CN1777938A - 光学拾取装置和用于光学拾取装置的光学系统 - Google Patents

光学拾取装置和用于光学拾取装置的光学系统 Download PDF

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Abstract

本发明针对光学拾取装置，该光学拾取装置包括：发射第一光束的第一激光源(BL)；发射具有与第一光束的偏振面基本上垂直的偏振面的第二光束的第二激光源(AL)；根据其偏振状态选择性地衍射第一光束和第二光束中的一个的偏振衍射元件(HOE)；和通过将穿过偏振衍射元件(HOE)的第一光束聚焦到第一光学信息记录介质(DSC1)的信息记录表面上记录和/或再现信息、并通过将穿过偏振衍射元件(HOE)的第二光束聚焦到第二光学信息记录介质(DSC2)的信息记录表面上记录和/或再现信息的物镜(OBJ)。

Description

光学拾取装置和用于光学拾取装置的光学系统
技术领域
本发明涉及光学拾取装置和用于光学拾取装置的光学系统，更加具体而言，涉及通过使用从具有不同光源波长的光源发射的光束可以在/从光信息记录介质上记录和/或再现信息的光学拾取装置和用于该装置的物镜。
背景技术
最近，通过使用波长为约400nm的蓝紫半导体激光器，在可以记录/再现信息的高密度光盘系统的研究和开发方面迅速进展。对于NA为0.85、光源波长为405nm的规格的记录/再现信息的光盘(以下，在本说明书中，将这种光盘称为“高密度DVD”)，其每个直径与DVD(NA：0.6，光源波长：650nm，存储容量：4.7GB)的12cm的直径相同的表面可以记录20～30GB的信息。
就光学拾取装置作为产品的价值来说，适当地只在/从这种高密度DVD上记录/再现信息的能力还不够。考虑到记录各种信息的DVD和CD正处于市售之中的当前形势，除了适当地在/从高密度DVD上记录/再现信息的能力，提供具有适当地在/从常规DVD或CD上记录/再现信息的能力的兼容型光学拾取装置将增加该装置作为产品的价值。在这种情况下，需要用于兼容型光学拾取装置以保证用于适当地在/从高密度DVD、常规DVD和CD的任何一个上记录/再现信息的预定点光量、并且成本较低、配置简单的聚焦光学系统。例如，日本未审查专利公开No.2003-91859公开了通过使用全息光学系统实现的这种兼容型光学拾取装置。
当通过使用相同的聚焦光学系统在/从CD、DVD和高密度DVD上记录和/或再现信息时，例如，保护层的不同厚度导致球面像差，且不同的数值孔径(NA)使得必须提供光阑(stop)。为了解决这个问题，开发了差异阶次(order)衍射技术。根据该技术，当来自具有不同光源波长的半导体激光器的光束要穿过设置在物镜上的衍射结构时，通过使用得到最高的衍射效率的阶次的衍射光，执行光聚焦操作。这使得可以校正由于保护层之间的厚度差导致的球面像差，或者通过将超出预定数值孔径的区域中的光束形成为光斑(flare)，提供光阑的功能。
但是，根据差异阶次衍射技术，当给定光束的(衍射阶次x波长)等于另一光束时，衍射效果(会聚角)出现。假定用于CD的光束具有约800nm的波长，用于高密度DVD的光束具有约400nm的波长。因此，在这种情况下，为了从用于CD的光束中区分(以改变会聚角)穿过物镜的衍射结构的用于高密度DVD的光束，必须进行限制，使得任何偶数衍射阶次都不能被选择为在400nm出现最高衍射效率的衍射阶次。另外，如果奇数衍射阶次被选择，则不能在两个波长上同时得到足够的衍射效率，导致点光量(spot light amount)不足。并且，存在如何为使用相同的操作波长并具有不同的保护层厚度的光学信息记录介质校正球面像差的问题。
发明内容
考虑到现有技术中的上述问题，构成本发明，其目的在于，提供增加物镜的设计的自由度、具有简单的配置并可以适当地在多个光学信息记录介质上/从多个光学信息记录介质记录/再现信息的光学拾取装置和用于光学拾取装置的光学系统。
为了实现上述目的，根据本发明的第一方面，提供一种光学拾取装置，该光学拾取装置包括：发射第一光束的第一激光源；发射具有与第一光束的偏振面基本上垂直的偏振面的第二光束的第二激光源；根据其偏振状态(例如，偏振面的方向)选择性地衍射第一光束和第二光束中的一个的偏振衍射元件；和通过将穿过偏振衍射元件的第一光束聚焦到第一光学信息记录介质的信息记录表面上记录和/或再现信息、并通过将穿过偏振衍射元件的第二光束聚焦到第二光学信息记录介质的信息记录表面上记录和/或再现信息的物镜。
假定尽管使用第一光束的光学信息记录介质(也被称为光盘)的保护层的厚度与使用第二光束的光学信息记录介质的保护层的厚度不同，但第一光束的波长等于第二光束的波长。在这种情况下，如果使用相同的光学系统，则关于一个光束出现球面像差。但是，根据本发明，仅通过偏振衍射单元将衍射效果应用于一个光束，以抑制在同时使用两个光学信息记录介质时出现的球面像差，由此适当地记录和/或再现信息。即使使用不同的数值孔径(NA)，也只有超过要求的数值孔径的一个光束通过偏振衍射单元形成光斑，以适当地在/从光学系统记录介质的任一个上记录和/或再现信息。
根据本发明的第二方面，在第一方面所述的光学拾取装置中，第一激光源和第二激光源发射具有不同的波长的光束，物镜包含：折射透镜，该折射透镜具有正折光力；和衍射透镜结构，该衍射透镜结构具有具有在折射透镜的光学表面的至少一个上形成的细阶梯状部分的多个环，并且，对于具有较短的波长得到最高的衍射效率的衍射透镜结构中的衍射阶次与对于具有较长的波长最到最高的衍射效率的衍射阶次不同，并且当第一光束和第二光束的一个以预定的偏振状态入射时，偏振衍射元件产生在0以外的预定的衍射阶次表现出最高的衍射效率的衍射光。
例如，当要在/从保护层厚度或数值孔径(NA)不同的诸如CD、DVD和高密度DVD的光学信息介质上记录和/或再现信息时，仅通过偏振衍射单元将衍射效果施加到一个光束上。这使得可以在使用任何光学信息记录介质时抑制球面像差的发生，并适当地记录和/或再现信息。另外，对于不同的数值孔径(NA)，仅有一个超过需要的数值孔径的光束通过偏振衍射单元形成为光斑，以适当地在/从光学信息记录介质的任一个上记录和/或再现信息。
根据本发明的第三方面，提供一种光学拾取装置，其中，对于具有正交的偏振面的两个入射光束中的一个，第一或第二方面中所述的偏振衍射元件产生具有不低于85％的衍射效率的衍射光。
根据本发明的第四方面，在第二或第三方面所述的光学拾取装置中，使λ1为第一光束的波长，m1为当第一光束穿过衍射透镜结构时得到最高的衍射效率的衍射阶次，λ2(λ2＞λ1)为第二光束的波长，且m2为当第二光束穿过衍射透镜结构时得到最高的衍射效率的衍射阶次，满足以下条件，并且当一个光束穿过其中时，偏振衍射元件选择性地产生衍射光
0.9＜|m1·λ1|/|m2·λ2|＜1.1                   ...(1)
根据本发明的第五方面，第二或第三方面中所述的光学拾取装置包括发射具有波长λ3的第三光束使得偏振面与第一光束或第二光束的偏振面基本上垂直的第三激光源，并且，使λ1(λ1＜λ3)为第一光束的波长，m1为当第一光束穿过衍射透镜结构时得到最高的衍射效率的衍射阶次，λ2(λ1＜λ2＜λ3)为第二光束的波长，m2为当第二光束穿过衍射透镜结构时得到最高的衍射效率的衍射阶次，且m3为当第三光束穿过衍射透镜结构时得到最高的衍射效率的衍射阶次，满足以下条件，并且当一个光束或两个光束穿过其中时，偏振衍射元件选择性地产生衍射光
0.9＜|m1·λ1|/|m2·λ2|＜1.1                    ...(2)
|m3·λ3|/|m1·λ1|＜0.9或
|m3·λ3|/|m1·λ1|＞1.1                         ...(3)
根据本发明的第六方面，提供一种光学拾取装置，其中，第五方面中所述的偏振衍射元件选择性地衍射具有对准的偏振面的两个光束，并且两个波长的衍射效率在不同的衍射阶次被最大化。
根据本发明的第七方面，提供一种光学拾取装置，其中，与物镜整体地驱动第一至第六方面的任一个中所述的偏振衍射元件。
根据本发明的第八方面，提供一种光学拾取装置，其中，第一至第七方面的任一个中所述的偏振衍射元件被配置为使得双折射介质和各向同性介质沿光轴方向相互紧密接触。
根据本发明的第九方面，提供一种光学拾取装置，其中，第八方面中所述的双折射介质具有沿与入射光的行进方向垂直的平面切取且同心地形成的断面和沿在包含入射光的行进方向的径向的平面切取并以锯齿状形成的断面。
根据本发明的第十方面，提供一种用于光学拾取装置的光学系统，该光学系统包括：物镜，该物镜包含：折射透镜，该折射透镜具有正折光力；和衍射透镜结构，该衍射透镜结构具有具有在折射透镜的光学表面的至少一个上形成的细阶梯状部分的多个环；和根据偏振方向选择性地衍射光的偏振衍射单元，其中，使得来自光源的入射光穿过偏振衍射单元和衍射透镜结构，并被具有正折光力的折射透镜聚焦，对于具有用于信息记录和/或再现的多个波长的较短波长的光束得到最高衍射效率的衍射透镜结构中的衍射阶次与对于具有较长波长的光束得到最高衍射效率的衍射阶次不同，并且当至少一个具有多个波长的一个波长的光束以预定的偏振状态入射时，偏振衍单元产生在0以外的预定的衍射阶次表现出最高的衍射效率的衍射光。
第十方面的功能和效果与上述第二方面相同。
根据本发明的第十一方面，提供一种用于光学拾取装置的光学系统，其中，对于具有正交的偏振面的两个入射光束中的一个，第十方面中所述的偏振衍射元件产生具有不低于85％的衍射效率的衍射光。
根据本发明的第十二方面，在第十或第十一方面所述的用于光学拾取装置的光学系统中，使λ1为第一光束的波长，m1为当第一光束穿过衍射透镜结构时得到最高的衍射效率的衍射阶次，λ2(λ2＞λ1)为第二光束的波长，且m2为当第二光束穿过衍射透镜结构时得到最高的衍射效率的衍射阶次，满足以下条件，并且当一个光束穿过其中时，偏振衍射元件选择性地产生衍射光
0.9＜|m1·λ1|/|m2·λ2|＜1.1                   ...(1)
根据本发明的第十三方面，在第十或第十一方面所述的用于光学拾取装置的光学系统中，光学系统包括发射具有波长λ3的第三光束使得偏振面与第一光束或第二光束的偏振面基本上垂直的第三激光源，并且，使λ1(λ1＜λ3)为第一光束的波长，m1为当第一光束穿过衍射透镜结构时得到最高的衍射效率的衍射阶次，λ2(λ1＜λ2＜λ3)为第二光束的波长，m2为当第二光束穿过衍射透镜结构时得到最高的衍射效率的衍射阶次，且m3为当第三光束穿过衍射透镜结构时得到最高的衍射效率的衍射阶次，满足以下条件，并且当一个光束或两个光束穿过其中时，偏振衍射元件选择性地产生衍射光
0.9＜|m1·λ1|/|m2·λ2|＜1.1                    ...(2)
|m3·λ3|/|m1·λ1|＜0.9或
|m3·λ3|/|m1·λ1|＞1.1                         ...(3)
根据本发明的第十四方面，提供一种用于光学拾取装置的光学系统，其中，第十至第十三方面的任一个中所述的偏振衍射单元选择性地衍射具有对准的偏振面的两个光束，并且两个波长的衍射效率在不同的衍射阶次被最大化。
根据本发明的第十五方面，提供一种用于光学拾取装置的光学系统，其中，与物镜整体地驱动第十至第十四方面的任一个中所述的偏振衍射单元。
根据本发明的第十六方面，提供一种用于光学拾取装置的光学系统，其中，第十至第十四方面的任一个中所述的偏振衍射元件被配置为使得双折射介质和各向同性介质沿光轴方向相互紧密接触。
根据本发明的第十七方面，提供一种用于光学拾取装置的光学系统，其中，第十六方面中所述的双折射介质具有沿与入射光的行进方向垂直的平面切取且同心地形成的断面和沿在包含入射光的行进方向的径向的平面切取并以锯齿状形成的断面。
从上述各方面可以清楚地看出，根据本发明，提供可以适当地从高密度DVD、常规DVD和CD记录和/或再现信息的光学拾取装置和透镜。
对于本领域技术人员来说，通过参照用示例性例子给出包括本发明的原理的优选实施例的以下详细说明书和附图，本发明的上述和许多其它目的、特征和优点将变得十分明显。
附图说明
图1和图2分别是表示根据本发明的第一实施例和第二实施例的光学拾取装置的示意性配置的示意图；
图3是在根据本发明的光学拾取装置中使用的偏振全息元件的断面图；
图4～8分别是表示根据本发明的第三实施例至第七实施例的光学拾取装置的示意性配置的示意图。
图9是表示在根据本发明的光学拾取装置中使用的物镜的衍射结构的部分断面图。
具体实施方式
以下参照附图说明本发明的优选实施例。
图1是表示根据本发明的第一实施例的光学拾取装置的示意性配置的示意图，通过使用波长如高密度DVD中那样为405nm的光源，该光学拾取装置可以通过数值孔径(NA)为0.6～0.65的物镜OBJ在/从高密度DVD(DSC1)和厚度如常规DVD那样为0.6mm的光盘DSC2(以下称为“准高密度DVD”)上记录/再现信息。
参照图1，从用作第一光源的第一半导体激光器BL(波长λ1＝380～450nm，在这种情况下为405nm)发射的光束(第一光束)穿过光束分离器BS并被准直器CL转换为平行光束。然后该光束穿过作为偏振衍射单元的偏振全息元件HOE，并通过具有正折光力和数值孔径(NA)为0.85的物镜OBJ、经由第一光盘DSC1的保护层(厚度t＝0.09～0.11mm，在这种情况下为0.1mm)被聚焦到第一光盘DSC1的信息记录表面上，由此在信息记录表面上形成聚焦的光点。通过用光电检测器(未示出)检测反射的光，得到记录在第一光盘DSC1上的信息的读信号。
参照图1，用作第二光源的第二半导体激光器AL(波长λ1＝380～450nm，在这种情况下为405nm)发射偏振面与从第一半导体激光器BL发射的光束的偏振面相差90°的光束(第二光束)。该光束被光束分离器BS反射并被准直器CL转换为平行光束。然后该光束穿过用作偏振衍射单元的偏振全息元件HOE，并通过物镜OBJ、经由第二光盘DSC2的保护层(厚度t＝0.5～0.7mm，在这种情况下为0.6mm)被聚焦到第二光盘DSC2的信息记录表面上，由此在信息记录表面上形成聚焦的光点。通过用光电检测器(未示出)检测反射的光，得到记录在第二光盘DSC2上的信息的读信号。
偏振全息元件HOE在垂直于光轴的方向具有图3中所示的断面形状(在包含光轴的平面内的断面形状)。
参照图3，偏振全息元件包含各向同性介质H2、双折射介质H3和夹住这些介质的一对玻璃板H1。如图3所示，双折射介质H3在入射光的行进方向具有锯齿状断面形状，并具有许多锯齿状部分同心地从中心到周边延伸的衍射结构。双折射介质H3的实际形状不限于图3中所示的形状。该元件可以具有其它锯齿状形状，且各锯齿的斜面可以具有阶梯的形状。各向同性介质H2具有与双折射介质H3的形状互补的形状，并与双折射介质的锯齿状表面紧密接触。
各向同性介质H2是具有用于入射光的折射率n的物质。双折射介质H3具有当入射光的偏振面沿预定方向时表现出折射率n、当入射光的偏振面与预定方向垂直时表现出折射率n′的性能。即，当来自第一半导体激光器BL发射光束(第一光束)或来自第二半导体激光器AL的发射光束(第二光束)以预定的偏振状态入射到偏振全息元件HOE上时，偏振全息元件HOE在0以外的预定衍射阶次上产生表现出最高的衍射效率的衍射光。
根据第一实施例，从第一半导体激光器BL发射的光束的偏振面与从第二半导体激光器AL发射的光束的偏振面相差90°。因此，当从第一半导体激光器BL发射的光束的偏振面被设置为沿预定的方向时，即使穿过偏振全息元件HOE也等同于穿过均匀的面平行介质。因此，光的发散角保持相同，并且光以此状态入射到物镜OBJ上。这使得可以适当地在/从具有0.1mm厚的保护层的第一光盘DSC1上记录和/或再现信息。
另一方面，从第二半导体激光器AL发射的光束穿过具有折射率n和n′的偏振全息元件HOE的介质，由此，介质之间的界面上的衍射结构产生与正透镜等同的衍射效果。这使得，当改变发散角时，光入射到物镜OBJ上。因此，即使当使用相同的物镜OBJ时，也可以适当地在/从具有0.6mm厚的保护层的第二光盘DSC2上记录和/或再现信息，同时校正球面像差。
另外，当使用第二光盘DSC2时，偏振全息元件HOE的选择性衍射效果将位于第二光盘DSC2所需的预定数值孔径的外侧的外侧光束形成为光斑，以防止其有助于光点的形成，由此使得偏振全息元件HOE具有光阑(stop)的功能。
在这种情况下，对于具有正交偏振面的预定波长的入射光束的至少一个，偏振全息元件HOE优选产生衍射效率为85％或更大的衍射光。
图2是表示根据本发明的第二实施例的光学拾取装置的示意性配置的示意图，该光学拾取装置可以在/从高密度DVD(DSC1)和常规DVD(DSC3)上记录/再现信息。
参照图2，从用作第一光源的第一半导体激光器BL(波长λ1＝380～450nm，在这种情况下为405nm)发射的光束(第一光束)穿过光束分离器BS并被准直器CL转换为平行光束。然后该光束穿过作为偏振衍射单元的偏振全息元件HOE，并通过数值孔径(NA)为0.85的物镜OBJ、经由第一光盘DSC1的保护层(厚度t＝0.09～0.11mm，在这种情况下为0.1mm)被聚焦到第一光盘DSC1的信息记录表面上，由此在信息记录表面上形成聚焦的光点。通过用光电检测器(未示出)检测反射的光，得到记录在第一光盘DSC1上的信息的读信号。
参照图2，用作第二光源的第二半导体激光器EL(波长λ2＝600～700nm，在这种情况下为650nm)发射偏振面与从第一半导体激光器BL发射的光束的偏振面相差90°的光束(第二光束)。该光束被光束分离器BS反射并被准直器CL转换为平行光束。然后该光束穿过用作偏振衍射单元的偏振全息元件HOE，并通过物镜OBJ、经由第二光盘DSC3的保护层(厚度t＝0.5～0.7mm，在这种情况下为0.6mm)被聚焦到第二光盘DSC3的信息记录表面上，由此在信息记录表面上形成聚焦的光点。通过用光电检测器(未示出)检测反射的光，得到记录在第二光盘DSC2上的信息的读信号。
使m1为当具有波长λ1＝405nm的第一光束穿过设置在物镜OBJ的折射表面上的衍射结构(衍射透镜结构)时得到最高衍射效率的衍射阶次，使m2为当具有波长λ2＝650nm的第二光束穿过该衍射结构时得到最高衍射效率的衍射阶次。在这种情况下，例如，如果选择衍射阶次，使得m1＝8且m2＝5或m1＝6且m2＝4，可以在各波长上的衍射效果没有大大降低的情况下使用各波长之间的衍射效果的差。这种效果使得可以校正由于各光盘的保护层之间的厚度差导致的球面像差的残留球面像差，这种残留球面像差是不能只通过物镜OBJ上的入射光束之间的发射角的差而得到校正的。另外，这种效果使得可以校正由于来自405nm光源的光的波长的变化和瞬时波长波动导致的色差，并将与预定数值孔径对应的第二光束的光束外面的光束形成为光斑。在这种情况下，仅使得偏振全息元件HOE改变与第二光束对应的光束的发散角。但也可使得偏振全息元件HOE具有为第二光束校正由于保护层厚度差异导致的球面像差的功能或具有基于光斑的形成的光阑(stop)效果的功能。
0.9＜|m1·λ1|/|m2·λ2|＜1.1                  ...(1)
图4是表示根据本发明的第三实施例的光学拾取装置的示意性配置的示意图，该光学拾取装置可以在高密度DVD(DSC1)和准高密度DVD(DSC2)、和常规DVD(DSC3)上记录/再现信息。
参照图4，从用作第一光源的第一半导体激光器BL(波长e1＝380～450nm，在这种情况下为405nm)发射的光束(第一光束)穿过第一光束分离器BS1并被第一准直器CL1转换为平行光束。然后该光束穿过第二光束分离器BS2和作为偏振衍射单元的偏振全息元件HOE，并通过数值孔径(NA)为0.85的物镜OBJ、经由第一光盘DSC1的保护层(厚度t＝0.09～0.11mm，在这种情况下为0.1mm)被聚焦到第一光盘DSC1的信息记录表面上，由此在信息记录表面上形成聚焦的光点。通过用光电检测器(未示出)检测反射的光，得到记录在第一光盘DSC1上的信息的读信号。
参照图4，用作第二光源的第二半导体激光器AL(波长λ2＝380～450nm，在这种情况下为405nm)发射偏振面与从第一半导体激光器BL发射的光束的偏振面相差90°的光束(第二光束)。该光束被第一光束分离器BS1反射并被第一准直器CL1转换为平行光束。然后该光束穿过第二光束分离器BS2和用作偏振衍射单元的偏振全息元件HOE，并通过物镜OBJ、经由第二光盘DSC2的保护层(厚度t＝0.5～0.7mm，在这种情况下为0.6mm)被聚焦到第二光盘DSC2的信息记录表面上，由此在信息记录表面上形成聚焦的光点。通过用光电检测器(未示出)检测反射的光，得到记录在第二光盘DSC2上的信息的读信号。
参照图4，用作第三光源的第三半导体激光器EL(波长λ3＝600～700nm，在这种情况下为650nm)发射偏振面与从第一半导体激光器BL发射的光束的偏振面相差90°的光束(第三光束)。该光束被第二准直器CL2转换为平行光束。该光束被第二光束分离器BS2反射并然后穿过用作偏振衍射单元的偏振全息元件HOE，并通过物镜OBJ、经由第三光盘DSC3的保护层(厚度t＝0.5～0.7mm，在这种情况下为0.6mm)被聚焦到第三光盘DSC3的信息记录表面上，由此在信息记录表面上形成聚焦的光点。通过用光电检测器(未示出)检测反射的光，得到记录在第三光盘DSC3上的信息的读信号。
在第三实施例中，从第一半导体器BL发射的光束具有与从第二和第三半导体激光器AL和EL发射的光束的偏振面相差90°的偏振面。因此，当从第一半导体器激光器BL发射的光束的偏振面被设为沿预定方面时，即使穿过偏振全息元件HOE也等同于穿过均匀的面平行介质。因此，光的发散角保持相同，并且光以此状态入射到物镜OBJ上。这使得可以适当地在/从具有0.1mm厚的保护层的第一光盘DSC1上记录和/或再现信息。
另一方面，从第二半导体激光器AL和第三半导体激光器EL发射的光束穿过具有折射率n和n′的偏振全息元件HOE的介质，由此，介质之间的界面上的衍射结构产生与正透镜等同的衍射效果。这使得，当改变发散角时，光入射到物镜OBJ上。因此，即使当使用相同的物镜OBJ时，也可以适当地在/从分别具有0.6mm厚的保护层的第二和第三光盘DSC2和DSC3上记录和/或再现信息，同时校正球面像差。在从第二和第三半导体激光器AL和EL发射的光束中，提供将穿过物镜的数值孔径NA即0.65外面的光束形成光斑的衍射效果使得偏振全息元件HOE起光阑的作用。这减少了由于盘倾斜导致的慧形像差，并由此使得可以适当在记录和/或再现信息。
偏振全息元件HOE选择性地衍射偏振面相互一致的第二和第三光束。对于波长为λ2的光束得到最高的衍射效果的衍射阶次与对于波长为λ3的光束得到最高的衍射效果的衍射阶次不同。
更加具体而言，在物镜OBJ的折射表面上设置衍射结构(衍射透镜结构)，并使得对于具有短波长的第二光束衍射效率的衍射阶次m2(第三阶次)与对于具有长波长的第三光束衍射效率为最大的衍射阶次m3(第二阶次)不同。这使得对于第二光束和第三光束可以同时得到足够大的衍射效率，并且几乎均匀地提供衍射效果以对于这两个光束改变发散角。
以下详细说明物镜OBJ的衍射结构。
如图9所示，物镜OBJ是具有均为非球形表面的入射表面51和出射表面52的由塑性树脂制成的单透镜，入射表面51具有凸形形状。
注意，可以通过组合多个光学元件，形成物镜OBJ。在这种情况下，如果在这些光学元件的至少一个的物侧设置凸形光学表面，并且在物侧和像侧上的光学表面的至少一个上设置下述的衍射结构60，就满足要求。
在入射表面51的整个区域上形成对于入射光束提供衍射效果的衍射结构60。衍射结构60包含绕光轴L基本上同心地形成并对于入射光束具有衍射效果的多个衍射环61。
各衍射环61形成为当从沿光轴L的平面观察时(纵向断面图)呈锯齿状的形状，并且，通过为光束提供预定的相差，为入射到各衍射环61上的具有特定波长的光束提供正的衍射效果。
注意，“正的衍射效果”表示当沿向下的方向(under direction)会产生球面像差时为穿过的光束提供以抵消由于波长的增加而导致的沿向上的方向(over direction)产生的球面像差的衍射效果。
各衍射环61的始点61a和终点61a位于图9中所示的预定的非球面表面S(以下称为“产生非球形表面”)上，并且可以通过相对于产生非球形表面S的沿光轴L方向的位移量限定各衍射环61的形状。附图标记62表示阶梯表面62。
另外，非球形表面S可以被限定为以光轴L为旋转中心的到光轴L的距离相关的函数。注意，衍射环61的设计方法是公知的，因此这里忽略对其的说明。可以只为出射表面52提供这种相差施加结构。作为替代方案，可以同时为入射表面51和出射表面52提供这种结构。
图5是表示根据本发明的第四实施例的光学拾取装置的示意性配置的示意图，该光学拾取装置可以在高密度DVD(DSC1)、常规DVD(DSC3)和CD(DSC4)上记录/再现信息。
参照图5，从用作第一光源的第一半导体激光器BL(波长λ1＝380～450nm，在这种情况下为405nm)发射的光束(第一光束)穿过准直器CL和光束分离器BS。然后该光束穿过作为偏振衍射单元的偏振全息元件HOE，并通过至少包含作为在其至少一个光学表面上具有由多个具有细阶梯状部分的环形成的衍射结构的衍射透镜的第一透镜和作为折射透镜的第二透镜的物镜OBJ、经由第一光盘DSC1的保护层(厚度t＝0.09～0.11mm，在这种情况下为0.1mm)被聚焦到第一光盘DSC1的信息记录表面上，由此在信息记录表面上形成聚焦的光点。在这种情况下，物镜OBJ具有0.85的数值孔径。通过用光电检测器(未示出)检测反射的光，得到记录在第一光盘DSC1上的信息的读信号。
参照图5，用作第二光源的第二半导体激光器EL和用作第三光源的第三半导体激光器CHL被集成为一个单元，由此在一个封装中形成两个激光器。第二半导体激光器EL(波长λ1＝600～700nm，在这种情况下为650nm)发射偏振面与从第一半导体激光器BL发射的光束的偏振面相差90°的光束(第二光束)。该光束被光束分离器BS反射并作为发散光束入射到用作衍射偏振衍射单元的偏振全息元件HOE上，并通过至少包含作为在其至少一个光学表面上具有由多个具有细阶梯状部分的环形成的衍射结构的衍射透镜的第一透镜和作为折射透镜的第二透镜的物镜OBJ、经由第二光盘DSC3的保护层(厚度t＝0.5～0.7mm，在这种情况下为0.6mm)被聚焦到第二光盘DSC3的信息记录表面上，由此在信息记录表面上形成聚焦的光点。通过用光电检测器(未示出)检测反射的光，得到记录在第二光盘DSC3上的信息的读信号。
另外，参照图5，用作第三光源(波长λ3＝700～800nm，在这种情况下为780nm)发射偏振面的方向被设为与从第一半导体激光器BL发射的光束的偏振面的方向相同的光束(第三光束)。该光束被光束分离器BS反射并作为发散光束穿过用作衍射偏振衍射单元的偏振全息元件HOE上。然后，该光束通过至少包含作为在其至少一个光学表面上具有由多个具有细阶梯状部分的环形成的衍射结构的衍射透镜的第一透镜和作为折射透镜的第二透镜的物镜OBJ、经由第三光盘DSC4的保护层(厚度t＝1.1～1.3mm，在这种情况下为1.2mm)被聚焦到第三光盘DSC4的信息记录表面上。这在信息记录表面上形成聚焦的光点。通过用光电检测器(未示出)检测反射的光，得到记录在第三光盘DSC4上的信息的读信号。
根据第四实施例，由于使用一个封装中的两个激光器，因此第二半导体激光器EL和第三半导体激光器CHL与物镜OBJ的距离相等，并由此设置相等的发散角。在这种状态中，可以校正由于保护层之间的厚度差导致的像差。因此以以下的方式使用偏振全息元件。
使得从第一半导体激光器BL和第三半导体激光器CHL发射的光束的每一个的偏振面与从第二半导体激光器EL发射的第二光束的偏振面相差90°。因此，当从第一半导体激光器BL发射的光束的偏振面被设置为沿预定的方向时，即使穿过偏振全息元件HOE也等同于穿过均匀的面平行介质。因此，光的发散角保持相同，并且光以此状态入射到物镜OBJ上。使得来自第一半导体激光器BL的光束作为平行光束入射到物镜OBJ上，并使得来自第三半导体激光器CHL的光束作为发散光束入射到物镜OBJ上。这使得可以适当地在/从具有0.1mm厚的保护层的第一光盘DSC1和具有1.2mm厚的保护层的第三光盘DSC4上记录和/或再现信息。
另一方面，从第二半导体激光器EL发射的光束穿过具有折射率n和n′的偏振全息元件HOE的介质，由此，介质之间的界面上的衍射结构产生与正透镜等同的衍射效果。这使得，当改变发散角时，光入射到物镜OBJ上。因此，即使当使用相同的物镜OBJ时，也可以适当地经由与1.2mm厚的保护层不同的保护层(t＝0.6mm)在/从第二光盘DSC3上记录和/或再现信息，同时校正球面像差。
如第四实施例所述，使m1为当具有波长λ1＝405nm的第一光束穿过设置在物镜OBJ的折射表面上的衍射结构(衍射透镜结构)时得到最高衍射效率的衍射阶次，使m2为当具有波长λ2＝650nm的第二光束穿过该衍射结构时得到最高衍射效率的衍射阶次，并使m3为当具有波长λ3＝780nm的第三光束穿过该衍射结构时得到最高衍射效率的衍射阶次。在这种情况下，例如，如果选择衍射阶次，使得m1＝8、m2＝5且m3＝4或m1＝6、m2＝4且m3＝3，可以在各波长上的衍射效果没有大大降低的情况下使用各波长之间的衍射效果的差。这种效果使得可以校正由于各光盘的保护层之间的厚度差导致的球面像差的残留球面像差，这种残留球面像差是不能只通过物镜OBJ上的入射光束之间的发射角的差而得到校正的。另外，这种效果使得可以校正由于来自405nm光源的光的波长的变化和瞬时波长波动导致的色差，并将与预定数值孔径对应的第二光束或第三光束的光束外面的光束形成为光斑。在这种情况下，仅使得偏振全息元件HOE改变与第二光束对应的光束的发散角。但也可使得偏振全息元件HOE具有为第二光束校正由于保护层厚度差异导致的球面像差的功能或具有基于光斑的形成的光阑(stop)效果的功能。在使用第二光束和第三光束时，将偏振全息元件HOE的光束穿过区域分成三个区域并向它们提供基于不同规格的衍射结构使得易于形成光斑。
0.9＜|m1·λ1|/|m2·λ2|＜1.1                  ...(2)
|m3·λ3|/|m1·λ1|＜0.9或
|m3·λ3|/|m1·λ1|＞1.1                       ...(3)
图6是表示根据本发明的第五实施例的光学拾取装置的示意性配置的示意图，该光学拾取装置可以在准高密度DVD(DSC2)、常规DVD(DSC3)和CD(DSC4)上记录/再现信息。
参照图6，从用作第一光源的第一半导体激光器AL(波长e1＝380～450nm，在这种情况下为405nm)发射的光束(第一光束)穿过第一光束分离器BS1并被准直器CL转换为平行光束。然后该光束穿过第二光束分离器BS2并被作为偏振衍射单元的偏振全息元件HOE选择性地衍射。然后该平行光束被转换为会聚光束并入射到数值孔径(NA)为0.65的物镜OBJ上。该光束经由第一光盘DSC2的保护层(厚度t＝0.5～0.7mm，在这种情况下为0.6mm)被聚焦到第一光盘DSC2的信息记录表面上，由此在信息记录表面上形成聚焦的光点。通过用光电检测器(未示出)检测反射的光，得到记录在第一光盘DSC2上的信息的读信号。通过上述HOE的选择性的衍射效果校正短波长光源中的色差。
参照图6，用作第二光源的第二半导体激光器EL(波长λ1＝600～700nm，在这种情况下为650nm)发射偏振面与从第一半导体激光器AL发射的光束的偏振面相差90°的光束(第二光束)。该光束被第一光束分离器BS1反射并被准直器CL转换为平行光束。然后该光束穿过第二光束分离器BS2和用作偏振衍射单元的偏振全息元件HOE，并通过物镜OBJ、经由第二光盘DSC3的保护层(厚度t＝0.5～0.7mm，在这种情况下为0.6mm)被聚焦到第二光盘DSC3的信息记录表面上，由此在信息记录表面上形成聚焦的光点。通过用光电检测器(未示出)检测反射的光，得到记录在第二光盘DSC3上的信息的读信号。
另外，参照图6，用作第三光源的第三半导体激光器EL(波长λ3＝700～800nm，在这种情况下为780nm)发射偏振面与从第一半导体激光器AL发射的光束的偏振面相差90°的光束(第三光束)。该光束被第二光束分离器BS2反射并作为发散光束穿过偏振全息元件HOE。然后，该光束通过物镜OBJ、经由第三光盘DSC4的保护层(厚度t＝1.1～1.3mm，在这种情况下为1.2mm)被聚焦到第三光盘DSC4的信息记录表面上，由此在信息记录表面上形成聚焦的光点。在这种情况下，物镜OBJ的表面的至少一个是衍射表面。使λ1为第一光源的波长，m1为得到最高衍射效率的衍射阶次，λ2为第二光源的波长，m2为得到最高衍射效率的衍射阶次，λ为第三光源的波长，m3为得到最高衍射效率的衍射阶次，那么，
0.9＜|m1·λ1|/|m2·λ2|＜1.1                  ...(2)
|m3·λ3|/|m1·λ1|＜0.9或
|m3·λ3|/|m1·λ1|＞1.1                       ...(3)该衍射效果校正由于第一和第二光盘DSC2和DSC3之间的保护层厚度差和与物镜OBJ上的入射光束之间的分散角差相关的波长差导致的球面像差。通过用光电检测器(未示出)检测反射的光，得到记录在第三光盘DSC4上的信息的读信号。
根据第五实施例，使得从第二半导体激光器EL和第三半导体激光器CHL发射的光束的每一个的偏振面与从第一半导体激光器AL发射的光束的偏振面相差90°。因此，当从第二半导体激光器EL和从第三半导体激光器CHL发射的光束的每一个的偏振面被设置为沿预定的方向时，即使穿过偏振全息元件HOE也等同于穿过均匀的面平行介质。因此，光的发散角保持相同，并且光以此状态入射到物镜OBJ上。使得第二光束作为平行光束入射到物镜OBJ上，并使得第三光束作为发散光束入射到物镜OBJ上。这使得可以适当地在/从具有0.6mm厚的保护层的第二光盘DSC3和具有1.2mm厚的保护层的第三光盘DSC4上记录和/或再现信息。
另一方面，从第一半导体激光器AL发射的光束穿过具有折射率n和n′的偏振全息元件HOE的介质，由此，介质之间的界面上的衍射结构产生与正透镜等同的衍射效果。这使得，当改变发散角时，光入射到物镜OBJ上。因此，即使当使用相同的物镜OBJ时，也可以校正只和第一光束有关的色差。
图7是表示根据本发明的第六实施例的光学拾取装置的示意性配置的示意图，该光学拾取装置可以在高密度DVD(DSC1)、准高密度DVD(DSC2)、常规DVD(DSC3)、和CD(DSC4)上记录/再现信息。
参照图7，从用作第一光源的第一半导体激光器BL(波长λ1＝380～450nm，在这种情况下为405nm)发射的光束(第一光束)穿过第一光束分离器BS1并被准直器CL转换为平行光束。然后该光束穿过第二光束分离器BS2和第三光束分离器BS3。光束进一步穿过作为偏振衍射单元的偏振全息元件HOE，并通过至少包含作为在其至少一个光学表面上具有由多个具有细阶梯状部分的环形成的衍射结构的衍射透镜的第一透镜和作为折射透镜的第二透镜的物镜OBJ、经由第一光盘DSC1的保护层(厚度t＝0.09～0.11mm，在这种情况下为0.1mm)被聚焦到第一光盘DSC1的信息记录表面上，由此在信息记录表面上形成聚焦的光点。通过用光电检测器(未示出)检测反射的光，得到记录在第一光盘DSC1上的信息的读信号。
参照图7，用作第二光源的第二半导体激光器AL(波长λ2＝380～450nm，在这种情况下为405nm)发射偏振面与从第一半导体激光器BL发射的光束的偏振面相差90°的光束(第二光束)。该光束被第一光束分离器BS1反射并被准直器CL转换为平行光束。然后该光束穿过第二光束分离器BS2和第三光束分离器BS3。光束进一步穿过用作偏振衍射单元的偏振全息元件HOE，并通过至少包含作为在其至少一个光学表面上具有由多个具有细阶梯状部分的环形成的衍射结构的衍射透镜的第一透镜和作为折射透镜的第二透镜的物镜OBJ、经由第二光盘DSC2的保护层(厚度t＝0.5～0.7mm，在这种情况下为0.6mm)被聚焦到第二光盘DSC2的信息记录表面上，由此在信息记录表面上形成聚焦的光点。通过用光电检测器(未示出)检测反射的光，得到记录在第二光盘DSC2上的信息的读信号。
另外，参照图7，第三半导体激光器EL(波长λ1＝600～700nm，在这种情况下为650nm)发射偏振面的方向被设置为与从第一半导体激光器BL发射的光束的偏振面的方向相同的光束(第三光束)。该光束被第二光束分离器BS2反射，并穿过第三光束分离器BS3。该光束作为发散光束入射到用作偏振衍射单元的偏振全息元件HOE上并然后在其中穿过。并且，该光束通过至少包含作为在其至少一个光学表面上具有由多个具有细阶梯状部分的环形成的衍射结构的衍射透镜的第一透镜和作为折射透镜的第二透镜的物镜OBJ、经由第三光盘DSC3的保护层(厚度t＝0.5～0.7mm，在这种情况下为0.6mm)被聚焦到第三光盘DSC3的信息记录表面上，由此在信息记录表面上形成聚焦的光点。通过用光电检测器(未示出)检测反射的光，得到记录在第三光盘DSC3上的信息的读信号。
另外，参照图7，第四半导体激光器CHL(波长λ3＝700～800nm，在这种情况下为780nm)发射偏振面的方向被设置为与从第一半导体激光器BL发射的光束的偏振面的方向相同的光束(第四光束)。该光束被第三光束分离器BS3反射，并作为发散光束入射到用作偏振衍射单元的偏振全息元件HOE上并然后在其中穿过。并且，该光束通过至少包含作为在其至少一个光学表面上具有由多个具有细阶梯状部分的环形成的衍射结构的衍射透镜的第一透镜和作为折射透镜的第二透镜的物镜OBJ、经由第四光盘DSC4的保护层(厚度t＝1.1～1.3mm，在这种情况下为1.2mm)被聚焦到第四光盘DSC4的信息记录表面上，由此在信息记录表面上形成聚焦的光点。通过用光电检测器(未示出)检测反射的光，得到记录在第四光盘DSC4上的信息的读信号。
根据第六实施例，使得从第一半导体激光器BL、第三半导体激光EL和第四半导体激光器CHL发射的光束的每一个的偏振面与从第二半导体激光器AL发射的光束的偏振面相差90°。偏振全息元件HOE仅衍射从第二半导体激光器AL发射的第二光束，由此校正由于第一和第二光盘DSC1和DSC2之间的保护层厚度差导致的球面像差，并通过光斑的形成提供关于第二光束的光阑效果。
物镜OBJ包含作为在其至少一个光学表面上具有由多个具有细阶梯状部分的环形成的衍射结构的衍射透镜的第一透镜和作为折射透镜的第二透镜。该衍射结构被设计为使得m1为关于波长λ1得到最高衍射效率的衍射阶次，m2为关于波长λ2得到最高衍射效率的衍射阶次，m3为关于波长λ3得到最高衍射效率的衍射阶次，将m1、m2和m3设为不同的整数。另外，为了满足等式(2)和(3)，例如，将衍射结构设计为，设m1＝8、m2＝5和m3＝4或m1＝6、m2＝4和m3＝3。这使得可以通过使用入射光束之间的发散角的差在具有不同的保护层厚度的光盘上形成良好的光点，而不使各波长的衍射效率降低到85％或更低。
另一方面，从第二半导体激光器AL发射的光束穿过具有折射率n和n′的偏振全息元件HOE的介质，由此，介质之间的界面上的衍射结构产生与正透镜等同的衍射效果。这使得，当改变发散角时，光入射到物镜OBJ上。因此，即使当使用相同的物镜OBJ时，也可以适当地在/从具有0.6mm厚的保护层的第二光盘DSC2上记录和/或再现信息，同时校正球面像差。
另外，当使用第二光盘DSC2时，偏振全息元件HOE的选择性衍射效果将位于第二光盘DSC2所需的预定数值孔径的外侧的外侧光束形成为光斑，以防止其有助于光点的形成，由此使得偏振全息元件HOE具有光阑(stop)的功能。
图8是表示根据本发明的第七实施例的光学拾取装置的示意性配置的示意图，该光学拾取装置可以在准高密度DVD(DSC2)、常规DVD(DSC3)、和CD(DSC4)上记录/再现信息。
参照图8，从用作第一光源的第一半导体激光器AL(波长λ1＝380～450nm，在这种情况下为405nm)发射的光束(第一光束)穿过第一光束分离器BS1并被第一准直器CL1转换为平行光束。然后该光束穿过第二光束分离器BS2和作为偏振衍射单元的偏振全息元件HOE，并通过物镜OBJ、经由第一光盘DSC2的保护层(厚度t＝0.5～0.7mm，在这种情况下为0.6mm)被聚焦到第一光盘DSC2的信息记录表面上，由此在信息记录表面上形成聚焦的光点。通过用光电检测器(未示出)检测反射的光，得到记录在第一光盘DSC2上的信息的读信号。
参照图8，用作第二光源的第二半导体激光器EL(波长λ1＝600～700nm，在这种情况下为650nm)发射偏振面与从第一半导体激光器BL发射的光束的偏振面相同的光束(第二光束)。该光束被第一光束分离器BS1反射并被第二准直器CL2转换为平行光束。然后该光束穿过第二光束分离器BS2和用作偏振衍射单元的偏振全息元件HOE，并通过物镜OBJ、经由第二光盘DSC3的保护层(厚度t＝0.5～0.7mm，在这种情况下为0.6mm)被聚焦到第二光盘DSC3的信息记录表面上，由此在信息记录表面上形成聚焦的光点。通过用光电检测器(未示出)检测反射的光，得到记录在第二光盘DSC3上的信息的读信号。
参照图8，用作第三光源的第三半导体激光器CHL(波长λ3＝700～800nm，在这种情况下为780nm)发射偏振面与从第一半导体激光器BL发射的光束的偏振面相差90°的光束(第三光束)。该光束被第二准直器CL2转换为平行光束。该光束被第二光束分离器BS2反射，然后穿过用作偏振衍射单元的偏振全息元件HOE，并通过物镜OBJ、经由第三光盘DSC4的保护层(厚度t＝1.1～1.3mm，在这种情况下为1.2mm)被聚焦到第三光盘DSC4的信息记录表面上，由此在信息记录表面上形成聚焦的光点。通过用光电检测器(未示出)检测反射的光，得到记录在第三光盘DSC4上的信息的读信号。
在第七实施例中，物镜OBJ的至少一个表面具有衍射结构，且m1＝6、m2＝4和m3＝3或m1＝8、m2＝5和m3＝4，其中，m1是当具有波长λ1＝405nm的第一光束穿过透镜时得到最高衍射效率的衍射阶次，m2是当具有波长λ2＝650nm的第二光束穿过透镜时得到最高衍射效率的衍射阶次，m3是当具有波长λ3＝780nm的第三光束穿过透镜时得到最高衍射效率的衍射阶次。
衍射结构被设计为校正由于第一和第二光盘DSC2和DSC3和第三光盘DSC4之间的保护层厚度差导致的球面像差，并通过使用所需要的数值孔径之间的差提供基于光斑的形成的光阑效果。
在这种情况下，由于m1·λ1m2·λ2≠m3·λ3，第三光束产生与其它衍射效果不同的衍射效果。如果使得衍射结构同时具有校正由于保护层的厚度差导致的球面像差的功能和基于光斑的形成的光阑效果的功能，则最小衍射间距减小，导致需要较高的加工精度。但是，由于使得从第三半导体激光器CHL发射的光束的偏振面与从第一和第二半导体激光器AL和EL发射的光束的偏振面相差90°，因此，如果偏振全息元件HOE被设计为仅在第三光束上发挥其衍射效果，那么可以防止物镜的衍射结构的最小衍射间距的减小。因此，当从第一和第二半导体激光器AL和EL发射的各光束的偏振面被设为沿预定的方向时，即使穿过偏振全息元件HOE也等同于穿过均匀的面平行介质。因此，光的发散角保持相同，并且光以此状态入射到物镜OBJ上。这使得可以适当地在/从分别具有0.6mm厚的保护层的第一和第二光盘DSC2和DSC3上记录和/或再现信息。相反，可以在第一和第二光束上发挥偏振全息元件HOE的衍射效果，并且，另一方面，不在第三光束上发挥衍射效果。在这种情况下，可以在第一和第二光束中执行色差校正。
另一方面，从第三半导体激光器CHL发射的光束穿过具有折射率n和n′的偏振全息元件HOE的介质，由此，介质之间的界面上的衍射结构产生与正透镜等同的衍射效果。这使得，当改变发散角时，光入射到物镜OBJ上。因此，即使当使用相同的物镜OBJ时，也可以适当地在/从具有1.2mm厚的保护层的第三光盘DSC4上记录和/或再现信息，同时校正球面像差。
假定当使用第三光盘DSC4时设定的数值孔径NA与其它光盘的不同。在这种情况下，如果在与偏振全息元件HOE中的小数值孔径NA对应的位置外面(有效直径)设置衍射结构，那么当使用具有较小的数值孔径NA的光盘时，仅可将穿过有效直径外面的衍射结构的光束形成为光斑。这使得可以为偏振全息元件HOE提供光阑功能。
在所有上述实施例中，优选整体(integrally)地驱动偏振全息元件HOE和物镜OBJ。
作为偏振全息元件HOE的结构，在本发明中举例说明了图3中所示的两层结构。可以设想具有单层结构的偏振全息元件，其中，通过将细粒子(例如针状粒子)混入树脂膜中并设计相对于树脂的取向的针状粒子的方向，提高双折射特性。

Claims (17)

1.一种光学拾取装置，该光学拾取装置包括：
发射第一光束的第一激光源；
发射具有与所述第一光束的偏振面基本上垂直的偏振面的第二光束的第二激光源；
根据其偏振状态选择性地衍射所述第一光束和所述第二光束中的一个的偏振衍射元件；和
通过将穿过所述偏振衍射元件的所述第一光束聚焦到第一光学信息记录介质的信息记录表面上记录或再现信息、并通过将穿过所述偏振衍射元件的所述第二光束聚焦到第二光学信息记录介质的信息记录表面上记录或再现信息的物镜。
2.根据权利要求1的装置，其中，
所述第一激光源和所述第二激光源发射具有不同的波长的光束，
所述物镜包含：折射透镜，该折射透镜具有正折光力；和衍射透镜结构，该衍射透镜结构具有具有在所述折射透镜的透镜表面的至少一个上形成的细阶梯状部分的多个环，
对于具有较短的波长得到最高的衍射效率的衍射透镜结构中的衍射阶次与对于具有较长的波长最到最高的衍射效率的衍射阶次不同，以及
当所述第一光束和所述第二光束的一个以预定的偏振状态入射时，所述偏振衍射元件产生在0以外的预定的衍射阶次表现出最高的衍射效率的衍射光。
3.根据权利要求2的装置，其中，
对于具有正交的偏振面的两个入射光束中的一个，所述偏振衍射元件产生具有不低于85％的衍射效率的衍射光。
4.根据权利要求2的装置，其中，
使λ1为所述第一光束的波长，m1为当所述第一光束穿过所述衍射透镜结构时得到最高的衍射效率的衍射阶次，λ2(λ2＞λ1)为所述第二光束的波长，且m2为当所述第二光束穿过所述衍射透镜结构时得到最高的衍射效率的衍射阶次，满足以下条件，并且当一个光束穿过其中时，所述偏振衍射元件选择性地产生衍射光
0.9＜|m1·λ1|/|m2·λ2|＜1.1                     ...(1)
5.根据权利要求2的装置，其中，
所述装置包括发射具有波长λ3的第三光束使得偏振面与所述第一光束或所述第二光束的偏振面基本上垂直的第三激光源，
使λ1(λ1＜λ3)为所述第一光束的波长，m1为当所述第一光束穿过所述衍射透镜结构时得到最高的衍射效率的衍射阶次，λ2(λ1＜λ2＜λ3)为所述第二光束的波长，m2为当所述第二光束穿过所述衍射透镜结构时得到最高的衍射效率的衍射阶次，且m3为当所述第三光束穿过所述衍射透镜结构时得到最高的衍射效率的衍射阶次，满足以下条件，并且当一个光束或两个光束穿过其中时，所述偏振衍射元件选择性地产生衍射光
0.9＜|m1·λ1|/|m2·λ2|＜1.1                     ...(2)
|m3·λ3|/|m1·λ1|＜0.9或
|m3·λ3|/|m1·λ1|＞1.1                          ...(3)
6.根据权利要求5的装置，其中，
所述偏振衍射元件选择性地衍射具有对准的偏振面的两个光束，并且所述两个波长的衍射效率在不同的衍射阶次被最大化。
7.根据权利要求1的装置，其中，
与所述物镜整体地驱动所述偏振衍射元件。
8.根据权利要求1的装置，其中，
所述偏振衍射元件被配置为使得双折射介质和各向同性介质沿光轴方向相互紧密接触。
9.根据权利要求8的装置，其中，
所述双折射介质具有沿与入射光的行进方向垂直的平面切取且同心地形成的断面和沿在包含所述入射光的所述行进方向的径向的平面切取并以锯齿状形成的断面。
10.一种光学系统，用于光学拾取装置，该光学系统包括：物镜，该物镜包含：折射透镜，该折射透镜具有正折光力；和衍射透镜结构，该衍射透镜结构具有具有在所述折射透镜的光学表面的至少一个上形成的细阶梯状部分的多个环；和根据偏振方向选择性地衍射光的偏振衍射元件，
其中，使得来自光源的入射光穿过所述偏振衍射元件和所述衍射透镜结构，并被所述具有正折光力的折射透镜聚焦，
对于具有用于信息记录或再现的多个波长的较短波长的光束得到最高衍射效率的衍射透镜结构中的衍射阶次与对于具有较长波长的光束得到最高衍射效率的衍射阶次不同，以及
当至少一个具有多个波长的一个波长的光束以预定的偏振状态入射时，所述偏振衍射元件产生在0以外的预定的衍射阶次表现出最高的衍射效率的衍射光。
11.根据权利要求10的光学系统，其中，
对于具有正交的偏振面的两个入射光束中的一个，所述偏振衍射元件产生具有不低于85％的衍射效率的衍射光。
12.根据权利要求10的光学系统，其中，
使λ1为所述第一光束的波长，m1为当所述第一光束穿过所述衍射透镜结构时得到最高的衍射效率的衍射阶次，λ2(λ2＞λ1)为所述第二光束的波长，且m2为当所述第二光束穿过所述衍射透镜结构时得到最高的衍射效率的衍射阶次，满足以下条件，并且当一个光束穿过其中时，所述偏振衍射元件选择性地产生衍射光
0.9＜|m1·λ1|/|m2·λ2|＜1.1                     ...(1)
13.根据权利要求10的光学系统，其中，
所述光学系统包括发射具有波长λ3的第三光束使得偏振面与所述第一光束或所述第二光束的偏振面基本上垂直的第三激光源，
使λ1(λ1＜λ3)为所述第一光束的波长，m1为当所述第一光束穿过所述衍射透镜结构时得到最高的衍射效率的衍射阶次，λ2(λ1＜λ2＜λ3)为所述第二光束的波长，m2为当所述第二光束穿过所述衍射透镜结构时得到最高的衍射效率的衍射阶次，且m3为当所述第三光束穿过所述衍射透镜结构时得到最高的衍射效率的衍射阶次，满足以下条件，并且当一个光束或两个光束穿过其中时，所述偏振衍射元件选择性地产生衍射光
0.9＜|m1·λ1|/|m2·λ2|＜1.1                     ...(2)
|m3·λ3|/|m1·λ1|＜0.9或
|m3·λ3|/|m1·λ1|＞1.1                          ...(3)
14.根据权利要求13的光学系统，其中，
所述偏振衍射元件选择性地衍射具有对准的偏振面的两个光束，并且所述两个波长的衍射效率在不同的衍射阶次被最大化。
15.根据权利要求10的光学系统，其中，
与所述物镜整体地驱动所述偏振衍射元件。
16.根据权利要求10的光学系统，其中，
所述偏振衍射元件被配置为使得双折射介质和各向同性介质沿光轴方向相互紧密接触。
17.根据权利要求16的光学系统，其中，
所述双折射介质具有沿与入射光的行进方向垂直的平面切取且同心地形成的断面和沿在包含所述入射光的所述行进方向的径向的平面切取并以锯齿状形成的断面。
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