JP2009223938A - 光ピックアップおよびこれを用いる光情報処理装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】DVD用光源11、CD用光源12からS偏光の光が偏光フィルタ1に入射する。偏光フィルタ1ではS偏光は不感帯透過し、P偏光は回折するため、偏光フィルタ1を素通りした光は、回折素子2で回折され3ビームとなり、偏光ビームスプリッタ3で反射し、コリメートレンズ4を経て1/4波長板5で円偏光に変換後、対物レンズ6に入射し光記録媒体7に集光する。光記録媒体7から反射の3ビームは、対物レンズ6に入射、1/4波長板5でP偏光の直線偏光に変換。P偏光の光の多くは偏光ビームスプリッタ3を透過し、検出レンズ8を経て受光素子9に入射するが、わずかな光が戻り光として光源側に向かい、回折素子2で3ビームに分光、偏光フィルタ1でP偏光のため回折されるため、光源への入射を減らし光学特性を安定化する。
【選択図】図1
Description
図1は本発明の実施形態1における光ピックアップの概略構成を示す図である。図1において、1は偏光光学素子である偏光フィルタ、2は3ビーム用の回折素子、3は偏光ビームスプリッタ、4はコリメートレンズ、5は1/4波長板、6は対物レンズ、7は光記録媒体、8は検出レンズ、9は受光素子、10は半導体レーザ、11はDVD用光源、12はCD用光源である。なお便宜上、紙面垂直方向の偏光方向をS偏光、紙面内での偏光方向をP偏光と呼ぶこととする。
図4は本発明の実施の形態2における光ピックアップの概略構成を示す図である。本実施形態2は、前述の実施形態1の図1で示した2波長光源ユニット方式に限定されるものではなく、2つの別光源を個別パッケージの半導体レーザとして用いたものである。
Pは、偏光フィルタ1に形成されている波長以上の周期構造の周期を表す。
Lは、後述するサブ波長凹凸構造Aが形成されている領域の幅である。
L/Pは、偏光フィルタ1のDutyと呼んでおり、後述する回折効率の計算などに用いる。
q1は、サブ波長凹凸構造Aの周期を表す。
m1は、サブ波長凹凸構造Aの凸部の幅である。
m1/q1は、フィリングファクタと呼んでおり、後述する有効屈折率の計算に用いる。
q2は、サブ波長凹凸構造Bの周期を表す。
m2は、サブ波長凹凸構造Bの凸部の幅である。
m2/q2は、フィリングファクタと呼んでおり、後述する有効屈折率の計算に用いる。
d1は、サブ波長凹凸構造Aの溝深さを表す。
d2は、サブ波長凹凸構造Bの溝深さを表す。
サブ波長凹凸構造AのTM方向のDVD適用時の有効屈折率:n(TM、DVDA)は(数6)、サブ波長凹凸構造BのTE方向のDVD適用時の有効屈折率:n(TE、DVDB)は(数7)、サブ波長凹凸構造BのTM方向のDVD適用時の有効屈折率:n(TM、DVDB)は(数8)、サブ波長凹凸構造AのTE方向のCD適用時の有効屈折率:n(TE、CDA)は(数9)、サブ波長凹凸構造AのTM方向のCD適用時の有効屈折率:n(TM、CDA)は(数10)、サブ波長凹凸構造BのTE方向のCD適用時の有効屈折率:n(TE、CDB)は(数11)、サブ波長凹凸構造BのTM方向のCD適用時の有効屈折率:n(TM、CDB)は(数12)
n=2.147の媒質に、
サブ波長凹凸構造Aのフィリングファクタ:t1=0.337
サブ波長凹凸構造Bのフィリングファクタ:t2=0.700
とした場合、
サブ波長凹凸構造AのTE方向の有効屈折率:n(TE、DVDA)=1.489
サブ波長凹凸構造AのTM方向の有効屈折率:n(TM、DVDA)=1.166
サブ波長凹凸構造BのTE方向の有効屈折率:n(TE、DVDB)=1.878
サブ波長凹凸構造BのTM方向の有効屈折率:n(TM、DVDB)=1.488
サブ波長凹凸構造A,Bにおいて溝深さを同一のdとした場合、
P偏光方向の光が入射したときのサブ波長凹凸構造AとBの位相差
ψ(DVD、P偏光)=(2πd/660nm)×(1.878−1.166)
S偏光方向の光が入射したときのサブ波長凹凸構造AとBの位相差
ψ(DVD、S偏光)≒0
である。
n=2.124の媒質に、
サブ波長凹凸構造Aのフィリングファクタ:t1=0.337
サブ波長凹凸構造Bのフィリングファクタ:t2=0.700
とした場合、
サブ波長凹凸構造AのTE方向の有効屈折率:n(TE、CDA)=1.478
サブ波長凹凸構造AのTM方向の有効屈折率:n(TM、CDA)=1.164
サブ波長凹凸構造BのTE方向の有効屈折率:n(TE、CDB)=1.859
サブ波長凹凸構造BのTM方向の有効屈折率:n(TM、CDB)=1.482
サブ波長凹凸構造A,Bにおいて溝深さを同一のdとした場合、
P偏光方向の光が入射したときのサブ波長凹凸構造AとBの位相差
ψ(CD、P偏光)≒0
S偏光方向の光が入射したときのサブ波長凹凸構造AとBの位相差
ψ(CD、S偏光)=(2πd/785nm)×(1.859−1.164)
である。
次に、本発明の実施形態3として前述した各実施形態での偏光フィルタの製作手順につて説明する。まず、偏光フィルタの作製の説明に先立って型の作製方法について述べる。
1.基板温度 :70〜100℃
2.製膜時圧力:5〜8×10−4Torr
3.成膜速度 :0.7〜1.0Å/sec
4.RFパワー:300〜500W
条件で用いる。
1.ガス種 :酸素ガス(O2)
2.ガス流入量 :20sccm
3.圧力 :0.4Pa
4.樹脂エッチング速度:30nm/sec
5.上部バイアス電力 :1KW
6.下部バイアス電力 :60W
条件で行う。
1.ガス種 :CHF3(トリフルオロメタン)、Ar(アルゴン)
2.ガス流入量
Ar :5sccm
CHF3 :20sccm
3.圧力 :0.3Pa
4.Ta2O5エッチング速度:8nm/sec
5.上部バイアス電力 :1KW
6.下部バイアス電力 :400W
条件で行う。
1.基板温度 :70〜100℃
2.製膜時圧力:7〜8×10−4Torr
3.成膜速度 :0.5〜1.0Å/sec
4.RFパワー:100〜200W
条件で用いる。
1.ガス種 :酸素ガス(O2)
2.ガス流入量 :20sccm
3.圧力 :0.4Pa
4.樹脂エッチング速度:30nm/sec
5.上部バイアス電力 :1KW
6.下部バイアス電力 :60W
条件で行う。
1.ガス種 :SF6(六フッ化硫黄)、CHF3
2.ガス流入量
SF6 :20sccm
CHF3:5sccm
3.圧力 :0.3Pa
4.樹脂エッチング速度:5nm/sec
Siエッチング速度:30nm/sec
5.上部バイアス電力 :1KW
6.下部バイアス電力 :50W
条件で行う。
1.ガス種 :CHF3、Ar
2.ガス流入量
Ar :5sccm
CHF3:20sccm
3.圧力 :0.3Pa
4.Siエッチング速度:4nm/sec
ガラスエッチング速度:12nm/sec
5.上部バイアス電力 :1KW
6.下部バイアス電力 :400W
条件で行う。
1.基板温度 :70〜100℃
2.製膜時圧力:7〜8×10−4Torr
3.成膜速度 :0.5〜1.0Å/sec
4.RFパワー:100〜200W
条件で用いる。
1.ガス種 :SF6、CHF3
2.ガス流入量
SF6 :20sccm
CHF3: 5sccm
3.圧力 :0.4Pa
4.Siエッチング速度:30nm/sec
5.上部バイアス電力 :1KW
6.下部バイアス電力 :50W
条件で行う。
1.ガス種 :CHF3、Ar
2.ガス流入量
Ar : 5sccm
CHF3 :20sccm
3.圧力 :0.3Pa
4.ガラスエッチング速度:12nm/sec
5.上部バイアス電力 :1KW
6.下部バイアス電力 :400W
条件で行う。
図13は本発明の実施形態4における光情報処理装置を略示するブロック図である。図13に示すように、光記録媒体10に対して、情報信号の記録および再生を行う装置であり、前述した光ピックアップに相当する41を備えて構成されている。そして光記録媒体10を回転操作するスピンドルモータ48と、情報信号の記録再生を行うに当たって使用される光ピックアップ41と、光ピックアップ41を光記録媒体10の内外周に移動操作するための送りモータ42と、所定の変調および復調処理を行う変復調回路44と、光ピックアップ41のサーボ制御などを行うサーボ制御回路43と、光情報処理装置の全体の制御を行うシステムコントローラ47とを備えている。
2 回折素子
3 偏光ビームスプリッタ
4 コリメートレンズ
5 1/4波長板
6 対物レンズ
7 光記録媒体
8 検出レンズ
9 受光素子
10 半導体レーザ
11 DVD用光源
11a DVD用半導体レーザ
12 CD用光源
12a CD用半導体レーザ
13 ダイクロイックプリズム
13a 多層膜
41 光ピックアップ
42 送りモータ
43 サーボ制御回路
44 変復調回路
45 外部回路
47 システムコントローラ
48 スピンドルモータ
50 石英材料
51 レジスト
52 電子線
53 サブ波長凹凸構造
55 シリコン材料
Claims (4)
- 使用波長の異なる第1光記録媒体と第2光記録媒体に情報の記録もしくは再生もしくは消去を行うために用いられる光ピックアップにおいて、
波長λ1の光を出射する第1光源と、
波長λ2(>λ1)の光を出射する第2光源と、
前記第1光源からの出射光と、前記第2光源からの出射光を光記録媒体のアクセス対象の記録面に集光させる集光手段と、
前記集光手段と前記第1,第2光源の間の光路上に配置され、前記集光手段を介した戻り光を分岐する分岐光学素子と、
前記分岐光学素子で分岐された戻り光を所定の受光位置で受光する受光手段と、
前記第1,第2光源と前記分岐光学素子の間の光路上に配置された偏光光学素子とを備え、
前記第1光源からの出射光の偏光方向が、前記第2光源からの出射光の偏光方向と同一の方向となるように配置されてなり、
前記偏光光学素子は、波長λ2以上の周期をもち、1周期が、波長λ1以下の周期をもつ2種類のサブ波長凹凸構造が隣り合わせに直交するように形成されてなり、前記2種類のサブ波長凹凸構造の有効屈折率が、前記第1,第2光源からの出射光の偏光方向に対しては、同一となり、かつ前記第1,第2光源からの出射光の偏光方向とは直交する偏光方向に対しては、位相差がπとなるように前記2種類のサブ波長凹凸構造のフィリングファクタおよび溝深さが決定されることを特徴とする光ピックアップ。 - 前記第1,第2光源からの出射光を略同一方向に揃えて出射するように、1つのパッケージに収められてなることを特徴とする請求項1記載の光ピックアップ。
- 使用波長の異なる第1光記録媒体と第2光記録媒体に情報の記録もしくは再生もしくは消去を行うために用いられる光ピックアップにおいて、
波長λの光を出射する光源と、
前記光源からの出射光を光記録媒体のアクセス対象の記録面に集光させる集光手段と、
前記集光手段と前記光源の間の光路上に配置され、前記集光手段を介した戻り光を分岐する分岐光学素子と、
前記分岐光学素子で分岐された戻り光を所定の受光位置で受光する受光手段と、
前記光源と前記分岐光学素子の間の光路上に配置された偏光光学素子とを備え、
前記偏光光学素子は、波長λ以上の周期をもち、1周期が、波長λ以下の周期をもつ2種類のサブ波長凹凸構造が隣り合わせに直交するように形成されてなり、前記2種類のサブ波長凹凸構造の有効屈折率が、前記光源からの出射光の偏光方向に対しては、同一となり、かつ前記光源からの出射光の偏光方向とは直交する偏光方向に対しては、位相差がπとなるように前記2種類のサブ波長凹凸構造のフィリングファクタおよび溝深さが決定されることを特徴とする光ピックアップ。 - 使用波長の異なる第1光記録媒体と第2光記録媒体の記録面に光を照射して情報の記録もしくは再生もしくは消去を行う光情報処理装置において、請求項1〜3のいずれか1項に記載の光ピックアップを備えたことを特徴とする光情報処理装置。
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