JP2000352621A - Polarization hologram element - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光ディスク装置に
用いられる偏光分離機能を有する偏光ホログラム素子に
関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a polarization hologram element having a polarization separation function used in an optical disk device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、光ディスク装置に用いられ、小型
で生産性が高く、偏光分離機能を有するホログラム素子
として複屈折型の偏光ホログラム素子が知られている。
光ディスク装置においては、低価格や小型化のために、
複数のフォーマットの異なる光ディスクを１台で記録再
生する開発が盛んに行われている。通常、この光ディス
ク装置に用いられる偏光ホログラム素子は１波長の光に
対して１つの偏光ホログラム素子が用いられるので、複
数の波長の光を用いて記録再生する場合には複数の偏光
ホログラム素子が必要とされる。以下に、このような複
屈折型の偏光ホログラム素子について図３を用いて説明
する。図３は、一般的な複屈折型の偏光ホログラム素子
を示す断面図である。まず初めに、偏光ホログラム素子
８の構成について説明する。一般的な偏光ホログラム素
子８は、ニオブ酸リチウム基板２の表面（Ｘ面もしくは
Ｙ面）に所定深さｄpで、かつ所定のピッチで形成した
プロトン交換層３と、このプロトン交換層３上にニオブ
酸リチウム基板２の表面から深さｄaの溝４を有してい
る。プロトン交換層３の屈折率は、ニオブ酸リチウム基
板２の屈折率と比較して異常光（ニオブ酸リチウム結晶
のＸ軸方向に電界ベクトルを持つ光）の屈折率が０．１
４５増加し、逆に、常光（ニオブ酸リチウム結晶のＹ軸
方向に電界ベクトルを持つ光）の屈折率は０．０４減少
する。2. Description of the Related Art In recent years, a birefringent polarization hologram element has been known as a hologram element having a small size, high productivity, and a polarization separation function, which is used in an optical disk device.
In optical disk devices, to reduce the cost and size,
Development of recording / reproducing a plurality of optical disks having different formats by one unit has been actively performed. Usually, one polarization hologram element is used for one wavelength of light in the polarization hologram element used in this optical disk device. It is said. Hereinafter, such a birefringent polarization hologram element will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a sectional view showing a general birefringent polarization hologram element. First, the configuration of the polarization hologram element 8 will be described. The general polarization hologram element 8 includes a proton exchange layer 3 formed on the surface (X plane or Y plane) of the lithium niobate substrate 2 at a predetermined depth d p and at a predetermined pitch. The groove 4 has a depth d a from the surface of the lithium niobate substrate 2. The refractive index of the proton exchange layer 3 is such that the refractive index of the extraordinary light (light having an electric field vector in the X-axis direction of the lithium niobate crystal) is 0.1 compared to the refractive index of the lithium niobate substrate 2.
On the contrary, the refractive index of ordinary light (light having an electric field vector in the Y-axis direction of the lithium niobate crystal) decreases by 0.04.
【０００３】次に、偏光ホログラム素子８の作用につい
て説明する。例えば、ニオブ酸リチウム基板２の表面が
Ｘ面である偏光ホログラム素子８に常光が入射した場合
を考える。プロトン交換層３を通過しない、つまりニオ
ブ酸リチウム基板２のみを通過する光の位相を基準とす
ると、プロトン交換層３及び溝４の屈折率は、ニオブ酸
リチウム基板２の屈折率より小さいため、このプロトン
交換層３及び溝４を通過する光は、位相の進みを生じ
る。一方、偏光ホログラム素子８に異常光が入射した場
合を考える。この場合には、プロトン交換層３を通過し
ない、つまりニオブ酸リチウム基板２のみを通過する光
の位相を基準とすると、溝４の屈折率は、ニオブ酸リチ
ウム基板２の屈折率よりも小さいため、この溝４を通過
する光は位相の進みを生じる。これに対して、プロトン
交換層３の屈折率は、ニオブ酸リチウム基板２の屈折率
よりも大きいため、プロトン交換層３を通過する光は、
位相の遅れを生じ、溝４による位相の進みを打ち消す方
向に作用する。従って、プロトン交換層３の深さｄpと
溝４の深さｄaを適当に選択して、プロトン交換層３と
溝４を透過する光の位相がプロトン交換されていない領
域を透過する光の位相から異常光では２ｍπ（ｍは整
数）、常光では（２ｎ＋１）π（ｎは整数）ずれるよう
にすると、異常光の位相差が相殺され、常光のみが回折
され、異常光が回折されないようにすることができる。
このようにして、偏光分離することができる。Next, the operation of the polarization hologram element 8 will be described. For example, consider a case where ordinary light is incident on the polarization hologram element 8 in which the surface of the lithium niobate substrate 2 is the X plane. When the phase of light that does not pass through the proton exchange layer 3, that is, the phase of light that passes only through the lithium niobate substrate 2 is used as a reference, the refractive indices of the proton exchange layer 3 and the groove 4 are smaller than those of the lithium niobate substrate 2. The light passing through the proton exchange layer 3 and the groove 4 causes a phase advance. On the other hand, consider a case where extraordinary light enters the polarization hologram element 8. In this case, the refractive index of the groove 4 is smaller than the refractive index of the lithium niobate substrate 2 based on the phase of light that does not pass through the proton exchange layer 3, that is, the phase of light that passes only through the lithium niobate substrate 2. The light passing through the groove 4 leads the phase. On the other hand, since the refractive index of the proton exchange layer 3 is larger than the refractive index of the lithium niobate substrate 2, the light passing through the proton exchange layer 3
A phase delay is caused, and the phase advance due to the groove 4 is canceled. Thus, light transmitted by selecting the depth d a depth d p and the groove 4 of the proton exchange layer 3 appropriately, the region in which the light phase is not proton exchange which transmits the proton-exchanged layer 3 and the groove 4 If the phase is shifted by 2mπ (m is an integer) for extraordinary light and (2n + 1) π (n is an integer) for ordinary light, the phase difference of the extraordinary light is canceled out, only ordinary light is diffracted, and extraordinary light is not diffracted. Can be
Thus, polarization separation can be performed.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところで、複数の波長
を用いて光ディスクの記録再生を行う場合には、複数の
偏光ホログラム素子が必要であるので、１つの偏光ホロ
グラム素子を共通して用いることができず、安価な光デ
ィスク装置を得ることができなかった。そこで、本発明
は上記問題に鑑みて成されたものであり、複数の波長光
に対して共通に用い.ることができる偏光ホログラム素
子を提供することを目的とする。However, when recording / reproducing an optical disk using a plurality of wavelengths, a plurality of polarization hologram elements are required, so that one polarization hologram element is commonly used. As a result, an inexpensive optical disk device could not be obtained. Therefore, the present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a polarization hologram element that can be commonly used for a plurality of wavelengths of light.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】本発明の偏光ホログラム
素子において、第１の発明は、基板と、この基板表面近
傍に所定のピッチを有して形成された第１の深さを有す
るプロトン交換層と、前記プロトン交換層の表面をエッ
チングして形成された第２の深さを有する溝とからなる
偏光ホログラム素子において、前記溝中にこの溝から露
出した前記プロトン交換層をエッチング形成した凹部を
有することを特徴とする。第２の発明は、基板と、この
基板表面近傍に所定のピッチを有して形成された第１の
深さを有するプロトン交換層と、前記プロトン交換層の
表面をエッチングして形成された第２の深さを有する溝
とからなる偏光ホログラム素子において、前記溝中にこ
の溝から露出した前記プロトン交換層をエッチング形成
したＶ溝を有することを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a polarization hologram element comprising a substrate and a proton exchange layer having a first depth formed at a predetermined pitch in the vicinity of the substrate surface. A polarization hologram element comprising a layer and a groove having a second depth formed by etching the surface of the proton exchange layer, wherein a recess formed by etching the proton exchange layer exposed from the groove in the groove. It is characterized by having. A second invention provides a substrate, a proton exchange layer having a first depth formed at a predetermined pitch near the surface of the substrate, and a proton exchange layer formed by etching the surface of the proton exchange layer. A polarization hologram element comprising a groove having a depth of 2 and a V-groove formed by etching the proton exchange layer exposed from the groove in the groove.
【０００６】[0006]
【発明の実施の形態】本発明の実施形態について以下図
面を参照しながら説明する。従来例と同一構成には同一
符号を付し、その説明を省略する。図１は、本発明の第
１実施形態の偏光ホログラム素子を示す断面図である。
図１に示すように、本発明の第１実施形態の偏光ホログ
ラム素子１は、従来の偏光ホログラム素子８の代わりに
溝４中に溝４から露出したプロトン交換層３がエッチン
グ形成された凹部５を有するものである。その他の構成
は従来例と同様であるので、重複説明を回避するため説
明を省略する。前述したように、偏光ホログラム素子１
は、プロトン交換層３の深さｄpと溝４の深さｄaを変化
すると、異なる波長の光を偏光分離できるので、凹部５
を通過する第１波長の光と凹部５以外を通過する第２波
長の光とを偏光分離することができる。このように、本
発明の第１実施形態の偏光ホログラム素子１は、２つの
波長の光を偏光分離できる。この結果、２つの波長の光
に対して、１つの偏光ホログラム素子を共通して用いる
ことができるので、安価な光ディスク装置を得ることが
できる。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The same components as those of the conventional example are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. FIG. 1 is a sectional view showing a polarization hologram element according to the first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, a polarization hologram element 1 according to a first embodiment of the present invention has a concave part 5 in which a proton exchange layer 3 exposed from a groove 4 is etched and formed in a groove 4 instead of a conventional polarization hologram element 8. It has. The other configuration is the same as that of the conventional example, and the description is omitted to avoid redundant description. As described above, the polarization hologram element 1
Upon changing the depth d a depth d p and the groove 4 of the proton exchange layer 3, it is possible polarization splitting light of different wavelengths, the recess 5
Can be polarized and separated from the light of the first wavelength that passes through and the light of the second wavelength that passes through portions other than the concave portion 5. As described above, the polarization hologram element 1 according to the first embodiment of the present invention can polarization-separate light having two wavelengths. As a result, one polarization hologram element can be used in common for light of two wavelengths, so that an inexpensive optical disc device can be obtained.
【０００７】次に、本発明の第２実施形態について図２
を用いて説明する。図２は、本発明の第２実施形態の偏
光ホログラム素子を示す断面図である。本発明の第１実
施形態の偏光ホログラム素子１が２つの波長の光を偏光
分離するのに対して、本発明の第２実施形態の偏光ホロ
グラム素子７は、狭い範囲内にある複数の異なる波長の
光を偏光分離する場合に適する。その他は前記第１実施
形態と同様であるので、重複説明を回避するため説明を
省略する。図２に示すように、本発明の第２実施形態の
偏光ホログラム素子７は、本発明の第１実施形態の偏光
ホログラム素子１の代わりに、溝４中に溝４から露出し
たプロトン交換層３がエッチング形成されたＶ溝６を有
するものである。このＶ溝６は、プロトン交換層３の端
から中央部に向かって、プロトン交換層３の深さｄpと
溝４の深さｄaを連続的に変化させることになるので、
複数波長の光を偏光分離することができる。この結果、
複数波長の光に対して、１つの偏光ホログラム素子７を
共通して用いることができるので、安価な光ディスク装
置を得ることができる。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a sectional view showing a polarization hologram element according to a second embodiment of the present invention. The polarization hologram element 1 according to the first embodiment of the present invention polarizes and separates light having two wavelengths, whereas the polarization hologram element 7 according to the second embodiment of the present invention includes a plurality of different wavelengths within a narrow range. This is suitable for the case where the light is polarized and separated. Other configurations are the same as those of the first embodiment, and the description will be omitted to avoid redundant description. As shown in FIG. 2, the polarization hologram element 7 according to the second embodiment of the present invention is different from the polarization hologram element 1 according to the first embodiment of the present invention in that the proton exchange layer 3 exposed from the groove 4 in the groove 4 is provided. Has a V groove 6 formed by etching. The V-groove 6, from the end of the proton exchange layer 3 toward the center, since the depth d a of the proton exchange layer 3 of the depth d p and the groove 4 will continuously be varied,
Light of a plurality of wavelengths can be polarized and separated. As a result,
Since one polarization hologram element 7 can be commonly used for light of a plurality of wavelengths, an inexpensive optical disk device can be obtained.
【０００８】[0008]
【発明の効果】本発明の偏光ホログラム素子によれば、
溝中にこの溝から露出したプロトン交換層がエッチング
形成された凹部を有するので、２つの波長の光を偏光分
離できる。また、溝中にこの溝から露出したプロトン交
換層がエッチング形成されたＶ溝を有するので、複数波
長の光を偏光分離することができる。この結果、複数波
長の光に対して、１つの偏光ホログラム素子を共通して
用いることができるので、安価な光ディスク装置を得る
ことができる。According to the polarization hologram element of the present invention,
Since the proton exchange layer exposed from the groove has a concave portion formed by etching in the groove, light of two wavelengths can be polarized and separated. In addition, since the proton exchange layer exposed from the groove has a V-groove formed by etching in the groove, light of a plurality of wavelengths can be polarized and separated. As a result, one polarization hologram element can be commonly used for light of a plurality of wavelengths, so that an inexpensive optical disc device can be obtained.
【図１】本発明の第１実施形態の偏光ホログラム素子を
示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a polarization hologram element according to a first embodiment of the present invention.
【図２】本発明の第２実施形態の偏光ホログラム素子を
示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a polarization hologram element according to a second embodiment of the present invention.
【図３】一般的な偏光ホログラム素子を示す断面図であ
る。FIG. 3 is a sectional view showing a general polarization hologram element.
１…偏光ホログラム素子、２…ニオブ酸リチウム基板
（基板）、３…プロトン交換層、４…溝、５…凹部、６
…Ｖ溝DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Polarization hologram element, 2 ... Lithium niobate substrate (substrate), 3 ... Proton exchange layer, 4 ... Groove, 5 ... Depression, 6
... V-groove
Claims (2)
１の深さを有するプロトン交換層と、 前記プロトン交換層の表面をエッチングして形成された
第２の深さを有する溝とからなる偏光ホログラム素子に
おいて、 前記溝中にこの溝から露出した前記プロトン交換層をエ
ッチング形成した凹部を有することを特徴とする偏光ホ
ログラム素子。1. A substrate, a proton exchange layer having a first depth formed at a predetermined pitch in the vicinity of the surface of the substrate, and a second layer formed by etching a surface of the proton exchange layer. A polarization hologram element comprising: a groove having a depth of: 1. A polarization hologram element, comprising: a recess formed by etching the proton exchange layer exposed from the groove in the groove.
１の深さを有するプロトン交換層と、 前記プロトン交換層の表面をエッチングして形成された
第２の深さを有する溝とからなる偏光ホログラム素子に
おいて、 前記溝中にこの溝から露出した前記プロトン交換層をエ
ッチング形成したＶ溝を有することを特徴とする偏光ホ
ログラム素子。2. A substrate, a proton exchange layer having a first depth formed at a predetermined pitch near the surface of the substrate, and a second layer formed by etching a surface of the proton exchange layer. A polarization hologram element comprising: a groove having a depth of: 3. The polarization hologram element according to claim 1, wherein the groove has a V-groove formed by etching the proton exchange layer exposed from the groove.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11163456A JP2000352621A (en) | 1999-06-10 | 1999-06-10 | Polarization hologram element |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11163456A JP2000352621A (en) | 1999-06-10 | 1999-06-10 | Polarization hologram element |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000352621A true JP2000352621A (en) | 2000-12-19 |
Family
ID=15774238
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11163456A Pending JP2000352621A (en) | 1999-06-10 | 1999-06-10 | Polarization hologram element |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000352621A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7616548B2 (en) | 2004-06-22 | 2009-11-10 | Sony Corporation | Optical pickup apparatus and optical disc apparatus |
-
1999
- 1999-06-10 JP JP11163456A patent/JP2000352621A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7616548B2 (en) | 2004-06-22 | 2009-11-10 | Sony Corporation | Optical pickup apparatus and optical disc apparatus |
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