JP2002365416A - 偏光性回折素子および光ヘッド装置 - Google Patents
偏光性回折素子および光ヘッド装置Info
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- JP2002365416A JP2002365416A JP2001171249A JP2001171249A JP2002365416A JP 2002365416 A JP2002365416 A JP 2002365416A JP 2001171249 A JP2001171249 A JP 2001171249A JP 2001171249 A JP2001171249 A JP 2001171249A JP 2002365416 A JP2002365416 A JP 2002365416A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】入射光の偏光方向に応じて、主に０次、±１次
および±２次の回折光の発生と、０次回折光のみの発生
とに切り替えできる偏光性回折素子を得て、高速再生・
記録の光ヘッド装置を得る。 【解決手段】透明基板１１に形成された複屈折性材料に
凹凸状の格子１３が形成され、格子１３の凹凸部に光学
的等方性の充填材１４が充填され、充填材１４の屈折率
は格子１３の常光または異常光屈折率のいずれかに等し
く、２つの凸部と２つの凹部により４領域で１ピッチＰ
が形成され、回折格子として機能する入射偏光に対しｋ
次の回折効率ηkが、１≦η0／ηk≦５（−２≦ｋ≦
２）を満たす偏光性回折素子を作製し、この素子を光ヘ
ッド装置に設置する。
および±２次の回折光の発生と、０次回折光のみの発生
とに切り替えできる偏光性回折素子を得て、高速再生・
記録の光ヘッド装置を得る。 【解決手段】透明基板１１に形成された複屈折性材料に
凹凸状の格子１３が形成され、格子１３の凹凸部に光学
的等方性の充填材１４が充填され、充填材１４の屈折率
は格子１３の常光または異常光屈折率のいずれかに等し
く、２つの凸部と２つの凹部により４領域で１ピッチＰ
が形成され、回折格子として機能する入射偏光に対しｋ
次の回折効率ηkが、１≦η0／ηk≦５（−２≦ｋ≦
２）を満たす偏光性回折素子を作製し、この素子を光ヘ
ッド装置に設置する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、偏光性回折素子お
よび光ヘッド装置に関し、特に主に０次、±１次および
±２次、または主に０次、±１次、±２次および±３次
の回折光を発生する偏光性回折素子およびこの素子を搭
載した光記録媒体の情報の記録および再生を行う光ヘッ
ド装置に関する。
よび光ヘッド装置に関し、特に主に０次、±１次および
±２次、または主に０次、±１次、±２次および±３次
の回折光を発生する偏光性回折素子およびこの素子を搭
載した光記録媒体の情報の記録および再生を行う光ヘッ
ド装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＣＤ、ＤＶＤおよび光磁気ディスクなど
の光記録媒体（以下、「光ディスク」いう）の情報の記
録および再生を行う光ヘッド装置が用いられている。こ
の光ヘッド装置には回折素子が種々の用途で使用されて
いる。例えば、特開平１１−６６６０９には、回折素子
により半導体レーザからの出射光を複数の光ビームに分
割し、この複数の光ビームを光ディスクの情報記録面の
複数のトラック上に同時に集光させることで、複数のト
ラック上の記録情報を同時に読み取り、従来よりも高速
に情報の再生を行うことが記載されている。
の光記録媒体（以下、「光ディスク」いう）の情報の記
録および再生を行う光ヘッド装置が用いられている。こ
の光ヘッド装置には回折素子が種々の用途で使用されて
いる。例えば、特開平１１−６６６０９には、回折素子
により半導体レーザからの出射光を複数の光ビームに分
割し、この複数の光ビームを光ディスクの情報記録面の
複数のトラック上に同時に集光させることで、複数のト
ラック上の記録情報を同時に読み取り、従来よりも高速
に情報の再生を行うことが記載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の光ヘッ
ド装置においては、半導体レーザからの出射光を従来の
回折素子により複数の光ビームに分割するため、分割さ
れた光ビームの光量が低下し、情報の記録が高速にでき
ないなどの問題を有する。本発明の目的は、上記の問題
を解決するために、主に０次、±１次および±２次、ま
たは主に０次、±１次、±２次および±３次の高効率の
回折光を発生する偏光性回折素子を得ること、そして、
この偏光性回折素子を用いて光ディスクの再生時には複
数光ビームで複数トラック上の情報を読み出すことによ
り高速に情報の再生ができるとともに、記録時には単一
光ビームで高速に情報の記録を行うことができる光ヘッ
ド装置を提供することである。
ド装置においては、半導体レーザからの出射光を従来の
回折素子により複数の光ビームに分割するため、分割さ
れた光ビームの光量が低下し、情報の記録が高速にでき
ないなどの問題を有する。本発明の目的は、上記の問題
を解決するために、主に０次、±１次および±２次、ま
たは主に０次、±１次、±２次および±３次の高効率の
回折光を発生する偏光性回折素子を得ること、そして、
この偏光性回折素子を用いて光ディスクの再生時には複
数光ビームで複数トラック上の情報を読み出すことによ
り高速に情報の再生ができるとともに、記録時には単一
光ビームで高速に情報の記録を行うことができる光ヘッ
ド装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、透明基板上に
形成された複屈折性材料に断面形状が凹凸状の格子が形
成され、格子の凹凸部に光学的に等方な充填材が充填さ
れてなる偏光性回折素子において、充填材の屈折率が複
屈折性材料の常光屈折率または異常光屈折率のいずれか
に等しく、格子の２つの凸部と２つの凹部とからなる隣
接する４領域がピッチＰのくり返し単位となっており、
複屈折性材料の屈折率と充填材の屈折率とが異なる方向
に偏光方向を有する入射直線偏光に対し発生する０次回
折光の回折効率η0とｋ次回折光の回折効率ηkとの比
が、−ｍ≦ｋ≦ｍ（ｍは２または３）となるｋに対し、
１≦η0／ηk≦５の関係を満たすように、前記４領域そ
れぞれの幅のピッチＰに対する比率が特定されているこ
とを特徴とする偏光性回折素子を提供する。
形成された複屈折性材料に断面形状が凹凸状の格子が形
成され、格子の凹凸部に光学的に等方な充填材が充填さ
れてなる偏光性回折素子において、充填材の屈折率が複
屈折性材料の常光屈折率または異常光屈折率のいずれか
に等しく、格子の２つの凸部と２つの凹部とからなる隣
接する４領域がピッチＰのくり返し単位となっており、
複屈折性材料の屈折率と充填材の屈折率とが異なる方向
に偏光方向を有する入射直線偏光に対し発生する０次回
折光の回折効率η0とｋ次回折光の回折効率ηkとの比
が、−ｍ≦ｋ≦ｍ（ｍは２または３）となるｋに対し、
１≦η0／ηk≦５の関係を満たすように、前記４領域そ
れぞれの幅のピッチＰに対する比率が特定されているこ
とを特徴とする偏光性回折素子を提供する。
【０００５】また、光源と、光源からの出射光を光記録
媒体に集光する対物レンズと、集光され光記録媒体によ
り反射された出射光を検出する光検出器とを備える光ヘ
ッド装置において、光源と対物レンズとの間の光路中
に、光源側から偏光方向変換手段と上記の偏光性回折素
子が設置されていることを特徴とする光ヘッド装置を提
供する。
媒体に集光する対物レンズと、集光され光記録媒体によ
り反射された出射光を検出する光検出器とを備える光ヘ
ッド装置において、光源と対物レンズとの間の光路中
に、光源側から偏光方向変換手段と上記の偏光性回折素
子が設置されていることを特徴とする光ヘッド装置を提
供する。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の偏光性回折素子の１例が
示されている図１においては、偏光性回折素子１Ａは、
第１の透光性基板１１の面上に、複屈折性材料が、断面
形状が凹凸状の格子１３として形成されているととも
に、格子１３を挟んで第１の透光性基板と対向して第２
の透光性基板１２を配置する構成となっている。さらに
第１の透光性基板１１、格子１３および第２の透光性基
板１３で形成される空間を光学的等方性の充填材１４で
隙間なく充填して構成される。充填材１４の屈折率は、
複屈折性材料の常光屈折率または異常光屈折率のいずれ
かに等しく選ばれる。
示されている図１においては、偏光性回折素子１Ａは、
第１の透光性基板１１の面上に、複屈折性材料が、断面
形状が凹凸状の格子１３として形成されているととも
に、格子１３を挟んで第１の透光性基板と対向して第２
の透光性基板１２を配置する構成となっている。さらに
第１の透光性基板１１、格子１３および第２の透光性基
板１３で形成される空間を光学的等方性の充填材１４で
隙間なく充填して構成される。充填材１４の屈折率は、
複屈折性材料の常光屈折率または異常光屈折率のいずれ
かに等しく選ばれる。
【０００７】格子は図２に拡大図を示すように、透明基
板１１上において格子１３を形成する２つの凸部と２つ
の凹部とからなる隣接する４領域がピッチＰのくり返し
単位となる。複屈折性材料の屈折率と充填材の屈折率と
が異なる方向の偏光方向を有する入射直線偏光に対し凹
凸部は回折格子となっている。
板１１上において格子１３を形成する２つの凸部と２つ
の凹部とからなる隣接する４領域がピッチＰのくり返し
単位となる。複屈折性材料の屈折率と充填材の屈折率と
が異なる方向の偏光方向を有する入射直線偏光に対し凹
凸部は回折格子となっている。
【０００８】そして、回折格子により発生する０次回折
光とｋ次回折光の回折効率の比が、−ｍ≦ｋ≦ｍ（ｍは
２または３）となるｋに対し、１≦η0／ηk≦５の関係
を満たすように、４領域の幅ａ1、ａ2、ａ3およびａ4の
それぞれのＰに対する比率が特定されている。すなわ
ち、ｍが２のとき、−２、−１、０、１、２のそれぞれ
のｋに対し、０次回折効率η0とｋ次回折効率ηkとの比
が１≦η0／ηk≦５の関係を満たすように、ａ1／Ｐ、
ａ2／Ｐ、ａ3／Ｐおよびａ4／Ｐの値が特定されてい
る。ｍが３のとき、−３、−２、−１、０、１、２、３
のそれぞれのｋに対しも同様である。
光とｋ次回折光の回折効率の比が、−ｍ≦ｋ≦ｍ（ｍは
２または３）となるｋに対し、１≦η0／ηk≦５の関係
を満たすように、４領域の幅ａ1、ａ2、ａ3およびａ4の
それぞれのＰに対する比率が特定されている。すなわ
ち、ｍが２のとき、−２、−１、０、１、２のそれぞれ
のｋに対し、０次回折効率η0とｋ次回折効率ηkとの比
が１≦η0／ηk≦５の関係を満たすように、ａ1／Ｐ、
ａ2／Ｐ、ａ3／Ｐおよびａ4／Ｐの値が特定されてい
る。ｍが３のとき、−３、−２、−１、０、１、２、３
のそれぞれのｋに対しも同様である。
【０００９】ここでη0／ηk＞５のときには、０次以外
の回折光量が低下し、複数光ビームで並列読み出しを行
うための光量を得ることができない。また、η0／ηk＜
１のときには、０次回折光（メインビーム）の光量が他
の回折光の光量より小さくなる。
の回折光量が低下し、複数光ビームで並列読み出しを行
うための光量を得ることができない。また、η0／ηk＜
１のときには、０次回折光（メインビーム）の光量が他
の回折光の光量より小さくなる。
【００１０】透光性基板１１および透光性基板１２は、
例えばガラス基板であれば、平坦度が高く波面収差の発
生が低減でき、また耐久性に優れ好ましい。複屈折性材
料としては、例えば高分子液晶を使用できる。透光性基
板の表面にポリイミドなどの薄膜を形成し、配向処理を
施して配向膜とする。この配向膜上に液晶モノマの溶液
を塗布し、液晶分子を配向させる。この状態で、液晶モ
ノマ溶液に予め含有された光重合開始剤に、光重合用の
光源から光を照射して液晶モノマを高分子化することに
より、透光性基板上に複屈折性材料を形成できる。
例えばガラス基板であれば、平坦度が高く波面収差の発
生が低減でき、また耐久性に優れ好ましい。複屈折性材
料としては、例えば高分子液晶を使用できる。透光性基
板の表面にポリイミドなどの薄膜を形成し、配向処理を
施して配向膜とする。この配向膜上に液晶モノマの溶液
を塗布し、液晶分子を配向させる。この状態で、液晶モ
ノマ溶液に予め含有された光重合開始剤に、光重合用の
光源から光を照射して液晶モノマを高分子化することに
より、透光性基板上に複屈折性材料を形成できる。
【００１１】上記のように透光性基板上に形成された複
屈折性材料に、フォトリソグラフィとエッチングの技術
を用いて、格子を形成する。充填される光学的等方性の
充填材としては、アクリル系、エポキシ系、ポリエステ
ル系の紫外線硬化型接着剤または熱硬化型の接着剤であ
れば作業性がよく好ましいが、これらに限定されない。
また、充填材の屈折率は、例えば複屈折性材料の常光屈
折率に等しくする。
屈折性材料に、フォトリソグラフィとエッチングの技術
を用いて、格子を形成する。充填される光学的等方性の
充填材としては、アクリル系、エポキシ系、ポリエステ
ル系の紫外線硬化型接着剤または熱硬化型の接着剤であ
れば作業性がよく好ましいが、これらに限定されない。
また、充填材の屈折率は、例えば複屈折性材料の常光屈
折率に等しくする。
【００１２】上記のように構成された偏光性回折素子
に、複屈折性材料に対し異常光となる直線偏光が入射し
たときには、複屈折性材料の屈折率と充填材の屈折率が
異なるため、上記のように格子は回折格子として機能す
る。
に、複屈折性材料に対し異常光となる直線偏光が入射し
たときには、複屈折性材料の屈折率と充填材の屈折率が
異なるため、上記のように格子は回折格子として機能す
る。
【００１３】また、偏光性回折素子に、複屈折性材料に
対し常光となる直線偏光（直線偏光と偏光方向が直交）
が入射したときには、複屈折性材料の屈折率と充填材の
屈折率が等しいため、格子は回折格子として機能せず、
入射光は回折されずに通過する。
対し常光となる直線偏光（直線偏光と偏光方向が直交）
が入射したときには、複屈折性材料の屈折率と充填材の
屈折率が等しいため、格子は回折格子として機能せず、
入射光は回折されずに通過する。
【００１４】すなわち、本発明の偏光性回折素子は、入
射する直線偏光の偏光方向に応じて回折格子として機能
する、または機能せず、さらに回折格子として機能する
場合にはｍが２のときは主に±２次以下、またはｍが３
のときは主に±３次以下の次数の回折光を発生するよう
に、ａ1／Ｐ、ａ2／Ｐ、ａ3／Ｐおよびａ4／Ｐの値が特
定されている（図２参照）。
射する直線偏光の偏光方向に応じて回折格子として機能
する、または機能せず、さらに回折格子として機能する
場合にはｍが２のときは主に±２次以下、またはｍが３
のときは主に±３次以下の次数の回折光を発生するよう
に、ａ1／Ｐ、ａ2／Ｐ、ａ3／Ｐおよびａ4／Ｐの値が特
定されている（図２参照）。
【００１５】本発明の光ヘッド装置には、本発明の偏光
性回折素子が搭載される。図３に１例として示す本発明
の光ヘッド装置は、光源である半導体レーザ２から出射
した光が、偏光方向変換手段である偏光変換素子３を通
過した後、偏光性回折素子１に入射する。半導体レーザ
２からの出射光は、偏光性回折素子１により複数の光ビ
ームに分割されるような直線偏光の偏光方向を有してい
る。
性回折素子が搭載される。図３に１例として示す本発明
の光ヘッド装置は、光源である半導体レーザ２から出射
した光が、偏光方向変換手段である偏光変換素子３を通
過した後、偏光性回折素子１に入射する。半導体レーザ
２からの出射光は、偏光性回折素子１により複数の光ビ
ームに分割されるような直線偏光の偏光方向を有してい
る。
【００１６】また、偏光変換素子３は、半導体レーザ２
から出射され、偏光変換素子３に入射した直線偏光の偏
光方向を変えずに出射する場合と、この偏光方向と直交
する直線偏光に変えて出射する場合との２つの状態を切
り替えることができる。偏光変換素子としては、具体的
には、波長板、ツイステッドネマティック液晶セルを光
路中に出し入れする、また波長板を光軸の回りに回転さ
せる機構を備えるなどにより実現できる。
から出射され、偏光変換素子３に入射した直線偏光の偏
光方向を変えずに出射する場合と、この偏光方向と直交
する直線偏光に変えて出射する場合との２つの状態を切
り替えることができる。偏光変換素子としては、具体的
には、波長板、ツイステッドネマティック液晶セルを光
路中に出し入れする、また波長板を光軸の回りに回転さ
せる機構を備えるなどにより実現できる。
【００１７】図３（ａ）では、偏光変換素子３により出
射光の偏光方向が変化を受けずに偏光性回折素子１に入
射し、偏光回折素子１によって、主な５つ、または７つ
の光ビーム（回折光）に分離された光は、ビームスプリ
ッタ４を通過する。通過した光は、コリメートレンズ５
によって平行光とされ、対物レンズ６により、光ディス
ク７上の複数のトラック上に集光され、反射される。反
射された複数の光は、ビームスプリッタ４により反射さ
れ、複数の光検出器８で個別に検出されて、再生信号、
トラッキングエラー信号、フォーカシングエラー信号な
どを与える。
射光の偏光方向が変化を受けずに偏光性回折素子１に入
射し、偏光回折素子１によって、主な５つ、または７つ
の光ビーム（回折光）に分離された光は、ビームスプリ
ッタ４を通過する。通過した光は、コリメートレンズ５
によって平行光とされ、対物レンズ６により、光ディス
ク７上の複数のトラック上に集光され、反射される。反
射された複数の光は、ビームスプリッタ４により反射さ
れ、複数の光検出器８で個別に検出されて、再生信号、
トラッキングエラー信号、フォーカシングエラー信号な
どを与える。
【００１８】図３（ｂ）では、偏光変換素子３によっ
て、半導体レーザ２からの出射光が元の偏光方向と直交
する偏光方向に変化を受けた後、偏光性回折素子１に入
射し、回折されずに通過する。通過した光は、ビームス
プリッタ４を透過し、コリメートレンズ５によって平行
光とされ、対物レンズ６により、光ディスク上７の単一
トラック上に集光され、一部は情報を記録するために使
われ、残りは反射される。反射された光は、ビームスプ
リッタ４により反射され、複数の光検出器８のうちの１
つで検出されて、トラッキングエラー信号やフォーカシ
ングエラー信号を与える。
て、半導体レーザ２からの出射光が元の偏光方向と直交
する偏光方向に変化を受けた後、偏光性回折素子１に入
射し、回折されずに通過する。通過した光は、ビームス
プリッタ４を透過し、コリメートレンズ５によって平行
光とされ、対物レンズ６により、光ディスク上７の単一
トラック上に集光され、一部は情報を記録するために使
われ、残りは反射される。反射された光は、ビームスプ
リッタ４により反射され、複数の光検出器８のうちの１
つで検出されて、トラッキングエラー信号やフォーカシ
ングエラー信号を与える。
【００１９】なお、偏光性回折素子１に、直線偏光が入
射したときに３ビームを発生させる別の偏光性回折素子
を積層して、再生時のトラッキングエラー信号を得るた
めの３ビームを発生させる構成にしてもよいし、直線偏
光が入射したときに３ビームを発生させる別の偏光回折
素子を積層して、記録時のトラッキングエラー信号を得
るための３ビームを発生させる構成にしてもよい。
射したときに３ビームを発生させる別の偏光性回折素子
を積層して、再生時のトラッキングエラー信号を得るた
めの３ビームを発生させる構成にしてもよいし、直線偏
光が入射したときに３ビームを発生させる別の偏光回折
素子を積層して、記録時のトラッキングエラー信号を得
るための３ビームを発生させる構成にしてもよい。
【００２０】
【実施例】「例１」本例は、偏光性回折素子に関する。
まず、ポリイミド樹脂をスピンコート法により第１のガ
ラス基板（透光性基板）上に均一に塗布、成膜し、焼成
した後、ラビング処理を施して、配向膜とした（図示せ
ず）。配向膜の厚さは、６０ｎｍであった。その後、配
向膜上に塗布した液晶モノマを光重合硬化し高分子液晶
膜を形成した。高分子液晶の膜厚は３．８６μｍであ
り、屈折率は、波長λ＝７８５ｎｍで常光屈折率ｎo＝
１．５５、異常光屈折率ｎe＝１．６０であった。
まず、ポリイミド樹脂をスピンコート法により第１のガ
ラス基板（透光性基板）上に均一に塗布、成膜し、焼成
した後、ラビング処理を施して、配向膜とした（図示せ
ず）。配向膜の厚さは、６０ｎｍであった。その後、配
向膜上に塗布した液晶モノマを光重合硬化し高分子液晶
膜を形成した。高分子液晶の膜厚は３．８６μｍであ
り、屈折率は、波長λ＝７８５ｎｍで常光屈折率ｎo＝
１．５５、異常光屈折率ｎe＝１．６０であった。
【００２１】以上のようにして成膜された高分子液晶を
フォトリソグラフィとエッチングの技術を用いて、格子
を作成した。ここで、格子のピッチをＰ＝３０μｍと
し、格子ピッチ内を幅ａ1＝１．５μｍ、ａ2＝９．６μ
ｍ、ａ3＝８．７μｍおよびａ4＝１０．２μｍの順に４
つの領域に分割し、高さｄ＝３．８６μｍの凹凸状の格
子とした。この凹凸部の幅の比は、ピッチの端から順に
１：６．４：５．８：６．８であった。
フォトリソグラフィとエッチングの技術を用いて、格子
を作成した。ここで、格子のピッチをＰ＝３０μｍと
し、格子ピッチ内を幅ａ1＝１．５μｍ、ａ2＝９．６μ
ｍ、ａ3＝８．７μｍおよびａ4＝１０．２μｍの順に４
つの領域に分割し、高さｄ＝３．８６μｍの凹凸状の格
子とした。この凹凸部の幅の比は、ピッチの端から順に
１：６．４：５．８：６．８であった。
【００２２】同時に、硬化後の屈折率が波長λで１．５
５である光学的等方性の充填材として紫外線硬化型接着
剤を格子間に充填し、さらに第２のガラス基板（透光性
基板）で挟んだ。その後、紫外線を照射して接着剤を重
合させて図１に示す構成の偏光性回折素子を作成した。
５である光学的等方性の充填材として紫外線硬化型接着
剤を格子間に充填し、さらに第２のガラス基板（透光性
基板）で挟んだ。その後、紫外線を照射して接着剤を重
合させて図１に示す構成の偏光性回折素子を作成した。
【００２３】上記のように作製した偏光性回折素子に、
波長λで、高分子液晶に対し異常光となる偏光方向の直
線偏光を入射したところ、約４２％が０次回折光として
透過し、約１０％の±１次および±２次回折光が発生す
る５ビーム回折素子が得られた。ここで、ｋ次回折光の
回折効率ηkは、−２≦ｋ≦２の範囲において、η0／η
k＝４．２＜５を満たしていた。また、この偏光性回折
素子に、波長λで、高分子液晶に対し常光となる偏光方
向の直線偏光を入射したところ、透過率が９８％であ
り、回折光は見られなかった。
波長λで、高分子液晶に対し異常光となる偏光方向の直
線偏光を入射したところ、約４２％が０次回折光として
透過し、約１０％の±１次および±２次回折光が発生す
る５ビーム回折素子が得られた。ここで、ｋ次回折光の
回折効率ηkは、−２≦ｋ≦２の範囲において、η0／η
k＝４．２＜５を満たしていた。また、この偏光性回折
素子に、波長λで、高分子液晶に対し常光となる偏光方
向の直線偏光を入射したところ、透過率が９８％であ
り、回折光は見られなかった。
【００２４】「例２」本例も、偏光性回折素子に関す
る。まず、例１と同様の方法で、例１と同様の高分子液
晶膜を、厚さが５．２０μｍになるように形成した。以
上のようにして成膜された高分子液晶をフォトリソグラ
フィとエッチングの技術を用いて、格子を作成した。こ
こで、格子のピッチをＰ＝３０μｍとし、格子ピッチ内
を幅ａ1＝６．９μｍ、ａ2＝３．９μｍ、ａ3＝６．３
μｍおよびａ4＝１２．９μｍの順に４つの領域に分割
し、高さｄ＝５．２０μｍの凹凸状の格子とした。この
凹凸部の幅の比は、ピッチの端から順に１．８：１：
１．６：７．７であった。
る。まず、例１と同様の方法で、例１と同様の高分子液
晶膜を、厚さが５．２０μｍになるように形成した。以
上のようにして成膜された高分子液晶をフォトリソグラ
フィとエッチングの技術を用いて、格子を作成した。こ
こで、格子のピッチをＰ＝３０μｍとし、格子ピッチ内
を幅ａ1＝６．９μｍ、ａ2＝３．９μｍ、ａ3＝６．３
μｍおよびａ4＝１２．９μｍの順に４つの領域に分割
し、高さｄ＝５．２０μｍの凹凸状の格子とした。この
凹凸部の幅の比は、ピッチの端から順に１．８：１：
１．６：７．７であった。
【００２５】また、硬化後の屈折率が波長λ＝７８５ｎ
ｍで１．５５である光学的等方性の充填材として紫外線
硬化型接着剤を格子間に充填し、さらに第２のガラス基
板（透光性基板）で挟んだ。その後、紫外線を照射して
接着剤を重合させて図１に示す構成の偏光性回折素子を
作成した。
ｍで１．５５である光学的等方性の充填材として紫外線
硬化型接着剤を格子間に充填し、さらに第２のガラス基
板（透光性基板）で挟んだ。その後、紫外線を照射して
接着剤を重合させて図１に示す構成の偏光性回折素子を
作成した。
【００２６】上記のように作製した偏光性回折素子に、
波長λで、高分子液晶に対し異常光となる偏光方向の直
線偏光を入射したところ、約２７％が０次回折光として
透過し、約１０％の±１次、±２次および３次回折光が
発生する７ビーム回折素子が得られた。ここで、ｋ次回
折光の回折効率ηkは、−３≦ｋ≦３の範囲において、
η0／ηk＝２．７＜５を満たしていた。また、この偏光
性回折素子に、波長λで、高分子液晶に対し常光となる
偏光方向の直線偏光を入射したところ、透過率が９８％
であり、回折光は見られなかった。
波長λで、高分子液晶に対し異常光となる偏光方向の直
線偏光を入射したところ、約２７％が０次回折光として
透過し、約１０％の±１次、±２次および３次回折光が
発生する７ビーム回折素子が得られた。ここで、ｋ次回
折光の回折効率ηkは、−３≦ｋ≦３の範囲において、
η0／ηk＝２．７＜５を満たしていた。また、この偏光
性回折素子に、波長λで、高分子液晶に対し常光となる
偏光方向の直線偏光を入射したところ、透過率が９８％
であり、回折光は見られなかった。
【００２７】「例３」本例は、光ヘッド装置に関する。
図３に示すように、例１で得られた回折素子を、光軸変
換手段３とビームスプリッタ４との間の光路中に偏光性
回折素子１として配置した。光軸変換手段３として、１
／２波長板を用いた。１／２波長板の板面は入射光の光
軸に対して垂直に配置され、光軸の回りに回転できるよ
うになっている。１／２波長板を回転することで出射光
の偏光方向を変化させることができ、偏光性回折素子１
へ入射する直線偏光を、高分子液晶に対して異常光とな
る偏光方向の場合と常光となる偏光方向の場合とに変化
させることができた。
図３に示すように、例１で得られた回折素子を、光軸変
換手段３とビームスプリッタ４との間の光路中に偏光性
回折素子１として配置した。光軸変換手段３として、１
／２波長板を用いた。１／２波長板の板面は入射光の光
軸に対して垂直に配置され、光軸の回りに回転できるよ
うになっている。１／２波長板を回転することで出射光
の偏光方向を変化させることができ、偏光性回折素子１
へ入射する直線偏光を、高分子液晶に対して異常光とな
る偏光方向の場合と常光となる偏光方向の場合とに変化
させることができた。
【００２８】その結果、図３（ａ）に示すように、光デ
ィスク７の再生時には５つの光ビームで５つのトラック
上の情報を読み出すことにより高速に情報の再生ができ
るとともに、図２（ｂ）に示すように、記録時には単一
光ビームで高速に情報の記録を行うことができた。
ィスク７の再生時には５つの光ビームで５つのトラック
上の情報を読み出すことにより高速に情報の再生ができ
るとともに、図２（ｂ）に示すように、記録時には単一
光ビームで高速に情報の記録を行うことができた。
【００２９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の偏光性回
折素子は、素子に入射する直線偏光の偏光方向を選択す
ることにより、入射光を主に０次、±１次および±２次
の回折光に分離できる、または０次の回折光（透過光）
のみとすることができる。また、入射光を主に０次、±
１次、±２次および±３次の回折光に分離できる、また
は０次の回折光（透過光）のみとすることができる。
折素子は、素子に入射する直線偏光の偏光方向を選択す
ることにより、入射光を主に０次、±１次および±２次
の回折光に分離できる、または０次の回折光（透過光）
のみとすることができる。また、入射光を主に０次、±
１次、±２次および±３次の回折光に分離できる、また
は０次の回折光（透過光）のみとすることができる。
【００３０】また、本発明の偏光性回折素子を搭載した
本発明の光ヘッド装置を用いれば、光ディスクの再生時
には主に５つ、または７つの複数の光ビームで同数のト
ラック上の情報を読み出すことにより高速に情報の再生
ができるとともに、記録時には単一光ビームで高速に情
報の記録を行うことができる。
本発明の光ヘッド装置を用いれば、光ディスクの再生時
には主に５つ、または７つの複数の光ビームで同数のト
ラック上の情報を読み出すことにより高速に情報の再生
ができるとともに、記録時には単一光ビームで高速に情
報の記録を行うことができる。
【図１】本発明の偏光回折素子の１例を示す図で、
（ａ）直線偏光Ｐ1が入射したときの様子を示す側面
図、（ｂ）直線偏光Ｐ2が入射したときの様子を示す側
面図。
（ａ）直線偏光Ｐ1が入射したときの様子を示す側面
図、（ｂ）直線偏光Ｐ2が入射したときの様子を示す側
面図。
【図２】図１の格子部分の拡大図。
【図３】本発明の光ヘッド装置の１例を示す図で、
（ａ）光ディスクの再生時の様子を示す側面図、（ｂ）
記録時の様子を示す側面図。
（ａ）光ディスクの再生時の様子を示す側面図、（ｂ）
記録時の様子を示す側面図。
１：偏光性回折素子 ２：半導体レーザ ３：偏光変換手段 ４：ビームスプリッタ ５：コリメートレンズ ６：対物レンズ ７：光ディスク ８：光検出器 １１、１２：透光性基板 １３、１５：格子 １４：充填材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村川 真弘 福島県郡山市待池台１−８ 郡山西部第二 工業団地 旭硝子郡山電材株式会社内 Ｆターム(参考） 2H049 AA03 AA31 AA33 AA37 AA57 AA66 AA68 BA42 BA45 BB03 BC21 5D119 AA10 AA24 AA43 BA01 EC40 JA22 JB10 LB05
Claims (2)
- 【請求項１】透明基板上に形成された複屈折性材料に断
面形状が凹凸状の格子が形成され、格子の凹凸部に光学
的に等方な充填材が充填されてなる偏光性回折素子にお
いて、充填材の屈折率が複屈折性材料の常光屈折率また
は異常光屈折率のいずれかに等しく、格子の２つの凸部
と２つの凹部とからなる隣接する４領域がピッチＰのく
り返し単位となっており、複屈折性材料の屈折率と充填
材の屈折率とが異なる方向に偏光方向を有する入射直線
偏光に対し発生する０次回折光の回折効率η0とｋ次回
折光の回折効率ηkとの比が、−ｍ≦ｋ≦ｍ（ｍは２ま
たは３）となるｋに対し、１≦η0／ηk≦５の関係を満
たすように、前記４領域それぞれの幅のピッチＰに対す
る比率が特定されていることを特徴とする偏光性回折素
子。 - 【請求項２】光源と、光源からの出射光を光記録媒体に
集光する対物レンズと、集光され光記録媒体により反射
された出射光を検出する光検出器とを備える光ヘッド装
置において、光源と対物レンズとの間の光路中に、光源
側から偏光方向変換手段と請求項１記載の偏光性回折素
子が設置されていることを特徴とする光ヘッド装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| JP2001171249A JP4599763B2 (ja) | 2001-06-06 | 2001-06-06 | 光ヘッド装置 |
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| JP2001171249A JP4599763B2 (ja) | 2001-06-06 | 2001-06-06 | 光ヘッド装置 |
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|---|---|
| JP2002365416A true JP2002365416A (ja) | 2002-12-18 |
| JP2002365416A5 JP2002365416A5 (ja) | 2008-05-08 |
| JP4599763B2 JP4599763B2 (ja) | 2010-12-15 |
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| JP2001171249A Expired - Fee Related JP4599763B2 (ja) | 2001-06-06 | 2001-06-06 | 光ヘッド装置 |
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006008666A1 (en) * | 2004-07-13 | 2006-01-26 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Polarizing device |
| US7759630B2 (en) | 2006-12-26 | 2010-07-20 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Method and apparatus for the generation and control of multiple near-field light sources at subwavelength resolution |
| US8243557B2 (en) | 2006-12-26 | 2012-08-14 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Optimized ridge apertures for thermally assisted magnetic recording |
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|---|---|---|---|---|
| KR102444285B1 (ko) | 2015-09-21 | 2022-09-16 | 삼성전자주식회사 | 빔 스티어링 소자, 이를 포함한 광학 기기 및 빔 스티어링 방법 |
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| JPH0950642A (ja) * | 1995-06-01 | 1997-02-18 | Asahi Glass Co Ltd | 光ヘッド装置及びその製造方法 |
| JPH1164615A (ja) * | 1997-08-20 | 1999-03-05 | Asahi Glass Co Ltd | 回折素子 |
| JPH1166609A (ja) * | 1997-08-19 | 1999-03-09 | Kenwood Corp | 光ピックアップ装置及び製造方法 |
| JPH11250483A (ja) * | 1998-03-03 | 1999-09-17 | Sankyo Seiki Mfg Co Ltd | 光ピックアップ装置 |
| JP2001014714A (ja) * | 1999-06-28 | 2001-01-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光学素子および光ディスク装置 |
| JP2001034985A (ja) * | 1999-07-21 | 2001-02-09 | Kenwood Corp | 光ピックアップ装置 |
| JP2002015448A (ja) * | 2000-06-29 | 2002-01-18 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光学素子、光源装置、光ヘッド装置および光情報処理装置 |
| JP2002150600A (ja) * | 2000-11-09 | 2002-05-24 | Ricoh Co Ltd | 光ピックアップ装置 |
-
2001
- 2001-06-06 JP JP2001171249A patent/JP4599763B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| WO2006008666A1 (en) * | 2004-07-13 | 2006-01-26 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Polarizing device |
| US7759630B2 (en) | 2006-12-26 | 2010-07-20 | Hitachi Global Storage Technologies Netherlands B.V. | Method and apparatus for the generation and control of multiple near-field light sources at subwavelength resolution |
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