JP2002269800A - 導波路型光ヘッドおよび光アドレスシステム - Google Patents
導波路型光ヘッドおよび光アドレスシステムInfo
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- JP2002269800A JP2002269800A JP2001066621A JP2001066621A JP2002269800A JP 2002269800 A JP2002269800 A JP 2002269800A JP 2001066621 A JP2001066621 A JP 2001066621A JP 2001066621 A JP2001066621 A JP 2001066621A JP 2002269800 A JP2002269800 A JP 2002269800A
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- optical head
- waveguide
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- waveguide type
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 小型軽量化を図った、ポータブルな導波路型
光ヘッドおよび光アドレズシステムを提供する。 【解決手段】 レーザ光源ＬＤと、コア層３２が上下、
二つのクラッド層３１、３４により挟まれるように積層
されてなるスラブ導波路とが同一基板３５上に形成され
た導波路型光ヘッドであって、この導波路型光ヘッド前
記レーザ光源の出射光が前記スラブ導波路のコア層３２
に入力され、伝搬後そのモードフィールドが前記スラブ
導波路面内方向に広がった光を出射する。
光ヘッドおよび光アドレズシステムを提供する。 【解決手段】 レーザ光源ＬＤと、コア層３２が上下、
二つのクラッド層３１、３４により挟まれるように積層
されてなるスラブ導波路とが同一基板３５上に形成され
た導波路型光ヘッドであって、この導波路型光ヘッド前
記レーザ光源の出射光が前記スラブ導波路のコア層３２
に入力され、伝搬後そのモードフィールドが前記スラブ
導波路面内方向に広がった光を出射する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ホログラムメモリ
等の情報記録媒体からデータを読み出すのに使用する導
波路型光ヘッドおよび光アドレスシステムに係り、特に
磁気カードやＩＣカード等のような持ち運びが容易なメ
モリカードとして好適な情報記録媒体からデータを読み
出すのに使用する導波路光ヘッドおよび光アドレスシス
テムに関する。
等の情報記録媒体からデータを読み出すのに使用する導
波路型光ヘッドおよび光アドレスシステムに係り、特に
磁気カードやＩＣカード等のような持ち運びが容易なメ
モリカードとして好適な情報記録媒体からデータを読み
出すのに使用する導波路光ヘッドおよび光アドレスシス
テムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、持ち運びが容易な情報カードの一
般的なものとして、テレフォンカードに代表される磁気
カードが用いられている。また、近年では、ＩＣカード
が出現し、電子商取引への適用が考案されている。これ
らのカードはいずれもポータブルという利点を有してい
るものの欠点を有している。すなわち、前者に関して
は、安価であるが、偽造の可能性があり、後者に関して
は、ビット単価が高価になってしまうという欠点が有
る。この欠点を補うために考案されたのが、ホログラム
画像を生成するような回折格子を含む平面型シングルモ
ード光導波路を多層に重ねて作製した再生多重ホログラ
ム情報記録媒体である、再生用多重ホログラムロムであ
る。このカードの詳細な説明は、特願平１１−０３６５
４０に記載されており、ここでは簡単に紹介する。
般的なものとして、テレフォンカードに代表される磁気
カードが用いられている。また、近年では、ＩＣカード
が出現し、電子商取引への適用が考案されている。これ
らのカードはいずれもポータブルという利点を有してい
るものの欠点を有している。すなわち、前者に関して
は、安価であるが、偽造の可能性があり、後者に関して
は、ビット単価が高価になってしまうという欠点が有
る。この欠点を補うために考案されたのが、ホログラム
画像を生成するような回折格子を含む平面型シングルモ
ード光導波路を多層に重ねて作製した再生多重ホログラ
ム情報記録媒体である、再生用多重ホログラムロムであ
る。このカードの詳細な説明は、特願平１１−０３６５
４０に記載されており、ここでは簡単に紹介する。
【０００３】石英やプラスティック等の板状の透明な媒
質をコア層とし、それよりも低い屈折率を有する媒質を
クラッド層としてコア層をクラッド層で挟んだ構造のス
ラブ導波路は、コア層に光を閉じ込めて面内方向に光を
伝搬させることができる。再生専用多重ホログラムカー
ドは、この導波路が多層に積層され、かつ各導波路がホ
ログラムを備えることを特徴としている。
質をコア層とし、それよりも低い屈折率を有する媒質を
クラッド層としてコア層をクラッド層で挟んだ構造のス
ラブ導波路は、コア層に光を閉じ込めて面内方向に光を
伝搬させることができる。再生専用多重ホログラムカー
ドは、この導波路が多層に積層され、かつ各導波路がホ
ログラムを備えることを特徴としている。
【０００４】図６に、再生専用多重ホログラムカードで
ある、再生専用多重ホログラムロム１０の構造を示す。
同図において、基板１６上に、下からクラッド層１１
ａ、コア層１１ｂ、クラッド層１２ａ、再生専用多重ホ
ログラムロム１０は、コア層１２ｂ、クラッド層１３
ａ、コア層１３ｂ、クラッド層１４ａ、コア層１４ｂ、
クラッド層１５ａ、…と積層された構造を有している。
各コア層には屈折率を何らかの方法で変調して予め情報
が重畳された散乱要因（ホログラム）が形成されてい
る。この情報を読み出すには以下のような手法が採られ
る。
ある、再生専用多重ホログラムロム１０の構造を示す。
同図において、基板１６上に、下からクラッド層１１
ａ、コア層１１ｂ、クラッド層１２ａ、再生専用多重ホ
ログラムロム１０は、コア層１２ｂ、クラッド層１３
ａ、コア層１３ｂ、クラッド層１４ａ、コア層１４ｂ、
クラッド層１５ａ、…と積層された構造を有している。
各コア層には屈折率を何らかの方法で変調して予め情報
が重畳された散乱要因（ホログラム）が形成されてい
る。この情報を読み出すには以下のような手法が採られ
る。
【０００５】すわなち、レーザ光源ＬＤ、コリメータレ
ンズＫＬおよびシリンドリカルレンズＣＬ等により構成
される入射システム２０により、再生専用多重ホログラ
ムロム１０のスラブ導波路を構成するコア層に光を入射
させることにより情報の読み出しを行う。レーザ光源Ｌ
Ｄから出射されたレーザ光をコリメータレンズＫＬやシ
リンドリカルレンズＣＬ等を用いて集光し、再生専用多
重ホログラムロム１０のコア層１３ｂに結像させ入射す
る。レーザ光源ＬＤからの入射光ＩＬはコア層１３ｂの
面内方向に導波光として伝搬する。
ンズＫＬおよびシリンドリカルレンズＣＬ等により構成
される入射システム２０により、再生専用多重ホログラ
ムロム１０のスラブ導波路を構成するコア層に光を入射
させることにより情報の読み出しを行う。レーザ光源Ｌ
Ｄから出射されたレーザ光をコリメータレンズＫＬやシ
リンドリカルレンズＣＬ等を用いて集光し、再生専用多
重ホログラムロム１０のコア層１３ｂに結像させ入射す
る。レーザ光源ＬＤからの入射光ＩＬはコア層１３ｂの
面内方向に導波光として伝搬する。
【０００６】この導波光は、コア層に形成されたホログ
ラムによって、散乱され回折光ＤＬとして再生専用多重
ホログラムロム１０の表面より出射し、この回折光ＤＬ
によってホログラム画像が結像面上に形成される。この
ホログラム画像をＣＣＤ等の２次元光検出器で取り込む
ことによって、再生専用多重ホログラムロム１０のコア
層にホログラムとして重畳された情報Ｉｍを読み出すこ
とができる。入射システム２０を図６における黒矢印の
方向に駆動することより各コア層に光を入射し、各コア
層に記録された情報Ｉｍを読み出すことができる。
ラムによって、散乱され回折光ＤＬとして再生専用多重
ホログラムロム１０の表面より出射し、この回折光ＤＬ
によってホログラム画像が結像面上に形成される。この
ホログラム画像をＣＣＤ等の２次元光検出器で取り込む
ことによって、再生専用多重ホログラムロム１０のコア
層にホログラムとして重畳された情報Ｉｍを読み出すこ
とができる。入射システム２０を図６における黒矢印の
方向に駆動することより各コア層に光を入射し、各コア
層に記録された情報Ｉｍを読み出すことができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】前述したように、再生
専用多重ホログラムロム等のホログラム情報記録媒体に
記録された情報を読み出すためには、レーザ光をコリメ
ータレンズやシリンドリカルレンズを用いてモードフィ
ールド径を最適化し、ホログラム情報記録媒体の各コア
層へ入射した。しかし、この方式は光学系としてバルク
レンズ系を使用するため、機械的駆動部を含めるとその
物理的サイズを小型化するには限界があった。
専用多重ホログラムロム等のホログラム情報記録媒体に
記録された情報を読み出すためには、レーザ光をコリメ
ータレンズやシリンドリカルレンズを用いてモードフィ
ールド径を最適化し、ホログラム情報記録媒体の各コア
層へ入射した。しかし、この方式は光学系としてバルク
レンズ系を使用するため、機械的駆動部を含めるとその
物理的サイズを小型化するには限界があった。
【０００８】また、近年の携帯電話機のように、いわゆ
る手のひらサイズ程度の大きさのメディアが急速に普及
している。また、情報量の増大に伴って、このような小
型のメディアに装着できる大容量でかつ小型軽量の記憶
媒体の出現が強く望まれている。上記記載の再生専用多
重ホログラムロムは非常に小型に作製できるので、この
問題を解決できる可能性を有している。典型的なサイズ
として、２ｍｍ（幅）×２ｃｍ（縦）×５ｍｍ（厚さ）
程度である。
る手のひらサイズ程度の大きさのメディアが急速に普及
している。また、情報量の増大に伴って、このような小
型のメディアに装着できる大容量でかつ小型軽量の記憶
媒体の出現が強く望まれている。上記記載の再生専用多
重ホログラムロムは非常に小型に作製できるので、この
問題を解決できる可能性を有している。典型的なサイズ
として、２ｍｍ（幅）×２ｃｍ（縦）×５ｍｍ（厚さ）
程度である。
【０００９】再生専用多重ホログラムロム等のホログラ
ム情報記録媒体が有する小型軽量という長所を最大限に
活かすためには、情報読み出しに使用する入射装置（導
波路型光ヘッド）を含む光アドレスシステムも小型軽量
化することが必要不可欠であるという問題が有った。本
発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、
小型軽量化を図った、ポータブルな導波路型光ヘッドお
よび光アドレズシステムを提供することを目的とする。
ム情報記録媒体が有する小型軽量という長所を最大限に
活かすためには、情報読み出しに使用する入射装置（導
波路型光ヘッド）を含む光アドレスシステムも小型軽量
化することが必要不可欠であるという問題が有った。本
発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、
小型軽量化を図った、ポータブルな導波路型光ヘッドお
よび光アドレズシステムを提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に記載の発明は、レーザ光源と、コア層が上
下、二つのクラッド層により挟まれるように積層されて
なるスラブ導波路とが同一基板上に形成された導波路型
光ヘッドであって、前記レーザ光源の出射光が前記スラ
ブ導波路のコア層に入力され、伝搬後そのモードフィー
ルドが前記スラブ導波路面内方向に広がった光を出射す
ることを特徴とする。
に請求項１に記載の発明は、レーザ光源と、コア層が上
下、二つのクラッド層により挟まれるように積層されて
なるスラブ導波路とが同一基板上に形成された導波路型
光ヘッドであって、前記レーザ光源の出射光が前記スラ
ブ導波路のコア層に入力され、伝搬後そのモードフィー
ルドが前記スラブ導波路面内方向に広がった光を出射す
ることを特徴とする。
【００１１】請求項２に記載の発明は、請求項１に記載
の導波路型光ヘッドにおいて、出力部にフレネル型レン
ズ部が形成されていることを特徴とする。
の導波路型光ヘッドにおいて、出力部にフレネル型レン
ズ部が形成されていることを特徴とする。
【００１２】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２のいずれかに記載の導波路型光ヘッドにおいて、前記
スラブ導波路を形成する材料が、高分子、石英、誘電
体、化合物ガラス材料のうちいずれか、またはそれらの
いずれかの組み合わせであることを特徴とする。
２のいずれかに記載の導波路型光ヘッドにおいて、前記
スラブ導波路を形成する材料が、高分子、石英、誘電
体、化合物ガラス材料のうちいずれか、またはそれらの
いずれかの組み合わせであることを特徴とする。
【００１３】請求項４に記載の発明は、請求項２に記載
の導波路型光ヘッドにおいて、導波路型光ヘッドの導波
路部分が高分子材料により形成されており、前記スラブ
導波路の少なくとも一部とフレネル型レンズ部の下部に
位置する基板部分を除去することにより前記スラブ導波
路をフレキシブルな構造としたことを特徴とする。
の導波路型光ヘッドにおいて、導波路型光ヘッドの導波
路部分が高分子材料により形成されており、前記スラブ
導波路の少なくとも一部とフレネル型レンズ部の下部に
位置する基板部分を除去することにより前記スラブ導波
路をフレキシブルな構造としたことを特徴とする。
【００１４】請求項５に記載の光アドレスシステムの発
明は、請求項１、２、３のいずれかに記載の導波路型光
ヘッドと、該導波路型光ヘッドの光出力部を、スラブ導
波路が多層に積層された再生専用多重ホログラム情報記
録媒体のスラブ導波路層に対向させて前記導波路型光ヘ
ッドを移動させるように駆動する光ヘッド駆動手段と、
前記導波路型光ヘッドの出射光を所望のスラブ導波路の
コア層に入射し、情報の読み出しを行うように前記光ヘ
ッド駆動手段を駆動制御する制御手段とを有することを
特徴とする。
明は、請求項１、２、３のいずれかに記載の導波路型光
ヘッドと、該導波路型光ヘッドの光出力部を、スラブ導
波路が多層に積層された再生専用多重ホログラム情報記
録媒体のスラブ導波路層に対向させて前記導波路型光ヘ
ッドを移動させるように駆動する光ヘッド駆動手段と、
前記導波路型光ヘッドの出射光を所望のスラブ導波路の
コア層に入射し、情報の読み出しを行うように前記光ヘ
ッド駆動手段を駆動制御する制御手段とを有することを
特徴とする。
【００１５】請求項６に記載の光アドレスシステムの発
明は、請求項４に記載の導波路型光ヘッドと、前記導波
路型光ヘッドのスラブ導波路部分に外力を加える外力付
加手段と、該外力付加手段により付加される外力により
前記前記導波路型光ヘッドのスラブ導波路部分を機械的
に折り曲げることによりスラブ導波路が多層に積層され
た再生専用多重ホログラム情報記録媒体における所望の
スラブ導波路のコア層に入射し、情報の読み出しを行う
ように前記外力付加手段を駆動制御する制御手段とを有
することを特徴とする。
明は、請求項４に記載の導波路型光ヘッドと、前記導波
路型光ヘッドのスラブ導波路部分に外力を加える外力付
加手段と、該外力付加手段により付加される外力により
前記前記導波路型光ヘッドのスラブ導波路部分を機械的
に折り曲げることによりスラブ導波路が多層に積層され
た再生専用多重ホログラム情報記録媒体における所望の
スラブ導波路のコア層に入射し、情報の読み出しを行う
ように前記外力付加手段を駆動制御する制御手段とを有
することを特徴とする。
【００１６】具体的には、本発明の導波路型光ヘッド
は、レーザ光源と、該レーザ光源から出射されたレーザ
光が伝搬する平面内のモードフィールドの拡大機能およ
びコリメート機能が１チップ上に実装された構造である
ことを特徴としている。導波路型光ヘッドを構成する導
波路に用いる材料は、使用波長帯において透明であれば
半導体材料を用いることも可能であるが、従来から導波
路用材料として用いられている石英、高分子、誘電体、
化合物ガラス（例えば、カルコゲナイド）が好ましい。
ここで、図２に導波路型光ヘッドの典型的な構造を示
す。
は、レーザ光源と、該レーザ光源から出射されたレーザ
光が伝搬する平面内のモードフィールドの拡大機能およ
びコリメート機能が１チップ上に実装された構造である
ことを特徴としている。導波路型光ヘッドを構成する導
波路に用いる材料は、使用波長帯において透明であれば
半導体材料を用いることも可能であるが、従来から導波
路用材料として用いられている石英、高分子、誘電体、
化合物ガラス（例えば、カルコゲナイド）が好ましい。
ここで、図２に導波路型光ヘッドの典型的な構造を示
す。
【００１７】同図において、レーザ光源ＬＤの出射光に
おけるモードフィールドの拡大機能はスラブ導波路を構
成するコア層３２により、コリメート機能はフレネル型
レンズ３３により実現されることが好ましい。スラブ導
波路は、基板３５上に形成された下層クラッド３４／コ
ア層３２／上層クラッド３１の３層構造よりなり、コア
層３２に光が閉じ込められて伝搬する。また、フレネル
型レンズ３３は、スラブ導波路の出射側に形成され、何
らかの方法による屈折率の変調によってフレネル型レン
ズ構造が形成されていることが好ましい。
おけるモードフィールドの拡大機能はスラブ導波路を構
成するコア層３２により、コリメート機能はフレネル型
レンズ３３により実現されることが好ましい。スラブ導
波路は、基板３５上に形成された下層クラッド３４／コ
ア層３２／上層クラッド３１の３層構造よりなり、コア
層３２に光が閉じ込められて伝搬する。また、フレネル
型レンズ３３は、スラブ導波路の出射側に形成され、何
らかの方法による屈折率の変調によってフレネル型レン
ズ構造が形成されていることが好ましい。
【００１８】再生専用多重ホログラム情報記録媒体から
情報を読み出す際には、図３に示すように再生専用多重
ホログラム情報記録媒体１０における各コア層に対し
て、この導波路型光ヘッド３０を矢印方向に駆動装置を
用いて上下方向に移動させて所望のコア層に位置決め
し、光を入射することにより行う。光アドレスシステム
は、導波路型光ヘッド３０と、該導波路型光ヘッドを駆
動する駆動手段６０と、該駆動手段６０を駆動制御する
制御手段７０とで構成される。
情報を読み出す際には、図３に示すように再生専用多重
ホログラム情報記録媒体１０における各コア層に対し
て、この導波路型光ヘッド３０を矢印方向に駆動装置を
用いて上下方向に移動させて所望のコア層に位置決め
し、光を入射することにより行う。光アドレスシステム
は、導波路型光ヘッド３０と、該導波路型光ヘッドを駆
動する駆動手段６０と、該駆動手段６０を駆動制御する
制御手段７０とで構成される。
【００１９】また、本発明に係る導波路型光ヘッドは、
図４に示すように、この導波路構造の材料が高分子の場
合、スラブ導波路の一部及びフレネルレンズ部について
基板３５より剥離し、基板部分を除去した構造であるこ
とを特徴としている。高分子材料は非常に弾力性に富む
ので、図５に示すように剥離した部分に対して黒矢印方
向に押圧部材５２を外力付加手段８０により外力を加え
ることにより、導波路型光ヘッドはフレキシブルに動
き、再生専用多重ホログラム情報記録媒体１０における
各コア層に光を入射することができる。外力付加手段８
０は制御手段９０により駆動制御される。
図４に示すように、この導波路構造の材料が高分子の場
合、スラブ導波路の一部及びフレネルレンズ部について
基板３５より剥離し、基板部分を除去した構造であるこ
とを特徴としている。高分子材料は非常に弾力性に富む
ので、図５に示すように剥離した部分に対して黒矢印方
向に押圧部材５２を外力付加手段８０により外力を加え
ることにより、導波路型光ヘッドはフレキシブルに動
き、再生専用多重ホログラム情報記録媒体１０における
各コア層に光を入射することができる。外力付加手段８
０は制御手段９０により駆動制御される。
【００２０】上記記載の本発明に係る導波路型光ヘッド
は、従来のバルクレンズ系を用いた場合に比べて小型軽
量化が図れる。したがって、この導波路型光ヘッドを構
成要素とする光アドレスシステムも小型化が図れ、携帯
電話等のポータブルな通信端末に装着できるホログラム
情報記録媒体の再生システムに使用するに好適である。
は、従来のバルクレンズ系を用いた場合に比べて小型軽
量化が図れる。したがって、この導波路型光ヘッドを構
成要素とする光アドレスシステムも小型化が図れ、携帯
電話等のポータブルな通信端末に装着できるホログラム
情報記録媒体の再生システムに使用するに好適である。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、本発明の
実施形態に係る導波路型光ヘッドおよび光アクセスシス
テムについて詳細に説明する。本発明の実施形態に係る
導波路型光ヘッドの概略構成を図１に示す。図１に示し
た導波路型光ヘッド３０は、基板３５と、基板３５上に
形成されたレーザ光源ＬＤと、基板３５上に下層クラッ
ド層３４、コア層３２、上層クラッド層３１が積層され
たスラブ導波路とを有し、コア層３２に屈折率の変調に
より作製されたフレネル型レンズ３３が形成されてい
る。
実施形態に係る導波路型光ヘッドおよび光アクセスシス
テムについて詳細に説明する。本発明の実施形態に係る
導波路型光ヘッドの概略構成を図１に示す。図１に示し
た導波路型光ヘッド３０は、基板３５と、基板３５上に
形成されたレーザ光源ＬＤと、基板３５上に下層クラッ
ド層３４、コア層３２、上層クラッド層３１が積層され
たスラブ導波路とを有し、コア層３２に屈折率の変調に
より作製されたフレネル型レンズ３３が形成されてい
る。
【００２２】このように本実施の形態に係る導波路型光
ヘッド３０は、同一の基板上にレーザ光源ＬＤと、コア
層３２が上下、二つのクラッド層３１、３４により挟ま
れるように積層されてなるスラブ導波路とが同一基板上
に形成されている。図１のスラブ導波路において、フィ
ールドの縦方向については、閉じ込め構造になっている
ためにスラブ導波路面内方向に伝搬光は閉じ込められ
る。一方、フィールドの横方向は、閉じ込め構造になっ
ておらず、レーザ光源ＬＤの出射光の入射角に応じて伝
搬していくので面内のモードフィールドは拡大する。そ
の後、フレネル型レンズ３３により波面が揃えられ、平
行光が出射される。導波路型光ヘッド３０全体の大きさ
は、数ミリ角程度大きさであった。
ヘッド３０は、同一の基板上にレーザ光源ＬＤと、コア
層３２が上下、二つのクラッド層３１、３４により挟ま
れるように積層されてなるスラブ導波路とが同一基板上
に形成されている。図１のスラブ導波路において、フィ
ールドの縦方向については、閉じ込め構造になっている
ためにスラブ導波路面内方向に伝搬光は閉じ込められ
る。一方、フィールドの横方向は、閉じ込め構造になっ
ておらず、レーザ光源ＬＤの出射光の入射角に応じて伝
搬していくので面内のモードフィールドは拡大する。そ
の後、フレネル型レンズ３３により波面が揃えられ、平
行光が出射される。導波路型光ヘッド３０全体の大きさ
は、数ミリ角程度大きさであった。
【００２３】図３は、再生専用多重ホログラム情報記録
媒体の各コア層に再生光を入射する光アクセスシステム
の構成の一例を示している。同図において、光アクセス
システムは、導波路型光ヘッド３０と、該導波路型光ヘ
ッド３０の光出力部を、スラブ導波路が多層に積層され
た再生専用多重ホログラム情報記録媒体１０のスラブ導
波路層に対向させて導波路型光ヘッド３０を移動させる
ように駆動する駆動手段６０と、導波路型光ヘッド３０
の出射光ＩＬを所望のスラブ導波路のコア層に入射し、
情報の読み出しを行うように駆動手段６０を駆動制御す
る制御手段７０とを有する。
媒体の各コア層に再生光を入射する光アクセスシステム
の構成の一例を示している。同図において、光アクセス
システムは、導波路型光ヘッド３０と、該導波路型光ヘ
ッド３０の光出力部を、スラブ導波路が多層に積層され
た再生専用多重ホログラム情報記録媒体１０のスラブ導
波路層に対向させて導波路型光ヘッド３０を移動させる
ように駆動する駆動手段６０と、導波路型光ヘッド３０
の出射光ＩＬを所望のスラブ導波路のコア層に入射し、
情報の読み出しを行うように駆動手段６０を駆動制御す
る制御手段７０とを有する。
【００２４】図３に示すように、導波路型光ヘッド３０
を駆動手段６０により黒矢印の方向に駆動することによ
り、再生専用多重ホログラム情報記録媒体１０における
積層されたコア層に光を入射した。この入射光が導波路
に作製されたホログラムにより回折されて再生専用多重
ホログラム情報記録媒体１０の表面に垂直に出射する回
折光ＤＬによってホログラム画像Ｉｍが再生専用多重ホ
ログラム情報記録媒１０の表面と平行な結像面１００上
に再生できた。
を駆動手段６０により黒矢印の方向に駆動することによ
り、再生専用多重ホログラム情報記録媒体１０における
積層されたコア層に光を入射した。この入射光が導波路
に作製されたホログラムにより回折されて再生専用多重
ホログラム情報記録媒体１０の表面に垂直に出射する回
折光ＤＬによってホログラム画像Ｉｍが再生専用多重ホ
ログラム情報記録媒１０の表面と平行な結像面１００上
に再生できた。
【００２５】本発明の他の実施の形態に係る導波路型光
ヘッドの構成を図４に示す。本実施の形態に係る導波路
型光ヘッド３０Ａは、導波路型光ヘッドのスラブ導波路
部分（３１、３２、３４）が高分子材料により形成され
ており、スラブ導波路の少なくとも一部とフレネル型レ
ンズ部３３の下部に位置する基板３５部分を除去するこ
とによりスラブ導波路をフレキシブルな構造としたこと
を特徴としている。
ヘッドの構成を図４に示す。本実施の形態に係る導波路
型光ヘッド３０Ａは、導波路型光ヘッドのスラブ導波路
部分（３１、３２、３４）が高分子材料により形成され
ており、スラブ導波路の少なくとも一部とフレネル型レ
ンズ部３３の下部に位置する基板３５部分を除去するこ
とによりスラブ導波路をフレキシブルな構造としたこと
を特徴としている。
【００２６】また、本実施の形態に係る光アクセスシス
テムは、図５に示すように、図４に示した導波路型光ヘ
ッド３０Ａと、導波路型光ヘッド３０Ａのスラブ導波路
部分に押圧部材５２を介して外力を加える外力付加手段
８０と、外力付加手段８０により付加される外力により
前記前記導波路型光ヘッド３０Ａのスラブ導波路部分を
機械的に折り曲げることによりスラブ導波路が多層に積
層された再生専用多重ホログラム情報記録媒体１０にお
ける所望のスラブ導波路のコア層に入射し、情報の読み
出しを行うように外力付加手段８０を駆動制御する制御
手段９０とを有している。
テムは、図５に示すように、図４に示した導波路型光ヘ
ッド３０Ａと、導波路型光ヘッド３０Ａのスラブ導波路
部分に押圧部材５２を介して外力を加える外力付加手段
８０と、外力付加手段８０により付加される外力により
前記前記導波路型光ヘッド３０Ａのスラブ導波路部分を
機械的に折り曲げることによりスラブ導波路が多層に積
層された再生専用多重ホログラム情報記録媒体１０にお
ける所望のスラブ導波路のコア層に入射し、情報の読み
出しを行うように外力付加手段８０を駆動制御する制御
手段９０とを有している。
【００２７】図５に示すように押圧部材５２にピエゾ素
子などを用いて導波路型光ヘッド３０Ａの導波路部分を
図５上、上下方向に駆動する外力付加手段８０により、
図示した黒矢印の方向に外力を加え、この導波路型光ヘ
ッド３０Ａを可逆的に駆動し、再生専用多重ホログラム
情報記録媒体１０における積層されたコア層に光を入射
した。回折光ＤＬによって生専用多重ホログラム情報記
録媒体１０と平行な結像面１００上にホログラム画像Ｉ
ｍを再生することができた。
子などを用いて導波路型光ヘッド３０Ａの導波路部分を
図５上、上下方向に駆動する外力付加手段８０により、
図示した黒矢印の方向に外力を加え、この導波路型光ヘ
ッド３０Ａを可逆的に駆動し、再生専用多重ホログラム
情報記録媒体１０における積層されたコア層に光を入射
した。回折光ＤＬによって生専用多重ホログラム情報記
録媒体１０と平行な結像面１００上にホログラム画像Ｉ
ｍを再生することができた。
【００２８】次に上記各実施の形態に係る導波路型光ヘ
ッドの製造方法について説明する。まず、図１に示した
本発明の実施の形態に係る導波路型光ヘッドの製造方法
について図２を参照して説明する。まず、石英基板４０
上に高分子材料からなる下層クラッド層４１を形成し
た。厚さとしてはコア層を伝搬する光が漏れないように
なる厚さであればよいが、１０μｍから２０μｍ程度の
厚さが望ましい。さらに、この下層クラッド層４１の上
に、光や電子線による屈折率変調が可能なＵＶ樹脂、電
子線用レジストをコア層４２として塗布した（図２
（Ａ））。
ッドの製造方法について説明する。まず、図１に示した
本発明の実施の形態に係る導波路型光ヘッドの製造方法
について図２を参照して説明する。まず、石英基板４０
上に高分子材料からなる下層クラッド層４１を形成し
た。厚さとしてはコア層を伝搬する光が漏れないように
なる厚さであればよいが、１０μｍから２０μｍ程度の
厚さが望ましい。さらに、この下層クラッド層４１の上
に、光や電子線による屈折率変調が可能なＵＶ樹脂、電
子線用レジストをコア層４２として塗布した（図２
（Ａ））。
【００２９】コア層４２の厚さおよび屈折率差として
は、伝搬光がシングルモードであればいくらでもよい
が、厚さは１μｍから１０μｍ、屈折率差は下層クラッ
ド層４１との差が０．２％〜２％程度が好ましい。ここ
では、厚さは１ミクロン、屈折率差は１．０％とした。
次に、フレネル型レンズ用のマスクを形成して、マスキ
ングされていない部分４３にＵＶ光、電子線を照射して
屈折率の変調を行った（図２（Ｂ））。
は、伝搬光がシングルモードであればいくらでもよい
が、厚さは１μｍから１０μｍ、屈折率差は下層クラッ
ド層４１との差が０．２％〜２％程度が好ましい。ここ
では、厚さは１ミクロン、屈折率差は１．０％とした。
次に、フレネル型レンズ用のマスクを形成して、マスキ
ングされていない部分４３にＵＶ光、電子線を照射して
屈折率の変調を行った（図２（Ｂ））。
【００３０】変調される屈折率差は、０．００１から
０．１程度が好ましい。フレネル型レンズ用マスクの輪
郭部は以下の関数で表せる。 Ｌ（ｘ）＝Ｌmax[／２π＋１] （１） Φ（ｘ）＝−（ｋon／２ｆ）ｘ2＋２ｍπ （２） −２π＜Φ（ｘ）＜０，ｘm＝√（２ｍλｆ／ｎ） （３） ｋonΔｎＬmax＝２π，ｋ0＝２π／λ （４） ここで、λ，ｎ，△ｎ，ｆ，ｍはそれぞれ使用波長、実
効屈折率、屈折率差、焦点距離、任意の整数である。こ
こではλ＝０．６５μｍ，△ｎ＝０．０１，ｎ＝１．
５，ｆ＝１ｍｍとした。そして、輪郭部がこの関数で表
せるフレネル型レンズ部４３をコア領域に作製した（図
２（Ｃ））。尚、コア領域において光照射により屈折率
を変調してフレネル型レンズ部を作製する代わりに、ク
ラッド層の厚さ分布により屈折率を変調するようにして
もよい。
０．１程度が好ましい。フレネル型レンズ用マスクの輪
郭部は以下の関数で表せる。 Ｌ（ｘ）＝Ｌmax[／２π＋１] （１） Φ（ｘ）＝−（ｋon／２ｆ）ｘ2＋２ｍπ （２） −２π＜Φ（ｘ）＜０，ｘm＝√（２ｍλｆ／ｎ） （３） ｋonΔｎＬmax＝２π，ｋ0＝２π／λ （４） ここで、λ，ｎ，△ｎ，ｆ，ｍはそれぞれ使用波長、実
効屈折率、屈折率差、焦点距離、任意の整数である。こ
こではλ＝０．６５μｍ，△ｎ＝０．０１，ｎ＝１．
５，ｆ＝１ｍｍとした。そして、輪郭部がこの関数で表
せるフレネル型レンズ部４３をコア領域に作製した（図
２（Ｃ））。尚、コア領域において光照射により屈折率
を変調してフレネル型レンズ部を作製する代わりに、ク
ラッド層の厚さ分布により屈折率を変調するようにして
もよい。
【００３１】次に、導波部の一部をドライエッチング法
により除去し（図２（Ｄ））、パッシブアライメント法
により、レーザ光源（レーザダイオード）ＬＤの活性層
とスラブ導波路のコア層を位置合わせした（図２
（Ｅ））。最後に、上層クラッド層４４を形成した（図
２（Ｆ））。上層クラッド層４４の厚さとしては、コア
層４２を伝搬する光が漏れないようになる厚さであれば
よいが１０μｍ〜２０μｍ程度の厚さが望ましい。レー
ザ光源ＬＤを点灯させると、縦方向には１μｍのコア層
４２に閉じ込められ面内方向に１ｍｍで広がった平行な
シングルモード光が出射された。これを、図３に示すよ
うに黒矢印方向に機械的に駆動して、積層されたコア層
に光を入射した。回折光ＤＬによってホログラム画像Ｉ
ｍが再生できた。
により除去し（図２（Ｄ））、パッシブアライメント法
により、レーザ光源（レーザダイオード）ＬＤの活性層
とスラブ導波路のコア層を位置合わせした（図２
（Ｅ））。最後に、上層クラッド層４４を形成した（図
２（Ｆ））。上層クラッド層４４の厚さとしては、コア
層４２を伝搬する光が漏れないようになる厚さであれば
よいが１０μｍ〜２０μｍ程度の厚さが望ましい。レー
ザ光源ＬＤを点灯させると、縦方向には１μｍのコア層
４２に閉じ込められ面内方向に１ｍｍで広がった平行な
シングルモード光が出射された。これを、図３に示すよ
うに黒矢印方向に機械的に駆動して、積層されたコア層
に光を入射した。回折光ＤＬによってホログラム画像Ｉ
ｍが再生できた。
【００３２】次に、図４に示した本発明の実施の形態に
係る導波路型光ヘッドの製造方法について説明する。基
本的には図２に示す手順で行うが、この場合には、予め
スラブ導波路の一部とフレネル型レンズ部のクラッド層
と基板の間に金属薄膜を形成しておく。これ以外は、図
２に示したのと同様の手法により導波路型光ヘッドを作
製した。その後、酸やアルカリ溶液を用いて、この金属
膜を溶解し導波路部を基板より剥離した。次に、導波路
構造が剥離した基板のみをダイシングソー等を用いて、
切断して除去し、図４に示すような構造の導波路型光ヘ
ッド３０Ａを作製した。
係る導波路型光ヘッドの製造方法について説明する。基
本的には図２に示す手順で行うが、この場合には、予め
スラブ導波路の一部とフレネル型レンズ部のクラッド層
と基板の間に金属薄膜を形成しておく。これ以外は、図
２に示したのと同様の手法により導波路型光ヘッドを作
製した。その後、酸やアルカリ溶液を用いて、この金属
膜を溶解し導波路部を基板より剥離した。次に、導波路
構造が剥離した基板のみをダイシングソー等を用いて、
切断して除去し、図４に示すような構造の導波路型光ヘ
ッド３０Ａを作製した。
【００３３】図５に示すように、この導波路型光ヘッド
を適当な位置に固定しピエゾ素子などを用いて上下方向
に駆動する機構を用いて、この導波路部分がフレキシブ
ルに形成された導波路型光ヘッド３０Ａを黒矢印の方向
に駆動し、再生専用多重ホログラム情報記録媒体１０に
おける積層されたコア層に光を入射した。この結果、回
折光ＤＬによって結像面１００上にホログラム画像Ｉｍ
を再生できた。
を適当な位置に固定しピエゾ素子などを用いて上下方向
に駆動する機構を用いて、この導波路部分がフレキシブ
ルに形成された導波路型光ヘッド３０Ａを黒矢印の方向
に駆動し、再生専用多重ホログラム情報記録媒体１０に
おける積層されたコア層に光を入射した。この結果、回
折光ＤＬによって結像面１００上にホログラム画像Ｉｍ
を再生できた。
【００３４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る導波
路型光ヘッドよれば、レーザ光源と、コア層が上下、二
つのクラッド層により挟まれるように積層されてなるス
ラブ導波路とが同一基板上に形成され、前記レーザ光源
の出射光が前記スラブ導波路のコア層に入力され、伝搬
後そのモードフィールドが前記スラブ導波路面内方向に
広がった光を出射するようにしたので、スラブ導波路面
に垂直な方向で光りを収束させるレンズが不要になり、
小型軽量化が図れる。
路型光ヘッドよれば、レーザ光源と、コア層が上下、二
つのクラッド層により挟まれるように積層されてなるス
ラブ導波路とが同一基板上に形成され、前記レーザ光源
の出射光が前記スラブ導波路のコア層に入力され、伝搬
後そのモードフィールドが前記スラブ導波路面内方向に
広がった光を出射するようにしたので、スラブ導波路面
に垂直な方向で光りを収束させるレンズが不要になり、
小型軽量化が図れる。
【００３５】また、本発明に係る導波路型光ヘッドよれ
ば、導波路型光ヘッドの導波路部分が高分子材料により
形成されており、スラブ導波路の少なくとも一部とフレ
ネル型レンズ部の下部に位置する基板部分を除去するこ
とにより前記スラブ導波路をフレキシブルな構造とした
ので、フレキシブルな導波路部分のみを、スラブ導波路
が積層されたホログラム情報記録媒体沿って上下方向に
駆動することにより前記スラブ導波路を構成するコア層
に光を入射することができるので、光ヘッドの駆動機構
を簡素化することがでる。
ば、導波路型光ヘッドの導波路部分が高分子材料により
形成されており、スラブ導波路の少なくとも一部とフレ
ネル型レンズ部の下部に位置する基板部分を除去するこ
とにより前記スラブ導波路をフレキシブルな構造とした
ので、フレキシブルな導波路部分のみを、スラブ導波路
が積層されたホログラム情報記録媒体沿って上下方向に
駆動することにより前記スラブ導波路を構成するコア層
に光を入射することができるので、光ヘッドの駆動機構
を簡素化することがでる。
【００３６】さらに、本発明によれば、導波路型光ヘッ
ドを小型軽量化することができるので、導波路型光ヘッ
ドを構成要素とする光アドレスシステムの小型軽量化が
図れる。
ドを小型軽量化することができるので、導波路型光ヘッ
ドを構成要素とする光アドレスシステムの小型軽量化が
図れる。
【図１】 本発明の実施の形態に係る導波路型光ヘッド
の概略構成を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図。
の概略構成を示し、（Ａ）は平面図、（Ｂ）は断面図。
【図２】 本発明の実施の形態に係る導波路型光ヘッド
の製造方法を示す工程図。
の製造方法を示す工程図。
【図３】 本発明の実施の形態に係る光アクセスシステ
ムの構成と、該光アクセスシステムによりホログラム情
報記録媒体から情報を読み出す際の動作状態とを示す説
明図。
ムの構成と、該光アクセスシステムによりホログラム情
報記録媒体から情報を読み出す際の動作状態とを示す説
明図。
【図４】 本発明の他の実施の形態に係る導波路型光ヘ
ッドの構成を示す断面図。
ッドの構成を示す断面図。
【図５】 本発明の他の実施の形態に係る光アクセスシ
ステムの構成と、該光アクセスシステムによりホログラ
ム情報記録媒体から情報を読み出す際の動作状態とを示
す説明図。
ステムの構成と、該光アクセスシステムによりホログラ
ム情報記録媒体から情報を読み出す際の動作状態とを示
す説明図。
【図６】 再生専用多重ホログラムカードから情報を読
み出すための従来の入射システムの構成を示す説明図。
み出すための従来の入射システムの構成を示す説明図。
１０ 再生専用多重ホログラム情報記録媒体 １１ａ，１２ａ，１３ａ，１４ａ，１５ａ 情報記録媒
体のクラッド層 １１ｂ，１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ 情報記録媒体のコア
層 ３０、３０Ａ 導波路型光ヘッド ３１、３４、４１、４４ クラッド層 ３２、４２ コア層 ３３、４３ フレネル型レンズ ３５、４０ 基板 ５２ 押圧部材 ６０ 駆動手段 ７０、９０ 制御手段 ８０ 外力付加手段
体のクラッド層 １１ｂ，１２ｂ，１３ｂ，１４ｂ 情報記録媒体のコア
層 ３０、３０Ａ 導波路型光ヘッド ３１、３４、４１、４４ クラッド層 ３２、４２ コア層 ３３、４３ フレネル型レンズ ３５、４０ 基板 ５２ 押圧部材 ６０ 駆動手段 ７０、９０ 制御手段 ８０ 外力付加手段
───────────────────────────────────────────────────── 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） // Ｂ４２Ｄ 15/10 ５０１ Ｇ１１Ｂ 7/0065 ５Ｄ１１９ Ｇ１１Ｂ 7/0065 Ｇ０２Ｂ 6/12 Ｂ (72)発明者 八木 生剛 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 (72)発明者 栗原 隆 東京都千代田区大手町二丁目３番１号 日 本電信電話株式会社内 Ｆターム(参考） 2C005 HA12 JA18 LB02 LB17 2H047 KA02 LA07 MA03 MA07 QA01 QA04 QA05 RA04 TA05 2K008 AA04 CC03 FF07 5B072 AA03 CC35 DD01 JJ05 JJ08 LL07 LL12 5D090 AA03 BB02 BB12 CC04 CC14 CC16 EE11 FF41 HH01 LL02 5D119 AA01 AA03 BA02 BB01 BB13 CA11 FA05 JA40
Claims (6)
- 【請求項１】 レーザ光源と、コア層が上下、二つのク
ラッド層により挟まれるように積層されてなるスラブ導
波路とが同一基板上に形成された導波路型光ヘッドであ
って、 前記レーザ光源の出射光が前記スラブ導波路のコア層に
入力され、伝搬後そのモードフィールドが前記スラブ導
波路面内方向に広がった光を出射することを特徴とする
導波路型光ヘッド。 - 【請求項２】 出力部にフレネル型レンズ部が形成され
ていることを特徴とする請求項１に記載の導波路型光ヘ
ッド。 - 【請求項３】 前記スラブ導波路を形成する材料が、高
分子、石英、誘電体、化合物ガラス材料のうちいずれ
か、またはそれらのいずれかの組み合わせであることを
特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の導波路
型光ヘッド。 - 【請求項４】 導波路型光ヘッドの導波路部分が高分子
材料により形成されており、前記スラブ導波路の少なく
とも一部とフレネル型レンズ部の下部に位置する基板部
分を除去することにより前記スラブ導波路をフレキシブ
ルな構造としたことを特徴とする請求項２に記載の導波
路型光ヘッド。 - 【請求項５】 請求項１、２、３のいずれかに記載の導
波路型光ヘッドと、 該導波路型光ヘッドの光出力部を、スラブ導波路が多層
に積層された再生専用多重ホログラム情報記録媒体のス
ラブ導波路層に対向させて前記導波路型光ヘッドを移動
させるように駆動する光ヘッド駆動手段と、 前記導波路型光ヘッドの出射光を所望のスラブ導波路の
コア層に入射し、情報の読み出しを行うように前記光ヘ
ッド駆動手段を駆動制御する制御手段と、 を有することを特徴とする光アドレスシステム。 - 【請求項６】 請求項４に記載の導波路型光ヘッドと、 前記導波路型光ヘッドのスラブ導波路部分に外力を加え
る外力付加手段と、 該外力付加手段により付加される外力により前記前記導
波路型光ヘッドのスラブ導波路部分を機械的に折り曲げ
ることによりスラブ導波路が多層に積層された再生専用
多重ホログラム情報記録媒体における所望のスラブ導波
路のコア層に入射し、情報の読み出しを行うように前記
外力付加手段を駆動制御する制御手段と、 を有することを特徴とする光アドレスシステム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001066621A JP2002269800A (ja) | 2001-03-09 | 2001-03-09 | 導波路型光ヘッドおよび光アドレスシステム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001066621A JP2002269800A (ja) | 2001-03-09 | 2001-03-09 | 導波路型光ヘッドおよび光アドレスシステム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002269800A true JP2002269800A (ja) | 2002-09-20 |
Family
ID=18925086
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001066621A Pending JP2002269800A (ja) | 2001-03-09 | 2001-03-09 | 導波路型光ヘッドおよび光アドレスシステム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002269800A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7483616B2 (en) | 2004-03-18 | 2009-01-27 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Optical waveguide |
-
2001
- 2001-03-09 JP JP2001066621A patent/JP2002269800A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7483616B2 (en) | 2004-03-18 | 2009-01-27 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Optical waveguide |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
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|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040406 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040803 |