DE69123523T2

DE69123523T2 - Optischer Kopf für magnetooptisches Aufzeichnungs-/Wiedergabegerät

Info

Publication number: DE69123523T2
Application number: DE69123523T
Authority: DE
Inventors: Osamu Koyama
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1990-09-13
Filing date: 1991-09-12
Publication date: 1997-04-24
Anticipated expiration: 2011-09-13
Also published as: EP0475765B1; US5293569A; EP0475765A1; DE69123523D1

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Bereich der Erfindung

Die Erfindung bezieht sich auf ein magnetooptisches Aufzeichnungs-/Wiedergabegerät und insbesondere auf einen optischen Kopffür ein magnetooptisches Aufzeichnungs- /Wiedergabegerät, bei dem ein Überschreiben und ein Nachprüfen unmittelbar nach den Aufzeichnen gleichzeitig durch eine einzige Laserstrahiquelle durchgeführt werden kann.

Zugehöriger Stand der Technik

Wie in der japanischen Patentoffenlegungsschrift 51- 107121 offenbart ist, ist eine überschreibbare nagnetooptische Platte vorgeschlagen worden, die ein System einsetzt, um ein magnetisches Feld in die Übereinstiinmung mit der aufzuzeichnenden Information zu modulieren, das auf ein nagnetooptisches Aufzeichnungsmedium aufgebracht wird. Auch die japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 64-82348 schlägt beispielhaft ein optisches Plattengerät vor, bei dem zusätzlich zu dem obigen System eine Vielzahl Strahlen zum Aufzeichnen und Verifizieren über einer Spur angeordnet ist, um alle Schritte des Löschens - Aufzeichnens und Wiedergebens zu ermöglichen, während eine Platte eine Umdrehung macht, mit dem Ziel, eine Datenverarbeitungsgeschwindigkeit für magnetooptische Platten zu verbessern.
Der Stand der Technik wird nun unter Bezugnahme auf die Fig. 1 und 2 beschrieben. In Fig. 1 ist durch 1 eine magnetooptische Platte als ein sich drehender Aufzeichnungsträger bezeichnet, der auf einem plattenartigen transparenten Substrat 10 ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium (Film) 101 mit einer magnetooptischen Wirkung und einen Schutzfilm 102 hat. Licht, das von einer Lichtquelle ausgesendet wird, die beispielsweise einen Halbleiterlaser 2 aufweist, wird durch eine Kollimatorlinse 3 in einen parallelen Strahl und dann durch ein strahlformendes optisches System 4 in einen Strahl mit einer kreisförmigen Verteilung der Lichtintensität umgewandelt. Nachfolgend wird das Licht durch ein Beugungsgitter 5 in eine Vielzahl Strahlen aufgeteilt (d.h., drei Strahlen der Oten und + 1ten Ordnung), die durch einen Strahlteiler 6 in eine Kondensorlinse 7 eintreten. Die durch die Linse 7 gesammelten Strahlen treffen auf die Platte 1 von der Seite des Plattensubstrats 103, um kleine Flecke mit ungefähr 1 µm Durchmesser auf dem Aufzeichnungsfum 101 zu bilden. Die Kondensorlinse 7 ist an einem Stellglied 8 angebracht, so daß der Brennpunkt immer auf dem Aufzeichnungsfiln vertikalen Ablenkungen der Platte 1 folgend ist und die Flecke immer auf einer gewünschten Spur sind, die dem exzentrischen Versatz der Informationsaufzeichnungsspuren der Platte folgt. Das von der Platte 1 reflektierte Licht tritt durch die Kondensorlinse 7 und wird durch den Strahlteiler 6 reflektiert, um zu einem signalerfassenden optischen System 9 geleitet zu werden, um ein nagnetooptisches Signal und optische Fleckregelsignale in Beziehung zu einer Brennpunktabweichung, einer Spurabweichung usw. zu erfassen.
Fig. 2 zeigt jeweilige Lichtflecke auf dem Aufzeichnungsfilm und die Intensität dieser Lichtflecke während Aufzeichnungs- und Wiedergabezeitspannen. Die folgende Beschreibung erfolgt in Verbindung mit dem Fall, in dem drei Lichtflecke durch das Beugungsgitter gebildet sind. Ein mittiger Fleck SP&sub2; entspricht dem gebeugten Licht der Oten Ordnung, während SP&sub1; und SP&sub3; dem gebeugten Licht der + iten Ordnung entspricht. Unter der Annahme einer Plattendrehrichtung in der gezeigten Richtung treten die Lichtflecke SP&sub3;, SP&sub2;, SP&sub1; in dieser Ordnung über einige Punkte auf der Platte. Entsprechend ist es möglich, SP&sub2; einem Aufzeichnungs-/Löschfleck und SP&sub1; einem Wiedergabefleck zur Fehlerüberprüfung zuzuweisen. Das Lichtintensitätsverhältnis eines Flecks gegenüber den anderen ist so gesetzt, daß während der Aufzeichnungszeitspanne der Wiedergabefleck eine Wiedergabeleistung hat und der Aufzeichnungs-/Löschfleck eine Aufzeichnungsleistung hat. Diese Vorgabe kann wahlweise bestimmt werden, indem der Aufbau des Beugungsgitters 5 verändert wird. Wenn beispielsweise die Wiedergabeleistung 1 mW ist und die Aufzeichnungsleistung 7 mW ist, ist es für das Lichtintensitätsverhältnis nur erforderlich, daß es 1 : 7 annimmt.
Fig. 2 zeigt auch eine Strahlungsleistung der Laserstrahiquelle während den Zeitspannen der Wiedergabe und der Aufzeichnung. Während der Wiedergabezeitspanne wird der Laser 2 betrieben, um einen Strahl mit geringer Leistung Pr auszusenden. Zu diesem Zeitpunkt hat SP&sub2; die Wiedergabeleistung, um (a) ein magnetooptisches Signal wiederzugeben, (b) um ein Signal der Adreßinformation oder ähnliches in Fall der Verwendung von Platten wiederzugeben, so daß die Information zunächst in der Form von zerklüfteten Grübchen gebildet wird, (c) um ein Brennpunktabweichungssignal zu erfassen und (d) um ein Spurabweichungssignal zu erfassen. SP&sub1; wird wegen der geringen Leistung hierbei nicht verwendet.
Als nächstes wird während der Aufzeichnungszeitspanne der Laser 2 betrieben, um einen Strahl mit einer hohen Leistung PW auszusenden. Zu diesem Zeitpunkt dient SP&sub2; als ein Lichtfleck zum Aufzeichnen/Löschen, d.h. zum Überschreiben. Bei Bestrahlung durch den Laserstrahl mit hoher Leistung steigt die Temperatur des Aufzeichnungsfilms 101, um einen Magnetisierungsgrad und eine Koerzitivkraft herabzusetzen. Bei dieser Gelegenheit, wenn ein magnetisches Feld durch einen magnetischen Kopf 10 aufgebracht wird, dessen Polarität in Abhängigkeit der aufzuzeichnenden Information umgekehrt wird, wird der Aufzeichnungsfilm 101 in der Richtung des aufgebrachten magnetischen Feldes dauerhaft magnetisiert, während er gekühlt wird. Da die vorherige Information aufgrund eines Temperaturanstiegs des Aufzeichnungsfilms 101 gelöscht ist, ist es möglich, gleichzeitig alte Information zu löschen und neue Information aufzuzeichnen, d.h., ein Überschreiben durchzuführen. Während der Aufzeichnungszeitspanne erfaßt SP&sub2; auch sowohl das Brennpunktabweichungssignal als auch das Spurabweichungssignal. Andererseits hat SP&sub1; nun die Wiedergabeleistung und dient somit zur Wiedergabe des magnetooptischen Signals zur Fehlerüberprüfung unmittelbar nach dem Aufzeichnen.
Das optische System 9 zur Signalerfassung wird als nächstes erläutert. Beim dargestellten Stand der Technik wird das magnetooptische Signal durch ein optisches System zur Unterschiedserfassung erfaßt, das eine Halbwellenplatte 901 und einen Polarisationsstrahlteiler 903 aufweist. Das Brennpunktabweichungssignal wird unter Verwendung einer Linse 902 und Lichtdetektoren 904, 905 erfaßt, die an jeweiligen Positionen angeordnet sind, die vor und hinter dem Brennpunkt um denselben Abstand beabstandet sind, wodurch das Brennpunktabweichungssignal aus Veränderungen der Größe der Lichtflecke auf den Lichtdetektoren erhalten wird. Desweiteren wird das Spurabweichungssignal durch die sogenannte Gegentakttechnik erfaßt.
Bei dem obigen Stand der Technik ist jedoch, weil das Beugungsgitter 5 verwendet wird, um den Aufzeichnungs-/Lösch(Überschreib-)Fleck SP&sub2; und den Wiedergabe- (Verifizierungs-) Fleck SP&sub1; zur Fehlerüberprüfung zu erzeugen, der Fleck SP&sub3; erzeugt worden, der für den speziellen Zweck nicht notwendig ist. Dadurch wird die aus dem Halbleiterlaser 2 ausgestrahlte Lichtmenge in Höhe eines Betrags verschwendet, der dem Fleck SP&sub3; zuzuordnen ist, wodurch ein Halbleiterlaser mit einer höheren Ausgangsleistung und eine Kondensorlinse 3 mit einer höheren numerischen Apertur erforderlich ist, um den verschwendeten Lichtbetrag auszugleichen.
Darüber hinaus ist eine Winkeleinstellung zum Setzen der mehreren Flecke von dem Beugungsgitter 5 auf dieselbe Spur zeitverschwendend und daher kostenintensiv.
Aufgrund von Herstellfehlern des Beugungsgitters 5 ist auch sehr schwierig, ein Lichtbetragsverhältnis des Überschreibflecks SP&sub2; gegenüber dem Verifizierungsfleck SP&sub1; und einen Abstand zwischen diesen beiden Flecken auf der Spur konstant zu halten.
Außerdem hat die Erfassung des magnetooptischen Signals komplexe und teuere optische Teile wie beispielsweise die Halbwellenplatte 901 und den Polarisationsstrahlteiler 903 erfordert.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Angesichts der vorangehenden Probleme des Stands der Technik ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung die Schaffung eines preisgünstigen und kompakten optischen Systems zum Erfassen eines magnetooptischen Signals, das die Lichtmenge von einem Halbleiterlaser in vorbestimmten Mengen präzise ohne jegliche Verschwendung dem Überschreibfleck SP&sub2; und dem Verifizierungsfleck SP&sub1; zuweisen kann, und das einfach bein Ausrichten der beiden Flecke auf einer Spur ist.
Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein optischer Kopf mit folgenden Bauteilen geschaffen:
einem Halbleiterlaser,
einer Objektlinse zum Konzentrieren und Fokusieren des Lichts von dem Halbleiterlaser auf ein magnetooptisches
Aufzeichnungsmedium,
gekennzeichnet durch,
ein optisches Element, das in einer optischen Bahn von dem Halbleiterlaser zur Objektlinse angeordnet ist&sub1; wobei das optische Element drei Prisnen aufweist, wobei das erste und zweite Prisma aus einen einachsigen Kristall hergestellt sind;
wobei der Halbleiterlaser so angeordnet ist, daß die Polarisationsrichtung des von dem Haibleiterlaser ausgesendeten Lichtstrahls um einen vorbestimmten Winkel von der optischen Achse des einachsigen Kristalls des ersten Prismas geneigt ist;
wobei das optische Element so angeordnet ist, daß der von dem Halbleiterlaser ausgesendete Lichtstrahl durch eine erste Endfläche des ersten Prismas eintritt, ein Teil des Lichtstrahls durch eine zweite Endfläche des ersten Prismas reflektiert wird, um aus einer dritten Endfläche zur Trennung in einen ersten und zweiten Lichtstrahl auszutreten, deren Polarisationsrichtungen senkrecht zueinander sind, wobei die optische Achse des einachsigen Kristalls des ersten Prismas nahezu mit der Ausbreitungsrichtung des reflektierten Lichtstrahls von der zweiten Endfläche zusammenfällt,
wobei der erste und zweite Lichtstrahl, die aus dem ersten Prisma austreten, durch die Objektlinse als ein erster und zweiter Lichtfleck auf das magnetooptische Aufzeichnungsmedium fokusiert werden;
wobei der optische Kopf so angeordnet ist, daß der erste und zweite reflektierte Lichtstrahl aus dem magnetooptischen Aufzeichnungsmedium in das erste Prisma durch dessen dritte Endfläche eintreten, um teilweise durch dessen zweite Endfläche durchzutreten, um in das zweite Prisma durch dessen ersten Endfläche einzutreten, die mit der zweiten Endfläche des ersten Prismas verbunden ist, so daß er von einer zweiten Endfläche des zweiten Prismas ausgesendet wird, um in das dritte Prisma durch dessen erste Endfläche einzutreten, die mit der zweiten Endfläche des zweiten Prismas verbunden ist, und dann aus der zweiten Endfläche des dritten Prismas auszutreten, so daß die beiden reflektierten Lichtstrahlen jeweils in zwei austretende Lichtstrahlen aufgeteilt sind, deren Polarisationsrichtungen senkrecht aufeinanderstehen, wobei der erste reflektierte Lichtstrahl in einen ersten und zweiten austretenden Lichtstrahl aufgeteilt ist, und der zweite reflektierte Lichtstrahl in einen dritten und vierten austretenden Lichtstrahl aufgeteilt ist und;
wobei das zweite Prisma so angeordnet ist, daß die optische Achse des einachsigen Kristalls des zweiten Prismas unter einem Winkel von 45º bezüglich der Polarisationsrichtungen des ersten und zweiten Lichtstrahls geneigt ist, die aus der dritten Endfläche des ersten Prismas austreten, wobei der optische Kopf desweiteren
Lichtdetektoren umfaßt, um den ersten, zweiten, dritten und vierten austretenden Strahl von dem dritten Prisma zu erfassen.
Das dritte Prisma kann aus Glas hergestellt sein. Alternativ kann das dritte Prisma aus einem einachsigen Kristall hergestellt sein.
Gemäß einem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist ein optischer Kopf geschaffen mit folgenden Bauteilen:
einem Halbleiterlaser,
einer Objektlinse zum Konzentrieren und Fokusieren des Lichts von dem Haibleiterlaser auf ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium,
gekennzeichnet durch
ein optisches Element, das in einer optischen Bahn von dem Halbleiterlaser zu der Objektlinse angeordnet ist, wobei das optische Element vier Prismen aufweist, wobei das erste, dritte und vierte Prisma aus einem einachsigen Kristall hergestellt sind und das zweite Prisma aus Glas hergestellt ist,
wobei das erste Prisma eine optische Achse hat, die in einer Ebene liegt, die senkrecht zur Richtung der Ausbreitung des Lichtstrahls ist, der von dem Halbleiterlaser ausgesendet wird, wobei die Polarisationsrichtung des von dem Halbleiterlaser ausgesendeten Lichtstrahls um einen vorbestimmten Winkel von der optischen Achse des einachsigen Kristalls geneigt ist;
wobei die Prismen so angeordnet sind, daß der von dem Halbleiterlaser ausgesendete Lichtstrahl durch eine erste Endfläche des ersten Prismas eintritt, teilweise durch eine zweite Endfläche des ersten Prismas hindurchtritt, in das zweite Prisma durch dessen erste Endfläche eintritt, die mit der zweiten Endfläche des ersten Prismas verbunden ist, und dann aus der zweiten Endfläche des zweiten Prismas austritt, um in einen ersten und zweiten Lichtstrahl aufgeteilt zu werden, deren Polarisationsrichtungen senkrecht zueinander sind;
wobei die Objektlinse so angeordnet ist, daß der erste und zweite Lichtstrahl fokusiert werden, die aus dem zweiten Prisma austreten, um einen ersten und zweiten Lichtfleck auf dem magnetooptischen Aufzeichnungsmedium zu bilden, wobei die Polarisationsrichtungen des ersten und zweiten Lichtflecks entweder nahezu parallel oder senkrecht zu einer Spur auf dem Aufzeichnungsmedium sind;
wobei ein erster und zweiter reflektierter Lichtstrahl von dem magnetooptischen Auf zeichnungsmedium so angeordnet ist, daß er in das zweite Prisma durch dessen zweite Endfläche eintritt, um an der ersten Endfläche des zweiten Prismas teilweise reflektiert zu werden und aus einer dritten Endfläche des zweiten Prismas auszutreten;
wobei der erste und zweite reflektierte Lichtstrahl, die aus der dritten Endfläche des zweiten Prismas austreten, so angeordnet sind, daß sie in ein Verbundelement eintreten, das aus dem dritten und vierten Prisma zusammengesetzt ist, die miteinander verbunden sind,
wobei das dritte Prisma eine optische Achse hat, die unter 45º bezüglich der Polarisationsrichtungen des ersten und zweiten reflektierten Lichtstrahls geneigt ist, die aus der dritten Endfläche des zweiten Prismas austreten, wobei das vierte Prisma eine optische Achse hat, die senkrecht zur optischen Achse des zweiten Prismas ist, so daß die beiden reflektierten Lichtstrahlen jeweils in zwei austretende Lichtstrahlen aufgeteilt werden, deren Polarisationsrichtungen senkrecht zueinander sind, wobei der erste reflektierte Lichtstrahl in einen ersten und zweiten austretenden Lichtstrahl aufgeteilt wird und der zweite reflektierte Lichtstrahl in einen dritten und vierten austretenden Lichtstrahl aufgeteilt wird;
wobei der optische Kopf desweiteren
Lichtdetektoren aufweist, die den ersten, zweiten, dritten und vierten austretenden Lichtstrahl von dem vierten Prisma erfassen.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHKUNGEN

Fig. 1 und 2 sind Diagramme zum Erläutern eines optischen Systems für ein magnetooptisches Aufzeichnungs- Wiedergabegerät des Stands der Technik.
Fig. 3 ist ein Diagramm zum Erläutern einer Anordnung eines optischen Systems für ein magnetooptisches Aufzeichnungs-/Wiedergabegerät der vorliegenden Erfindung.
Fig. 4 ist ein Diagramm zur Erläuterung der polarisierten Richtung eines Halbleiterlasers in dem optischen System der vorliegenden Erfindung.
Fig. 5 ist ein Diagramm zum Erläutern, wie ein Lichtstrahl in dem optischen System der vorliegenden Erfindung aufgeteilt wird.
Fig. 6(1) bis 6(4) sind Diagramme zum Erläutern einer Weise, in der ein magnetooptisches Signal in dem optischen System der vorliegenden Erfindung erfaßt wird.
Fig. 7 ist ein Diagramm eines Ausführungsbeispiel eines Geräts für magnetooptische Platten, das das optische System der vorliegenden Erfindung verwendet.
Fig. 8 ist ein Diagramm zum Erläutern von Flecken auf einer Spur bei dem Gerät für magnetooptische Platten der Fig. 7.
Fig. 9 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Erfassungssystems für Informationssignale bei dem Gerät für magnetooptische Platten der Fig. 7.
Fig. 10 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Erfassungssystems für Servosignale bei dem Gerät für nagnetooptische Platten genäß Fig. 7.
Fig. 11 ist ein Diagramm eines anderen Ausführungsbeispiels eines Geräts für magnetooptische Platten, das das optische System der vorliegenden Erfindung verwendet.
Fig. 12 ist ein Diagramm zum Erläutern einer anderen Anordnung eines optischen Systems für das magnetooptische Aufzeichnungs-/Wiedergabegerät der vorliegenden Erfindung.
Fig. 13 ist ein Diagramm zum Erläutern der polarisierten Richtung des Halbleiterlasers in dem optischen System der vorliegenden Erfindung, das in Fig. 12 gezeigt ist.
Fig. 14 ist ein Diagramm zum Erläutern, wie ein Lichtstrahl in dem optischen System der vorliegenden Erfindung, das in Fig. 12 gezeigt ist, aufgeteilt wird.
Fig. 15 (1) bis (4) sind Diagramme zum Erläutern einer Weise, in der ein magnetooptisches Signal in dem optischen System der vorliegenden Erfindung, das in Fig. 12 gezeigt ist, erfaßt wird.
Fig. 16 ist ein Diagramm eines Ausführungsbeispiels eines Geräts für magnetooptische Platten, das das in Fig. 12 gezeigte optische System der vorliegenden Erfindung verwendet.
Fig. 17 ist ein Diagramm zum Erläutern von Flecken auf einer Spur des Geräts für magnetooptische Platten der Fig. 16.
Fig. 18 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Erfassungssystems für Informationssignale bei dem Gerät für magnetooptische Platten der Fig. 16.
Fig. 19 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Erfassungssystems für Servosignale bei dem Gerät für magnetooptische Platten der Fig. 16.
Fig. 20 ist ein Diagramm eines anderen Ausführungsbeispiels des Geräts für magnetooptische Platten, das das in Fig. 12 gezeigte optische System der vorliegenden Erfindung verwendet.
Fig. 21 ist ein Diagramm eines noch anderen Ausführungsbeispiels des Geräts für magnetooptische Platten, das das in Fig. 12 gezeigte optische System der vorliegenden Erfindung verwendet.
Fig. 22 ist ein Diagramm eines noch anderen Ausführungsbeispiels des Geräts für magnetooptische Platten, das das in Fig. 12 gezeigte optische System der vorliegenden Erfindung verwendet.
Fig. 23 ist ein Diagramm zum Erläutern einer noch anderen Anordnung eines optischen Systems für das magnetooptische Aufzeichnungs-/Wiedergabegerät der vorliegenden Erfindung.
Fig. 24 ist ein Diagramm zum Erläutern der polarisierten Richtung eines Halbleiterlasers in dem in Fig. 23 gezeigten optischen System der vorliegenden Erfindung.
Fig. 25 ist ein Diagramm zum Erläutern, wie ein Lichtstrahl in dem in Fig. 23 gezeigten optischen System der vorliegenden Erfindung aufgeteilt wird.
Fig. 26(1) bis (4) sind Diagramme zum Erläutern einer Weise, in der ein magnetooptisches Signal bei dem in Fig. 23 gezeigten optischen System der vorliegenden Erfindung erfaßt wird.
Fig. 27 ist ein Diagramm eines Ausführungsbeispiels eines Geräts für magnetooptische Platten, das das in Fig. 23 gezeigte optische System der vorliegenden Erfindung verwendet.
Fig. 28 ist ein Diagramm zum Erläutern von Flecken auf einer Spur eines Geräts für magnetooptische Platten der Fig. 27.
Fig. 29 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Erfassungssystems für Informationssignale in dem Gerät für magnetooptische Platten der Fig. 27.
Fig. 30 ist ein Diagramm zum Erläutern eines Erfassungssystens für Servosignale in dem Gerät für magnetooptische Platten der Fig. 27.
Fig. 31 ist ein Diagramm eines anderen Ausführungsbeispiels des Geräts für magnetooptische Platten, das das in Fig. 23 gezeigte optische System der vorliegenden Erfindung verwendet.
Fig. 32 ist ein Diagramm eines noch anderen Ausführungsbeispiels des Geräts für magnetooptische Platten, das das in Fig. 23 gezeigte optische System der vorliegenden Erfindung verwendet.
Fig. 33 ist ein Diagramm eines noch anderen Ausführungsbeispiels des Geräts für magnetooptische Platten, das das in Fig. 23 gezeigte optische System der vorliegenden Erfindung verwendet.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Ein optisches Systen für magnetooptisches Aufzeichnungs- Iwiedergabegerät der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Figuren 3 bis 7 beschrieben.
Wie in Fig. 3 gezeigt ist, weist das optische System der vorliegenden Erfindung ein Verbundelement 16 auf, das aus zwei rechtwinkligen Prismen 16-1, 16-2 aus einachsigen Kristallen und aus einem rechtwinkligen Glasprisma 16-3 besteht, die niteinander verbunden sind. Ein Halbspiegel 16-4 ist auf die Verbindungsfläche zwischen 16-1 und 16-2 aufgedampft. Ein Lichtstrahl 18 von einem (nicht gezeigten) Halbleiterlaser 2 tritt in das rechtwinklige Prisma 16-1 aus einachsigern Kristall ein. Unter der Annahme, daß eine P- polarisierte Richtung und eine S-polarisierte Richtung für die Verbindungsfläche zwischen 16-1 und 16-2 so definiert sind, wie in einem Koordinatensystem 17 gezeigt ist, ist die polarisierte Richtung des Lichtstrahls um αº gegenüber der P- Achse geneigt. Die optische Achse (Brechungsindex ne für außerordentliche Strahlen) des einachsigen Kristalls 16-1 ist beispielsweise in einer Richtung der P-Achse und wird als e- Achse bezeichnet. In ähnlicher Weise herrscht in der Richtung der S-Achse ein Brechungsindex no für ordentliche Strahlen und wird als o-Achse bezeichnet. Der Lichtstrahl 18 (mit einer Amplitude A), der auf 16-1 einfällt, wird so angenommen, daß er zwei Amplitudenkomponenten 27-1 und 27-2 hat, wie in Fig. 4 gezeigt ist:
Richtung der e-Achse: Acosα ... (1)
Richtung der o-Achse: Asinα ... (2)
Die Amplitudenkomponente 27-1 in der Richtung der e-Achse wird einer Wirkung des Brechungsindex ne für außerordentliche Strahlen unterworfen und die Amplitudenkomponente 27-2 in der Richtung der o-Achse wird einer Wirkung des Brechungsindex n für ordentliche Strahlen unterworfen, so daß der einfallende Lichtstrahl durch das Kristall vordringt, während er in ein elliptisch polarisiertes Licht umgewandelt wird.
Ein Lichtstrahl 20, der durch den Halbspiegel 16-4 reflektiert wird, wird einer Wirkung des Brechungsindex no für ordentliche Strahlen in sowohl der Richtung der P- als auch der S-Achse unterworfen, wie in einem Koordinatensystem 21 gezeigt ist. Von dem Lichtstrahl 18 hat daher der Strahl, der einer Wirkung des Brechungsindex für außerordentliche Strahlen unterworfen ist, einen unten angebenen Austrittswinkel θ&sub1;&sub1; nach dem Snelltschen Gesetz, unter Vorgabe eines Einfallswinkels auf den Halbspiegel 16-4 zu θo:
no sinθ&sub1;&sub1; = ne sinθo
Auch ein Austrittswinkel θ&sub1;&sub2; des Strahls, der einer Wirkung des Brechungsindex für ordentliche Strahlen unterworfen ist, wird angegeben durch:
Es wurde so herausgefunden, daß die obigen beiden Strahlen in zwei polarisierte Lichtstrahlen aufgeteilt werden, die senkrecht aufeinander stehen. Dieses Verhalten ist in Fig. 5 gezeigt. Insbesondere wird von dem Lichtstrahl 18 der Strahl, der der Wirkung des Brechungsindex für außerordentliche Strahlen unterworfen wird, als ein P-polarisierter Lichtstrahl 20-2 mit dem Austrittswinkel θ&sub1;&sub1; ≠ θο reflektiert, während der Strahl, der der Wirkung des Brechungsindex für ordentliche Strahlen unterworfen ist, als ein s-polarisierter Lichtstrahl 20-1 mit dem Austrittswinkel von θ&sub1;&sub2; = θο reflektiert wird.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 sind unter der Annahme, daß Quarz als der einachsige Kristall ausgewählt ist, der Brechungsindex ne für außerordentliche Strahlen und der Brechungsindex no für ordentliche Strahlen jeweils 1,54749 und 1,53859 bei der Halbleiterlaserwellenlänge λ= 790 nm und der Einfallswinkel θo ist beispielsweise 45º, so daß die Austrittswinkel angegeben werden durch:
θ&sub1;&sub1; = 45,33240
θ&sub1;&sub2; = θο = 45º
Ein sich ergebender Teilungswinkel der beiden Strahlen in Luft wird ungefähr 0,51º. Auf diese Weise ist der Teilungswinkel durch die Brechungsindizes für außerordentliche Strahlen und ordentliche Strahlen bestimmt, mit dem Ergebnis, daß ihre Schwankungen aufgrund von Herstellkosten und anderen Ursachen sehr klein sind. θο kann frei auf jeden Winkel in der Nähe von 45º gewählt werden. Er kann beispielsweise so gewählt werden, daß die Bildwinkel von sowohl dem Überschreibstrahl als auch dem Verifizierungsstrahl bezüglich einer (nicht gezeigten) Objektlinse zum Konzentrieren von Lichtflecken auf eine magnetooptische Platte als ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium nahezu gleich zueinander sind. Darüber kann die Austrittsendfläche von 16-1 in Bereich zwischen 1 bis 20 geneigt sein, so daß Lichtstrahlen, die von der Strahlaustrittsfläche von 16-1 zurückkehren, nicht in (nicht gezeigte) Lichtdetektoren eintreten.
Das Lichtbetragsverhältnis der reflektierten Lichtstrahlen 20-1 bis 20-2 kann durch Veränderung von α gewählt werden. Das Lichtbetragsverhältnis des Überschreibflecks gegenüber dem Verifizierungsfleck wird aus den obigen Gleichungen (1) und (2) wie folgt ausgedrückt:
1/tan² α
Das Lichtbetragsverhältnis wird in Abhängigkeit der Genauigkeit von α bestimmt und kann somit einfach und genau eingestellt werden. Wenn ein Lichtbetragsverhältnis von 7 gewünscht ist, ist es beispielsweise erforderlich α auf 20,7º zu setzen. In diesem Fall ist der Überschreibfleck P- polarisiertes Licht und der Verifizierungsfleck S- polarisiertes Licht. Natürlich kann durch Auswahl von α zu einem Winkel in der Nähe von 90º die obige Beziehung umgekehrt werden, so daß der Überschreibfleck S-polarisiertes Licht und der Verifizierfleck P-polarisiertes Licht ist.
Obwohl 16-4 als ein Halbspiegel aus Gründen der Kürze erläutert ist, ist die vorliegenden Erfindung nicht auf den Halbspiegel beschränkt. Unter der Annahme, daß das Reflektionsvermögen für die Amplitude des P-polarisierten Lichts gleich γp und das Reflektionsvermögen für die Amplitude des S-polarisierten Lichts gleich γS ist, werden die obigen Gleichungen (1) und (2) umgeschrieben in:
Richtung der e-Achse: Aγpcosα ... (1')
Richtung der o-Achse: Aγ&sub5;sinα ... (2')
Aus diesen Gleichungen (1') und (2') ergibt sich das Lichtbetragsverhältnis zu:
Entsprechend kann das Lichtbetragsverhältnis frei gewählt werden, indem das Reflektionsvemögen γp für die Amplitude des P-polarisierten Lichts, das Reflektionsvermögen γs für die Amplitude des S-polarisierten Lichts und die Neigung α bezüglich der optischen Achse des einfallenden Lichtstrahls 18 verändert wird. 16-4 kann entweder ein nicht polarisierender Strahlteiler (γp² = γs²) oder ein polarisierender Strahlteiler (γp² ≠ γs²) sein. Desweiteren kann bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3, wenn γp² auf einen relativ großen Wert gesetzt ist, der Lichtstrahl von dem Halbleiterlaser wirkungsvoll während einer Zeitspanne des Überschreibens verwendet werden.
Wie oben erläutert ist, können dadurch, daß der Einfallslichtstrahl in das rechtwinklige Prisma 16-1 aus einachsigem Kristall eintritt, dessen Polarisationsebene um einen vorbestimmten Winkel zur optischen Achse geneigt ist, und daß der durch den Halbspiegel reflektierte Lichtstrahl wieder in den Kristall eingeführt wird, der Überschreibfleck und der Verifizierungsfleck voneinander mit einem gewünschten Lichtbetragsverhältnis geteilt werden.
Es folgt die Beschreibung der Erfassung eines magnetooptischen Signals durch das optische System der vorliegenden Erfindung. Es wird angenommen, daß in den Figuren 3 und 5 die durch die (nicht gezeigte) magnetooptische Platte reflektierten Lichtstrahlen 22-1 und 22-2 sind. Genauer gesagt ist 22-2 ein Überschreibstrahl, der verwendet wird, um das nagnetooptische Signal während einer Zeitspanne wiederzugeben, während der normale Daten gelesen werden. 22-1 ist ein Verifizierungsstrahl, der verwendet wird, um das magnetooptische Signal unmittelbar nach dem Aufzeichnen in der Zeitspanne des Überschreibens wiederzugeben. Das rechtwinklige Prisma 16-2 aus einachsigem Kristall wird so gesetzt, wie es in einem Koordinatensystem 23 gezeigt ist, so daß seine optische Achse (e-Achse) um 45º gegenüber der P-Achse in einer zum Lichtstrahl 22 senkrechten Ebene geneigt ist.
Die Erfassung des nagnetooptischen Signals für jeden der beiden Strahlen wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 6 erläutert. Aus Gründen der Kürze wird angenommen, daß der Lichtbetrag des Verifizierungsstrahl 22-1 während der Überschreibzeitspanne gleich dem Lichtbetrag des Überschreibstrahls 22-2 während der Zeitspanne der normalen Wiedergabe ist, wobei das Amplitudenreflektionsvermögen für die Komponenten von beiden der Strahlen 22-1 und 22-2 in den polarisierten Richtungen der Einfallsstrahlen auf die magnetooptische Platte (S-Polarisation für den Verifizierungsstrahl und P-Polarisation für den Überschreibstrahl) gleich R ist, und wobei das Amplitudenreflektionsvermögen der durch eine Kerr-Wirkung erzeugten Komponenten in den polarisierten Richtungen senkrecht zu den obigen gleich K ist. Unter Vorgabe eines Kerr'schen Drehwinkels zu ± θk ergibt sich die folgende Gleichung:
IK/R = tan(±θk) ... (6)
Der Überschreibstrahl 22-2 wird nun unter Verwendung der Darstellungen (1) und (2) der Fig. 6 erläutert. Der Lichtstrahl 22-1 tritt in das rechtwinklige Prisma 16-1 aus einachsigem Kristall ein und seine P- und S-polarisierte Komponente werden beide der Wirkung des Brechungsindex no für ordentliche Strahlen unterworfen. Dann tritt der Lichtstrahl durch den Halbspiegel 16-4 und tritt in das rechtwinklige Prisma 16-2 aus einachsigen Kristall ein. Wie in Fig. 6(1) gezeigt ist, ist eine Amplitudenkomponente uo+, die auf die o-Achse projiziert ist, so wie folgt ausgedrückt, wenn der Kerr'sche Drehwinkel + θk ist;
und wird wie folgt ausgedrückt, wenn der Kerr'sche Drehwinkel gleich - θk ist:
Die Amplitudenkomponente uo±, die auf die o-Achse projiziert ist, verhält sich dem unten angegebenen Snell'schen Gesetz folgend unter den Annahmen, daß der Einfallswinkel auf den Halbspiegel 16-4 gleich θ&sub1;&sub1; und der Austrittswinkel daraus gleich θ&sub2;&sub1; ist;
no sinθ&sub1;&sub1; = no sinθ&sub2;&sub1; θ&sub2;&sub1; = θ&sub1;&sub1; ... (9) und daher dringt er stetig vor, ohne gebrochen zu werden.
Wie in Fig. 6(2) gezeigt ist, wird auch eine Amplitudenkomponente ue, die auf die e-Achse projiziert ist, wie folgt ausgedrückt, wenn der Kerr'sche Drehwinkel gleich ± θk ist (die Gleichung gilt für jedes der entsprechenden Vorzeichen);
ue± = 1/ 2(R ± K)... (10)
Die Amplitudenkomponente u:, die auf die e-Achse projiziert ist, verhält sich dem unten angegebenen Snell'schen Gesetz und der Gleichung (3) folgend unter den Annahmen, daß der Einfaliswinkel auf den Halbspiegel 16-4 gleich θ&sub1;&sub1; und der Austrittswinkel daraus θ&sub2;&sub2; ist;
und wird dadurch von uo± geteilt, indem er gebrochen wird.
Als nächstes wird der Verifizierungsstrahl 22-1 unter Verwendung der Darstellungen (3) und (4) der Fig. 6 erläutert. Der Lichtstrahl 22-1 tritt in das rechtwinklige Prisma 16-1 aus einachsigem Kristall ein und seine P- und S- polarisierten Komponenten werden beide der Wirkung des Brechungsindex no für ordentliche Strahlen unterworfen. Dann tritt der Lichtstrahl durch den Halbspiegel 16-4 und tritt in das rechtwinklige Prisma 16-2 aus einachsigen Kristall ein. Wie in Fig. 6(3) gezeigt ist, ist eine auf die o-Achse projizierte Amplitudenkonponente uo' wie folgt ausgedrückt, wenn der Kerr'sche Drehwinkel gleich ±θk ist (die Gleichung gilt für jedes der entsprechenden Vorzeichen);
Die auf die o-Achse projizierte Amplitudenkomponente uo±' verhält sich dem unten angegebenen Snell¹schen Gesetz folgend unter den Annahmen, daß der Einfallswinkel auf den Halbspiegel 16-4 gleich θo und der Austrittswinkel daraus gleich θ&sub2;&sub3; ist;
no sinθ&sub0; = no sinθ&sub2;&sub3; θ&sub2;&sub3; = θo ... (13)
und dringt somit stetig vor, ohne gebrochen zu werden.
Wie in Fig. 6(4) gezeigt ist, ist auch eine Amplitudenkomponente u:, die auf die e-Achse projiziert ist, wie folgt ausgedrückt, wenn der Kerr'sche Drehwinkel gleich + θk ist (die Gleichung gilt für jedes der entsprechenden Vorzeichen);
Die auf die e-Achse projizierte Amplitudenkomponente uo±na verhält sich dem unten angegebenen Snell¹schen Gesetz folgend unter den Annahmen, daß der Einfallswinkel auf den Halbspiegel 16-4 gleich θο und der Austrittswinkel daraus gleich θ&sub2;&sub4; ist; und teilt sich daher von uo±', indem er gebrochen wird.
In kurzen Worten ausgedrückt werden die beiden Lichtstrahlen durch das rechtwinklige Prisma 16-2 aus einachsigern Kristall in drei Strahlen aufgeteilt, die durch die Komponente uo± des auf die o-Achse projizierten Überschreibstrahls, die Komponente ue± des auf die e-Achse projizierten Überschreibstrahls und die Komponente uo±' des auf die o-Ächse projizierten Verifizierungsstrahls (θ&sub2;&sub2; = θ&sub2;&sub3;) und die Komponente ue±' des auf die e-Achse projizierten Verifizierungsstrahls gegeben sind (siehe Fig. 5).
Desweiteren wird die Brechung der Strahlen an der Verbindungsfläche zwischen dem rechtwinkligen Prisma 16-2 aus einachsigem Kristall und dem Glasprisma 16-3 erläutert. Eine Komponente uo± des Überschreibstrahls, der auf die o-Achse projiziert ist, verhält sich dem unten angegebenen Snell'schen Gesetz folgend unter den Annahmen, daß der Brechungsindex von Glas gleich ng ist, der Einfallswinkel auf die obige Verbindungsfläche gleich θ&sub3;&sub1; ist und der Austrittswinkel daraus gleich θ&sub4;&sub1; ist und sie tritt dann als ein Strahl 24-1 von 16-3 aus:
Eine Konponente ue± des Überschreibstrahls, der auf die e- Achse projiziert ist, verhält sich dem unten angegebenen Snell'schen Gesetz folgend unter den Annahmen, daß der Einfallswinkel auf die obige Verbindungsfläche gleich θ&sub3;&sub2; ist, und der Austrittswinkel daraus gleich θ&sub4;&sub2; ist und sie tritt dann als ein Strahl 24-3 von 16-3 aus:
Eine Komponente uo±' des Verifizierungsstrahls, der auf die o- Achse projiziert ist, verhält sich dem unten angegebenen Snell'schen Gesetz folgend unter den Annahmen, daß der Einfallswinkel auf die obige Verbindungsfläche gleich θ&sub3;&sub3; ist und der Austrittswinkel daraus gleich θ&sub4;&sub3; ist und sie tritt dann als ein Strahl 24-2 von 16-3 aus:
Desweiteren verhält sich eine Komponente u: des Verifizierungsstrahls, der auf die e-Achse projiziert ist, dem unten angegebenen Snell'schen Gesetz folgend unter den Annahmen, daß der Einfallswinkel auf die obige Verbindungsfläche gleich θ&sub3;&sub4; ist und der Austrittswinkel daraus gleich θ&sub4;&sub4; ist und sie tritt dann als ein Strahl 24-4 von 16-3 aus:
θ&sub3;&sub4; = 90º - θ&sub2;&sub4;
Wie aus den Gleichungen (15) bis (18) offensichtlich ist, treten die vier Strahlen 24-1 bis 24-4 von 16-3 aus.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 3 ist unter der Annahme, daß Quarz für die einachsigen Kristalle 16-1 und 16-2 gewählt ist, der Brechungsindex ne für außerordentliche .10 Strahlen und der Brechungsindex no für ordentliche Strahlen jeweils 1,54749 und 1,53859 bei der Halbleiterlaserwellenlänge von λ = 790 nm, θo ist 45º, θ&sub1;&sub1; ist 45,33240 und ein glasartiges Material (beispielsweise BaFl) mit einem Brechungsindex von nahezu ne ist beispielsweise als das Glas 16-3 gewählt, so sich die Austrittswinkel ergeben
θ&sub4;&sub1; = 44,343º
θ&sub4;&sub2; = 45,000º
θ&sub4;&sub3; = 44,671º
θ&sub4;&sub4; = 45,329º
Ein sich ergebender Teilungswinkel von jeden zwei Strahlen wird 0,33º in dem Glas 16-3 und 0,51º in der Luft.
Auf diese Weise kann der Überschreibstrahl und der Verifizierungsstrahl jeweils in zwei Strahlen aufgeteilt werden, wodurch es möglich wird, das magnetooptische Signal für jeden Strahl zu erfassen.
Zur Berechnung der Intensitäten der vier Strahlen bezüglich des Überschreibstrahls werden die Intensitäten I&sub1;±, I&sub3;± der Komponenten (Strahlen 24-1 und 24-3), die jeweils auf die o-Achse und e-Achse projiziert werden, ausgedrückt durch; wobei angenommen wird, daß R² » K² ist; das nagnetooptische Signal wird erhalten, indem diese beiden Komponenten unterschiedlich verstärkt werden.
In ähnlicher Weise werden bezüglich des Verifizierungsstrahls die Intensitäten I&sub2;±, I&sub4;± der Komponenten (Strahlen 24-2 und 24-4), die jeweils auf die θ- Achse und e-Achse projiziert werden, ausgedrückt durch; wobei angenommen wird, daß R² » K² ist; das magnetooptische Signal wird erhalten, indem diese beiden Komponenten unterschiedlich verstärkt werden.
Es sollte bemerkt werden, daß, obwohl das Prisma 16-2 aus einachsigem Kristall als ein rechtwinkliges Prisma bei der vorangehenden Erläuterung der Fig. 3 aus Gründen der Einfachheit der Berechnung gehandhabt wurde, die Erfindung nicht auf die Verwendung des rechtwinkligen Prismas beschränkt ist.
Wie oben beschrieben ist, wird ein einzelner Lichtstrahl durch das Prisma 16-1 aus einachsigem Kristall in den Überschreibstrahl und den Verifizierungsstrahl aufgeteilt, die in zueinander senkrechten Richtungen polarisiert sind und ein vorbestimmtes Lichtbetragsverhältnis haben, wonach der Eintritt in die magnetooptische Platte folgt, so daß die beiden Strahlen als ein Überschreibfleck und ein Verifizierungsfleck auf der Platte gebündelt sind. Die jeweiligen Strahlen, die durch die Platte reflektiert sind, treten durch das rechtwinklige Prisma 16-2 aus einachsigem Kristall, das mit 16-1 verbunden ist und dessen optische Achse um einen Winkel von 45º bezüglich der polarisierten Richtung der auf die magnetooptische Platte einfallenden Strahlen in der zu den reflektierten Strahlen senkrechten Ebene hat, sie treten dann durch das Glasprisma 16-3, das mit 16-2 verbunden ist, wodurch sie in vier Strahlen aufgeteilt werden, die jeweils paarweise die polarisierten Richtungen senkrecht zueinander haben. Von den unterschiedlichen Ausgaben dieser paarweisen Strahlen kann das magnetooptische Signal sowohl für den Überschreibstrahl als auch den Verifizierungsstrahl erhalten werden.
Als nächstes wird ein Gerät für magnetooptische Platten unter Bezugnahme auf Fig. 7 beschrieben, das das optische System der vorliegenden Erfindung verwendet.
Licht von einem Halbleiterlaser 2 wird durch eine Kollimatorlinse 3 in einen parallelen Strahl umgewandelt, der in ein Verbundprisma 16 aus Quarz eintritt. Die polarisierte Richtung des Halbleiterlaser 2 ist gegenüber der P-Achse in einem Koordinatensystem 17 um 20,7º geneigt, das, wie gezeigt ist, durch die P- und S-polarisierten Richtungen des Prismas 25 16 definiert ist. Die optische Achse eines Quarzprismas 16-1 ist in der Richtung der P-Achse, wobei ein Halbspiegel 16-4 (γp² = 0,5, γp² = 0,5) auf die Verbindungsfläche zwischen den Quarzprismen 16-1 und 16-2 aufgedampft ist. Der durch 16-4 reflektierte Lichtstrahl wird in einen P-polarisierten Strahl 20-2 und einen S-polarisierten Strahl 20-1 aufgeteilt, und tritt in der Folge aus 16-1 aus. Wenn der P-polarisierte Strahl (strichlierte Linie) als ein Überschreibstrahl und der S-polarisierte Strahl (durchgezogene Linie) als ein Verifizierungsstrahl verwendet wird, ist das Lichtbetragsverhältnis des Überschreibstrahls gegenüber dem Verifizierungsstrahl 7 : 1 und der Teilungwinkel dazwischen ist ungefähr 30'. Die durch einen Ablenkspiegel 25 zu einer Objektlinse 7 abgelenkten Strahlen werden durch die Objektlinse 7 als ein Überschreibfleck SP&sub2; und ein Verifizierungsfleck SP&sub1; auf einer Spur 104 einer magnetooptischen Platte 1 fokusiert. Diese beiden Flecke werden korrekt auf einer gewünschten Spur durch ein (nicht gezeigtes) Betätigungsstellglied positioniert, das die Objektlinse 7 hält.
Fig. 8 zeigt schematisch die Zustände des Überschreibflecks SP&sub2; und des Verifizierungsflecks SP&sub1;, die auf die Spur 104 der magnetooptischen Platte 1 fokusiert sind. Wie gezeigt ist, liegt SP&sub2; auf der in der Plattendrehrichtung stromaufwärtigen Seite und SP&sub1; liegt auf der stromabwärtigen Seite. Weil mit der obigen Anordnung die Positionierungsgenauigkeit der beiden Flecke bezüglich der Spur 104 bestimmt werden kann, indem die Genauigkeit des Ablenkspiegels 25 geneigt wird, kann eine präzise Ausrichtung einfach erreicht werden.
Im Fall des in Fig. 7 gezeigten Ausführungsbeispiels ist der Überschreibfleck parallel zur Spur polarisiert und der Verifizierungsfleck ist senkrecht zur Spur polarisiert.
Wie bein Stand der Technik der Fig. 2 wird während einer Zeitspanne der normalen Wiedergabe der Halbleiterlaser 2 betrieben, um den Strahl mit geringer Leistung auszusenden und der Überschreibfleck SP&sub2; wird als ein Wiedergabefleck verwendet. Im Fall dieses Betriebs mit geringer Leistung wird der Verifizierungsfleck SP&sub1; nicht verwendet.
Während einer Zeitspanne, in der überschrieben wird, wird der Halbleiterlaser 2 so betrieben, daß er den Strahl mit hoher Leistung aussendet und SP&sub2; wird als ein Überschreibfleck verwendet. Unter Bestrahlung nit dem Laserstrahl hoher Leistung steigt die Temperaturdes zuvor erwähnten magnetooptischen Filns 101 an, um einen Magnetisierungsgrad und eine Koerzitivkraft herabzusetzen, so daß die bereits auf der Platte aufgezeichnete Information gelöscht wird. Wenn gleichzeitig ein Magnetfeld durch einen magnetischen Kopf 10 aufgebracht wird, dessen Polarität in Abhängigkeit der aufzuzeichnenden Information umgekehrt wird, wird der magnetooptische Filn 101 dauerhaft, während er gekühlt wird, in der Richtung des aufgebrachten Magnetfelds magnetisiert, wodurch das Überschreiben vervollständigt wird.
Zu diesem Zeitpunkt hat der Verifizierungsfleck eine Wiedergabeleistung, um das magnetooptische Signal unmittelbar nach dem Aufzeichnen wiederzugeben.
Die durch die magnetooptische Platte reflektierten Lichtstrahlen werden durch die Objektlinse 7 wieder in parallele Strahlen umgewandelt (ein Überschreibstrahl 22-2, ein Verifizierungsstrahl 22-1), die dann durch den Ablenkspiegel 25 reflektiert werden, um zu dem Verbundprisma 16 aus Quarz zurückzukehren. Nachden sie durch den Halbspiegel 16-4, das Quarzprisma 16-2 und das Glasprisma 16-3 hindurchgetreten sind, werden die beiden Strahlen in vier Strahlen 24-1 bis 24-4 aufgeteilt, wie in Fig. 3 gezeigt ist. 24-1 und 24-3 stellen die Überschreibstrahlen (strichlierte Linien) dar, während 24-2 und 24-4 die Verifizierungsstrahlen (durchgezogene Linien) darstellen. Diese Strahlen 24-1 bis 24-4 werden durch eine Kondensorlinse 902 auf einen Lichtdetektor 26 konzentriert. Entsprechend den vier Strahlen weist der Lichtdetektor 26 vier Einheiten aus Lichtdetektoren 26-1 bis 26-4 auf. Bei einer vorgegebenen Brennweite der Kondensorlinse 902 mit 30 mm werden die vier Strahlen auf die Lichtdetektoren mit einem Abstand im Bereich von 300 µm fokusiert.
Fig. 9 zeigt eine Weise, mit der Signale erfaßt werden. Im Fall der nomalen Wiedergabe werden die Ausgaben von den Lichtdetektoren 26-1 und 26-3 verwendet, auf die die Überschreibstrahlen 24-1 und 24-3 auftreffen. Mit 28 ist ein Differenzialverstärker bezeichnet, der ein unten angegebenes magnetooptisches Signal 31 auf der Grundlage der Gleichungen (19) und (20) erzeugt:
magnetooptisches Signal 31 α I&sub3;± - I&sub1;± ... (23)
Durch 29 ist ein Addierglied bezeichnet, das ein Vorformatssignal 32 erzeugt, wenn auf der Platte vorformatierte Information in der Form von zerklüfteten Grübchen vorhanden ist:
Vorformatssignal 32 α I&sub3;± + I&sub1;± ... (24)
Während der Überschreibzeitspanne werden die Ausgaben der Lichtdetektoren 26-2 und 26-4 verwendet, auf die die Verifizierungsstrahlen 24-2 und 24-4 auftreffen. Mit 30 ist ein Differenzialverstärker bezeichnet, der ein unten angegebenes magnetooptisches Signal 33 auf der Grundlage der Gleichungen (21) und (22) erzeugt:
magnetooptisches Signal 33 α I&sub1;± - I&sub4;± ... (25)
Fig. 10 zeigt nun eine Weise, in der Servosignale erfaßt werden. Wenn die Astigmatismus-Technik auf ein Autofokussysten angewendet wird, (das nur das Vorsehen einer zylindrischen Linse oder ähnliches hinter der Kondensorlinse 902 erfordert) und die Gegentakttechnik auf ein System zur automatischen Spurnachführung angewendet wird, ist es vorzuziehen, daß 26-1 oder 26-3, auf die der Überschreibstrahl 24-1 oder 24-3 auftrifft, als ein Lichtdetektor zum Erfassen von Servosignalen ausgewählt wird. Da beim Ausführungsbeispiel der Fig. 7 insbesondere 24-3 den kleineren Bildwinkel bezüglich der Kondensorlinse 902 hat, wird ein Lichtfleck auf 26-3 ausgebildet, der geeignet ist, um die Servosignale zu erhalten.
Der Lichtdetektor 26-3 ist weiterhin in vier Teile unterteilt. Bezüglich der automatischen Spurnachführung werden die Summen der Ausgaben von jedem der beiden Lichtdetektorteile, die durch eine Teillinie unterteilt sind, die aus einer Projektion eines Beugungsgitters von der Spur folgen, jeweils durch Addierglieder 34-1 und 34-2 aufgenommen, und in Folge wird ein automatisches Spurnachführungssignal 39 durch einen Differenzialverstärker 36 erhalten. Bezüglich der Autofokusfunktion werden die Summen der Ausgaben von jedem der beiden Lichtdetektorteile, die in diagonaler Beziehung zueinander angeordnet sind, jeweils durch Addierglieder 35-1 und 35-2 aufgenommen und in Folge wird ein Autofokussignal 40 durch einen Differentialverstärker 37 erhalten. Diese Servosignale werden in Bändern getrennt von dem nagnetooptischen Signal 31 und dem Vorformatssignal 32 abgeleitet. Mit 38 ist ein Addiergerät bezeichnet, das die Summe der vier Lichtdetektorteile ausgibt, wobei die Summe der Ausgabe des Lichtdetektors 26-3 in Fig. 9 entspricht.
Fig. 11 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel eines Geräts für nagnetooptische Platten.
Wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 7 wird Licht von einem Halbleiterlaser 2 durch eine Kollimatorlinse 3 in einen parallelen Strahl umgewandelt, der in ein Verbundprisma 16 aus Quarz eintritt. Der durch 16 reflektierte Lichtstrahl wird in einen Überschreibstrahl und einen Verifizierungsstrahl aufgeteilt (beide sind nicht dargestellt), die auf einen galvanischen Spiegel 41 auftreffen. Diese beide Strahlen werden durch den galvanischen Spiegel zur Spurverfolgungsregelung in einer zur Spur senkrechten Richtung abgelenkt. Mit 4 ist ein strahlenformendes Prisma bezeichnet, um jeden Strahl, der von dem Halbleiterlaser 2 ausgesendet wird und vier anisotropische Feldmuster hat, in im wesentlichen isotropische Muster zu formen. Wenn ein Strahlformverhältnis auf ungefähr 2 gesetzt ist, wird der Teilungswinkel des Überschreibstrahls und des Verifizierungsstrahls 15', d.h., die Hälfte des Winkels des Ausführungsbeispiels der Fig. 7, wodurch ein Verringern eines Abstandes zwischen den beiden Flecken auf der nagnetooptische Platte 1 ermöglicht wird. Fig. 11 zeigt auch ein Ausführungsbeispiel eines Geräts für magnetooptische Platten, bei dem der Halbleiterlaser und der Lichtdetektor in einem feststehenden Abschnitt 45 angeordnet sind und ein beweglicher Abschnitt 44, der eine Objektlinse 7 und einen Ablenkspiegel 25 aufweist, wird zum groben Suchen in der radialen Richtung der Platte verwendet. Bei dem Gerät dieser Bauart, wobei das strahlenformende Prisma 4 an einer derartigen Position angeordnet wird, treten die folgenden vier Vorteile auf:
(1) Der Teilungswinkel des Überschreibstrahls und des Verifizierungsstrahls kann kleiner gemacht werden, um eine Anforderung nach einer Leistung der Objektlinse 7 in Bereich außerhalb der Achse zu verringern;
(2) Aufgrund des kleineren Teilungswinkels können Verteilungen der Schwankung des Lichtbetrags an der Eintrittsblende der Objektlinse 7, die davon abhängen, ob der bewegliche Bereich 44 in einem inneren Umfangsbereich der Platte oder in seinem äußeren Umfangsbereich ist, verringert werden, so daß die Lichtflecke zufriedenstellend auf der Platte 1 fokusiert sind;
(3) Der engere Fleckabstand auf der Platte führt zu einem Nachlassen bezüglich einer Anforderung nach einer Neigungsgenauigkeit des Ablenkspiegels 25. (Die Genauigkeit ist ausreichend, die nur halb so groß wie die des Ausführungsbeispiels der Fig. 7 ist); und
(4) Da der Teilungswinkel der beiden Strahlen zum Vorsehen des magnetooptischen Signals gleich wie bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 7 bleibt, kann der breite Strahlenabstand auf dem Lichtdetektor genommen werden. (Dies ermöglicht ein Verkürzen der Brennweite der Kondensorlinse 902, wodurch das optische System kompakt wird).
Die von der magnetooptischen Platte 1 reflektierten Strahlen treten wieder in das Verbundprisma 16 aus Quarz wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 7 nacheinander durch die Objektlinse 7, den Ablenkspiegel 25, das strahlenformende Prisma 4 und den galvanischen Spiegel 41. Diese beiden Strahlen werden in vier Strahlen aufgeteilt, wobei jedes Paar die polarisierten Richtungen senkrecht zueinander hat, und in der Folge die Strahlen den Lichtdetektor 26 durch eine Kondensorlinse 902-1 und eine zylindrische Linse 902-2 erreichen. Die zylindrische Linse 902-2 dient der Durchführung der Autofokusservoregelung unter Verwendung der Astigmatismus-Technik und hat seine Erzeugende bezüglich eines Beugungsmusters von der Spur um 45º gedreht.
Desweiteren wird von dem durch den Halbleiterlaser 2 ausgesendeten Licht der durch das Verbundprisma 16 aus Quarz hindurchgetretene Strahl durch eine Linse 42 auf einen Lichtdetektor 43 konzentriert und zum Kontrollieren der Ausgabeleistung des Halbleiterlasers verwendet.
Bei dem optischen Kopffür das magnetooptische Aufzeichnungs-Wiedergabegerät gemäß diesem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung tritt, wie oben beschrieben ist, ein aus einer Halbleiterlaserstrahlquelle ausgesendete Lichtstrahl in eine erste Endfläche eines ersten, im wesentlichen rechtwinkligen Prismas ein, das aus einem einachsigen Kristall hergestellt ist, und ein Teil des Lichtstrahls wird durch eine zweite Endfläche des ersten, im wesentlichen rechtwinkligen Prismas reflektiert, um aus seiner zur ersten Endfläche nahezu senkrechten, dritten Endfläche auszutreten, so daß er in einem ersten und zweiten Lichtstrahl aufgeteilt wird, deren polarisierte Richtungen senkrecht zueinander sind, wobei der einachsige Kristall des ersten, im wesentlichen rechtwinkligen Prismas eine optische Achse hat, die nahezu mit der Ausbreitungsrichtung des reflektierten Lichtstrahls von der zweiten Endfläche zusammenfällt, wobei der von der Halbleiterlaserstrahlquelle ausgesendete Lichtstrahl seine polarisierte Richtung so hat, daß sie um einen vorbestimmten Winkel gegenüber der optischen Achse des einachsigen Kristalls geneigt ist; der erste und zweite Lichtstrahl, die aus dem ersten, im wesentlichen rechtwinkligen Prisma austreten, werden durch eine Objektlinse 1 ein erster und zweiter kleiner Lichtfleck, die in einer Spurbewegungsrichtung beabstandet sind, auf derselben Spur eines magnetooptischen Aufzeichnungsmediums fokusiert; der erste und zweite von dem magnetooptischen Aufzeichnungsmedium reflektierte Lichtstrahl treten in das erste, im wesentlichen rechtwinklige Prisma durch dessen dritte Endfläche ein, treten teilweise durch dessen zweite Endfläche, um in ein zweites, im wesentlichen rechtwinkliges, aus einem einachsigen Kristall hergestelltes Prisma durch dessen erste Endfläche einzutreten, die mit der zweiten Endfläche des ersten, im wesentlichen rechtwinkligen Prismas verbunden ist, treten aus einer zweiten Endfläche des zweiten, im wesentlichen rechtwinkligen Prismas aus, die nahezu zu dessen erster Endfläche senkrecht ist, treten in ein drittes, im wesentlichen rechtwinkliges, aus Glas hergestelltes Prisma durch dessen ersten Endfläche ein, die mit der zweiten Endfläche des zweiten, im wesentlichen rechtwinkligen Prismas verbunden ist, und treten dann durch eine zweite Endfläche des dritten, im wesentlichen senkrechten Prismas nahezu senkrecht aus, so daß die beiden reflektierten Lichtstrahlen jeweils in zwei austretende Lichtstrahlen aufgeteilt sind, deren Polarisationsrichtungen senkrecht zueinander sind, d.h., so daß der erste reflektierte Lichtstrahl in einen ersten und zweiten austretenden Lichtstrahl aufgeteilt ist, und daß der zweite reflektierte Lichtstrahl in einen dritten und vierten austretenden Lichtstrahl aufgeteilt ist; das zweite im wesentlichen rechtwinklige Prisma hat eine optische Achse, die bezüglich der polarisierten Richtungen des ersten und zweiten Lichtstrahls um 45º geneigt ist, die aus der dritten Endfläche des ersten, im wesentlichen rechtwinkligen Prismas austreten.
Mit dem magnetoopti schen Aufzeichnungs-Senkrecht- Wiedergabegerät, das das optische System der vorliegenden Erfindung verwendet, um gleichzeitig ein Überschreiben und Verifizieren unmittelbar nach dem Aufzeichnen durch eine einzelne Laserstrahlquelle zuzulassen, wie oben erläutert ist, kann der Lichtstrahl von dem Halbleiterlaser wirkungsvoll einem Überschreibstrahl und einem Verifizierungsstrahl mit einen vorbestimmten Verhältnis zugewiesen werden, wodurch es möglich wird, einen Halbleiterlaser mit einer geringen Ausgangsleistung und eine Kollimatorlinse mit einer geringen numerischen Apertur einzusetzen.
Desweiteren können die aus den beiden Strahlen fokusierten Flecke einfach auf derselben Spur angeordnet werden. Das Lichtbetragsverhältnis des einen Flecks zum anderen und deren dazwischenliegender Abstand können ebenso einfach konstant gehalten werden. Außerdem ist das optische System zum Erfassen eine magnetooptischen Signals vereinfacht, was zu einer Verringerung der Herstellungskosten führt.
Ein anderes Ausführungsbeispiel des optischen Systems der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Figuren 12 bis 16 beschrieben.
Wie in Fig. 12 gezeigt ist, weist das optische System dieses Ausführungsbeispiels ein Verbundelement 56 auf, das aus drei rechtwinkligen Prismen 56-1, 56-2 und 56-3 aus einachsigen Kristallen besteht, die miteinander verbunden sind. Ein Halbspiegel 56-4 ist auf die Verbindungsfläche zwischen 56-1 und 56-2 aufgedampft. Ein Lichtstrahl 18 von einem (nicht gezeigten) Halbleiterlaser 2 tritt in das rechtwinklige Prisma 56-1 aus einachsigem Kristall ein. Unter der Annahme, daß eine P-polarisierte Richtung und eine S- polarisierte Richtung für die Verbindungsfläche zwischen 56-1 und 56-2 so definiert ist, wie es in einem Koordinatensystem 17 gezeigt ist, ist die polarisierte Richtung des Lichtstrahls 18 gegenüber der P-Achse um αº geneigt. Die optische Achse (Brechungsindex ne für außerordentliche Strahlen) des einachsigen Kristalls 56-1 liegt beispielsweise in einer Richtung der P-Achse und wird als e-Achse bezeichnet. In ähnlicher Weise stellt die S-Achsenrichtung einen Brechungsindex no für ordentliche Strahlen dar und wird als o-Achse bezeichnet. Der Lichtstrahl 18 (mit einer Amplitude A), der auf 56-1 einfällt, wird als ein Lichtstrahl mit zwei Amplitudenkomponenten 27-1 und 27-2 gedacht, wie in Fig. 13 gezeigt ist:
Richtung der e-Achse: Acosα... (1)
Richtung der o-Achse: Asinα... (2)
Die Amplitudenkomponente 27-1 in der Richtung der e-Achse wird einer Wirkung des Brechungsindex ne für außerordentliche Strahlen unterworfen und die Amplitudenkomponente 27-2 in der Richtung der o-Achse wird einer Wirkung des Brechungsindex n für ordentliche Strahlen unterworfen, so daß der einfallende Lichtstrahl durch den Kristall vordringt, während er in elliptisch polarisiertes Licht umgewandelt wird.
Ein Lichtstrahl 20, der durch den Halbspiegel 56-4 reflektiert wird, wird einer Wirkung des Brechungsindex no für ordentliche Strahlen sowohl in der Richtung der P- als auch der S-Achse unterworfen, wie in einem Koordinatensysten 21 gezeigt ist. Daher hat von dem Lichtstrahl 18 der Strahl, der der Wirkung des Brechungsindex für außerordentliche Strahlen unterworfen ist, einen unten angegebenen Austrittwinkel θ&sub1;&sub1; aus dem Snell'schen Gesetz, wobei ein Einfallswinkel auf den Halbspiegel 56-4 mit θo vorgegeben ist:
Auch ein Austrittwinkel θ12 des der Wirkung des Brechungsindex für ordentliche Strahlen unterworfenen Strahls ist gegeben durch:
no sinθ&sub1;&sub2; = no sinθo θ&sub1;&sub2; = θo ... (4)
Es ist somit herausgefunden, daß die obigen beiden Strahlen in zwei polarisierte Lichtstrahlen aufgeteilt sind, die senkrecht zueinander sind. Dieses Verhalten ist in Fig. 14 gezeigt. Insbesondere wird von dem Lichtstrahl 18, der Strahl, der der Wirkung des Brechungsindex für außerordentliche Strahlen unterworfen ist, als ein Ppolarisiertes Licht 20-2 mit dem Austrittwinkel von θ&sub1;&sub1; ≠ θo reflektiert, während der Strahl, der der Wirkung des Brechungsindex für ordentliche Strahlen unterworfen ist, als ein S-polarisiertes Licht 20-1 mit dem Austrittwinkel θ&sub1;&sub2; ≠ θo reflektiert wird.
Unter der Annahme, daß Quarz als das einachsige Kristall verwendet wird, sind bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 12 der Brechungsindex ne für außerordentliche Strahlen und der Brechungsindex no für ordentliche Strahlen jeweils 1,54749 und 1,53859 bei der Halbleiterlaserwellenlänge von λ = 790 nm und der Einfallswinkel θo ist beispielsweise 45º, wobei die Austrittwinkel gegeben sind durch:
θ&sub1;&sub1; = 45,3324º
θ&sub1;&sub2; = θo = 45º
Ein sich ergebender Teilungswinkel der beiden Strahlen in Luft wird ungefähr zu θ,51º. Äuf diese Weise wird der Teilungswinkel durch die Brechungsindizes für außerordentliche Strahlen und für ordentliche Strahlen bestimmt, mit dem Ergebnis, daß Schwankungen aufgrund von Herstellfehlern oder anderen Ursachen sehr klein sind.
θo kann frei als jeder Winkel in der Nähe von 45º gewählt werden. Er kann beispielsweise so gewählt werden, daß sowohl der Überschreibstrahl als auch der Verifizierungsstrahl Bildwinkel haben, die bezüglich einer (nicht gezeigten) Objektlinse zum Konzentrieren von Lichtflecken auf eine magnetooptische Platte als ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium zueinander gleich sind. Darüber hinaus kann die Austrittsendfläche von 56-1 in Bereich von 1 bis 2º geneigt sein, so daß Lichtstrahlen, die von der Strahlaustrittfläche von 56-1 zurückkehren, nicht in die (nicht gezeigten) Lichtdetektoren eintreten.
Das Lichtbetragsverhältnis des reflektierten Lichtstrahls 20-1 bis 20-2 kann wahlweise gewählt werden, indem α verändert wird. Das Lichtbetragsverhältnis des Überschreibflecks gegenüber dem Verifizierungsfleck wird wie folgt aus den obigen Gleichungen (1) und (2) ausgedrückt:
1/tan² α (5)
Das Lichtbetragsverhältnis wird in Abhängigkeit von der Genauigkeit von α bestimmt und kann daher einfach und präzise eingestellt werden. Wenn das Lichtbetragsverhältnis beispielsweise zu 7 gewünscht ist, ist es erforderlich, den Winkel α auf 20,7º zu setzen. In diesem Fall ist der Überschreibfleck P-polarisiertes Licht und der Verifizierungsfleck S-polarisiertes Licht. Natürlich kann durch Wahl des Winkels α zu einem Winkel in der Nähe von 90º die obige Beziehung umgekehrt werden, so daß der Überschreibfleck S-polarisiertes Licht und der Verifizierungsfleck P-polarisiertes Licht ist.
Obwohl 56-4 als ein Halbspiegel aus Gründen der Kürze erläutert ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf dem Halbspiegel beschränkt. Unter der Annahme, daß das Reflektionsvermögen für die Amplitude des P-polarisierten Lichts γp ist und das Reflektionsvermögen für die Amplitude des S-polarisierten Lichts γs ist, werden die obigen Gleichungen (1) und (2) umgeschrieben in:
Richtung der e-Achse: Aγp cosα ... (1')
Richtung der o-Achse: Aγp sinα ... (2')
Aus diesen Gleichungen (1') und (2') ergibt sich das Lichtbetragsverhältnis zu:
γp²/γs² tan² α... (5')
Entsprechend kann das Lichtbetragsverhältnis frei durch Verändern des Reflektionsvermögens γp für die Amplitude des P-polarisierten Lichts, des Reflektionsvermögens γs für die Amplitude des S-polarisierten Lichts und der Neigung α bezüglich der optischen Achse des einfallenden Lichtstrahls 18 verändert werden. 56-4 kann ein nicht polarisierender Strahlteiler (γp² = γs²) oder ein polarisierender Strahlteiler (γp² ≠ γs²) sein. Desweiteren kann bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 12, wenn γp² auf einen relativ großen Wert gesetzt ist, der Lichtstrahl von dem Halbleiterlaser wirkungsvoll während einer Zeitspanne des Überschreibens verwendet werden.
Wie oben erläutert wurde, können, indem der Einfallslic-htstrahl zum Eintreten in das rechtwinklige Prisma 56-1 aus einachsigem Kristall gebracht wird, dessen Polarisationsebene um einen vorbestimmten Winkel gegenüber der optischen Achse geneigt ist, und indem der durch den Halbspiegel reflektierte Lichtstrahl wieder in den Kristall eingeführt wird, der Überschreibfleck und der Verifizierungsfleck voneinander mit einem gewünschten Lichtbetragsverhältnis geteilt werden.
Es folgt die Beschreibung der Erfassung eines magnetooptischen Signals durch das optische System dieses Ausführungsbeispiels Es wird angenommen, daß in den Figuren 12 und 14 die durch die (nicht gezeigte) magnetooptische Platte reflektierten Lichtstrahlen 22-1 und 22-2 sind. Insbesondere ist 22-2 ein Überschreibstrahl, der verwendet wird, um das magnetooptische Signal während einer Zeitspanne wiederzugeben, in der normale Daten gelesen werden. 22-1 ist ein Verifizierungsstrahl, der verwendet wird, um das magnetooptische Signal unmittelbar nach dem Aufzeichnen in der Überschreibzeitspanne wiederzugeben. Das rechtwinklige Prisma 56-2 aus einachsigen Kristall wird so gesetzt, wie in einem Koordinatensystem 23-1 gezeigt ist, daß seine optische Achse (e-Achse) gegenüber der P-Achse in einer zu dem Lichtstrahl 22 senkrechten Ebene um 45º geneigt ist.
Desweiteren wird das rechtwinklige Prisma 56-3 aus einachsigem Kristall so gesetzt, wie in einem
coordinatensystem 23-2 gezeigt ist, daß seine optische Achse (e-Achse) gegenüber der P-Achse in der zu dem Lichtstrahl 22 senkrechten Ebene um 45º geneigt ist und daß sie ebenso zur optischen Achse des rechtwinkligen Prismas 56-2 aus einachsigem Kristall senkrecht ist.
Das Erfassen des magnetooptischen Signals für jeden der beiden Strahlen wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 15 erläutert. Aus Gründen der Kürze wird angenommen, daß der Lichtbetrag des Verifizierungsstrahls 22-1 während der Überschreibzeitspanne gleich dem Lichtbetrag des Überschreibstrahls 22-2 während der normalen Wiedergabezeitspanne ist, wobei das Amplitudenreflektionsvermögen der Komponenten von sowohl dem Strahl 22-1 als auch 22-2 in den polarisierten Richtungen der auf die magnetooptische Platte einfallenden Strahlen (S- Polarisation für den Verifizierungsstrahl und P-Polarisation für den Überschreibstrahl) gleich R ist, und wobei das Amplitudenreflektionsvermögen der durch einen Kerr-Effekt erzeugten Komponenten in den polarisierten Richtungen gleich K ist, die senkrecht zu den obigen sind. Unter Vorgabe eines Kerr'schen Drehwinkels zu ± θk ergibt sich die folgende Gleichung:
±K/R = tan(±θk) ... (6)
Der Überschreibstrahl 22-2 wird nun unter Verwendung der Darstellungen (1) und (2) der Fig. 15 erläutert. Der Lichtstrahl 22-2 tritt in das rechtwinklige Prisma 56-1 aus einachsigem Kristall ein und seine P- und S-polarisierten Komponenten werden beide der Wirkung des Brechungsindex no für ordentliche Strahlen unterworfen. Dann tritt der Lichtstrahl durch den Halbspiegel 56-4 und tritt in das rechtwinklige Prisma 56-2 aus einachsigem Kristall ein. Wie in Fig. 6(1) gezeigt ist, wird eine Amplitudenkomponente uo+,
ie auf die o-Achse projiziert ist, wie folgt ausgedrückt, wenn der Kerr'sche Drehwinkel + θk ist;
uo+ = 1/ 2(R - K) ... (7)
und wird wie folgt ausgedrückt, wenn der Kerr'sche Drehwinkel gleich - θk ist:
uo-= -1/ 2(R + K) ... (8)
Die auf die o-Achse projizierte Amplitudenkomponente uo± verhält sich dem unten angegebenen Snell'schen Gesetz folgend unter den Annahmen, daß der Einfallswinkel auf den Halbspiegel 56-4 gleich θ&sub1;&sub1; und der Austrittwinkel daraus gleich θ&sub2;&sub1; ist; und dringt somit stetig vor, ohne gebrochen zu werden.
Wie in Fig. 15(2) gezeigt ist, wird auch eine Amplitudenkomponente Ue, die auf die e-Achse projiziert wird, wie folgt ausgedrückt, wenn der Kerr'sche Drehwinkel gleich 1 θk ist (die Gleichung gilt für jedes der entsprechenden Vorzeichen);
Die auf die e-Achse projizierte Amplitudenkomponente ue± verhält sich dem unten angegebenen Snell'schen Gesetz und der Gleichung (3) folgend unter den Annahmen, daß der Einfallswinkel auf den Halbspiegel 56-4 gleich θ&sub1;&sub1; ist und der Austrittwinkel daraus θ&sub2;&sub2; ist; sie teilt sich somit von uo±, indem sie gebrochen wird.
Als nächstes wird der Verifizierungsstrahl 22-1 unter Verwendung der Darstellung (3) und (4) der Fig. 15 erläutert. Der Lichtstrahl 22-1 tritt in das rechtwinklige Prisma 56-1 aus einachsigem Kristall ein und seine P- und S-polarisierten Komponenten werden beide der Wirkung des Brechungsindex n für ordentliche Strahlen unterworfen. Dann tritt der Lichtstrahl durch den Halbspiegel 56-4 und tritt in das rechtwinklige Prisma 56-2 aus einachsigem Kristall ein. Wie in Fig. 15(3) gezeigt ist, wird eine Amplitudenkomponente u&sub0;', die auf die o-Achse projiziert wird, wie folgt ausgedrückt, wenn der Kerr'sche Drehwinkel gleich ± θk ist (die Gleichung gilt für jedes der entsprechenden Vorzeichen);
Die auf die o-Achse projizierte Amplitudenkonponente u verhält sich dem unten angegebenen Snell'schen Gesetz folgend unter den Annahmen, daß der Einfallswinkel auf den Halbspiegel 56-4 θo ist und der Austrittwinkel daraus θ&sub2;&sub3; ist; sie dringt somit stetig vor, ohne gebrochen zu werden.
Wie in Fig. 15(4) gezeigt ist, wird auch eine Amplitudenkomponente ue±', die auf die e-Achse projiziert ist, wie folgt ausgedrückt, wenn der Kerr'sche Drehwinkel gleich ± θk ist (die Gleichung gilt für jedes der entsprechenden Vorzeichen);
Die auf die e-Achse projizierte Amplitudenkomponente ue±' verhält sich dem unten angegebenen Snell'schen Gesetz folgend unter den Annahmen, daß der Einfallswinkel auf den Halbspiegel 56-4 θo ist und der Austrittwinkel daraus θ&sub2;&sub4; ist; sie teilt sich somit von Uo±', indem sie gebrochen wird.
In kurzen Worten ausgedrückt werden die beiden Lichtstrahlen durch das rechtwinklige Prisma 56-2 aus einachsigem Kristall in drei Strahlen aufgeteilt, die durch die Komponente uo± des auf die o-Achse projizierten Überschreibstrahls, die Komponente ue± des auf die e-Achse projizierten Überschreibstrahls und die Komponente uo±' des auf die o-Achse projizierten Verifizierungsstrahls (θ&sub2;&sub2; = θ&sub2;&sub3;) und die Komponente ue±' des auf die e-Achse projizierten Verifizierungsstrahls gegeben sind (siehe Fig. 14).
Desweiteren wird die Brechung der Strahlen an der Verbindungsfläche zwischen den rechtwinkligen Prismen 56-2 und 56-3 aus einachsigem Kristall erläutert. Eine Komponente
uo±e des Überschreibstrahls, der auf die o-Achse bei 56-2 projiziert wird und dann auf die e-Achse bei 56-3 projiziert wird, verhält sich dem unten angegebenen Snell'schen Gesetz folgend unter den Annahmen, daß der Einfallswinkel auf die obige Verbindungsfläche gleich θ31 ist und der Austrittwinkel daraus gleich θ41 ist, und sie tritt dann als ein Strahl 24-1 aus 56-3 aus.
Eine Komponente ue-o± des Überschreibstrahls, der auf die e-Achse bei 56-2 projiziert wird und dann auf die o-Achse bei 56-3 projiziert wird, verhält sich dem unten angegebenen Snell'schen Gesetz folgend unter den Annahmen, daß der Einfallswinkel auf die obige Verbindungsfläche gleich θ&sub3;&sub2; ist, und der Austrittwinkel davon gleich θ&sub4;&sub2; ist und sie tritt dann als ein Strahl 24-3 aus 56-3 aus:
Eine Komponente uo-e±' des Verifizierungsstrahls, der auf die o-Achse bei 56-2 projiziert wird und dann auf die e-Achse bei 56-3 projiziert wird, verhält sich dem unten angegebenen Snell'schen Gesetz folgend unter den Annahmen, daß der Einfallswinkel auf die obige Verbindungsfläche gleich θ&sub3;&sub3; ist und der Austrittwinkel daraus gleich θ&sub4;&sub3; ist und sie tritt dann als ein Strahl 24-2 von 56-3 aus:
Desweiteren verhält sich eine Komponente ue-o±' des Verifizierungsstrahls, der auf die e-Achse bei 56-2 projiziert wird und dann auf die o-Achse bei 56-3 projiziert wird, entsprechend dem unten ängegebenen Snell'schen Gesetz folgend unter den Annahmen, daß der Einfallswinkel auf die obige Verbindungsfläche gleich θ&sub3;&sub4; ist und der Austrittwinkel daraus gleich θ&sub4;&sub4; ist und sie tritt dann als ein Strahl 24-4 von 56-3 aus:
Wie aus den Gleichungen (15) bis (18) offensichtlich ist, treten die vier Strahlen 24-1 bis 24-4 aus 56-3 aus.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 12 sind, unter der Annahme, daß Quarz für die einachsigen Kristalle 56-1, 56-2 und 56-3 gewählt wird, der Brechungsindex ne für außerordentliche Strahlen und der Brechungsindex no für ordentliche Strahlen jeweils 1,54749 und 1,53859 bei der Halbleiterlaserwellenlänge von = 790 nm, θo ist 45º und θ&sub1;&sub1; ist 45,3324º, so daß die Austrittwinkel beispielsweise gegeben sind durch:
θ&sub4;&sub1; = 44,343º
θ&sub4;&sub2; = 45,332º
θ&sub4;&sub3; = 44,671º
θ&sub4;&sub4; = 45,665º
In dem einachsigen Kristall 56-3 sind die sich ergebenden Teilungswinkel zwischen 24-1 und 24-2 und zwischen 24-3 und 24-4 jeweils 0,33º, während ein sich ergebender Teilungswinkel zwischen 24-2 und 24-3 gleich 0,66º ist. Diese Teilungswinkel werden in Luft jeweils 0,51º und 1,02º.
Auf diese Weise können der Überschreibstrahl und der Verifizierungsstrahl jeweils in zwei Strahlen geteilt werden, wodurch es möglich wird, das magnetooptische Signal für jeden Strahl zu erfassen.
Zur Berechnung der Intensitäten der vier Strahlen bezüglich des Überschreibstrahls werden die Intensitäten I&sub1;±, I&sub3;± der Komponenten (Strahlen 24-1 und 24-3), die auf die o- Achse und die e-Achse in entgegengesetzter Ordnung projiziert werden, ausgedrückt durch; wobei angenommen wird, daß R² » K² ist; das magnetooptische Signal wird durch unterschiedliches Verstärken dieser beiden Komponenten erhalten.
In ähnlicher Weise werden bezüglich des Verifizierungsstrahls die Intensitäten I&sub2;±, I&sub4;± der Komponenten (Strahlen 24-2 und 24-4), die auf die o-Achse und e-Achse in entgegengesetzten Ordnungen projiziert werden, ausgedrückt durch; wobei angenommen wird, daß R² » K² ist; das magnetooptische Signal wird durch unterschiedliches Verstärken dieser beiden Komponenten erhalten.
Es sollte bemerkt werden, daß, obwohl die Prismen 56-2 und 56-3 aus einachsigern Kristall als rechtwinklige Prismen bei der vorangehenden Erläuterung der Fig. 12 aus Gründen der Einfachheit der Berechnung gehandhabt wurde, die Erfindung nicht auf die Verwendung von rechtwinkligen Prismen beschränkt ist.
Wie oben beschrieben ist, wird ein einzelner Lichtstrahl durch die Prismen 56-1 in den Überschreibstrahl und den Verifizierungsstrahl aufgeteilt, die in zueinander senkrechten Richtungen polarisiert sind und ein vorbestimmtes Lichtbetragsverhältnis haben, gefolgt durch den Eintritt in die magnetooptische Platte, so daß die beiden Strahlen als ein Überschreibfleck und als ein Verifizierungsfleck auf der Platte konzentriert werden. Die jeweiligen durch die Platte reflektierten Strahlen treten durch das rechtwinklige Prisma 56-2 aus einachsigem Kristall, das mit 56-1 verbunden ist und dessen optische Achse um einen Winkel von 45º bezüglich der polarisierten Richtung der auf die magnetooptische Platte einfallenden Strahlen in der zu den reflektierten Strahlen senkrechten Richtung geneigt ist. Sie treten dann durch das rechtwinklige Prisma 56-3 aus einachsigem Kristall, das mit 56-2 verbunden ist, und dessen optische Achse senkrecht zu der von 56-2 ist, wodurch sie in vier Strahlen aufgeteilt werden, die jeweils paarweise die polarisierten Richtungen haben, die senkrecht zueinander sind. Aus den unterschiedlichen Ausgaben dieser paarweisen Strahlen kann das magnetooptische Signal sowohl für den Überschreibstrahl als auch den Verifizierungsstrahl erhalten werden.
Als nächstes wird ein Gerät für magnetooptische Platten, das das optische System dieses Ausführungsbeispiel verwendet, unter Bezugnahme auf Fig. 16 beschrieben.
Licht von einem Halbleiterlaser 2 wird durch eine Kollimatorlinse 3 in einen parallelen Strahl umgewandelt, der in ein Verbundprisma 56 aus Quarz eintritt. Die polarisierte Richtung des Halbleiterlaser 2 ist gegenüber der P-Achse in einem Koordinatensystem 17 um 20,7º geneigt, das, wie gezeigt ist, durch die P- und S-polarisierten Richtungen für das Prismas 56 definiert ist. Die optische Achse eines Quarzprismas 16-1 liegt in der Richtung der P-Achse, wobei ein Halbspiegel 56-4 (γp² = 0,5, γ&sub3;² = 0,5) auf die Verbindungsfläche zwischen den Quarzprismen 56-1 und 56-2 aufgedampft ist. Der durch 56-4 reflektierte Lichtstrahl wird in einen P-polarisierten Strahl 20-2 und einen S- polarisierten Strahl 20-1 aufgeteilt, und tritt in der Folge aus 56-1 aus. Wenn der P-polarisierte Strahl (strichlierte Linie) als ein Überschreibstrahl verwendet wird und der S- polarisierte Strahl (durchgezogene Linie) als ein Verifizierungsstrahl verwendet wird, ist das Lichtbetragsverhältnis des Überschreibstrahls zu dem Verifizierungsstrahl 7 : 1 und der Teilungswinkel dazwischen ist ungefähr 30'. Die durch einen Ablenkspiegel 25 zu einer Objektlinse 7 abgelenkten Strahlen werden durch die Objektlinse 7 als ein Überschreibfleck SP&sub2; und ein Verifizierungsfleck SP&sub1; auf einer Spur 104 einer magnetooptischen Platte 1 fokusiert. Diese beiden Flecke werden korrekt auf einer gewünschten Spur durch ein (nicht gezeigtes) Stellglied positioniert, das die Objektlinse 7 hält.
Fig. 17 zeigt schematisch die Zustände des Überschreibflecks SP&sub2; und des Verifizierungsflecks SP&sub1;, die auf die Spur 104 der magnetooptischen Platte 1 fokusiert sind. Wie gezeigt ist, ist SP&sub2; auf der in der Plattendrehrichtung stromaufwärtigen Seite angeordnet und SP&sub1; ist auf der stromabwärtigen Seite angeordnet. Mit der obigen Anordnung kann, weil die Positionierungsgenauigkeit der beiden Flecke bezüglich der Spur 104 bestimmt werden kann, indem die Genauigkeit des Ablenkspiegels 25 bestimmt wird, die genaue Ausrichtung einfach erreicht werden.
Im Fall des in Fig. 17 gezeigten Ausführungsbeispiels ist der Überschreibfleck parallel zur Spur polarisiert und der Verifizierungsfleck ist senkrecht zur Spur polarisiert.
Wie beim Stand der Technik der Fig. 2 wird während einer Zeitspanne der normalen Wiedergabe der Halbleiterlaser 2 so betrieben, daß er den Strahl mit geringer Leistung aussendet, und der Überschreibfleck SP&sub2; wird als ein Wiedergabefleck verwendet. Im Fall dieses Betriebs mit geringer Leistung wird der Verifizierungsfleck SP&sub1; nicht verwendet.
Während einer Zeitspanne des Überschreibens wird der Halbleiterlaser 2 so betrieben, daß er den Strahl mit hoher Leistung aussendet, und SP&sub2; wird als ein Überschreibfleck verwendet. Unter Bestrahlung durch den Laserstrahl mit hoher Leistung steigt die Temperatur des zuvor erwähnten magnetooptischen Films 101, um einen Magnetisierungsgrad und eine Koerzitivkraft herabzusetzen, so daß die bereits auf der Platte aufgezeichnete Information gelöscht wird. Wenn gleichzeitig ein Magnetfeld durch einen magnetischen Kopf 10 aufgebracht wird, dessen Polarität in Abhängigkeit der aufzuzeichnenden Information umgekehrt wird, wird der magnetooptische Film 101 dauerhaft, während er gekühlt wird, in der Richtung des aufgebrachten Magnetfelds magnetisiert, wodurch das Überschreiben vervollständigt wird. Zu diesem Zeitpunkt hat der Verifizierungsfleck eine Wiedergabeleistung, um das magnetooptische Signal unmittelbar nach dem Aufzeichnen wiederzugeben.
Die durch die magnetooptische Platte reflektierten Lichtstrahlen werden durch die Objektlinse 7 wieder in parallele Strahlen umgewandelt (einen Überschreibstrahl 22-2, einen Verifizierungsstrahl 22-1), die dann durch den Ablenkspiegel 25 reflektiert werden, um zu dem Verbundprisma 16 aus Quarz zurückzukehren. Nach dem Hindurchtreten durch den Halbspiegel 56-4 und die Quarzprismen 56-2 und 56-3 werden die beiden Strahlen in vier Strahlen 24-1 bis 24-4 aufgeteilt, wie in Fig. 14 gezeigt ist. 24-1 und 24-3 stellen die Überschreibstrahlen dar (strichlierte Linien), während 24-2 und 24-4 die Verifizierungsstrahlen (durchgezogene Linien) darstellen. Diese Strahlen 24-1 bis 24-4 werden durch eine Kondensorlinse 902 auf einen Lichtdetektor 26 konzentriert. Entsprechend den vier Strahlen weist der Lichtdetektor 26 vier Einheiten aus Lichtdetektoren 26-1 bis 26-4 auf. Unter Vorgabe der Brennweite der Kondensorlinse 902 zu 30 mm werden die vier Strahlen auf den Lichtdetektoren mit einem Abstand von 300 µm zwischen 24-1 und 24-2 und zwischen 24-3 und 24-4 und einem Abstand von 600 µm zwischen 24-2 und 24-3 fokusiert.
Fig. 18 zeigt eine Weise, mit der Signale erfaßt werden. Im Fall der normalen Wiedergabe werden die Ausgaben von den Lichtdetektoren 26-1 und 26-3 verwendet, auf die die Überschreibstrahlen 24-1 und 24-3 auftreffen. Mit 28 ist ein Differenzialverstärker bezeichnet, der ein unten angegebenes optisches Signal 31 auf der Grundlage der Gleichungen (19) und (20) erzeugt:
magnetooptisches Signal 31 α I&sub3;± - I&sub1;± ... (23)
Mit 29 ist ein Addierglied bezeichnet, das ein Vorformatssignal 32 erzeugt, wenn eine vorformatierte Information auf der Platte in Form von zerklüffteten Grübchen vorhanden ist:
Vorformatssignal 32 α I&sub3;± - I&sub1;± ... (24)
Während der Überschreibzeitspanne werden die Ausgaben von den Lichtdetektoren 26-2 und 26-4 verwendet, auf die die Verifizierungsstrahlen 24-2 und 24-4 auftreffen. Mit 30 ist ein Differenzialverstärker bezeichnet, der ein unten angegebenes magnetooptisches Signal 33 auf der Grundlage der Gleichungen (21) und (22) erzeugt:
magnetooptisches Signal 33 α I&sub2;± - I&sub4;± ... (25)
Fig. 19 zeigt dann eine Weise, mit der Servosignale erfaßt werden. Wenn die Astigmatismus-Technik bei einem Autofokussystem angewendet wird, (das nur das Vorsehen einer zylindrischen Linse oder ähnliches hinter der Kondensorlinse 902 erfordert) und die Gegentakttechnik bei einem System zur automatischen Spurnachführung angewendet wird, ist es vorzuziehen, daß 26-1 oder 26-3, auf die der Überschreibstrahl 24-1 oder 24-3 auftrifft, als ein Lichtdetektor zum Erfassen von Servosignalen verwendet wird. Da insbesondere bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 16 24-3 den kleineren Bildwinkel bezüglich der Kondensorlinse 902 hat, wird ein Lichtfleck auf 26-3 gebildet, der geeignet ist, um die Servosignale zu erhalten.
Der Lichtdetektor 26-3 ist weiterhin in vier Teile unterteilt. Bezüglich der automatischen Spurnachführung werden die Summen der Ausgaben von jedem der beiden Lichtdetektorteile, die durch eine Unterteilungslinie unterteilt sind, die aus einer Projektion eines Beugungsgitters von der Spur folgen, jeweils durch Addierglieder 34-1 und 34-2 aufgenommen, und in Folge wird ein Signal 39 zur automatischen Spurnachführung durch einen Differenzialverstärker 36 erhalten. Bezüglich der Autofokusfunktion werden die Summen der Ausgaben von jeden der beiden Lichtdetektorteile, die in diagonaler Beziehung zueinander angeordnet sind, jeweils durch Addierglieder 35-1 und 35-2 aufgenommen und in Folge wird ein Autofokussignal 40 durch einen Differentialverstärker 37 erhalten. Diese Servosignale werden bandweise getrennt von dem magnetooptischen Signal 31 und dem Vorformatssignal 32 abgeleitet. Mit 38 ist ein Addierglied bezeichnet, das die Summe der vier Lichtdetektorteile ausgibt, wobei die Summe der Ausgabe des Lichtdetektors 26-3 in Fig. 18 entspricht.
Fig. 20 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel des Geräts für magnetooptische Platten.
Wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 16 wird Licht von einem Halbleiterlaser 2 durch eine Kollimatorlinse 3 in einen parallelen Strahl umgewandelt, der in ein Verbundprisma 56 aus Quarz eintritt. Der durch 56 reflektierte Lichtstrahl wird in einen Überschreibstrahl und einen Verifizierungsstrahl aufgeteilt (beide sind nicht dargestellt), die auf einen galvanischen Spiegel 41 auftreffen. Diese beide Strahlen werden durch den galvanischen Spiegel 41 in einer zur Spur senkrechten Richtung zur Spurregelung abgelenkt. Mit 4 ist ein strahlenformendes Prisma bezeichnet, das jeden Strahl, der von dem Halbleiterlaser 2 ausgesendet wird und vier anisotropische Feldmuster hat, in im wesentlichen isotropische Muster formt. Wenn ein Strahlformverhältnis zu ungefähr 2 gesetzt ist, wird ein Teilungswinkel des Überschreibstrahls und des Verifizierungsstrahls 15', d.h., eine Hälfte des Winkels des Ausführungsbeispiels der Fig. 16, wodurch es ermöglicht wird, einen Abstand zwischen zwei Flecken auf einer nagnetooptischen Platte 1 zu verringern. Fig. 20 zeigt auch ein Beispiel eines Geräts für magnetooptische Platten, bei dem der Halbleiterlaser und der Lichtdetektor in einem feststehenden Abschnitt 45 angeordnet sind und ein beweglicher Abschnitt 44 mit einer Objektlinse 7 und einem Ablenkspiegel 25 wird zum groben Suchen in der radialen Richtung der Platte verwendet. Bei dieser Gerätebauart, bei der das strahlenformende Prisma 4 an einer derartigen Position angeordnet ist, treten die folgenden vier Vorteile auf:
(1) Der Teilungswinkel des Überschreibstrahls und des Verifizierungsstrahls kann kleiner gemacht werden, um ein Verlangen nach einer Leistung der Objektlinse 7 im Bereich außerhalb der Achse zu verringern;
(2) Aufgrund des kleineren Teilungswinkels können Schwankungen der Verteilung des Lichtbetrags über der Eintrittsblende der Objektlinse 7, die davon abhängen, ob der bewegliche Abschnitt 44 in einer Innenumfangsfläche der Platte oder an ihrer Außenumfangsfläche liegt, verringert werden, so daß die Lichtflecke zufriedenstellend auf der Platte 1 fokusiert sind;
(3) Der engere Fleckabstand auf der Platte kann ein Verlangen nach einer Neigungsgenauigkeit des Ablenkspiegels verringern. (Nur die Hälfte der Genauigkeit des Ausführungsbeispiels der Fig. 16 reicht aus); und
(4) Da der Teilungswinkel der beiden Strahlen zum Vorsehen des magnetooptischen Signals gleich wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 16 bleibt, kann der breite Strahlenabstand von dem Lichtdetektor aufgenommen werden.
(Dies ermöglicht die Verkürzung der Brennweite der Kondensorlinse 902 und dadurch wird das optische System kompakt).
Die von der magnetooptischen Platte 1 reflektierten Strahlen treten in das Verbundprisma 56 aus Quarz wie bein Ausführungsbeispiel der Fig. 16 durch die Objektlinse 7, den Ablenkspiegel 25, das strahlenformende Prisma 4 und den galvanischen Spiegel 41 nacheinander ein. Diese beiden Strahlen werden in vier Strahlen aufgeteilt, die jeweils paarweise die polarisierten Richtungen senkrecht zueinander haben, gefolgt von dem Erreichen des Lichtdetektors 26 durch eine Kondensorlinse 902-1 und eine zylindrische Linse 902-2. Die zylindrische Linse 902-2 dient der Autofokusservoregelung unter Verwendung der Astigmatismus-Technik und seine Erzeugende ist um 45º bezüglich eines Beugungsmusters von der Spur gedreht.
Desweiteren wird von dem von dem Halbleiterlaser 2 ausgesendeten Licht der durch das Verbundprisma 56 aus Quarz hindurchgetretene Strahl durch eine Linse 42 auf einen Lichtdetektor 43 konzentriert und zur Kontrolle einer Ausgabeleistung des Halbleiterlasers verwendet.
Andere Ausführungsbeispiele gemäß diesem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend unter Bezugnahme auf Figuren 21 und 22 beschrieben.
In Fig. 21 sind die rechtwinkligen Prismen 56-1 und 56-3 aus einachsigem Kristall gleich wie die der Fig. 14. Mit 56-5 und 56-6 sind auch rechtwinklige Prismen aus einachsigen Kristall bezeichnet. Die optische Achse von 56-5 fällt wie bei 56-1 in Fig. 14 mit der Ausbreitungsrichtung der von der magnetooptische Platte reflektierten Strahlen 22-1 und 22-2 zusammen. Die optische Achse von 56-6 ist wie bei 56-2 in Fig. 14 um + 45º gegenüber der P-Achse in der im wesentlichen zu den reflektierten Strahlen 22-1, 22-2 senkrechten Ebene und ebenfalls senkrecht zu der Richtung der optischen Achse von 56-3 gewählt. Die Teilung des Überschreibstrahls 22-2 und des Verifizierungsstrahls 22-1 wird nachfolgend erläutert. Es tritt keine neue Strahlteilung an der Verbindungsfläche zwischen 56-1 und 56-5 auf. Weil der Strahl in die Verbindungsfläche zwischen 56-5 und 56-6 nahezu senkrecht eintritt, tritt dort keine neue Strahlteilung auf. Eine bei 56-6 projiziert wird und dann auf die e-Achse bei 56-6 projiziert wird, verhält sich dem unten angegebenen Snell'schen Gesetz folgend, unter den Annahmen, daß der Einfallswinkel auf die obige Verbindungsfläche gleich θ31 ist und der Austrittwinkel daraus gleich θ41 ist, und tritt dann
Eine Komponente uo-e± Überschreibstrahls, der au; die e-Achse bei 56-6 projiziert wird und dann auf die o-Achse bei 56-3 projiziert wird, verhält sich dem unten angegebenen Snell'schen Gesetz folgend unter den Annahmen, daß der Einfallswinkel auf die obige Verbindungsfläche gleich θ&sub3;&sub2; ist, und der Austrittswinkel daraus gleich θ&sub4;&sub2; ist, und tritt dann als ein Strahl 24-3 von 56-3 aus:
Eine Komponente uo-e± des Verifizierungsstrahls, der auf die o-Achse bei 56-6 projiziert wird und dann auf die e-Achse bei 56-3 projiziert wird, verhält sich dem unten angegebenen Snell'schen Gesetz folgend unter den Annahmen, daß der Einfallswinkel auf die obige Verbindungsfläche gleich θ&sub3;&sub3; ist und der Austrittswinkel daraus gleich θ&sub4;&sub3; ist, und tritt dann als ein Strahl 24-2 von 56-3 aus:
Desweiteren verhält sich eine Komponente ue-o± des Verifizierungsstrahls, der auf die e-Achse bei 56-6 projiziert wird und dann auf die o-Achse bei 56-3 projiziert wird, dem ünten angegebenen Snell'schen Gesetz folgend, unter L θ den Annahmen, daß der Einfallswinkel auf die obige Verbindungsfläche gleich θ&sub3;&sub4; ist und der Austrittswinkel daraus gleich θ&sub4;&sub4; ist, und sie tritt dann als ein Strahl 24-4 aus 56-3 aus:
Wie aus den Gleichungen (26) bis (29) offensichtlich ist, treten 22-1 und 22-2 als die vier Strahlen 24-1 bis 24-4 aus 56-3 aus.
Unter der Annahme, daß Quarz als der einachsige Kristall ausgewählt wird, sind der Brechungsindex ne für außerordentliche Strahlen und der Brechungsindex no für ordentliche Strahlen jeweils 1,54749 und 1,53859 bei der Halbleiterlaserwellenlänge von λ = 790 nm, θo ist 45º und θ&sub1;&sub1; ist 45,3324º, so daß sich die Austrittswinkel beispielsweise gegeben zu:
θ&sub4;&sub1; = 44,343º
θ&sub4;&sub2; = 45,000º
θ&sub4;&sub3; = 44,671º
θ&sub4;&sub4; = 45,332º
Ein sich ergebender Teilungswinkel zwischen benachbarten zwei Strahlen ist 0,33º in dem rechtwinkligen Prisma 56-3 und 0,51º in Luft. Das magnetooptische Signal kann in ähnlicher Weise erfaßt werden, wie das unter Bezugnahme auf die Figuren 18 und 19 zuvor Erwähnte.
In Fig. 21 kann das rechtwinklige Prisma 56-5 aus einachsigem Kristall aus Glas gebildet sein. In diesen Fall können durch geeignete Wahl des Brechungsindex von Glas die Austrittswinkel 24-1 bis 24-4 aus 56-3 verändert werden.
Desweiteren nüssen in Fig. 21 56-6 und 56-5 nicht niteinander verbunden sein. 56-1, 56-6 und 56-5, 56-3 können getrennt voneinander angeordnet sein.
Als eine alternative Anordnung kann ein Verbindungselement aus 56-1 und 56-5 bezüglich eines Verbindungselements aus 56-6 und 56-3 um 90º gedreht sein, wie in Fig. 22 gezeigt ist. Dieser Fall ist manchmal vorteilhaft für die Ausgestaltung der Lichtdetektoren, weil die Strahlen 24-1 bis 24-4 nicht in einer Linie ausgerichtet sind. In Fig. 22 kann 56-5 auch aus Glas gebildet sein. Es ist auch möglich, nur eines der Bauteile 56-6 und 56-3 aus Glas auszubilden.
Bei dem optischen Kopffür das magnetooptische Aufzeichnungs-/Wiedergabegerät gemäß diesem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung, das oben beschrieben wurde, tritt ein von einer Halbleiterlaserstrahlquelle ausgesendeter Lichtstrahl in eine erste Endfläche eines ersten im wesentlichen rechtwinkligen Prismas aus einachsigem Kristall ein und ein Teil des Lichtstrahls wird durch eine zweite Endfläche des ersten im wesentlichen rechtwinkligen Prismas reflektiert, um aus einer dritten Endfläche nahezu parallel zur ersten Endfläche zur Teilung in erste und zweite Lichtstrahlen auszutreten, deren polarisierte Richtungen senkrecht zueinander sind, wobei der einachsige Kristall des ersten im wesentlichen rechtwinkligen Prismas eine optische Achse hat, die nahezu mit einer Ausbreitungsrichtung des reflektierten Lichtstrahls aus der zweiten Endfläche zusammenfällt, wobei der Lichtstrahl, der durch die Halbleiterlaserstrahlquelle ausgesendet wird, seine polarisierte Richtung um einen vorbestimmten Winkel gegenüber der optischen Achse des einachsigen Kristalls geneigt hat; die ersten und zweiten Lichtstrahlen, die aus dem ersten im wesentlichen rechtwinkligen Prisma austreten, werden durch eine Objektlinse als kleine erste und zweite Lichtflecke, die in einer Spurbewegungsrichtung beabstandet sind, auf derselben Spur eines magnetooptischen Aufzeichnungsnediums fokusiert; erste und zweite von dem magnetooptischen Aufzeichnungsmedium reflektierte Lichtstrahlen treten in das erste, im wesentlichen rechtwinklige Prisma durch dessen dritte Endfläche ein, treten teilweise durch dessen zweite Endfläche hindurch, um in ein zweites, im wesentlichen rechtwinkliges Prisma aus einachsigern Kristall durch dessen erste Endfläche einzutreten, das mit der zweiten Endfläche des ersten in wesentlichen rechtwinkligen Prismas verbunden ist, treten aus einer zweiten Endfläche des zweiten, im wesentlichen rechtwinkligen Prismas nahezu senkrecht zu dessen ersten Endfläche aus, treten in ein drittes, im wesentlichen rechtwinkliges Prisma aus einachsigen Kristall durch dessen ersten Endfläche ein, die mit der zweiten Endfläche des zweiten, im wesentlichen rechtwinkligen Prismas verbunden ist, und treten dann aus einer zweiten Endfläche des dritten im wesentlichen rechtwinkligen Prismas nahezu senkrecht aus, so daß die beiden reflektierten Lichtstrahlen jeweils in zwei austretende Lichtstrahlen aufgeteilt werden, deren polarisierte Richtungen senkrecht zueinander sind; d.h., so daß der erste reflektierte Lichtstrahl in einen ersten und zweiten austretenden Lichtstrahl aufgeteilt ist und daß der zweite reflektierte Lichtstrahl in einen dritten und vierten austretenden Lichtstrahl aufgeteilt ist; die Achse des zweiten, im wesentlichen rechtwinkligen Prismas ist bezüglich der polarisierten Richtungen des ersten und zweiten Lichtstrahls um 45º geneigt, die aus der dritten Endfläche des ersten, im wesentlichen rechtwinkligen Prismas austreten, wobei das dritte, in wesentlichen rechtwinklige Prisma eine optische Achse hat, die senkrecht zur optischen Achse des zweiten, im wesentlichen rechtwinkligen Prismas ist.
Mit dem nagnetooptischen Aufzeichnungs-/Wiedergabegerät, das das optische System der vorliegenden Erfindung verwendet, um gleichzeitig ein Überschreiben und ein Verifizieren unmittelbar nach dem Aufzeichnen durch eine einzelne Laserstrahlquelle zu ermöglichen, wie oben erläutert wurde, kann der Lichtstrahl von dem Halbleiterlaser wirkungsvoll einen Überschreibstrahl und einem Verifizierungsstrahl mit einem vorbestimmten Verhältnis zugeordnet werden, wodurch es möglich wird, einen Halbleiterlaser mit geringer Ausgangsleistung und eine Kollimatorlinse mit einer geringen numerischen Apertur einzusetzen.
Desweiteren können die aus den beiden Strahlen fokusierten Flecke einfach auf derselben Spur angeordnet werden. Das Lichtbetragsverhältnis von einem Fleck zu anderen und der Abstand dazwischen können auch einfach konstant gehalten werden. Außerdem ist das optische System zum Erfassen eines magnetooptischen Signals vereinfacht, was zu einer Verringerung der Herstellkosten führt.
Ein noch anderes Ausführungsbeispiel des optischen Systems der vorliegenden Erfindung wird unter Bezugnahme auf die Figuren 23 bis 27 beschrieben.
Wie in Fig. 23 gezeigt ist, weist das optische System dieses Ausführungsbeispiels ein rechtwinkliges Prisma 66-1 aus einachsigern Kristall, ein rechtwinkliges Glasprisma 66-3 und zwei rechtwinklige Prismen 66-4 und 66-5 aus einachsigen Kristallen auf, die alle miteinander verbunden sind, wobei ein Halbspiegel 66-2 auf die Verbindungsfläche zwischen 66-1 und 66-3 aufgedampft ist.
Ein Lichtstrahl 18 von einen (nicht gezeigten) Halbleiterlaser 2 tritt in das rechtwinklige Prisma 66-1 aus einachsigem Kristall ein. Unter der Annahme, daß eine P- polarisierte Richtung und eine S-polarisierte Richtung für die Verbindungsfläche zwischen 66-1 und 66-3 so definiert sind, wie in einem Koordinatensystem 17 gezeigt ist, hat der Lichtstrahl 18 seine polarisierte Richtung um α0 gegenilber der P-Achse geneigt. Die optische Achse (Brechungsindex ne für außerordentliche Strahlen) des einachsigen Kristalls 66-1 liegt beispielsweise in einer Richtung der P-Achse und wird als eine e-Achse bezeichnet. In ähnlicher Weise hat die S- Achsenrichtung einen Brechungsindex no für ordentliche Strahlen und wird als o-Achse bezeichnet. Der Lichtstrahl 18 (mit einer Amplitude A), der auf 66-1 auftrifft, wird gedacht, als hätte er zwei Amplitudenkomponenten 27-1 und 27- 2, wie in Fig. 24 gezeigt ist:
Richtung der e-Achse: Acosα ... (1)
Richtung der o-Achse: Asinα ... (2)
Die Amplitudenkomponente 27-1 in der Richtung der e-Achse wird einer Wirkung des Brechungsindex ne für außerordentliche Strahlen unterworfen und die Amplitudenkomponente 27-2 in der Richtung der o-Achse wird einer Wirkung des Brechungsindex n für ordentliche Strahlen unterworfen, so daß der einfallende Strahl durch das Kristall hindurchtritt, während er in elliptisch polarisiertes Licht umgewandelt wird.
Ein Lichtstrahl 20, der durch den Halbspiegel 66-2 hindurchgetreten ist, wird einer Wirkung des Brechungsindex ng von Glas sowohl in der Richtung der P-Achse als auch der S-Achse unterworfen, wie in einem Koordinatensystem 21 gezeigt ist. Von dem Lichtstrahl 18 hat daher der Strahl, der der Wirkung des Brechungsindex für außerordentliche Strahlen unterworfen ist, einen unten angegebenen Austrittswinkel θ&sub1;&sub1; aus dem Snell'schen Gesetz, wobei ein Einfallswinkel auf den Halbspiegel 66-2 zu θo vorgegeben ist:
Auch ein Austrittswinkel θ&sub1;&sub2; des Strahls, der der Wirkung des Brechungsindex für ordentliche Strahlen unterworfen ist, ist gegeben durch:
Es wurde so herausgefunden, daß die obigen zwei Strahlen in zwei polarisierte Lichtstrahlen aufgeteilt werden, die senkrecht zueinander sind. Dieses Verhalten ist in Fig. 25 gezeigt. Insbesondere tritt von dem Lichtstrahl 18 der Strahl, der der Wirkung des Brechungsindex für außerordentliche Strahlen unterworfen ist, als ein P- polarisiertes Licht 20-2 durch den Halbspiegel 66-2 mit dem Austrittwinkel θ&sub1;&sub1;, während der Strahl, der der Wirkung des Brechungsindex für ordentliche Strahlen unterworfen ist, als ein S-polarisiertes Licht 20-1 durch den Halbspiegel 66-2 mit dem Austrittwinkel θ&sub1;&sub2; tritt.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 23 ist unter der Annahme, daß Quarz als der einachsige Kristall gewählt wird, Glas (beispielsweise BaFl), das die Bedingung ng ne erfüllt, aus Einfachkeitsgründen als das glasartige Material gewählt, und der Brechungsindex ne für außerordentliche Strahlen und der Brechungsindex no für ordentliche Strahlen sind jeweils 1,54749 und 1,53859 bei der Halbleiterlaserwellenlänge von λ = 790 nm und der Einfallswinkel 90 ist beispielsweise 45º, so daß sich die Austrittwinkel ergeben zu:
θ&sub1;&sub1; 45º
θ&sub1;&sub2; = 44,6714º
Ein sich ergebender Teilungswinkel der beiden Strahlen in Luft wird ungefähr zu 0,51º. Auf diese Weise wird der Teilungswinkel durch die Brechungsindizes für außerordentliche Strahlen und für ordentliche Strahlen und durch den Brechungsindex des glasartigen Materials mit dem Ergebnis bestimmt, daß seine Schwankungen aufgrund von Herstellfehlern und anderen Ursachen sehr klein sind.
90 kann frei als jeder Winkel in der Nähe von 45º gewählt werden. Er kann beispielsweise so gewählt werden, daß sowohl der Überschreibstrahl als auch der Verifizierungsstrahl nahezu bezüglich einer (nicht gezeigten) Objektlinse zum Konzentrieren von Lichtflecken auf einer magnetooptische Platte als ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium zueinander gleich sind. Darüber hinaus kann die Austrittendfläche von 66-3 im Bereich zwischen 1 bis geneigt sein, so daß von der Strahlaustrittsfläche von 66-3 zurückkehrende Lichtstrahlen nicht in die (nicht gezeigten) Lichtdetektoren eintreten.
Das Lichtbetragsverhältnis des reflektierten Lichtstrahls 20-1 bis 20-2 kann durch Verändern von α gewählt werden. Das Lichtbetragsverhältnis des Überschreibflecks zu dem Verifizierungsfleck wird aus den obigen Gleichungen (1) und (2) wie folgt ausgedrückt:
1/tan² α ... (5)
Das Lichtbetragsverhältnis wird in Abhängigkeit der Genauigkeit von α bestimmt und kann somit einfach und präzise eingestellt werden. Wenn beispielsweise das Lichtbetragsverhältnis von 7 gewünscht ist, ist es erforderlich, den Winkel α auf 20,70 zu setzen. In diesen Fall ist der Überschreibfleck P-polarisiertes Licht und der Verifizierungsfleck S-polarisiertes Licht. Natürlich kann durch Wahl von α zu einen Winkel in der Nähe von 90º die obige Beziehung umgekehrt werden, so daß der Überschreibfleck S-polarisiertes Licht ist und der Verifizierungsfleck P-polarisiertes Licht ist.
Obwohl 66-2 aus Gründen der Kürze als ein Halbspiegel erläutert ist, ist die vorliegende Erfindung nicht auf den Halbspiegel beschränkt. Unter der Annahme, daß die Durchlässigkeit für die Amplitude des P-polarisierten Lichts gleich tp ist und die Durchlässigkeit für die Amplitude des S-polarisierten Lichts gleich ts ist, werden die obigen Gleichungen (1) und (2) umgeschrieben in:
Richtung der e-Achse: Atp cosα ... (1')
Richtung der o-Achse: Ats sinα ...(2')
Aus diesen Gleichungen (1') und (2') ergibt sich das Lichtbetragsverhältnis zu:
tp²/ts2 tan² α ... (5')
Entsprechend kann das Lichtbetragsverhältnis frei durch Verändern der Durchlässigkeit % für die Amplitude des P-polarisierten Lichts, der Durchlässigkeit ts für die Amplitude des S-polarisierten Lichts und der Neigung α bezüglich der optischen Achse des einfallenden Lichtstrahls 18 gewählt werden. 66-2 kann ein nicht polarisierender Strahlteiler (tp2 = ts2) oder ein polarisierender Strahlteiler (tp2 ≠ ts2) sein. Desweiteren kann bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 23, bei dem tp2 auf einen relativ großen Wert gesetzt ist, der Lichtstrahl von dem Halbleiterlaser wirkungsvoll während einer Zeitspanne des Überschreibens verwendet werden.
Wie oben erläutert ist, kann durch Eintretenlassen des einfallenden Lichtstrahls in das rechtwinklige Prisma 66-1 aus einachsigen Kristall, dessen Polarisationsebene um einen vorbestimmten Winkel gegenüber der optischen Achse geneigt ist, und durch Einführen des durch den Halbspiegel hindurchgetretenen Lichtstrahls in das Glas der Überschreibstrahl und der Verifizierungsfleck voneinander mit einem gewünschten Lichtbetragsverhältnis geteilt werden.
Es folgt die Beschreibung der Erfassung eines nagnetooptischen Signals durch das optische System dieses Ausführungsbeispiels Es wird angenommen, daß in den Figuren 23 und 25 die durch die (nicht gezeigte) magnetooptische Platte reflektierten Lichtstrahlen 22-1 und 22-2 sind. Genauer gesagt ist 22-2 ein Überschreibstrahl, der verwendet wird, um das magnetooptische Signal während einer Zeitspanne des normalen Datenlesens wiederzugeben. 22-1 ist ein Verifizierungsstrahl, der verwendet wird, um das magnetooptische Signal unmittelbar nach dem Aufzeichnen in der Überschreibzeitspanne wiederzugeben. Das rechtwinklige Prisma 66-4 aus einachsigen Kristall wird so gesetzt, wie in einem Koordinatensystem 21 gezeigt ist, daß seine optische Achse (e-Achse) um + 45º gegenüber der P-Achse in einer zu dem Lichtstrahl 22 senkrechten Ebene geneigt ist.
Desweiteren ist das rechtwinklige Prisma 66-5 aus einachsigem Kristall so gesetzt, wie in einem Koordinatensystem 23 gezeigt ist, daß seine optische Achse (e-Achse) um + 45º gegenüber der P-Achse in einer zu dem Lichtstrahl 22 senkrechten Ebene geneigt ist und auch zur Achse des rechtwinkligen Prismas 66-4 aus einachsigen Kristall senkrecht ist.
Das Erfassen des magne,tooptischen Signals für jeden der beiden Strahlen wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 26 erläutert. Aus Gründen der Kürze wird angenommen, daß der Lichtbetrag des Verifizierungsstrahls 22-1 während der Überschreibzeitspanne gleich dem Lichtbetrag des Überschreibstrahls 22-2 während der normalen Wiedergabezeitspanne ist, daß das Amplitudenreflektionsvermögen der Komponenten von beiden der Strahlen 22-1 und 22-2 in die polarisierten Richtungen der auf die magnetooptische Platte einfallenden Strahlen (S- Polarisation für den Verifizierungsstrahl und P-Polarisation für den Überschreibstrahl) gleich R ist, und daß das Amplitudenreflektionsverrnögen für die Komponenten, das durch einen Kerr-Effekt in den polarisierten Richtungen erzeugt wird, die senkrecht auf den obigen stehen, gleich K ist. Unter Vorgabe eines Kerr'schen Drehwinkels zu I θk ergibt sich die folgende Gleichung:
±K/R = tan(±θk) ... (6)
Der Überschreibstrahl 22-2 wird nun unter Verwendung von (1) und (2) in Fig. 26 erläutert. Der Lichtstrahl 22-2 tritt in das rechtwinklige Glasprisma 66-3 ein und sowohl seine P- als auch S-polarisierte Komponente werden der Wirkung des Brechungsindex ng von Glas unterworfen. Dann wird der Lichtstrahl durch den Halbspiegel 66-2 reflektiert und tritt in das rechtwinklige Prisma 66-4 ein. Wie in Fig. 26(1) gezeigt ist, ist eine Amplitudenkomponente u&sub0;+, die auf die o-Achse projiziert ist, wie folgt ausgedrückt, wenn der Kerr'sche Drehwinkel + θk ist;
uo+ = 1/ 2 (R - K) ... (7)
er wird wie folgt ausgedrückt, wenn der Kerr'sche Drehwinkel gleich - θk ist:
uo- = 1/ 2 (R + K) ... (8)
Die auf die o-Achse projizierte Amplitudenkomponente uo± verhält sich dem unten angegebenen Snell'schen Gesetz folgend unter den Annahmen, daß der Einfallswinkel auf das rechtwinklige Prisma 66-4 aus einachsigem Kristall gleich 45º - θ&sub1;&sub1; ist und der Austrittwinkel daraus gleich θ&sub2;&sub1; ist; und sie dringt somit nahezu stetig vor.
Wie in Fig. 26(2) gezeigt ist, ist auch eine auf die e-Achse projiziert Amplitudenkomponente ue wie folgt ausgedrückt, wenn der Kerr'sche Drehwinkel gleich ± θk ist (die Gleichung gilt für jedes der entsprechenden Vorzeichen);
ue± = 1/ 2 (R ± K) ... (10)
Die auf die e-Achse projizierte Amplitudenkomponente ue verhält sich dem unten angegebenen Snell'schen Gesetz folgend unter den Annahmen, daß der Einfallswinkel auf das rechtwinklige Prisma 66-4 aus einachsigem Kristall gleich 45º - θ&sub1;&sub1; ist und der Austrittswinkel daraus gleich θ&sub2;&sub2; ist;
und somit wird ue± nicht von uo± geteilt und dringt nahezu stetig vor.
Als nächstes wird der Verifizierungsstrahl 22-1 unter Verwendung von Darstellungen (3) und (4) der Fig. 26 erläutert. Der Lichtstrahl 22-1 tritt in das rechtwinklige .20 Glasprisma 66-3 ein und sowohl seine P- als auch S- polarisierte Komponente werden der Wirkung des Brechungsindex ng von Glas unterworfen. Dann wird der Lichtstrahl durch den Halbspiegel 66-2 reflektiert und tritt in das rechtwinklige Prisma 66-4 aus einachsigem Kristall ein. Wie in Fig. 26(3) gezeigt ist, wird eine Amplitudenkomponente uo±, die auf die o-Achse projiziert ist, wie folgt ausgedrückt, wenn der Kerr'sche Drehwinkel gleich 1 θk ist (die Gleichung gilt für jedes der entsprechenden Vorzeichen);
uo±' = (R ± K) ... (12)
Die auf die o-Achse projizierte Amplitudenkomponente uo±' verhält sich dem unten angegebenen Snell'schen Gesetz folgend unter den Annahmen, daß der Einfallswinkel auf das rechtwinklige Prisma 66-4 aus einachsigern Kristall gleich 45º - θ&sub1;&sub2; ist und der Austrittswinkel daraus gleich θ&sub2;&sub3; ist;
Wie in Fig. 26(4) gezeigt ist, wird auch eine Amplitudenkomponente uα ue±' die auf die e-Achse projiziert ist, wie folgt ausgedrückt, wenn der Kerr'sche Drehwinkel gleich ±θk ist (die Gleichung gilt für jedes der entsprechenden Vorzeichen);
ue±'= 1/ 2 (R &mnplus; K) ... (13')
Die auf die e-Achse projizierte Amplitudenkomponente ue±' verhält sich dem unten angegebenen Snell'schen Gesetz folgend unter den Annahmen, daß der Einfallswinkel auf das rechtwinklige Prisma 66-4 aus einachsigem Kristall gleich 45º - θ&sub1;&sub2; ist und der Austrittswinkel daraus gleich θ&sub2;&sub4; ist; und sie teilt sich somit geringfügig von uo±'.
Desweiteren wird die Brechung der Strahlen an der Verbindungsfläche zwischen den rechtwinkligen Prismen 66-4 und 66-5 aus einachsigen Kristall erläutert. Eine Komponente uo-e± des Überschreibstrahls, der auf die o-Achse bei 66-4 projiziert wird und dann bei 66-5 auf die e-Achse projiziert wird, verhält sich dem unten angegebenen Snell'schen Gesetz folgend unter den Annahmen, daß der Einfallswinkel auf die obige Verbindungsfläche gleich θ&sub3;&sub1; ist und der Austrittswinkel daraus gleich θ&sub4;&sub1; ist, und dann tritt sie als ein Strahl 24-1 aus 66-5 aus:
Eine Komponente ue-o± des Überschreibstrahls, der auf die e-Achse bei 66-4 projiziert wird und dann auf die o-Achse bei 66-5 projiziert wird, verhält sich dem unten angegebenen Snell'schen Gesetz folgend unter den Annahmen, daß der Einfallswinkel auf die obige Verbindungsfläche gleich θ&sub3;&sub2; ist, und der Austrittswinkel daraus gleich θ&sub4;&sub2; ist, und sie tritt dann als ein Strahl 24-3 aus 66-5 aus:
Eine Komponente uo-e±' des Verifizierungsstrahls, der auf die o-Achse bei 66-4 projiziert wird und dann auf die e-Achse bei 66-5 projiziert wird, verhält sich dem unten angegebenen Snell¹schen Gesetz folgend unter den Annahmen, daß der Einfallswinkel auf die obige Verbindungsfläche gleich θ&sub3;&sub3; ist und der Austrittswinkel daraus gleich θ&sub4;&sub3; ist, und sie tritt dann als ein Strahl 24-2 von 66-5 aus:
Desweiteren verhält sich eine Komponente ue-o±' des Verifizierungsstrahls, der auf die e-Achse bei 66-4 projiziert wird und dann auf die o-Achse bei 66-5 projiziert wird, dem unten angegebenen Snell'schen Gesetz folgend unter den Annahmen, daß der Einfallswinkel auf die obige Verbindungsfläche gleich θ&sub3;&sub4; ist und der Austrittswinkel daraus gleich θ&sub4;&sub4; ist, und sie tritt dann als ein Strahl 24-4 aus 66-5 aus:
Wie aus den Gleichungen (15) bis (18) offensichtlich ist, treten die vier Strahlen 24-1 bis 24-4 aus 66-5 aus.
Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 23 sind, unter der Annahme, daß Quarz für die einachsigen Kristalle 66-1, 66-4 und 66-5 gewählt und Glas, das die Bedingung erfüllt ng ne, als das glasartige Material des Glasprismas 66-3 gewählt wird, der Brechungsindex ne für außerordentliche Strahlen und der Brechungsindex no für ordentliche Strahlen jeweils 1,54749 und 1,53859 bei der Halbleiterlaserwellenlänge von λ = 790 nm, θo ist 45º und θ&sub1;&sub2; ist 44,6714º, so daß sich die Austrittswinkel ergeben zu:
θ&sub4;&sub1; = 44,671º
θ&sub4;&sub2; = 44,998º
θ&sub4;&sub3; = 45,332º
θ&sub4;&sub4; = 45,665º
Ein sich ergebender Teilungswinkel ist 0,33º in dem einachsigen Kristall 66-5 und 0,51º in Luft.
Auf diese Weise können der Überschreibstrahl und der Verifizierungsstrahl jeweils in zwei Strahlen aufgeteilt werden, wodurch es möglich wird, das nagnetooptische Signal für jeden Strahl zu erfassen.
Durch Berechnung der Intensitäten der vier Strahlen werden bezüglich des Überschreibstrahls die Intensitäten I&sub1;±' I&sub3;± der Komponenten (Strahlen 24-1 und 24-3), die auf die o-Achse und die e-Achse in entgegengesetzter Ordnung projiziert werden, ausgedrückt durch: wobei angenommen wird, daß R² » K² ist; das magnetooptische Signal wird durch unterschiedliches Verstärken dieser beiden Komponenten erhalten.
In ähnlicher Weise werden bezüglich des Verifizierungsstrahls die Intensitäten I&sub2;±, I&sub4;± der Komponenten (Strahlen 24-2 und 24-4), die auf die o-Achse und e-Achse in entgegengesetzter Ordnung projiziert werden, ausgedrückt durch; wobei angenommen wird, daß R² » K² ist; das nagnetooptische Signal wird durch unterschiedliches Verstärken dieser beiden Komponenten erhalten.
Es sollte bemerkt werden, daß, obwohl die Prisnen 66-2 und 66-5 aus einachsigen Kristall als rechtwinklige Prismen bei der vorangehenden Erläuterung der Fig. 23 aus Gründen der Einfachheit der Berechnungen gehandhabt werden, die Erfindung jedoch nicht auf die Verwendung der rechtwinkligen Prismen beschränkt ist.
Wie oben beschrieben ist, wird ein einzelner Lichtstrahl durch das Prisma 66-1 aus einachsigen Kristall und das Glasprisma 66-3 in den Überschreibstrahl und den Verifizierungsstrahl aufgeteilt, die in zueinander senkrechten Richtungen polarisiert sind und ein vorbestimmtes Lichtbetragsverhältnis haben, gefolgt durch den Eintritt in die nagnetooptische Platte, so daß die beiden Strahlen als ein Überschreibfleck und als ein Verifizierungsfleck auf der Platte konzentriert werden. Die jeweiligen durch die Platte reflektierten Strahlen treten durch das Glasprisma 66-3, das rechtwinklige Prisma 66-4 aus einachsigem Kristall, dessen optische Achse um einen Winkel von 45º bezüglich der polarisierten Richtung des auf die magnetooptische Platte einfallenden Strahls in der zu den reflektierten Strahlen senkrechten Ebene geneigt ist, und weiter durch den Eintritt durch das rechtwinklige Prisma 66-5 aus einachsigem Kristall, das mit 66-4 verbunden ist, und dessen optische Achse senkrecht zu der von 66-4 ist, wodurch sie in vier Strahlen aufgeteilt werden, die jeweils paarweise die polarisierten Richtungen senkrecht zueinander haben. Aus den unterschiedlichen Ausgaben dieser beiden paarweisen Strahlen kann das nagnetooptische Signal sowohl für den Überschreibstrahl als auch den Verifizierungsstrahl erhalten werden.
Als nächstes wird ein Gerät für magnetooptische Platten, das das optische System dieses Ausführungsbeispiel verwendet, unter Bezugnahme auf Fig. 27 beschrieben.
Licht von einen Halbleiterlaser 2 wird durch eine Kollinatorlinse 3 in einen parallelen Strahl umgewandelt, der in ein Verbundprisma 66 aus Quarz und Glas eintritt. Die polarisierte Richtung des Halbleiterlaser 2 ist um 20,70 gegenüber der P-Achse in einem Koordinatensystem 17 geneigt, das, wie gezeigt ist, durch die P- und S-polarisierten Richtungen des Prismas 66 definiert ist. Die optische Achse eines Quarzprismas 66-1 liegt in der Richtung der P-Achse, wobei ein Halbspiegel 66-2 (tp2 = 0,5, tS2 = 0,5) auf die Verbindungsfläche zwischen dem Quarzprisna 66-1 und einem Glasprisma 66-3 aufgedampft ist. Das Licht, das durch 66-2 hindurchgetreten ist, wird in einen P-polarisierten Strahl 20-2 und einen S-polarisierten Strahl 20-1 aufgeteilt, gefolgt von dem Austritt aus 66-3. Wenn der P-polarisierte Strahl (strichlierte Linie) als ein Überschreibstrahl verwendet wird und der S-polarisierte Strahl (durchgezogene Linie) als ein Verifizierungsstrahl verwendet wird, ist das Lichtbetragsverhältnis des Überschreibstrahls zu dem Verifizierungsstrahl gleich 7 : 1 und der Teilungswinkel dazwischen ist ungefähr 30'. Die durch einen Ablenkspiegel 25 zu einer Objektlinse 7 abgelenkten Strahlen werden durch die Objektlinse 7 als ein Überschreibfleck SP&sub2; und ein Verifizierungsfleck SP&sub1; auf einer Spur 104 einer magnetooptischen Platte 1 fokusiert. Diese beiden Flecke werden korrekt auf einer gewünschten Spur durch ein (nicht gezeigtes) Stellglied positioniert, das die Objektlinse 7 hält.
Fig. 28 zeigt schematisch Zustände des auf die Spur 104 der nagnetooptischen Platte 1 fokusierten Überschreibflecks SP&sub2; und Verifizierungsflecks SP&sub1;. Wie gezeigt ist, ist SP&sub2; auf der in der Plattendrehrichtung stromaufwärtigen Seite angeordnet und SP&sub1; ist auf der stronabwärtigen Seite angeordnet. Weil mit der obigen Anordnung die Positionierungsgenauigkeit der beiden Flecke bezüglich der Spur 104 durch die Neigungsgenauigkeit des Ablenkspiegels 25 bestimmt werden kann, kann eine präzise Ausrichtung einfach erreicht werden.
Im Fall des in Fig. 27 gezeigten Ausführungsbeispiels ist der Überschreibfleck parallel zur Spur polarisiert und der Verifizierungsfleck ist senkrecht zur Spur polarisiert.
Wie beim Stand der Technik der Fig. 2 wird während einer Zeitspanne des normalen Wiedergebens der Halbleiterlaser 2 so betrieben, daß er den Strahl mit geringer Leistung aussendet und ein Überschreibfleck SP&sub2; wird als ein Wiedergabefleck verwendet. Im Fall dieses Betriebs mit geringer Leistung wird der Verifizierungsfleck SP&sub1; nicht verwendet.
Während einer Zeitspanne des Überschreibens wird der Halbleiterlaser 2 so betrieben, daß er den Strahl mit hoher Leistung aussendet, und SP&sub2; wird als ein Überschreibfleck verwendet. Durch Bestrahlung mit dem Laserstrahl nit hoher Leistung steigt die Temperatur des zuvor erwähnten nagnetooptischen Films 101, um einen Grad der Magnetisierung und der Koerzitivkraft herabzusetzen, so daß die bereits auf der Platte aufgezeichnete Information gelöscht wird. Wenn gleichzeitig ein Magnetfeld, dessen Polarität in Abhängigkeit der aufzuzeichnenden Information umgekehrt wird, durch einen magnetischen Kopf 10 aufgebracht wird, wird der magnetooptische Film 101, während er gekühlt wird, in der Richtung des aufgebrachten Magnetfelds dauerhaft magnetisiert, wodurch das Überschreiben vervollständigt wird. Zu diesem Zeitpunkt hat der Verifizierungsfleck eine Wiedergabeleistung, um das magnetooptische Signal unmittelbar nach dem Aufzeichnen wiederzugeben.
Die durch die magnetooptische Platte reflektierten Lichtstrahlen werden durch die Objektlinse 7 wieder in parallele Strahlen umgewandelt (einen Überschreibstrahl 22-2, einen Verifizierungsstrahl 22-1), die dann durch den Ablenkspiegel 25 reflektiert werden, um zu dem Verbundprisma 66 aus Quarz und Glas zurückzukehren. Nach der Reflektion an dem Halbspiegel 66-2 und das anschließende Hindurchtreten durch die Quarzprismen 66-4 und 66-5 werden diese beiden Strahlen in vier Strahlen 24-1 bis 24-4 aufgeteilt, wie in Fig. 25 gezeigt ist. 24-1 und 24-3 stellen die Überschreibstrahlen dar (strichlierte Linien), während 24-2 und 24-4 die Verifizierungsstrahlen (durchgezogene Linien) darstellen. Diese Strahlen 24-1 bis 24-4 werden dann durch eine Kondensorlinse 902 auf einen Lichtdetektor 26 konzentriert. Entsprechend den vier Strahlen weist der Lichtdetektor 26 vier Einheiten aus Lichtdetektoren 26-1 bis 26-4 auf. Unter Vorgabe einer Brennweite der Kondensorlinse 902 zu 30 mm werden die vier Strahlen auf die Lichtdetektoren mit einem dazwischenliegenden Abstand von 300 µm fokusiert.
Fig. 29 zeigt eine Weise, mit der Signale erfaßt werden. Im Fall der normalen Wiedergabe werden Ausgaben von den Lichtdetektoren 26-1 und 26-3 verwendet, auf die die Überschreibstrahlen 24-1 und 24-3 auftreffen. Mit 28 ist ein Differenzialverstärker bezeichnet, der ein unten angegebenes magnetooptisches Signal 31 auf der Grundlage der Gleichungen (19) und (20) erzeugt:
magnetooptisches Signal 31 α I3± - I1± ... (23)
Mit 29 ist ein Addierglied bezeichnet, das ein Vorformatssignal 32 erzeugt, wenn vorformatierte Information auf der Platte in Form von zerklüffteten Grübchen vorhanden ist:
Vorformatssignal 32 α I3± + I1± ... (24)
Während der Überschreibzeitspanne werden die Ausgaben von den Lichtdetektoren 26-2 und 26-4 verwendet, auf die die Verifizierungsstrahlen 24-2 und 24-4 auftreffen. Mit 30 ist ein Differenzialverstärker bezeichnet, der ein unten angegebenes magnetooptisches Signal 33 auf der Grundlage der Gleichungen (21) und (22) erzeugt:
nagnetooptisches Signal 33 α I2± - I4± ... (25)
Dann zeigt Fig. 30 eine Weise, in der Servosignale erfaßt werden. Wenn die Astigmatismus-Technik auf ein Autofokussystem angewendet wird, (wozu es nur erforderlich ist, eine zylindrische Linse oder ähnliches hinter der Kondensorlinse 902 vorzusehen) und die Gegentakttechnik auf ein System mit automatischer Spurnachführung angewendet wird, ist es vorzuziehen, daß 26-1 oder 26-3, auf die der Überschreibstrahl 24-1 oder 24-3 auftrifft, als ein Lichtdetektor zum Erfassen von Servosignalen gewählt wird,. Bei dem Ausführungsbeispiel der Fig. 27 ist insbesondere, da 24-3 den engeren Bildwinkel bezüglich der Kondensorlinse 902 hat, ein Lichtfleck auf 26-3 gebildet, der dazu geeignet ist, um die Servosignale zu erhalten.
Der Lichtdetektor 26-3 ist weiterhin in vier Teile unterteilt. Bezüglich der automatischen Spurnachführung werden die Summen der Ausgaben von jedem der beiden Lichtdetektorteile, die durch eine Teilungslinie unterteilt sind, die aus einer Projektion eines Beugungsmusters von der Spur folgt, jeweils durch Addierglieder 34-1 und 34-2 aufgenommen, gefolgt davon, daß ein Signal 39 zur automatischen Spurnachführung durch einen Differenzialverstärker 36 erhalten wird. Bezüglich der Autofokusfunktion werden die Summen der Ausgaben von jedem der beiden Lichtdetektorteile, die in einer diagonalen Beziehung zueinander angeordnet sind, jeweils durch Addierglieder 35-1 und 35-2 aufgenommen, gefolgt davon, daß ein Autofokussignal 40 durch einen Differentialverstärker 37 erhalten wird. Diese Servosignale werden bandweise getrennt von dem magnetooptischen Signal 31 und dem Vorformatssignal 32 abgeleitet. Mit 38 ist ein Addierglied bezeichnet, das die Summe der vier Lichtdetektorteile ausgibt, wobei die Summe der Ausgabe des Lichtdetektors 26-3 in Fig. 29 entspricht.
Desweiteren müssen in Fig. 23 66-3 und 66-4 nicht miteinander verbunden sein. Auch 66-1, 66-3 und 66-4, 66-5 können getrennt angeordnet sein. Als alternative Anördnung kann ein Verbindungselement aus 66-1 und 66-3 um 90º bezüglich eines Verbindungselements aus 66-4 und 66-5 gegenüber der Verbindungsbeziehung der Fig. 23 gedreht sein, wie in Fig. 31 gezeigt ist. Dieser Fall ist manchmal vorteilhaft in der Gestaltung der Lichtdetektoren, weil die Strahlen 24-1 bis 24-4 nicht auf einer Linie ausgerichtet sind. In dem Fall der Fig. 31 können vier Strahlen erhalten werden, wenn eines der beiden Bauteile 66-4 und 66-5 aus Glas gebildet wird.
Fig. 32 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel des Geräts für magnetooptische Platten.
Wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 27 wird Licht von einem Halbleiterlaser 2 durch eine Kollimatorlinse 3 in einen parallelen Lichtstrahl umgewandelt, der in ein Verbundprisma 66 aus Quarz und Glas eintritt. Der durch 66 hindurchgetretene Strahl wird in einen Überschreibstrahl und einen Verifizierungsstrahl aufgeteilt (beide sind nicht dargestellt), die auf einen galvanischen Spiegel 41 auftreffen. Diese beide Strahlen werden durch den galvanischen Spiegel 41 in einer zur Spur senkrechten Richtung zur Spurregelung abgelenkt. Mit 4 ist ein strahlenformendes Prisma bezeichnet, um jeden Strahl, der aus dem Halbleiterlaser 2 ausgesendet wird und vier anisotropische Feldmuster hat, in im wesentlichen isotropische Muster zu formen. Wenn ein Strahlformverhältnis auf ungefähr 2 gesetzt ist, wird der Teilungswinkel des Überschreibstrahls und des Verifizierungsstrahls 15w, d.h., eine Hälfte des Winkels des Ausführungsbeispiels der Fig. 27, wodurch es möglich wird, einen Abstand zwischen zwei Flecken auf einer magnetooptischen Platte 1 zu verringern. Fig. 32 zeigt auch ein Beispiel eines Geräts für magnetooptische Platten, bei dem der Halbleiterlaser und der Lichtdetektor in einem feststehenden Abschnitt 45 angeordnet sind, und ein beweglicher Äbschnitt 44, der eine Objektlinse 7 und einen Ablenkspiegel 25 aufweist, wird zum groben Suchen in der radialen Richtung der Platte verwendet. Bei dieser Gerätebauart, bei der das strahlenformende Prisma 4 an einer derartigen Position angeordnet ist, treten die folgenden vier Vorteile auf:
(1) Der Teilungswinkel des Überschreibstrahls und des Verifizierungsstrahls kann enger gemacht werden, um ein Verlangen nach einer Leistung der Objektlinse 7 außerhalb der Achse zu verringern;
(2) Aufgrund des engeren Teilungswinkels können Schwankungen in der Verteilung des Lichtbetrags über der Eintrittsblende der Objektlinse 7, die davon abhängig sind, ob der bewegliche Abschnitt 44 in einem inneren Umfangsbereich der Platte oder einem äußeren Umfangsbereich liegt, verringert werden, so daß die Lichtflecke zufriedenstellend auf der Platte 1 fokusiert sind;
(3) Der engere Fleckabstand auf der Platte kann ein Verlangen nach einer Neigungsgenauigkeit des Ablenkspiegels verringern. (Nur die Hälfte der Genauigkeit von der des Ausführungsbeispiels der Fig. 16 ist ausreichend); und
(4) Da der Teilungswinkel der beiden Strahlen zum Vorsehen des magnetooptischen Signals gleich wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 27 bleibt, kann ein breiter Strahlenabstand an dem Lichtdetektor aufgenommen werden. (Dies ermöglicht, die Verkürzung der Brennweite der Kondensorlinse 902, und macht somit das optische System kompakt).
Die von der magnetooptischen Platte 1 reflektierten Strahlen treten in das Verbundprisma 66 aus Quarz und Glas wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 27 nacheinander durch die Objektlinse 7, den Ablenkspiegel 25, das strahlenformende Prisma 4 und den galvanischen Spiegel 41 wieder ein. Diese beiden Strahlen werden in vier Strahlen aufgeteilt, die jeweils paarweise die polarisierten Richtungen senkrecht zueinander haben, gefolgt davon, daß der Lichtdetektor 26 durch eine Kondensorlinse 902-1 und eine zylindrische Linse 902-2 erreicht wird. Die zylindrische Linse 902-2 dient zur Durchführung der Autofokusservoregelung unter Verwendung der Astigmatismus-Technik und hat seine Erzeugende bezüglich eines Beugungsmusters von der Spur um 45º gedreht.
Desweiteren wird von dem Licht, das aus dem Halbleiterlaser 2 ausgesendet wird, der durch das Verbundprisma 66 aus Quarz und Glas reflektierte Strahl durch eine Linse 42 auf einen Lichtdetektor 43 konzentriert und zur Überwachung der Ausgabeleistung des Halbleiterlasers verwendet.
Ein noch anderes Ausführungsbeispiel gemäß diesem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf Fig. 33 beschrieben.
In Fig. 33 ist ein rechtwinkliges Prisma 66-1 aus einachsigem Kristall gleich wie das der Fig. 33(32). Mit 66-6 ist ein rechtwinkliges Glasprisma bezeichnet. Ein Lichtstrahl 18 von einem (nicht gezeigten) Halbleiterlaser 2 wird in einen Überschreibstrahl 20-2 und einen Verifizierungsstrahl 20-1 aufgeteilt, nachdem er durch den Halbspiegel 66-2 hindurchgetreten ist. Die von einer nagnetooptischen Platte 1 reflektierten Lichtstrahlen 22-1 und 22-2 treten wieder in das rechtwinklige Glasprisma 66-6 ein und nach der Reflektion durch den Halbspiegel 66-2 treten sie in ein rechtwinkliges Prisma 66-7 aus einachsigen Kristall ein. Die optische Achse von 66-7 ist wie bei 66-4 in Fig. 25 um 45º gegenüber der P- Achse in der im wesentlichen zu den reflektierten Strahlen 22-1 und 22-2 senkrechten Ebene geneigt gewählt.
Die Aufteilung des Überschreibstrahls 22-2 und des Verifizierungsstrahls 22-1 wird nachfolgend erläutert. Es soll angenommen werden, daß wie beim Ausführungsbeispiel der Fig. 25 Quarz als der einachsige Kristall ausgewählt ist, Glas (beispielsweise Bafl), das die Bedingung ng = ne erfüllt, als das glasartige Material des Glasprismas 66-6 aus Gründen der Einfachheit gewählt ist und daß der Halbleiterlaser den Strahl mit einer Wellenlänge λ = 790 nm aussendet.
Eine Amplitudenkomponente u: des Überschreibstrahls, der auf die e-Achse bei 66-7 projiziert ist, verhält sich dem unten angegebenen Snell'schen Gesetz folgend unter den Annahmen, daß der Einfallswinkel auf die Verbindungsfläche zwischen 66-6 und 66-7 gleich θ21 ist und der Austrittswinkel daraus gleich θ&sub3;&sub1; ist:
θ&sub2;&sub1; = 90º - θ&sub1;&sub1;
ne sinθ&sub3;&sub1; = ng sinθ&sub2;&sub1;
Eine Amplitudenkomponente uo± des Überschreibstrahls, der auf die o-Achse bei 66-7 projiziert wird, verhält sich dem unten angegebenen Snell'schen Gesetz folgend unter den Annahmen, daß der Einfallswinkel auf die Verbindungsfläche zwischen 66-6 und 66-7 gleich θ&sub2;&sub2; ist und der Austrittswinkel daraus gleich θ&sub3;&sub2; ist:
Eine Amplitudenkomponente ue±' des Verifizierungsstrahls, der auf die e-Achse bei 66-7 projiziert wird, verhält sich dem unten angegebenen Snell'schen Gesetz folgend unter den Annahmen, daß der Einfallswinkel auf die Verbindungsfläche zwischen 66-6 und 66-7 gleich θ&sub2;&sub3; ist und der Austrittswinkel daraus gleich θ&sub3;&sub3; ist:
Eine Amplitudenkomponente uo±' des Verifizierungsstrahls, der auf die o-Achse bei 66-7 projiziert wird, verhält sich dem unten angegebenen Snell'schen Gesetz folgend unter den Annahmen, daß der Einfallswinkel auf die Verbindungsfläche zwischen 66-6 und 66-7 gleich θ&sub2;&sub4; ist und der Austrittswinkel daraus gleich θ&sub3;&sub1; ist:
Desweiteren ist das rechtwinklige Glasprisma 66-8 mit dem rechtwinkligen Prisma 66-7 aus einachsigen Kristall verbunden. Eine Strahlenbrechung an der Verbindungsfläche zwischen 66-7 und 66-8 wird nachfolgend erläutert.
Eine Amplitudenkomponente ue± des Überschreibstrahls, der auf die e-Achse bei 66-7 projiziert wird, verhält sich dem unten angegebenen Snell'schen Gesetz folgend unter den Annahmen, daß der Einfallswinkel auf die Verbindungsfläche zwischen 66-7 und 66-8 gleich θ&sub4;&sub1; ist und der Austrittswinkel daraus gleich θ51 ist, und tritt dann als ein Strahl 24-1 aus 66-8 aus
Eine Amplitudenkomponente uo± des Überschreibstrahls, der auf die o-Achse bei 66-7 projiziert wird, verhält sich dem unten angegebenen Snell'schen Gesetz folgend unter den Annahmen, daß der Einfallswinkel auf die Verbindungsfläche zwischen 66- 7 und 66-8 gleich θ42 ist und der Austrittswinkel daraus gleich θ52 ist, und tritt dann als ein Strahl 24-2 aus 66-8 aus:
θ&sub4;&sub2; = 90º - θ&sub3;&sub2;
ng sinθ&sub5;&sub2; = no sinθ&sub4;&sub2;
Eine Amplitudenkomponente ue±' des Verifizierungsstrahls, der auf die e-Achse bei 66-7 projiziert wird, verhält sich dem unten angegebenen Snell'schen Gesetz folgend unter den Annahmen, daß der Einfallswinkel auf die Verbindungsfläche zwischen 66-7 und 66-8 gleich θ&sub4;&sub3; ist und der Austrittswinkel daraus gleich θ53 ist, und tritt dann als ein Strahl 24-3 aus 66-8 aus:
Eine Amplitudenkomponente uo±' des Verifizierungsstrahls, der auf die o-Achse bei 66-7 projiziert wird, verhält sich dem unten angegebenen Snellwschen Gesetz folgend unter den Annahmen, daß der Einfallswinkel auf die Verbindungsfläche zwischen 66-7 und 66-8 gleich θ&sub4;&sub4; ist und der Austrittswinkel daraus gleich θ54 ist, und tritt dann als ein Strahl 24-4 aus 66-8 aus:
Wie aus den Gleichungen (30) bis (33) offensichtlich ist, treten 22-1 und 22-2 als die vier Strahlen 24-1 bis 24-4 aus 66-8 aus.
Unter der Annahme, daß ne gleich 1,54749 ist, no gleich 1,53859 ist und ng ne gilt, ergeben sich die Austrittswinkel zu:
θ&sub5;&sub1; = 45,000º
θ&sub5;&sub2; = 44,343º
θ&sub5;&sub3; = 44,671º
θ&sub5;&sub4; = 44,014º
Ein sich ergebender Teilungswinkel zwischen den benachbarten beiden Strahlen ist 0,33º in dem Glasprisma 16-8 und 0,51º in Luft. Das magnetooptische Signal kann in ähnlicher Weise wie in der zuvor unter Bezugnahme auf die Figuren 29 und 30 erwähnten Weise erfaßt werden.
Bei dem optischen Kopffür das nagnetooptische Aufzeichnungs-/Wiedergabegerät gemäß diesem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung, das oben beschrieben ist, tritt ein von einer einzelnen Halbleiterlaserstrahlquelle ausgesendeter Lichtstrahl durch eine erste Endfläche eines ersten Prismas, das aus einem einachsigen Kristall hergestellt ist, tritt teilweise durch eine zweite Endfläche des ersten Prismas, tritt in ein zweites, im wesentlichen rechtwinkliges Prisma, das aus Glas hergestellt ist, durch dessen erste Endfläche, die mit der zweiten Endfläche des ersten Prismas verbunden ist, und tritt dann aus der zweiten Endfläche des zweiten, im wesentlichen rechtwinkligen Prismas aus, um sich in erste und zweite Strahlen aufzuteilen, deren polarisierte Richtungen senkrecht zueinander sind; das erste aus einachsigem Kristall hergestellte Prisma hat eine optische Achse, die in einer Ebene liegt, die senkrecht zu einer Ausbreitungsrichtung des Lichtstrahls ist, der aus der Halbleiterlaserstrahlquelle ausgesendet wird, wobei der von der Halbleiterlaserstrahlquelle ausgesendete Lichtstrahl eine Polarisationsrichtung hat, die um einen vorbestimmten Winkel gegenüber der optischen Achse des einachsigen Kristalls geneigt ist; die ersten und zweiten Lichtstrahlen, die aus dem zweiten, im wesentlichen rechtwinkligen Prisma, das aus Glas hergestellt ist, austreten, werden durch eine Objektlinse als kleine erste und zweite Lichtflecke, die in einer Spurbewegungsrichtung beabstandet sind, auf derselben Spur des magnetooptischen Aufzeichnungsmediums fokusiert, wobei die polarisierten Richtungen des ersten und zweiten Lichtflecks nahezu parallel oder senkrecht zur Spur sind; der erste und zweite von dem magnetooptischen Aufzeichnungsmedium reflektierte Lichtstrahl treten in das zweite, im wesentlichen rechtwinklige Prisma, das aus Glas hergestellt ist, durch dessen zweite Endfläche ein, werden durch dessen erste Endfläche teilweise reflektiert und treten aus dessen dritter Endfläche aus; der erste und zweite reflektierte Lichtstrahl, die aus der dritten Endfläche des zweiten, im wesentlichen rechtwinkligen aus Glas hergestellten Prismas austreten, treten in ein Verbundelement ein, das aus einem dritten und vierten, im wesentlichen rechtwinkligen Prisma besteht, die beide aus einachsigern Kristall hergestellt sind und miteinander verbunden sind, so daß die beiden reflektierten Lichtstrahlen jeweils in zwei austretende Lichtstrahlen aufgeteilt werden, deren polarisierte Richtungen senkrecht zueinander sind, d.h., so daß der erste reflektierte Lichtstrahl in einen ersten und zweiten austretenden Lichtstrahl aufgeteilt wird und der zweite reflektierte Lichtstrahl in einen dritten und vierten austretenden Lichtstrahl aufteilt wird; das dritte, im wesentlichen rechtwinklige, aus einem einachsigen Kristall hergestellte Prisma hat eine optische Achse, die bezüglich der polarisierten Richtungen des ersten und zweiten reflektierten Lichtstrahls um 45º geneigt ist, die aus der dritten Endfläche des zweiten, im wesentlichen rechtwinkligen aus Glas hergestellten Prisma austreten, und das vierte, im wesentlichen rechtwinklige, aus dem einachsigen Kristall hergestellte Prisma hat eine zu der optischen Achse des dritten, im wesentlichen rechtwinkligen Prismas senkrechte Achse.
Bei dem magnetooptischen Aufzeichnungs-/Wiedergabegerät, das das optische System der vorliegenden Erfindung verwendet, um gleichzeitig ein Überschreiben und ein Verifizieren unmittelbar nach dem Aufzeichnen durch eine einzelne Laserstrahlquelle zu ermöglichen, wie oben erläutert ist, kann der Lichtstrahl aus dem Halbleiterlaser wirkungsvoll einem Überschreibstrahl und einem Verifizierungsstrahl mit einem vorbestimmten Verhältnis zugewiesen werden, wodurch es möglich wird, einen Halbleiterlaser mit geringer Ausgangsleistung und eine Kollimatorlinse mit einer geringen numerischen Apertur einzusetzen.
Desweiteren können die aus den beiden Strahlen fokusierten Flecke einfach auf derselben Spur angeordnet werden. Das Lichtbetragsverhältnis des einen Flecks zum anderen und der dazwischenliegende Abstand können ebenso einfach konstant gehalten werden. Außerdem vereinfacht sich das optische System zum Erfassen eines magnetooptischen Signals, was zu einer Verringerung der Herstellkosten führt.
In jedem beliebigen Ausführungsbeispiel kann ein polarisierender Strahlteiler (PBS) mit der Beziehung Rp = Rs oder ein nicht polarisierender Strahlteiler (NBS) mit der Beziehung Rp Rs, wobei Rp der Brechungsindex für P- polarisiertes Licht und Rs der Brechungsindex für S- polarisiertes Licht ist, an der Fläche zwischen der zweiten Endfläche des ersten Prismas und der ersten Endfläche des zweiten Prismas vorgesehen sein.

Claims

1. Optischer Kopf mit folgenden Bauteilen:

einem Halbleiterlaser (2),

einer Linseneinrichtung (3, 7) zum Konzentrieren und Fokusieren des Lichts von dem Halbleiterlaser (2) auf ein magnetooptisches Aufzeichnungsmedium (1), gekennzeichnet durch

ein optisches Element (16; 56), das in einer optischen Bahn von dem Halbleiterlaser (2) zur Linseneinrichtung (3, 7) angeordnet ist, wobei das optische Element drei Prismen (16-1, 16-2, 16-3; 56-1, 56-2, 56-3) aufweist, wobei das erste und zweite Prisma (16-1, 16-2; 56-1, 56-2) aus einem einachsigen Kristall hergestellt sind;

wobei der Halbleiterlaser (2) so angeordnet ist, daß die Polarisationsrichtung des von dem Halbleiterlaser (2) ausgesendeten Lichtstrahls (8) um einen vorbestimmten Winkel von der optischen Achse des einachsigen Kristalls des ersten Prismas (16-1; 56-1) geneigt ist;

wobei das optische Element (16; 56) so angeordnet ist, daß der von dem Halbleiterlaser (2) ausgesendete Lichtstrahl durch eine erste Endfläche des ersten Prismas (16-1; 56-1) eintritt, ein Teil des Lichtstrahls durch eine zweite Endfläche des ersten Prismas (16-1; 56-1) reflektiert wird, um aus einer dritten Endfläche zur Trennung in einen ersten und zweiten Lichtstrahl (20-1, 20-2) auszutreten, deren Polarisationrichtungen senkrecht zueinander sind,

wobei die optische Achse des einachsigen Kristalls des ersten Prismas (16-1, 56-1) nahezu mit der Ausbreitungsrichtung des reflektierten Lichtstrahls von der zweiten Endfläche zusammenfällt,

wobei der erste und zweite Lichtstrahl (20-1, 20-2), die aus dem ersten Prisma (16-1) austreten, durch die Linseneinrichtung (3, 7) als ein erster und zweiter Lichtfleck (SP&sub1;, SP&sub2;) auf das magnetooptische Aufzeichnungsmedium (1) fokusiert werden;

wobei der optische Kopf so angeordnet ist, daß der erste und zweite reflektierte Lichtstrahl (22-1, 22-1) von dem magnetooptischen Aufzeichnungsmedium (1) in das erste Prisma (16-1; 56-1) durch dessen dritte Endfläche eintreten, um teilweise durch dessen zweite Endfläche durchzutreten, um in das zweite Prisma (16-2; 56-2) durch dessen erste Endfläche einzutreten, die mit der zweiten Endfläche des ersten Prismas (16-1; 56-1) verbunden ist, so daß er von einer zweiten Endfläche des zweiten Prismas (16-2; 56-2) ausgesendet wird, um in das dritte Prisma (16-3) durch dessen erste Endfläche einzutreten, die mit der zweiten Endfläche des zweiten Prismas (16-2; 56-2) verbunden ist, und dann aus der zweiten Endfläche des dritten Prismas (16-3; 56-3) auszutreten, so daß die beiden reflektierten Lichtstrahlen (22-1, 22-2) jeweils in zwei austretende Lichtstrahlen aufgeteilt sind, deren Polarisationsrichtungen senkrecht aufeinander stehen, wobei der erste reflektierte Lichtstrahl (22-1) in einen ersten und zweiten austretenden Lichtstrahl (24-2, 24-4) aufgeteilt ist, und der zweite reflektierte Lichtstrahl (22-2) in einen dritten und vierten austretenden Lichtstrahl (24-1, 24-3) aufgeteilt ist; und

wobei das zweite Prisma (16-2; 56-2) so angeordnet ist, daß die optische Achse des einachsigen Kristalls des zweiten Prismas (16-2; 56-2) unter einem Winkel von 45º bezüglich der Polarisationsrichtungen des ersten und zweiten Lichtstrahls geneigt ist, die aus der dritten Endfläche des ersten Prismas (16-1; 56-1) austreten, wobei der optische Kopf desweiteren Lichtdetektoren (26-1, 26-2, 26-3, 26-4) umfaßt, um den ersten, zweiten, dritten und vierten austretenden Strahl (24-1, 24-2, 24-3, 24-4) von dem dritten Prisma (16-3; 56-3) zu erfassen.

2. Optischer Kopf nach Anspruch 1, bei dem das dritte Prisma (16-3) aus Glas hergestellt ist.

3. Optischer Kopf nach Anspruch 1, bei dem das dritte Prisma (56-3) aus einem einachsigen Kristall hergestellt ist.

4. Optischer Kopf mit folgenden Bauteilen:

einem Halbleiterlaser (2),

ein optisches Element (66), das in einer optischen Bahn von dem Halbleiterlaser (2) zur Linseneinrichtung (3, 7) angeordnet ist, wobei das optische Element vier Prismen (66-1, 66-3, 66-4, 66-5) aufweist, wobei das erste, dritte und vierte Prisma (66- 1, 66-4 und 66-5) aus einem einachsigen Kristall hergestellt sind und das zweite Prisma (66-3) aus Glas hergestellt ist,

wobei das erste Prisma (66-1) eine optische Achse hat, die in einer Ebene liegt, die senkrecht zur Richtung der Ausbreitung des Lichtstrahls (18) ist, der von dem Halbleiterlaser (2) ausgesendet wird, wobei die Polarisationsrichtung des von dem Halbleiterlaser (2) ausgesendeten Lichtstrahls um einen vorbestimmten Winkel von der optischen Achse des einachsigen Kristalls geneigt ist;

wobei die Prismen (66-1, 66-3, 66-4, 66-5) so angeordnet sind, daß der von dem Halbleiterlaser (2) ausgesendete Lichtstrahl durch eine erste Endfläche des ersten Prismas (66- 1) eintritt, teilweise durch eine zweite Endfläche des ersten Prismas (66-1) hindurchtritt, in das zweite Prisma (66-3) durch dessen erste Endfläche eintritt, die mit der zweiten Endfläche des ersten Prismas (66-1) verbunden ist, und dann aus der zweiten Endfläche des zweiten Prismas (66-3) austritt, um in einen ersten und zweiten Lichtstrahl (20-1, 20-2) aufgeteilt zu werden, deren Polarisationsrichtungen senkrecht zueinander sind;

wobei die Linseneinrichtung (3, 7) so angeordnet ist, daß der erste und zweite Lichtstrahl (20-1; 20-2) fokusiert werden, die aus dem zweiten Prisma (66-3) austreten, um einen ersten und zweiten Lichtfleck (SPI, SP&sub2;) auf dem magnetooptischen Aufzeichnungsmedium (1) zu bilden, wobei die Polarisationsrichtungen des ersten und zweiten Lichtflecks (SP&sub1;, SP&sub2;) entweder nahezu parallel oder senkrecht zu einer Spur (104) auf dem Aufzeichnungsnediums (1) sind;

wobei ein erster und zweiter reflektierter Lichtstrahl (22-1, 22-2) von dem magnetooptischen Aufzeichnungsmedium (1) so angeordnet ist, daß er in das zweite Prisma (66-3) durch dessen zweite Endfläche eintritt, um an der ersten Endfläche des zweiten Prismas (66-3) teilweise reflektiert zu werden und aus einer dritten Endfläche des zweiten Prismas (66-3) auszutreten;

wobei der erste und zweite reflektierte Lichtstrahl, die aus der dritten Endfläche des zweiten Prismas (66-3) austreten, so angeordnet ist, daß sie in ein Verbundelement eintreten, das aus dem dritten und vierten Prisma (66-4, 66-5) zusammengesetzt ist, die miteinander verbunden sind,

wobei das dritte Prisma (66-4) eine optische Achse hat, die unter 45º bezüglich der Polarisationsrichtungen des ersten und zweiten reflektierten Lichtstrahls (22-1, 22-2) geneigt ist, die aus der dritten Endfläche des zweiten Prismas (66-3) austreten, wobei das vierte Prisma (66-5) eine optische Achse hat, die senkrecht zur optischen Achse des zweiten Prismas (66- 4) ist, so daß die beiden reflektierten Lichtstrahlen (22-1, 22-2) jeweils in zwei austretende Lichtstrahlen aufgeteilt werden, deren Polarisationsrichtungen senkrecht zueinander sind, wobei der erste reflektierte Lichtstrahl (22-1) in einen ersten und zweiten austretenden Lichtstrahl (24-2, 24-4) aufgeteilt wird und der zweite reflektierte Lichtstrahl (22-2) in einen dritten und vierten austretenden Lichtstrahl (24-1, 24-3) aufgeteilt wird;

wobei der optische Kopf desweiteren

Lichtdetektoren (26-1, 26-2, 26-3, 26-4) aufweist, die den ersten, zweiten, dritten und vierten austretenden Lichtstrahl (24-1, 24-2, 24-3, 24-4) von dem vierten Prisma (66-5) erfassen.

5. Optischer Kopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei, wenn der Halbleiterlaser (2) so betrieben wird, daß der Laserstrahl (18) mit starker Kraft ausgesendet wird, der erste Lichtfleck (SP&sub1;) verwendet wird, um ein magnetooptisches Signal aufzuzeichnen, und der zweite Lichtfleck (SP&sub2;) verwendet wird, um die aufgezeichnete Information wiederzugeben.

6. Optischer Kopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Mittenintensität des ersten Lichtflecks (SP&sub1;) größer als die Mittenintensität des zweiten Lichtflecks (SP&sub2;) ist.

7. Optische Kopfvorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei die Wiedergabe der aufgezeichneten Information auf dem Aufzeichnungsmedium (1) unter Verwendung des zweiten Lichtflecks (SP&sub2;) auf der Grundlage der unterschiedlichen Ausgaben der Lichtdetektoren (26-1, 26-3) durchgeführt wird, die verwendet werden, um den dritten und vierten austretenden Lichtstrahl (26-1, 26-3) von dem dritten Prisma (16-3; 56-3) zu erfassen.

8. Optischer Kopf nach Anspruch 4, wobei die Wiedergabe der aufgezeichneten Information auf dem Aufzeichnungsmedium (1) unter Verwendung des zweiten Lichtflecks (SP2) auf der Grundlage der unterschiedlichen Ausgabe der Lichtdetektoren (26-1, 26-3) durchgeführt wird, die verwendet werden, um den dritten und vierten austretenden Lichtstrahl (24-1, 24-3) von dem vierten Prisma (66-5) zu erfassen.

9. Optischer Kopf nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei, wenn der Halbleiterlaser (2) so betrieben wird, daß der Laserstrahl (18) mit geringer Kraft ausgesendet wird, die Wiedergabe der aufgezeichneten Information auf dem Aufzeichnungsnedium (1) auf der Grundlage der unterschiedlichen Ausgabe der Lichtdetektoren (26-2, 26-4) durchgeführt wird, die verwendet werden, um den ersten und zweiten austretenden Lichtstrahl (24-2, 24-4) von dem dritten Prisma (16-3; 56-3) zu erfassen.

10. Aufzeichnungskopf nach Anspruch 4, wobei, wenn der Halbleiterlaser (2) so betrieben wird, daß der Laserstrahl (18) mit geringer Kraft ausgesendet wird, die Wiedergabe der aufgezeichneten Information auf dem Aufzeichnungsmedium (1) auf der Grundlage der unterschiedlichen Ausgabe der Lichtdetektoren (26-2, 26-4) durchgeführt wird, die verwendet werden, um den ersten und zweiten austretenden Lichtstrahl (24-2, 24-4) von dem vierten Prisma (66-5) zu erfassen.

11. Optischer Kopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Halbspiegel (16-4; 56-4; 66-2) mit der Beziehung:

Rp = Rs = 50%,

wobei Rp der Brechungsindex für P-polarisiertes Licht und Rs der Brechungsindex für S-polarisiertes Licht ist, an der Fläche zwischen der zweiten Endfläche des ersten Prismas (16-1, 56-1) und der ersten Fläche des zweiten Prismas (16-2, 56-2, 66-3) vorgesehen ist.

12. Optischer Kopffür ein magnetooptisches Aufzeichnungs- /Wiedergabegerät nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein nicht polarisierender Strahlteiler mit der Beziehung:

Rp = Rs,

wobei Rp der Brechungsindex für P-polarisiertes Licht ist und R&sub5; der Brechungsindex für S-polarisiertes Licht ist, an der Fläche zwischen der. zweiten Endfläche des ersten Prismas (16-1; 56-1; 66-1) und der ersten Endfläche des zweiten Prismas (16-2; 56-2; 66-3) vorgesehen ist.

13. Optischer Kopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein Polarisationsstrahlteiler mit der Beziehung:

Rp = Rs,

wobei Rp der Brechungsindex für P-polarisiertes Licht ist und Rs der Brechungsindex für S-polarisiertes Licht ist, an der Fläche zwischen der zweiten Endfläche des ersten Prismas (16-1; 56-1; 66-1) und der ersten Endfläche des zweiten Prismas (16- 1,; 56-1; 66-1) vorgesehen ist.

14. Optischer Kopf nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei ein strahlformendes Prisma (4) zum Vergrößern des Streuwinkels des Lichtstrahls von dem Halbleiterlaser (2), dessen Richtung mit der Polarisationsrichtung von irgendeinem der ersten und zweiten Strahlen (20-1, 20-2) zusammenfällt, zwischen dem ersten Prisma (16-1; 56-1; 66-1) und der Linseneinrichtung (3, 7) angeordnet ist.