DE4336546C2 - Achromatisches Expansionsprisma für Magneto-Optische Einheit - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ma­ gneto-optische Platteneinheiten und insbesondere auf Pris­ mensysteme einschließlich achromatisierender, zirkularisie­ render und Strahl-spaltender Prismen, durch die einen Licht­ strahl in magneto-optische Systeme übertragen wird.

In einer magneto-optischen Platteneinheit wird ein Lichtstrahl, üblicherweise ein Laserstrahl, auf eine Ober­ fläche einer magneto-optischen Platte gerichtet und von die­ ser auf einen Detektor reflektiert. Information ist auf der Oberfläche der Platte in der Form von Markierungen oder Punkten, die in einer bestimmten Richtung magnetisiert sind, gespeichert. Wenn der Lichtstrahl von den Markierungen re­ flektiert wird, wird die Polarisierung des Strahls entspre­ chend der Magnetisierung der Markierung gedreht. Diese Dre­ hung in der Polarisierung bewirkt, daß die Markierungen ab­ hängig von der Richtung der Drehung entweder heller auf ei­ nem dunklen Hintergrund oder dunkel auf einem helleren Hin­ tergrund erscheinen. Der reflektierte Lichtstrahl wird auf einen oder mehrere Detektoren gerichtet, die in der Lage sind, die relative Helligkeit zu messen und dadurch ein di­ gitales Signal zu erzeugen. Magneto-optische Systeme sind in Marchant, Optical Recording, Seiten 68-84 (Addison-Wesley, 1990) beschrieben, dessen vollständige Offenbarung hierin durch Bezugnahme mitaufgenommen sei. Derartige Systeme sind auch in US-5 146 449 und DE 41 04 779 A1 beschrieben.

Prismen werden in magneto-optischen Platteneinheiten für verschiedene Zwecke verwendet. Zunächst wird, da viele ma­ gneto-optische Systeme Halbleiterlaser verwenden, die einen elliptischen Laserstrahl erzeugen, ein Expansionsprisma ver­ wendet, um den Strahl zu zirkularisieren. Durch Strahlen des Laserstrahl unter einem spitzen Einfallswinkel auf eine Oberfläche des Expansionsprismas, wird der Strahl durch Bre­ chung in der Einfallsebene expandiert.

Als zweites werden Prismen in magneto-optischen Systemen zum Achromatisieren des Lichtstrahls verwenden. Fluktuatio­ nen in der dem Laser zugeführten Leistung können eine Ände­ rung in der Wellenlänge des Lichtstrahls verursachen. Ände­ rungen in der Wellenlänge können den optischen Weg des Lichtstrahls durch ein Prisma verändern, wodurch bewirkt wird, daß der Strahl von dem angestrebten Weg zur optischen Platte und den Detektoren abweicht. Eine Achromatisierung wird allgemein durch Führen des Lichtstrahls durch ein kom­ plexes Prisma erreicht, das aus zwei aneinander befestigten Prismen besteht, wobei die Prismen unterschiedliche Bre­ chungsindizes besitzen, die so ausgewählt sind, daß der Aus­ trittswinkel des Lichtstrahls von Änderungen in der Wellen­ länge des Lichtstrahls unabhängig ist. Ein solches achroma­ tisierendes Prisma ist in dem US-Patent Nr. 4 770 507 be­ schrieben, dessen vollständige Offenlegung hierin durch Be­ zugnahme mit aufgenommen ist.

Als drittes werden Strahl-teilende Prismen in magneto­ optischen Systemen allgemein zum Richten eines Teils des von der optischen Platte reflektierten Rückkehrstrahls auf die Detektoren verwendet. Solche Strahlteiler umfassen allgemein zwei entlang einer Verbindungsoberfläche verbundene Glas­ prismen mit einem halbtransparenten, reflektiven Film auf der Verbindungsoberfläche zwischen den Prismen. Die Verbin­ dungsoberfläche ist in einem Winkel relativ zur Richtung des Lichtstrahls angeordnet und ermöglicht einem Teil des Licht­ strahls durch beide Prismen zur magneto-optischen Platte zu gehen, von der er zurück auf die reflektive Oberfläche re­ flektiert wird. Ein Teil des Rückkehrstrahls wird dann von der reflektiven Oberfläche zu den Detektoren reflektiert.

Die Verwendung solcher Prismen zum Zirkularisieren, Achromatisieren und Strahlteilen in magneto-optischen Plat­ teneinheiten hat bestimmte Probleme erzeugt. Das wichtigste von diesen ist eine Fehlausrichtung der Prismen, die eine ungenaue Positionierung des Lichtstrahls auf der optischen Platte und/oder den Detektoren bewirkt. Eine geringe Ände­ rung des Winkels eines Prismas kann bewirken, daß der Licht­ strahl von dem angestrebten optischen Weg abweicht. Die Ver­ wendung von mehrfachen, unabhängigen Prismen für die Funk­ tionen des Zirkularisierens, des Achromatisierens und der Strahlteilung verstärkt das Ausrichtungsproblem. Zusätzlich erfordern die bekannten Systeme eine unerwünscht große Zahl von getrennt hergestellten und installierten Teilen, was die Systemkosten erhöht oder stellen nicht alle gewünschten Funktionen zur Verfügung. Darüber hinaus vergrößert die Verwendung von mehrfachen Prismen die Größe des Systems über das für kleine Form-Faktor-Platteneinheiten gewünschte Maß hinaus.

Daher ist ein Prismensystem für eine magneto-optische Einheit erwünscht, das die Zirkularisierungs-, Achromatisie­ rungs- und Strahlteilungsfunktionen mit verbesserter Aus­ richtbarkeit, weniger Teilen und kompakter Größe ausführt.

Aufgabe der Erfindung ist es daher ein achromatisches Expansions­ prisma und ein entsprechendes optisches System zur Verwendung in einer magneto-optischen Platteneinheit zur Verfügung zu stellen, welches leichter ausgerichtet wird, um den Licht­ strahl richtig auf die optische Platte und die Detektoren zu richten. Das Prisma soll außerdem weniger Teile und eine kompaktere Größe als frühere Prismensysteme besitzen.

Ein solches Prisma und ein optisches System, das dieses Prisma verwendet, ist in den beigefügten Patentansprü­ chen 1 und 10 definiert.

Das achromatische Expansionsprisma wird in einer ma­ gneto-optischen Platteneinheit verwendet, in der ein Licht­ strahl auf eine Information enthaltende Oberfläche einer op­ tischen Platte gerichtet wird und von dieser zu einem Detek­ tor reflektiert wird. In einem bevorzugten Ausführungsbei­ spiel umfaßt das achromatische Expansionsprisma ein erstes Prisma mit einem ersten Dispersionswert, wobei der Licht­ strahl auf eine Eintrittsoberfläche des ersten Prismas unter einem ersten Winkel einfällt und aus dem ersten Prisma über eine Austrittsoberfläche austritt; und ein konstantes Ablen­ kungsprisma, das an der Austrittsoberfläche befestigt ist und einen zweiten Dispersionswert besitzt, wobei das kon­ stante Ablenkungsprisma den Lichtstrahl in eine erste Rich­ tung zur optischen Platte reflektiert und außerdem den von der optischen Platte reflektierten Lichtstrahl in eine zweite Richtung zum Detektor reflektiert, wobei der Winkel zwischen den ersten und zweiten Richtungen unabhängig vom ersten Winkel konstant ist und wobei die ersten und zweiten Dispersionswerte so ausgewählt sind, daß die ersten und zweiten Richtungen unabhängig von der Wellenlänge des Licht­ strahls sind. Eine Vielzahl von geometrischen Anordnungen kann verwendet werden, jedoch wird das konstante Ablenkungs­ prisma in einem bevorzugten Ausführungsbeispiel den Licht­ strahl in eine erste Richtung auf die Platte reflektieren und in eine zweite Richtung auf die Detektoren reflektieren, wobei die ersten und zweiten Richtungen zueinander senkrecht sind.

Das erste Prisma und das konstante Ablenkungsprisma wer­ den an einer Verbindungsoberfläche miteinander verbunden, die mit einem halbtransparenten, reflektiven Film überzogen ist, die ermöglicht, daß ein Teil des Lichtstrahls von einem Prisma ins nächste geht, während ein weiterer Teil des Strahls reflektiert wird. Auf diese Weise wird der Teil des Lichtstrahls, der durch das erste Prisma geht von der Ver­ bindungsfläche reflektiert und tritt nicht in das konstante Ablenkungsprisma ein. Der reflektierte Teil des Lichtes kann auf einen Leistungssteuerungsdetektor gerichtet werden, der mit einem Laserkontroller zum Steuern der Leistung des La­ sers verbunden ist.

Licht, das in das konstante Ablenkungsprisma eintritt, wird auf die optische Platte gerichtet und von dieser re­ flektiert, und der Lichtstrahl kehrt dann von dieser zum konstanten Ablenkungsprisma zurück und wird auf die Verbin­ dungsoberfläche zurückreflektiert. Der halbtransparente, re­ flektierende Film reflektiert einen Teil des Lichtstrahls auf die Detektoren, um die in der optischen Platte enthal­ tene Information zu lesen.

In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfaßt das kon­ stante Ablenkungsprisma ein Pentaprisma mit einer Übertra­ gungsoberfläche, durch die der Lichtstrahl zu den Detektoren geht, wobei die Übertragungsoberfläche und die Aus­ trittsoberfläche zueinander senkrecht stehen. Vorzugsweise ist die Verbindungsoberfläche der Übertragungsoberfläche be­ nachbart und unter einem zweiten Winkel bezüglich derselben angeordnet. Eine reflektierende Oberfläche ist neben der Austrittsoberfläche zum Reflektieren des durch die Verbin­ dungsoberfläche zur optischen Platte in das konstante Ablen­ kungsprisma eintretenden Lichtstrahls und zum Reflektieren des von der optischen Platte zur Verbindungsoberfläche, von der der Lichtstrahl zu den Reflektoren reflektiert wird, zu­ rückreflektierten Lichtstrahls angeordnet. Die reflektie­ rende Oberfläche ist unter einem dritten Winkel bezüglich der Austrittsoberfläche angeordnet. Vorzugsweise sind die zweiten und dritten Winkel gleich und betragen in einem Aus­ führungsbeispiel 112,5°.

Das achromatische Expansionsprisma nach der vorliegenden Erfindung stellt daher die Achromatisierungs-, Zirkularisie­ rungs- und Strahlteilungsfunktionen alle in einer einzigen, integrierten Struktur zur Verfügung. Diese Struktur besteht nur aus zwei Komponenten, im Gegensatz zu vier oder mehr Komponenten, die die Prismen in magneto-optischen Systemen nach dem Stand der Technik aufweisen. Darüberhinaus verrin­ gert diese integrierte Struktur zusammen mit der Verwendung eines konstanten Ablenkungsprismas stark die Ausrichtungs­ probleme bei Systemen nach dem Stand der Technik. Zusätzlich ist das Expansionsprisma der vorliegenden Erfindung kompak­ ter als bekannte Mehrfach-Prismensysteme, wodurch das Expan­ sionsprisma besonders geeignet für kleine Form-Faktor-Plat­ teneinheiten ist.

Fig. 1 ist ein optisches System für eine magneto-opti­ sche Platteneinheit, die entsprechend den Prinzipien der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist.

Fig. 2 ist eine Vorderansicht eines achromatischen Ex­ pansionsprismas, das entsprechend den Prinzipien der vorlie­ genden Erfindung aufgebaut ist.

Fig. 2A ist eine perspektivische Ansicht des ersten Prismas des Expansionsprismas der Fig. 2.

Fig. 2B ist eine perspektivische Ansicht des konstanten Ablenkungsprismas in dem Expansionsprisma der Fig. 2.

Fig. 3 ist eine schematische Darstellung eines optischen Prismensystems für eine optische Platteneinheit nach dem Stand der Technik.

Die Erfindung stellt ein achromatisches Expansionsprisma zur Verwendung in einer magneto-optischen Platteneinheit zur Verfügung. In solchen Platteneinheiten wird ein Lichtstrahl auf eine Informations-tragende Oberfläche einer optischen Platte gerichtet und von dieser auf einen oder mehrere De­ tektoren reflektiert, um die Information entsprechend den Eigenschaften des von der Platte reflektierten Lichtstrahls zu lesen. In magneto-optischen Systemen wird durch eine Spule, die in enger Nachbarschaft zur Platte gehalten wird, eine Vormagnetisierung an die Platte angelegt, und Markie­ rungen, die digitale Information darstellen, werden auf der Oberfläche der Platte geformt, wobei jede Markierung einen Wert von Null oder Eins entsprechend der Polarisierung der Magnetisierung besitzt. Wenn der Lichtstrahl von einer Mar­ kierung reflektiert wird, dreht die Magnetisierung der Mar­ kierung die Polarisierung des Lichtstrahls, so daß mit einer Polarisierung magnetisierte Markierungen heller erscheinen als mit einer anderen Polarisierung magnetisierte Markierun­ gen. Dieser Helligkeitsunterschied wird von Detektoren fest­ gestellt, die mit einem Prozessor zum Dekodieren der digita­ len Information verbunden sind.

Oft stellt ein Festkörperlaser den Lichtstrahl in einem magneto-optischen System zur Verfügung. Der von einem Fest­ körperlaser erzeugte Lichtstrahl ist üblicherweise in seiner Form elliptisch und muß daher zirkularisiert (kreisförmig gemacht) werden, bevor er auf die Oberfläche der optischen Platte gerichtet wird. Darüberhinaus verursachen Fluktuatio­ nen in der an den Laser angelegten Leistung Änderungen in der Wellenlänge des Lichtstrahls, welche bewirken können, daß der Lichtstrahl von dem angestrebten optischen Weg zur Platte und den Detektoren abweichen kann. Daher verwenden, wie oben beschrieben, magneto-optische Systeme häufig Pris­ men zum Zirkularisieren und Achromatisieren des Licht­ strahls, bevor der Strahl auf die optische Platte gerichtet wird.

Fig. 3 zeigt ein optischen Prismensystem zur Verwendung in einer optischen Platteneinheit nach dem US-Patent Nr. 4 770 507, dessen vollständige Offenlegung hierin durch Bezug­ nahme mitaufgenommen wird. Ein Laserstrahl mit einer ellip­ tischen Form im Querschnitt wird von einem Halbleiterlaser 21 emittiert und von einer Linse 22 zu einem parallelen Strahl gebündelt und in ein komplexes Prisma 23 eingeführt. Das komplexe Prisma 23 umfaßt zwei getrennte Prismenkompo­ nenten, die jeweils eine unterschiedliche Brechungsdisper­ sion besitzen, so daß der Austrittsstrahl das Prisma 23 un­ ter einem Winkel verläßt, der konstant bleibt, unabhängig von der Wellenlänge des Laserlichtstrahls. Der Lichtstrahl wird dann durch einen Strahlteiler 24 und eine Linse 25 auf eine optische Platte 26 gerichtet. Von der optischen Platte 26 reflektiertes Licht geht durch die Linse 25 in den Strahlteiler 24 zurück. Der Strahlteiler 24 umfaßt eine teilweise reflektierende Oberfläche, die unter einem Winkel bezüglich des Lichtstrahls angeordnet ist, so daß ein Teil des Strahls durch eine Linse 27 auf einen Photodetektor 28 reflektiert wird. Somit dient das Prismensystem nach dem Stand der Technik der Fig. 3 dazu, einen von der Oberfläche einer optischen Platte reflektierten Lichtstrahl zu zirkula­ risieren, zu achromatisieren und zu teilen, und zwar mittels zweier getrennter Prismen, wobei das erste Prisma 23 zwei getrennte Prismenkomponenten mit unterschiedlichen Bre­ chungsdispersionen besitzt und das zweite, Strahlteilungs­ prisma 24 zwei an einer teilweise reflektierenden Winkelver­ bindungsoberfläche verbundene Komponenten besitzt.

Wie oben beschrieben, leidet das in Fig. 3 gezeigte Sy­ stem unter bestimmten Problemen, insbesondere hinsichtlich der Ausrichtung der Prismen 23 und 24, um den Lichtstrahl richtig auf die Platte 26 und den Detektor 28 zu richten. Eine leichte Veränderung im Einfallswinkel des Lichtstrahls auf das Prisma 23 bewirkt, daß der Lichtstrahl das Prisma unter einer falschen Richtung verläßt, was bewirkt, daß das System versagt oder Fehler beim Lesen oder Schreiben von In­ formation auf die Platte 26 erzeugt. Darüberhinaus wird eine Änderung im Winkel des Strahlteilers 24 bezüglich des Licht­ strahls den reflektierten Strahl von der Linse 27 und/oder den Detektoren 28 weg fehlleiten, was wiederum ein Versagen des Systems oder Schreib/Lesefehler bewirkt. Daher müssen die Prismen 23 und 24 sorgfältig ausgerichtet werden, so daß der Lichtstrahl richtig sowohl auf die Platte 26 als auch auf die Detektoren 28 gerichtet wird.

Die vorliegende Erfindung stellt ein Prismensystem zur Verfügung, das die Ausrichtung des Lichtstrahls wesentlich vereinfacht, so daß er richtig auf die optische Platte und die Detektoren fokussiert wird. Wie in Fig. 1 gezeigt, um­ faßt das magneto-optische System 30 nach der vorliegenden Erfindung einen Festkörperlaser 32, der einen Lichtstrahl emittiert, der typischerweise im Querschnitt elliptisch ist. Der Lichtstrahl geht durch eine Kollimatorlinse 34 und tritt in ein achromatisches Expansionsprisma 36 ein, das ein er­ stes Prisma 38 umfaßt, das an einem konstanten Ablenkungs­ prisma 40 befestigt ist. Von dem Expansionsprisma 3 wird der Lichtstrahl durch eine Objektivlinse 42 auf eine optische Platte 44 reflektiert. Eine Spule 46 wird über einer gegen­ überliegenden Seite der optischen Platte 44 zum Anlegen ei­ nes Vormagnetisierungsfeldes an die Platte angeordnet. Von der optischen Platte 44 wird der Lichtstrahl durch die Ob­ jektivlinse 42 in das konstante Ablenkungsprisma 40 des Ex­ pansionsprismas 36 zurückreflektiert. Der Strahl wird durch eine Linse 48 auf einen Detektor 50 reflektiert. Zum Laser­ leistungssteuerung wird ein Teil des von dem Laser 32 in das Expansionsprisma 36 eindringenden Lichtstrahls aus dem er­ sten Prisma 38 durch eine Linse 52 auf einen Leistungssteue­ rungsdetektor 54 reflektiert. Der Leistungssteuerungsdetek­ tor 54 ist mit einem Laserleistungskontroller 56 verbunden, der durch Überwachung der Intensität des auf den Detektor 54 reflektierten Lichtes die an den Laser 32 angelegte Leistung steuert.

Unter Bezugnahme auf Fig. 2 wird das Expansionsprima 36 in größerem Detail beschrieben. Das Expansionsprisma umfaßt ein erstes Prisma 38, das mit einem konstanten Ablenkungs­ prisma 40 entlang einer Verbindungsoberfläche 60 verbunden ist. Die Prismen 38 und 40 bestehen aus Glas optischer Qua­ lität. Das Prisma 38 hat einen Dispersionswert (Dispersion des Brechungsindex), der von dem des konstanten Ablenkungs­ prismas 40 verschieden ist. Diese Dispersionswerte sind so ausgewählt, daß die Richtung in der der Lichtstrahl aus dem konstanten Ablenkungsprisma 40 austritt, konstant bleibt, unabhängig von der Wellenlänge des Lichtstrahls. Techniken zum Auswählen der richtigen Dispersionswerte, die zu einer achromatischen Lichtausgabe führen, sind in dem US-Patent Nr. 4 770 507 diskutiert, das hierin durch Bezugnahme mi­ taufgenommen wurde. Vorzugsweise besteht das erste Prisma 38 aus einem Glas mit niedriger Dispersion mit einer Abbe-Kon­ stanten größer als 55, während das konstante Ablenkungs­ prisma 40 aus Glas mit hoher Dispersion mit einer Abbe-Kon­ stanten von weniger als 40 besteht.

Der Lichtstrahl dringt in das erste Prisma durch eine Eintrittsoberfläche 62 unter einem Einfallswinkel γ ein. γ wird vorzugsweise so ausgewählt, daß der elliptische Strahl in einer Achse expandiert wird, so daß der Strahl zirkulari­ siert wird. Typischerweise liegt γ im Bereich von 65 bis 75°. Der Lichtstrahl geht durch das erste Prisma 38 zu einer Austrittsoberfläche 64, die mit einer Verbindungsoberfläche des konstanten Ablenkungsprismas 40 verbunden ist. Die Ver­ bindungsoberfläche 60 ist mit einem halb-transparenten, re­ flektiven Film beschichtet, der einen Teil des Lichtstrahls durch eine zweite Austrittsoberfläche des ersten Prismas 38 auf die Laserleistungssteuerungsdetektoren 54 (Fig. 1) lenkt. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist der halb-transparente, reflektive Film eine mehrschichtige, di­ elektrische Beschichtung. In einem bevorzugten Ausführungs­ beispiel werden etwa 20% des Lichtstrahls aus der zweiten Austrittsoberfläche 66 für die Zwecke der Laserleistungs­ steuerung reflektiert.

Der verbleibende Teil des Lichtstrahls, der nicht von der reflektierenden Verbindungsoberfläche reflektiert wird, geht durch die Austrittsoberfläche 64 und die Verbindungs­ oberfläche 60 in das konstante Ablenkungsprisma 40. Der Lichtstrahl wird auf eine reflektierende Oberfläche 68 ge­ richtet, die mit einer reflektierenden Schicht beschichtet ist, die üblicherweise eine mehrschichtige, dielektrische Beschichtung umfaßt. Der Lichtstrahl wird von der reflektie­ renden Schicht 68 in einer ersten Richtung auf die Objektiv­ linse 42 und die optischen Platte 44 reflektiert, wie in Fig. 1 gezeigt. Der Lichtstrahl tritt aus dem konstanten Ab­ lenkungsprisma 40 durch eine Übertragungsoberfläche 70 aus.

Der von der optischen Platte reflektierte Lichtstrahl kehrt in Ausrichtung mit der ersten Richtung in das kon­ stante Ablenkungsprisma 40 zurück und wird wiederum von der reflektierenden Oberfläche 68 auf die Verbindungsoberfläche 60 reflektiert. Die halbtransparente, reflektierende Be­ schichtung auf der Verbindungsoberfläche 60 reflektiert den Lichtstrahl auf die Detektoren 50 (Fig. 1) zum Zwecke des Lesens der auf der optischen Platte enthaltenen Information. Der Lichtstrahl verläßt das konstante Ablenkungsprisma 40 über eine Austrittsfläche 72 und geht zu den Detektoren in die zweite Richtung.

Das konstante Ablenkungsprisma 40 ist so aufgebaut, daß der Lichtstrahl solcherart reflektiert wird, daß der Winkel β zwischen den ersten und zweiten Richtungen konstant ist unabhängig von dem Winkel, unter dem der Lichtstrahl in das Prisma eintritt. In einem speziellen Ausführungsbeispiel ist der Winkel α zwischen der Übertragungsoberfläche 70 und der Verbindungsoberfläche 60 gleich dem Winkel zwischen der Aus­ trittsoberfläche 72 und der reflektierenden Oberfläche 68. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel stehen die ersten und zweiten Richtungen aufeinander senkrecht (β = 90°). In diesem Ausführungsbeispiel beträgt der Winkel θ zwischen der übertragenden Oberfläche 70 und der Austrittsoberfläche 72 ebenfalls 90°, und der Winkel α zwischen der Übertragungs­ oberfläche 70 und der Verbindungsoberfläche 60 beträgt 112,5°, wie auch der Winkel zwischen der Austrittsoberfläche 72 und der reflektierenden Oberfläche 68. Wenn sich auch die Verbindungsoberfläche 60 und die reflektierende Oberfläche 68 bis zu ihrem Schnittpunkt erstrecken könnten, könnte eine solche Anordnung eine brüchige Kante bilden, die leicht zer­ stört werden kann, was durch Bilden einer fünften Seite 74 auf dem konstanten Ablenkungsprisma 40, welche zwischen der Verbindungsoberfläche 60 und der reflektierenden Oberfläche 68 angeordnet ist, vermieden werden kann. Das konstante Ab­ lenkungsprisma ist daher in seiner Form fünfeckig (ein Pentaprisma), wie in Fig. 2B gezeigt. Es sollte klar sein, daß der Winkel β zwischen den ersten und zweiten Richtung aus einer Reihe von Winkeln ausgewählt werden kann, indem ein konstantes Ablenkungsprisma mit einer für die spezielle Konfiguration des magneto-optischen Systems geeigneten Geo­ metrie ausgewählt wird.

Das erste Prisma 38 ist so aufgebaut, daß es den richti­ gen Einfallswinkel γ für den Lichtstrahl auf der Ein­ trittsoberfläche 62 zum Erreichen einer Zirkularisierung und den richtigen Reflektionswinkel C von der Austrittsoberflä­ che 4 zu den Laserleistungssteuerungsdetektoren 54 durch die zweite Austrittsoberfläche 66 zur Verfügung stellt. Der Ein­ fallswinkel γ liegt üblicherweise zwischen 65 und 75°. In einem beispielhaften Ausführungsbeispiel ist die Aus­ trittsoberfläche unter einem Winkel D zwischen 60 und 70° zur Eintrittsoberfläche 62 angeordnet. Die Austrittsoberflä­ che des ersten Prismas 38 ist mittels eines Klebstoffes oder einer anderen bekannten Verbindungstechnik an der Verbin­ dungsoberfläche 60 des konstanten Ablenkungsprismas befe­ stigt.

Um das Prisma auszurichten, wird es so angeordnet, daß der Lichtstrahl entweder richtig auf die Objektivlinse 42 und die optische Platte 44 oder auf die Objektivlinse 48 und den Detektor 50 gerichtet ist. Sobald der Lichtstrahl entwe­ der in der ersten oder zweiten Richtung ausgerichtet ist, ist er automatisch in der anderen Richtung ausgerichtet, da der Winkel zwischen der ersten und der zweiten Richtung im­ mer konstant ist. Das Zentrieren und Ausrichten des gebün­ delten Strahls von der Linse 34 auf die Eintrittsoberfläche 62 des Prismas 38 unter dem Winkel γ beendet dann die opti­ sche Ausrichtung. Vorteilhafterweise, da die Achromatisie­ rung und Zirkularisierung von demselben Prisma durchgeführt werden, das auch die Strahlteilungsfunktion durchführt, ist kein getrenntes Ausrichten mehrfacher Prismen erforderlich. Darüber hinaus ist, da der Strahl beim Durchgang durch das Expansionsprisma achromatisiert ist, der Strahl beim Aus­ tritt aus dem konstanten Ablenkungsprisma immer richtig aus­ gerichtet, unabhängig von der Wellenlänge des Lichtstrahls. Der Lichtstrahl wird zirkularisiert, achromatisiert und sowohl zur optischen Platte als auch zu den Detektoren rich­ tig ausgerichtet, indem er nur durch ein einziges, inte­ griertes, kompaktes Prisma mit nur zwei Prismenkomponenten geht.

Die vorliegende Erfindung stellt somit ein Prismensystem zur Verwendung in einer magneto-optischen Platteneinheit zur Verfügung, das die Ausrichtungsprobleme in Systemen nach dem Stand der Technik stark verringert, weniger Komponenten und damit eine verbesserte Herstellbarkeit unter geringeren Ko­ sten besitzt und von kompakter Größe ist, die für kleine, optische Form-Faktor-Platteneinheiten geeignet ist
Während das Obige eine vollständige Beschreibung der be­ vorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung ist, können auch verschiedene Alternativen, Modifikationen und Äquiva­ lente verwendet werden. Daher sollte die obige Beschreibung nicht zur Einschränkung der Erfindung hergenommen werden, welche durch die beigefügten Patentansprüche definiert ist.

Claims (13)

1. Achromatisches Expansionsprisma in einer magneto­ optischen Platteneinheit, in dem ein Lichtstrahl aus einer Lichtquelle auf eine Information enthaltende Oberfläche ei­ ner optischen Platte (44) gerichtet wird und von dieser zu einem Detektor (50) reflektiert wird, wobei das achromati­ sche Expansionsprisma umfaßt:
ein erstes Prisma (38) mit einem ersten Dispersionswert, wo­ bei der Lichtstrahl auf eine Eintrittsoberfläche (62) des ersten Prismas unter einem ersten Winkel einfällt und das erste Prisma über eine Austrittsoberfläche (64) verläßt, wo­ bei das erste Prisma (38) zudem eine Verbindungsoberfläche (60) aufweist, die mit der Austrittsoberfläche (64), durch die der Lichtstrahl von dem ersten Prisma übertragen wird, verbunden ist, wobei die Verbindungsoberfläche mit einem halb-transparenten, reflektiven Film beschichtet ist, um ei­ nen Teil des Lichtstrahls zu reflektieren; und
ein konstantes Ablenkungsprisma (40), das an der Aus­ trittsoberfläche befestigt ist und einen zweiten Dispersi­ onswert besitzt, wobei das konstante Ablenkungsprisma den Lichtstrahl durch die Austrittsoberfläche (64) empfängt, in eine erste Richtung zur optischen Platte reflektiert und au­ ßerdem den von der optischen Platte reflektierten Licht­ strahl in eine zweite Richtung zum Detektor reflektiert, wo­ bei das konstante Ablenkungsprisma (40) eine Vielzahl seiner Oberflächen zum Reflektieren benutzt, wobei der Winkel zwi­ schen den ersten und zweiten Richtungen unabhängig vom er­ sten Winkel konstant ist und wobei die ersten und zweiten Dispersionswerte so ausgewählt sind, daß die ersten und zweiten Richtungen unabhängig von der Wellenlänge des Licht­ strahls sind.

2. Achromatisches Expansionsprisma nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das konstante Ablenkungsprisma umfaßt:
eine reflektierende Oberfläche (68) zum Reflektieren des Lichtstrahls, der in das konstante Ablenkungsprisma eintritt, in die erste Richtung;
eine Übertragungsoberfläche (70), durch die der Lichtstrahl von der reflektierenden Oberfläche zur optischen Platte übertragen wird; und
eine Austrittsoberfläche (72), durch die der Lichtstrahl, der von der optischen Platte übertragen wird, in die zweite Richtung zum Detektor reflektiert wird.

3. Achromatisches Expansionsprisma nach Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der von der optischen Platte re­ flektierte Lichtstrahl durch die Übertragungsoberfläche (60) in das konstante Ablenkungsprisma eintritt und von der re­ flektierenden Oberfläche (68) auf den reflektierenden Film auf der Verbindungsoberfläche reflektiert wird, der teil­ weise den Lichtstrahl durch die Austrittsoberfläche (72) zum Detektor (50) reflektiert.

4. Achromatisches Expansionsprisma nach Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, daß das erste Prisma eine zweite Aus­ trittsoberfläche (66) umfaßt, wobei ein Teil des von dem re­ flektierenden Film auf der Verbindungsoberfläche (60) re­ flektierten Lichtstrahls durch die zweite Austrittsoberflä­ che zu einem Leistungssteuerungsdetektor (54) reflektiert wird.

5. Achromatisches Expansionsprisma nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß die Übertragungsoberfläche (70) an die Verbindungsoberfläche (60) unter einem zweiten Winkel angrenzt und daß die Austrittsoberfläche (72) unter einem dritten Winkel an die reflektierende Oberfläche (68) an­ grenzt, wobei die zweiten und dritten Winkel gleich sind.

6. Achromatisches Expansionsprisma nach Anspruch 2, da­ durch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Richtungen senkrecht zueinander sind.

7. Achromatisches Expansionsprisma nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten und dritten Winkel gleich 112,5° sind.

8. Achromatisches Expansionsprisma nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß der Lichtstrahl vor dem Eintreten in das erste Prisma elliptisch ist, wobei der erste Winkel so ausgewählt ist, daß der Lichtstrahl kreisförmig gemacht wird.

9. Achromatisches Expansionsprisma nach Anspruch 1, da­ durch gekennzeichnet, daß das erste Prisma eine Abbe-Kon­ stante größer als 55 und das zweite Prisma eine Abbe-Kon­ stante kleiner als 40 besitzt.

10. Optisches System für eine magneto-optische Platten­ einheit zum Lesen und Schreiben von Information auf eine ma­ gneto-optische Platte (44), wobei das optische System um­ faßt:
einen Laser (32), der einen Lichtstrahl zum Reflektieren auf einer Oberfläche der Platte erzeugt;
einen Detektor (50) zum Detektieren des von der Platte reflektierten Lichtstrahls, und
ein achromatisches Expansionsprisma nach Anspruch 1, das zwischen dem Laser und der Platte angeordnet ist.

11. Optisches System nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Laser einen Lichtstrahl mit einem ellipti­ schen Querschnitt erzeugt, wobei der erste Winkel so ausge­ wählt wird, daß der Lichtstrahl kreisförmig gemacht wird.

12. Optisches System nach Anspruch 4, dadurch gekenn­ zeichnet, daß es außerdem umfaßt:
einen mit dem Laser verbundenen Kontroller (56), zum Steuern der an den Laser angelegten Leistung; und
einen Leistungssteuerungsdetektor (54), der mit dem Kon­ troller verbunden ist, wobei ein Teil des Lichtstrahls von dem ersten Prisma auf den Leistungssteuerungsdetektor re­ flektiert wird, wobei der Kontroller die Laserleistung ent­ sprechend der von dem Leistungssteuerungsdetektor festge­ stellten Lichtintensität steuert.

13. optisches System nach Anspruch 10, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das erste Prisma eine Abbe-Konstante größer als 55 und das zweite Prisma eine Abbe-Konstante kleiner als 40 besitzt.