JP2544830B2 - 光波面の偏り状態の検出方法及び装置 - Google Patents
光波面の偏り状態の検出方法及び装置Info
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- G11B11/10532—Heads
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Description
【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、光波面の偏光状態乃至偏り状態を検出する
装置および方法に関するものであり、更に詳細には、磁
気光学検出システムに特に好適な集積光学ヘッドに関す
る。
装置および方法に関するものであり、更に詳細には、磁
気光学検出システムに特に好適な集積光学ヘッドに関す
る。
B.従来の技術 光学記憶装置用組込み光学ヘッドについてはこれまで
提案されてきている。集積光学ヘッドには、複数の個別
構成要素から成る従来の光学ヘッドと比較して幾つかの
長所がある。集積ヘッドは、数個の個別光学構成要素の
機能を平面型導波管に凝縮しているので現行のヘッドよ
り軽く且つ小型にすることができる。集積ヘッドは、導
波管の光学構成要素および関連の電子素子がリゾグラフ
ィおよび薄膜堆積を利用して同じ一連の工程で製作され
るから、一層容易に製造される。
提案されてきている。集積光学ヘッドには、複数の個別
構成要素から成る従来の光学ヘッドと比較して幾つかの
長所がある。集積ヘッドは、数個の個別光学構成要素の
機能を平面型導波管に凝縮しているので現行のヘッドよ
り軽く且つ小型にすることができる。集積ヘッドは、導
波管の光学構成要素および関連の電子素子がリゾグラフ
ィおよび薄膜堆積を利用して同じ一連の工程で製作され
るから、一層容易に製造される。
典型的な光学ヘッドの一構成については、Journal of
Lightwave Technologyの1987年７月号のP.913以降に記
されている。ここに開示されている光学ヘッドは、レー
ザダイオード、集光、または非集光格子出力結合器、戻
りビーム・ビームスプリッタ、およびデータ検出器およ
びサーボ検出器から構成されている。このような光学ヘ
ッドは、CD−ROM、１回書込み、位相変更、およびダイ
ビット駆動装置のような、データ符号化を戻りビームの
強度変調または光学位相変調に基いて行う、光学記憶装
置駆動装置に使用するのに適している。この種の光学記
憶装置駆動装置では、駆動装置の光学構成要素は戻りビ
ームの偏り状態を分離または検出する必要がない。
Lightwave Technologyの1987年７月号のP.913以降に記
されている。ここに開示されている光学ヘッドは、レー
ザダイオード、集光、または非集光格子出力結合器、戻
りビーム・ビームスプリッタ、およびデータ検出器およ
びサーボ検出器から構成されている。このような光学ヘ
ッドは、CD−ROM、１回書込み、位相変更、およびダイ
ビット駆動装置のような、データ符号化を戻りビームの
強度変調または光学位相変調に基いて行う、光学記憶装
置駆動装置に使用するのに適している。この種の光学記
憶装置駆動装置では、駆動装置の光学構成要素は戻りビ
ームの偏り状態を分離または検出する必要がない。
対象的に、データを偏りの変化として符号化する磁気
光学記憶装置駆動装置では、光学構成要素は戻りビーム
の偏り状態を分離し検出しなければならない。
光学記憶装置駆動装置では、光学構成要素は戻りビーム
の偏り状態を分離し検出しなければならない。
出願人が知っている最も適切な従来技術は、1987年９
月16日ないし18日、東京で開催された光学記憶装置に関
する国際シンポジウムで、H.Sunagawa等により提出され
た論文のTechnical Digest FA−７に記されているハイ
ブリッド集積磁気光学検出システムである。この検出シ
ステムでは、偏りの分離は平行に設置された３個の別々
の格子結合器で行われる。外側の２個の格子結合器はア
パーチャの縁に、すなわち光を集める領域に、隣接して
いる。これら外側格子結合器は電気的横（TE）偏りだけ
を結合するが、中央にある格子は磁気的横（TM）偏りだ
けを結合する。２個の外側結合器はTE偏りだけを結合
し、中央結合器はピッチが0.0034μｍだけわずか異って
いるのでTM偏りだけを結合する。結合した各波はそれぞ
れの検出器領域に集光する。２個の外側検出器の各々に
ある１対の検出器がTE偏りを検出し、それぞれ集光情報
およびトラッキング情報を発生する。中央検出領域にあ
る１個の検出器はTM偏りを検出する。磁気光学信号はTE
検出器とTM検出器との間の光の強さの差に比例する。
月16日ないし18日、東京で開催された光学記憶装置に関
する国際シンポジウムで、H.Sunagawa等により提出され
た論文のTechnical Digest FA−７に記されているハイ
ブリッド集積磁気光学検出システムである。この検出シ
ステムでは、偏りの分離は平行に設置された３個の別々
の格子結合器で行われる。外側の２個の格子結合器はア
パーチャの縁に、すなわち光を集める領域に、隣接して
いる。これら外側格子結合器は電気的横（TE）偏りだけ
を結合するが、中央にある格子は磁気的横（TM）偏りだ
けを結合する。２個の外側結合器はTE偏りだけを結合
し、中央結合器はピッチが0.0034μｍだけわずか異って
いるのでTM偏りだけを結合する。結合した各波はそれぞ
れの検出器領域に集光する。２個の外側検出器の各々に
ある１対の検出器がTE偏りを検出し、それぞれ集光情報
およびトラッキング情報を発生する。中央検出領域にあ
る１個の検出器はTM偏りを検出する。磁気光学信号はTE
検出器とTM検出器との間の光の強さの差に比例する。
今述べたシステムはデータを検出し且つ焦点信号およ
びトラッキング誤差信号を発生することができる完全な
磁気光学ヘッドを構成しているが、戻りビーム・アパー
チャが小区画に細分されており、その結果利用可能な光
の約半分が利用されるに過ぎない。アパーチャ全体の偏
り状態は分析されず、そのためデータ信号の横方向分解
能および大きさが共に小さくなる。また、格子結合器間
のピッチの差（0.0034μｍ）の非常に精密に制御しなけ
れば、TEモードとTMモードとの間の結合に混信が生ず
る。
びトラッキング誤差信号を発生することができる完全な
磁気光学ヘッドを構成しているが、戻りビーム・アパー
チャが小区画に細分されており、その結果利用可能な光
の約半分が利用されるに過ぎない。アパーチャ全体の偏
り状態は分析されず、そのためデータ信号の横方向分解
能および大きさが共に小さくなる。また、格子結合器間
のピッチの差（0.0034μｍ）の非常に精密に制御しなけ
れば、TEモードとTMモードとの間の結合に混信が生ず
る。
1988年７月に東京大学で紹介され、会議の議事録に発
表された「Nonlinear Polysilane Thin Film（非線形ポ
リシラン薄膜」と題する論文に、光導入（photo−intro
duced）複屈折を示す或る種のポリシラン重合体が開示
されており、そこでは最大誘導複屈折が露光により溝導
波管を作るのに充分である。しかし、溝導波管はそれ自
身では偏りモードの分離を行わない。最大誘導複屈折は
未露光フィルム内のTEモードとTMモードとの間の複屈折
とほぼ同じであると述べられているが、この論文ではTE
/TMモードの分離が周期的複屈折構造を用いて達成され
ることについては教示されておらず、また現象について
の実施例または用途についても触れていない。
表された「Nonlinear Polysilane Thin Film（非線形ポ
リシラン薄膜」と題する論文に、光導入（photo−intro
duced）複屈折を示す或る種のポリシラン重合体が開示
されており、そこでは最大誘導複屈折が露光により溝導
波管を作るのに充分である。しかし、溝導波管はそれ自
身では偏りモードの分離を行わない。最大誘導複屈折は
未露光フィルム内のTEモードとTMモードとの間の複屈折
とほぼ同じであると述べられているが、この論文ではTE
/TMモードの分離が周期的複屈折構造を用いて達成され
ることについては教示されておらず、また現象について
の実施例または用途についても触れていない。
C.発明が解決しようとする課題 本発明の目的は光波面の偏り状態を検出する改良され
た装置および方法を提供することにある。
た装置および方法を提供することにある。
D.課題を解決するための手段 本発明による装置は、TE/TM格子結合器により導波管
に結合されるビームとして伝播する波面のTEモードおよ
びTMモードを伝送する光学的に透明な導波管構造から成
る。導波管構造は、導波層だけを備えることができ、ま
たは隣接するクラッド層と組合せることもできる。導波
管構造内にまたは隣接して伝播ビームをTEモードおよび
TMモードに分割する複屈折モード分離器を備えた繰返し
パターンによるいわゆる周期構造が存在する。モード分
離器は、導波管内にまたはこれに隣接する層内に同一構
成の一様な間隔に設置された集魂（ボリューム）のアレ
イの形にすることができる。各分離ビームに含まれてい
る光の強さを検出する光感知装置が配設されている。光
感知装置からの信号は光波面の偏りの状態を判定するの
に使用される。
に結合されるビームとして伝播する波面のTEモードおよ
びTMモードを伝送する光学的に透明な導波管構造から成
る。導波管構造は、導波層だけを備えることができ、ま
たは隣接するクラッド層と組合せることもできる。導波
管構造内にまたは隣接して伝播ビームをTEモードおよび
TMモードに分割する複屈折モード分離器を備えた繰返し
パターンによるいわゆる周期構造が存在する。モード分
離器は、導波管内にまたはこれに隣接する層内に同一構
成の一様な間隔に設置された集魂（ボリューム）のアレ
イの形にすることができる。各分離ビームに含まれてい
る光の強さを検出する光感知装置が配設されている。光
感知装置からの信号は光波面の偏りの状態を判定するの
に使用される。
周期構造は、必要なら、導波層またはクラッド層に、
ブラッグ格子のような、交番複屈折の領域を備えること
ができる。入力格子結合器の集光能力を湾曲格子構造を
有する導波管に与えることにより、伝播ビームの光軸を
横断する方向に延びる複屈折モード分離器のピッチを変
えることにより、または可変ピッチの表面格子を光軸の
横断方向に導入することにより、集光能力を導入する。
ブラッグ格子のような、交番複屈折の領域を備えること
ができる。入力格子結合器の集光能力を湾曲格子構造を
有する導波管に与えることにより、伝播ビームの光軸を
横断する方向に延びる複屈折モード分離器のピッチを変
えることにより、または可変ピッチの表面格子を光軸の
横断方向に導入することにより、集光能力を導入する。
この装置および方法は効率の良い集積磁気光学記録ヘ
ッドに組込むのに特に適している。
ッドに組込むのに特に適している。
E.実施例 第1A図、第1B図、第1C図に示すように、本発明は、デ
ータを磁気光学ディスクに対して読み書きする磁気光学
記録ヘッドの部分を構成する集積磁気光学検出システム
により実施される。図示のとおり、このシステムは、透
明基板11に支持されている単層の光導波管10を備えてお
り、基板と導波管との間に随意選択のバッファ層12を備
えていることがあり、備えていないこともあり、基11は
好適にはガラスまたは透明重合体から作られるものであ
り、バッファ層12は（使用する場合には）二酸化シリコ
ンから作ることができる。
ータを磁気光学ディスクに対して読み書きする磁気光学
記録ヘッドの部分を構成する集積磁気光学検出システム
により実施される。図示のとおり、このシステムは、透
明基板11に支持されている単層の光導波管10を備えてお
り、基板と導波管との間に随意選択のバッファ層12を備
えていることがあり、備えていないこともあり、基11は
好適にはガラスまたは透明重合体から作られるものであ
り、バッファ層12は（使用する場合には）二酸化シリコ
ンから作ることができる。
好適には導波管10の端に、TM検出器13およびTE検出器
14が取付けられている。導波管10の一端に隣接して、導
波管10の露出した（上側の）平らな表面に形成された格
子16aを有するTE/TM格子結合器16がある。
14が取付けられている。導波管10の一端に隣接して、導
波管10の露出した（上側の）平らな表面に形成された格
子16aを有するTE/TM格子結合器16がある。
レーザダイオード17は光の偏りビームをコリメーティ
ングレンズ18、基板11、およびもし存在すればバッファ
12を経て、結合器16の格子に向ける。入射偏り軸は、第
1B図に示すように、格子結合器に対して45°である。大
部分の光は格子を透過して集光レンズ19に向うが、光の
一部分は検出器に向かって伝播する。レンズ19からのビ
ームは磁気光学ディスク20に向けられ、これから反射す
る。磁気光学ディスク20から反射された光の偏り方向
は、カー効果により照射される領域により時計回りにま
たは反時計回りにわずかな角度（約0.5°）だけ変調さ
れる。変調情報を含んでいるこの反射ビームはレンズ19
により平行ビームにされ、格子結合器16により導波管10
に結合される。
ングレンズ18、基板11、およびもし存在すればバッファ
12を経て、結合器16の格子に向ける。入射偏り軸は、第
1B図に示すように、格子結合器に対して45°である。大
部分の光は格子を透過して集光レンズ19に向うが、光の
一部分は検出器に向かって伝播する。レンズ19からのビ
ームは磁気光学ディスク20に向けられ、これから反射す
る。磁気光学ディスク20から反射された光の偏り方向
は、カー効果により照射される領域により時計回りにま
たは反時計回りにわずかな角度（約0.5°）だけ変調さ
れる。変調情報を含んでいるこの反射ビームはレンズ19
により平行ビームにされ、格子結合器16により導波管10
に結合される。
結合器16は、TEモードおよびTMモードの双方を結合す
るようになっている。これは（上に最初に引用した参考
文献に記されているように）標準表面格子結合器を製作
し、本発明に従って、集塊格子構造に充分な複屈折を生
じさせて両モードが同じ格子ピッチで結合するようにし
て達成される。格子ピッチを同じにすることにより、ア
パーチャ全体を利用して導波管内に導くことができる。
アパーチャの各区画の代りにアパーチャ全体をサンプル
することにより、偏りの真の差異を確実に検出すること
ができる。結合した光は周期格子構造21から成る複屈折
モード分離器に向って伝播する。
るようになっている。これは（上に最初に引用した参考
文献に記されているように）標準表面格子結合器を製作
し、本発明に従って、集塊格子構造に充分な複屈折を生
じさせて両モードが同じ格子ピッチで結合するようにし
て達成される。格子ピッチを同じにすることにより、ア
パーチャ全体を利用して導波管内に導くことができる。
アパーチャの各区画の代りにアパーチャ全体をサンプル
することにより、偏りの真の差異を確実に検出すること
ができる。結合した光は周期格子構造21から成る複屈折
モード分離器に向って伝播する。
本発明の実施例の大きな特徴によれば、周期格子構造
21は複屈折材料の個別の小さなボリューム、即ち集塊22
のマトリックスから構成されている。これら集塊は同じ
構成のものであり、第２図に示すように、その断面は実
質的に長方形である。複屈折集塊の向きはブラッグ反射
鏡29の平面29aとしての向きである。これらの集塊は導
波管10の厚さを横断して実質上完全に貫通している。複
屈折構造21はTEモードおよびTMモードの双方に同じ集光
能力を導入する表面格子23を備えている。
21は複屈折材料の個別の小さなボリューム、即ち集塊22
のマトリックスから構成されている。これら集塊は同じ
構成のものであり、第２図に示すように、その断面は実
質的に長方形である。複屈折集塊の向きはブラッグ反射
鏡29の平面29aとしての向きである。これらの集塊は導
波管10の厚さを横断して実質上完全に貫通している。複
屈折構造21はTEモードおよびTMモードの双方に同じ集光
能力を導入する表面格子23を備えている。
構造21の複屈折集塊格子は、光軸がTEモードの電気ベ
クトルに平行であり、材料の常光線屈折率が導波層の屈
折率に等しいように、製作される。TEモードおよびTEモ
ードは複屈折構造21の、それぞれ、常光線屈折率および
異常光線屈折率に応ずる。複屈折構造は、体積位相ホロ
グラムを形成するが、TEモードおよびTMモードを回折に
より角度的に分離し、設計によりTEモードの集光能力を
減少させる。これにより、これから説明するように、焦
点誤差信号を従来どおりの仕方で好適に発生することが
できる。
クトルに平行であり、材料の常光線屈折率が導波層の屈
折率に等しいように、製作される。TEモードおよびTEモ
ードは複屈折構造21の、それぞれ、常光線屈折率および
異常光線屈折率に応ずる。複屈折構造は、体積位相ホロ
グラムを形成するが、TEモードおよびTMモードを回折に
より角度的に分離し、設計によりTEモードの集光能力を
減少させる。これにより、これから説明するように、焦
点誤差信号を従来どおりの仕方で好適に発生することが
できる。
屈折角θdiffは格子方程式 により概略与えられる。
ただし、 ｄは複屈折集塊間隔である。
keffはTE導波管モードまたはTM導波管モードの伝播常数
であり、導波管理論から知られるとおり、導波管構造の
波長、厚さ、および屈折率によって決まる。
であり、導波管理論から知られるとおり、導波管構造の
波長、厚さ、および屈折率によって決まる。
θinoはモード伝播ベクトルと複屈折格子の法線との間
の角である。
の角である。
ｍは回折波の次数である。
表面格子23と共に、TEモードおよびTMモードは、第1B
図に示すように、それらの間に焦点がずれている状態で
二つの検出器13、14に集中する。検出器13はスプリット
検出器である。第1C図に注記したように、ディスク20か
ら反射したビームの磁気光学データ信号は検出器13の信
号Ａ＋Ｂより検出器14の信号Ｃだけ少い。また、焦点誤
差信号（FES）は従来どおりの仕方で得られ、検出器13
の信号Ａ＋Ｂより検出器14からの信号Ｃだけ少い。これ
ら信号は電子的に高域および低域のフィルタより分離さ
れる。トラック誤差信号（TES）も信号Ａから信号Ｂに
減ずることにより従来どおりの仕方で得られる。
図に示すように、それらの間に焦点がずれている状態で
二つの検出器13、14に集中する。検出器13はスプリット
検出器である。第1C図に注記したように、ディスク20か
ら反射したビームの磁気光学データ信号は検出器13の信
号Ａ＋Ｂより検出器14の信号Ｃだけ少い。また、焦点誤
差信号（FES）は従来どおりの仕方で得られ、検出器13
の信号Ａ＋Ｂより検出器14からの信号Ｃだけ少い。これ
ら信号は電子的に高域および低域のフィルタより分離さ
れる。トラック誤差信号（TES）も信号Ａから信号Ｂに
減ずることにより従来どおりの仕方で得られる。
第２図に示すように、矢印25は格子結合器16からの光
のTE/TMモードの伝播の方向を示す。ブラッグ反射鏡29
で、TEモードは反射鏡平面の異常光線屈折率に応ずる
が、TMモードは前記平面の常光線屈折率に応ずる。常光
線屈折率が導波管10の屈折率と等しければ、TMモードは
矢印26の方向に乱されずに伝播するが、TEモードは矢印
27で示すように回折される。
のTE/TMモードの伝播の方向を示す。ブラッグ反射鏡29
で、TEモードは反射鏡平面の異常光線屈折率に応ずる
が、TMモードは前記平面の常光線屈折率に応ずる。常光
線屈折率が導波管10の屈折率と等しければ、TMモードは
矢印26の方向に乱されずに伝播するが、TEモードは矢印
27で示すように回折される。
第２図は、一連の複屈折ストライプおよび／または表
面解放ストライプを書込み、各ブラッグ層でのモードの
入射角が回折角θdiffの半分になるブラッグ反射鏡平面
23aを形成するようにすることにより回折効率が如何に
増大するかを示している。これらのストライプは体積位
相ホログラムを形成し、TEモードまたはTMモードの大き
な部分を一つの回折次数に回折する。
面解放ストライプを書込み、各ブラッグ層でのモードの
入射角が回折角θdiffの半分になるブラッグ反射鏡平面
23aを形成するようにすることにより回折効率が如何に
増大するかを示している。これらのストライプは体積位
相ホログラムを形成し、TEモードまたはTMモードの大き
な部分を一つの回折次数に回折する。
磁気光学ヘッド用複屈折モード分離器の交番構成を第
３図に示す。図示のように、複屈折集塊22の横方向に延
びる光軸24は、矢印25で示したTE/TMモード伝播の方向
に垂直であり、導波管10の平面内にある。複屈折構造21
において、TEモードは個々の集塊22の異常光線屈折率に
応ずるが、TMモードは前記体積の常光線屈折率に応ず
る。常光線屈折率が導波管10の屈折率に等しければ、TM
モードは矢印26の方向に乱されずに伝播するが、TEモー
ドは、矢印27、28で示すように、二つの回折次数に分割
される。TEモードは二つの回折次数に分割されるので、
他のTE検出器15が付加され、その信号がTE検出器14の信
号に加算される。
３図に示す。図示のように、複屈折集塊22の横方向に延
びる光軸24は、矢印25で示したTE/TMモード伝播の方向
に垂直であり、導波管10の平面内にある。複屈折構造21
において、TEモードは個々の集塊22の異常光線屈折率に
応ずるが、TMモードは前記体積の常光線屈折率に応ず
る。常光線屈折率が導波管10の屈折率に等しければ、TM
モードは矢印26の方向に乱されずに伝播するが、TEモー
ドは、矢印27、28で示すように、二つの回折次数に分割
される。TEモードは二つの回折次数に分割されるので、
他のTE検出器15が付加され、その信号がTE検出器14の信
号に加算される。
第3B図および第3C図に示すように、検出器15はTM検出
器13が二つの検出器14、15の間に両者から等距離に設置
されている。ディスク20から反射されたビームの磁気光
学データ信号は検出器13の信号Ａ＋Ｂより検出器14、15
からの信号ＣおよびＤの和だけ少い。FESも信号ＡとＢ
との和から信号ＣとＤとの和を減ずることにより得られ
る。TESは信号Ａから信号Ｂに減ずることにより得られ
る。
器13が二つの検出器14、15の間に両者から等距離に設置
されている。ディスク20から反射されたビームの磁気光
学データ信号は検出器13の信号Ａ＋Ｂより検出器14、15
からの信号ＣおよびＤの和だけ少い。FESも信号ＡとＢ
との和から信号ＣとＤとの和を減ずることにより得られ
る。TESは信号Ａから信号Ｂに減ずることにより得られ
る。
第４図に示す本発明の変形によれば、結合器16は導波
管の平らな表面上の湾曲した格子線として形成された格
子16a′を備えている。前記線の曲率中心は導波管10の
長さ方向の中心軸上にある、湾曲格子16a′はモードエ
ネルギを導波管10の平面に集中する集光力を発生する。
管の平らな表面上の湾曲した格子線として形成された格
子16a′を備えている。前記線の曲率中心は導波管10の
長さ方向の中心軸上にある、湾曲格子16a′はモードエ
ネルギを導波管10の平面に集中する集光力を発生する。
第３図に示す実施例の場合のように、格子構造21′は
複屈折材料の個々の小さな同じ構成の集塊22′のマトリ
ックスから構成されている。これら集塊22′は円形断面
を備え且つ一次元回折格子として動作することが望まし
い。第３図の場合のように、これら集塊22′は導波管10
の厚さの横方向に実質上完全に貫通している。
複屈折材料の個々の小さな同じ構成の集塊22′のマトリ
ックスから構成されている。これら集塊22′は円形断面
を備え且つ一次元回折格子として動作することが望まし
い。第３図の場合のように、これら集塊22′は導波管10
の厚さの横方向に実質上完全に貫通している。
回折強さの量は導波管10の基体屈折率、（今後説明す
るが、第５図の30のような）クラッド層の屈折率、導入
される複屈折、および格子16aおよび23の表面変調の高
さによって変る。回折効率を低くしたければ、複屈折の
光軸24をTEモードに対する角度で書くことができる。こ
の場合には、TEモードは異常光線屈折率と常光線屈折率
との間の中間の屈折率を取ることになり、TEモードの乱
れが減少することになる。
るが、第５図の30のような）クラッド層の屈折率、導入
される複屈折、および格子16aおよび23の表面変調の高
さによって変る。回折効率を低くしたければ、複屈折の
光軸24をTEモードに対する角度で書くことができる。こ
の場合には、TEモードは異常光線屈折率と常光線屈折率
との間の中間の屈折率を取ることになり、TEモードの乱
れが減少することになる。
本発明の他の変形によれば、第５図に示すように、複
屈折モード分離器21′多層導波構成のクラッド層30に設
置されている。この構造は、クラッド層30と透明基板1
1′に支持されているバッファ層12′との間に介挿され
た導波層10′を備えている。線31はTEモードの電界分布
を示し、エネルギが導波層に含まれるだけでなくクラッ
ド層およびバッファ層にも分布していることを示してい
る。その結果、クラッド層および／またはバッファ層内
の光の乱れと相互作用することにより、TEモードの伝播
の影響を及ぼすことが可能になる。
屈折モード分離器21′多層導波構成のクラッド層30に設
置されている。この構造は、クラッド層30と透明基板1
1′に支持されているバッファ層12′との間に介挿され
た導波層10′を備えている。線31はTEモードの電界分布
を示し、エネルギが導波層に含まれるだけでなくクラッ
ド層およびバッファ層にも分布していることを示してい
る。その結果、クラッド層および／またはバッファ層内
の光の乱れと相互作用することにより、TEモードの伝播
の影響を及ぼすことが可能になる。
導波層10（または層10′、30）およびその中に形成さ
れる複屈折集塊格子構造を形成するのに使用される複屈
折材料は、上に引用した背景の最後の参照文献に記され
ている形式のポリシランであることが望ましい。ポリ−
ジ−ｎ−ブチル、ポリ−ジ−ｎ−ペンチル、およびポリ
−ジ−ｎ−ヘキシルシランは回転塗布により厚さ100nm
から３μｍを超す厚さまでの膜を形成することができ
る。これらの膜はなめらかで導波管モードを支持するこ
とができる。強力な可視光露光により重合体の鎖が切断
される。このため光軸が露光照明の偏りに平行な複屈折
が発生する。
れる複屈折集塊格子構造を形成するのに使用される複屈
折材料は、上に引用した背景の最後の参照文献に記され
ている形式のポリシランであることが望ましい。ポリ−
ジ−ｎ−ブチル、ポリ−ジ−ｎ−ペンチル、およびポリ
−ジ−ｎ−ヘキシルシランは回転塗布により厚さ100nm
から３μｍを超す厚さまでの膜を形成することができ
る。これらの膜はなめらかで導波管モードを支持するこ
とができる。強力な可視光露光により重合体の鎖が切断
される。このため光軸が露光照明の偏りに平行な複屈折
が発生する。
かくして本発明による導波管光学の偏りビームスプリ
ッタが導波層内またはクラッド層内の複屈折集塊格子を
利用してTEモードおよびTMモードを回折し、空間的に分
離することがわかるであろう。回折効率は複屈折の光軸
とTEモードの電気べクトルとの間の角度を調節すること
により制御することができる。表面格子を複屈折構造と
組合せてビームスプリッタの回折を増し、または精細に
調整することができる。結合器格子の線または溝が湾曲
している場合には、集光能力を付加する必要は無い。本
発明を、複屈折格子結合器が導波管内に媒質からの戻り
ビームのTE偏りおよびTM偏りの双方を結合させる磁気光
学検出システムから成る磁気光学ヘッドに実施したもの
として例示してきた。複屈折周期構造は戻りビーム全体
を横断するTEモードおよびTMモードを空間的に分離する
複屈折モード分離器として動作する。分離したモードは
焦点を結び、検出される。磁気光学データ信号はTMモー
ド信号とTEモード信号との差である。
ッタが導波層内またはクラッド層内の複屈折集塊格子を
利用してTEモードおよびTMモードを回折し、空間的に分
離することがわかるであろう。回折効率は複屈折の光軸
とTEモードの電気べクトルとの間の角度を調節すること
により制御することができる。表面格子を複屈折構造と
組合せてビームスプリッタの回折を増し、または精細に
調整することができる。結合器格子の線または溝が湾曲
している場合には、集光能力を付加する必要は無い。本
発明を、複屈折格子結合器が導波管内に媒質からの戻り
ビームのTE偏りおよびTM偏りの双方を結合させる磁気光
学検出システムから成る磁気光学ヘッドに実施したもの
として例示してきた。複屈折周期構造は戻りビーム全体
を横断するTEモードおよびTMモードを空間的に分離する
複屈折モード分離器として動作する。分離したモードは
焦点を結び、検出される。磁気光学データ信号はTMモー
ド信号とTEモード信号との差である。
F.発明の効果 本発明によれば、TE/TMモードの分離が周期的複屈折
構造を用いて達成され、光の利用効率の良い光波面の偏
り状態を検出する改良された方法及び装置が得られる。
構造を用いて達成され、光の利用効率の良い光波面の偏
り状態を検出する改良された方法及び装置が得られる。
第1A図は、光波面の偏り状態を検出する集積磁気光学シ
ステムを備えている、本発明を具現化する磁気光学ヘッ
ドの側面立面図である。 第1B図は、集積ヘッドの上面平面図である。 第1C図は、第1B図の左端から見たTM検出器およびTE検出
器を示す。 第２図は、第１図に示す形式の集積光学ヘッドの複屈折
ブラッグモード分離器を通してのTEモードおよびTMモー
ドの伝播を示す上面図である。 第3A図は、第２図と類似しているが複屈折体積のアレイ
を通してのTEモードおよびTMモードの伝播を描いた図で
ある。 第3B図および第3C図は、それぞれ第1B図および第1C図と
同様の上面図および端面図であり、第3A図のアレイに関
連する検出器を示す。 第４図は、本発明の変形による集積ヘッドの上面図であ
り、集光能力を導入する湾曲入力結合器を示す。 第５図は、本発明の他の変形による修正導波構造を示
す。 10…導波管構造、11…透明基板 12…バッファ層、13…TM検出器 14…TE検出器 16…TM/TE格子結合器 16a…格子 17…レーザ・ダイオード 18…コリメーティング・レンズ 19…集光レンズ、20…磁気光学ディスク 21…周期格子構造、22…集塊
ステムを備えている、本発明を具現化する磁気光学ヘッ
ドの側面立面図である。 第1B図は、集積ヘッドの上面平面図である。 第1C図は、第1B図の左端から見たTM検出器およびTE検出
器を示す。 第２図は、第１図に示す形式の集積光学ヘッドの複屈折
ブラッグモード分離器を通してのTEモードおよびTMモー
ドの伝播を示す上面図である。 第3A図は、第２図と類似しているが複屈折体積のアレイ
を通してのTEモードおよびTMモードの伝播を描いた図で
ある。 第3B図および第3C図は、それぞれ第1B図および第1C図と
同様の上面図および端面図であり、第3A図のアレイに関
連する検出器を示す。 第４図は、本発明の変形による集積ヘッドの上面図であ
り、集光能力を導入する湾曲入力結合器を示す。 第５図は、本発明の他の変形による修正導波構造を示
す。 10…導波管構造、11…透明基板 12…バッファ層、13…TM検出器 14…TE検出器 16…TM/TE格子結合器 16a…格子 17…レーザ・ダイオード 18…コリメーティング・レンズ 19…集光レンズ、20…磁気光学ディスク 21…周期格子構造、22…集塊
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フランクリン・マーク・スケリンバーグ アメリカ合衆国カリフオルニア州クーパ ーテイーノ、アルペエイン・ドライブ 10162番地 (72)発明者 グレン・ターバーニア・シンサーボツク ス アメリカ合衆国カリフオルニア州サン・ ホセ、パーニツク・コート1309番地 (72)発明者 ジエームス・マツソー・ザヴイスラブ アメリカ合衆国カリフオルニア州サン・ ホセ、サウス・フオテイーンス・ストリ ート438番地 (56)参考文献 特開 昭63−200348（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−32405（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−150120（ＪＰ，Ａ)
Claims (6)
- 【請求項１】光波面の偏り状態を検出する装置であっ
て、 光導波管構造体と、 前記光導波管構造体内に設けられ、TEモードおよびTMモ
ードからなる光ビームを受光し、前記光導波管構造体内
に導くための格子結合器と、 前記導波管構造体内に設けられ、前記格子結合器からの
光ビームを受光し、該光ビームをTEモードおよびTMモー
ドの２つの分離ビームに空間的に分離するための周期構
造体であって、該周期構造体が前記光導波管構造体内に
複屈折重合体材料からなる実質上同一な断面形状を有す
る固体を一様な間隔に配置した格子構造からなる周期構
造体と、 、 前記導波管構造体の端部に設けられ、前記分離ビームの
各々の光強度を検出し、該光強度各々に対応する出力信
号を発生して前記光ビームの光波面の偏り状態を判定す
るための光検出器と、を含む装置。 - 【請求項２】前記周期構造体がその表面に形成された表
面格子を有する請求項１記載の装置。 - 【請求項３】前記表面格子が湾曲状に形成された格子で
ある請求項２記載の装置。 - 【請求項４】前記複屈折重合体材料がポリシランである
請求項１記載の装置。 - 【請求項５】前記光導波管構造体が透明基板上にバッフ
ァ層を介して設けられたクラッド層および導波層からな
る請求項１または４記載の装置。 - 【請求項６】光波面の偏り状態を検出する方法であっ
て、 前記光波面のTEモードおよびTMモードからなる光ビーム
を受光し、光学的に透明な光導波管構造体に導く段階
と、 前記導かれた光ビームを、前記光導波管構造体の部分を
形成する周期構造体であって該周期構造体が前記光導波
管構造体内に複屈折重合体材料からなる実質上同一な断
面形状を有する固体を一様な間隔に配置した格子構造か
らなる周期構造体によって、TEモードおよびTMモードの
２つの分離ビームに空間的に分離する段階と、 前記分離ビームの各々の光強度を検出する段階と、 前記検出された光強度各々に対応する出力信号から前記
光ビームの光波面の偏り状態を判定する段階と、を含む
方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US438300 | 1989-11-16 | ||
| US07/438,300 US5031993A (en) | 1989-11-16 | 1989-11-16 | Detecting polarization state of an optical wavefront |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03172722A JPH03172722A (ja) | 1991-07-26 |
| JP2544830B2 true JP2544830B2 (ja) | 1996-10-16 |
Family
ID=23740092
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2266594A Expired - Fee Related JP2544830B2 (ja) | 1989-11-16 | 1990-10-05 | 光波面の偏り状態の検出方法及び装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5031993A (ja) |
| EP (1) | EP0429219B1 (ja) |
| JP (1) | JP2544830B2 (ja) |
| DE (1) | DE69022685T2 (ja) |
Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
| CN102841395A (zh) * | 2011-06-23 | 2012-12-26 | 精工爱普生株式会社 | 透射式衍射光栅以及检测装置 |
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| JP2970578B2 (ja) * | 1997-03-17 | 1999-11-02 | 日本電気株式会社 | 分布帰還型半導体レーザ |
| US5920663A (en) * | 1997-12-24 | 1999-07-06 | Lucent Technologies Inc. | Optical waveguide router with controlled transmission characteristics |
| JP2000057647A (ja) * | 1998-08-07 | 2000-02-25 | Sony Corp | 光磁気記録媒体 |
| US7006537B2 (en) * | 2001-08-07 | 2006-02-28 | Hrl Laboratories, Llc | Single polarization fiber laser |
| KR100584703B1 (ko) | 2003-12-26 | 2006-05-30 | 한국전자통신연구원 | 평면 격자렌즈 |
| US20060056794A1 (en) * | 2004-02-12 | 2006-03-16 | Panorama Flat Ltd. | System, method, and computer program product for componentized displays using structured waveguides |
| US8200054B1 (en) | 2009-04-19 | 2012-06-12 | Western Digital (Fremont), Llc | High efficiency grating coupling for light delivery in EAMR |
| US8320722B1 (en) | 2010-04-13 | 2012-11-27 | Western Digital (Fremont), Llc | Non-linear optical grating |
| US8422841B1 (en) | 2010-05-13 | 2013-04-16 | Western Digital (Fremont), Llc | Double optical grating |
| WO2016122586A1 (en) * | 2015-01-30 | 2016-08-04 | Hewlett Packard Enterprise Development Lp | Optical modules |
| CN111213050A (zh) * | 2017-10-12 | 2020-05-29 | 新加坡科技研究局 | 化学品传感器及其形成方法 |
Family Cites Families (10)
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| NL8104123A (nl) * | 1981-09-07 | 1983-04-05 | Philips Nv | Optische multiplex- en demultiplexinrichting. |
| US4723829A (en) * | 1982-10-12 | 1988-02-09 | U.S. Philips Corporation | Optical wavelength demultiplexer |
| JPS6273437A (ja) * | 1985-09-26 | 1987-04-04 | Mitsubishi Electric Corp | 光学式ヘツド装置 |
| US4885732A (en) * | 1986-09-02 | 1989-12-05 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Optical pickup apparatus for detecting and correcting focusing and tracking errors in detected recorded signals |
| US4876680A (en) * | 1986-09-05 | 1989-10-24 | Ricoh Company, Ltd. | Monolithic optical pick-up using an optical waveguide |
| US4873697A (en) * | 1986-09-29 | 1989-10-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Narrowband laser transmitter having an external resonator from which the output power can be taken |
| JPS63200348A (ja) * | 1987-02-13 | 1988-08-18 | Ricoh Co Ltd | 光磁気情報記録再生装置 |
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| JP2736894B2 (ja) * | 1988-05-27 | 1998-04-02 | 株式会社日立製作所 | 光ピックアップ並びにそれを備えた光ディスク装置及びロータリエンコーダ |
-
1989
- 1989-11-16 US US07/438,300 patent/US5031993A/en not_active Expired - Fee Related
-
1990
- 1990-10-05 JP JP2266594A patent/JP2544830B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1990-11-07 EP EP90312195A patent/EP0429219B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-11-07 DE DE69022685T patent/DE69022685T2/de not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN102841395A (zh) * | 2011-06-23 | 2012-12-26 | 精工爱普生株式会社 | 透射式衍射光栅以及检测装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US5031993A (en) | 1991-07-16 |
| EP0429219A3 (en) | 1992-08-19 |
| EP0429219A2 (en) | 1991-05-29 |
| DE69022685T2 (de) | 1996-05-02 |
| JPH03172722A (ja) | 1991-07-26 |
| DE69022685D1 (de) | 1995-11-02 |
| EP0429219B1 (en) | 1995-09-27 |
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