DE3803178C2

DE3803178C2 -

Info

Publication number: DE3803178C2
Application number: DE3803178A
Authority: DE
Inventors: Sachiko 3300 Braunschweig De Ishikawa; Akira Kodaira Jp Arimoto
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1987-02-04
Filing date: 1988-02-03
Publication date: 1989-08-10
Also published as: JP2539406B2; DE3803178A1; JPS63191327A; US4861128A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine optische Abtastein richtung nach dem Oberbegriff der Patentansprüche 1 bzw. 9. Eine solche optische Abtasteinrichtung ist aus DE 35 34 776 A1 bekannt.

Bei einer bekannten, optisch integrierten optischen Ab tasteinrichtung sind Elemente mit den Funktionen der Lichtsammlung, der Lichtkopplung, der Lichtteilung und der Lichterfassung in einer Lichtwellenleiterschicht integriert, die als eine einzelne ebene Schicht ausge bildet ist, wie dies aus Journal of the Electronic Communication Society of Japan Optical Quantum Electronic Study Group (OQE) 85-72 hervorgeht. Bei dieser bekannten Einrichtung ist eine Halbleiterlaserdiode an einer Stirn seite eines Lichtwellenleiters angeordnet, so daß von der Halbleiterlaserdiode emittiertes Licht sich in einer Lichtwellenleiterschicht ausbreitet und durch einen Fokussiergitterkoppler gesammelt wird, um auf einer das Aufzeichnungsmedium bildenden Bildplatte einen feinen Lichtpunkt zu bilden. An der Bildplatte reflektiertes Licht wird wieder zu dem Fokussiergitterkoppler zurück geführt und in die Lichtwellenleiterschicht eingeleitet. Dieses zurückgeführte Licht wird aufgeteilt und gesammelt durch einen Zwillingsgitterfokussierstrahlteiler und pflanzt sich in der Lichtwellenleiterschicht zu vier Fotodioden fort.

Da bei dieser bekannten Anordnung sowohl das der Bildplatte zugeführte Licht als auch das von dieser zurückkommende Licht sich in der Lichtwellenleiterschicht ausbreitet, muß alles dieses Licht den Doppelgitterfokus sierstrahlteiler durchlaufen, der für die Führung des von der Bildplatte zurückkommenden Lichtes zu den Fotodetek toren vorgesehen ist. Demzufolge ergibt sich bei dieser bekannten Anordnung die Schwierigkeit, daß der Wirkungs grad für die Lichterfassung erheblich vermindert ist.

Aus DE 35 34 776 A1 ist eine optische Abtasteinrichtung bekannt, mit einem Halbleiterlaser, einem Lichtwellenleiter zum Führen von von dem Halbleiterlaser emittiertem Licht zu einem Aufzeichnungsmedium und zum Auskoppeln von von dem Aufzeichnungsmedium zurückkommendem Licht, und einem Detektor zum Erfassen des von dem Aufzeichnungsmedium zurückkommenden Lichts. Diese Abtasteinrichtung verwendet halbtransparente Spiegel als Strahlteiler. Eine Ausnutzung von Polarisierungszuständen des Lichtes hinsichtlich einer Erhöhung der Lichtausbeute findet nicht statt. Bei der dort erläuterten Gitteranordnung wäre dies auch nur unter größten Schwierigkeiten möglich.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine optische Abtasteinrichtung mit einem Lichtwellenleiter zu schaffen, die sich durch einen erhöhten Wirkungsgrad bei der Ausnutzung des von einem Halbleiterlaser emittierten Lichtes auszeichnet.

Diese Aufgabe wird bei einer gattungsgemäßen Abtasteinrichtung mit den kennzeichnenden Merkmalen der Patentansprüche 1 bzw. 9 gelöst.

Merkmale bevorzugter Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung und ihrer Vorteile wird nunmehr auf die Zeichnung Bezug genommen, in der bevorzugte Ausführungsbeispiele für die Erfindung veran schaulicht sind. Dabei zeigen in der Zeichnung:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines ersten Ausführungsbeispiels für eine optische Abtast einrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 2 eine perspektivische Darstellung der zweiten Lichtwellenleiterschicht bei dem Ausführungs beispiel von Fig. 1,

Fig. 3 eine graphische Darstellung des Zusammenhangs zwischen den Fortpflanzungskonstanten für TM- und TE-Wellen in den beiden aus zwei unterschied lichen Medien bestehenden Lichtwellenleitern einerseits und deren Dicke andererseits,

Fig. 4 ein Schema zur Veranschaulichung des Aufbaus des Strahlteilerabschnitts in der Abtastein richtung von Fig. 1,

Fig. 5 eine perspektivische Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels für die Erfindung,

Fig. 6 eine perspektivische Darstellung für eine dritte Ausführungsform einer Abtasteinrichtung gemäß der Erfindung,

Fig. 7 eine perspektivische Darstellung für noch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung und

Fig. 8 eine schematische Darstellung zur Veranschau lichung des Aufbaus einer Informationsaufzeich nungsanordnung oder einer Informationswieder gabeanordnung unter Verwendung einer optischen Abtasteinrichtung gemäß der Erfindung.

Die Darstellung in Fig. 1 zeigt in schematischer Weise ein Ausführungsbeispiel für eine optische Abtasteinrichtung, bei dem die beiden Lichtwellenleiter in Form einer Zwei schichtstruktur ausgeführt sind, und die Darstellung in Fig. 2 zeigt einen vergrößerten Ausschnitt aus Fig. 1, der dort durch eine gestrichelte Linie umrahmt ist.

Bei diesem ersten Ausführungsbeispiel besteht eine opti sche Festkörperabtasteinrichtung aus einer ersten Licht wellenleiterschicht 1 aus einem dielektrischen Medium zum Führen von Licht, das von einem Halbleiterlaser 5 emit tiert wird, zu einem Aufzeichnungsmedium 11, einer zwei ten Lichtwellenleiterschicht 2 aus einem dielektrischen Medium zum Führen von an dem Aufzeichnungsmedium 11 reflektiertem Licht zu Fotodetektorelementen 13 bis 16, einer zwischen der ersten Lichtwellenleiterschicht 1 und der zweiten Lichtwellenleiterschicht 2 eingeschlossenen und aus einem Medium mit kleinem Brechungsindex herge stellten Zwischenschicht 3, die sich in den beiden Licht wellenleiterschichten 1 und 2 ausbreitendes Licht kaum absorbiert, einem Substrat 4, auf dem die vorerwähnten Schichten ausgebildet sind, und einer Pufferschicht 18, die beispielsweise aus SiO₂ hergestellt ist und dazu dient, eine Absorption von sich in der zweiten Lichtwel lenleiterschicht 2 fortpflanzendem Licht durch das Sub strat 4 zu verhindern. Die erste Lichtwellenleiterschicht 1 und die zweite Lichtwellenleiterschicht 2 sind aus Medien hergestellt, die voneinander abweichende Fort pflanzungsmodekennlinien aufweisen, wobei beispielsweise Kombinationen wie SiO₂-Ta₂O₅ und 7059-Glas, As₂S₃ und Ti-dotiertes LiNbO₃, GaAs-GaAl und As₂S₃ usw. möglich sind. Auf der ersten Lichtwellenleiterschicht 1 sind eine Lichtwellenleiterlinse 6, eine piezoelektrische Dünn schicht 17, auf deren oberer oder unterer Oberfläche angeordnete Schachtelkammelektroden 7 Schallwellenabsor bermaterial 20 und ein Fokussiergitterkoppler 9 angeord net. Auf der Oberseite des Fokussiergitterkopplers 9 ist ein λ/4 Plättchen 10 angeordnet. Außerdem bilden die erste Lichtwellenleiterschicht 1 und die zweite Lichtwel lenleiterschicht 2 ebenso wie die Zwischenschicht 3 einen Strahlteiler 8 (Mode-Teiler) mit selektiver TE/TM-Mode richtungskopplung, und auf der zweiten Lichtwellen leiterschicht 2 sind die beispielsweise als pn-junction- Fotodioden o. dgl. ausgeführten Fotodetektorelemente 13 bis 16 zum Erfassen von an dem Aufzeichnungsmedium 11 reflektiertem und der zweiten Lichtwellenleiterschicht 2 durch den Mode-Teiler 8 zugeführtem Licht angeordnet.

Die erste Lichtwellenleiterschicht 1 ist so stark ausgebildet, daß ihr Kopplungsabschnitt mit dem Halbleiterlaser 5 dick ist, so daß ein hoher Lichtkopplungswirkungsgrad erzielt wird.

In der ersten Lichtwellenleiterschicht 1 pflanzt sich vom Halbleiterlaser 5 emittiertes Licht zu dem Aufzeichnungs medium 11 fort, das beispielsweise eine Bildplatte, eine Bildkarte o. dgl. sein kann. Dabei ist es notwendig, das Licht umzulenken, um eine korrekte Spurverfolgung durch das Licht auf dem Aufzeichnungsmedium 11 zu erreichen. Diese Umlenkung wird bei dem dargestellten Ausführungs beispiel durch eine in der ersten Lichtwellenleiter schicht 1 erregte Oberflächenschallwelle (SAW) 22 erhal ten. Dabei wird die SAW 22 durch Anlage einer Spannung mit geeigneter Frequenz an die auf der ersten Lichtwe lenleiterschicht 1 angeordneten Elektroden 7 erregt, und sie läßt ihrerseits auf der Oberfläche der ersten Licht wellenleiterschicht 1 eine Brechungsindexverteilung ent stehen, die wie ein Beugungsgitter wirkt, das eine Licht umlenkung bewirkt. Durch eine Variation der an die Elek troden 7 angelegten Frequenz läßt sich die Gitterkon stante dieses Beugungsgitters variieren, womit es möglich wird, die Umlenkungsrichtung für das Licht zu variieren. Um bei der Erregung der SAW 22 einen hohen Wirkungsgrad zu erzielen, ist auf der Oberseite oder der Unterseite der Elektroden 7 die Dünnfilmschicht 17 angeordnet, die aus einem piezoelektrischen Material wie beispielsweise ZnO besteht. Wenn die erste Lichtwellenleiterschicht 1 selbst hinreichende piezoelektrische Eigenschaften besitzt, bedarf es dieser piezoelektrischen Dünnschicht 17 nicht.

Außerdem ist, um eine Reflektion der SAW 22 an der End fläche der ersten Lichtwellenleiterschicht 1 zu vermeiden und damit das Licht in geeigneter Weise umzulenken, hinter den Elektroden 7 das Schallwellenabsorbermaterial 20 vorgesehen, das beispielsweise aus Silberpaste o. dgl. bestehen kann. Wenn nun das auf die SAW 22 treffende Licht unterschiedliche Einfallswinkel aufweist, so tritt auch das umgelenkte Licht unter verschiedenen Winkeln aus, und es kommt zu einer Verminderung des Wirkungs grades. Um eine Umlenkung des Lichtes durch die SAW 22 mit hohem Wirkungsgrad zu erreichen, ist es daher not wendig, daß das einfallende Licht parallel verläuft. Aus diesem Grunde ist zwischen dem Halbleiterlaser 5 und dem Erregungsabschnitt für die SAW 22 die Lichtwellenleiter linse 6 als Lichtkollimator angeordnet. Als Licht wellenleiterlinse 6 können Linsen mit Brechungsindex verteilung, Gitterlinsen, geodätische Linsen u. dgl. verwendet werden.

Das durch die SAW 22 mit für die Spurverfolgung notwen digem Winkel umgelenkte Licht tritt in den Fokussier gitterkoppler 9 ein. Dieser fokussiert dieses Licht auf der Oberfläche des Aufzeichnungsmediums außerhalb der optischen Abtasteinrichtung.

Dabei ist es, da das von dem Halbleiterlaser 5 emittierte Licht nahezu in Richtung seiner Koppeloberfläche linear polarisiert ist, möglich, daß das sich in der ersten Lichtwellenleiterschicht 1 fortpflanzende Licht abhängig von der Anordnung des Halbleiterlasers 5 nur TE-Wellen oder TM-Wellen enthält. Diese TE-Wellen oder TM-Wellen werden beim Durchgang durch das λ/4-Plättchen 10 auf der Oberseite des Fokussiergitterkopplers 9 in zirkular polarisiertes Licht umgesetzt und auf die Oberfläche des Aufzeichnungsmediums 11 fokussiert. Das am Aufzeich nungsmedium 11 reflektierte Licht geht wiederum durch das λ/4-Plättchen 10 hindurch und wird in TM-Wellen oder TE-Wellen umgesetzt. Sodann wird es durch den Fokussier gitterkoppler 9 in die erste Lichtwellenleiterschicht 1 eingekoppelt und tritt in den Mode-Teiler 8 ein.

Für die Erläuterung des Prinzips nach dem das Licht durch den Mode-Teiler 8 aufgeteilt wird, soll nunmehr auf die Darstellungen in Fig. 3 und 4 Bezug genommen werden.

Die Lichtwellenleiterschichten 1 und 2 haben jeweils Fortpflanzungskonstanten für TE- und TM-Wellen, die durch ihr Material und dessen Dicke bestimmt werden. Nur das Licht, das diesen Fortpflanzungskonstanten entspricht, kann sich in den Lichtwellenleiterschichten 1 und 2 fortpflanzen. So sind in Fig. 3 beispielsweise die Dicke der ersten Lichtwellenleiterschicht 1, der Kennlinien 31 entsprechen, und die der zweiten Lichtwellenleiterschicht 2, der Kennlinien 32 entsprechen, mit W ₂ und W ₁ be zeichnet. Forpflanzungskonstanten β _1M und β _2M für TM-Wellen haben in Fig. 3 Werte, die einander in etwa gleich sind. Im Gegensatz hierzu weichen Fortpflan zungskonstanten β _1E und β _2E für TE-Wellen erheblich voneinander ab. Wenn die Lichtwellenleiter 1 und 2 hinreichend voneinander getrennt sind, gibt es keine Lichtumsetzung zwischen ihnen. Wenn die Zwischen schicht 3 jedoch dünn ist und die Lichtwellenleiter schichten 1 und 2 hinreichend nahe beieinanderliegen, wie dies in Fig. 4 angedeutet ist, kommt es für Licht (TM-Wellen) eines Modes mit nahe beieinanderliegenden Fortpflanzungskonstanten (beispielsweise β _1M und β _2M) zu periodischem Kommen und Gehen zwischen den Lichtwellen leiterschichten 1 und 2 in Abhängigkeit von der Länge (L in Fig. 4) des Koppelabschnitts (des Mode-Teilers 8).

Dementsprechend ist es durch Wahl eines passenden Wertes für die Länge L möglich, eine vollkommene Umsetzung des Lichtes (TM-Wellen) von der ersten Lichtwellenleiter schicht 1 auf die zweite Lichtwellenleiterschicht 2 zu erreichen.

Dieser Vorgang soll nachstehend noch im einzelnen erläu tert werden.

Zunächst sei angenommen, daß die Kopplungskonstanten zwischen der ersten Lichtwellenleiterschicht 1 und der zweiten Lichtwellenleiterschicht 2 für TE- und für TM-Wellen durch k _E bzw. durch k _M dargestellt werden. Diese Kopplungskonstanten werden durch die Dicke der beiden Lichtwellenleiterschichten 1 und 2 und der Zwischenschicht 3 sowie die Fortpflanzungskonstanten der beiden Lichtwellenleiterschichten 1 und 2 bestimmt. Außerhalb des Mode-Teilers 8 sind beide Kopplungskon stanten k _E und k _M angenähert Null. Weiter sei angenommen, daß die Fortpflanzungskonstanten in den beiden Lichtwel lenleiterschichten 1 und 2 für TE- und TM-Wellen durch β _1E , β _1M , β _2E bzw. β _2M gegeben sind und daß die Dicke der Zwischenschicht 3 im Mode-Teiler 8 hinreichend klein ist und etwa das Zweifache der Lichtwellenlänge beträgt. Dabei kann eine Einstellung in der Weise erfolgen, daß mindestens eine der beiden nachstehenden Bedingungen erfüllt ist.

Fall I: In der ersten Lichtwellenleiterschicht 1 werden TE-Wellen injiziert und als TM-Wellen in die zweite Lichtwellenleiterschicht 2 umgesetzt:

Fall II: In der ersten Lichtwellenleiterschicht 1 werden TM-Wellen injiziert und als TE-Wellen in die zweite Lichtwellenleiterschicht 2 umgesetzt:

|β _1E - β _2E| ≃ 0
|β _1M - β _2M| » k _M
L = π/k _E ,

wobei L jeweils die Länge des Mode-Teilers 8 bezeichnet.

Die oben beschriebenen Bedingungen sollen nunmehr unter Bezugnahme auf die Darstellung in Fig. 3 erläutert wer den, in der ein Beispiel für den Zusammenhang zwischen der Dicke der Lichtwellenleiterschichten 1 und 2 einer seits und den Fortpflanzungskonstanten für das Licht andererseits gezeigt ist.

Die Mode-Kennlinien (31) für die erste Lichtwellenleiter schicht 1 weichen von den Mode-Kennlinien 32 für die zweite Lichtwellenleiterschicht 2 ab. Die Mode-Kennlinien für die TE-Welle nullter Ordnung sind für die erste Lichtwellenleiterschicht 1 mit 33 und für die zweite Lichtwellenleiterschicht 2 mit 35 bezeichnet, während die entsprechenden Mode-Kennlinien für die TM-Welle in Fig. 3 mit 34 bzw. mit 36 bezeichnet sind. Außerdem sind in Fig. 3 zur Erfüllung der oben erwähnten Bedingung I beispielsweise die Dicken W ₁ und W ₂ für die erste Licht wellenleiterschicht 1 bzw. die zweite Lichtwellenleiter schicht 2 so gewählt, daß die Fortpflanzungskonstanten β _1M und β _2M für die TE-Wellen darin in etwa gleich werden und die Differenz zwischen den Fortpflanzungskonstanten β _1E und β _2E für die TE-Wellen hinreichend groß wird in bezug auf die Kopplungskonstante k _E . Im Gegensatz hierzu kann zur Erfüllung der Bedingung II beispielsweise die Dicke W′ ₁ und W′ ₂ für die erste Lichtwellenleiterschicht 1 bzw. für die zweite Lichtwellenleiterschicht 2 so gewählt werden, daß die Fortpflanzungskonstanten β ′ _1E bzw. b ′ _2E für die TE-Wellen darin in etwa gleich werden und die Differenz zwischen den Fortpflanzungskonstanten β ′ _1M bzw. β ′ _2M für die TM-Wellen hinreichend groß ausfällt in bezug auf die Kopplungskonstante k _M .

Außerdem ist bei diesem Ausführungsbeispiel der Mode-Tei ler 8 etwa 10 mm lang; die Gesamtlänge der optischen Festkörperabtasteinrichtung beträgt etwa 30 bis 45 mm, und sie ist etwa 5 bis 15 mm breit und etwa 1 bis 2 mm dick. Daher ist es gemäß der Erfindung möglich, eine kleine, leichte und billige optische Abtasteinrichtung zu bauen.

Weiter ist es, wie Fig. 5 zeigt, gemäß der Erfindung möglich, die zweite Lichtwellenleiterschicht 2 im Bereich des Mode-Teilers 8 eben auszuführen und die erste Licht wellenleiterschicht 1 dort konvex auf die zweite Licht wellenleiterschicht 2 verlaufen zu lassen.

Die Darstellung in Fig. 6 zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem das λ/4-Plättchen 10 von Fig. 5 geringfügig geneigt ist. Gemäß diesem Aufbau ist es möglich, das TE/TM-Modeverhältnis für das von dem Aufzeichnungsmedium 11 zu der optischen Festkörperabtasteinrichtung zurück kommende Licht in gewissem Maße zu variieren und die Menge des zum Halbleiterlaser 5 zurückgeführten Lichtes zu regeln. Das bedeutet, daß sich durch eine Regelung der Menge des zum Halbleiterlaser 5 zurückgeführten Lichtes entsprechend der Lichtmengenbedingung für eine möglichst weitgehende Verminderung des Laserrauschens eine optische Festkörperabtasteinrichtung bauen läßt, die mit rausch armem Laserlicht arbeitet. Unter Laserrauschen ist hierbei eine Erscheinung zu verstehen, die zu einem willkürlichen Fluktuieren der von einem Halbleiterlaser emittierten Lichtmenge führt. In dem Falle, daß bei einer optischen Informationsaufzeichnungs/Wiedergabevorrichtung die Menge des reflektierten Lichtes als Detektorsignal erfaßt wird, können solche Fluktuationen im Laseraus gangssignal zu erheblichen Schwierigkeiten führen. Dieses Rauschen variiert merklich in Abhängigkeit von der Menge des zum Lichtemissionspunkt im Halbleiterlaser zurückge führten Lichtes. Das Rauschen fällt geringer aus und die Menge des ausgesandten Lichtes wird stabiler in einem Zustand, bei dem eine geeignete Lichtmenge zurückgeführt wird, gegenüber einem Zustand, bei dem keine Lichtzurück führung zum Laser erfolgt. Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 6 verbleiben in dem rückgeführten Licht durch die geringe Neigung des λ/4-Plättchens 10 TE-Wellenkompo nenten (oder TM-Wellenkomponenten), und eine geeignete Menge an Licht entlang der ersten Lichtwellen leiterschicht 1 zum Halbleiterlaser zurückgeführt , so daß das Laserrauschen vermindert wird.

In Fig. 7 ist noch eine weitere Ausführungsform für die Erfindung veranschaulicht.

In Fig. 7 besteht eine optische Abtasteinrichtung aus einem zweifach gegabelten Lichtwellenleiterpfad, der durch einen ersten Lichtwellenleiterpfad 41 und einen zweiten Lichtwellenleiterpfad 42 gebildet wird, die auf einem anisotropen piezoelektrischen Kristallsubstrat 4′ ausgebildet sind, sowie aus einem hornartigen Licht wellenleiter 43 mit variierender Breite für das geführte Licht und aus einem Mode-Teiler 8. Der Mode-Teiler 8 wird durch den auf einer Pufferschicht 44 angeordneten ersten Lichtwellenleiterpfad 41, eine auf einem Teilstück von dessen Verlängerungslinie angeordnete erste Elektrode 46 und eine anschließend an den zweiten Lichtwellenleiter pfad 42 angeordnete zweite Elektrode 48 gebildet.

Von dem Halbleiterlaser 5 abgestrahlte und in den ersten Lichtwellenleiterpfad 41 eingekoppelte TM- (oder TE-) Wellen werden durch eine Lichtwellenleiterlinse 50 aufgeweitet, passieren den hornartigen Lichtwellenleiter 43 und werden durch den Fokussiergitterkoppler 9 auf die Oberfläche des Aufzeichnungsmediums 11 fokussiert. Dabei wird das Licht durch das λ/4-Plättchen 10 zirkular pola risiert. Das von dem Aufzeichnungsmedium 11 zurück kommende Licht wird durch das λ/4-Plättchen 10 TE-(oder TM-) polarisiert und über den Fokussiergitterkoppler 9 in die optische Abtasteinrichtung injiziert. Es tritt ab hängig von der an dem Mode-Teiler 8 anliegenden Spannung in den zweiten Lichtwellenleiterpfad 42 ein, und das entsprechende Signal wird durch ein fotoempfindliches Element 13 erfaßt. Die Spurenverfolgung und die Autofokus sierung werden durch die Entnahme eines Teils des zurück kommenden Lichtes an einem dem Aufzeichnungsmedium 11 nahen Teil des Mode-Teilers 8 bewirkt.

Die Darstellung in Fig. 8 zeigt ein Auführungsbeispiel für eine optische Informationsaufzeichnungs/Wieder gabevorrichtung gemäß der Erfindung. Diese Vorrichtung besitzt eine optische Abtasteinrichtung 100, die in ihrer Bauweise den in Fig. 1, 5 oder 6 gezeigten Ausführungs beispielen entspricht.

Bei der Signalwiedergabe, wenn in einen Computer 51 ein Steuerbefehl für die Signalwiedergabe eingegeben wird, wird der Halbleiterlaser 5 durch eine Lasertreiber schaltung 52 kontinuierlich betrieben. Laserlicht wird dem Aufzeichnungsmedium 11 über die optische Abtast einrichtung 100 zugeführt. Reflektiertes Licht, das durch die auf dem Aufzeichnungsmedium 11 aufgezeichnete Infor mation moduliert ist, wird in der optischen Abtastein richtung 100 ausgebildeten Fotodetektorelementen 13 bis 16 zugeführt.

Die Gesamtmenge des von den Fotodetektorelementen 13 bis 16 erfaßten Lichtes wird in ein Wiedergabesignal 57 umgesetzt und dieses dem Computer 51 zugeführt, wo es wiedergegeben wird.

Ein Signal, das der Differenz zwischen der von den Fotodetektorelementen 13 und 16 erfaßten Lichtmenge einerseits und der von den Fotodetektorelementen 14 und 15 erfaßten Lichtmenge andererseits entspricht, wird einer Abtastertreiberschaltung 54 als Fokussier fehlersignal 58 zugeführt. Zu vertikaler Bewegung der optischen Abtasteinrichtung 100 zwecks Beibehaltung des Abstandes zwischen der optischen Abtasteinrichtung 100 und dem Aufzeichnungsmedium 11 entsprechend der Fokussierentfernung gibt die Abtastertreiberschaltung 54 ein Steuersignal an eine Abtasterantriebseinrichtung 55 ab.

Das der Differenz zwischen der von den Fotodetektor elementen 13 und 14 einerseits erfaßten Lichtmenge und der von den Fotodetektorelementen 15 und 16 andererseits erfaßten Lichtmenge entsprechende Signal wird einem spannungsgeregelten Oszillator (VCO) 56, der als Treiber stufe für den SAW-Deflektor dient, als Spurverfolgungs signal 59 zugeführt, das unter Verwendung eines an die Elektroden 7 angelegten elektrischen Signals die Frequenz der SAW 22 entsprechend variiert. Der Variation der Frequenz der SAW 22 enspricht eine Variation der Umlenk richtung für das Licht, so daß eine sichere Spurver folgung erreicht wird.

Bei der Signalaufzeichnung, wenn dem Computer 51 ein aufzuzeichnendes Signal eingegeben wird, gibt der Computer 51 in Entsprechung zu dem aufzuzeichnenden Signal an eine Impulsgeneratorschaltung 53 ein Signal ab, das einen impulsförmig oszillierenden Betrieb des Halb leiterlasers 5 mit einer die Leistung bei der Signal wiedergabe übersteigenden Leistung auslöst. Dabei erzeugt die Impulsgeneratorschaltung 53 ein diesem Signal ent sprechendes Impulssignal und gibt dieses an die Laser treiberschaltung 52 ab. Die Lasertreiberschaltung 52 löst daraufhin einen Impulstrieb des Halbleiterlasers 5 aus. Das durch diese Impulsoszillation ausgelöste Laserlicht wird dem Aufzeichnungsmedium 11 auf dem gleichen Wege wie bei der Signalwiedergabe zugeführt und erzeugt darin ein Pit, beispielsweise durch Perforation, Phasenänderung oder dergleichen, so daß sich die Reflektionseigen schaften des Aufzeichnungsmediums 11 entsprechend ändern. Die Spurverfolgung und die Fokussiersteuerung (Autofokus) werden in der gleichen Weise vorgenommen, wie bei der Signalwiedergabe.

Obwohl die Erfindung vorstehend für den Fall einer Informationswiedergabe unter Verwendung von an dem Aufzeichnungsmedium 11 reflektiertem Licht dargestellt worden ist, versteht es sich, daß stattdessen für diesen Zweck auch durchgehendes Licht verwendet werden kann. In diesem Fall bedarf es eines optischen Systems zum Zurück führen von durch das Aufzeichnungsmedium 11 durchgegange nem Licht zu der optischen Festkörperabtasteinrichtung 100.

Außerdem kann die Fokussierung (Autofokussierung) nicht nur durch Variation der Lage der optischen Festkörper abtasteinrichtung 100 in Relation zum Aufzeichnungsmedium 11 erfolgen, wie dies bei dem oben geschilderten Aus führungsbeispiel der Fall ist, sondern es kann für diesen Zweck auch mit einem optischen System wie beispielsweise einer Kollektorlinse gearbeitet werden, die zwischen das Aufzeichnungsmedium 11 und die optische Festkörper abtasteinrichtung 100 eingefügt ist.

Da es die Erfindung ermöglicht, den für die Lichtfort pflanzung auf den beiden Lichtwellenleiterpfaden erfor derlichen Funktionen jeweils getrennte Elemente zuzu ordnen, läßt sich der Wirkungsgrad für die Ausnutzung des durch den Halbleiterlaser emittierten Lichtes erheblich steigern.

Claims

1. Optische Abtasteinrichtung, mit

- einem Halbleiterlaser (5),
- einem Lichtwellenleiter zum Führen von von dem Halbleiterlaser (5) emittiertem Licht zu einem Aufzeichnungsmedium (11) und zum Einkoppeln von von dem Aufzeichnungsmedium (11) zurückkommendem Licht, und
- einem Detektor (13, 14, 15, 16) zum Erfassen des von dem Aufzeichnungsmedium zurückkommenden Lichts,

dadurch gekennzeichnet, daß
der Wellenleiter aus einem ersten (1) und einem zweiten (2) Wellenleiter besteht, die aus Materialien mit verschiedenen Eigenschaften bezüglich der Wellenfortpflanzungsmoden bestehen, die über eine Zwischenschicht (3) aufeinandergeschichtet sind, und, daß
ein Strahlteiler (8) zum Umlenken von von dem Aufzeichnungsmedium (11) zurückkommendem Licht von dem ersten Lichtwellenleiter (1) zum zweiten Lichtwellenleiter zwischen dem ersten (1) und dem zweiten (2) Wellenleiter an einer Stelle der Zwischenschicht (3) angeordnet ist, wo diese dünner als in ihren übrigen Bereichen ist.

2. Optische Abtasteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Lichtwellenleiter (1) mit einem Fokussiergitterkoppler (9) zum Fokussieren von Licht auf die Oberfläche des Aufzeichnungsmediums (11) und zum Einkoppeln von von dem Aufzeichnungsmedium (11) zurückkommendem Licht versehen ist.

3. Optische Abtasteinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Lichtwellenleiter (1) mit Umlenkmitteln (22) zum Umlenken von von dem Halbleiterlaser (5) zum Aufzeichnungsmedium (11) geführtem Licht zwecks Spurverfolgung auf dem Aufzeichnungsmedium (11) versehen ist.

4. Optische Abtasteinrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Lichtwellenleiter (2) Detektorelemente (13 bis 16) zum Erfassen von von dem Aufzeichnungsmedium (11) zurückkommendem Licht aufweist.

5. Optische Abtasteinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Lichtwellenleiter (2) Zwillingsgitterfokussierstrahlteilermittel (12) zum Aufteilen von von dem Aufzeichnungsmedium (11) zurückkommendem Licht in Richtung auf die jeweiligen Detektorelemente (13 bis 16) und zu seiner Fokussierung darauf aufweist.

6. Optische Abtasteinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich Polarisationsmittel (10) zum Ändern der Polarisationsrichtung für das den ersten Lichtwellenleiter (11) durchlaufende Licht vorgesehen sind.

7. Optische Abtasteinrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zusätzlichen Polarisationsmittel ein λ/4-Plättchen (1) sind.

8. Optische Abtasteinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Strahlteiler (8) nur einen Teil des von dem Aufzeichnungsmedium (11) zurückkommenden Lichts von dem ersten Lichtwellenleiter (1) abtrennt, während der verbleibende Teil dieses Lichts sich in dem ersten Lichtwellenleiter (1) unverändert fortpflanzt und zum Halbleiterlaser (5) zurückkehrt.

9. Optische Abtasteinrichtung, aufweisend

- eine linear polarisiertes Licht emittierende Licht quelle (5),
- einen mit dieser Lichtquelle (5) gekoppelten Lichtwellenleiter (1) zum Fortpflanzen dieses linear polarisierten Lichts, seiner Emission auf ein Aufzeichnungsmedium (11) zu und die Wiedereinkopplung von von dem Aufzeichnungsmedium (11) zurückkommendem Licht, und
- einen Detektor (13, 14, 15, 16) zum Erfassen des von dem von dem Aufzeichnungsmedium zurückkommenden Lichts,

dadurch gekennzeichnet, daß
der Wellenleiter ein verzweigter Wellenleiter ist, der aus ersten (41) und zweiten (42) miteinander in Berührung stehenden Wellenleitern besteht, und, daß
eine erste Elektrode (40) auf dem ersten Wellenleiter (41) und eine zweite Elektrode an dem zweiten Wellenleiter (42) derart anliegend angeordnet sind, daß durch ein Anlegen einer Spannung zwischen den beiden Elektroden das von dem Aufzeichnungsmedium zurückkommende Licht von dem ersten Wellenleiter (41) auf den zweiten Wellenleiter (42) verschoben wird.