JP2010123200A - 光学装置、光記録ヘッド及び光記録装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】平面導波路に良好に光結合させることができる小型の光学装置、光記録ヘッド及び光記録装置を提供する。
【解決手段】光源からの光を導く光伝送系と、前記光伝送系に導かれた光が結合される平面導波路と、を備え、前記平面導波路は、前記光伝送系に導かれた光が照射される位置に、該光を該平面導波路に結合させる光入力部を有する光学装置において、前記光伝送系は、前記光源からの光を前記光入力部に収束させるものであって、前記光源の近傍に正のパワーを有する第1の光学素子と、前記第1の光学素子から光が射出した後で前記平面導波路の近傍に正のパワーを有する第2の光学素子と光を前記光入力部に偏向する偏向部と、を備えている。
【選択図】図2
【解決手段】光源からの光を導く光伝送系と、前記光伝送系に導かれた光が結合される平面導波路と、を備え、前記平面導波路は、前記光伝送系に導かれた光が照射される位置に、該光を該平面導波路に結合させる光入力部を有する光学装置において、前記光伝送系は、前記光源からの光を前記光入力部に収束させるものであって、前記光源の近傍に正のパワーを有する第1の光学素子と、前記第1の光学素子から光が射出した後で前記平面導波路の近傍に正のパワーを有する第2の光学素子と光を前記光入力部に偏向する偏向部と、を備えている。
【選択図】図2
Description
本発明は、光学装置、光記録ヘッド及び光記録装置に関する。
近年は情報記録媒体の高密度化が求められ、様々な方式の記録方法が提案されている。熱アシスト磁気記録方法もそのうちの1つである。高密度化するために1個1個の磁区の大きさを小さくする必要があるが、データを安定して保存するために保磁力の大きい材料を使う。このような記録媒体では書き込むときに強い磁界を発生させる必要があるが、小さくなった磁区に対応する小さなヘッドでは限界がある。
そこで、記録時に局所的に加熱して磁気軟化を生じさせ、保磁力が小さくなった状態で記録し、その後に加熱を止めて自然冷却することにより、記録した磁気ビットの安定性を保証する方式が提案され、この方式は熱アシスト磁気記録方式と呼ばれている。
熱アシスト磁気記録方式では、記録媒体の加熱を瞬間的に行うことが望ましく、また、加熱する機構と記録媒体とが接触することは許されない。このため、加熱は光の吸収を利用して行われるのが一般的であり、加熱に光を用いる方法は光アシスト式と呼ばれている。
光アシスト式で高密度記録を行う場合、使用光の波長以下の微小な光スポットを必要とする。そのため、入射光の波長以下の大きさの光学的開口から発生する近接場光(近視野光とも称する。)を利用する光ヘッドが利用されている。このような微小な光スポットを用いる光記録ヘッドとして例えば特許文献1がある。
特許文献1に記載の光記録ヘッドは、書き込み磁極とこれに隣接した平面導波路を備えている。平面導波路には、導波路に光を結合させる回折格子(グレーティングカプラと称される。)が設けられ、この回折格子に対して、例えばレーザ光を所定の入射角で照射すると、レーザ光は効率よく平面導波路に結合される。平面導波路に結合された光は、平面導波路の先端部の近傍に位置する焦点に収束し、先端部から放射される光により記録媒体が照射され加熱され、書き込み磁極により書き込みが行われる。
平面導波路に光を結合する回折格子に光を照射する方法として、例えば以下の特許文献2、3に記載されている光記録ヘッドがある。
特許文献2には、光源から光ファイバによりアームに沿って光を導き、光ファイバから射出する光を平面導波路の回折格子に向けて直接照射することが記載されている。
特許文献3には、光ファイバから射出した光がボールレンズに入射し、収束光として射出し、ミラーで偏向され、平面導波路の回折格子に対し収束し照射することが記載されている。
米国特許第6944112号明細書
米国特許第7345840号明細書
米国特許出願公開第2005/0190682号明細書
特許文献2に記載の光記録ヘッドにおいて、光ファイバから平面導波路に向かって射出された光は、射出された直後から広がり始め、光ファイバから離れている回折格子に到達するときには結合に最適な光束径よりも大きくなってしまうため、光の利用効率が悪くなる。
また、特許文献3に記載の光記録ヘッドにおいて、この場合、光ファイバ射出端面から平面導波路の回折格子までの距離が大きくなるとボールレンズの有効径が大きくなってしまい光記録ヘッドの大型化を招いてしまう。このため、光記録ヘッドの小型化においては光ファイバ射出端面と平面導波路との間隔が制限されてしまう。
上記より光記録ヘッドは、平面導波路の近くに光ファイバを固定することが良いと考えられる。しかし、記録媒体上から僅かに浮いて飛翔するスライダや、これを支持する容易に撓むサスペンションに、非常に細いとは言え無視できない曲がりにくさを有する光ファイバを固定することは、スライダの飛翔に大きな影響を与え、その制御を複雑にする。このため、光ファイバを平面導波路の近くに固定することは、現状では現実的でない。
また、特許文献1から3の何れにおいても、回折格子に照射した光を平面導波路に効率良く結合させるためには、回折格子への光の入射角度に高い精度が要求される。例えば特許文献3に記載されている光記録ヘッドでは、回折格子に集光する光スポット径は60μm、NAは0.01とあり、この場合、回折格子への光の入射角度許容範囲は、±0.1°程度といった高精度が要求される。このため、光記録ヘッドの組み立ては、部品が小さいこともあって、容易でない。
また、サスペンションに支持されているスライダは、記録媒体面に対して微妙に上下動するため、平面導波路に固定されていない光源からの光は、平面導波路に設けられている回折格子に入射する入射角度が変動する。この入射角度変動により、光源からの光が回折格子によって平面導波路に十分に結合できない場合が生じ、記録媒体に対し十分な光を照射できなくなり、安定した記録等ができなくなる。
本発明は、上記の課題を鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、平面導波路に良好に光結合させることができる小型の光学装置、光記録ヘッド及び光記録装置を提供することである。
上記の課題は、以下の構成により解決される。
1.光源からの光を導く光伝送系と、
前記光伝送系に導かれた光が結合される平面導波路と、を備え、
前記平面導波路は、前記光伝送系に導かれた光が照射される位置に、該光を該平面導波路に結合させる光入力部を有する光学装置において、
前記光伝送系は、前記光源からの光を前記光入力部に収束させるものであって、
前記光源の近傍に正のパワーを有する第1の光学素子と、
前記第1の光学素子から光が射出した後で前記平面導波路の近傍に正のパワーを有する第2の光学素子と光を前記光入力部に偏向する偏向部と、を備えていることを特徴とする光学装置。
前記光伝送系に導かれた光が結合される平面導波路と、を備え、
前記平面導波路は、前記光伝送系に導かれた光が照射される位置に、該光を該平面導波路に結合させる光入力部を有する光学装置において、
前記光伝送系は、前記光源からの光を前記光入力部に収束させるものであって、
前記光源の近傍に正のパワーを有する第1の光学素子と、
前記第1の光学素子から光が射出した後で前記平面導波路の近傍に正のパワーを有する第2の光学素子と光を前記光入力部に偏向する偏向部と、を備えていることを特徴とする光学装置。
2.前記光源は、線状導光体の光射出端部であることを特徴とする前記1に記載の光学装置。
3.前記光入力部は回折格子であることを特徴とする前記1又は2に記載の光学装置。
4.前記偏向部は、回折格子を備えていることを特徴とする前記1から3の何れか一項に記載の光学装置。
5.前記第2の光学素子が有する正のパワーは、光軸に対し直交し且つ互いに直交する2方向に異なることを特徴とする前記4に記載の光学装置。
6.前記偏向部は、前記第2の光学素子と一体であることを特徴とする前記1から5の何れか一項に記載の光学装置。
7.前記第2の光学素子は、前記偏向部と一体であって、
前記第1の光学素子の側から光が進む順に、入射面、第1の反射面、回折格子を備える第2の反射面及び前記第1の反射面と同一面である射出面を備え、
前記入射面、第1の反射面及び第2の反射面の何れか一面は正のパワーを有することを特徴とする前記1から3の何れか一項に記載の光学装置。
前記第1の光学素子の側から光が進む順に、入射面、第1の反射面、回折格子を備える第2の反射面及び前記第1の反射面と同一面である射出面を備え、
前記入射面、第1の反射面及び第2の反射面の何れか一面は正のパワーを有することを特徴とする前記1から3の何れか一項に記載の光学装置。
8.前記第2の光学素子が有する正のパワーは、光軸に対し直交し且つ互いに直交する2方向に異なることを特徴とする前記7に記載の光学装置。
9.光源からの光を情報記録媒体に照射して情報を記録する光記録ヘッドにおいて、
前記光源と、
前記1から8の何れか一項に記載の光学装置と、
前記平面導波路を備え、前記情報記録媒体に対し相対移動するスライダと、
前記スライダを一方の端部に設けてあるサスペンションと、
前記サスペンションの他方の端部を支持するアームと、を有することを特徴とする光記録ヘッド。
前記光源と、
前記1から8の何れか一項に記載の光学装置と、
前記平面導波路を備え、前記情報記録媒体に対し相対移動するスライダと、
前記スライダを一方の端部に設けてあるサスペンションと、
前記サスペンションの他方の端部を支持するアームと、を有することを特徴とする光記録ヘッド。
10.前記第1の光学素子は、前記アームに固定され、
前記第2の光学素子は、前記サスペンション若しくは前記スライダに固定されていることを特徴とする前記9に記載の光記録ヘッド。
前記第2の光学素子は、前記サスペンション若しくは前記スライダに固定されていることを特徴とする前記9に記載の光記録ヘッド。
11.磁気記録部を備えている前記9又は10に記載の光記録ヘッドと、
磁気記録媒体と、
前記光記録ヘッドにより前記磁気記録媒体に磁気記録を行う制御をする制御部と、を備えていることを特徴とする光記録装置。
磁気記録媒体と、
前記光記録ヘッドにより前記磁気記録媒体に磁気記録を行う制御をする制御部と、を備えていることを特徴とする光記録装置。
本発明の光学装置、光記録ヘッド及び光記録装置によれば、正のパワーを第1の光学素子と第2の光学素子とに分散させることにより光軸に垂直な方向の光学素子の大きさを抑えながら光入力部を照射する光伝送系の光射出側のNAを大きくすることができる。また、偏向部を備えていることにより平面導波路と光伝送系とを厚みが薄くできるように配置することができる。
よって、光入力部を照射する光の入射角度の変動による光結合効率の低下を緩和させることができ、平面導波路に良好に光結合させることができる小型の光学装置、光記録ヘッド及び光記録装置を提供することができる。
本発明は、平面導波路に効率よく光を結合できるように、光源からの光を伝送し、平面導波路に光を結合させる光入力部を照射する光伝送系に関するものであって、情報記録媒体である、例えば光磁気記録媒体又は光記録媒体に記録を行う光記録ヘッドに使用できる。
以下、本発明を図示の実施の形態である光記録ヘッドに磁気記録部を有する光アシスト式磁気記録ヘッドとそれを備えた光記録装置に基づいて説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。
図1に光アシスト式磁気記録ヘッド(以下、光記録ヘッドと称する。)を搭載した光記録装置(例えばハードディスク装置)の概略構成例を示す。この光記録装置100は、以下(1)〜(6)を筐体1の中に備えている。
(1)記録用のディスク(記録媒体)2
(2)支軸6を支点として矢印Aの方向(トラッキング方向)に回転可能に設けられたアーム5に支持されたサスペンション4
(3)アーム5に取り付けられたトラッキング用アクチュエータ7
(4)サスペンション4の先端に取り付けられたスライダ3
(5)ディスク2を矢印Bの方向に回転させるモータ(図示しない)
(6)トラッキング用アクチュエータ6、モータ及びディスク2に記録するために書き込み情報に応じて照射する光、磁界の発生等の制御を行う制御部8
スライダ3には、光アシスト記録を可能とするための平面導波路や磁気記録部40等を備えている。本発明に係わる光記録ヘッドは、上記のアーム5、サスペンション4、スライダ3を有している。
(1)記録用のディスク(記録媒体)2
(2)支軸6を支点として矢印Aの方向(トラッキング方向)に回転可能に設けられたアーム5に支持されたサスペンション4
(3)アーム5に取り付けられたトラッキング用アクチュエータ7
(4)サスペンション4の先端に取り付けられたスライダ3
(5)ディスク2を矢印Bの方向に回転させるモータ(図示しない)
(6)トラッキング用アクチュエータ6、モータ及びディスク2に記録するために書き込み情報に応じて照射する光、磁界の発生等の制御を行う制御部8
スライダ3には、光アシスト記録を可能とするための平面導波路や磁気記録部40等を備えている。本発明に係わる光記録ヘッドは、上記のアーム5、サスペンション4、スライダ3を有している。
こうした光記録装置100は、光記録ヘッドが有しているスライダ3がディスク2上で浮上しながら相対的に移動しうるように構成されている。
図2は、図1の光記録ヘッドの一例の記録書き込み周辺部を側面から概念的に示している。図2の光記録ヘッド30は、ディスク2に対する情報記録に光を利用する光記録ヘッドであって、アーム5、サスペンション4、スライダ3、光源50及び光伝送系を構成する第1の光学素子51と第2の光学素子52を備えている。スライダ3には、平面導波路20、磁気記録部40等を備えている。
光源50から射出された光は、光伝送系を構成する第1の光学素子51と第2の光学素子52により伝送され、平面導波路20が備える回折格子20aに集光される。回折格子20aに集光された光は平面導波路20に結合され、先端部24に進み、加熱のための放射光65としてディスク2に向かって放射される。尚、図2では、先端部24の光を放射する位置又はその近傍に設けている後述の近接場光発生用のプラズモンプローブ24dを省略している。
放射光65が微小な光スポットとしてディスク2に照射されると、ディスク2の照射された部分の温度が一時的に上昇してディスク2の保磁力が低下する。その保磁力の低下した状態の照射された部分に対して、磁気記録部40により磁気情報が書き込まれる。
尚、図2ではディスク2の記録領域の進入側から退出側(図の矢印2a方向)にかけて、平面導波路20、磁気記録部40の順に配置されている。このように、平面導波路20の退出側直後に磁気記録部40が位置すると加熱された記録領域の冷却が進みすぎない内に書き込みができるので好ましい。また、磁気記録部40の退出側又は平面導波路20の流入側にディスク2に書き込まれた磁気記録情報を読み出す磁気再生部41を設けてもよい。
スライダ3は、浮上しながらディスク2に対して相対的に移動するが、ディスク2に付着したごみや、媒体に欠陥がある場合には接触する可能性がある。その場合に発生する摩耗を低減するため、スライダ3の材質には耐摩耗性の高い硬質の材料を用いることが望ましい。例えば、Al2O3を含むセラミック材料、例えばAlTiCやジルコニア、TiNなどを用いれば良い。また、摩耗防止処理として、スライダ3のディスク2側の面に耐摩耗性を増すためにDLC(Diamond Like Carbon)被膜等の表面処理を行っても良い。
また、スライダ3のディスク2と対向する面には、浮上特性向上のための空気ベアリング面32(ABS(Air Bearing Surface)面とも称する。)を有している。
光源50は、線状導光体である光ファイバの射出端部を示しているが、例えば半導体レーザとしてもよい。線状導光体は、本実施の形態に挙げている光ファイバのような線状導光体の断面の径方向にコア、クラッドと呼ぶ屈折率差を備えた導光体があるが、これに限定されることはなく、ポリマー光導波路のような線状導光体の断面の径方向に屈折率差を有さない導光体とすることもできる。
光源50から射出する光は第1の光学素子51に入射する。第1の光学素子51は、光ファイバ射出端部に接している光が入射する面51aと正のパワーを備え光が射出する面51bとを備えている。第1の光学素子51から射出する光60は、平行、収束及び発散の何れの状態でもよく、後段の第2の光学素子52にケラレ等を生じることなく効率良く入射できるのが好ましい。
第1の光学素子51を光源50に隣接して設けることは、光源50より射出する光が発散して広がらないうちに第1の光学素子に結合させることができ、第1の光学素子51の径を小さくすることができる。また、第1の光学素子51は正のパワーを備えていることにより、後段の第2の光学素子52の径を小さくすることができる。第1の光学素子51は、面51bのような光学的なパワーを有する面(例えば、球面、非球面)を備えたレンズでも良いし、屈折率が一様でない(中心に近いほど屈折率が大きい)媒質を用い、屈折率が連続的に変化することでレンズ作用をする例えば円柱形状のレンズである屈折率分布型レンズとしても良い。
光源50を固定する位置は、図2のようにアーム5に固定するのが好ましい。光源50をスライダ3より離して配置することは、光源50が例えば半導体レーザであれば発熱の影響をスライダ3が受け難くする点や、光源50の質量や光源が光ファイバであればこれによって生じる付加的な応力によってスライダ3の浮上が妨げられない点等で好ましい。
第1の光学素子51は、上記の通り光源50に隣接するのが好ましく、また固定が容易でアーム5の旋回等の運動に質量の影響を少なくできることから、光源50と同じくアーム5に固定するのが好ましい。
第1の光学素子51から射出された光60は、サスペンション4の先端に設けられているスライダ3の近くの固定台4aを介して固定されている第2の光学素子52に入射する。第2の光学素子52の入射面52aは正のパワーを有しており、第2の光学素子52からの射出光は、後述する平面導波路20に設けてある回折格子20aに収束し照射する。また、第2の光学素子52に入射した光は、上述の収束光となることに加えて射出されるまでの間、面52bで偏向され、回折格子を備えている面52cで回折され、射出面52dで屈折される。
面52b及び面52cは、射出面52dにおける屈折も含めて第2の光学素子52に入射した光が平面導波路20に設けてある回折格子20aに所定の入射角で入射できるように偏向するようにしているため、回折格子20aを照射する光は効率よく平面導波路20に結合することができる。
光源50からの光を回折格子20aに収束させるための光伝送系の正のパワーを第1の光学素子と第2の光学素子とで2つに分けることにより、第1の光学素子と第2の光学素子とをサスペンション4の両端程度に離れて配置することができる。
サスペンション4は、静止時と稼働時とでは反りの状態が異なるため、組み立ての際に反りの状態を予測して第1の光学素子51と第2の光学素子52とを配置する場合がある。この場合、安定した動作をするアーム5に第1の光学素子51を配置し、第2の光学素子52は光結合する平面導波路20に近い位置が好ましく、サスペンション4の先端付近又はスライダ3に固定することができる。固定部材3aを介して第2の光学素子52をスライダ3に固定している例を図3に示す。
また、光伝送系を第1の光学素子51及び第2の光学素子52とで構成することにより、光軸に垂直な径方向の大きさを大きくすることなく、倍率を抑えて射出側のNA(Numerical Aperture)を大きくすることができる。射出側のNAを大きくすることにより、回折格子20aに良好な小さいスポットを形成して良好な光結合することができ、更に回折格子20aに入射する光の光軸に対する最大角度が大きくなるため、回折格子20aへの入射角度精度を緩和することができる。このため、光記録ヘッド30の組み立てが容易となり、また光記録装置100として稼動している時の回折格子20aへの光の入射角度の変動による平面導波路20への光結合不良を生じ難くすることができる。
第2の光学素子52が備えている面52cが備えている回折格子に関して説明する。光源50から射出する光は、半導体レーザ光を使用する場合がある。半導体レーザにおいて、例えば、ファブリペロー共振型は、自身や周囲の温度上昇などによって温度変化があると所謂モードホップ現象が生じ発振波長が変化する。平面導波路20の回折格子20aに入射する光の波長が変化すると、回折角が変化するため、平面導波路20への光結合効率が低下してしまう。光結合効率が低下しないようにするためには、回折格子20aへの入射角度を波長変化に応じて変える必要がある。
波長変化に応じて、回折格子20aに入射する光の入射角度を適宜変えるため、第2の光学素子52の面52cに回折格子を設けるのが好ましい。第2の光学素子52の面52cに入射する光の波長が変化すると、その波長に応じて回折角度が変わり、最終的に第2の光学素子52から射出する光の射出角度を変えることができる。
これを利用して、第2の光学素子52の波長依存する射出角度変化量と回折格子20aの波長依存する入射角度変化量とを整合させ相殺させるように波長変動補償することができる。こうした整合により、上記の波長変化に応じて射出角度を補正(色補正)する回折格子を備えた第2の光学素子52に入射する光は、あたかも波長変動がないかのように平面導波路20に結合することができる。
第2の光学素子52が備えるパワーは、光軸に直交する面内で、且つ互いに直交する2方向に異なるパワーを備えていることが好ましい。詳しくは、互いに直交する2方向の内1方向は、第2の光学素子が有する回折格子を備えている面52cに平行な方向である。
光を偏向させるために回折を利用すると、光束の断面形状が元の形から変化してしまう。例えば円形の断面を持つ平行光束が回折されることによって断面形状が楕円の光束となる。更に、光が集光又は拡散している場合には、回折面の効果によって回折方向とこれに垂直な方向とで集光位置が異なる非点隔差を生じてしまう。
このような光束断面形状の変形や非点隔差を補正する直交する2方向でパワーの異なる面を第2の光学素子が備えることにより、回折格子20aに良好な光スポットを形成することができ、光結合効率をより良好にすることができる。具体的には、2方向でパワーの異なる面を屈折面や反射面とする場合はアナモルフィック面を用い、回折面とする場合はアナモルフィックに相当する縦方向と横方向とで回折力の異なる面を用いるのが好ましい。
第2の光学素子52の構成としては、図2に示すように、光源50側から順に入射面52a、第1の反射面52b、回折格子を備える反射面52c、射出面52dとし、第1の反射面52bと射出面52dとは同一面であり、これらの何れかの少なくとも1面に正のパワーを備えることが好ましい。このような構成とすることにより小型で簡単な構成でありながら偏向、入射角度精度の緩和及び波長変動補償の機能を併せて持たせることが可能である。
更に望ましくは、上記で説明した通り、第2の光学素子52が有する正のパワーは光軸方向に対して直交する2方向でパワーが異なるアナモルフィック面、若しくはアナモルフィックに相当する縦方向と横方向とで回折力の異なる面とすることが好ましい。
上記の第2の光学素子52は、正のパワーを有する面のほか、回折格子を備えた面及び反射面を備える一体物として部品数が少なく調整がより容易である好ましい状態であるが、必ずしも一体物である必要はない。例えば、第2の光学素子は正のパワーを有する面を備えるものとし、回折格子を備えた面や反射面を第2の光学素子とは別の偏向部とする2体物としてもよく、この場合、第2に光学素子は屈折率分布型レンズを用いても良い。
本発明の光伝送系により、回折格子20aへの入射角度精度が緩和され、平面導波路20の入射結合範囲が例えばφ50μm程度の場合、位置許容誤差は10μmと緩い。このため、入射角度精度の緩和により第2の光学素子と回折格子20aとの位置合わせはより簡単となり、光伝送系と平面導波路20を備えているスライダ3との位置合わせを機械加工精度により簡単に行うことができる。
平面導波路20に関して説明する。平面導波路20の正面図を図4、側面図を図5にそれぞれ模式的に示す。平面導波路20は、スライダ3の光源50側の壁面に設けられており、導波路を構成するコア層21とクラッド層22を有し、コア層21には、光入力部である回折格子20aが形成されている。
導波路は、屈折率が異なる物質による複数層で構成することができ、コア層21の屈折率は、クラッド層22の屈折率より大きい。この屈折率差により導波路が構成され、コア層21内の光はコア層21内部に閉じ込められ、効率よく矢印25の方向に進み、先端部24に到達する。図5において、クラッド層22と接する側と反対側のコア層21の面は空気に晒されており、この空気がクラッドとして機能している。
コア層21は、Ta2O5、TiO2、ZnSe等で形成され、厚みは約20nmから500nmの範囲としてよく、またクラッド層22は、SiO2、空気、Al2O3等で形成され、厚みは約200nmから2000nmの範囲としてよい。
コア層21は、後述の結合された光をコア層21の焦点Fに向かって反射するように形成された、外周面の輪郭形状が放物線である側面26、27を備えている。図3において、放物線の左右対称の中心軸を軸C(準線(図示しない)に垂直で焦点Fを通る線)で示し、放物線の焦点を焦点Fとして示している。側面26、27には、例えば金、銀、アルミニウム等の反射物質を設けて、光反射損失をより少なくする助けとしてもよい。
平面導波路20のコア層21に設けてある回折格子20aは、コア層21に設けてある側面26、27の形状である放物線の準線に対して平行な複数の溝により構成されている。第2の光学素子52から射出し回折格子20aの面に形成する光スポットを光スポット55で示している。
尚、光をコア層21に結合させる光入力部は、上記の回折格子を用いたグレーティングカプラの他、例えば回折格子の代わりにプリズムを用いたプリズムカプラと呼ばれるものがあるが、コア層21に形成しやすいことや軽量であることから回折格子とすることが好ましい。
導波路のコア層21の先端部24は、ディスク2に隣接する放物線の先端が切断されたような平面形状をしている。焦点Fから放射される光は急に広がるため、先端部24の形状を平面とすることにより、ディスク2に焦点Fをより近くに配置することができるので好ましく、また、先端部24に焦点Fを形成してもよい。
コア層21の焦点F又はその近傍に、プラズモンプローブ24dを配置してもよい。プラズモンプローブ24dの具体例を図6に示す。
図6において、(a)は三角形の平板状金属薄膜からなるプラズモンプローブ24d、(b)はボウタイ型の平板状金属薄膜からなるプラズモンプローブ24dであり、何れも曲率半径20nm以下の頂点Pを有するアンテナからなっている。また、(c)は開口を有する平板状金属薄膜からなるプラズモンプローブ24dであり、曲率半径20nm以下の頂点Pを有するアンテナからなっている。何れのプラズモンプローブ24dの金属薄膜の材料は、アルミニウム、金、銀等が挙げられる。
これらのプラズモンプローブ24dに光が作用すると、その頂点P近辺に近接場光が発生して、非常に小さいスポットサイズの光を用いた記録又は再生を行うことが可能となる。つまり、コア層21の焦点F又はその近傍にプラズモンプローブ24dを設けることにより局所プラズモンを発生させれば、焦点に形成された光スポットのサイズをより小さくすることができ、高密度記録に有利となる。尚、焦点Fにプラズモンプローブ24dの頂点Pが位置することが好ましい。
図2に示すような構成の光記録ヘッド30において、本発明に係わる光伝送系である光源から光を導光している光ファイバの射出端に配置した第1の光学素子51と平面導波路20側に配置されている第2の光学素子52の具体例として以下の数値例1から6に示す。
各数値例は、シミュレーションの都合上、射出側から、すなわち第2の光学素子側から順に記載している。
各数値例の光路図は、面S6がパワーを有する面か否かにより2つに大別できるため数値例1から4の光路図を図7に示し、数値例5と6の光路図を図8に示す。図7において、第2の光学素子は面S3から面6までを備え、第1の光学素子は面8と面9を備えており、図8において、第2の光学素子は面S3から面6までを備え、第1の光学素子は面7と面8を備えている。
シミュレーションにおける最初の座標軸をそれぞれの図7,8に併せて示す。尚、数値例5では面S4、数値例6では同一面である面S3(透過面)、面S5(反射面)がパワーを有している。
(非球面の記述について)
光軸をZ軸、これに直交する方向をY軸、X軸とすると、面頂点からの位置を以下で表す。
Z=c×H2/{1+(1−(1+k)×c2×H2)1/2}+ΣAn×Hn
但し、
c:曲率(1/曲率半径)
H2:X2+Y2(光軸からの高さの2乗)
k:円錐定数
An:n次の非球面係数
(トロイダル面について)
トロイダル面は以下のように定義する。まずYZ平面で標準の非球面の輪郭を最初に定義し、次に、X方向で曲率の中心を通るY軸に対して回転させる。従って、トロイダル面はYZ平面では非球面になり、XZ平面では円になる。YZ面内の形状は、以下で表す。
Z=c×Y2/{1+(1−(1+k)×c2×Y2)1/2}+ΣAn×Yn
但し、
c:曲率(1/曲率半径)
Y2:YZ平面上で光軸からの高さの2乗
k:円錐定数
An:n次の非球面係数
(トーリック面について)
トーリック面はYZ面で球面を定義した後、X曲率中心周りに回転させたものである。
光軸をZ軸、これに直交する方向をY軸、X軸とすると、面頂点からの位置を以下で表す。
Z=c×H2/{1+(1−(1+k)×c2×H2)1/2}+ΣAn×Hn
但し、
c:曲率(1/曲率半径)
H2:X2+Y2(光軸からの高さの2乗)
k:円錐定数
An:n次の非球面係数
(トロイダル面について)
トロイダル面は以下のように定義する。まずYZ平面で標準の非球面の輪郭を最初に定義し、次に、X方向で曲率の中心を通るY軸に対して回転させる。従って、トロイダル面はYZ平面では非球面になり、XZ平面では円になる。YZ面内の形状は、以下で表す。
Z=c×Y2/{1+(1−(1+k)×c2×Y2)1/2}+ΣAn×Yn
但し、
c:曲率(1/曲率半径)
Y2:YZ平面上で光軸からの高さの2乗
k:円錐定数
An:n次の非球面係数
(トーリック面について)
トーリック面はYZ面で球面を定義した後、X曲率中心周りに回転させたものである。
(回折面について)
設計波長に対する決まった次数(+1次、−1次等)を使用する。2つの光源(物体光、参照光)により作成された位相差による回折が基準となる。収差を補正するために2つの光源位置だけでは表現できない光線の入射位置毎の位相差は非球面の表記方法に従って表示する。例えばXY多項式の場合には以下の式で記述する。
Z=ΣBm,n×Xm×Yn
但し、
Bm,n:Xのm乗、Yのn乗の係数
また、Si(i=1、2、・・・)は射出側から数えてi番目の面を示し、各面に示す数値は、左から順に、曲率半径(mm)、軸上面間隔(mm)及び波長780nmにおける屈折率を示す。ただし、面Siはダミー面である場合があり、この場合、面の表記にダミー面であることを示し図示しない。曲率半径はX軸方向とY軸方向とで同じであり、トロイダル面及びトーリック面の場合、X曲率半径は数値の後に(X)、Y曲率半径は数値の後に(Y)を付加して示す。
設計波長に対する決まった次数(+1次、−1次等)を使用する。2つの光源(物体光、参照光)により作成された位相差による回折が基準となる。収差を補正するために2つの光源位置だけでは表現できない光線の入射位置毎の位相差は非球面の表記方法に従って表示する。例えばXY多項式の場合には以下の式で記述する。
Z=ΣBm,n×Xm×Yn
但し、
Bm,n:Xのm乗、Yのn乗の係数
また、Si(i=1、2、・・・)は射出側から数えてi番目の面を示し、各面に示す数値は、左から順に、曲率半径(mm)、軸上面間隔(mm)及び波長780nmにおける屈折率を示す。ただし、面Siはダミー面である場合があり、この場合、面の表記にダミー面であることを示し図示しない。曲率半径はX軸方向とY軸方向とで同じであり、トロイダル面及びトーリック面の場合、X曲率半径は数値の後に(X)、Y曲率半径は数値の後に(Y)を付加して示す。
偏芯データに示す平行偏芯の単位、及び回折格子に示す格子ピッチの単位はmmである。
以下の数値例1から6における平面導波路傾きとは、平面導波路が備えている回折格子に入射する光の入射角度を示し、平面導波路傾きが0°とは、設計値で結合効率が最も良い入射角度を示す。また、数値例1から6の結合効率とは、光源から発せられる光量を1とした際の平面導波路に結合する光量比を示す。
(数値例1)
曲率半径(mm) 軸上面間隔(mm) 屈折率(780nm)
S1(射出面): ∞ 0.800000
S2(ダミー): ∞ 0.000000
S3: ∞ 0.200000 1.484470
偏芯データ(ディセンタ&リターン)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 0.270000 Z平行偏芯: 0.000000
X回転(°):-25.722800 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S4: ∞ (反射面) -0.300000 -1.484470
回折格子
回折次数: -1.000000 格子ピッチ: 0.000698
偏芯データ(ローカル)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 0.000000 Z平行偏芯: 0.000000
X回転(°):-67.722800 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S5: ∞(反射面) 0.232711 1.484470
偏芯データ(第2面基準グローバル)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 0.000000 Z平行偏芯: 0.000000
X回転(°): 0.000000 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S6: -2.36151(Y) 0.000000
非球面係数(トーリック面)
X曲率半径: -1.23040(X)
偏芯データ(ローカル)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 1.871746 Z平行偏芯: 0.000000
X回転(°): 74.627334 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S7(ダミー): ∞ 8.446222
偏芯データ(第4面基準グローバル)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 0.287839 Z平行偏芯: 0.232711
X回転(°): 48.000000 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S8: 0.65221 2.000000 1.484470
非球面係数
円錐定数: 0.000000
4次:-0.146078E+00 6次:-0.887338E+01 8次:0.138746E+03 10次:0.000000E+00
S9: ∞ 0.000000
S10(光源): ∞
仕様
・光源側NA:0.09000
・設計波長:780.00nm
・焦点距離:−9.3969
・倍率:0.2500
・光源の大きさ:φ0.01mm
・平面導波路入射面での光スポットの大きさ:φ0.05mm
・結合効率の変動
平面導波路傾き0°の結合効率:18.5%
平面導波路傾き0.5°の結合効率:17.8%
上記の結合効率より、平面導波路傾きが0°から0.5°に変化しても結合効率がほとんど低下しないことが分かる。
曲率半径(mm) 軸上面間隔(mm) 屈折率(780nm)
S1(射出面): ∞ 0.800000
S2(ダミー): ∞ 0.000000
S3: ∞ 0.200000 1.484470
偏芯データ(ディセンタ&リターン)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 0.270000 Z平行偏芯: 0.000000
X回転(°):-25.722800 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S4: ∞ (反射面) -0.300000 -1.484470
回折格子
回折次数: -1.000000 格子ピッチ: 0.000698
偏芯データ(ローカル)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 0.000000 Z平行偏芯: 0.000000
X回転(°):-67.722800 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S5: ∞(反射面) 0.232711 1.484470
偏芯データ(第2面基準グローバル)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 0.000000 Z平行偏芯: 0.000000
X回転(°): 0.000000 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S6: -2.36151(Y) 0.000000
非球面係数(トーリック面)
X曲率半径: -1.23040(X)
偏芯データ(ローカル)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 1.871746 Z平行偏芯: 0.000000
X回転(°): 74.627334 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S7(ダミー): ∞ 8.446222
偏芯データ(第4面基準グローバル)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 0.287839 Z平行偏芯: 0.232711
X回転(°): 48.000000 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S8: 0.65221 2.000000 1.484470
非球面係数
円錐定数: 0.000000
4次:-0.146078E+00 6次:-0.887338E+01 8次:0.138746E+03 10次:0.000000E+00
S9: ∞ 0.000000
S10(光源): ∞
仕様
・光源側NA:0.09000
・設計波長:780.00nm
・焦点距離:−9.3969
・倍率:0.2500
・光源の大きさ:φ0.01mm
・平面導波路入射面での光スポットの大きさ:φ0.05mm
・結合効率の変動
平面導波路傾き0°の結合効率:18.5%
平面導波路傾き0.5°の結合効率:17.8%
上記の結合効率より、平面導波路傾きが0°から0.5°に変化しても結合効率がほとんど低下しないことが分かる。
(数値例2)
曲率半径(mm) 軸上面間隔(mm) 屈折率(780nm)
S1(射出面): ∞ 0.800000
S2(ダミー面): ∞ 0.000000
S3: ∞ 0.200000 1.484470
偏芯データ(ディセンタ&リターン)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 0.270000 Z平行偏芯: 0.000000
X回転(°):-25.722800 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S4: ∞(反射面) -0.300000 -1.484470
回折格子
回折次数: -1.000000 格子ピッチ: 0.000698
偏芯データ(ローカル)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 0.000000 Z平行偏芯: 0.000000
X回転(°):-67.722800 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S5: ∞(反射面) 0.232711 1.484470
偏芯データ(第2面基準グローバル)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 0.000000 Z平行偏芯: 0.000000
X回転(°): 0.000000 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S6: -2.36151(Y) 0.000000
非球面係数(トーリック面)
X曲率半径: -1.23040(X)
偏芯データ(ローカル)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 1.871746 Z平行偏芯: 0.000000
X回転(°): 74.627334 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S7: ∞ 4.151244
偏芯データ(第4面基準グローバル)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 0.287839 Z平行偏芯: 0.232711
X回転(°): 48.000000 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S8: 0.65238 2.000000 1.484470
非球面係数
円錐定数: 0.000000
4次:-0.202998E+00 6次:-0.247704E+01 8次:0.267150E+02 10次:0.000000E+00
S9: ∞ 0.000000
S10(光源): ∞
仕様
・光源側NA:0.09000
・設計波長:780.00nm
・焦点距離:1.8248
・倍率:0.5999
・光源の大きさ:φ0.01mm
・平面導波路入射面での光スポットの大きさ:φ0.05mm
・結合効率の変動
平面導波路傾き0°の結合効率:39.3%
平面導波路傾き0.5°の結合効率:33.6%
上記の結合効率より、平面導波路傾きが0°から0.5°に変化しても結合効率がほとんど低下しないことが分かる。
曲率半径(mm) 軸上面間隔(mm) 屈折率(780nm)
S1(射出面): ∞ 0.800000
S2(ダミー面): ∞ 0.000000
S3: ∞ 0.200000 1.484470
偏芯データ(ディセンタ&リターン)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 0.270000 Z平行偏芯: 0.000000
X回転(°):-25.722800 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S4: ∞(反射面) -0.300000 -1.484470
回折格子
回折次数: -1.000000 格子ピッチ: 0.000698
偏芯データ(ローカル)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 0.000000 Z平行偏芯: 0.000000
X回転(°):-67.722800 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S5: ∞(反射面) 0.232711 1.484470
偏芯データ(第2面基準グローバル)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 0.000000 Z平行偏芯: 0.000000
X回転(°): 0.000000 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S6: -2.36151(Y) 0.000000
非球面係数(トーリック面)
X曲率半径: -1.23040(X)
偏芯データ(ローカル)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 1.871746 Z平行偏芯: 0.000000
X回転(°): 74.627334 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S7: ∞ 4.151244
偏芯データ(第4面基準グローバル)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 0.287839 Z平行偏芯: 0.232711
X回転(°): 48.000000 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S8: 0.65238 2.000000 1.484470
非球面係数
円錐定数: 0.000000
4次:-0.202998E+00 6次:-0.247704E+01 8次:0.267150E+02 10次:0.000000E+00
S9: ∞ 0.000000
S10(光源): ∞
仕様
・光源側NA:0.09000
・設計波長:780.00nm
・焦点距離:1.8248
・倍率:0.5999
・光源の大きさ:φ0.01mm
・平面導波路入射面での光スポットの大きさ:φ0.05mm
・結合効率の変動
平面導波路傾き0°の結合効率:39.3%
平面導波路傾き0.5°の結合効率:33.6%
上記の結合効率より、平面導波路傾きが0°から0.5°に変化しても結合効率がほとんど低下しないことが分かる。
(数値例3)
曲率半径(mm) 軸上面間隔(mm) 屈折率(780nm)
S1(射出面): ∞ 0.800000
S2(ダミー): ∞ 0.000000
S3: ∞ 0.200000 1.484470
偏芯データ(ディセンタ&リターン)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 0.270000 Z平行偏芯: 0.000000
X回転(°):-25.722800 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S4: ∞(反射) -0.300000 -1.484470
回折格子
回折次数: -1.000000 格子ピッチ: 0.000698
偏芯データ(ローカル)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 0.000000 Z平行偏芯: 0.000000
X回転(°):-67.722800 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S5: ∞(Y反射) 0.232711 1.484470
偏芯データ(第2面基準グローバル)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 0.000000 Z平行偏芯: 0.000000
X回転(°): 0.000000 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S6: -2.36151(Y) 0.000000
非球面係数(トーリック面)
X曲率半径: -1.23040(X)
偏芯データ(ローカル)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 1.871041 Z平行偏芯: 0.000000
X回転(°): 74.654089 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S7: ∞ 3.368130
偏芯データ(第4面基準グローバル)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 0.287839 Z平行偏芯: 0.232711
X回転(°): 48.000000 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S8: 0.65064 2.000000 1.484470
非球面データ
円錐定数: 0.000000
4次:-0.535365E+00 6次:0.112649E+02 8次:-0.137943E+03 10次:0.000000E+00
S9: ∞ 0.000000
S10(光源): ∞
仕様
・光源側NA:0.09000
・設計波長:780.00nm
・焦点距離:1.4959
・倍率:0.8017
・光源の大きさ:φ0.01mm
・平面導波路入射面での光スポットの大きさ:φ0.04mm
・結合効率の変動
平面導波路傾き0°の結合効率:36.7%
平面導波路傾き0.5°の結合効率:33.7%
上記の結合効率より、平面導波路傾きが0°から0.5°に変化しても結合効率がほとんど低下しないことが分かる。
曲率半径(mm) 軸上面間隔(mm) 屈折率(780nm)
S1(射出面): ∞ 0.800000
S2(ダミー): ∞ 0.000000
S3: ∞ 0.200000 1.484470
偏芯データ(ディセンタ&リターン)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 0.270000 Z平行偏芯: 0.000000
X回転(°):-25.722800 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S4: ∞(反射) -0.300000 -1.484470
回折格子
回折次数: -1.000000 格子ピッチ: 0.000698
偏芯データ(ローカル)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 0.000000 Z平行偏芯: 0.000000
X回転(°):-67.722800 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S5: ∞(Y反射) 0.232711 1.484470
偏芯データ(第2面基準グローバル)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 0.000000 Z平行偏芯: 0.000000
X回転(°): 0.000000 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S6: -2.36151(Y) 0.000000
非球面係数(トーリック面)
X曲率半径: -1.23040(X)
偏芯データ(ローカル)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 1.871041 Z平行偏芯: 0.000000
X回転(°): 74.654089 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S7: ∞ 3.368130
偏芯データ(第4面基準グローバル)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 0.287839 Z平行偏芯: 0.232711
X回転(°): 48.000000 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S8: 0.65064 2.000000 1.484470
非球面データ
円錐定数: 0.000000
4次:-0.535365E+00 6次:0.112649E+02 8次:-0.137943E+03 10次:0.000000E+00
S9: ∞ 0.000000
S10(光源): ∞
仕様
・光源側NA:0.09000
・設計波長:780.00nm
・焦点距離:1.4959
・倍率:0.8017
・光源の大きさ:φ0.01mm
・平面導波路入射面での光スポットの大きさ:φ0.04mm
・結合効率の変動
平面導波路傾き0°の結合効率:36.7%
平面導波路傾き0.5°の結合効率:33.7%
上記の結合効率より、平面導波路傾きが0°から0.5°に変化しても結合効率がほとんど低下しないことが分かる。
(数値例4)
曲率半径(mm) 軸上面間隔(mm) 屈折率(780nm)
S1(射出面): ∞ 0.800000
S2(ダミー): ∞ 0.000000
S3: ∞ 0.200000 1.484470
偏芯データ(ディセンタ&リターン)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 0.270000 Z平行偏芯: 0.000000
X回転(°):-25.722800 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S4: ∞(反射) -0.300000 -1.484470
回折格子
回折次数: -1.000000 格子ピッチ: 0.000698
偏芯データ(ローカル)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 0.000000 Z平行偏芯: 0.000000
X回転(°):-67.722800 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S5: ∞(反射) 0.232711 1.484470
偏芯データ(第2面基準グローバル)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 0.000000 Z平行偏芯: 0.000000
X回転(°): 0.000000 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S6: -2.36151(Y) 0.000000
非球面係数(トーリック面)
X曲率半径: -1.23040(X)
偏芯データ(ローカル)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 1.870994 Z平行偏芯: 0.000000
X回転(°): 74.654134 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S7: ∞ 2.995460
偏芯データ(第4面基準グローバル)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 0.287839 Z平行偏芯: 0.232711
X回転(°): 48.000000 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S8: 0.66783 2.000000 1.484470
非球面係数
円錐定数: 0.000000
4次:0.101810E+01 6次:-0.299954E+02 8次:0.230704E+03 10次:0.000000E+00
S9: ∞ 0.000000
S10: ∞
仕様
・光源側NA:0.09000
・設計波長:780.00nm
・焦点距離:1.4045
・倍率:1.0012
・光源の大きさ:φ0.01mm
・平面導波路入射面でのスポットの大きさ:φ0.03mm
・結合効率の変動
平面導波路傾き0°の結合効率:39.2%
平面導波路傾き0.5°の結合効率:31.6%
上記の結合効率より、平面導波路傾きが0°から0.5°に変化しても結合効率がほとんど低下しないことが分かる。
曲率半径(mm) 軸上面間隔(mm) 屈折率(780nm)
S1(射出面): ∞ 0.800000
S2(ダミー): ∞ 0.000000
S3: ∞ 0.200000 1.484470
偏芯データ(ディセンタ&リターン)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 0.270000 Z平行偏芯: 0.000000
X回転(°):-25.722800 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S4: ∞(反射) -0.300000 -1.484470
回折格子
回折次数: -1.000000 格子ピッチ: 0.000698
偏芯データ(ローカル)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 0.000000 Z平行偏芯: 0.000000
X回転(°):-67.722800 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S5: ∞(反射) 0.232711 1.484470
偏芯データ(第2面基準グローバル)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 0.000000 Z平行偏芯: 0.000000
X回転(°): 0.000000 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S6: -2.36151(Y) 0.000000
非球面係数(トーリック面)
X曲率半径: -1.23040(X)
偏芯データ(ローカル)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 1.870994 Z平行偏芯: 0.000000
X回転(°): 74.654134 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S7: ∞ 2.995460
偏芯データ(第4面基準グローバル)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 0.287839 Z平行偏芯: 0.232711
X回転(°): 48.000000 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S8: 0.66783 2.000000 1.484470
非球面係数
円錐定数: 0.000000
4次:0.101810E+01 6次:-0.299954E+02 8次:0.230704E+03 10次:0.000000E+00
S9: ∞ 0.000000
S10: ∞
仕様
・光源側NA:0.09000
・設計波長:780.00nm
・焦点距離:1.4045
・倍率:1.0012
・光源の大きさ:φ0.01mm
・平面導波路入射面でのスポットの大きさ:φ0.03mm
・結合効率の変動
平面導波路傾き0°の結合効率:39.2%
平面導波路傾き0.5°の結合効率:31.6%
上記の結合効率より、平面導波路傾きが0°から0.5°に変化しても結合効率がほとんど低下しないことが分かる。
(数値例5)
曲率半径(mm) 軸上面間隔(mm) 屈折率(780nm)
S1(射出面): ∞ 0.800000
S2(ダミー): ∞ 0.000000
S3: ∞ 0.200000 1.484470
偏芯データ(ディセンタ&リターン)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 0.270000 Z平行偏芯: 0.000000
X回転(°):-25.722800 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S4: ∞(反射) -0.300000 -1.484470
回折面(理想格子)
物体光(座標単位:mm): 実光源
X座標:0.000000E+00 Y座標:0.000000E+00 Z座標:0.100000E+19
参照光(座標単位:mm): 実光源
X座標:0.000000E+00 Y座標:0.100000E+21 Z座標:0.100000E+12
回折次数: 1.000000 設計波長: 780.00nm
XY多項式タイプ
B0,1: -1.3892E-01 B2,0: -5.6301E-01 B0,2: -1.1138E-01
偏芯データ(ローカル)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 0.000000 Z平行偏芯: 0.000000
X回転(°):-67.722800 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S5: ∞(反射) 1.500000 -1.484470
偏芯データ(第2面基準グローバル)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 0.000000 Z平行偏芯: 0.000000
X回転(°): 0.000000 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S6: ∞ 5.445927
偏芯データ(第1面基準グローバル)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 0.905730 Z平行偏芯: 1.500000
X回転(°): 22.277200 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S7: 0.60601 2.000000 1.484470
非球面係数
円錐定数: 0.000000
4次:-0.196797E+01 6次:0.509737E+02 8次:-0.399843E+03 10次:0.000000E+00
S8: ∞ 0.000000
S9(光源): ∞
仕様
・光源側NA:0.09000
・設計波長:780.00nm
・焦点距離:−8.6401
・倍率:0.2500
・光源の大きさ:φ0.01mm
・平面導波路入射面での光スポットの大きさ:φ0.05mm
・結合効率の変動
平面導波路傾き0°の結合効率:18.5%
平面導波路傾き0.5°の結合効率:17.8%
上記の結合効率より、平面導波路傾きが0°から0.5°に変化しても結合効率がほとんど低下しないことが分かる。
曲率半径(mm) 軸上面間隔(mm) 屈折率(780nm)
S1(射出面): ∞ 0.800000
S2(ダミー): ∞ 0.000000
S3: ∞ 0.200000 1.484470
偏芯データ(ディセンタ&リターン)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 0.270000 Z平行偏芯: 0.000000
X回転(°):-25.722800 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S4: ∞(反射) -0.300000 -1.484470
回折面(理想格子)
物体光(座標単位:mm): 実光源
X座標:0.000000E+00 Y座標:0.000000E+00 Z座標:0.100000E+19
参照光(座標単位:mm): 実光源
X座標:0.000000E+00 Y座標:0.100000E+21 Z座標:0.100000E+12
回折次数: 1.000000 設計波長: 780.00nm
XY多項式タイプ
B0,1: -1.3892E-01 B2,0: -5.6301E-01 B0,2: -1.1138E-01
偏芯データ(ローカル)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 0.000000 Z平行偏芯: 0.000000
X回転(°):-67.722800 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S5: ∞(反射) 1.500000 -1.484470
偏芯データ(第2面基準グローバル)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 0.000000 Z平行偏芯: 0.000000
X回転(°): 0.000000 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S6: ∞ 5.445927
偏芯データ(第1面基準グローバル)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 0.905730 Z平行偏芯: 1.500000
X回転(°): 22.277200 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S7: 0.60601 2.000000 1.484470
非球面係数
円錐定数: 0.000000
4次:-0.196797E+01 6次:0.509737E+02 8次:-0.399843E+03 10次:0.000000E+00
S8: ∞ 0.000000
S9(光源): ∞
仕様
・光源側NA:0.09000
・設計波長:780.00nm
・焦点距離:−8.6401
・倍率:0.2500
・光源の大きさ:φ0.01mm
・平面導波路入射面での光スポットの大きさ:φ0.05mm
・結合効率の変動
平面導波路傾き0°の結合効率:18.5%
平面導波路傾き0.5°の結合効率:17.8%
上記の結合効率より、平面導波路傾きが0°から0.5°に変化しても結合効率がほとんど低下しないことが分かる。
(数値例6)
曲率半径 軸上面間隔 屈折率(780nm)
S1(射出面): ∞ -0.200000
S2(ダミー): ∞ 0.500000
S3: 9.13378(Y) 0.200000 1.484470
非球面係数(トロイダル):
X曲率半径:1.33702
円錐定数: 88.418193
4次:-0.492461E-01 6次:0.799758E+00 8次:-0.420229E+01 10次:0.000000E+00
偏芯データ(ディセンタ&リターン)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 0.244976 Z平行偏芯: -0.027619
X回転(°):-25.362049 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S4: ∞(反射) -0.200000 -1.484470
回折格子
回折次数: -1.000000 格子ピッチ: 0.000698
偏芯データ(ローカル)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 0.000000 Z平行偏芯: 0.000000
X回転(°):-67.722800 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S5: 9.13378(Y反射) 1.500000 1.484470
非球面係数(トロイダル)
X曲率半径: 1.33702(X)
円錐定数: 88.418193
4次:-0.492461E-01 6次:0.799758E+00 8次:-0.420229E+01 10次:0.000000E+00
偏芯データ(第2面基準グローバル)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 0.000000 Z平行偏芯: 0.000000
X回転(°): 0.000000 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S6: ∞ 5.000000
偏芯データ(第1面基準グローバル)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 1.409937 Z平行偏芯: 3.158578
X回転(°): 22.277200 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S7: 0.56214 1.852237 1.484470
非球面係数
円錐定数: 0.000000
4次:0.540654E+00 6次:-0.981087E+01 8次:0.218612E+02 10次:0.000000E+00
S8: ∞ 0.000000
S9(光源): ∞
仕様
・光源側NA:0.09000
・設計波長:780.00nm
・焦点距離:−1.2477
・倍率:0.2500
・光源の大きさ:φ0.01mm
・平面導波路入射面での光スポットの大きさ:φ0.05mm
・結合効率の変動
平面導波路傾き0°の結合効率:18.5%
平面導波路傾き0.5°の結合効率:17.8%
上記の結合効率より、平面導波路傾きが0°から0.5°に変化しても結合効率がほとんど低下しないことが分かる。
曲率半径 軸上面間隔 屈折率(780nm)
S1(射出面): ∞ -0.200000
S2(ダミー): ∞ 0.500000
S3: 9.13378(Y) 0.200000 1.484470
非球面係数(トロイダル):
X曲率半径:1.33702
円錐定数: 88.418193
4次:-0.492461E-01 6次:0.799758E+00 8次:-0.420229E+01 10次:0.000000E+00
偏芯データ(ディセンタ&リターン)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 0.244976 Z平行偏芯: -0.027619
X回転(°):-25.362049 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S4: ∞(反射) -0.200000 -1.484470
回折格子
回折次数: -1.000000 格子ピッチ: 0.000698
偏芯データ(ローカル)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 0.000000 Z平行偏芯: 0.000000
X回転(°):-67.722800 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S5: 9.13378(Y反射) 1.500000 1.484470
非球面係数(トロイダル)
X曲率半径: 1.33702(X)
円錐定数: 88.418193
4次:-0.492461E-01 6次:0.799758E+00 8次:-0.420229E+01 10次:0.000000E+00
偏芯データ(第2面基準グローバル)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 0.000000 Z平行偏芯: 0.000000
X回転(°): 0.000000 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S6: ∞ 5.000000
偏芯データ(第1面基準グローバル)
X平行偏芯: 0.000000 Y平行偏芯: 1.409937 Z平行偏芯: 3.158578
X回転(°): 22.277200 Y回転(°): 0.000000 Z回転(°): 0.000000
S7: 0.56214 1.852237 1.484470
非球面係数
円錐定数: 0.000000
4次:0.540654E+00 6次:-0.981087E+01 8次:0.218612E+02 10次:0.000000E+00
S8: ∞ 0.000000
S9(光源): ∞
仕様
・光源側NA:0.09000
・設計波長:780.00nm
・焦点距離:−1.2477
・倍率:0.2500
・光源の大きさ:φ0.01mm
・平面導波路入射面での光スポットの大きさ:φ0.05mm
・結合効率の変動
平面導波路傾き0°の結合効率:18.5%
平面導波路傾き0.5°の結合効率:17.8%
上記の結合効率より、平面導波路傾きが0°から0.5°に変化しても結合効率がほとんど低下しないことが分かる。
1 筐体
2 ディスク
3 スライダ
4 サスペンション
20 平面導波路
20a 回折格子
21 コア層
22 クラッド層
24 先端部
26、27 側面
30 光記録ヘッド
32 空気ベアリング面
40 磁気記録部
41 磁気再生部
50 光源
51 第1の光学素子
51a、51b、52b、52c 面
52 第2の光学素子
52a 入射面
52d 射出面
60 光
55 光スポット
65 放射光
C 軸
F 焦点
2 ディスク
3 スライダ
4 サスペンション
20 平面導波路
20a 回折格子
21 コア層
22 クラッド層
24 先端部
26、27 側面
30 光記録ヘッド
32 空気ベアリング面
40 磁気記録部
41 磁気再生部
50 光源
51 第1の光学素子
51a、51b、52b、52c 面
52 第2の光学素子
52a 入射面
52d 射出面
60 光
55 光スポット
65 放射光
C 軸
F 焦点
Claims (11)
- 光源からの光を導く光伝送系と、
前記光伝送系に導かれた光が結合される平面導波路と、を備え、
前記平面導波路は、前記光伝送系に導かれた光が照射される位置に、該光を該平面導波路に結合させる光入力部を有する光学装置において、
前記光伝送系は、前記光源からの光を前記光入力部に収束させるものであって、
前記光源の近傍に正のパワーを有する第1の光学素子と、
前記第1の光学素子から光が射出した後で前記平面導波路の近傍に正のパワーを有する第2の光学素子と光を前記光入力部に偏向する偏向部と、を備えていることを特徴とする光学装置。 - 前記光源は、線状導光体の光射出端部であることを特徴とする請求項1に記載の光学装置。
- 前記光入力部は回折格子であることを特徴とする請求項1又は2に記載の光学装置。
- 前記偏向部は、回折格子を備えていることを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載の光学装置。
- 前記第2の光学素子が有する正のパワーは、光軸に対し直交し且つ互いに直交する2方向に異なることを特徴とする請求項4に記載の光学装置。
- 前記偏向部は、前記第2の光学素子と一体であることを特徴とする請求項1から5の何れか一項に記載の光学装置。
- 前記第2の光学素子は、前記偏向部と一体であって、
前記第1の光学素子の側から光が進む順に、入射面、第1の反射面、回折格子を備える第2の反射面及び前記第1の反射面と同一面である射出面を備え、
前記入射面、第1の反射面及び第2の反射面の何れか一面は正のパワーを有することを特徴とする請求項1から3の何れか一項に記載の光学装置。 - 前記第2の光学素子が有する正のパワーは、光軸に対し直交し且つ互いに直交する2方向に異なることを特徴とする請求項7に記載の光学装置。
- 光源からの光を情報記録媒体に照射して情報を記録する光記録ヘッドにおいて、
前記光源と、
請求項1から8の何れか一項に記載の光学装置と、
前記平面導波路を備え、前記情報記録媒体に対し相対移動するスライダと、
前記スライダを一方の端部に設けてあるサスペンションと、
前記サスペンションの他方の端部を支持するアームと、を有することを特徴とする光記録ヘッド。 - 前記第1の光学素子は、前記アームに固定され、
前記第2の光学素子は、前記サスペンション若しくは前記スライダに固定されていることを特徴とする請求項9に記載の光記録ヘッド。 - 磁気記録部を備えている請求項9又は10に記載の光記録ヘッドと、
磁気記録媒体と、
前記光記録ヘッドにより前記磁気記録媒体に磁気記録を行う制御をする制御部と、を備えていることを特徴とする光記録装置。
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JP2008296393A JP2010123200A (ja) | 2008-11-20 | 2008-11-20 | 光学装置、光記録ヘッド及び光記録装置 |
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