JP2008216424A - 回折素子およびそれを用いた光ヘッド装置 - Google Patents

Abstract

【課題】入射角依存性の小さい、１／２波長板としての機能を有する２波長対応の小型の回折素子およびそれを用いた小型の光ヘッド装置を提供すること。
【解決手段】１／２波長板１の主表面にそれぞれに回折格子を備えているので、１／２波長板の機能を持ち、かつ２波長に対応できる回折素子１０を得ることができる。１／２波長板１の機能を持った２波長対応の小型の回折素子１０を用いているので、小型の光ヘッド装置１００を得ることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、２波長対応の回折素子およびそれを用いた光ヘッド装置に関する。

ＤＶＤ（Digital Versatile Disc）、ＣＤ（Compact Disc）等の複数の光記録媒体に対応した光ヘッド装置では、光記録媒体に応じた波長のレーザ光を発光する半導体レーザが必要である。一方、複数の波長を発光可能な２波長用半導体レーザが開発されている。光ヘッド装置に２波長用半導体レーザを用いれば、光源としての半導体レーザの数が減り、光ヘッド装置が小型になる。
光ヘッド装置では、レーザ光を情報記録面のトラック上をトレースさせる（トラッキング）ために、レーザ光を分岐して利用している。ここで、レーザ光を分岐するには回折格子が用いられる。
回折格子として、２波長に対応した回折格子が知られている（特許文献１〜３参照）。これらの回折格子には、直線偏光の偏光面の向きを調整するための１／２波長板が組み合わされて使用される。

特開２０００−１２３４０３号公報（７頁、図３） 特開２００１−２８１４３２号公報（３〜５頁、図３） 特開２００２−３１８３０６号公報（５〜６頁、図１）

図８に示すごとく回折格子１１０と１／２波長板１２０を組み合わせるために、回折格子１１０と１／２波長板１２０とをマウント１３０等の部材を介してお互いを固定する方法などがあるが、マウント１３０を介してお互いを固定するので、光ヘッド装置を小型化することができないという問題があった。
また、特許文献１の図７、特許文献２の図５、特許文献３の図７には、回折格子と波長板とを近接配置あるいは積層した構造が開示されているが、光学特性上、波長板の光学軸の方向と回折格子の格子溝の方向とを所定の交差角度で高精度に貼り合せる必要があるので、角度調整にかかわるコストや製造歩留まりの改善など解決しなければならない問題があった。
さらに、１／２波長板においても、入射依存性が小さく、複数の相異なる波長の光に対して１／２波長板として機能することが要求されている。
本発明の目的は、入射角依存性の小さい、１／２波長板としての機能を有する２波長対応の小型の回折素子およびそれを用いた小型の光ヘッド装置を提供することにある。

本発明の回折素子は、１／２波長板の一方の主表面に第１の波長の光を回折する第１の回折格子を形成し、前記１／２波長板の他方の主表面に第２の波長の光を回折する第２の回折格子を形成したことを特徴とする。

この発明によれば、１／２波長板の両主表面のそれぞれに回折格子を備えているので、１／２波長板の機能を持ち、かつ２波長に対応できる回折素子が得られる。

本発明では、前記１／２波長板は、板面法線に対してそれぞれ所定の同一角度をなす光学軸を有する２枚の１／４波長板を、前記光学軸の各々が前記２枚の１／４波長板の貼り合せ面に関して互いに対称であるとともに、前記板面法線の方向から見て互いに平行となるように貼り合わせて構成したのが好ましい。
この発明では、１／２波長板を構成する２枚の１／４波長板の光学軸が、１／２波長板の側面から見たときに鏡面対称となっているので、入射光線が波長板の入射面や出射面の法線とは平行でない場合に、一方の１／４波長板で生じる位相差変化と、他方の１／４波長板で生じる位相差変化とは、互いに相殺するように変化する。このため、入射光線が法線に対して平行な場合と、平行でない場合の位相差変化を補償する効果が得られる。

本発明では、前記１／２波長板は、主表面に平行な第１の光学軸を有する第１の波長板と、主表面に平行な第２の光学軸を有する第２の波長板とを、前記第１の光学軸と前記第２の光学軸との交差角度を直角となるように貼り合せ、前記第１の波長板の位相差をΓ１、前記第２の波長板の位相差をΓ２としたときに、Γ１およびΓ２は、Γ１−Γ２＝１８０°を満足するのが好ましい。
この発明では、第１の光学軸と第２の光学軸の方向が、板面法線と直交関係にある、即ち、これらの波長板の切断角度が複屈折材料の光学軸（Ｚ軸）に対して９０°となる角度であるので、入射角依存性の小さい、１／２波長板としての機能を有する２波長対応の小型の回折素子が得られる。また、第１の波長板と第２の波長板との位相差が１８０°であればよいため、それぞれの波長板の位相差の高次モード次数を自由に設定できるので、それぞれの波長の板の厚みにおいて、設計自由度の幅を広げることができる。

本発明では、前記１／２波長板は、第１の波長板と第２の波長板とを互いの光学軸を交差するよう貼り合わせ、所定の波長λに対する前記第１の波長板の位相差をΓ１、および第２の波長板の位相差をΓ２、高次モードの次数をｎ（＝０，１，２，３，…）としたときに、Γ１およびΓ２は、Γ１＝１８０°＋３６０°×ｎ、Γ２＝１８０°＋３６０°×ｎを満足するのが好ましい。
次数ｎを適切に設定することにより、２つの波長板の厚さを加工しやすい厚さとすることができる。さらに、同じ基板なので製造コストを安くできる。

本発明では、ｎ＝５、前記第１の波長板の光学軸方位角を２２．５°、前記第２の波長板の光学軸方位角を６７．５°としたのが好ましい。
この発明では、波長帯４０５ｎｍ帯、６６０ｎｍ帯、７８５ｎｍ帯において、波長に対する変換効率が略１になる。

本発明では、前記１／２波長板は、第１の波長板と第２の波長板とを互いの光学軸を交差するよう貼り合わせ、所定の波長λに対する第１の波長板の位相差Γ１および第２の波長板の位相差をΓ２、高次モードの次数をｎ（＝０，１，２，３，…）としたときに、Γ１およびΓ２は、Γ１＝３６０°＋３６０°×２×ｎ、Γ２＝１８０°＋３６０°×ｎを満足するのが好ましい。
この発明では、次数ｎを適切に設定することにより、２つの波長板の厚さを加工しやすい厚さとすることができる。さらに、同じ基板なので製造コストを安くできる。

本発明では、ｎ＝５、前記第１の波長板の光学軸方位角を−２１．０°、前記第２の波長板の光学軸方位角を３７．５°としたのが好ましい。
この発明では、波長帯４０５ｎｍ帯、６６０ｎｍ帯、７８５ｎｍ帯において、波長に対する変換効率が略０．９４以上になる。

本発明の光ヘッド装置は、波長λ１および波長λ２の２つの光を出射する光源と、前記２つの光を光記憶媒体に集光する対物レンズと、前記２つの光の光記憶媒体からの反射光を検出する光検出器とを備える光ヘッド装置であって、前記光源と前記対物レンズとの間の光路中に、上記に記載の回折素子が設置されていることを特徴とする。

この発明によれば、１／２波長板の機能を持った２波長対応の小型の回折素子を用いているので、小型の光ヘッド装置が得られる。

以下、本発明を具体化した実施形態について、図面に基づいて説明する。
なお、各実施形態の図面において、同じ構成要素には同じ符号を付して説明する。

（第１実施形態）
図１は、本実施形態における光ヘッド装置１００の全体構成と光記録媒体９０とを示す側面図である。
光記録媒体９０に向かうレーザ光は実線（往路）で示され、光記録媒体９０で反射された戻りレーザ光は破線（復路）で示されている。

図１において、光ヘッド装置１００は、第１の波長λ１であるＣＤ用波長および第２の波長λ２であるＤＶＤ用波長のレーザ光を出射する発光素子としての２波長対応の半導体レーザ光源２０を備えている。
また、半導体レーザ光源２０から出射されたレーザ光を３ビーム（０次光と±１次光の３ビーム）に回折するための回折素子１０を備えている。
さらに、半導体レーザ光源２０から出射されたレーザ光を平行光にするためのコリメータレンズ３０とレーザ光を直線偏光から円偏光へ変換する広帯域１／４波長板４０とハーフミラー５０と対物レンズ６０とフロントモニタ７０とフォトディテクタ８０とを備えている。

半導体レーザ光源２０は、紙面に向かって左方向にレーザ光を出射するように配置されている。半導体レーザ光源２０は、ＤＶＤ用波長６６０ｎｍのレーザ光とＣＤ用波長７８５ｎｍのレーザ光を出射することができる。レーザ光は、直線偏光の発散光である。
なお、出射されるレーザ光の波長はこれらの波長に限られない。例えば、ＤＶＤ用レーザ光として波長６５０ｎｍのレーザ光を出射してもよいし、ＣＤ用レーザ光として波長７８０ｎｍのレーザ光を出射してもよい。

回折素子１０はレーザ光の往路において半導体レーザ光源２０を基点として、半導体レーザ光源２０の次の位置に配置されている。以下に、図２に基づいて回折素子１０について詳しく説明する。
図２は本実施形態における回折素子１０の概略断面図である。レーザ光の入射方向と出射方向とを実線矢印で示した。
図２において、回折素子１０は複屈折材料である水晶からなる１／２波長板１と、レーザ光の入射面１３に形成されている第１の波長のレーザ光を回折する第１の回折格子１１と、レーザ光の出射面１４に形成されている第２の波長のレーザ光を回折する第２の回折格子１２とを備えている。第１の回折格子１１は第１の波長である７８５ｎｍのレーザ光を回折し、第２の回折格子１２は第２の波長である６６０ｎｍのレーザ光を回折する。なお、第１の回折格子１１および第２の回折格子１２の格子数、格子ピッチや大きさ等は模式的に示してあり、実際とは異なる。
尚、１／２波長板１を構成する複屈折材料として水晶を用いて実施形態について説明するが、複屈折材料としては水晶に限らず、ＢＢＯ 、方解石、ニオブ酸リチウム、ＹＶＯ₄、雲母等を使用できることは言うまでもない。

第１の回折格子１１および第２の回折格子１２について、図３に基づいて以下に説明する。
図３は、回折素子１０の拡大概略断面図である。第１の波長λ１のレーザ光を実線で、第２の波長λ２のレーザ光を破線で示した。
本実施形態では、第１の波長λ１は第１の回折格子１１で回折し、第２の波長λ２は第２の回折格子１２で回折する。
第１の回折格子１１の波長λ１に対する位相差をΓ₁₃、第２の回折格子１２の波長λ２に対する位相差をΓ₁₄は以下に示すような関係となる。
Γ₁₃＝２×π×（ｎｏ−１）×ｄ１／λ１＜π・・・（１）
Γ₁₄＝２×π×（ｎｏ−１）×ｄ２／λ２＜π・・・（２）
なお、ｄ１は第１の回折格子１１の凸部の高さ、ｄ２は第２の回折格子１２の凸部の高さである。ｎｏは凸部の屈折率である。

次に、レーザ光が回折素子１０の主表面に形成された第１の回折格子１１あるいは第２の回折格子１２のいずれか一方の回折格子のみで回折し、他方の回折格子では回折せずに透過させることにより回折素子１０を出射するレーザ光の光量損失を防ぐことについて検討する。
第１の回折格子１１において第１の波長λ１のレーザ光が回折し、第２の波長λ２のレーザ光が回折しないようにするためには、第１の回折格子１１において第２の波長λ２のレーザ光に対するΓ’₁₃が２πの整数倍となればよい。
Γ’₁₃＝２×π×（ｎｏ−１）×ｄ１／λ２＝２×π×Ｎ （Ｎは整数）・・・（３）
∴ｄ１＝Ｎ×λ２／（ｎｏ−１） ・・・（４）
ここで、第１の回折格子１１で第１の波長λ１が回折するので、第１の波長λ１における位相差Γ’’₁₃が２πの整数倍にならないので、
Γ’’₁₃＝２×π×（ｎｏ―１）×ｄ１／λ１≠２×π×Ｎ （Ｎは整数）・・・（５）
∴ｄ１≠Ｎ×λ１／（ｎｏ−１） （Ｎは整数） ・・・（６）
であればよい。したがって、２つの条件（４）と（６）を満たすｄ１を設定すればよい。

一方、出射面１４に形成された第２の回折格子１２において第１の波長λ１のレーザ光が透過し、第２の波長λ２のレーザ光を回折するようにするためには、第２の回折格子１２において第１の波長λ１のレーザ光に対するΓ’₁₄が２πの整数倍となればよい。
Γ’₁₄＝２×π×（ｎｏ−１）×ｄ２／λ１＝２×π×Ｎ （Ｎは整数）・・・（７）
∴ｄ２＝Ｎ×λ１／（ｎｏ−１） ・・・（８）
ここで、第２の回折格子１２で第２の波長λ２が回折するので、λ２における位相差Γ’’₁₄が２πの整数倍にならないので、
Γ’’₁₄＝２×π×（ｎｏ―１）×ｄ２／λ２≠２×π×Ｎ （Ｎは整数）・・・（９）
∴ｄ２≠Ｎ×λ２／（ｎｏ−１） （Ｎは整数）・・・（１０）
であればよい。したがって、２つの条件（８）と（１０）を満たすｄ２を設定すればよい。

入射面１３で第１の波長λ１のレーザ光は、回折角度θ１で０次光と±１次光の３ビームに分離し、出射面１４で波長λ２のレーザ光は、回折角度θ２で０次光と±１次光の３ビームに分離する。θ１およびθ２は、第１の回折格子１１および第２の回折格子１２の間隔Ｐ１およびＰ２によって決まる。トラッキングの幅に応じてθ１、θ２は設定すればよい。
また、第１の回折格子１１のｍ₁次光の強度は、回折格子の幅をＷ１とすると、Ｗ１／Ｐ１と位相差Γ₁₃とｍ₁の関数で決まる。第２の回折格子１２においても同様に、ｍ₂次光の強度は、Ｗ２／Ｐ２と位相差Γ₁₄とｍ₂の関数で決まる。分岐された０次光と±１次光の強度比は、フォトディテクタ８０の感度によって決める。具体的には、第１の回折格子１１については、Ｗ１およびＰ１、第２の回折格子１２については、Ｗ２およびＰ２を調整する。

第１の回折格子１１および第２の回折格子１２は、基板をエッチングする方法や蒸着、スパッタ等によって基板に形成することができる。

図１において、コリメータレンズ３０、広帯域１／４波長板４０、ハーフミラー５０およびフロントモニタ７０は、半導体レーザ光源２０から出射されたレーザ光の光軸方向に、回折素子１０に続いて順次配置されている。
ハーフミラー５０はその反射面が半導体レーザ光源２０から出射されたレーザ光の進む方向に対して４５°になるように配置されている。ハーフミラー５０から、紙面に対して上方向には対物レンズ６０が、紙面に対して下方向にはフォトディテクタ８０が配置されている。紙面に対して上下方向は、半導体レーザ光源２０から出射されたレーザ光の進む方向と直交する方向である。対物レンズ６０の上方向には光記録媒体９０が配置される。

以下に、半導体レーザ光源２０から出射されたレーザ光の光路について光記録媒体９０を含めて説明する。光記録媒体９０には、ＤＶＤまたはＣＤを用いることができる。
半導体レーザ光源２０から出射されたレーザ光は、トラッキングのために、回折素子１０によって３ビームに分離されるが、図１では、説明を単純にするために１つの線（０次光）で光路を示してある。
回折素子１０は、水晶からなる１／２波長板１を備えているので、半導体レーザ光源２０から出射されたレーザ光は、１／２波長板１を透過すると直線偏光の偏光方向が回転する。１／２波長板１に入射するレーザ光の直線偏光の偏光方向と、１／２波長板１の光学軸との交差角度θとすると、レーザ光は偏光方向が２θ回転した直線偏光のレーザ光となって、１／２波長板１から出射する。半導体レーザ光源２０から出射されたレーザ光の断面は楕円形状であり、光記録媒体９０のピットに対して対物レンズ６０によって集光されて楕円形状に結像する。ピットも楕円形状であり、楕円形状のピットの長軸方向と楕円状に結像したレーザ光の長軸方向とのなす角度は、トラック間の信号の混在を防ぐために、トラックの隣り合うピット間の距離によって変える必要がある。半導体レーザ光源２０を回転させれば、半導体レーザ光源２０から出射されるレーザ光の楕円形状の断面も回転するので、ピット上に楕円状に結像したレーザ光の長軸方向も回転する。このときレーザ光の直線偏光の偏光方向も回転しているので、直線偏光の偏光方向もハーフミラー５０等に対して所定の反射特性となるように直線偏光の偏光方向も回転させる必要がある。直線偏光のレーザ光がハーフミラー５０に入射するとき、ハーフミラー５０の入射面に対する法線とレーザ光の入射光軸とを含む平面に対して直交する直線偏光をＳ偏光、前記平面に対して平行な直線偏光をＰ偏光とすると、ハーフミラー５０に入射する直線偏光をＳ偏光とすれば、レーザ光のハーフミラー５０に対する反射率はより高まる。１／２波長板１の光学軸の方向は、レーザ光が光ヘッド装置１００に搭載された各構成要素（光学素子）に入射したときの光学特性を所望の光学特性となるように適宜設定することができる。

コリメータレンズ３０で平行にされたレーザ光は、広帯域１／４波長板４０へ向かう。
広帯域１／４波長板４０では、レーザ光の直線偏光が円偏光に変換され、ハーフミラー５０に向かう。
ハーフミラー５０では、レーザ光の光量の１０％程度が透過し、フロントモニタ７０に向かう。フロントモニタ７０では、レーザ光の強度をモニタしており、その情報は半導体レーザ光源２０の電源等にフィードバックされる。

ハーフミラー５０では、レーザ光の光量の９０％程度が反射し、対物レンズ６０に向かう。対物レンズ６０によって、レーザ光は光記録媒体９０の光記録層に集光および結像される。記録、消去は、集光したレーザ光で行われる。

一方、再生の場合は、信号記録層に記録された信号に応じた反射光である戻るレーザ光は、前記ピットで反射したときに往路のときとは逆回転の円偏光となって、行きの光路を逆に辿り、再び対物レンズ６０を透過し、ハーフミラー５０へと向かう。ハーフミラー５０を透過したレーザ光は、フォトディテクタ８０に向かう。フォトディテクタ８０では、光を検出し信号を読み取る。

本実施形態によれば、以下の効果がある。
（１）１／２波長板１の主表面にそれぞれに回折格子を備えているので、１／２波長板の機能を持ち、かつ２波長に対応できる回折素子１０を得ることができる。

（２）１／２波長板１の機能を持った２波長対応の小型の回折素子１０を用いているので、小型の光ヘッド装置１００を得ることができる。

（第２実施形態）
図４は本実施形態における回折素子１０の概略断面図である。レーザ光の入射方向と出射方向とを実線矢印で示した。第１の回折格子１１および第２の回折格子１２の数および大きさは模式的に示してある。
図４において、本実施形態の回折素子１０は、１／２波長板１の構成が第１実施形態とは異なる。本実施形態の１／２波長板１は、第１の光学軸２１を有する第１の１／４波長板２と、第２の光学軸３１を有する第２の１／４波長板３とを備えている。
ここで、第１の光学軸２１と第２の光学軸３１とが鏡面対称の関係になるように、第１の１／４波長板２と第２の１／４波長板３とが貼り合わされている。

本実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて以下の効果がある。
（３）１／２波長板１を構成する２枚の１／４波長板２，３の光学軸２１，３１が、１／２波長板１の側面から見たときに鏡面対称となっているので、入射光線が波長板の入射面や出射面の法線とは平行でない場合に、一方の１／４波長板で生じる位相差変化と、他方の１／４波長板で生じる位相差変化とは、互いに相殺するように変化する。このため、入射光線が前記法線に対して平行な場合と、平行でない場合の位相差変化を補償する効果を得ることができる。

（第３実施形態）
図５は本実施形態における回折素子１０の概略断面図である。レーザ光の入射方向と出射方向とを実線矢印で示した。第１の回折格子１１および第２の回折格子１２の数および大きさは模式的に示してある。
図５において、本実施形態の回折素子１０は、１／２波長板１の構成が第１実施形態とは異なる。本実施形態の１／２波長板１は、入射面１３や出射面１４に平行な第１の光学軸４１を有する第１の波長板４と、入射面１３や出射面１４に平行な第２の光学軸５１を有する第２の波長板５とを備えている。
ここで、第１の光学軸４１と第２の光学軸５１との交差角度が直角になるように、第１の波長板４と第２の波長板５とが貼り合わされている。

本実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて以下の効果がある。
（４）第１の光学軸４１と第２の光学軸５１の方向が、板面法線と直交関係にある、即ち、これらの１／４波長板４，５の切断角度が複屈折材料の光学軸（Ｚ軸）に対して９０°となる角度であるので、入射角依存性の小さい、１／２波長板としての機能を有する２波長対応の小型の回折素子１０を得ることができる。また、第１の波長板４と第２の波長板５との位相差が１８０°であればよいため、それぞれの波長板の位相差の高次モード次数を自由に設定できるので、それぞれの波長の板の厚みにおいて、設計自由度の幅を広げることができる。

（第４実施形態）
図６は本実施形態における回折素子１０の概略断面図である。レーザ光の入射方向と出射方向とを実線矢印で示した。第１の回折格子１１および第２の回折格子１２の数および大きさは模式的に示してある。
図６において、本実施形態の回折素子１０は、１／２波長板１の構成が第１実施形態とは異なる。本実施形態の１／２波長板１は、第１の波長板６と第２の波長板７とを備えている。
第１の波長板６と第２の波長板７は、所定の波長λに対する第１および第２の波長板６，７の位相差をΓ１、Γ２、高次モードの次数をｎ（＝０，１，２，３，…）としたときに、Γ１およびΓ２は以下の関係を満足する。
Γ１＝１８０°＋３６０°×ｎ
Γ２＝１８０°＋３６０°×ｎ
第１の波長板６と第２の波長板７とは貼り合わされている。

以下に、具体的なパラメータの数値について説明する。
所望する複数の波長帯で位相差を１８０°とするために構成パラメータであるｎ、所定の波長でのΓ１、Γ２、各波長板の光学軸方位角を変化させて、１／２波長板としての出射光のストークスベクトルを算出し、これから位相差、変換効率等を求める。
また、高次モード次数が大きすぎると、変換効率が１に近い波長帯域幅が狭くなり、１／２波長板としても使いづらくなる点も考慮してパラメータを選ぶ。
第１および第２の波長板の切断角度を複屈折材料の光学軸（Ｚ軸）に対して９０°となる角度、前記波長λを４００ｎｍ、ｎ＝５としたとき、第１の波長板のΓ１を１９８０°、光学軸方位角を２２．５°とし、第２の波長板のΓ２を１９８０°、光学軸方位角を６７．５°とするのが好ましい。

本実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて以下の効果がある。
（５）次数ｎを適切に設定することにより、２つの１／４波長板６，７の厚さを加工しやすい厚さとすることができる。さらに、同じ基板なので製造コストを安くできる。

（６）波長帯４０５ｎｍ帯、６６０ｎｍ帯、７８５ｎｍ帯において、波長に対する変換効率を略１にできる。

（第５実施形態）
図７は本実施形態における回折素子１０の概略断面図である。レーザ光の入射方向と出射方向とを実線矢印で示した。第１の回折格子１１および第２の回折格子１２の数および大きさは模式的に示してある。
図７において、本実施形態の回折素子１０は、１／２波長板１の構成が第１実施形態とは異なる。本実施形態の１／２波長板１は、第１の波長板８と第２の波長板９とを備えている。
第１の波長板８と第２の波長板９は、所定の波長λに対する第１および第２の波長板の位相差をΓ１、Γ２、高次モードの次数をｎ（＝０，１，２，３，…）としたときに、Γ１およびΓ２は以下の関係を満足する。
Γ１＝３６０°＋３６０°×２×ｎ
Γ２＝１８０°＋３６０°×ｎ
第１の波長板８と第２の波長板９とは貼り合わされている。

パラメータは第４実施形態と同様に方法で選んだ。
第１および第２の波長板の切断角度を複屈折材料の光学軸（Ｚ軸）に対して９０°となる角度、前記波長λを４００ｎｍ、ｎ＝５としたとき、第１の波長板のΓ１を３９６０°、光学軸方位角を−２１．０°とし、第２の波長板のΓ２を１９８０°、光学軸方位角を３７．５°とするのが好ましい。

本実施形態によれば、第１実施形態の効果に加えて以下の効果がある。
（７）次数ｎを適切に設定することにより、２つの１／４波長板８，９の厚さを加工しやすい厚さとすることができる。さらに、同じ基板なので製造コストを安くできる。

（８）波長帯４０５ｎｍ帯、６６０ｎｍ帯、７８５ｎｍ帯において、波長に対する変換効率を略０．９４以上にできる。

なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
例えば、ＤＶＤ用のレーザ光は、ＨＤ−ＤＶＤあるいはBlu-ray Disc用レーザ光であってもよい。

また、本発明を実施するための最良の方法などは、以上の記載で開示されているが、本発明は、これに限定されるものではない。すなわち、本発明は、主に特定の実施形態に関して説明されているが、本発明の技術的思想および目的の範囲から逸脱することなく、以上述べた実施形態に対し、使用する材料、形状、数量その他の詳細な事項において、当業者が様々な変形を加えることができるものである。したがって、上記に開示した材料、形状などを限定した記載は、本発明の理解を容易にするために例示的に記載したものであり、本発明を限定するものではないから、それらの材料、形状、数量などの限定の一部もしくは全部の限定を外した記載は、本発明に含まれるものである。

本発明の第１実施形態にかかる光ヘッド装置の全体構成と光記録媒体とを示す側面図。 回折素子の概略断面図。 回折素子の拡大概略断面図。 本発明の第２実施形態にかかる回折格子の概略断面図。 本発明の第３実施形態にかかる回折格子の概略断面図。 本発明の第４実施形態にかかる回折格子の概略断面図。 本発明の第５実施形態にかかる回折格子の概略断面図。 従来の回折格子と波長板とを組み合わせた構造の概略断面図。

符号の説明

１…１／２波長板、２…第１の１／４波長板、３…第２の１／４波長板、４，６，８…第１の波長板、５，７，９…第２の波長板、１０…回折素子、１１…第１の回折格子、１２…第２の回折格子、１３…入射面、１４…出射面、２０…発光素子としての半導体レーザ光源、２１…第１の光学軸、３１…第２の光学軸、５０…ハーフミラー、８０…フォトディテクタ、９０…光記録媒体、１００…光ヘッド装置。

Claims (8)

1. １／２波長板の一方の主表面に第１の波長の光を回折する第１の回折格子を形成し、
   前記１／２波長板の他方の主表面に第２の波長の光を回折する第２の回折格子を形成した
   ことを特徴とする回折素子。
2. 請求項１に記載の回折素子において、
   前記１／２波長板は、
   板面法線に対してそれぞれ所定の同一角度をなす光学軸を有する２枚の１／４波長板を、
   前記光学軸の各々が前記２枚の１／４波長板の貼り合せ面に関して互いに対称であるとともに、
   前記板面法線の方向から見て互いに平行となるように貼り合わせて構成した
   ことを特徴とする回折素子。
3. 請求項１に記載の回折素子において、
   前記１／２波長板は、
   主表面に平行な第１の光学軸を有する第１の波長板と、
   主表面に平行な第２の光学軸を有する第２の波長板とを、
   前記第１の光学軸と前記第２の光学軸と交差角度を直角となるように貼り合せ、
   前記第１の波長板の位相差をΓ１、前記第２の波長板の位相差をΓ２としたときに、Γ１およびΓ２は
   Γ１−Γ２＝１８０°
   を満足する
   ことを特徴とする回折素子。
4. 請求項１に記載の回折素子において、
   前記１／２波長板は、
   第１の波長板と第２の波長板とを互いの光学軸を交差するよう貼り合わせ、
   所定の波長λに対する前記第１の波長板の位相差をΓ１、および第２の波長板の位相差をΓ２、高次モードの次数をｎ（＝０，１，２，３，…）としたときに、Γ１およびΓ２は、
   Γ１＝１８０°＋３６０°×ｎ
   Γ２＝１８０°＋３６０°×ｎ
   を満足する
   ことを特徴とする回折素子。
5. 請求項４に記載の回折素子において、
   ｎ＝５、
   前記第１の波長板の光学軸方位角を２２．５°、
   前記第２の波長板の光学軸方位角を６７．５°とした
   ことを特徴とする回折素子。
6. 請求項１に記載の回折素子において、
   前記１／２波長板は、
   第１の波長板と第２の波長板とを互いの光学軸を交差するよう貼り合わせ、
   所定の波長λに対する第１の波長板の位相差Γ１および第２の波長板の位相差をΓ２、高次モードの次数をｎ（＝０，１，２，３，…）としたときに、Γ１およびΓ２は、
   Γ１＝３６０°＋３６０°×２×ｎ
   Γ２＝１８０°＋３６０°×ｎ
   を満足することを特徴とする回折素子。
7. 請求項６に記載の回折素子において、
   ｎ＝５、
   前記第１の波長板の光学軸方位角を−２１．０°、
   前記第２の波長板の光学軸方位角を３７．５°とした
   ことを特徴とする回折格子。
8. 波長λ１および波長λ２の２つの光を出射する光源と、
   前記２つの光を光記憶媒体に集光する対物レンズと、
   前記２つの光の光記憶媒体からの反射光を検出する光検出器とを備える光ヘッド装置であって、
   前記光源と前記対物レンズとの間の光路中に、
   請求項１〜７のいずれか一項に記載の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。

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