JP2000171612A - 対物レンズ、光学ヘッド及び位相補償板の製造方法 - Google Patents

対物レンズ、光学ヘッド及び位相補償板の製造方法

Info

Publication number
JP2000171612A
JP2000171612A JP10350538A JP35053898A JP2000171612A JP 2000171612 A JP2000171612 A JP 2000171612A JP 10350538 A JP10350538 A JP 10350538A JP 35053898 A JP35053898 A JP 35053898A JP 2000171612 A JP2000171612 A JP 2000171612A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
lens
phase
optical
phase compensator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP10350538A
Other languages
English (en)
Inventor
Shigeo Kubota
重夫 久保田
Naoya Eguchi
直哉 江口
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP10350538A priority Critical patent/JP2000171612A/ja
Priority to KR1019990056193A priority patent/KR20000048039A/ko
Publication of JP2000171612A publication Critical patent/JP2000171612A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1372—Lenses
    • G11B7/1374—Objective lenses
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B7/0941—Methods and circuits for servo gain or phase compensation during operation
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1359—Single prisms
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1365—Separate or integrated refractive elements, e.g. wave plates
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1372—Lenses
    • G11B2007/13727—Compound lenses, i.e. two or more lenses co-operating to perform a function, e.g. compound objective lens including a solid immersion lens, positive and negative lenses either bonded together or with adjustable spacing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Head (AREA)
  • Lenses (AREA)
  • Polarising Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 対物レンズにソリッドイマージョンレンズを
採用するにあたり、当該ソリッドイマージョンレンズに
おける全反射に起因する偏光状態の分布の不均一性を解
消する。 【解決手段】 対物レンズを、入射光を収束光とするレ
ンズと、当該レンズによって収束光とされた入射光の光
路中に配された位相補償板と、当該位相補償板を通過し
てきた入射光が入射するようになされたソリッドイマー
ジョンレンズとから構成する。ここで、位相補償板は、
入射光のｐ偏光成分とｓ偏光成分との間に位相差を発生
させるとともに、当該位相差が、位相補償板を通過する
光線の傾角によって異なるようにしておく。そして、こ
の位相補償板により、ソリッドイマージョンレンズにお
ける全反射に起因する偏光状態の分布の不均一性を補正
する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、入射光の波長以下
の間隔で物体に対向するように支持されるソリッドイマ
ージョンレンズを備えた対物レンズに関する。また、そ
のような対物レンズを備えた光学ヘッドに関する。ま
た、ソリッドイマージョンレンズを用いたときに生じる
偏光状態の不均一性を補正するのに好適な位相補償板の
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光を用いて記録再生が行われる記録媒体
の高記録密度化を達成する手法として、ソリッドイマー
ジョンレンズを用いてエバネッセント光を利用すること
で、回折限界以下の微小な記録ピットでの記録再生を可
能とする手法が考案されている。
【０００３】例えば図３０に示すように、基板１００の
上に光磁気記録膜１０１が形成されてなる光磁気ディス
ク１０２の記録再生をソリッドイマージョンレンズ１０
３を用いて行う際は、ソリッドイマージョンレンズ１０
３に対する入射光束が、当該ソリッドイマージョンレン
ズ１０３のレンズ端面１０３ａ又はその近傍に焦点を結
び、その大部分が当該レンズ端面１０３ａで全反射され
るようにする。
【０００４】このとき、レンズ端面１０３ａと光磁気デ
ィスク１０２との間隔ｔ1を十分に狭めておけば、エバ
ネッセント光の一部が光磁気ディスク１０２と結合して
レンズ外に取り出され、当該エバネッセント光を利用し
た記録再生が可能となる。
【０００５】なお、光磁気ディスク１０２の記録再生時
には、光磁気ディスク１０２を高速に回転させるため、
ソリッドイマージョンレンズ１０３と光磁気ディスク１
０２との間には、若干の空隙が必要である。すなわち、
光磁気ディスク１０２の記録再生時には、ソリッドイマ
ージョンレンズ１０３と光磁気ディスク１０２との間に
空気層１０４が存在することとなる。
【０００６】しかし、ソリッドイマージョンレンズ１０
３のレンズ端面１０３ａから発生するエバネッセント光
は、レンズ端面１０３ａから離れるに従って指数関数的
に減衰する。したがって、エバネッセント光が光磁気デ
ィスク１０２に十分に結合するようにするために、ソリ
ッドイマージョンレンズ１０３と光磁気ディスク１０２
との間の空気層１０９の厚み（すなわちレンズ端面１０
３ａと光磁気ディスク１０２との間隔ｔ1）は、記録再
生に使用する光の波長以下、より好ましくは光の波長の
１／４程度以下とすることが望まれる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】一般に、光磁気ディス
クに記録されている信号を再生する際は、直線偏光のレ
ーザ光を光磁気ディスクに照射する。このとき、光磁気
ディスクの光磁気記録膜で反射されて戻ってくる戻り光
の偏光状態は、光磁気記録膜固有の光学活性（極カー効
果）により、光磁気記録膜の磁化状態に応じて変化す
る。そこで、この戻り光の偏光状態を検出することで、
光磁気ディスクに記録されている信号を再生する。
【０００８】このように直線偏光のレーザ光を用いて光
磁気ディスクからの信号再生を行うにあたって、上述の
ようにソリッドイマージョンレンズを用いると、エバネ
ッセント光の発生過程で、ｐ偏光成分とｓ偏光成分との
間に位相差が発生する。この位相差は、光磁気記録膜固
有の光学活性（極カー効果）による偏光状態の変化に影
響するため、戻り光の偏光状態を検出することにより得
られる光磁気信号に対する外乱の要因となる。以下、こ
のような位相差について説明する。
【０００９】図３０に示したように、ソリッドイマージ
ョンレンズを用いてエバネッセント光を発生させる際
は、ソリッドイマージョンレンズのレンズ端面で入射光
を全反射させる。このとき、全反射面からの反射光に
は、入射角に応じた振幅変化及び位相変化が生じる。な
お、以下の説明では、この全反射のことをTIR（Total I
nternal Reflectionの略）と称する。
【００１０】また、以下の説明では、ソリッドイマージ
ョンレンズのレンズ端面と光磁気ディスクとを空気層を
介して接近させた状態での全反射のことをFTIR（Frustr
atedTotal Internal Reflectionの略）と称し、TIRと区
別する。FTIRにおいても、反射光には入射角に応じた振
幅変化及び位相変化が生じる。このFTIRにおける反射光
の振幅変化及び位相変化は、TIRにおける反射光の振幅
変化及び位相変化が、光磁気ディスクの介在で影響を受
けたものである。
【００１１】そこでまず、TIRにおける反射光の振幅変
化及び位相変化について、図３１を参照して特に位相変
化について詳しく説明する。
【００１２】図３１は、TIRにおける反射光のｐ偏光成
分の位相φp、ｓ偏光成分の位相φs、並びにそれらの位
相差φs−φpについて、入射角依存性を示している。図
３１に示すように、TIRにおける反射光の位相は、ｐ偏
光成分及びｓ偏光成分ともに、入射角がブリュースター
角に達するまでは一定である。なお、ここでは、このと
きの位相を０°と定義している。
【００１３】そして、ｐ偏光成分の位相φpは、入射角
がブリュースター角のときに１８０°進み、以後、入射
角が全反射角に達するまで一定である。その後、入射角
が全反射角を越えると、ｐ偏光成分の位相は次第に遅れ
る。一方、ｓ偏光成分の位相φsは、入射角が全反射角
に達するまで一定であり、入射角が全反射角を越えると
遅れるようになる。
【００１４】したがって、TIRにおける反射光の位相差
φs−φpは、入射角がブリュースター角に達するまでは
０°、入射角がブリュースター角のときには−１８０
°、その後、入射角が全反射角を越えるまでは一定で、
入射角が全反射角を越えると、はじめ減少したのち増加
する。
【００１５】つぎに、ソリッドイマージョンレンズのレ
ンズ端面に光磁気ディスクを近接させたときの全反射で
あるFTIRについて説明する。なお、通常、光磁気ディス
クの構造には、吸収を伴う金属反射膜が含まれるので、
厳密には、この全反射は、Attenuated Total Internal
Reflection と称するべきであるが、ここで着目してい
るのはあくまでも光学活性を有する光磁気記録膜が全反
射に及ぼす影響であるので、ここではFTIR（Frustrated
Total Internal Reflection）と称している。
【００１６】光学活性を有する光磁気記録膜が全反射に
及ぼす影響を調べるには、光電磁界のベクトル場解析が
有用であり、その詳細な解析結果がアリゾナ大学 Mansu
ripur から OSA刊行の Optics and Photonics News, Oc
t. 1998に報告されている。
【００１７】これによれば、一般に垂直磁化をもった光
磁気記録膜にｘ方向に偏光したレーザ光を入射させる
と、その反射光には、入射レーザ光の偏光方向に対して
直交するｙ方向の偏光成分（以下、直交偏光成分と称す
る。）が含まれる。このとき、レーザ光の集光に用いる
対物レンズが、ソリッドイマージョンレンズを使用して
いないタイプの対物レンズならば（すなわち、エバネッ
セント光を利用するタイプの対物レンズでないなら
ば）、上記直交偏光成分の位相が、入射角によって顕著
に変化するようなことはない。したがって、反射光に含
まれる直交偏光成分の対物レンズ出射瞳上での位相の分
布は、ほぼ一様である。
【００１８】なお、光磁気記録膜の垂直磁化の向きが反
転すると、直交偏光成分の位相が１８０°シフトする。
この位相変化を偏光プリズム等を用いて分離し検出する
ことで、ドメイン単位の磁化の反転を検出することがで
きる。これが、光磁気ディスクの信号再生の基本原理で
ある。そして、反射光に含まれる直交偏光成分の対物レ
ンズ出射瞳上での位相の分布が一様であるならば、直交
偏光成分の位相変化を偏光プリズム等を用いて分離し検
出することは容易に可能である。
【００１９】一方、ソリッドイマージョンレンズを用い
てエバネッセント光で光磁気ディスクの再生を行おうと
した場合、前述のMansuripurによれば、反射光の偏光状
態が入射角によって変化して、対物レンズ出射瞳上での
分布が一様でなくなる。すなわち、ソリッドイマージョ
ンレンズを用いた場合は、反射光の偏光状態が対物レン
ズ出射瞳上で不均一なものとなる。この場合も、光磁気
記録膜の垂直磁化の向きが反転すると、直交偏光成分の
位相は全体としては１８０°シフトする。しかし、不均
一な偏光状態のもとでは、反射光の直交偏光成分の位相
変化を偏光プリズム等を用いて分離し検出することは困
難である。
【００２０】ここで、ソリッドイマージョンレンズのレ
ンズ端面に光磁気ディスクを近接させた状態で、直線偏
光のレーザ光をソリッドイマージョンレンズに入射した
ときに、当該レーザ光がソリッドイマージョンレンズの
レンズ端面で全反射されて戻ってくる戻り光について、
その対物レンズ出射瞳上における分布を計算した結果を
図３２乃至図３５に示す。
【００２１】ただし、ここでは、ソリッドイマージョン
レンズの屈折率ｎ＝２、レーザ光の波長λ＝６３３ｎ
ｍ、ソリッドイマージョンレンズのレンズ端面と光磁気
記録膜との間の空気層の厚さｔ1＝１００ｎｍとし、開
口数ＮＡ＝１．６に相当する入射角５３°まで計算して
いる。
【００２２】図３２は、戻り光の楕円率の対物レンズ出
射瞳上での分布を濃淡で示しており、図３２において、
最濃色部の黒い部分は、楕円率＝０°、最淡色部の白い
部分は、楕円率＝４５°である。
【００２３】図３３は、戻り光の偏光面の回転角の対物
レンズ出射瞳上での分布を濃淡で示しており、図３３に
おいて、最濃色部の黒い部分は、偏光面の回転角＝−８
９°、最淡色部の白い部分は、偏光面の回転角＝８９°
である。
【００２４】図３４は、戻り光の直交偏光成分の強度の
対物レンズ出射瞳上での分布を濃淡で示しており、図３
４において、最濃色部の黒い部分は、直交偏光成分の相
対強度Ｅy 2＝０、最淡色部の白い部分は直交偏光成分の
相対強度Ｅy 2＝０．６５である。
【００２５】図３５は、戻り光の直交偏光成分の強度の
うち、純粋に光磁気記録膜の光学活性によって発生した
直交偏光成分の強度について、その対物レンズ出射瞳上
での分布を濃淡で示している。
【００２６】図３２乃至図３５からも分かるように、ソ
リッドイマージョンレンズを用いた場合、戻り光の偏光
状態は、対物レンズ出射瞳上において一様ではなく、不
均一なものとなっている。
【００２７】対物レンズ出射瞳上における偏光状態の不
均一さの程度は、ソリッドイマージョンレンズのレンズ
端面と光磁気記録膜との間の空気層の厚さや、ソリッド
イマージョンレンズに入射する光の入射角の最大値（入
射角の最大値は通常は開口数で規定される。）などに依
存する。
【００２８】したがって、戻り光の偏光状態の分布を極
力均一化しようとすると、空気層の厚さや開口数などに
制限が生じ、非常に厳しい制約を受けることとなる。そ
して、このような制約が、ソリッドイマージョンレンズ
の実用化を図る上で大きな障害となっている。換言すれ
ば、空気層の厚さや開口数などを厳しく制約することな
く、反射光の偏光状態の分布を均一化することが、ソリ
ッドイマージョンレンズを実用化する上で、解決しなけ
ればならない課題となっている。
【００２９】本発明は、以上のような従来の実情に鑑み
て提案されたものであり、ソリッドイマージョンレンズ
を採用しつつ、当該ソリッドイマージョンレンズにおけ
る全反射に起因する戻り光の偏光状態の不均一性を解消
した対物レンズを提供することを目的としている。ま
た、本発明は、ソリッドイマージョンレンズを採用しつ
つ、当該ソリッドイマージョンレンズにおける全反射に
起因する戻り光の偏光状態の不均一性を解消した光学ヘ
ッドを提供することも目的としている。また、本発明
は、ソリッドイマージョンレンズを用いたときに生じる
偏光状態の不均一性を補正するのに好適な位相補償板の
製造方法を提供することも目的としている。
【００３０】
【課題を解決するための手段】本発明に係る対物レンズ
は、入射光を収束光とするレンズと、上記レンズによっ
て収束光とされた入射光の光路中に配された位相補償板
と、上記位相補償板を通過してきた入射光が入射するよ
うになされており当該入射光の波長以下の間隔で物体に
対向するように支持されるソリッドイマージョンレンズ
とを備える。この対物レンズにおいて、上記位相補償板
は、入射光のｐ偏光成分とｓ偏光成分との間に位相差を
発生させるとともに、当該位相差が、通過する光線の傾
角によって異なるようになされる。
【００３１】以上のような本発明に係る対物レンズで
は、ソリッドイマージョンレンズのレンズ端面で全反射
されて戻ってきた戻り光の偏光状態の分布を、位相補償
板により均一化することができる。
【００３２】また、本発明に係る光学ヘッドは、記録及
び／又は再生に使用する光の波長以下の間隔で記録媒体
に対向するように支持されるソリッドイマージョンレン
ズと、記録及び／又は再生に使用する光の光路中に配さ
れた位相補償板とを備える。ここで、位相補償板は、記
録及び／又は再生に使用する光のｐ偏光成分とｓ偏光成
分との間に位相差を発生させるとともに、当該位相差
が、通過する光線の傾角によって異なるようになされ
る。
【００３３】そして、この光学ヘッドでは、ソリッドイ
マージョンレンズの端面からのエバネッセント光を用い
て、記録媒体に対する記録及び／又は再生を行うととも
に、位相補償板により、記録及び／又は再生に使用する
光のｐ偏光成分とｓ偏光成分との間に位相差を発生させ
る。
【００３４】以上のような本発明に係る光学ヘッドで
は、ソリッドイマージョンレンズのレンズ端面で全反射
されて戻ってきた戻り光の偏光状態の分布を、位相補償
板により均一化することができる。
【００３５】また、本発明に係る位相補償板の製造方法
において、製造の対象となる位相補償板は、表面が曲面
形状とされ、入射光のｐ偏光成分とｓ偏光成分との間に
位相差を発生させるとともに、当該位相差が、通過する
光線の傾角によって異なるようになされたものである。
そして、本発明に係る位相補償板の製造方法では、先
ず、位相補償板材料上にレジスト層を形成する。次に、
上記レジスト層を、所望する位相補償板の面形状に対応
するように露光強度分布を持たせた光又は電子線により
露光する。次に、上記レジスト層を現像して、レジスト
層の表面形状を、所望する位相補償板の面形状に対応し
た形状とする。そして、上記位相補償板材料を上記レジ
スト層とともにエッチングして、位相補償板材料の表面
を所定の曲面形状とすることで、表面が曲面形状とされ
た位相補償板を製造する。
【００３６】以上のような本発明に係る位相補償板の製
造方法によれば、ソリッドイマージョンレンズのレンズ
端面で全反射されて戻ってきた戻り光の偏光状態の分布
を均一化するのに好適な位相補償板を容易に且つ精度良
く製造することができる。
【００３７】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を参照しながら詳細に説明する。
【００３８】＜対物レンズ＞本発明を適用した対物レン
ズの一構成例を図１に示す。この対物レンズ１は、基板
２の上に光磁気記録膜３が形成されてなる光磁気ディス
ク４に対して記録再生を行う光学ヘッド用の対物レンズ
であり、レンズ５と、位相補償板６と、ソリッドイマー
ジョンレンズ７とを備える。
【００３９】この対物レンズ１を用いるときは、ソリッ
ドイマージョンレンズ７のレンズ端面７ａを光磁気ディ
スク４に近接させ、当該レンズ端面７ａと光磁気ディス
ク４との間に存在する空気層の厚さｔを、対物レンズ１
に入射する光の波長以下とする。
【００４０】なお、空気層の厚さｔを対物レンズ１に入
射する光の波長以下とすることは、例えば、磁気ディス
クにおいて使用されているフライングヘッドの技術を流
用することで実現可能である。すなわち、浮上型スライ
ダに対物レンズ１を搭載してフライングヘッドを構成
し、光磁気ディスク４を高速で回転させる。このとき、
フライングヘッドと光磁気ディスク４との間に流れる空
気流により、フライングヘッドが僅かに浮上する。そし
て、この浮上量が対物レンズ１に入射する光の波長以下
となるようにしておけば、ソリッドイマージョンレンズ
７のレンズ端面７ａと光磁気ディスク４との間に存在す
る空気層の厚さｔを、対物レンズ１に入射する光の波長
以下とすることができる。
【００４１】そして、この対物レンズ１を用いるとき
は、このようにソリッドイマージョンレンズ７のレンズ
端面７ａを光磁気ディスク４に近接させた状態で、直線
偏光平行光束のレーザ光Ｌをレンズ５に入射する。この
入射レーザ光Ｌは、レンズ５によって収束光とされた上
で、位相補償板６を介して、ソリッドイマージョンレン
ズ７に入射する。
【００４２】ここで、ソリッドイマージョンレンズ７
は、光入射面７ｂが半球状の曲面とされており、光磁気
ディスク４に対向する側のレンズ端面７ａが平面とされ
ている。そして、入射レーザ光Ｌは、ほぼ半球状の曲面
とされたソリッドイマージョンレンズ７の光入射面７ｂ
に対してほぼ垂直に入射し、ソリッドイマージョンレン
ズ７のレンズ端面７ａ又はその近傍に焦点を結び、その
大部分が当該レンズ端面７ａで全反射される。
【００４３】ここで、ソリッドイマージョンレンズ７
は、レンズ端面７ａが光磁気ディスク４に近接するよう
に配置されている。したがって、レンズ端面７ａから発
生するエバネッセント光の一部が光磁気ディスク４と結
合してレンズ外に取り出され、光磁気ディスク４の光磁
気記録膜３の影響を受けることとなる。その結果、ソリ
ッドイマージョンレンズ７のレンズ端面７ａで全反射さ
れて戻ってくる戻り光には、光磁気ディスク４の光磁気
記録膜３の光学活性（極カー効果）に起因する直交偏光
成分が含まれることとなる。
【００４４】この戻り光は、入射レーザ光Ｌとは逆の経
路を辿り、ソリッドイマージョンレンズ７、位相補償板
６及びレンズ５をこの順に通過して、対物レンズ１から
出射する。そして、この戻り光の偏光状態を検出するこ
とで、光磁気ディスク４に記録されている信号が再生さ
れる。
【００４５】具体的には、光磁気記録膜３の垂直磁化の
向きが反転すると、戻り光に含まれる直交偏光成分の位
相が１８０°シフトするので、この位相変化を、例えば
偏光プリズムを用いて分離し、光検出器で検出する。こ
のように戻り光に含まれる直交偏光成分の位相変化を検
出した信号が光磁気信号である。そして、この光磁気信
号により、光磁気記録膜３のドメイン単位の磁化の反転
が検出され、これにより、光磁気ディスク４に記録され
ている信号が再生される。
【００４６】上記対物レンズ１において、レンズ５によ
って収束光とされた入射レーザ光Ｌの光路中に配された
位相補償板６は、当該位相補償板６に入射した光のｐ偏
光成分とｓ偏光成分との間に位相差を発生させるととも
に、当該位相差が、通過する光線の傾角によって異なる
ようになされている。そして、上記対物レンズ１では、
このような位相補償板６を用いることで、戻り光の偏光
状態の分布の均一化を図っている。
【００４７】この位相補償板６の一例を図２に示す。図
２に示す位相補償板６は、入射レーザ光Ｌの波長に比べ
て十分に厚い基板８の上に、当該基板８よりも屈折率が
低い光学部材９が配されてなり、且つ当該光学部材９の
基板８に接していない方の面９ａが非平面とされてい
る。なお、この位相補償板６は、入射レーザ光Ｌの波長
域において、十分に高い透過率を持つことが好ましい。
【００４８】この位相補償板６において、基板８の材料
は、屈折率が高いものが好ましく、例えばニオブ酸リチ
ウム（no=2.287,ne=2.203）が好適である。一方、基板
８の上に配する光学部材９は、基板８に比べて屈折率が
小さいものが好ましい。また、この光学部材９は、光学
的に均一な光学材料、又は一軸性光学結晶が好適であ
る。
【００４９】具体的には、光学部材９の材料として好適
な、屈折率が小さく光学的に均一な光学材料としては、
例えば弗化マグネシウム（n=1.38）が挙げられる。ま
た、光学部材９の材料として好適な、屈折率が小さな一
軸性光学結晶としては、例えば水晶が挙げられる。な
お、この光学部材９として、一軸性光学結晶を用いる場
合は、その光学軸をソリッドイマージョンレンズ７の光
軸に対して平行に配置することが望ましい。
【００５０】この位相補償板６は、図１に示したよう
に、レンズ５とソリッドイマージョンレンズ７との間に
配される。したがって、この位相補償板６には、入射レ
ーザ光Ｌの往路において、レンズ５によって収束光とさ
れた入射レーザ光が入射するとともに、当該入射レーザ
光がソリッドイマージョンレンズ７のレンズ端面７ａで
全反射されて戻ってくる復路において、発散光となって
戻ってきた戻り光が入射する。
【００５１】この位相補償板６は、当該位相補償板６に
入射した光のｐ偏光成分とｓ偏光成分との間に位相差を
発生させるとともに、当該位相差が、通過する光線の傾
角によって異なるようになされている。したがって、上
述のように位相補償板６に入射する入射レーザ光及び戻
り光は、位相補償板６を通過するときに、当該位相補償
板６を通過する光線の傾角によって異なる位相差を受け
ることとなる。
【００５２】そして、上記対物レンズ１では、このよう
な位相差を位相補償板６によって発生させることで、戻
り光の偏光状態の分布の均一化を図っている。すなわ
ち、ソリッドイマージョンレンズ７のレンズ端面７ａで
入射レーザ光Ｌを全反射させたとき、全反射面からの反
射光には入射角に応じた位相変化が生じるが、上記対物
レンズ１では、このような位相変化を位相補償板６によ
って打ち消すことで、戻り光の偏光状態の分布が均一に
なるようにしている。
【００５３】ところで、光磁気ディスク４に記録されて
いる信号を再生する際は、上述したように、例えば偏光
プリズムと光検出器を用いて、戻り光に含まれる直交偏
光成分の強度を検出する。このように直交偏光成分の強
度を検出するとき、 Ｅy＝Ｅy0＋ΔＥｙ であるから、光の周波数で時間平均をとると、 ＜Ｉ＞＝＜Ｉｙ０＞＋＜ΔＩy＞＋｜Ｅy0ΔＥy｜cos{φ
y0-φΔy} となる。なお、上記式の右辺の最初２項は直流バイアス
成分を表しており、第３項は光磁気信号を表している。
上記式より、φy0とφΔyが一様なほど高い変調度の光
磁気信号が得られることが分かる。
【００５４】そして、上記対物レンズ１において、位相
補償板６は、当該位相補償板６に入射した光のｐ偏光成
分とｓ偏光成分との間に位相差を発生させるとともに、
当該位相差が、位相補償板６を通過する光線の傾角によ
って異なるようになされている。換言すれば、位相補償
板６は、収束光や発散光が入射されたとき、その入射角
に応じて異なる位相差を与える。したがって、位相補償
板６には、上記式右辺第３項の余弦の偏角に含まれる不
均一性を均一化する効果がある。したがって、位相補償
板６を用いることで、光磁気信号の変調度を高めること
が可能となる。
【００５５】つぎに、比較例として位相補償板６を用い
ていない対物レンズについて説明し、その後、位相補償
板６を用いた本発明に係る対物レンズ１の具体的な実施
例について説明する。なお、以下に説明する比較例及び
実施例では、ソリッドイマージョンレンズ７に入射する
入射レーザ光の入射角を約４０°までに制限し、ソリッ
ドイマージョンレンズ７の有効開口数を１．３とした。
【００５６】＜比較例＞まず、対象となる光磁気ディス
ク４の構成を図３に示す。図３に示すように、光磁気デ
ィスク４は、基板２の上に光磁気記録膜３が形成されて
なる。ここで、光磁気記録膜３は、光反射膜１０と、第
１の誘電体膜１１と、磁性膜１２と、第２の誘電体膜１
３とがこの順に積層形成された多層膜からなる。
【００５７】ここで、光反射膜１０は、複素屈折率
（ｎ，ｋ）＝（１．４，７．６）のＡｌからなり、膜厚
が２５ｎｍであるとした。第１の誘電体膜１１は、屈折
率ｎ＝２．０のＳｉＮからなり、膜厚が３０ｎｍである
とした。第２の誘電体膜１３は、屈折率ｎ＝２．０のＳ
ｉＮからなり、膜厚が１００ｎｍであるとした。また、
磁性膜１２は、膜厚が２５ｎｍであるとし、当該磁性膜
１２の磁化方向によって下記式（１−１）又は（１−
２）で表される誘電体テンソルの各成分が、ε＝−８＋
２７ｉ，ε’＝０．６−０．２ｉであるとした。
【００５８】
【数１】
【００５９】このような条件において、図１に示した対
物レンズ１から位相補償板６を除いた場合について、光
磁気ディスク４とソリッドイマージョンレンズ７との間
の空気層の厚さｔと、光磁気信号の変調度との関係を調
べた。結果を図４に示す。
【００６０】図４に示すように、位相補償板６が無い場
合、光磁気信号の変調度は、空気層の厚さｔが２５ｎｍ
付近のときに極大となる。そして、空気層の厚さｔが厚
くなると、光磁気信号の変調度は減少し、例えば、空気
層の厚さｔが１００ｎｍの場合、当該変調度は６％以下
にまで減少してしまう。これは、空気層の影響により、
戻り光の偏光状態の分布に不均一性が生じるためであ
る。
【００６１】ところで、上記対物レンズ１において、空
気層の厚さｔを対物レンズ１に入射する光の波長以下と
することは、上述したように、磁気ディスクにおいて使
用されているフライングヘッドの技術を流用することで
実現可能である。しかしながら、フライングヘッドの技
術を流用したとしても、ソリッドイマージョンレンズ７
のレンズ端面７ａと光磁気ディスク４とをあまりに近づ
けて保持することは困難である。
【００６２】例えば、空気層の厚さｔが１００ｎｍなら
ば、その厚さを一定に保持することは比較的に容易であ
るが、空気層の厚さｔを２５ｎｍとして、その厚さを一
定に保持することは、プラスチック等からなる基板２の
平坦性等を考慮すると、非常に困難である。すなわち、
位相補償板６が無い場合、空気層の厚さｔを約２５ｎｍ
とすれば、光磁気信号については高い変調度が得られる
が、この状態で対物レンズ１を安定に支持して使用する
ことは非常に困難である。一方、空気層の厚さｔを１０
０ｎｍとすれば、対物レンズ１を安定に支持して使用す
ることは容易であるが、この場合は、光磁気信号の変調
度が大幅に減少してしまう。
【００６３】＜実施例１＞本実施例では、図１に示した
対物レンズ１のように、入射レーザ光Ｌを収束光とする
レンズ５と、ソリッドイマージョンレンズ７との間に位
相補償板６を配置した。なお、対象となる光磁気ディス
ク４には、上述の比較例と同様のものを使用した。ま
た、本実施例では、ソリッドイマージョンレンズ７のレ
ンズ端面７ａと光磁気ディスク４との間の空気層の厚さ
ｔ＝１００ｎｍとした。
【００６４】本実施例で用いた位相補償板６は、図２に
示したように、入射レーザ光Ｌの波長に比べて十分に厚
い基板８に、一方の面が曲面とされた光学部材９が接合
されてなる。この基板８は、屈折率ｎ＝２で光学的に一
様な光学材料を平行平板状に加工したものである。な
お、この位相補償板６の前段に配置されるレンズ５は、
位相補償板６を光線が通過するときに発生する球面収差
を十分に補正するように設計しておいた。
【００６５】一方、基板８に接合された光学部材９に
は、一軸性光学結晶である水晶を使用した。このとき、
光学部材の屈折率ｎ＝１．５、複屈折量＝０．００８８
である。また、一軸性光学結晶からなる光学部材９は、
その光学軸がソリッドイマージョンレンズ７の光軸に対
して平行となるようにした。そして、この光学部材９の
一方の面を平面として基板８に接合し、他方の面９ａ
（以下、ソリッドイマージョンレンズ対向面９ａと称す
る。）を曲面とした。
【００６６】本実施例において、位相補償板６のソリッ
ドイマージョンレンズ対向面９ａは、光軸を中心とした
回転対称の曲面とし、位相補償板６を構成する光学部材
９に入射する光線の傾角をθとしたとき、基準面からの
高さＺが下記式（２−１）で表されるような面形状とし
た。すなわち、光学部材９の空気に接する側の端面形状
は、着目する光線の入射角がθのとき、下記式（２−
１）で表されるsinθの多項式の形となっている。
【００６７】 Z=225-174sinθ-107.173sin2θ+1574.94sin4θ ・・・（２−１） なお、ここでは、位相補償板６の光軸に垂直な面のう
ち、光学部材９に接している基板８の表面を基準面とし
ている。また、上記式（２−１）において、各係数の単
位はｎｍであり、tanθは相対瞳半径を意味している。
【００６８】また、図５に、上記式（２−１）で表され
るソリッドイマージョンレンズ対向面９ａの面形状をプ
ロットした図を示す。図５において、横軸は相対瞳半径
を示しており、縦軸は基準面（すなわち基板８の表面）
からのソリッドイマージョンレンズ対向面９ａの高さ
（サグ）を示している。
【００６９】このような位相補償板６を用いた場合、ソ
リッドイマージョンレンズ７のレンズ端面７ａで全反射
されて戻ってくる戻り光の対物レンズ出射瞳上における
分布を計算した結果を図６乃至図８に示す。
【００７０】図６は、戻り光の楕円率の対物レンズ出射
瞳上での分布を濃淡で示しており、図６において、最濃
色部の黒い部分は、楕円率＝０°、最淡色部の白い部分
は、楕円率＝３５．６°である。
【００７１】図７は、戻り光の偏光面の回転角の対物レ
ンズ出射瞳上での分布を濃淡で示しており、図７におい
て、最濃色部の黒い部分は、偏光面の回転角＝−６°、
最淡色部の白い部分は、偏光面の回転角＝３７．４°で
ある。
【００７２】図８は、戻り光の直交偏光成分の強度の対
物レンズ出射瞳上での分布を濃淡で示しており、図８に
おいて、最濃色部の黒い部分は、直交偏光成分の相対強
度Ｅy 2＝０、最淡色部の白い部分は直交偏光成分の相対
強度Ｅy 2＝０．１３である。
【００７３】図６乃至図８と、位相補償板を用いていな
い場合の偏光状態の分布を示した図３２乃至図３４との
比較から、位相補償板６を用いた本実施例では、ソリッ
ドイマージョンレンズ７のレンズ端面７ａで全反射され
て戻ってくる戻り光の対物レンズ出射瞳上における偏光
状態の分布が均一化されていることが分かる。
【００７４】また、本実施例では、光磁気信号の変調度
が約１０％となった。これは、図４からも分かるよう
に、位相補償板６が無い場合において空気層の厚さｔを
７５ｎｍとしたときの変調度よりも良い値である。すな
わち、位相補償板６を用いた本実施例では、空気層の厚
さｔを１００ｎｍとしても、約１０％と比較的に高い変
調度の光磁気信号を得ることが可能となっている。
【００７５】＜実施例２＞本実施例では、実施例１と同
様に、入射レーザ光Ｌを収束光とするレンズ５と、ソリ
ッドイマージョンレンズ７との間に位相補償板６を配置
した。
【００７６】そして、本実施例では、位相補償板６のソ
リッドイマージョンレンズ対向面９ａの面形状を、光軸
を中心とした回転対称の曲面とし、位相補償板６を構成
する光学部材９に入射する光線の傾角をθとしたとき、
基準面からの高さＺが下記式（２−２）で表されるよう
な面形状とした。その他の条件は実施例１と同様とし
た。
【００７７】 Z=245-189sinθ-114.088sin2θ+1488.38sin4θ ・・・（２−２） なお、ここでは、実施例１と同様、位相補償板６の光軸
に垂直な面のうち、光学部材９に接している基板８の表
面を基準面としている。また、上記式（２−２）におい
て、各係数の単位はｎｍであり、tanθは相対瞳半径を
意味している。
【００７８】図９に、上記式（２−２）で表されるソリ
ッドイマージョンレンズ対向面９ａの面形状をプロット
した図を示す。図９において、横軸は相対瞳半径を示し
ており、縦軸は基準面（すなわち基板８の表面）からの
ソリッドイマージョンレンズ対向面９ａの高さ（サグ）
を示している。
【００７９】このような位相補償板６を用いた場合、ソ
リッドイマージョンレンズ７のレンズ端面７ａで全反射
されて戻ってくる戻り光の対物レンズ出射瞳上における
分布を計算した結果を図１０及び図１１に示す。
【００８０】図１０は、戻り光の楕円率の対物レンズ出
射瞳上での分布を濃淡で示しており、図１０において、
最濃色部の黒い部分は、楕円率＝０°、最淡色部の白い
部分は、楕円率＝３７°である。また、図１１は、戻り
光の偏光面の回転角の対物レンズ出射瞳上での分布を濃
淡で示しており、図１１において、最濃色部の黒い部分
は、偏光面の回転角＝−６．８°、最淡色部の白い部分
は、偏光面の回転角＝３９．５°である。
【００８１】図１０及び図１１と、位相補償板を用いて
いない場合の偏光状態の分布を示した図３２及び図３３
との比較から、位相補償板６を用いた本実施例では、ソ
リッドイマージョンレンズ７のレンズ端面７ａで全反射
されて戻ってくる戻り光の対物レンズ出射瞳上における
偏光状態の分布が均一化されていることが分かる。
【００８２】また、本実施例では、光磁気信号の変調度
が１０％以上となった。これは、図４からも分かるよう
に、位相補償板６が無い場合において空気層の厚さｔを
７５ｎｍとしたときの変調度よりも良い値である。すな
わち、位相補償板６を用いた本実施例では、空気層の厚
さｔを１００ｎｍとしても、１０％以上と比較的に高い
変調度の光磁気信号を得ることが可能となっている。
【００８３】＜実施例３＞図３に示した光磁気ディスク
４の光磁気記録膜３の構成の中で、屈折率ｎ＝２の第２
の誘電体膜１３（すなわち最上層の薄膜）の膜厚を、１
００ｎｍから変化させ、その他については、実施例１と
同様とした。そして、光磁気信号の変調度について、第
２の誘電体膜１３の膜厚に対する依存性を調べた。結果
を図１２に示す。
【００８４】図１２に示すように、第２の誘電体膜１３
の膜厚によって、光磁気信号の変調度が変化する。特
に、第２の誘電体膜１３の膜厚が９２．５ｎｍのときに
は、第２の誘電体膜１３の膜厚が１００ｎｍのときに比
べて、光磁気信号の変調度が約２０％も改善され、光磁
気信号の変調度は約１２％になった。
【００８５】また、第２の誘電体膜１３の膜厚を９２．
５ｎｍとしたとき、ソリッドイマージョンレンズ７のレ
ンズ端面７ａで全反射されて戻ってくる戻り光の対物レ
ンズ出射瞳上における楕円率の分布を計算した結果を図
１３に示す。なお、図１３は、戻り光の楕円率の対物レ
ンズ出射瞳上での分布を濃淡で示しており、図１３にお
いて、最濃色部の黒い部分は、楕円率＝０°、最淡色部
の白い部分は、楕円率＝２８．５°である。
【００８６】図１３から分かるように、位相補償板６を
使用し、且つ第２の誘電体膜１３の膜厚を最適化するこ
とで、ソリッドイマージョンレンズ７のレンズ端面７ａ
で全反射されて戻ってくる戻り光の偏光状態の分布は非
常に均一なものとなる。その結果、空気層の厚さｔを１
００ｎｍ程度確保しつつ、約１２％と非常に高い変調度
の光磁気信号を得ることが可能となる。
【００８７】＜実施例４＞位相補償板６を構成する光学
部材９として、一軸性光学結晶の代わりに、屈折率ｎ＝
１．５の光学的に均一な光学材料を用いた。また、位相
補償板６のソリッドイマージョンレンズ対向面９ａの面
形状は、実施例２と同様とした。また、図３に示した光
磁気ディスク４の光磁気記録膜３の構成の中で、屈折率
ｎ＝２の第２の誘電体膜１３（すなわち最上層の薄膜）
の膜厚を９２．５ｎｍとした。その他の条件は、実施例
２と同様とした。
【００８８】このような条件において、ソリッドイマー
ジョンレンズ７のレンズ端面７ａで全反射されて戻って
くる戻り光の対物レンズ出射瞳上における楕円率の分布
を計算した結果を図１４に示す。なお、図１４は、戻り
光の楕円率の対物レンズ出射瞳上での分布を濃淡で示し
ており、図１４において、最濃色部の黒い部分は、楕円
率＝０°、最淡色部の白い部分は、楕円率＝２８．３°
である。
【００８９】図１４から分かるように、光学的に均一な
光学材料だけからなる位相補償板６を使用した場合も、
ソリッドイマージョンレンズ７のレンズ端面７ａで全反
射されて戻ってくる戻り光の偏光状態の分布は、かなり
均一なものとなる。そして、このときの光磁気信号の変
調度は、約１１．４％であった。すなわち、光学的に均
一な光学材料だけからなる位相補償板６を使用した場合
も、第２の誘電体膜１３の膜厚を最適化しておけば、約
１１．４％と非常に高い変調度の光磁気信号を得ること
が可能となる。
【００９０】＜実施例５＞本実施例では、実施例１乃至
４と同様に、入射レーザ光Ｌを収束光とするレンズ５
と、ソリッドイマージョンレンズ７との間に位相補償板
６を配置した。なお、対象となる光磁気ディスク４に
は、実施例４と同様に、第２の誘電体膜１３の膜厚を９
２．５ｎｍとしたものを使用した。また、本実施例で
は、ソリッドイマージョンレンズ７のレンズ端面７ａと
光磁気ディスク４との間の空気層の厚さｔ＝１００ｎｍ
とした。
【００９１】本実施例で用いた位相補償板６は、図２に
示したように、入射レーザ光Ｌの波長に比べて十分に厚
い基板８の上に、一方の面が曲面とされた光学部材９が
配されてなる。
【００９２】そして、本実施例では、基板８として、屈
折率ｎ＝２で光学的に一様な光学材料を平行平板状に加
工したものを用いた。なお、この位相補償板６の前段に
配置されるレンズ５は、位相補償板６を光線が通過する
ときに発生する球面収差を十分に補正するように設計し
ておいた。
【００９３】一方、基板８の上に配される光学部材９に
は、低屈折率で光学的に均一な光学材料である弗化マグ
ネシウムを用いた。このとき、光学部材の屈折率ｎ＝
１．３８である。そして、この光学部材９の一方の面を
平面とし、ソリッドイマージョンレンズ対向面９ａを曲
面とした。
【００９４】なお、本実施例では、このような位相補償
板６を、基板８の上に弗化マグネシウムを堆積させ、そ
の後、その表面をエッチングして以下に示すような曲面
形状とすることで作製した。
【００９５】本実施例において、位相補償板６のソリッ
ドイマージョンレンズ対向面９ａは、光軸を中心とした
回転対称の曲面とし、位相補償板６を構成する光学部材
９に入射する光線の傾角をθとしたとき、基準面からの
高さＺが下記式（２−３）で表されるような面形状とし
た。
【００９６】 Z=281.75-164.43sinθ-74.1571sin2θ+1860.48sin4θ ・・・（２−３） なお、ここでは、実施例１と同様、位相補償板６の光軸
に垂直な面のうち、光学部材９に接している基板８の表
面を基準面としている。また、上記式（２−３）におい
て、各係数の単位はｎｍであり、tanθは相対瞳半径を
意味している。
【００９７】また、図１５に、上記式（２−３）で表さ
れるソリッドイマージョンレンズ対向面９ａの面形状を
プロットした図を示す。図１５において、横軸は相対瞳
半径を示しており、縦軸は基準面からのソリッドイマー
ジョンレンズ対向面９ａの高さ（サグ）を示している。
【００９８】このような位相補償板６を用いた場合、ソ
リッドイマージョンレンズ７のレンズ端面７ａで全反射
されて戻ってくる戻り光の対物レンズ出射瞳上における
分布を計算した結果を図１６乃至図１８に示す。
【００９９】図１６は、戻り光の楕円率の対物レンズ出
射瞳上での分布を濃淡で示しており、図１６において、
最濃色部の黒い部分は、楕円率＝０°、最淡色部の白い
部分は、楕円率＝３９．６°である。
【０１００】図１７は、戻り光の偏光面の回転角の対物
レンズ出射瞳上での分布を濃淡で示しており、図１７に
おいて、最濃色部の黒い部分は、偏光面の回転角＝−９
°、最淡色部の白い部分は、偏光面の回転角＝４７．５
°である。
【０１０１】図１８は、戻り光の直交偏光成分の強度に
ついて、その対物レンズ出射瞳上での分布を濃淡で示し
ており、図１８において、最濃色部の黒い部分は、直交
偏光成分の相対強度Ｅy 2＝０．０９、最淡色部の白い部
分は直交偏光成分の相対強度Ｅy 2＝０である。
【０１０２】図１６乃至図１８と、位相補償板を用いて
いない場合の偏光状態の分布を示した図３２乃至図３４
との比較から、位相補償板６を用いた本実施例では、ソ
リッドイマージョンレンズ７のレンズ端面７ａで全反射
されて戻ってくる戻り光の対物レンズ出射瞳上における
偏光状態の分布が、非常に均一化されていることが分か
る。
【０１０３】そして、本実施例では、光磁気信号の変調
度が約１２．３％となった。これは、図４からも分かる
ように、位相補償板６が無い場合において空気層の厚さ
ｔを５０ｎｍとしたときの変調度に近い値である。すな
わち、位相補償板６を用い、且つ第２の誘電体膜１３の
膜厚を最適化した本実施例では、空気層の厚さｔを１０
０ｎｍとしても、約１２．３％と非常に高い変調度の光
磁気信号を得ることが可能となっている。
【０１０４】＜位相補償板を構成する光学部材で発生す
る球面収差について＞上記位相補償板６を構成する光学
部材９は、上記実施例のように、数１００ｎｍ程度の厚
さとすることが好ましい。このとき、対物レンズ１の開
口数があまり大きくなければ、この光学部材９で発生す
る球面収差は無視できる。しかし、対物レンズ１の開口
数が大きくなると、位相補償板６を構成している基板８
で発生する球面収差の他に、数１００ｎｍ程度の厚さで
あっても、光学部材９で発生する球面収差も無視できな
くなる。以下、この光学部材９で発生する球面収差につ
いて説明する。
【０１０５】位相相補償板９を配置する位置をソリッド
イマージョンレンズ７のレンズ端面７ａから計り、その
長さを光学長に換算した値をｆとすると、傾角θで位相
補償板６に入射する光線は、光軸からｒ＝ｆ・tanθだ
け離れた点を通過する。ここで、位相補償板６を構成す
る光学部材９の厚さが数１００ｎｍ程度であり、ｆ＝１
ｍｍ程度であれば、光学部材９の厚み変化に対応する面
の勾配は、ほぼ無視できる。
【０１０６】したがって、位相補償板６を構成する光学
部材９の屈折率をｎ’としたとき、当該光学部材９の内
部における光線の傾角θ’は、屈折の法則から、sinθ
＝ｎ’sinθ’をほぼ満たすことになる。一方、半径ｒ
の点における光学部材９の厚さをｔ（ｒ）としたとき、
着目する光線の光学部材９の内部における光路差（ＯＰ
Ｄ）は、ｎ’・ｔ（ｒ）／cosθ’で表される。
【０１０７】したがって、例えば、光学部材９の屈折率
ｎ’＝１．３８、対物レンズ１の開口数ＮＡ＝１．３の
とき、波長６３３ｎｍを単位にして表すと、光学部材９
の内部において生じる光路差は、最大で０．８５波長と
なる。そして、この程度の球面収差は、位相補償板６の
前段に配置されるレンズ５を非球面レンズ化すれば、位
相補償板６を構成する基板８で発生する球面収差と同
様、容易に補正できる。
【０１０８】すなわち、対物レンズ１の開口数が大き
く、位相補償板６を構成する光学部材９で発生する球面
収差を無視できない場合には、位相補償板６を構成する
基板８で発生する球面収差、並びに位相補償板６を構成
する光学部材９で発生する球面収差を、位相補償板６の
前段に配置されるレンズ５を非球面レンズ化して補正す
ることが好ましい。
【０１０９】＜位相補償板の製造方法＞つぎに、上記対
物レンズ１で使用される位相補償板６の製造方法につい
て、第１の例を図１９乃至図２３を参照して説明すると
ともに、第２の例を図２４乃至図２７を参照して説明す
る。
【０１１０】位相補償板６を製造する際は、先ず、図１
９に示すように、基板２１の上に光学材料２２が配され
た位相補償板材料２３を作製する。この位相補償板材料
２３は、例えば、平板状の基板２１の上に当該基板２１
とは屈折率の異なる光学材料２２を堆積させたり、或い
は、互いに屈折率の異なる基板２１と光学材料２２とを
接合したりすることで作製する。
【０１１１】なお、互いに屈折率の異なる基板２１と光
学材料２２を接合して位相補償板材料２３とするとき
は、例えば、一軸性光学結晶を光学軸に対して垂直に切
り出して、一軸性光学結晶の薄片を作製し、当該薄片を
光学材料２２として基板２１に接合することで、位相補
償板材料２３とする。
【０１１２】次に、図２０に示すように、基板２１の上
に光学材料２２が配されてなる位相補償板材料２３の上
にレジスト層２４を形成し、当該レジスト層２４を、所
望する位相補償板６の面形状に対応するように露光強度
分布を持たせた電子線ビームにより露光する。このと
き、レジスト層２４の露光は、露光用の電子線ビームの
強度を、所望する位相補償板６の面形状に対応するよう
に変化させながら、当該電子線ビームをレジスト層２４
に直接照射して行う。
【０１１３】次に、図２１に示すように、レジスト層２
４を現像して、当該レジスト層２４の表面形状を、所望
する位相補償板６の面形状に対応した形状とする。な
お、本例においては、図２０に示したように、レジスト
層２４の露光を、所望する位相補償板６の面形状に対応
するように電子線ビームの強度を変化させながら、当該
電子線ビームをレジスト層２４に直接照射することで行
っているので、現像されたレジスト層２４の表面形状
は、所望する位相補償板６の面形状に対応した曲面形状
となる。
【０１１４】次に、図２２に示すように、位相補償板材
料２３を構成している光学材料２２をレジスト層２４と
ともにエッチングして、位相補償板材料２３の表面を所
定の曲面形状とする。このとき、位相補償板材料２３を
構成している光学材料２２のエッチングレートと、レジ
スト層２４のエッチングレートとをほぼ等しくしておけ
ば、レジスト層２４の表面形状が、位相補償板材料２３
を構成している光学材料２２にそのまま転写されること
となる。なお、ここでのエッチングの手法としては、例
えば、ケミカル・アシスト・イオン・ビーム・エッチン
グ（ＣＩＢＥ）が好適である。
【０１１５】以上の工程の結果、光学材料２２の表面が
曲面形状とされ、結果として、図２３に示すように、基
板８の上に、当該基板８よりも屈折率が低い光学部材９
が配されてなり、且つ当該光学部材９の基板８に接して
いない方の面９ａが非平面とされた位相補償板６が完成
する。
【０１１６】なお、上記製造方法では、レジスト層２４
を露光する際に、電子線ビームの強度を直接変化させる
ことで、露光強度分布を持たせてレジスト層２４を露光
した。しかし、露光強度分布を持たせてレジスト層２４
を露光する手法は上記の例に限定されるものではなく、
例えば、光又は電子線の透過率に分布を持つグレースケ
ールマスクを介して、光又は電子線をレジスト層２４に
照射することで、レジスト層２４の露光時に露光強度分
布を持たせるようにしてもよい。グレースケールマスク
を用いた場合の製造工程の例を図２４乃至図２７に示
す。
【０１１７】この場合は、図２４に示すように、基板２
１の上に光学材料２２が配されてなる位相補償板材料２
３の上にレジスト層２４を形成し、当該レジスト層２４
を、所望する位相補償板６の面形状に対応するように露
光強度分布を持たせた光又は電子線により露光する。こ
のとき、レジスト層２４の露光は、所望する位相補償板
６の面形状に対応するように光透過率又は電子線透過率
に分布を持つグレースケールマスク２５を介して、レジ
スト層２４に光又は電子線を照射することで行う。
【０１１８】なお、ここでの露光は、グレースケールマ
スク２５の縮小露光、グレースケールマスク２５の拡大
露光、グレースケールマスク２５の密着露光の何れでも
よい。また、このようにグレースケールマスク２５を用
いてレジスト層２４を露光する際は、必要に応じて、ス
ッテパー、プロジェクター、コンタクトアライナー等を
用いてもよい。
【０１１９】次に、図２５に示すように、レジスト層２
４を現像して、レジスト層２４の表面形状を、所望する
位相補償板６の面形状に対応した形状とする。なお、本
例においては、図２４に示したように、レジスト層２４
の露光を、所望する位相補償板６の面形状に対応するよ
うに光透過率又は電子線透過率に分布を持つグレースケ
ールマスク２５を介して行っているので、現像されたレ
ジスト層２４の表面形状は、所望する位相補償板６の面
形状に対応した曲面形状となる。
【０１２０】次に、図２６に示すように、位相補償板材
料２３を構成している光学材料２２をレジスト層２４と
ともにエッチングして、位相補償板材料２３の表面を所
定の曲面形状とする。このとき、位相補償板材料２３を
構成している光学材料２２のエッチングレートと、レジ
スト層２４のエッチングレートとをほぼ等しくしておけ
ば、レジスト層２４の表面形状が、位相補償板材料２３
を構成している光学材料２２にそのまま転写されること
となる。なお、ここでのエッチングの手法としては、例
えば、ケミカル・アシスト・イオン・ビーム・エッチン
グ（ＣＩＢＥ）が好適である。
【０１２１】以上の工程の結果、光学材料２２の表面が
曲面形状とされ、結果として、図２７に示すように、基
板８の上に、当該基板８よりも屈折率が低い光学部材９
が配されてなり、且つ当該光学部材９の基板８に接して
いない方の面９ａが非平面とされた位相補償板６が完成
する。
【０１２２】＜光学ヘッド＞つぎに、本発明を適用した
光学ヘッドの実施の形態について説明する。なお、ここ
では、光磁気ディスク４に対して記録再生を行う光学ヘ
ッドであって、光磁気ディスク４の記録再生に使用する
光の波長以下の間隔で光磁気ディスク４に対向するよう
に支持されるソリッドイマージョンレンズとして、図２
８に示すような反射光学系を有するカタディオプトリッ
クレンズ３１を備えた光学ヘッドを例に挙げる。なお、
このカタディオプトリックレンズ３１は、反射光学系を
有することから、ソリッドイマージョンミラーと称され
ることもある。
【０１２３】図２８に示すカタディオプトリックレンズ
３１は、凹面屈折面からなる第１面Ｓ１と、平面ミラー
からなる第２面Ｓ２と、凹面非球面ミラーからなる第３
面Ｓ３と、全反射平面となる第４面Ｓ４とを有する。こ
のカタディオプトリックレンズ３１に入射した入射光束
は、先ず、凹面屈折面からなる第１面Ｓ１で拡大され
て、平面ミラーからなる第２面Ｓ２に入射する。次に、
第２面Ｓ２で反射され、凹面非球面ミラーからなる第３
面Ｓ３に入射する。次に、第３面Ｓ３で反射され、第２
面Ｓ２の中央に設けられた開口を通して第４面Ｓ４又は
その近傍に焦点を結ぶ。
【０１２４】そして、第４面Ｓ４又はその近傍に焦点を
結んだ光は、その大部分が当該第４面Ｓ４で全反射され
る。このとき、第４面Ｓ４と光磁気ディスク４との間隔
を十分に狭めておけば、上記ソリッドイマージョンレン
ズ７を用いた場合と同様に、エバネッセント光の一部が
光磁気ディスク４と結合してレンズ外に取り出され、当
該エバネッセント光を利用した記録再生が可能となる。
【０１２５】このようなカタディオプトリックレンズ３
１を備えた光学ヘッドの一例を図２９に示す。この光学
ヘッド４０は、光磁気ディスク４に対して記録再生を行
うためのものであり、エバネッセント光を利用すること
で、回折限界以下の微小な記録ピットでの記録再生が可
能となっている。
【０１２６】ここで、記録再生の対象となる光磁気ディ
スク４は、基板２の上に光磁気記録膜３が形成されてな
り、当該光磁気記録膜３の側が光学ヘッド４０に対向す
るように配される。すなわち、上記光学ヘッド４０は、
光磁気ディスク４の基板２の側ではなく、光磁気記録膜
３の側に配置される。これは、この光学ヘッド４０がエ
バネッセント光を利用して記録再生を行うため、光学ヘ
ッド４０と光磁気ディスク４の光磁気記録膜３との間隔
を十分に狭める必要があるからである。
【０１２７】この光学ヘッド４０は、浮上型スライダと
して機能するガラス基盤４１と、レーザ光源からのレー
ザ光を伝搬する単一モードの光ファイバ４２と、光ファ
イバ４２から出射されたレーザ光を反射する可動ミラー
４３と、可動ミラー４３によって反射されたレーザ光が
入射するように配置されたプリズム４４と、プリズム４
４から出射されたレーザ光が入射するように配置された
位相補償板４５と、位相補償板４５を透過してきたレー
ザ光を平行光とするためのコリメーターレンズ４６と、
コリメーターレンズ４６によって平行光とされたレーザ
光が入射されるカタディオプトリックレンズ３１と、カ
タディオプトリックレンズ３１の結像点の周囲に配置さ
れた磁界発生用コイル４７とを備えている。
【０１２８】この光学ヘッド４０において、カタディオ
プトリックレンズ３１は、第１面Ｓ１、第２面Ｓ２及び
第３面Ｓ３を構成する第１のレンズ媒質３１Ａと、第４
面Ｓ４を構成する第２のレンズ媒質３１Ｂとを備えてお
り、第１のレンズ媒質３１Ａによって構成される第２面
Ｓ２を含む平面に、第２のレンズ媒質３１Ｂが接合され
てなる。
【０１２９】なお、この第２のレンズ媒質３１Ｂは、ガ
ラス基盤４１の一部によって構成されている。すなわ
ち、ガラス基盤４１は、カタディオプトリックレンズ３
１の一部を兼ねており、カタディオプトリックレンズ３
１は、第１のレンズ媒質３１Ａをガラス基盤４１に接合
することにより構成されている。
【０１３０】また、カタディオプトリックレンズ３１の
一部を兼ねているガラス基盤４１には、磁界発生用コイ
ル４７が埋設されている。この磁界発生用コイル４７
は、光磁気ディスク４に対する記録時に、光磁気ディス
ク４に対して記録磁界を印加するためのものであり、カ
タディオプトリックレンズ３１の結像点の周囲を取り巻
くように形成されている。したがって、カタディオプト
リックレンズ３１に入射したレーザ光は、磁界発生用コ
イル４７の中央において、ガラス基盤４１の端面に結像
する。なお、このような磁界発生用コイル４７は、例え
ば、薄膜プロセスにより薄膜コイルパターンをガラス基
盤４１に埋設することにより形成する。
【０１３１】この光学ヘッド４０を用いて光磁気ディス
ク４に対して記録再生を行うときは、光磁気ディスク４
を回転駆動させて、当該光磁気ディスク４上において、
光学ヘッド４０を浮上させる。このとき、図示していな
いが弾性部材によって弾性を持たせた状態でガラス基盤
４１を支持し、ガラス基盤４１と光磁気ディスク４との
間隔が、光ファイバ４２から出射されるレーザ光の波長
以下、より好ましくは１００ｎｍ程度以下に保たれるよ
うにしておく。
【０１３２】そして、光学ヘッド４０を光磁気ディスク
４上において浮上させた状態で、レーザ光源からレーザ
光を出射し、当該レーザ光を光ファイバ４２によって伝
搬する。光ファイバ４２によって伝搬され、当該光ファ
イバ４２から出射されたレーザ光は、可動ミラー４３に
よって反射される。
【０１３３】そして、可動ミラー４３によって反射され
たレーザ光はプリズム４４に入射し、このレーザ光はプ
リズム４４の内部で反射して折り返されて、位相補償板
４５へと導かれる。この位相補償板４５は、上記対物レ
ンズ１の位相補償板６に相当するものであり、入射光の
ｐ偏光成分とｓ偏光成分との間に位相差を発生させると
ともに、当該位相差が、通過する光線の傾角によって異
なるようになされている。
【０１３４】そして、位相補償板４５を透過したレーザ
光は、コリメータレンズ４６によって平行光とされた上
で、カタディオプトリックレンズ３１に入射する。カタ
ディオプトリックレンズ３１に入射したレーザ光は、先
ず、凹面屈折面からなる第１面Ｓ１で拡大されて、平面
ミラーからなる第２面Ｓ２に入射する。次に、第２面Ｓ
２で反射され、凹面非球面ミラーからなる第３面Ｓ３に
入射する。次に、第３面Ｓ３で反射され、第２面Ｓ２の
中央に設けられた開口を通して第４面Ｓ４の全反射平面
上又はその近傍に結像する。
【０１３５】このとき、レーザ光の大部分は第４面Ｓ４
において全反射するが、このとき、第４面Ｓ４と光磁気
ディスク４との間隔をレーザ光の波長以下に保つように
しているので、エバネッセント光の一部が光磁気ディス
ク４と結合してレンズ外に取り出される。そして、この
光学ヘッド４０では、このエバネッセント光を利用して
光磁気ディスク４に対する記録再生を行う。
【０１３６】なお、記録時には、上述のようにエバネッ
セント光を光磁気ディスク４に結合させるとともに、磁
界発生用コイル４７に電流を流して磁界を発生させて、
エバネッセント光が光磁気ディスク４と結合している部
分に磁界を印加する。これにより、光磁気ディスク４に
対して光磁気記録を行う。
【０１３７】ここで、光磁気記録の方式は、記録する情
報信号に対応させて光磁気ディスク４に印加する磁界の
強度を変調する磁界強度変調方式であっても、記録する
情報信号に対応させて光磁気ディスク４に照射する光の
強度を変調する光強度変調方式であっても良い。
【０１３８】ところで、この光学ヘッド４０において、
可動ミラー４３にはアクチュエータを取り付けておき、
当該アクチュエータを駆動することにより、可動ミラー
４３によるレーザ光の反射角を変化させることができる
ようにしておく。可動ミラー４３によるレーザ光の反射
角を変化させると、カタディオプトリックレンズ３１に
入射する入射光束の傾角が変化する。その結果、カタデ
ィオプトリックレンズ３１の第４面Ｓ４における結像点
が、可動ミラー４３の動作方向に移動する。
【０１３９】すなわち、この光学ヘッド４０では、可動
ミラー４３によるレーザ光の反射角を変化させること
で、カタディオプトリックレンズ３１の第４面Ｓ４にお
ける結像点を、可動ミラー４３の動作方向に走査するこ
とが可能となっている。これを利用することで、この光
学ヘッド４０では、例えば、いわゆる視野内アクセスや
視野内トラッキングを行うようなことが可能となってい
る。
【０１４０】なお、ここでは、光磁気ディスク４に照射
するレーザ光を集光するカタディオプトリックレンズ３
１を含む光学系の部分を中心に説明し、その他の光学系
の詳細については説明を省略した。しかし、実際には、
光学ヘッド４０には、光磁気ディスク４によって反射さ
れて戻ってきた戻り光を検出する光学系等も設けられる
ことは言うまでもない。
【０１４１】以上のような本発明を適用した光学ヘッド
４０では、記録再生に使用するレーザ光の光路中に位相
補償板４５を配することで、カタディオプトリックレン
ズ３１の第４面Ｓ４で全反射されて戻ってくる戻り光の
偏光状態の分布を、上述した実施例と同様、均一化する
ことができる。したがって、この光学ヘッド４０では、
位相補償板４５の光学特性や形状等を最適に設定するこ
とで、得られる光磁気信号の変調度を高めることができ
る。
【０１４２】なお、上記光学ヘッド４０では、ソリッド
イマージョンレンズとして、反射光学系を有するカタデ
ィオプトリックレンズ３１を用いたが、本発明に係る光
学ヘッドでは、反射光学系を持たないソリッドイマージ
ョンレンズを用いることも可能である。その場合は、例
えば、光学ヘッド４０におけるカタディオプトリックレ
ンズ３１、位相補償板４５及びコリメータレンズ４６の
代わりに、図１に示したような透過型のソリッドイマー
ジョンレンズ７を備えた対物レンズ１を用いる。
【０１４３】また、以上の説明では、記録媒体として光
磁気ディスクを例に挙げたが、本発明は、ソリッドイマ
ージョンレンズのレンズ端面で全反射して戻ってくる戻
り光の偏光状態の分布の不均一性が問題となるような場
合に広く適用可能であり、対象となる記録媒体は、光磁
気ディスクに限定されるものではない。
【０１４４】
【発明の効果】ソリッドイマージョンレンズの有効開口
数が比較的に大きい場合や、ソリッドイマージョンレン
ズとソリッドイマージョンレンズに対向する物体との間
隔が比較的に大きい場合には、ソリッドイマージョンレ
ンズのレンズ端面で全反射されて戻ってきた戻り光の偏
光状態の分布に不均一性が生じる。しかし、本発明に係
る対物レンズや光学ヘッドでは、このような偏光状態の
分布を、光路中に配された位相補償板によって均一化す
ることができる。
【０１４５】したがって、例えば、本発明に係る対物レ
ンズや光学ヘッドを光磁気ディスクの再生に用いた場合
には、ソリッドイマージョンレンズの有効開口数を大き
くしても、また、ソリッドイマージョンレンズのレンズ
端面と光磁気ディスクとの間隔を比較的に大きく確保し
ても、戻り光の偏光状態の分布を均一化することがで
き、その結果、高い変調度の光磁気信号が得られる。し
たがって、本発明に係る対物レンズや光学ヘッドを用い
ることで、光磁気ディスク等の記録媒体の更なる高密度
化を進めることが可能となる。
【０１４６】また、本発明に係る位相補償板の製造方法
によれば、以上のような対物レンズや光学ヘッドに用い
る位相補償板を、容易に且つ精度良く製造することがで
きる。したがって、本発明に係る位相補償板の製造方法
によれば、戻り光に含まれる偏光状態の分布を精度良く
均一化することができる対物レンズや光学ヘッドを、低
コストで提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した対物レンズの一構成例を示す
図である。
【図２】本発明を適用した対物レンズで使用される位相
補償板の一例を示す図である。
【図３】光磁気ディスクの膜構造の一例を示す図であ
る。
【図４】位相補償板が無い場合について、光磁気ディス
クとソリッドイマージョンレンズとの間の空気層の厚さ
と、得られる光磁気信号の変調度との関係を示す図であ
る。
【図５】実施例１における位相補償板のソリッドイマー
ジョンレンズ対向面の面形状を示す図である。
【図６】実施例１における戻り光の楕円率について、そ
の対物レンズ出射瞳上での分布を濃淡で示した図であ
る。
【図７】実施例１における戻り光の偏光面の回転角につ
いて、その対物レンズ出射瞳上での分布を濃淡で示した
図である。
【図８】実施例１における戻り光の直交偏光成分の強度
について、その対物レンズ出射瞳上での分布を濃淡で示
した図である。
【図９】実施例２における位相補償板のソリッドイマー
ジョンレンズ対向面の面形状を示す図である。
【図１０】実施例２における戻り光の楕円率について、
その対物レンズ出射瞳上での分布を濃淡で示した図であ
る。
【図１１】実施例２における戻り光の偏光面の回転角に
ついて、その対物レンズ出射瞳上での分布を濃淡で示し
た図である。
【図１２】位相補償板を使用した場合について、光磁気
ディスクの光磁気記録膜を構成する第２の誘電体膜の膜
厚と、得られる光磁気信号の変調度との関係を示す図で
ある。
【図１３】実施例３において、光磁気ディスクの光磁気
記録膜を構成する第２の誘電体膜の膜厚を９２．５ｎｍ
としたときの戻り光の楕円率について、その対物レンズ
出射瞳上での分布を濃淡で示した図である。
【図１４】実施例４における戻り光の楕円率について、
その対物レンズ出射瞳上での分布を濃淡で示した図であ
る。
【図１５】実施例５における位相補償板のソリッドイマ
ージョンレンズ対向面の面形状を示す図である。
【図１６】実施例５における戻り光の楕円率について、
その対物レンズ出射瞳上での分布を濃淡で示した図であ
る。
【図１７】実施例５における戻り光の偏光面の回転角に
ついて、その対物レンズ出射瞳上での分布を濃淡で示し
た図である。
【図１８】実施例５における戻り光の直交偏光成分の強
度について、その対物レンズ出射瞳上での分布を濃淡で
示した図である。
【図１９】位相補償板の製造工程の第１の例を説明する
ための図であり、基板の上に光学材料が配された位相補
償板材料の一部断面を示す図である。
【図２０】位相補償板の製造工程の第１の例を説明する
ための図であり、位相補償板材料上にレジスト層を形成
し、当該レジスト層を所望する位相補償板の面形状に対
応するように露光強度分布を持たせた電子線ビームによ
り露光する様子を示す図である。
【図２１】位相補償板の製造工程の第１の例を説明する
ための図であり、レジスト層を現像し、当該レジスト層
の表面形状を所望する位相補償板の面形状に対応した形
状とした状態を示す図である。
【図２２】位相補償板の製造工程の第１の例を説明する
ための図であり、位相補償板材料を構成している光学材
料をレジスト層とともにエッチングする様子を示す図で
ある。
【図２３】位相補償板の製造工程の第１の例を説明する
ための図であり、基板上に当該基板よりも屈折率が低い
光学部材が配され、且つ当該光学部材の基板に接してい
ない方の面が非平面とされた位相補償板を示す図であ
る。
【図２４】位相補償板の製造工程の第２の例を説明する
ための図であり、位相補償板材料上にレジスト層を形成
し、当該レジスト層を所望する位相補償板の面形状に対
応するように、グレースケールマスクにより露光強度分
布を持たせた光又は電子線により露光する様子を示す図
である。
【図２５】位相補償板の製造工程の第２の例を説明する
ための図であり、レジスト層を現像し、当該レジスト層
の表面形状を所望する位相補償板の面形状に対応した形
状とした状態を示す図である。
【図２６】位相補償板の製造工程の第２の例を説明する
ための図であり、位相補償板材料を構成している光学材
料をレジスト層とともにエッチングする様子を示す図で
ある。
【図２７】位相補償板の製造工程の第２の例を説明する
ための図であり、基板上に当該基板よりも屈折率が低い
光学部材が配され、且つ当該光学部材の基板に接してい
ない方の面が非平面とされた位相補償板を示す図であ
る。
【図２８】本発明を適用した光学ヘッドで使用されるカ
タディオプトリックレンズの一例を示す図である。
【図２９】本発明を適用した光学ヘッドの一構成例を示
す図である。
【図３０】ソリッドイマージョンレンズを用いて光磁気
ディスクの記録再生を行う様子を示す図である。
【図３１】TIRにおける反射光のｐ偏光成分の位相φp、
ｓ偏光成分の位相φs、並びにそれらの位相差φs−φp
について、それらの入射角依存性を示す図である。
【図３２】従来のソリッドイマージョンレンズを用いた
対物レンズにおける、ソリッドイマージョンレンズのレ
ンズ端面で全反射されて戻ってくる戻り光の楕円率につ
いて、その対物レンズ出射瞳上での分布を濃淡で示した
図である。
【図３３】従来のソリッドイマージョンレンズを用いた
対物レンズにおける、ソリッドイマージョンレンズのレ
ンズ端面で全反射されて戻ってくる戻り光の偏光面の回
転角について、その対物レンズ出射瞳上での分布を濃淡
で示した図である。
【図３４】従来のソリッドイマージョンレンズを用いた
対物レンズにおける、ソリッドイマージョンレンズのレ
ンズ端面で全反射されて戻ってくる戻り光の直交偏光成
分の強度について、その対物レンズ出射瞳上での分布を
濃淡で示した図である。
【図３５】光磁気ディスクからの戻り光の直交偏光成分
の強度のうち、純粋に光磁気記録膜の光学活性によって
発生した直交偏光成分の強度について、その対物レンズ
出射瞳上での分布を濃淡で示した図である。
【符号の説明】
１ 対物レンズ、 ２ 基板、 ３ 光磁気記録膜、
４ 光磁気ディスク、５ レンズ、 ６ 位相補償板、
７ ソリッドイマージョンレンズ
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ１１Ｂ 11/10 ５５１ Ｇ１１Ｂ 11/10 ５５１Ｆ ５５６ ５５６Ｂ Ｆターム(参考） 2H049 BA06 BA42 BA43 BB62 BC21 2H087 KA13 LA01 PA02 PA17 PB02 QA02 QA05 QA12 QA21 QA33 QA41 RA00 RA42 TA01 TA04 TA06 UA02 5D119 AA11 AA22 BA01 BB05 CA06 EC13 EC32 EC35 FA05 JA31 JA44 JB03 NA05 9A001 BB06 HH34 KK16

Claims (16)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 入射光を収束光とするレンズと、 上記レンズによって収束光とされた入射光の光路中に配
    された位相補償板と、 上記位相補償板を通過してきた入射光が入射するように
    なされており、当該入射光の波長以下の間隔で物体に対
    向するように支持されるソリッドイマージョンレンズと
    を備え、 上記位相補償板は、入射光のｐ偏光成分とｓ偏光成分と
    の間に位相差を発生させるとともに、当該位相差が、通
    過する光線の傾角によって異なるようになされているこ
    とを特徴とする対物レンズ。
  2. 【請求項２】 上記位相補償板は、光学的に均一な光学
    材料を用いて形成されてなることを特徴とする請求項１
    記載の対物レンズ。
  3. 【請求項３】 上記位相補償板は、一軸性光学結晶を用
    いて形成されてなることを特徴とする請求項１記載の対
    物レンズ。
  4. 【請求項４】 上記位相補償板を構成する一軸性光学結
    晶の光学軸が、上記ソリッドイマージョンレンズの光軸
    に対して略平行とされていることを特徴とする請求項３
    記載の対物レンズ。
  5. 【請求項５】 上記位相補償板は、屈折率の異なる複数
    の部材からなることを特徴とする請求項１記載の対物レ
    ンズ。
  6. 【請求項６】 上記位相補償板は、基板上に当該基板よ
    りも屈折率が低い部材が配されてなるとともに、当該部
    材の基板に接していない方の面が非平面とされているこ
    とを特徴とする請求項５記載の対物レンズ。
  7. 【請求項７】 上記位相補償板は、上記入射光が入射す
    る光入射面と、当該光入射面から入射した入射光が出射
    する光出射面とのうちの少なくとも一方が、光軸を中心
    として回転対称な曲面とされていることを特徴とする請
    求項１記載の対物レンズ。
  8. 【請求項８】 上記位相補償板の光軸に垂直な面を基準
    面とし、上記位相補償板に入射する光線の傾角をθとし
    たとき、 上記基準面から計った上記曲面の高さが、ｓｉｎθの多
    項式で表されることを特徴とする請求項７記載の対物レ
    ンズ。
  9. 【請求項９】 記録及び／又は再生に使用する光の波長
    以下の間隔で記録媒体に対向するように支持されるソリ
    ッドイマージョンレンズと、 記録及び／又は再生に使用する光の光路中に配され、当
    該光のｐ偏光成分とｓ偏光成分との間に位相差を発生さ
    せるとともに、当該位相差が、通過する光線の傾角によ
    って異なるようになされた位相補償板とを備え、 上記ソリッドイマージョンレンズの端面からのエバネッ
    セント光を用いて、記録媒体に対する記録及び／又は再
    生を行うとともに、上記位相補償板により、記録及び／
    又は再生に使用する光のｐ偏光成分とｓ偏光成分との間
    に位相差を発生させることを特徴とする光学ヘッド。
  10. 【請求項１０】 記録及び／又は再生に使用する光を、
    上記ソリッドイマージョンレンズの記録媒体対向面上又
    はその近傍に集光させるレンズを備え、 上記位相補償板は、上記レンズと上記ソリッドイマージ
    ョンレンズの間の光路中に配されていることを特徴とす
    る請求項９記載の光学ヘッド。
  11. 【請求項１１】 表面が曲面形状とされ、入射光のｐ偏
    光成分とｓ偏光成分との間に位相差を発生させるととも
    に、当該位相差が、通過する光線の傾角によって異なる
    ようになされた位相補償板の製造方法であって、 位相補償板材料上にレジスト層を形成し、 上記レジスト層を、所望する位相補償板の面形状に対応
    するように露光強度分布を持たせた光又は電子線により
    露光し、 上記レジスト層を現像して、レジスト層の表面形状を、
    所望する位相補償板の面形状に対応した形状とし、 上記位相補償板材料を上記レジスト層とともにエッチン
    グして、位相補償板材料の表面を所定の曲面形状とする
    ことで、表面が曲面形状とされた位相補償板を製造する
    ことを特徴とする位相補償板の製造方法。
  12. 【請求項１２】 上記露光を電子線ビームにより行うと
    ともに、当該電子線ビームの強度を変化させることで、
    上記レジスト層の露光時に露光強度分布を持たせること
    を特徴とする請求項１１記載の位相補償板の製造方法。
  13. 【請求項１３】 光又は電子線の透過率に分布を持つグ
    レースケールマスクを介して、光又は電子線をレジスト
    層に照射することで、上記レジスト層の露光時に露光強
    度分布を持たせることを特徴とする請求項１１記載の位
    相補償板の製造方法。
  14. 【請求項１４】 上記位相補償板材料を、基板上に当該
    基板とは屈折率の異なる光学材料を堆積させて製造する
    ことを特徴とする請求項１１記載の位相補償板の製造方
    法。
  15. 【請求項１５】 上記位相補償板材料を、互いに屈折率
    の異なる複数の光学材料を接合して製造することを特徴
    とする請求項１１記載の位相補償板の製造方法。
  16. 【請求項１６】 上記光学材料のうちの少なくとも一つ
    を、一軸性光学結晶を光学軸に対して垂直に切り出すこ
    とで作製することを特徴とする請求項１５記載の位相補
    償板の製造方法。
JP10350538A 1998-12-09 1998-12-09 対物レンズ、光学ヘッド及び位相補償板の製造方法 Withdrawn JP2000171612A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10350538A JP2000171612A (ja) 1998-12-09 1998-12-09 対物レンズ、光学ヘッド及び位相補償板の製造方法
KR1019990056193A KR20000048039A (ko) 1998-12-09 1999-12-09 대물 렌즈 어셈블리, 광학 헤드 및 위상 보상판의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10350538A JP2000171612A (ja) 1998-12-09 1998-12-09 対物レンズ、光学ヘッド及び位相補償板の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2000171612A true JP2000171612A (ja) 2000-06-23

Family

ID=18411173

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10350538A Withdrawn JP2000171612A (ja) 1998-12-09 1998-12-09 対物レンズ、光学ヘッド及び位相補償板の製造方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2000171612A (ja)
KR (1) KR20000048039A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001194582A (ja) * 1999-11-30 2001-07-19 Samsung Electronics Co Ltd 高密度光集束のための対物レンズ及びこれを採用した光ピックアップ装置並びにこれに適した光ディスク
JP2003057567A (ja) * 2001-08-16 2003-02-26 Sony Corp 光学多層構造体、光スイッチング素子およびその製造方法、並びに画像表示装置
US6657942B2 (en) 2000-07-24 2003-12-02 Samsung Electronics Co., Ltd. Optical recording and reproducing apparatus having floating swing arm and optical disk for use therewith
WO2011048811A1 (ja) * 2009-10-21 2011-04-28 パナソニック株式会社 光ピックアップ、光記録再生装置、コンピュータ、光ディスクレコーダ及び微小スポット形成方法
CN113067961A (zh) * 2020-10-19 2021-07-02 上海鲲游科技有限公司 屏下摄像头成像系统及其相位补偿元件和制造方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20030032751A (ko) * 2001-10-19 2003-04-26 한국과학기술원 이중접합 에스아이엘(ｄｓｉｌ)과 이를 이용한 근접장광학 시스템

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001194582A (ja) * 1999-11-30 2001-07-19 Samsung Electronics Co Ltd 高密度光集束のための対物レンズ及びこれを採用した光ピックアップ装置並びにこれに適した光ディスク
US6938890B2 (en) 1999-11-30 2005-09-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Objective lens for high-density optical focusing and an optical disk in an optical pickup
US7200098B2 (en) 1999-11-30 2007-04-03 Samsung Electronics Co., Ltd. Objective lens for high-density optical focusing and an optical disk in an optical pickup
US6657942B2 (en) 2000-07-24 2003-12-02 Samsung Electronics Co., Ltd. Optical recording and reproducing apparatus having floating swing arm and optical disk for use therewith
JP2003057567A (ja) * 2001-08-16 2003-02-26 Sony Corp 光学多層構造体、光スイッチング素子およびその製造方法、並びに画像表示装置
WO2011048811A1 (ja) * 2009-10-21 2011-04-28 パナソニック株式会社 光ピックアップ、光記録再生装置、コンピュータ、光ディスクレコーダ及び微小スポット形成方法
CN113067961A (zh) * 2020-10-19 2021-07-02 上海鲲游科技有限公司 屏下摄像头成像系统及其相位补偿元件和制造方法
CN113067961B (zh) * 2020-10-19 2024-03-22 上海鲲游科技有限公司 屏下摄像头成像系统及其相位补偿元件和制造方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20000048039A (ko) 2000-07-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6320708B1 (en) Optical head, disk apparatus, method for manufacturing optical head, and optical element
Ichimura et al. High-density optical recording using a solid immersion lens
US6496468B2 (en) Beam focusing in near-field optical recording and reading
JPS63188844A (ja) 光磁気記録媒体用ピツクアツプ
JPH11339310A (ja) 光ピックアップ装置
JP2000171612A (ja) 対物レンズ、光学ヘッド及び位相補償板の製造方法
JP2005508560A (ja) 光走査デバイス
JP4140104B2 (ja) 光学ヘッド及び記録再生装置
JPH06168478A (ja) ビーム整形及びビーム分離装置
US5101393A (en) Optical position error detection using complementary steep angle reflections/transmissions
JPH07121923A (ja) 光学式ピックアップヘッド装置
JP3077928B2 (ja) 集積型光学装置及びその製造方法並びに金型の製造方法
JPH0271442A (ja) 光学ヘッド
JP2000163792A (ja) 光学ヘッドおよび光ディスク装置
JP2502483B2 (ja) 光ヘッド装置
KR100510645B1 (ko) 근접장 광학계의 픽업 평가 장치
JPS6273445A (ja) 光学ヘツド
JP2502484B2 (ja) 光ヘッド装置
JPS63183635A (ja) 光学的情報記録再生装置
JPH07281030A (ja) ホログラム光学素子、光ピックアップ及びそれらの製造方法
JPS59113533A (ja) 光学式情報読取装置
JPH087327A (ja) 光学式ピックアップ装置
JPH05234173A (ja) 光ディスク装置
JPH08306064A (ja) 光学的情報記録再生装置
JPS61287041A (ja) 光学式ピツクアツプ装置

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20060307