波长板C和相位差达到630°的波长板D，按照光轴交叉的方式贴合的叠层波长板，因此就能起到可以提供与波长655nm和波长785nm对应的小型的光学拾波器的优良效果。
技术方案12的发明由于使相对于波长λ的单色光相位差α的波长板和相位差β的波长板按照光轴交叉的方式贴合，所述α及所述β的关系满足
π≠α-2×π×(n-1)
(3/4)×π≠β-2×π×(n-1)
其中，n为自然数，
因此，就能起到可以提供整体作为补偿了波长依赖性的1/4波长板发挥功能的叠层波长板的优良效果。
技术方案13及14的发明，由于使用了整体作为补偿了波长依赖性的1/4波长板发挥功能的叠层波长板，因此就能起到可以提供与多个波长对应的小型的拾波器的优良效果。
技术方案15及16的发明，由于使相对于波长785nm或655nm，相位差达到1980°的波长板A和相位差达到990°的波长板B，按照光轴交叉的方式贴合，因此就能起到可以提供整体作为补偿了波长依赖性的1/4波长板发挥功能的叠层波长板的优良效果。
技术方案17记述的发明，由于按照从光源射出的波长655nm的第1直线偏光和波长785nm的第2直线偏光，依次通过第1波长板和第2波长板的方式构成，该第1波长板是使相对于波长655nm相位差达到2700°的波长板C和相位差达到1260°的波长板D，按照光轴交叉的方式贴合的叠层波长板，该第2波长板是使相对于波长785nm相位差达到1980°的波长板A和相位差达到990°的波长板B，按照光轴交叉的方式贴合的叠层波长板，因此就能起到可以提供与多个波长对应的小型的光学拾波器的优良效果。

Claims (13)

1.一种叠层波长板，是使相对于波长λ的单色光相位差α及方位角θ1的第一波长板和相对于波长λ的单色光相位差β及方位角θ2的第二波长板按照各自的光学轴交叉的方式贴合的叠层波长板，其特征是，
在所述相位差α为多次模式的255°、所述相位差β为多次模式的180°时，所述方位角θ1及所述方位角θ2满足：
θ1＝25.5°±5°
θ2＝79.8°±5°。
2.根据权利要求1所述的叠层波长板，其特征是，
所述相位差α为4次模式的255°，所述相位差β为2次模式的180°。
3.根据权利要求2或3所述的叠层波长板，其特征是，
相对于波长655nm及785nm的光作为1/4波长板发挥功能。
4.一种叠层波长板，是使相对于波长λ的单色光相位差α及方位角。1的第一波长板和相对于波长λ的单色光相位差β及方位角θ2的第二波长板按照各自的光学轴交叉的方式贴合的叠层波长板，其特征是，
在所述相位差α为多次模式的180°、所述相位差β为多次模式的270°时，所述方位角θ1和所述方位角θ2满足：
θ1＝14°±5°
θ2＝72°±5°。
5.根据权利要求4所述的叠层波长板，其特征是，
所述相位差α为5次模式的180°，所述相位差β为2次模式的270°。
6.根据权利要求4或5所述的叠层波长板，其特征是，
相对波长655nm及785nm的光作为1/4波长板发挥功能。
7.一种叠层波长板，是使相对于波长λ的单色光相位差α及方位角θ1的第一波长板和相对于波长λ的单色光相位差β及方位角θ2的第二波长板按照各自的光学轴交叉的方式贴合的叠层波长板，其特征是，
在所述相位差α为多次模式的180°、所述相位差β为多次模式的270°时，所述方位角θ1和所述方位角θ2满足：
θ1＝7°±5°
θ2＝52°±5°。
8.根据权利要求7所述的叠层波长板，其特征是，
所述相位差α为7次模式的180°，所述相位差β为1次模式的270°。
9.根据权利要求7或8所述的叠层波长板，其特征是，
相对于波长655nm的光作为1/4波长板发挥功能，
相对于波长785nm的光作为1/2波长板发挥功能。
10.一种叠层波长板，是使相对于波长λ的单色光相位差α及方位角θ1的第一波长板和相对于波长λ的单色光相位差β及方位角θ2的第二波长板按照各自的光学轴交叉的方式贴合的叠层波长板，其特征是，
在所述相位差α为多次模式的180°、所述相位差β为多次模式的180°时，所述方位角θ1和所述方位角θ2满足：
θ1＝12°±5°
θ2＝57°±5°。
11.根据权利要求10所述的叠层波长板，其特征是，
所述相位差α为7次模式的180°，所述相位差β为3次模式的180°。
12.根据权利要求10或11所述的叠层波长板，其特征是，
相对于波长655nm的光作为1/2波长板发挥功能，
相对于波长785nm的光作为2/2波长板发挥功能。
13.一种光学拾波器，是按照第一波长的第一直线偏光和第二波长的第二直线偏光通过波长板的方式构成的光学拾波器，其特征是，
该波长板是权利要求1至12中任一项所述的叠层波长板。
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