JP2003233925A - 光集積デバイスおよび波長変動キャンセル方法 - Google Patents

光集積デバイスおよび波長変動キャンセル方法

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JP2003233925A
JP2003233925A JP2002029979A JP2002029979A JP2003233925A JP 2003233925 A JP2003233925 A JP 2003233925A JP 2002029979 A JP2002029979 A JP 2002029979A JP 2002029979 A JP2002029979 A JP 2002029979A JP 2003233925 A JP2003233925 A JP 2003233925A
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wavelength
optical
grating
reflected light
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Masataka Izawa
正隆 伊澤
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Pioneer Electronic Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 波長λの半導体レーザ光を用いた場合に、光
集積デバイスの光結合手段であるグレーティングを通過
する光に波長変動が生じても、グレーティングを通過し
た後の導波光の強度変化を小さくすることで、光情報記
録媒体に対する照射光の焦点位置を検出するフォーカス
エラー信号の劣化を抑制する。 【解決手段】 光ディスク１で反射された反射光を受光
する光ピックアップ装置に用いられる光集積デバイスで
あって、反射光から導波光と透過光とをそれぞれ生成す
るグレーティング５と、導波光を伝搬させる光導波路と
を積層形成してなり、グレーティング５は、反射光の一
の波長に最適化された第１部分と、反射光の一の波長よ
り長い波長に最適化された第２部分と、反射光の一の波
長より短い波長に最適化された第３部分とからなること
を特徴とする光集積デバイス。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、CD（Compact Dis
c）、LDV(Laser Vision Disc)、DVD等の記録媒体に記録
された情報を光学的に再生し、または記録媒体に情報を
光学的に記録する光ピックアップ装置に用いられる光集
積デバイスの分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、上述のような光ピックアップ装置
に用いられる光集積デバイスとしては、特開２０００−
２１５５０４号公報に開示されている装置が知られてい
る。ここで示される光集積デバイスは、半導体基板内に
第１の受光部と第２の受光部が形成されたフォトディテ
クタを用い、このフォトディテクタ上にバッファ層、光
導波路、ＳＯＧ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）層、光
結合手段（グレーティング）層、及び往路復路分離膜を
半導体製造工程により集積形成する光ピックアップ装置
用の光集積デバイスである。また、この光集積デバイス
は、第１の受光部はグレーティングの直下位置に置くと
共に、第２の受光部周辺のバッファ層に傾斜を設けて、
第２の受光部上のバッファ層の層厚を他よりも薄くする
ように構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
光ピックアップ装置においては半導体レーザの波長変動
に対しての考慮はなされていなかった。すなわち、半導
体レーザは周囲温度が変化すると半導体レーザの光路長
が変化するために、出射される波長が変動することが知
られている。ところが従来の光集積デバイスにおいて
は、光結合手段であるグレーティングの設計は単一波長
に対してのみなされており、入射光の波長変動に対して
は考慮がされていないという問題点があった。
【０００４】その結果、従来の光ピックアップ装置で
は、光ピックアップ装置の周囲温度が変化すると、半導
体レーザの波長が変動し、グレーティングによる入力結
合効率が変化し、グレーティングを通過した光を電気信
号に変換した受信信号を演算したフォーカスエラー信号
が劣化してしまい、フォーカスサーボが正確にできない
状態が発生した。
【０００５】そこで、本発明は、波長λの半導体レーザ
光を用いた場合に、光集積デバイスの光結合手段である
グレーティングを通過する光に波長変動が生じても、グ
レーティングを通過した後の導波光の強度変化を小さく
することで、光情報記録媒体に対する照射光の焦点位置
を検出するフォーカスエラー信号の劣化を抑制すること
を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、光情報記録媒体で反射
された反射光を受光する光ピックアップ装置に用いられ
る光集積デバイスであって、前記反射光から導波光と透
過光とをそれぞれ生成する光波結合手段と、前記導波光
を伝搬させる光導波路とを積層形成してなり、前記光波
結合手段は、前記反射光の一の波長に最適化された第１
部分と、前記反射光の前記一の波長より長い波長に最適
化された第２部分と、前記反射光の前記一の波長より短
い波長に最適化された第３部分とからなることを特徴と
する光集積デバイスである。
【０００７】この発明によれば、光波結合手段であるグ
レーティングが複数の部分に形成されており、各部分に
おけるグレーティングパターンは波長の異なる光に対し
て最適化された部分が形成されている。したがって各部
分のグレーティングにより生成される導波光は、前記反
射光のうち各グレーティングピッチ周期と結合効率の良
い波長が導波光として生成される。このようにして、各
グレーティング部分から生成される導波光は、同一の光
導波路を伝播していく。このとき、前記グレーティング
パターンは、複数の種類のグレーティングから形成され
ているため、前記反射光の波長が変動しても、前記導波
光と前記透過光との割合は、光集積デバイスの機能に対
しては、ほとんど影響を与えない許容できる小さな変化
にとどまる。
【０００８】請求項３に記載の発明は、前記反射光の前
記光波結合手段の第１部分、第２部分および第３部分
は、それぞれ複数個あり、隣り合う部分は、互いに異な
ることを特徴とする請求項１記載の光集積デバイスであ
る。
【０００９】この発明によれば、光情報記録媒体からの
反射光のうち、光波結合手段により生成される導波光
は、前記反射光の波長が変化した場合にも、前記光波結
合手段であるグレーティングパターンが前記反射光の波
長変動に対応したパターンを複数個もつため、前記光情
報記録担体からの反射光のうち、光波結合手段により生
成される導波光は、前記反射光に波長変動が生じた場合
にも一定の割合で生成される。
【００１０】請求項４に記載の発明は、前記反射光の前
記光波結合手段の第１部分、第２部分および第３部分
は、それぞれ複数個形成され、前記導波光の進行方向に
対して交わる向きに、前記３つの部分が並んで配置され
ていることを特徴とする請求項１記載の光集積デバイス
である。
【００１１】この発明によれば、光情報記録媒体からの
反射光のうち、光波結合手段により生成される導波光
は、前記反射光の波長が変化した場合にも、前記光波結
合手段であるグレーティングパターンが前記導波光の進
む主軸方向に分割されて、かつ前記分割された各部分に
応じて、前記反射光の波長変動に対応したパターンを複
数個もつため、前記光情報記録媒体からの反射光のう
ち、前記光波結合手段により生成される導波光は、前記
反射光に波長変動が生じた場合にもほぼ一定の割合で生
成される。
【００１２】請求項６に記載の発明は、前記反射光の前
記光波結合手段の第１部分、第２部分および第３部分
は、同一層内に形成されていることを特徴とする請求項
１記載の光集積デバイスである。
【００１３】請求項７に記載の発明は、前記光集積デバ
イスは、前記透過光を受光する第１受光手段と前記導波
光の前記光導波路から半導体基板側への放射光を受光
し、前記光情報記録担体に対する前記照射光の焦点位置
情報を読み取るための手段である第２受光手段とが、半
導体基板上に形成されることを特徴とする請求項１乃至
６のいずれかに記載の光集積デバイスである。
【００１４】この発明によれば、光情報記録媒体からの
反射光は、光波結合手段、光導波路、第１の受光手段及
び第２の受光手段へ至る光路を辿ることになるが、前記
光波結合手段、前記光導波路、前記第１の受光手段、及
び前記の第２の受光手段は、半導体基板上に積層形成さ
れており、半導体製造工程において容易に製造されるも
のであり、製造コストを低減させる。また、前記光結合
手段であるグレーティングパターンは、複数の種類のグ
レーティングから構成されているため、前記反射光の波
長が変動しても、前記導波光と前記透過光との割合は、
光集積デバイスの機能に対して、ほとんど影響を与えな
い許容できる小さな変化にとどまる。
【００１５】請求項８に記載の発明は、前記第１受光手
段および前記第２受光手段段は、同一層内に形成されて
いることを特徴とする請求項７に記載の光集積デバイス
である。
【００１６】この発明によれば、光情報記録媒体からの
反射光は、光波結合手段、光導波路、及び第１の受光手
段、及び第２の受光手段へ至る光路を辿ることになる
が、前記光波結合手段、前記光導波路、前記第１の受光
手段、及び前記の第２の受光手段は、半導体基板上に積
層形成されており、半導体製造工程において容易に製造
されるものであり、製造コストを低減させる。
【００１７】上記の課題を解決するために、請求項９に
記載の本発明は、光情報記録媒体で反射された反射光の
波長変動に起因する、焦点位置情報を読み取る信号の変
化を小さくする方法であって、前記反射光の一の波長に
最適化された光結合手段を通過した光と、前記反射光の
前記一の波長より長い波長に最適化された光結合手段を
通過した光と、前記反射光の前記一の波長より短い波長
に最適化された光結合手段を通過した光とを加え合わせ
た光を用いて、焦点位置情報を読み取る信号を生成する
ことを特徴とする方法である。
【００１８】この発明によれば、光波結合手段であるグ
レーティングが複数の部分に形成されており、各部分に
おけるグレーティングパターンは波長の異なる光に対し
て最適化された部分が形成されている。したがって各部
分のグレーティングにより生成される導波光は、前記反
射光のうち各グレーティングピッチ周期と結合効率の良
い波長が導波光として生成される。このようにして、各
グレーティング部分から生成される導波光は、同一の光
導波路を伝播していく。このとき、前記グレーティング
パターンは、複数の種類のグレーティングから形成され
ているため、前記反射光の波長が変動しても、前記導波
光と前記透過光との割合は、光集積デバイスの機能に対
しては、ほとんど影響を与えない許容できる小さな変化
にとどまる。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明による光集積デバイ
スの第１の実施形態について説明する。
【００２０】図１は、本実施形態の光集積デバイスを含
むピックアップ装置全体の斜視図であり、光ディスク１
に照射された半導体レーザ光の復路光路のみを示したも
のである。（半導体レーザ等の光源、および対物レンズ
の駆動方法は周知技術のため図示せず。）光ディスク１
から反射された光は対物レンズ２を透過し、コリメータ
レンズ３を透過して光集積デバイス４中に作製されたグ
レーティング５に到達する。グレーティング５の直下に
は受光素子Ｂがあり一部の光は受光素子Ｂに入射して電
気信号に変換される。また他の光は光導波路１１を伝わ
って受光素子Ｆに到達し電気信号に変換され、さらに他
の光は光導波路１１を伝わって受光素子Ｒに到達する。
【００２１】図２（ａ）は、光集積デバイス４の平面図
である。グレーティング５の直下には受光素子Ｂがあ
り、受光素子Ｂは受光素子Ｂ１、受光素子Ｂ２、受光素
子Ｂ３、受光素子Ｂ４に４分割されている。また、グレ
ーティング５を通過した光のうち直下の受光素子Ｂに向
かわずに、光導波路１１に入射した他の光は受光素子Ｆ
に到達する光と、さらに光導波路１１を伝播し受光素子
Ｒに到達する光がある。
【００２２】図２（ａ）に示すように、受光素子Ｆは受
光素子Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３から構成され、受光素子Ｒは受
光素子Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３から構成される。
【００２３】図２（ｂ）は図２（ａ）に示す光集積デバ
イス４のＸ−Ｘ’線における断面図である。第１の受光
部Ｂ、第２の受光部Ｆおよび第3の受光部Ｒが形成され
た半導体基板１３上に、下部クラッド層１２と、下部ク
ラッド層１２上に設けられレーザ光を透過させると共に
レーザ光を伝搬させる光導波路１１と、前記導波路１１
上に形成されレーザ光を透過光と導波光とに分離する光
波結合手段としてのグレーティング５と、前記グレーテ
ィング５上に設けられた上部クラッド層１０と保護層９
とが、積層形成されている。上部クラッド層１０および
下部クラッド層１２はＳＯＧ（Ｓｐｉｎ Ｏｎ Ｇｌａ
ｓｓ）で形成されており、光導波路はＳｉＯ２で形成さ
れている。また、保護層９はＡｌで形成されているが、
図２（ｂ）から明らかなようにグレーティング５の上部
には保護層９がない。これは、保護層９の役目が、外部
の不要な光を光集積デバイス４に入射させないことを目
的としているためであり、したがって光集積デバイス４
に入射する光は全てグレーティング５の上部から入射さ
れる。
【００２４】グレーティング５は、厚さ約０．１０μｍ
のＴｉＯ２からなり、光導波路１１と共にグレーティン
グカップラを構成している。グレーティングカップラに
入射した光は，大部分を下方へ透過させると共に、一部
を導波光として光導波路１１によって伝搬させる。この
ようにグレーティング５は、光ディスクからの戻り光を
光導波路１１に入力結合させる構成であるため、グレー
ティング周期は使用するレーザ光の波長と同程度あるい
はそれ以下に設定する必要がある。
【００２５】図３に示すように、本実施形態では、グレ
ーティング５の領域を中心線Ｏの方向に短冊状に８個の
領域を設定し、隣合う領域でのグレーティングの周期を
変化させている。すなわち、波長６４０ｎｍに最適化し
た周期を持つグレーティング、波長６５０ｎｍに最適化
した周期を持つグレーティングおよび波長６６０ｎｍに
最適化した周期を持つグレーティングを交互に設けてい
る。各波長に対し最適化された領域は、それぞれ図３に
おける左右方向を長手方向として配置されている。図３
の例では、設計値である６５０ｎｍと、その前後の６４
０ｎｍおよび６６０ｎｍの各波長に対応した領域をグレ
ーティング５に形成している。
【００２６】次に、図５、図６、図７を用いて、受光素
子Ｆ、Ｒから導き出されるフォーカスエラー信号の導出
方法について説明する。光集積デバイス４の平面図に相
当する図５、図６、図７に光導波路１１を伝播する光の
様子を示す。このうち、図６は光情報記録媒体に対する
照射光の焦点が合っているときの伝播光の光路を示す図
である。
【００２７】合焦時には、光ディスク１からの反射光の
一部は光導波路１１を伝播して受光素子Ｆ１、Ｆ２、Ｆ
３に到達するが、残りの光はさらに光導波路１１を伝搬
して受光素子Ｒの手前における光路交差部分ＦＣにおい
て焦点を結び、その後、受光素子Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３に入
射する。受光素子Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３およびＲ１、Ｒ２、
Ｒ３は、光・電気変換素子であり、フォーカスエラー信
号は（Ｆ１＋R２＋Ｆ３）−（Ｒ１＋F２＋Ｒ３）で求め
る。図６は、光ディスク１上の光スポットが最小になる
状態での反射光の経路を示しており、（Ｆ１＋Ｒ２＋Ｆ
３）−（Ｒ１＋Ｆ２＋Ｒ３）＝０となる。
【００２８】図６の状態からディスク１が対物レンズ２
に近づいた場合には、図５に表すように、焦点位置ＦＣ
が受光素子Ｒ側に移動するので、受光素子Ｆは受光素子
Ｒよりも受光強度が大きくなる。従って、（Ｆ１＋Ｒ２
＋Ｆ３）＞（Ｒ１＋Ｆ２＋Ｒ３）となる。
【００２９】また、図６の状態からディスク１が対物レ
ンズ２から遠ざかった場合には、図７に表すように、焦
点位置ＦＣが受光素子Ｆ側に移動するので、受光素子Ｒ
は受光素子Ｆよりも受光強度が大きくなる。従って、
（Ｆ１＋Ｒ２＋Ｆ３）＜（Ｒ１＋Ｆ２＋Ｒ３）となる。
このようにして、フォーカスエラー信号を基にして、光
ディスク１と対物レンズ２との距離が最適になるよう
に、すなわち（Ｆ１＋Ｒ２＋Ｆ３）＝（Ｒ１＋Ｆ２＋Ｒ
３）となるように常に対物レンズ２の位置を調整してい
るのである（図示せず。）。
【００３０】上記のように、本実施形態では、グレーテ
ィング５の領域を短冊状に８個の領域を設定し、これら
の領域に対して３つの波長に最適化したグレーティング
を振り分けている。このような構成を採用することによ
り、レーザの波長変動によるフォーカス動作の劣化を抑
制している。すなわち、図３に示すグレーティング５を
使用することにより、図４（ａ）に示すように、波長が
６４０ｎｍに変動した場合も波長が６５０ｎｍの場合と
ほぼ同様のフォーカスエラー信号が得られている。な
お、図４（ａ）において実線は波長が６５０ｎｍの場合
を、点線は波長が６４０ｎｍの場合を、それぞれ示して
いる。
【００３１】また、図４（ｂ）に示すように、本実施形
態では波長が６６０ｎｍに変動した場合も波長が６５０
ｎｍの場合とほぼ同様のフォーカスエラー信号が得られ
ている。なお、図４（ｂ）において実線は波長が６５０
ｎｍの場合を、点線は波長が６６０ｎｍの場合を、それ
ぞれ示している。
【００３２】以下、本実施形態において波長変動の影響
を如何にして低減しているかについて説明する。
【００３３】まず、図１１から図１７を用いて、従来の
短波長に適合させたグレーティングに入射する光の波長
変動と光導波路伝播光との関係について説明する。
【００３４】図１１は入射光の波長が６５０ｎｍに対し
て最適化されたグレーティングである。このグレーティ
ングは入射光と伝播光の位相整合により設計されている
ので、グレーティング周期は徐々に変化している。一般
的には、チャープド・グレーティングと呼ばれている。
【００３５】図１２に示すように、光ディスクからの反
射光Ｌ３はグレーティング層１０５に到達すると、一部
の光は表面反射してＬ４となり、他の一部の光は導波光
Ｌ５として光導波路１１１内を伝播し、その他の光はグ
レーティング１０５および光導波路１１１を透過する。
受光素子Ｆおよび受光素子Ｒに相当する受光素子に入射
される光から、光情報記録媒体に対する照射光の焦点位
置情報を読み取る信号であるフォーカスエラー信号を生
成するので、Ｌ３に対する導波光Ｌ５の入力変換効率が
入射光の波長変動によって変化しないほどフォーカスエ
ラー信号は歪まない。また、ディスクの変動に対して、
すなわち光Ｌ３とグレーティング５とのなす角度θに対
して、線形に変換効率が変化すれば、フォーカスエラー
信号は歪まないので、より正確にかつ簡便に対物レンズ
の位置制御が可能となり、ディスク面での光照射スポッ
ト形状を制御できる。
【００３６】図１３にグレーティング１０５に入射する
角度がθで波長がλの場合における反射光Ｌ３に対する
導波光Ｌ５の変換効率を縦軸に相対値で表示する。ディ
スク変位が０の位置はＬ３の入射角度がθであることを
表し、この場合、縦軸の相対変換効率が最も大きいこと
がわかる。ディスク変位が図１３の０の位置から大きく
なる（右側に動く）ということは、ディスクが対物レン
ズから遠ざかることを意味しており、その結果、Ｌ３の
入射角度θが小さくなり縦軸の相対変換効率が小さくな
ることが分かる。また、ディスク変位が図１３の０の位
置から小さくなる（左側に動く）ということは、ディス
クが対物レンズに近づくことを意味しており、その結
果、入射角度θが大きくなり、同様に縦軸の相対変換効
率が小さくなることが分かる。
【００３７】ところが、図１４において、入射光Ｌ３の
波長がλからΔλ（１０ｎｍ）だけ小さくなると、図１
４に示すように、ディスク変位に対する相対変換効率が
小さくかつディスクの変位に対して歪んだ波形となる。
したがって、導波光Ｌ５を利用したフォーカスエラー信
号に基づく対物レンズの位置制御は不能になってしま
う。すなわち、波長変動に対応してグレーティングピッ
チを変化させる必要がある。この場合、波長が短くなっ
ているのでグレーティングピッチを小さくすれば、入力
変換効率が改善されることになる。ここでは、簡易的に
図１２に示す光導波路Ｌ５の法線方向に対する入射光Ｌ
３の入射角を大きくして、入射光Ｌ３に対して、グレー
ティング１０５のピッチを見かけ上、小さくした場合の
実験結果を図１５に示す。また、この場合の光路を図１
６および図１７に示す。
【００３８】図１６での光Ｌ７および光Ｌ８のグレーテ
ィング１０５表面の垂直方向における入射角はθ１であ
る。この場合グレーティング１０５のピッチ間隔は角度
θ１にたいして、見かけ上ｔ１となる。図１７では光Ｌ
９およびＬ１０のグレーティング１０５面の垂直方向に
おける入射角はθ２である。この場合、グレーティング
ピッチは、見かけ上ｔ２となる。すなわち、ｔ２＜ｔ１
となる。したがって、光導波路Ｌ５の法線方向に対する
入射角が大きいほど見かけ上のグレーティング１０５の
ピッチが小さくなる。
【００３９】したがって、入射光Ｌ３の波長がλからλ
―Δλに小さくなった場合には、図１２の入射光Ｌ３の
波長が短くなるので、前記事実から見かけのグレーティ
ングピッチを小さくすればよい。見かけ上のグレーティ
ング５のピッチを小さくするためには、入射光Ｌ３の入
射角度をθからθ＋Δθに大きくすればよいことが推察
される。
【００４０】入射角度を大きくした場合の実験結果を図
１５に示す。図１５から明らかなように入射光Ｌ３の波
長がλからΔλだけ小さくなった場合、Δλに対応した
見かけ上のグレーティングピッチ１０５を小さくするこ
とにより、ディスク１の変位に対する導波光Ｌ５の効率
は明らかに改善されていることがわかる。すなわち、グ
レーティング１０５に入射する光の波長が小さくなった
場合に、入射光の角度を変化させずに、グレーティング
１０５における入力変換効率を変化させないためには、
グレーティング１０５のピッチを小さくすることで入力
変換効率の変動を抑制できる。また、グレーティング１
０５に入射する光の波長が大きくなった場合には、グレ
ーティング１０５のピッチを大きくすることで入力変換
効率が改善されることは、以上の記述および実験から明
白である。
【００４１】図９は、図１１におけるグレーティング１
０５を使用した場合の、波長６５０ｎｍにおけるフォー
カスエラー信号を示している。この場合には、本実施形
態の場合と、グレーティング１０５を用いた場合とで本
質的な相違はない。
【００４２】これに対して図１０（ａ）は、従来のグレ
ーティング１０５を用いた場合の、波長が変動した場合
におけるフォーカスエラー信号を示しており、実線は波
長が６５０ｎｍの場合を、点線は波長が６４０ｎｍの場
合を、それぞれ示している。図１０（ａ）に示すよう
に、実線（６５０ｎｍの場合）はディスク変位が０の位
置を中心に左右が対象になり、しかも極値までは殆ど直
線になっていることがわかる。したがってこのフォーカ
スエラー信号を基に対物レンズ２の位置を正確に制御す
ることができる。ところが、６４０ｎｍの光が入射した
点線の場合には、フォーカスエラー信号が大きく歪んで
しまい、対物レンズの位置制御をすることが困難になっ
ていることがわかる。
【００４３】また、図１０（ｂ）は従来のグレーティン
グ１０５を用いた場合を示しており、実践は波長が６５
０ｎｍの場合を、点線は波長が６６０ｎｍの場合を、そ
れぞれ示している。図１０（ｂ）に示すように、６６０
ｎｍの光が入射した点線の場合には、６４０ｎｍの場合
と同様、フォーカスエラー信号が大きく歪んでしまい、
対物レンズの位置制御をすることが困難になる。
【００４４】なお、各図におけるフォーカスエラー信号
（ＦＥ）とは、上記のように、ＦＥ＝（Ｆ１＋Ｒ２＋Ｆ
３）−（Ｒ１＋Ｆ２＋Ｒ３）にて表される。各図におけ
る横軸はディスクと対物レンズとの距離を示す。この横
軸における、ディスク変移０とは、ディスクと対物レン
ズとの距離が最適となった状態を示す。すなわち、光デ
ィスク１上の光スポットの大きさが最小となっているこ
とを示している。
【００４５】以上のように、本実施形態では、グレーテ
ィング５を透過して光導波路に伝達される入射光量の割
合、すなわち入射結合効率は、波長６４０ｎｍと波長６
５０ｎｍおよび波長６６０ｎｍのときにほぼ一定の値に
なる。その結果、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すよ
うに、フォーカスエラー信号は波長変動に対して殆ど劣
化しない。また、図示は省略するが、６４０ｎｍ〜６６
０ｎｍの任意の波長で、良好なフォーカス信号波形が得
られる。すなわち、本実施形態によれば、入射光波長が
６６０ｎｍ〜６４０ｎｍの範囲で、図１に示す光ピック
アップ装置のフォーカスエラー信号は殆ど劣化しないこ
とがわかる。
【００４６】次に本発明による第２の実施形態を図８に
示す。
【００４７】図８は、同一平面状に、異なった波長に対
応する最適化されたグレーティングを配置する方法で、
グレーティングの領域を四角形状に区切った場合につい
て図示した。グレーティングの種類は３種類で波長６４
０ｎｍ用のグレーティングＳ、波長６５０ｎｍ用のグレ
ーティングＴ、および波長６６０ｎｍのグレーティング
Ｕである。８×８個の四角領域に、同じ波長に対応する
最適化されたグレーティング領域が、隣接されないよう
に配置され、かつ各グレーティング領域の面積はほぼ等
しくなっていることを特徴とする。本実施形態において
も、反射光の波長変動によるフォーカスエラー信号の劣
化を効果的に抑制できることが認められた。
【００４８】第１、２の実施形態において、３種類のグ
レーティングパターンを使用したが、想定する入射光の
波長範囲に対してN（N：自然数）種のグレーティングパ
ターンを使用することが可能である。また、入射光波長
の中心値を６５０ｎｍとしたが、より長波長の赤外領域
から青色領域までの光について本願を適用できること
は、当然のことである。
【００４９】また、本実施形態では中心波長６５０ｎｍ
に対して、Δλは−１０ｎｍから+１０ｎｍの結果を示
したが、計算により本実施形態による波長変動が−１５
ｎｍから＋１５ｎｍまで変化してもトラッキングエラー
信号の歪みは、対物レンズ２の位置制御をするために
は、支障がないことが確かめられた。
【００５０】さらに、第３の実施形態においては、グレ
ーティング領域を四角形としたが、領域はより自由な形
にすることが可能である。
【００５１】
【発明の効果】光ディスクに入射する光源の波長が周囲
温度や、時間経過によって変化した場合でも、本発明に
より、フォーカスエラー信号の歪みを抑制することがで
きるので、フォーカス制御を正確に行うことができるよ
うになった。
【００５２】また、本発明の光集積デバイスは、受光素
子、光導波路および光波結合手段であるグレーティング
などを同一基板上にＩＣプロセスで生産することができ
るので、大量生産かつ無調整のデバイスを作成すること
が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による装置全体の復路光路を示した斜視
図である。
【図２】（ａ）は、光集積デバイスの平面図であり、
（ｂ）は、（ａ）のＸ−Ｘ’における断面図である。
【図３】第１の実施形態のグレーティングを示す図であ
る。
【図４】（ａ）、（ｂ）は、第１の実施形態のフォーカ
スエラー信号を示す図である。
【図５】ディスクが近づいた場合の光路を示す図であ
る。
【図６】フォーカスが合った場合の光路を示す図であ
る。
【図７】ディスクが遠のいた場合の光路を示す図であ
る。
【図８】第２の実施形態のグレーティングを示す図であ
る。
【図９】フォーカスエラー信号（波長変動なし）を示す
図である。
【図１０】（ａ）は、フォーカスエラー信号（波長変動
有り、λ−Δλ）を示す図である。（ｂ）は、フォーカ
スエラー信号（波長変動有り、λ＋Δλ）を示す図であ
る。
【図１１】従来のグレーティングを示す図である。
【図１２】光集積デバイス断面の模式図である。
【図１３】導波光の効率（波長λ）を示す図である。
【図１４】導波光の効率（波長λ−Δλ）を示す図であ
る。
【図１５】導波光の効率（波長λ−Δλ、入射角度θ＋
Δθ）を示す図である。
【図１６】見かけ上のグレーティングピッチを説明する
図である。
【図１７】見かけ上のグレーティングピッチを説明する
図である。
【符号の説明】
１：光ディスク ２：対物レンズ ３：コリメータレンズ ４：光集積デバイス ５：グレーティング ９：遮光層 １０：上部クラッド層 １１：光導波路 １２：下部クラッド層 １３：半導体基板 １０５：グレーティング １１１：光導波路 Ｆ、Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３：受光素子 Ｒ、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３：受光素子 Ｌ１〜Ｌ１０：光路 Ｓ：６４０ｎｍ用グレーティング Ｔ：６５０ｎｍ用グレーティング Ｕ：６６０ｎｍ用グレーティング
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） ５Ｆ０８８ Ｆターム(参考） 2H037 AA04 BA11 BA25 CA33 CA34 2H047 KA02 LA02 MA01 MA07 PA02 QA04 TA11 5D118 AA20 BA01 BB01 BB02 BF02 BF03 CA11 CA23 CC03 CD02 CF08 5D119 AA28 AA32 BA01 BB01 BB02 BB03 DA01 DA05 EA03 JA36 KA10 KA20 5D789 AA28 AA32 BA01 BB01 BB02 BB03 DA01 DA05 EA03 JA36 KA10 KA20 5F088 BA11 BB10 EA20 HA20 LA09

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光情報記録媒体で反射された反射光を受
    光する光ピックアップ装置に用いられる光集積デバイス
    であって、 前記反射光から導波光と透過光とをそれぞれ生成する光
    波結合手段と、 前記導波光を伝搬させる光導波路とを積層形成してな
    り、 前記光波結合手段は、 前記反射光の一の波長に最適化された第１部分と、 前記反射光の前記一の波長より長い波長に最適化された
    第２部分と、 前記反射光の前記一の波長より短い波長に最適化された
    第３部分とからなることを特徴とする光集積デバイス。
  2. 【請求項２】 情報記録媒体で反射された反射光を受光
    する光ピックアップ装置に用いられる光集積デバイスで
    あって、 前記反射光から導波光と透過光とをそれぞれ生成する光
    波結合手段と、 前記導波光を伝播させる光導波光とを積層形成してな
    り、 前記光結合手段は、 前記反射光の一の波長に最適化された第1部分と、 前記反射光の前記一の波長より長い複数の波長に最適化
    された第２部分と、 前記反射光の前記一の波長より短い複数の波長に最適化
    された第３部分とからなることを特徴とする光集積デバ
    イス。
  3. 【請求項３】 前記反射光の前記光波結合手段の前記第
    １部分、前記第２部分および前記第３部分は、それぞれ
    複数個あり、隣り合う部分は、互いに異なることを特徴
    とする請求項１記載の光集積デバイス。
  4. 【請求項４】 前記反射光の前記光波結合手段の前記第
    １部分、前記第２部分および前記第３部分は、それぞれ
    複数個形成され、前記導波光の進行方向に対して交わる
    向きに、前記３つの部分が並んで配置されていることを
    特徴とする請求項１記載の光集積デバイス。
  5. 【請求項５】 前記一の波長から前記一の波長より長い
    波長までの間隔は、 前記一の波長の２％以内とし、 前記一の波長から前記一の波長より短い波長までの間隔
    は、 前記一の波長の２％以内とすることを特徴とする請求項
    １記載の光集積デバイス。
  6. 【請求項６】 前記反射光の前記光波結合手段の前記第
    １部分、前記第２部分および前記第３部分は、同一層内
    に形成されていることを特徴とする請求項１記載の光集
    積デバイス。
  7. 【請求項７】 前記光集積デバイスは、 前記透過光を受光する第１受光手段と、 前記導波光の前記光導波路から半導体基板側への放射光
    を受光し、前記光情報記録担体に対する前記照射光の焦
    点位置情報を読み取るための手段である第２受光手段と
    が、 半導体基板上に形成されることを特徴とする請求項１乃
    至６のいずれかに記載の光集積デバイス。
  8. 【請求項８】 前記第１受光手段および前記第２受光手
    段は、同一層内に形成されていることを特徴とする請求
    項７に記載の光集積デバイス。
  9. 【請求項９】 光情報記録媒体で反射された反射光の波
    長変動に起因する、焦点位置情報を読み取る信号の変化
    を小さくする波長変動キャンセル方法であって、 前記反射光の一の波長に最適化された光結合手段を通過
    した光と、前記反射光の前記一の波長より長い波長に最
    適化された光結合手段を通過した光と、前記反射光の前
    記一の波長より短い波長に最適化された光結合手段を通
    過した光とを加え合わせた光を用いて、焦点位置情報を
    読み取る信号を生成することを特徴とする波長変動キャ
    ンセル方法。
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