JP2001283457A - 複数波長合成素子 - Google Patents
複数波長合成素子Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 波長の異なる複数のレーザ光線を単一光線へ
と合成する複数波長合成素子および方法、この素子の製
造方法、およびこれらを用いた光ピックアップ。 【解決手段】 複数波長合成素子１は、一軸結晶の板で
あり、板の両面に対し４５度の光学軸を有する。波長の
異なる複数のレーザ光線を発する複数の光源を、前記複
数のレーザ光線が同一平面上で平行になり且つ前記レー
ザ光線の偏波面が前記同一平面にたいして直角または平
行になるように配置する。複数波長合成素子１を光学軸
が前記同一平面と平行になるように前記レーザ光線の光
路上に前記レーザ光線と直角に配置する。複数波長合成
素子１に入射した前記レーザ光線が前記複数波長合成素
子１から同一の光路で出射するように前記複数の光源の
間隔を調節することにより、波長の異なる複数のレーザ
光線を単一光線にする。
と合成する複数波長合成素子および方法、この素子の製
造方法、およびこれらを用いた光ピックアップ。 【解決手段】 複数波長合成素子１は、一軸結晶の板で
あり、板の両面に対し４５度の光学軸を有する。波長の
異なる複数のレーザ光線を発する複数の光源を、前記複
数のレーザ光線が同一平面上で平行になり且つ前記レー
ザ光線の偏波面が前記同一平面にたいして直角または平
行になるように配置する。複数波長合成素子１を光学軸
が前記同一平面と平行になるように前記レーザ光線の光
路上に前記レーザ光線と直角に配置する。複数波長合成
素子１に入射した前記レーザ光線が前記複数波長合成素
子１から同一の光路で出射するように前記複数の光源の
間隔を調節することにより、波長の異なる複数のレーザ
光線を単一光線にする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、概して光学素子に
関し、さらに詳細には、波長の異なる２つの光線を１つ
の光線に合成する素子とこれを用いた光ピックアップに
関する。
関し、さらに詳細には、波長の異なる２つの光線を１つ
の光線に合成する素子とこれを用いた光ピックアップに
関する。
【０００２】
【従来の技術】光ディスク装置に用いられる光ピックア
ップは、種類の異なる光ディスクに対応するため、波長
の異なる複数のレーザ光が使用できる構造となってい
る。図１０に、異なる波長の光源を２つ使用する光ピッ
クアップの一般的な構成例を示す。図１０において、１
は波長６５０ｎｍのＬＤ（レーザダイオード），２は波
長７８０ｎｍのＬＤ、３は２波長を合成するダイクロイ
ックプリズムである。このように構成した２波長の光を
合成する光学系において、波長６５０ｎｍのＬＤ１の光
は、ほぼ９０％以上がダイクロイックプリズム３を透過
する。また、波長７８０ｎｍのＬＤ２の光は、ほぼ９０
％以上がダイクロイックプリズム３で９０°反射して、
ＬＤ１からの透過光と同じ光路に入る。それぞれの光を
同じ方向に反射および透過させる事で２波長を合成する
事が一般的であった。しかしながら、このような従来の
方法では、ＬＤの配置が２方向になるため光ピックアッ
プのコンパクト化が困難であった。
ップは、種類の異なる光ディスクに対応するため、波長
の異なる複数のレーザ光が使用できる構造となってい
る。図１０に、異なる波長の光源を２つ使用する光ピッ
クアップの一般的な構成例を示す。図１０において、１
は波長６５０ｎｍのＬＤ（レーザダイオード），２は波
長７８０ｎｍのＬＤ、３は２波長を合成するダイクロイ
ックプリズムである。このように構成した２波長の光を
合成する光学系において、波長６５０ｎｍのＬＤ１の光
は、ほぼ９０％以上がダイクロイックプリズム３を透過
する。また、波長７８０ｎｍのＬＤ２の光は、ほぼ９０
％以上がダイクロイックプリズム３で９０°反射して、
ＬＤ１からの透過光と同じ光路に入る。それぞれの光を
同じ方向に反射および透過させる事で２波長を合成する
事が一般的であった。しかしながら、このような従来の
方法では、ＬＤの配置が２方向になるため光ピックアッ
プのコンパクト化が困難であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点を
解決するためになされたものであり、隣接して配置され
た複数の光源からの平行な光線を１つに合成する複数波
長合成素子を提供することを課題とする。このような複
数波長合成素子を用いたコンパクトな光ピックアップを
提供することも別の課題である。また、複数波長の光を
１つの半導体チップで発光出射可能な発光源において、
複数波長の光線を１つの光線に合成する機能を持ったデ
バイスをパッケージの蓋もしくは発光源と一体化する事
で、複数波長の光線を１つに合成する機能を持った発光
源を提供することを課題とする。さらに、本発光源を用
いたさらにコンパクト且つ低コストの光ピックアップを
提供することを課題とする。
解決するためになされたものであり、隣接して配置され
た複数の光源からの平行な光線を１つに合成する複数波
長合成素子を提供することを課題とする。このような複
数波長合成素子を用いたコンパクトな光ピックアップを
提供することも別の課題である。また、複数波長の光を
１つの半導体チップで発光出射可能な発光源において、
複数波長の光線を１つの光線に合成する機能を持ったデ
バイスをパッケージの蓋もしくは発光源と一体化する事
で、複数波長の光線を１つに合成する機能を持った発光
源を提供することを課題とする。さらに、本発光源を用
いたさらにコンパクト且つ低コストの光ピックアップを
提供することを課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上述の課題は、以下の複
数波長合成素子、その製造方法、この素子を用いて波長
の異なる複数のレーザ光線を単一光線にする方法および
光学系、複数波長光源装置、およびこれらを用いた波長
の異なる複数のレーザ光線を用いる装置によって達成さ
れる。請求項１の複数波長合成素子は、一軸結晶の板か
らなり、前記板の両面に対し４５度の光学軸を有し、波
長の異なる複数のレーザ光線を単一光線へと合成する機
能を有することを特徴とする。請求項２の波長の異なる
複数のレーザ光線を単一光線にする方法は、波長の異な
る複数のレーザ光線を発する前記複数の光源を、前記複
数のレーザ光線が同一平面上で平行になり且つ前記レー
ザ光線の偏波面が前記同一平面にたいして直角または平
行になるように配置するステップと、対向する面に対し
４５度の光学軸を有する一軸結晶の板からなる複数波長
合成素子を前記光学軸が前記同一平面と平行になるよう
に前記レーザ光線の光路上に前記レーザ光線と直角に配
置するステップと、前記複数波長合成素子に入射した前
記レーザ光線が前記複数波長合成素子から同一の光路で
出射するように前記複数の光源の間隔を調節するステッ
プとを含むことを特徴とする。請求項３記載の波長の異
なる複数のレーザ光線を単一光線にする光学系は、波長
の異なる複数のレーザ光線を同一平面内で平行に発する
ように配置された前記複数の光源と、対向する面に対し
４５度の光学軸を有する一軸結晶の板からなり且つ前記
光学軸が前記同一平面と平行になるように前記レーザ光
線の光路上に前記レーザ光線と直角に配置された複数波
長合成素子とを備え、前記レーザ光線の偏波面が前記同
一平面にたいして直角または平行であり、且つ前記複数
の光源の間隔が、前記複数波長合成素子に入射した前記
レーザ光線が前記複数波長合成素子から同一の光路で出
射するように調節されたことを特徴とする。請求項４の
発明は、請求項３記載の複数波長光源装置において前記
複数の光源が、前記複数のレーザ光線を単独で発する多
波長レーザダイオードであることを特徴とする。請求項
５の発明は、請求項３又は４記載の複数波長光源装置を
備えたことを特徴とする光ピックアップである。請求項
６の発明は、請求項３又は４記載の光学系を備えたこと
を特徴とする波長の異なる複数のレーザ光線を用いる装
置である。
数波長合成素子、その製造方法、この素子を用いて波長
の異なる複数のレーザ光線を単一光線にする方法および
光学系、複数波長光源装置、およびこれらを用いた波長
の異なる複数のレーザ光線を用いる装置によって達成さ
れる。請求項１の複数波長合成素子は、一軸結晶の板か
らなり、前記板の両面に対し４５度の光学軸を有し、波
長の異なる複数のレーザ光線を単一光線へと合成する機
能を有することを特徴とする。請求項２の波長の異なる
複数のレーザ光線を単一光線にする方法は、波長の異な
る複数のレーザ光線を発する前記複数の光源を、前記複
数のレーザ光線が同一平面上で平行になり且つ前記レー
ザ光線の偏波面が前記同一平面にたいして直角または平
行になるように配置するステップと、対向する面に対し
４５度の光学軸を有する一軸結晶の板からなる複数波長
合成素子を前記光学軸が前記同一平面と平行になるよう
に前記レーザ光線の光路上に前記レーザ光線と直角に配
置するステップと、前記複数波長合成素子に入射した前
記レーザ光線が前記複数波長合成素子から同一の光路で
出射するように前記複数の光源の間隔を調節するステッ
プとを含むことを特徴とする。請求項３記載の波長の異
なる複数のレーザ光線を単一光線にする光学系は、波長
の異なる複数のレーザ光線を同一平面内で平行に発する
ように配置された前記複数の光源と、対向する面に対し
４５度の光学軸を有する一軸結晶の板からなり且つ前記
光学軸が前記同一平面と平行になるように前記レーザ光
線の光路上に前記レーザ光線と直角に配置された複数波
長合成素子とを備え、前記レーザ光線の偏波面が前記同
一平面にたいして直角または平行であり、且つ前記複数
の光源の間隔が、前記複数波長合成素子に入射した前記
レーザ光線が前記複数波長合成素子から同一の光路で出
射するように調節されたことを特徴とする。請求項４の
発明は、請求項３記載の複数波長光源装置において前記
複数の光源が、前記複数のレーザ光線を単独で発する多
波長レーザダイオードであることを特徴とする。請求項
５の発明は、請求項３又は４記載の複数波長光源装置を
備えたことを特徴とする光ピックアップである。請求項
６の発明は、請求項３又は４記載の光学系を備えたこと
を特徴とする波長の異なる複数のレーザ光線を用いる装
置である。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態例と添
付図面により本発明を詳細に説明する。なお、複数の図
面に同じ要素を示す場合には同一の参照符号を付ける。
図面に描かれた各部の寸法は、分かり易くするために部
分的に拡大または縮小することがあるので、縮尺は寸法
間で必ずしも一定ではない。 （実施の形態１）図１は、本発明の複数波長合成素子の
斜視図である。図１において、本発明の複数波長合成素
子１は、複屈折性を有する一軸結晶の材料を光学軸Ａｏ
が表面と４５°の角度（これは、一般的にサバール板と
呼ばれるデバイスと同じ切断角度である）を成すように
薄切りにしたものである。複数波長合成素子１の光学軸
Ａｏと合成しようとする複数の光線（例えば、Ｌ１とＬ
２）との配置は、複数の光線Ｌ１およびＬ２を含む平面
と光学軸Ａｏとが平行となるようにする。図２は、発光
波長の異なる２つの光源から平行な方向に出射されるそ
れぞれの光線を図１の本発明の複数波長合成素子１が１
つに合成する光学系を示す図である。図２は、図１の複
数波長合成素子１をＶの方向から見た図である。図２の
光学系１００において、２は波長６５０ｎｍのレーザ光
Ｌ１を発するＬＤ（レーザダイオード）、３はＬＤ２と
並列に配置され光線Ｌ１と平行な波長７８０ｎｍのレー
ザ光Ｌ２を発するＬＤである。光線Ｌ１とＬ２との間隔
はＳとする。レーザ光源ＬＤ２および３からそれぞれ出
射した光線Ｌ１およびＬ２は、複数波長合成素子１に垂
直に入射する。この時、ＬＤ２から出射する光線Ｌ１
は、複数波長合成素子１に入射したときの常光線Ｌ１ｏ
と同じ偏波面となるようにする。また、ＬＤ３から出射
する光線Ｌ２は、複数波長合成素子１に入射したときの
異常光線Ｌ２ｅと同じ偏波面となるようにする。即ち、
光線Ｌ１の磁気ベクトルの振動方向が主断面（ＸＹ平
面）に平行となり（上下方向の矢印で示す）、光線Ｌ２
の磁気ベクトルの振動方向が主断面に垂直となる（中に
点を有する小円で示す）ように、ＬＤ１とＬＤ２とを出
射光軸を中心として回転させながら調整を行う。
付図面により本発明を詳細に説明する。なお、複数の図
面に同じ要素を示す場合には同一の参照符号を付ける。
図面に描かれた各部の寸法は、分かり易くするために部
分的に拡大または縮小することがあるので、縮尺は寸法
間で必ずしも一定ではない。 （実施の形態１）図１は、本発明の複数波長合成素子の
斜視図である。図１において、本発明の複数波長合成素
子１は、複屈折性を有する一軸結晶の材料を光学軸Ａｏ
が表面と４５°の角度（これは、一般的にサバール板と
呼ばれるデバイスと同じ切断角度である）を成すように
薄切りにしたものである。複数波長合成素子１の光学軸
Ａｏと合成しようとする複数の光線（例えば、Ｌ１とＬ
２）との配置は、複数の光線Ｌ１およびＬ２を含む平面
と光学軸Ａｏとが平行となるようにする。図２は、発光
波長の異なる２つの光源から平行な方向に出射されるそ
れぞれの光線を図１の本発明の複数波長合成素子１が１
つに合成する光学系を示す図である。図２は、図１の複
数波長合成素子１をＶの方向から見た図である。図２の
光学系１００において、２は波長６５０ｎｍのレーザ光
Ｌ１を発するＬＤ（レーザダイオード）、３はＬＤ２と
並列に配置され光線Ｌ１と平行な波長７８０ｎｍのレー
ザ光Ｌ２を発するＬＤである。光線Ｌ１とＬ２との間隔
はＳとする。レーザ光源ＬＤ２および３からそれぞれ出
射した光線Ｌ１およびＬ２は、複数波長合成素子１に垂
直に入射する。この時、ＬＤ２から出射する光線Ｌ１
は、複数波長合成素子１に入射したときの常光線Ｌ１ｏ
と同じ偏波面となるようにする。また、ＬＤ３から出射
する光線Ｌ２は、複数波長合成素子１に入射したときの
異常光線Ｌ２ｅと同じ偏波面となるようにする。即ち、
光線Ｌ１の磁気ベクトルの振動方向が主断面（ＸＹ平
面）に平行となり（上下方向の矢印で示す）、光線Ｌ２
の磁気ベクトルの振動方向が主断面に垂直となる（中に
点を有する小円で示す）ように、ＬＤ１とＬＤ２とを出
射光軸を中心として回転させながら調整を行う。
【０００６】図１および２に示した複数波長合成素子１
による２波長の合成においては、次ぎの式が成立する。 Ｓ＝（ｂ2−ａ2／２Ｃ2）sin２ψ・ｅ （１） ただし、Ｓ：光線間距離 ψ：光学軸と基板法線との角度 ｅ：基板の板厚 ａ＝１／ｎｅ ｎｅ：異常光線屈折率 ｂ＝１／ｎｏ ｎｏ：常光線屈折率 ｃ＝ａ2sin2ψ十ｂ2cos2ψ ここで、材料としてＬＮ（ニオブ酸リチウム）を用いて
複数波長合成素子１を構成した場合、波長６５０ｎｍの
光線のＬＮに対する常光線屈折率ｎｏは２．２８２、波
長７８０ｎｍの光線のＬＮに対する異常光線屈折率ｎｅ
は２．１７８である。複数波長合成素子１の厚さｅをｅ
＝２．１５ｍｍとすると、式（１）から、Ｌ１とＬ２と
の間隔Ｓは、０．１０ｍｍとなる。したがって、ＬＤ２
およびＬＤ３は、それぞれの光線Ｌ１およびＬ２の間隔
Ｓが０．１０ｍｍとなるような間隔で配置すればよい。
なお、複数波長合成素子１の材料としては、ＬＮの他
に、方解石やルチル（金紅石）も利用可能である。この
ように、本発明では、屈折率の波長依存性を用いて複数
波長の光を合成する。因みに、光ディスクで使用される
波長のＬＮに対する屈折率は、次のとおりである。
による２波長の合成においては、次ぎの式が成立する。 Ｓ＝（ｂ2−ａ2／２Ｃ2）sin２ψ・ｅ （１） ただし、Ｓ：光線間距離 ψ：光学軸と基板法線との角度 ｅ：基板の板厚 ａ＝１／ｎｅ ｎｅ：異常光線屈折率 ｂ＝１／ｎｏ ｎｏ：常光線屈折率 ｃ＝ａ2sin2ψ十ｂ2cos2ψ ここで、材料としてＬＮ（ニオブ酸リチウム）を用いて
複数波長合成素子１を構成した場合、波長６５０ｎｍの
光線のＬＮに対する常光線屈折率ｎｏは２．２８２、波
長７８０ｎｍの光線のＬＮに対する異常光線屈折率ｎｅ
は２．１７８である。複数波長合成素子１の厚さｅをｅ
＝２．１５ｍｍとすると、式（１）から、Ｌ１とＬ２と
の間隔Ｓは、０．１０ｍｍとなる。したがって、ＬＤ２
およびＬＤ３は、それぞれの光線Ｌ１およびＬ２の間隔
Ｓが０．１０ｍｍとなるような間隔で配置すればよい。
なお、複数波長合成素子１の材料としては、ＬＮの他
に、方解石やルチル（金紅石）も利用可能である。この
ように、本発明では、屈折率の波長依存性を用いて複数
波長の光を合成する。因みに、光ディスクで使用される
波長のＬＮに対する屈折率は、次のとおりである。
【０００７】（実施の形態２）図３は、発光波長の異な
る３つの光源から平行な方向に出射されるそれぞれの光
線を本発明の複数波長合成素子が１つに合成する光学系
を示す図である。図３の光学系２００において、１は上
述の本発明の複数波長合成素子、２は上述の波長６５０
ｎｍのＬＤ、３は上述の波長７８０ｎｍのＬＤ、４は波
長４１０ｎｍのＬＤである。即ち、図３の光学系２００
は図２の光学系１００に波長４１０ｎｍのＬＤ４を追加
したものである。光学系２００の要素１〜３およびこれ
らの配置は、光学系１００と全く同じである。ＬＤ４
は、ＬＤ１およびＬＤ２と並列に配置され、光線Ｌ１お
よびＬ２と同一平面上にあり且つ平行な光線Ｌ３を４１
０ｎｍの波長で出射する。ＬＤ４から出射した光線Ｌ３
も、複数波長合成素子１に垂直に入射する。この時も、
前述のようにＬＤ４から出射する光線Ｌ３が複数波長合
成素子１に入射したときの異常光線Ｌ３ｅと同じ偏波面
となるように、ＬＤ４を出射光軸を中心に回転させて調
整する。この場合も、式（１）が成立するので、ＬＮに
対する波長４１０ｎｍの異常光屈折率は２．３１９であ
るから、光線Ｌ１とＬ３との間隔Ｓ１＋Ｓ２は、式
（１）から０．１１ｎｍと計算できる。Ｓ１＝Ｓとする
と、Ｓ２＝０．１１０．１０ｎｍである。したがって、
ＬＤ３は、光線Ｌ２とＬ３との間隔Ｓ２が０．０１ｎｍ
となるように、配置すればよい。
る３つの光源から平行な方向に出射されるそれぞれの光
線を本発明の複数波長合成素子が１つに合成する光学系
を示す図である。図３の光学系２００において、１は上
述の本発明の複数波長合成素子、２は上述の波長６５０
ｎｍのＬＤ、３は上述の波長７８０ｎｍのＬＤ、４は波
長４１０ｎｍのＬＤである。即ち、図３の光学系２００
は図２の光学系１００に波長４１０ｎｍのＬＤ４を追加
したものである。光学系２００の要素１〜３およびこれ
らの配置は、光学系１００と全く同じである。ＬＤ４
は、ＬＤ１およびＬＤ２と並列に配置され、光線Ｌ１お
よびＬ２と同一平面上にあり且つ平行な光線Ｌ３を４１
０ｎｍの波長で出射する。ＬＤ４から出射した光線Ｌ３
も、複数波長合成素子１に垂直に入射する。この時も、
前述のようにＬＤ４から出射する光線Ｌ３が複数波長合
成素子１に入射したときの異常光線Ｌ３ｅと同じ偏波面
となるように、ＬＤ４を出射光軸を中心に回転させて調
整する。この場合も、式（１）が成立するので、ＬＮに
対する波長４１０ｎｍの異常光屈折率は２．３１９であ
るから、光線Ｌ１とＬ３との間隔Ｓ１＋Ｓ２は、式
（１）から０．１１ｎｍと計算できる。Ｓ１＝Ｓとする
と、Ｓ２＝０．１１０．１０ｎｍである。したがって、
ＬＤ３は、光線Ｌ２とＬ３との間隔Ｓ２が０．０１ｎｍ
となるように、配置すればよい。
【０００８】（実施の形態３）図４は、本発明の複数波
長合成素子１を用いた光ピックアップ３００の一実施例
の要部を模式的に表した図である。図４（ａ）は、光ピ
ックアップ３００のケース１０の上面を透視した平面図
であり、図４（ｂ）は、（ａ）の下方の壁を取り去って
描いた側面図である。図４において、要素１〜３は、図
１の光学系１００そのものである。この点を除けば、光
ピックアップ３００は、複数波長合成素子１からの出射
光Ｌの光路上に配置されたハーフミラー５、ハーフミラ
ー５を透過した光の光路に配置された立上げミラー６、
立上げミラー６による反射光の光路上に配置されケース
１０に取り付けられた対物レンズ７、対物レンズ７を通
り光ディスク９０、立上げミラー６およびハーフミラー
５でそれぞれ反射された戻り光を検出する光検出器８、
およびケース１０を備え、通常の光ピックアップと同じ
である。動作としては、波長６５０ｎｍのＬＤ２および
７８０ｎｍのＬＤ３からそれぞれ出射された平行な光線
は実施の形態１で述べたように複数波長合成素子１に於
いて１つの光線Ｌに合成される。以降、光線Ｌは、各要
素で周知の光学作用を経て光検出器８で検出される。光
源ＬＤ２およびＬＤ３が並列に配置できることで光学系
の幅方向寸法を小さくできるため光ピックアップをコン
パクトにすることができる。なお、２つの光源２および
３を用いる代わりに、波長の異なる光線を発する１つの
光源を用いてもよい。
長合成素子１を用いた光ピックアップ３００の一実施例
の要部を模式的に表した図である。図４（ａ）は、光ピ
ックアップ３００のケース１０の上面を透視した平面図
であり、図４（ｂ）は、（ａ）の下方の壁を取り去って
描いた側面図である。図４において、要素１〜３は、図
１の光学系１００そのものである。この点を除けば、光
ピックアップ３００は、複数波長合成素子１からの出射
光Ｌの光路上に配置されたハーフミラー５、ハーフミラ
ー５を透過した光の光路に配置された立上げミラー６、
立上げミラー６による反射光の光路上に配置されケース
１０に取り付けられた対物レンズ７、対物レンズ７を通
り光ディスク９０、立上げミラー６およびハーフミラー
５でそれぞれ反射された戻り光を検出する光検出器８、
およびケース１０を備え、通常の光ピックアップと同じ
である。動作としては、波長６５０ｎｍのＬＤ２および
７８０ｎｍのＬＤ３からそれぞれ出射された平行な光線
は実施の形態１で述べたように複数波長合成素子１に於
いて１つの光線Ｌに合成される。以降、光線Ｌは、各要
素で周知の光学作用を経て光検出器８で検出される。光
源ＬＤ２およびＬＤ３が並列に配置できることで光学系
の幅方向寸法を小さくできるため光ピックアップをコン
パクトにすることができる。なお、２つの光源２および
３を用いる代わりに、波長の異なる光線を発する１つの
光源を用いてもよい。
【０００９】（実施の形態４）図５は、波長６５０ｎｍ
および７８０ｎｍのレーザ光を１つの半導体チップで発
光出射可能な２波長半導体レーザと本発明の複数波長合
成素子１とを一体化した新奇なレーザ光源装置の一実施
例を示す、２波長の光路を含む断面図である。図５にお
いて、本発明による光源装置４００は、波長６５０ｎｍ
と波長７８０ｎｍの光を１チップで発光する２波長ＬＤ
２３、本発明により複屈折性を用いて２波長を合成する
複数波長合成素子１ａ、２波長ＬＤ２３の電極（図示せ
ず）に接続された電極端子１１、複数波長合成素子１ａ
と電極端子１１とを取り付け固定する絶縁体１２、およ
びケース１３からなる。２波長レーザダイオード２３か
ら出射した光線は、本発明の複数波長合成素子１ａに入
射する。この時、波長６５０ｎｍのレーザ光線は、複数
波長合成素子１ａに入射したときの常光線と同じ偏波面
となるようにする。波長７８０ｎｍのレーザ光線は、複
数波長合成素子１ａに入射したときの異常光線と同じ偏
波面となるようにする。この時、２波長ＬＤ２３から発
光出射される２つのレーザ光線の間隔、即ち、ＬＤ２３
の発光点の間隔は、式（１）のＳで与えられる。このよ
うに構成することにより、２波長ＬＤ２３から出射した
波長６５０ｎｍと波長７８０ｎｍの光は、複数波長合成
素子１ａにより１つの光線に合成される。
および７８０ｎｍのレーザ光を１つの半導体チップで発
光出射可能な２波長半導体レーザと本発明の複数波長合
成素子１とを一体化した新奇なレーザ光源装置の一実施
例を示す、２波長の光路を含む断面図である。図５にお
いて、本発明による光源装置４００は、波長６５０ｎｍ
と波長７８０ｎｍの光を１チップで発光する２波長ＬＤ
２３、本発明により複屈折性を用いて２波長を合成する
複数波長合成素子１ａ、２波長ＬＤ２３の電極（図示せ
ず）に接続された電極端子１１、複数波長合成素子１ａ
と電極端子１１とを取り付け固定する絶縁体１２、およ
びケース１３からなる。２波長レーザダイオード２３か
ら出射した光線は、本発明の複数波長合成素子１ａに入
射する。この時、波長６５０ｎｍのレーザ光線は、複数
波長合成素子１ａに入射したときの常光線と同じ偏波面
となるようにする。波長７８０ｎｍのレーザ光線は、複
数波長合成素子１ａに入射したときの異常光線と同じ偏
波面となるようにする。この時、２波長ＬＤ２３から発
光出射される２つのレーザ光線の間隔、即ち、ＬＤ２３
の発光点の間隔は、式（１）のＳで与えられる。このよ
うに構成することにより、２波長ＬＤ２３から出射した
波長６５０ｎｍと波長７８０ｎｍの光は、複数波長合成
素子１ａにより１つの光線に合成される。
【００１０】（実施の形態５）図６は、本発明により２
波長レーザダイオードと本発明の複数波長合成素子とを
一体化した新奇なレーザ光源装置の第２の実施例を示
す、２波長の光路を含む断面図である。図６の光源装置
４００ａは、図５の２波長ＬＤ２３を２波長ＬＤ２３ａ
で置き換えた点を除けば、図５の光源装置４００と同じ
である。図６の光源装置４００ａでは、２波長ＬＤ２３
ａから出射される２つの光線Ｌ１およびＬ２を複数波長
合成素子１ａ内で異常光線とし、これらの異常光線を複
数波長合成素子１ａの出射面で重なり合わせて１つの合
成波Ｌにする。このため、発振波長６５０ｎｍおよび７
８０ｎｍの２波長ＬＤ２３ａは、平行な各波長のレーザ
光線Ｌ１およびＬ２を、複数波長合成素子１ａにそれぞ
れ入射したときの異常光線と同じ偏波面となるように、
出射する。さらに、この時、光線Ｌ１およびＬ２の間隔
は、複数波長合成素子１ａに入射した時の異常光線どお
しが複数波長合成素子１ａの出射面で一致するように調
整する。この場合、複数波長合成素子１ａから出射する
合成光線Ｌと波長６５０ｎｍの光線Ｌ１との距離Ｓ１、
および合成光線Ｌと波長７８０ｎｍの光線Ｌ２との距離
Ｓ２は、共に式（１）によって計算される。したがっ
て、光線Ｌ１とＬ２との間隔、即ち２波長ＬＤ２３ａの
出射点の間隔は、Ｓ１Ｓ２とすればよい。
波長レーザダイオードと本発明の複数波長合成素子とを
一体化した新奇なレーザ光源装置の第２の実施例を示
す、２波長の光路を含む断面図である。図６の光源装置
４００ａは、図５の２波長ＬＤ２３を２波長ＬＤ２３ａ
で置き換えた点を除けば、図５の光源装置４００と同じ
である。図６の光源装置４００ａでは、２波長ＬＤ２３
ａから出射される２つの光線Ｌ１およびＬ２を複数波長
合成素子１ａ内で異常光線とし、これらの異常光線を複
数波長合成素子１ａの出射面で重なり合わせて１つの合
成波Ｌにする。このため、発振波長６５０ｎｍおよび７
８０ｎｍの２波長ＬＤ２３ａは、平行な各波長のレーザ
光線Ｌ１およびＬ２を、複数波長合成素子１ａにそれぞ
れ入射したときの異常光線と同じ偏波面となるように、
出射する。さらに、この時、光線Ｌ１およびＬ２の間隔
は、複数波長合成素子１ａに入射した時の異常光線どお
しが複数波長合成素子１ａの出射面で一致するように調
整する。この場合、複数波長合成素子１ａから出射する
合成光線Ｌと波長６５０ｎｍの光線Ｌ１との距離Ｓ１、
および合成光線Ｌと波長７８０ｎｍの光線Ｌ２との距離
Ｓ２は、共に式（１）によって計算される。したがっ
て、光線Ｌ１とＬ２との間隔、即ち２波長ＬＤ２３ａの
出射点の間隔は、Ｓ１Ｓ２とすればよい。
【００１１】（実施の形態６）図７は、図５又は６のレ
ーザ光源装置４００又は４００ａを用いて更に小型化し
た光ピックアップの要部を模式的に、ケースを透視し
て、表した平面図である。図７の光ピックアップ５００
は、図４の光ピックアップ３００のＬＤ２、ＬＤ３およ
び複数波長合成素子１をレーザ光源装置４００又は４０
０ａで置き換え、ケース１０をケース１０ａと小型化し
た点を除けば、光ピックアップ３００と同じである。こ
のように、本発明の実施の形態６によれば、複数波長の
光線を１つに合成する機能を持った光源装置を使用する
ことで、ピックアップをコンパクトにでき、且つコスト
削減が可能である。
ーザ光源装置４００又は４００ａを用いて更に小型化し
た光ピックアップの要部を模式的に、ケースを透視し
て、表した平面図である。図７の光ピックアップ５００
は、図４の光ピックアップ３００のＬＤ２、ＬＤ３およ
び複数波長合成素子１をレーザ光源装置４００又は４０
０ａで置き換え、ケース１０をケース１０ａと小型化し
た点を除けば、光ピックアップ３００と同じである。こ
のように、本発明の実施の形態６によれば、複数波長の
光線を１つに合成する機能を持った光源装置を使用する
ことで、ピックアップをコンパクトにでき、且つコスト
削減が可能である。
【００１２】（変形様態）図８は、本発明の複数波長合
成素子と波長の異なる光源を２つ用いた光ピックアップ
の他の実施例のケースを透視した平面図である。図８の
光ピックアップ３００ａは、複数波長合成素子１を光源
１および２とハーフミラー５との間ではなくハーフミラ
ー５と受光素子８との間に配置した点を除けば、図４の
光ピックアップ３００と同じである。また、全体の寸法
に応じてケースも１０から１０ｂに変更した。このよう
に、光源を並列に配置できることで光学系の幅方向寸法
を小さくでき、且つ受光素子８が１つで済むため光軸調
整などが簡単にできる。図９は、本発明の複数波長合成
素子と波長の異なる光線を発する光源を１つ用いた光ピ
ックアップの他の実施例のケースを透視した平面図であ
る。図８の光ピックアップ３００ｂは、２つの光源２お
よび３を波長の異なる光線を発する１つの光源２３で置
き換えた点を除けば、図８の光ピックアップ３００ａと
同じである。このように、２つの光源を１つにすること
で、さらに部品数を減らすことができる。以上の説明に
於いて、「波長の異なる複数の光線を複数波長合成素子
により単一光線に合成する」とは、「波長の異なる複数
の光線を複数波長合成素子に入射させて、複数波長合成
素子から同一の光路で出射させること」を意味する。し
たがって、合成という語を用いているが、複数の光源は
必ずしも同時に発光する必要はない。複数の何れの光源
から出射した光線も、複数波長合成素子から同一の光路
で出射すれば、各光源が単独で発光する場合も「合成」
の意味に含まれるものとする。以上は、本発明の説明の
ために実施の形態の例を掲げたに過ぎない。したがっ
て、本発明の技術思想または原理に沿って上述の実施の
形態に種々の変更、修正または追加を行うことは、当業
者には容易である。故に、本発明は、以上述べた実施の
形態に捕らわれることなく、ただ特許請求の範囲の記載
に従って解釈するべきである。
成素子と波長の異なる光源を２つ用いた光ピックアップ
の他の実施例のケースを透視した平面図である。図８の
光ピックアップ３００ａは、複数波長合成素子１を光源
１および２とハーフミラー５との間ではなくハーフミラ
ー５と受光素子８との間に配置した点を除けば、図４の
光ピックアップ３００と同じである。また、全体の寸法
に応じてケースも１０から１０ｂに変更した。このよう
に、光源を並列に配置できることで光学系の幅方向寸法
を小さくでき、且つ受光素子８が１つで済むため光軸調
整などが簡単にできる。図９は、本発明の複数波長合成
素子と波長の異なる光線を発する光源を１つ用いた光ピ
ックアップの他の実施例のケースを透視した平面図であ
る。図８の光ピックアップ３００ｂは、２つの光源２お
よび３を波長の異なる光線を発する１つの光源２３で置
き換えた点を除けば、図８の光ピックアップ３００ａと
同じである。このように、２つの光源を１つにすること
で、さらに部品数を減らすことができる。以上の説明に
於いて、「波長の異なる複数の光線を複数波長合成素子
により単一光線に合成する」とは、「波長の異なる複数
の光線を複数波長合成素子に入射させて、複数波長合成
素子から同一の光路で出射させること」を意味する。し
たがって、合成という語を用いているが、複数の光源は
必ずしも同時に発光する必要はない。複数の何れの光源
から出射した光線も、複数波長合成素子から同一の光路
で出射すれば、各光源が単独で発光する場合も「合成」
の意味に含まれるものとする。以上は、本発明の説明の
ために実施の形態の例を掲げたに過ぎない。したがっ
て、本発明の技術思想または原理に沿って上述の実施の
形態に種々の変更、修正または追加を行うことは、当業
者には容易である。故に、本発明は、以上述べた実施の
形態に捕らわれることなく、ただ特許請求の範囲の記載
に従って解釈するべきである。
【００１３】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、波長の異
なる複数の平行な光線を１つの光線に合成する複数波長
合成素子が得られる。この複数波長合成素子を用いるこ
とにより、複数波長の光を使用する光ピックアップを小
型化することができる。また、異なる波長の光源と本発
明の複数波長合成素子とを組み合わせることにより複数
波長の光を合成した単一光線を出射する光源装置を得る
ことができる。この光源装置を用いることにより、複数
波長の光を使用する光ピックアップをさらに小型化する
ことができる。
なる複数の平行な光線を１つの光線に合成する複数波長
合成素子が得られる。この複数波長合成素子を用いるこ
とにより、複数波長の光を使用する光ピックアップを小
型化することができる。また、異なる波長の光源と本発
明の複数波長合成素子とを組み合わせることにより複数
波長の光を合成した単一光線を出射する光源装置を得る
ことができる。この光源装置を用いることにより、複数
波長の光を使用する光ピックアップをさらに小型化する
ことができる。
【図１】本発明の複数波長合成素子の斜視図である。
【図２】発光波長の異なる２つの光源から平行な方向に
出射されるそれぞれの光線を図１の複数波長合成素子が
１つに合成する光学系を示す図である。
出射されるそれぞれの光線を図１の複数波長合成素子が
１つに合成する光学系を示す図である。
【図３】発光波長の異なる３つの光源から平行な方向に
出射されるそれぞれの光線を図１の複数波長合成素子が
１つに合成する光学系を示す図である。
出射されるそれぞれの光線を図１の複数波長合成素子が
１つに合成する光学系を示す図である。
【図４】本発明の複数波長合成素子を用いた光ピックア
ップの一実施例の要部を模式的に表した図である。
（ａ）は、ケースを透視した平面図であり、（ｂ）は、
（ａ）の下方の壁を取り去って描いた側面図である。
ップの一実施例の要部を模式的に表した図である。
（ａ）は、ケースを透視した平面図であり、（ｂ）は、
（ａ）の下方の壁を取り去って描いた側面図である。
【図５】波長の異なるレーザ光を発光出射する２波長半
導体レーザと本発明の複数波長合成素子１とを一体化し
た新奇なレーザ光源装置の一実施例を示す、２波長の光
路を含む断面図である。
導体レーザと本発明の複数波長合成素子１とを一体化し
た新奇なレーザ光源装置の一実施例を示す、２波長の光
路を含む断面図である。
【図６】２波長レーザダイオードと本発明の複数波長合
成素子とを一体化した新奇なレーザ光源装置の第２の実
施例を示す、２波長の光路を含む断面図である。
成素子とを一体化した新奇なレーザ光源装置の第２の実
施例を示す、２波長の光路を含む断面図である。
【図７】図５又は６のレーザ光源装置４００又は４００
ａを用いて更に小型化した光ピックアップの要部を模式
的に、ケースを透視して、表した平面図である。
ａを用いて更に小型化した光ピックアップの要部を模式
的に、ケースを透視して、表した平面図である。
【図８】本発明の複数波長合成素子と波長の異なる光源
を２つ用いた光ピックアップの他の実施例のケースを透
視した平面図である。
を２つ用いた光ピックアップの他の実施例のケースを透
視した平面図である。
【図９】本発明の複数波長合成素子と波長の異なる光線
を発する光源を用いた光ピックアップの他の実施例のケ
ースを透視した平面図である。
を発する光源を用いた光ピックアップの他の実施例のケ
ースを透視した平面図である。
【図１０】異なる波長の光源を２つ使用する従来の光ピ
ックアップの一般的な構成例を示す図である。
ックアップの一般的な構成例を示す図である。
１、１ａ：本発明の複数波長合成素子 ２〜４：レーザダイオード（ＬＤ） ５：ハーフミラー ６：立上げミラー ７：対物レンズ ８：光センサ １０：ピックアップのケース １１：電極端子 １２：絶縁体 １３：光源装置のケース ２３、２３ａ：２波長レーザダイオード ３００、５００：本発明による光ピックアップ ４００：本発明によるレーザ光源装置
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） Ｈ０１Ｓ 5/40 Ｈ０１Ｓ 5/40 Ｆターム(参考） 2H042 AA03 AA18 AA31 5D119 AA04 BA01 EC45 EC47 EC48 FA05 FA08 JA27 JA31 5F073 AB06 AB25 BA05
Claims (6)
- 【請求項１】 一軸結晶の板からなり、前記板の両面に
対し４５度の光学軸を有し、波長の異なる複数のレーザ
光線を単一光線へと合成する機能を有することを特徴と
する複数波長合成素子。 - 【請求項２】 波長の異なる複数のレーザ光線を発する
前記複数の光源を、前記複数のレーザ光線が同一平面上
で平行になり且つ前記レーザ光線の偏波面が前記同一平
面にたいして直角または平行になるように配置するステ
ップと、対向する面に対し４５度の光学軸を有する一軸
結晶の板からなる複数波長合成素子を前記光学軸が前記
同一平面と平行になるように前記レーザ光線の光路上に
前記レーザ光線と直角に配置するステップと、 前記複数波長合成素子に入射した前記レーザ光線が前記
複数波長合成素子から同一の光路で出射するように前記
複数の光源の間隔を調節するステップとを含むことを特
徴とする波長の異なる複数のレーザ光線を単一光線にす
る方法。 - 【請求項３】 波長の異なる複数のレーザ光線を同一平
面内で平行に発するように配置された前記複数の光源
と、対向する面に対し４５度の光学軸を有する一軸結晶
の板からなり且つ前記光学軸が前記同一平面と平行にな
るように前記レーザ光線の光路上に前記レーザ光線と直
角に配置された複数波長合成素子とを備え、前記レーザ
光線の偏波面が前記同一平面にたいして直角または平行
であり、且つ前記複数の光源の間隔が、前記複数波長合
成素子に入射した前記レーザ光線が前記複数波長合成素
子から同一の光路で出射するように調節されたことを特
徴とする波長の異なる複数のレーザ光線を単一光線にす
る光学系。 - 【請求項４】 前記複数の光源が、前記複数のレーザ光
線を単独で発する多波長レーザダイオードであることを
特徴とする請求項３記載の光学系。 - 【請求項５】 請求項３又は４記載の光学系を備えたこ
とを特徴とする光ピックアップ。 - 【請求項６】 請求項３又は４記載の光学系を備えたこ
とを特徴とする波長の異なる複数のレーザ光線を用いる
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000092537A JP3787835B2 (ja) | 2000-03-29 | 2000-03-29 | 複数波長合成素子 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000092537A JP3787835B2 (ja) | 2000-03-29 | 2000-03-29 | 複数波長合成素子 |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001283457A true JP2001283457A (ja) | 2001-10-12 |
| JP2001283457A5 JP2001283457A5 (ja) | 2005-02-24 |
| JP3787835B2 JP3787835B2 (ja) | 2006-06-21 |
Family
ID=18607855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000092537A Expired - Fee Related JP3787835B2 (ja) | 2000-03-29 | 2000-03-29 | 複数波長合成素子 |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3787835B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003079506A1 (fr) * | 2002-03-20 | 2003-09-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Source de lumiere laser a longueurs d'onde multiples, dispositif a tete optique et processeur d'informations optique utilisant ce dispositif |
| WO2006038535A1 (ja) * | 2004-10-01 | 2006-04-13 | Nalux Co., Ltd. | 回折格子および回折格子を含む光学系 |
| KR100650461B1 (ko) * | 2004-10-19 | 2006-11-29 | 산요덴키가부시키가이샤 | 광 픽업 장치 |
| KR100732102B1 (ko) * | 2004-08-30 | 2007-06-27 | 산요덴키가부시키가이샤 | 광픽업 장치 |
-
2000
- 2000-03-29 JP JP2000092537A patent/JP3787835B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2003079506A1 (fr) * | 2002-03-20 | 2003-09-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Source de lumiere laser a longueurs d'onde multiples, dispositif a tete optique et processeur d'informations optique utilisant ce dispositif |
| KR100732102B1 (ko) * | 2004-08-30 | 2007-06-27 | 산요덴키가부시키가이샤 | 광픽업 장치 |
| WO2006038535A1 (ja) * | 2004-10-01 | 2006-04-13 | Nalux Co., Ltd. | 回折格子および回折格子を含む光学系 |
| KR100650461B1 (ko) * | 2004-10-19 | 2006-11-29 | 산요덴키가부시키가이샤 | 광 픽업 장치 |
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