JP2010262725A - 反射型波長板およびそれを用いた光ピックアップ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】反射型(1/4)波長板15は、ガラス基板15e上に反射膜15d、(1/4)波長板機能のサブ波長凹凸構造15cを有する。光源からの入射光LIは、反射型(1/4)波長板15の面15aから入射、屈折してサブ波長凹凸構造5c内部を通過、反射膜15dとの境界面で反射、再び内部を通過して面15aで屈折され出射光LOとして出射する。反射型波長板15の光学軸15pは、XおよびY方向と45度の方向に設定され、X方向の直線偏光は、円偏光に変換される。サブ波長凹凸構造15cは、入射光の波長よりも短い周期構造では入射光を回折せずに透過し、入射光に対し複屈折特性を示す。この偏光方向に応じて異なる屈折率を示すことから、構造パラメータを調整し位相差を任意に設定して各種波長板を実現する。
【選択図】図2
Description
サブ波長凹凸構造2のフィリングファクタ:F=0.7とした場合、
サブ波長凹凸構造のTE方向の有効屈折率:n(TE,DVD)=1.878
サブ波長凹凸構造のTM方向の有効屈折率:n(TM,DVD)=1.488
また、波長785nmで、n=2.124の媒質に、
サブ波長凹凸構造2のフィリングファクタ:F=0.7とした場合、
サブ波長凹凸構造のTE方向の有効屈折率:n(TE,CD)=1.859
サブ波長凹凸構造のTM方向の有効屈折率:n(TM,CD)=1.482
となる。
Δ(θ2)=90度
No=1.878(λ=660nm)
Ne=1.488(λ=660nm)
θ2=22.11度
なので、dとして220nmを選択すると、前述した(数2)より、
Ne’=1.529
Δ(0)=46.8度≒λ/8
となる。すなわち、反射型(1/4)波長板15としては、1/8波長板相当を用いることができる。
BD適用時、図2のX軸方向偏光方向の光が入射したときのサブ波長凹凸構造の位相差Δ
(BD)は(数16)
波長405nm、n=2.313の場合は、
サブ波長凹凸構造のTE方向の有効屈折率:n(TE,BD)=2.011
サブ波長凹凸構造のTM方向の有効屈折率:n(TM,BD)=1.523
であり、位相差Δ(BD)は、Δ(BD)=0.53πとなる。
サブ波長凹凸構造2のフィリングファクタ:F=0.7とした場合、
サブ波長凹凸構造のTE方向の有効屈折率:n(TE,BD)=2.011
サブ波長凹凸構造のTM方向の有効屈折率:n(TM,BD)=1.523
ここで、No=n(TE、BD)、Ne=n(TM,BD)とすると、
No=2.011(λ=405nm)
Ne=1.523(λ=405nm)
θ2=20.59度
なので、前述した(数2)より、Ne’=1.565
Δ(θ2)=95.4−90より、d=12.7nmとなる。
BD適用時、図2のX軸方向偏光方向の光が入射したときのサブ波長凹凸構造の位相差Δ(BD)は(数17)
反射型(1/4)波長板26のサブ波長凹凸構造2のフィリングファクタは:F=0.7の場合は、
サブ波長凹凸構造のTE方向の有効屈折率:n(TE,BD)=2.011
サブ波長凹凸構造のTM方向の有効屈折率:n(TM,BD)=1.523
であり、前記実施例と同様に、(λ/8)板相当であれば良く、
溝深さは:d=256nmを選択すれば良い。
DVD適用時、図2のX軸方向偏光方向の光が入射したときのサブ波長凹凸構造の位相差Δ(DVD)は(数18)
波長660nmで、n=2.147の媒質の場合、
サブ波長凹凸構造のTE方向の有効屈折率:n(TE,DVD)=1.878
サブ波長凹凸構造のTM方向の有効屈折率:n(TM,DVD)=1.488
波長785nmで、n=2.124の媒質の場合、
サブ波長凹凸構造のTE方向の有効屈折率:n(TE,CD)=1.859
サブ波長凹凸構造のTM方向の有効屈折率:n(TM,CD)=1.482
であり、
位相差Δ(DVD)は、Δ(DVD)=0.15π
位相差Δ(CD)は、Δ(CD)=0.12π
となる。
Δ(DVD)=90−(27+21.6)/2
Δ(CD)=90−(27+21.6)/2
を満たすように溝深さを選定してやれば良い。
1.基板温度 :40℃以下
2.成膜時圧力:8×10−2Pa
3.成膜速度 :3.0Å/sec
4.膜厚 :100〜150Å
5.電子銃(EB)蒸着法
Al膜(反射膜)
1.基板温度 :40℃以下
2.成膜時圧力:9×10−3Pa
3.成膜速度 :8.0Å/sec
4.膜厚 :1500〜2000Å
5.抵抗加熱蒸着法(電流値:400〜450A)
6.反射率 :91%以上
Ta2O5膜
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
の条件を用いる。
ドライエッチングは以下の
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 :100W
条件で行う。
ドライエッチングは以下の
・エッチング装置:RIE(住友金属社製 Rainbow4500機 平行平板RF印加 Sprit Power方式)
・稼働条件
上部電極パワー:200W
下部電極パワー:200W
電極間隔 :9.5mm
上部電極温度 :10℃
下部電極温度 :10℃
・ガス種
CF4=30sccm、CHF3=60sccm
Ar=100sccm、He=5sccm
反応室内圧力 :30Pa
Ta2O5膜エッチング速度:8nm/sec
条件で行う。
1.基板温度 :40℃以下
2.成膜時圧力:8×10−2Pa
3.成膜速度 :3.0Å/sec
4.膜厚 :100〜150Å
5.電子銃(EB)蒸着法
Al膜(反射膜)
1.基板温度 :40℃以下
2.成膜時圧力:9×10−3Pa
3.成膜速度 :8.0Å/sec
4.膜厚 :1500〜2000Å
5.抵抗加熱蒸着法(電流値:400〜450A)
6.反射率 :91%以上
Ta2O5膜
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
の条件を用いる。
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
で用いる。
・稼働条件
上部電極パワー:400W
下部電極パワー:80W
電極間隔 :12mm
上部電極温度 :0℃
下部電極温度 :20℃
・ガス種
Ar=50sccm
O2=20sccm
Cl2=80sccm
反応室内圧力:35Pa
条件で行う。
・稼働条件
上部電極パワー:200W
下部電極パワー:200W
電極間隔 :9.5mm
上部電極温度 :10℃
下部電極温度 :10℃
・ガス種
CF4=30sccm、CHF3=60sccm
Ar=100sccm、He=5sccm
反応室内圧力 :30Pa
Ta2O5エッチング速度:8nm/sec
条件で行う。
2,22 3ビーム用回折素子
3,23 偏光ビームスプリッタ
4,24 コリメートレンズ
5 偏向ミラー
5a,5b,5c,5d,5e 反射ミラー
6 (1/4)波長板
7,27 対物レンズ
8 光記録媒体
9,29 検出レンズ
10,30 受光素子
11 半導体レーザ(DVD用)
12 半導体レーザ(CD用)
13 ダイクロイックプリズム
13a 多層膜
15,16,26,36,56,66 反射型(1/4)波長板
15a,16a,26a,36a,56a,66a,66b 面
15c,16c,26c,36c,36f,56c,56f,66c,66f サブ波長凹凸構造
15d,16d,26d,36d,56d,66d,66g 反射膜
15e,16e,26e,36e,56e,66e ガラス基板
15p,16p,26p,36p,56p f軸
21 半導体レーザ(BD用)
25,35 反射型波長板
33 ダイクロイックプリズム
41 光ピックアップ
42 送りモータ
43 スピンドルモータ
44 サーボ制御回路
45 変復調回路
46 外部回路
47 システムコントローラ
Claims (4)
- 波長の異なる複数の入射光に対して、光路を偏向反射するとともに、位相差を付加する反射型波長板において、
前記反射型波長板は、基板の上に反射膜、複数の入射光で最短波長以下の周期をもつサブ波長凹凸構造が順次積層されてなり、波長の異なる複数の入射光に対して位相差:(kπ)/8(ここで、kは整数)を付加するようにサブ波長凹凸構造のフィリングファクタと溝深さが決定されていることを特徴とする反射型波長板。 - 使用波長の異なる2種類の光記録媒体Aと光記録媒体Bに対して、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、
前記光ピックアップは、波長λ1の光を出射する光源Aと、波長λ2(>λ1)の光を出射する光源Bと、前記光源Aからの出射光と、前記光源B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ための集光手段と、前記集光手段と前記光源A、光源Bの間の光路上に配置され、前記集光手段を介した戻り光束を分岐する分岐手段と、前記分岐手段で分岐された戻り光束を所定の受光位置で受光する受光手段と、前記集光手段と前記分岐手段の間の光路上に配置された反射型波長板と、を備え、
前記反射型波長板は、基板の上に反射膜、波長λ1以下の周期をもつサブ波長凹凸構造が順次積層されてなり、前記光源Aおよび光源Bから出射された光に対して位相差:(kπ)/8(ここで、kは整数)を付加するようにサブ波長凹凸構造のフィリングファクタと溝深さが決定されていることを特徴とする光ピックアップ。 - 使用波長の異なる3種類の光記録媒体Aと光記録媒体Bと光記録媒体Cに対して、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、
前記光ピックアップは、波長λ1の光を出射する光源Aと、波長λ2(>λ1)の光を出射する光源Bと、波長λ3(>λ2)の光を出射する光源Cと、前記光源A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ための集光手段Aと、前記光源Bからの出射光と、前記光源C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ための集光手段BCと、前記集光手段Aと前記光源Aの間の光路上に配置され、前記集光手段Aを介した戻り光束を分岐する分岐手段Aと、前記集光手段BCと前記光源B、光源Cの間の光路上に配置され、前記集光手段BCを介した戻り光束を分岐する分岐手段BCと、前記分岐手段Aで分岐された戻り光束を所定の受光位置で受光する受光手段Aと、前記分岐手段BCで分岐された戻り光束を所定の受光位置で受光する受光手段BCと、前記集光手段BCと前記分岐手段BCの間の光路上に配置された反射型波長板BCと、前記集光手段Aと前記反射型波長板BCの間の光路上に配置された反射型波長板Aと、を備え、
前記反射型波長板BCは、基板の上に反射膜、波長λ1以下の周期をもつサブ波長凹凸構造が順次積層されてなり、前記光源Bおよび光源Cから出射された光に対して位相差:(kπ)/8(ここで、kは整数)を付加するようにサブ波長凹凸構造のフィリングファクタと溝深さが決定され、かつ反射膜が波長λ2、λ3の光は反射し、波長λ1の光は透過して、
前記反射型波長板Aは、基板の上に反射膜、波長λ1以下の周期をもつサブ波長凹凸構造が順次積層されてなり、前記反射型波長板BCを波長λ1の光が通過するときに付加される位相差ΔAとした場合、前記光源Aから出射された光に対して位相差:(kπ)/8π−ΔA(ここで、kは整数)を付加するようにサブ波長凹凸構造のフィリングファクタと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3種類の光記録媒体Aと光記録媒体Bと光記録媒体Cに対して、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、
前記光ピックアップは、波長λ1の光を出射する光源Aと、波長λ2(>λ1)の光を出射する光源Bと、波長λ3(>λ2)の光を出射する光源Cと、前記光源A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ための集光手段Aと、前記光源Bからの出射光と、前記光源C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ための集光手段BCと、前記集光手段Aと前記光源Aの間の光路上に配置され、前記集光手段Aを介した戻り光束を分岐する分岐手段Aと、前記集光手段BCと前記光源B、光源Cの間の光路上に配置され、前記集光手段BCを介した戻り光束を分岐する分岐手段BCと、前記分岐手段Aで分岐された戻り光束を所定の受光位置で受光する受光手段Aと、前記分岐手段BCで分岐された戻り光束を所定の受光位置で受光する受光手段BCと、前記集光手段Aと前記分岐手段Aの間の光路上に配置された反射型波長板Aと、前記集光手段BCと前記反射型波長板Aの間の光路上に配置された反射型波長板BCと、を備え、
前記反射型波長板Aは、基板の上に反射膜、波長λ1以下の周期をもつサブ波長凹凸構造が順次積層されてなり、前記光源Aから出射された光に対して位相差:(kπ)/8(ここで、kは整数)を付加するようにサブ波長凹凸構造のフィリングファクタと溝深さが決定され、かつ反射膜が波長λ1の光は反射し、波長λ2、λ3の光は透過して、 前記反射型波長板BCは、基板の上に反射膜、波長λ2以下の周期をもつサブ波長凹凸構造が順次積層されてなり、前記反射型波長板Aを波長λ2、λ3の光が通過するときに付加される位相差ΔB、ΔCとした場合、前記光源B、Cから出射された光に対して位相差:(kπ)/8π−(ΔB+ΔC)/2(ここで、kは整数)を付加するようにサブ波長凹凸構造のフィリングファクタと溝深さが決定されることを特徴とする光ピックアップ。
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