JP2574906B2 - 光学ヘッド - Google Patents
光学ヘッドInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光磁気ディスク装置等の記録再生装置に用
いる光学ヘッドに関するものである。
いる光学ヘッドに関するものである。
偏光を利用して、情報の再生を行う記録再生装置の一
例に、光磁気ディスク装置を挙げ、これの光学ヘッドに
ついて説明する。
例に、光磁気ディスク装置を挙げ、これの光学ヘッドに
ついて説明する。
光磁気ディスク装置の光学ヘッドは、基本的に半導体
レーザー、PBS（偏光ビームスプリッター）、検光子、
光検出器からなっている。半導体レーザーから出射され
た直線偏光のレーザー光は、PBSを透過し、光磁気記録
媒体に照射され、そして、反射光として再びPBSに戻
る。このとき、反射光の偏光面は光磁気記録媒体の磁化
の方向、すなわち記録情報に従って、左右いずれかに回
転している。このため、反射光は互いに直行する２つの
偏光成分を持つ。PBSは、この互いに直交する２つの偏
光成分を各々異なる分光比、すなわち、透過強度と反射
強度との比率で透過し、反射する。この分光比は記録情
報を最も効率よく再生できるように設定されており、半
導体レーザーから出射された直線偏光のレーザー光と同
じ方向の偏光成分については、分光比を透過：反射70:3
0から80:20程度の割合とし、これに直交する偏光成分に
ついては、分光比を透過：反射0:100程度の割合として
いる。上記分光比で反射されたPBSからの反射光は検光
子に入射し、光検出器に入射する。光検出器では記録媒
体の磁化の方向による強度差が検出され、情報が再生さ
れる。
レーザー、PBS（偏光ビームスプリッター）、検光子、
光検出器からなっている。半導体レーザーから出射され
た直線偏光のレーザー光は、PBSを透過し、光磁気記録
媒体に照射され、そして、反射光として再びPBSに戻
る。このとき、反射光の偏光面は光磁気記録媒体の磁化
の方向、すなわち記録情報に従って、左右いずれかに回
転している。このため、反射光は互いに直行する２つの
偏光成分を持つ。PBSは、この互いに直交する２つの偏
光成分を各々異なる分光比、すなわち、透過強度と反射
強度との比率で透過し、反射する。この分光比は記録情
報を最も効率よく再生できるように設定されており、半
導体レーザーから出射された直線偏光のレーザー光と同
じ方向の偏光成分については、分光比を透過：反射70:3
0から80:20程度の割合とし、これに直交する偏光成分に
ついては、分光比を透過：反射0:100程度の割合として
いる。上記分光比で反射されたPBSからの反射光は検光
子に入射し、光検出器に入射する。光検出器では記録媒
体の磁化の方向による強度差が検出され、情報が再生さ
れる。
ところで、上記光学ヘッドを小型化するためにPBSや
検光子を、偏光特性を有する回折素子で置き換えること
が考えられる。
検光子を、偏光特性を有する回折素子で置き換えること
が考えられる。
この場合、回折格子からの回折光が光磁気記録媒体を
照射するように光ヘッドを構成すると、例えば、第６図
にようになる。ただし、コリメート・レンズ、集光レン
ズ等は図示されていない。
照射するように光ヘッドを構成すると、例えば、第６図
にようになる。ただし、コリメート・レンズ、集光レン
ズ等は図示されていない。
半導体レーザー１から出射されたレーザー光L1は、回
折素子７に入射し、回折素子７の透明基板２上に形成さ
れた回折格子2aによって回折角（２θ１）で回折され、
回折光L21がディスク基板3aと磁性体膜からなる記録膜3
bとを有する光磁気ディスク３に照射される。このと
き、レーザー光L1の一部は回折素子７を透過し、透過光
L20として失われる。回折光L21は光磁気ディスク３で反
射され、反射光L3として再び回折格子2aに戻るが、反射
光L3の偏光面は記録膜3bの磁化の方向、すなわち記録情
報に従って、左右いずれかに回転している。つまり、反
射光L3は入射光偏光方位に対して互いに直交する２つの
偏光成分を持っている。回折格子2aは、この互いに直交
する２つの偏光成分を各々異なる分光比、すなわち回折
強度と透過強度との比率で回折し、透過する。そして、
回折角（２θ１）で回折された回折光L41は半導体レー
ザー１に戻り、透過光L40は、（1/2）波長板９で偏光面
を略45度回転させられた後、透明基板２とその上に形成
された回折格子2bからなる回折素子８に入射し、直交す
る２つの偏光成分、すなわち透過光L50と回折格子2bに
よって回折角（２θ１）で回折された回折光L51と分け
られ、光検出基5a・5bに入射する。光検出器5a・5bから
の検出信号は、差動増幅器10に入力され、作動されるこ
とによって偏光面の回転方向が検出され、情報が再生さ
れる。
折素子７に入射し、回折素子７の透明基板２上に形成さ
れた回折格子2aによって回折角（２θ１）で回折され、
回折光L21がディスク基板3aと磁性体膜からなる記録膜3
bとを有する光磁気ディスク３に照射される。このと
き、レーザー光L1の一部は回折素子７を透過し、透過光
L20として失われる。回折光L21は光磁気ディスク３で反
射され、反射光L3として再び回折格子2aに戻るが、反射
光L3の偏光面は記録膜3bの磁化の方向、すなわち記録情
報に従って、左右いずれかに回転している。つまり、反
射光L3は入射光偏光方位に対して互いに直交する２つの
偏光成分を持っている。回折格子2aは、この互いに直交
する２つの偏光成分を各々異なる分光比、すなわち回折
強度と透過強度との比率で回折し、透過する。そして、
回折角（２θ１）で回折された回折光L41は半導体レー
ザー１に戻り、透過光L40は、（1/2）波長板９で偏光面
を略45度回転させられた後、透明基板２とその上に形成
された回折格子2bからなる回折素子８に入射し、直交す
る２つの偏光成分、すなわち透過光L50と回折格子2bに
よって回折角（２θ１）で回折された回折光L51と分け
られ、光検出基5a・5bに入射する。光検出器5a・5bから
の検出信号は、差動増幅器10に入力され、作動されるこ
とによって偏光面の回転方向が検出され、情報が再生さ
れる。
上記光学ヘッドにおいて、回折素子７における回折格
子2aのピッチを0.59λ、透明基板２の屈折率を1.45とし
た場合の、回折素子７の透過光L40および回折光L41にお
ける直交する２つの偏光成分の強度比と上記回折格子2a
の深さとの関係を第７図に示す。
子2aのピッチを0.59λ、透明基板２の屈折率を1.45とし
た場合の、回折素子７の透過光L40および回折光L41にお
ける直交する２つの偏光成分の強度比と上記回折格子2a
の深さとの関係を第７図に示す。
ここで、L40（TE）は透過光L40における回折素子７の
回折格子2aの方向と平行な方向の偏光成分を示し、L41
（TE）は回折光L41における回折素子７の回折格子2aを
方向と平行な方向の偏光成分を示す。また、L40（TM）
は透過光L40における回折素子７の回折格子2aの方向と
垂直な方向の偏光成分を示し、L41（TM）は回折光L41に
おける回折素子７の回折格子2aの方向と垂直な方向の偏
光成分を示す。
回折格子2aの方向と平行な方向の偏光成分を示し、L41
（TE）は回折光L41における回折素子７の回折格子2aを
方向と平行な方向の偏光成分を示す。また、L40（TM）
は透過光L40における回折素子７の回折格子2aの方向と
垂直な方向の偏光成分を示し、L41（TM）は回折光L41に
おける回折素子７の回折格子2aの方向と垂直な方向の偏
光成分を示す。
前記PBSの分光比との対応から、回折素子７の回折強
度と透過強度との比率を、TE波についてはL41（TE）:L
40（TE）を70:30から80:20程度とし、TM波についてはL
41（TM）:L40（TM）を0:100程度とすると、PBSと同等の
効率で情報を再生できることになる。この条件を満たす
回折格子2aの深さは、図から明らかなように、ほぼ0.77
λである。
度と透過強度との比率を、TE波についてはL41（TE）:L
40（TE）を70:30から80:20程度とし、TM波についてはL
41（TM）:L40（TM）を0:100程度とすると、PBSと同等の
効率で情報を再生できることになる。この条件を満たす
回折格子2aの深さは、図から明らかなように、ほぼ0.77
λである。
回折素子８の回折格子2bは、回折素子７の回折格子2a
と同一の屈折率を有する基板２に同一のピッチを有する
回折格子を同一方向に形成したものである。この回折素
子８では、直交する２つの偏光成分、すなわち回折格子
2bの方向と平行な方向の偏光成分であるTE波と回折格子
2bの方向と垂直な方向の偏光成分であるTM波とを分離し
て取り出すために、回折強度と透過強度との引率を、TE
波についてはL50（TM）:L51（TE）を0:100程度とし、TM
波についてはL50（TM）:L51（TM）を100:0程度となるよ
うに、回折格子2bの深さが設定される。第７図を参照す
ると、この条件をほぼ満足する回折格子2bの深さは、1.
3λ程度である。
と同一の屈折率を有する基板２に同一のピッチを有する
回折格子を同一方向に形成したものである。この回折素
子８では、直交する２つの偏光成分、すなわち回折格子
2bの方向と平行な方向の偏光成分であるTE波と回折格子
2bの方向と垂直な方向の偏光成分であるTM波とを分離し
て取り出すために、回折強度と透過強度との引率を、TE
波についてはL50（TM）:L51（TE）を0:100程度とし、TM
波についてはL50（TM）:L51（TM）を100:0程度となるよ
うに、回折格子2bの深さが設定される。第７図を参照す
ると、この条件をほぼ満足する回折格子2bの深さは、1.
3λ程度である。
ところが、上記の構成によれば、半導体レーザーの発
振波長が温度や電源電流の変動によって変化した場合、
回折角（２θ１）が波長に依存するため、記録膜3bを照
射する回折光L21の方向が変化することになる。そうな
ると、再生すべき情報が記録されている記録膜3b上の位
置から照射位置がずれ、正確な情報の再生ができなくな
るという問題が起こる。
振波長が温度や電源電流の変動によって変化した場合、
回折角（２θ１）が波長に依存するため、記録膜3bを照
射する回折光L21の方向が変化することになる。そうな
ると、再生すべき情報が記録されている記録膜3b上の位
置から照射位置がずれ、正確な情報の再生ができなくな
るという問題が起こる。
さらに、偏光特性を有する回折素子７の回折角（２θ
１）が、例えば120度程度と、かなり大きいため、半導
体レーザー１の位置が、回折素子７から記録膜3bに向か
う回折光L21の方向に対して60度程度の方向になり、半
導体レーザー１が光磁気記録媒体の近くに配置されるな
ど、部品配置が制限され、コンパクトな配置が取れない
という問題がある。
１）が、例えば120度程度と、かなり大きいため、半導
体レーザー１の位置が、回折素子７から記録膜3bに向か
う回折光L21の方向に対して60度程度の方向になり、半
導体レーザー１が光磁気記録媒体の近くに配置されるな
ど、部品配置が制限され、コンパクトな配置が取れない
という問題がある。
本発明の光学ヘッドは、レーザーの出射した直線偏光
されたレーザー光を光磁気記録媒体に照射し、該光磁気
記録媒体からの反射光を光検出器で受光して偏光面の傾
きを検出することにより記録情報の再生を行う光学ヘッ
ドにおいて、前記レーザーから出射された前記直線偏光
光を透過して前記光磁気記録媒体に照射するとともに、
前記光磁気記録媒体からの反射光を前記光検出器へと回
折する回折格子を有し、前記回折格子は、その格子方向
が前記直線偏光されたレーザー光の偏光方向に略垂直と
なるように配置されており、前記光磁気記録媒体に照射
する光の偏光方向を前記格子方向に対してTM波とするよ
うに形成されてなることを特徴としている。
されたレーザー光を光磁気記録媒体に照射し、該光磁気
記録媒体からの反射光を光検出器で受光して偏光面の傾
きを検出することにより記録情報の再生を行う光学ヘッ
ドにおいて、前記レーザーから出射された前記直線偏光
光を透過して前記光磁気記録媒体に照射するとともに、
前記光磁気記録媒体からの反射光を前記光検出器へと回
折する回折格子を有し、前記回折格子は、その格子方向
が前記直線偏光されたレーザー光の偏光方向に略垂直と
なるように配置されており、前記光磁気記録媒体に照射
する光の偏光方向を前記格子方向に対してTM波とするよ
うに形成されてなることを特徴としている。
上記の構成によれば、回折格子を透過した透過光が記
録媒体を照射するようにレーザーと記録媒体の間に回折
格子を配置し、直線偏光した上記透過光が回折格子に対
してTM波となるように回折格子を設けたので、格子間
隔、すなわちピッチや凹凸の深さをある値に設定するこ
とにより、記録媒体からの反射光に含まれる２つの直交
する偏光成分、すなわち、回折格子に対してTM波とTE波
となる偏光成分の内、記録媒体を照射する透過光と同じ
偏光成分であるために比較的強いTM波についてはある程
度回折し、比較的弱いTE波についてはほとんど回折する
ように構成することができる。このため、回折光は２つ
の直交する偏光成分を適度に含んでおり、これを検光子
及び光検出器で受光して偏光面の傾きを検出すれば、記
録情報を再生を行なえる。この場合、記録媒体を照射す
る照射光は、回折格子で回折された回折光ではなく、回
折格子を透過した透過光であるので、レーザーの発振波
長が変動しても、記録媒体上のレーザー光の照射位置が
変わることはない。また、レーザーの位置は回折格子を
隔てて、記録媒体の反対側に配置されるので、部品配置
が制限されることが少ない。
録媒体を照射するようにレーザーと記録媒体の間に回折
格子を配置し、直線偏光した上記透過光が回折格子に対
してTM波となるように回折格子を設けたので、格子間
隔、すなわちピッチや凹凸の深さをある値に設定するこ
とにより、記録媒体からの反射光に含まれる２つの直交
する偏光成分、すなわち、回折格子に対してTM波とTE波
となる偏光成分の内、記録媒体を照射する透過光と同じ
偏光成分であるために比較的強いTM波についてはある程
度回折し、比較的弱いTE波についてはほとんど回折する
ように構成することができる。このため、回折光は２つ
の直交する偏光成分を適度に含んでおり、これを検光子
及び光検出器で受光して偏光面の傾きを検出すれば、記
録情報を再生を行なえる。この場合、記録媒体を照射す
る照射光は、回折格子で回折された回折光ではなく、回
折格子を透過した透過光であるので、レーザーの発振波
長が変動しても、記録媒体上のレーザー光の照射位置が
変わることはない。また、レーザーの位置は回折格子を
隔てて、記録媒体の反対側に配置されるので、部品配置
が制限されることが少ない。
本発明の一実施例を第１図乃至第５図に基づいて説明
すれば、以下のとおりである。
すれば、以下のとおりである。
本発明に係る光学ヘッドを第１図に示す。この光学ヘ
ッドは、光磁気記録媒体の情報の再生、記録を行うため
に用いられるものであり、その構成は回折格子を透過し
た透過光（TM波）を記録媒体に照射するようにした点を
除いて、第６図で示した光学ヘッドと同様の構成である
ので、第６図と同一の機能を有する部材には、同一の参
照番号を付し、その説明を省略する。
ッドは、光磁気記録媒体の情報の再生、記録を行うため
に用いられるものであり、その構成は回折格子を透過し
た透過光（TM波）を記録媒体に照射するようにした点を
除いて、第６図で示した光学ヘッドと同様の構成である
ので、第６図と同一の機能を有する部材には、同一の参
照番号を付し、その説明を省略する。
第１図において、半導体レーザー１から出射された直
線偏光のレーザー光L1は、透明基板２と透明基板２上に
形成された回折格子2cとからなる回折素子11を透過し、
透過光L20が基板3aと磁性体膜からなる記録膜3bとを有
する光磁気ディスク３に照射される。このとき、レーザ
ー光L1の一部は、回折素子11の回折格子2cによって回折
され、回折光L21として失われる。透過光L20は、光磁気
ディスク３で反射し、反射光L3として再び回折素子11に
戻るが、反射光L3の偏光面は記録膜3bの磁化の方向、す
なわち記録情報に従って、左右いずれかに回転してい
る。つまり、反射光L3は入射光の偏光方位に対して互い
に直交する偏光成分を持っている。回折格子2cは、この
互いに直供する偏光成分を各々異なる回折強度と透過強
度との比率、すなわち各々異なる分光比で回折し、透過
する。そして、回折光L41に基づいて情報の再生が行わ
れる。なお、透過光L40は半導体レーザー１に戻る。
線偏光のレーザー光L1は、透明基板２と透明基板２上に
形成された回折格子2cとからなる回折素子11を透過し、
透過光L20が基板3aと磁性体膜からなる記録膜3bとを有
する光磁気ディスク３に照射される。このとき、レーザ
ー光L1の一部は、回折素子11の回折格子2cによって回折
され、回折光L21として失われる。透過光L20は、光磁気
ディスク３で反射し、反射光L3として再び回折素子11に
戻るが、反射光L3の偏光面は記録膜3bの磁化の方向、す
なわち記録情報に従って、左右いずれかに回転してい
る。つまり、反射光L3は入射光の偏光方位に対して互い
に直交する偏光成分を持っている。回折格子2cは、この
互いに直供する偏光成分を各々異なる回折強度と透過強
度との比率、すなわち各々異なる分光比で回折し、透過
する。そして、回折光L41に基づいて情報の再生が行わ
れる。なお、透過光L40は半導体レーザー１に戻る。
第１図で用いられた回折素子11の拡大図を第２図に示
す。
す。
回折素子11は透明基板２と透明基板２上に形成された
回折格子2cからなっており、回折格子2cはピッチｐの格
子間隔で規則的に並んだ深さｄの多くの凹凸からできて
いる。この回折格子2cによる回折各（２θ）はブラッグ
の回折条件、 2psinθ＝ｎλ によって与えらえる。ここで、λはレーザー光の波長を
表し、ｎは整数である。偏光特性を付与するために、ピ
ッチｐは波長λよりも短く設定されているから、上記回
折条件を満たすにはｎは通常１である必要があり、した
がって、この場合の回折光は１次回折光となる。なお、
同じピッチｐを設定しても凹凸の深さｄによって、偏光
特性は大きく変わる。この回折素子11が、第１図におい
て、上記ブラッグの回折条件を満足するように配置され
ている。なお、回折格子2cは、第１図のように透明基板
２の光磁気ディスク３側に形成されていてもよいし、ま
た、半導体レーザー１側に形成されていてもよい。ただ
し、格子の方向、すなわち、凹凸の山（または谷）の方
向は、紙面に垂直でなければならない。
回折格子2cからなっており、回折格子2cはピッチｐの格
子間隔で規則的に並んだ深さｄの多くの凹凸からできて
いる。この回折格子2cによる回折各（２θ）はブラッグ
の回折条件、 2psinθ＝ｎλ によって与えらえる。ここで、λはレーザー光の波長を
表し、ｎは整数である。偏光特性を付与するために、ピ
ッチｐは波長λよりも短く設定されているから、上記回
折条件を満たすにはｎは通常１である必要があり、した
がって、この場合の回折光は１次回折光となる。なお、
同じピッチｐを設定しても凹凸の深さｄによって、偏光
特性は大きく変わる。この回折素子11が、第１図におい
て、上記ブラッグの回折条件を満足するように配置され
ている。なお、回折格子2cは、第１図のように透明基板
２の光磁気ディスク３側に形成されていてもよいし、ま
た、半導体レーザー１側に形成されていてもよい。ただ
し、格子の方向、すなわち、凹凸の山（または谷）の方
向は、紙面に垂直でなければならない。
この回折格子2cのピッチｐを0.65λ、透明基板２の屈
折率を1.45とした場合の、回折素子11の透過光L40およ
び回折光L41における直交する２つの偏光成分の強度比
と上記回折格子2cの深さとの関係を第３図に示す。
折率を1.45とした場合の、回折素子11の透過光L40およ
び回折光L41における直交する２つの偏光成分の強度比
と上記回折格子2cの深さとの関係を第３図に示す。
ここで、L40（TE）は第１図における透過光L40におけ
る回折素子11の回折格子2cの凹凸の山（または谷）の方
向と平行な方向の偏光成分を示し、L41（TE）は回折光L
41における回折素子12の回折格子2cの凹凸の山（または
谷）の方向と平行な方向の偏光成分を示す。また、L40
（TM）は透過光L40における回折素子11の回折格子2cの
凹凸の山（または谷）の方向と垂直な方向の偏光成分を
示し、L41（TM）は回折光L41における回折素子11の回折
格子2cの凹凸の山（または谷）の方向と垂直な方向の偏
光成分を示す。
る回折素子11の回折格子2cの凹凸の山（または谷）の方
向と平行な方向の偏光成分を示し、L41（TE）は回折光L
41における回折素子12の回折格子2cの凹凸の山（または
谷）の方向と平行な方向の偏光成分を示す。また、L40
（TM）は透過光L40における回折素子11の回折格子2cの
凹凸の山（または谷）の方向と垂直な方向の偏光成分を
示し、L41（TM）は回折光L41における回折素子11の回折
格子2cの凹凸の山（または谷）の方向と垂直な方向の偏
光成分を示す。
従来例で示したPBSの分光比との対応から、回折素子1
1の透過強度と回折強度の比率、すなわち分光比を、記
録膜3bを照射する透過光L20と同じ偏光成分について
は、70:30から80:20程度とし、これに直交する偏光成分
については0:100程度とすると、PBSと同等の効率で情報
を再生することができる。この分光比に最も近い分光比
を与える回折格子2cの深さｄは、図に示されるように、
1.5λ程度となり、そのとき、L40（TM）:L41（TM）＝8
5:12、L40（TE）:L41（TE）＝1:94となる。それゆえ、
このときの記録膜3bを照射する透過光L20はTM波であ
る。したがって、また、直線偏光したレーザー光L1の偏
光方向と回折格子2cの凹凸の山（または谷）の方向は垂
直に配置されている。
1の透過強度と回折強度の比率、すなわち分光比を、記
録膜3bを照射する透過光L20と同じ偏光成分について
は、70:30から80:20程度とし、これに直交する偏光成分
については0:100程度とすると、PBSと同等の効率で情報
を再生することができる。この分光比に最も近い分光比
を与える回折格子2cの深さｄは、図に示されるように、
1.5λ程度となり、そのとき、L40（TM）:L41（TM）＝8
5:12、L40（TE）:L41（TE）＝1:94となる。それゆえ、
このときの記録膜3bを照射する透過光L20はTM波であ
る。したがって、また、直線偏光したレーザー光L1の偏
光方向と回折格子2cの凹凸の山（または谷）の方向は垂
直に配置されている。
上記の構成によれば、記録膜3bに照射する照射光は、
回折格子2cで回折られた回折光L21ではなく、回折格子2
cを透過した透過光L20であるので、半導体レーザー１の
発振波長が変動しても、記録媒体上のレーザー光の照射
位置が変わることはない。また、半導体レーザー１の位
置は回折格子2cを隔てて、光磁気ディスク３の反対側に
配置されるので、部品配置が制限されることが少ない。
しかも、回折素子11は従来をPBSよりも軽く小型であ
り、量産性が高い。
回折格子2cで回折られた回折光L21ではなく、回折格子2
cを透過した透過光L20であるので、半導体レーザー１の
発振波長が変動しても、記録媒体上のレーザー光の照射
位置が変わることはない。また、半導体レーザー１の位
置は回折格子2cを隔てて、光磁気ディスク３の反対側に
配置されるので、部品配置が制限されることが少ない。
しかも、回折素子11は従来をPBSよりも軽く小型であ
り、量産性が高い。
ところで、回折格子2aのピッチｐを0.59λ、透明基板
２の屈折率を1.45とした場合の、回折素子７の透過光L
40および回折光L41における直交する２つの偏光成分の
強度比と上記回折格子2aの深さとの関係を示すグラフ
は、すでに第７図で示したが、ピッチｐが0.65λの場合
（第３図）と異なり、回折光L41（TM）の強度は深さｄ
を変化させても、ほとんど０のままで変化しない。した
がって、ピッチｐが0.59λの回折格子2cを備えた回折素
子11を第１図にように配置したとしても、上記の分光比
を満たす回折格子2cの深さｄは存在しないから情報を再
生困難である。このことから、上記の分光比をある程度
満たす回折格子2cの深さｄが存在するためには、回折格
子2cのピッチｐに制限があることがわかる。
２の屈折率を1.45とした場合の、回折素子７の透過光L
40および回折光L41における直交する２つの偏光成分の
強度比と上記回折格子2aの深さとの関係を示すグラフ
は、すでに第７図で示したが、ピッチｐが0.65λの場合
（第３図）と異なり、回折光L41（TM）の強度は深さｄ
を変化させても、ほとんど０のままで変化しない。した
がって、ピッチｐが0.59λの回折格子2cを備えた回折素
子11を第１図にように配置したとしても、上記の分光比
を満たす回折格子2cの深さｄは存在しないから情報を再
生困難である。このことから、上記の分光比をある程度
満たす回折格子2cの深さｄが存在するためには、回折格
子2cのピッチｐに制限があることがわかる。
そこで、回折素子11における回折格子2cのピッチをパ
ラメータとし、透明基板２の屈折率を1.45とした場合
の、回折素子11の透過光L40および回折光L41における直
交する２つの偏光成分の強度比と上記回折格子2cの深さ
ｄとの関係を計算した結果、上記の分光比をある程度満
たす回折格子2aの深さｄが存在し、したがって、情報の
再生および記録・消去が可能であるためには、記録膜3b
を照射する透過光L20はTM波とした場合、ピッチｐは0.6
3λ〜0.83λでなければならないことがわかった。
ラメータとし、透明基板２の屈折率を1.45とした場合
の、回折素子11の透過光L40および回折光L41における直
交する２つの偏光成分の強度比と上記回折格子2cの深さ
ｄとの関係を計算した結果、上記の分光比をある程度満
たす回折格子2aの深さｄが存在し、したがって、情報の
再生および記録・消去が可能であるためには、記録膜3b
を照射する透過光L20はTM波とした場合、ピッチｐは0.6
3λ〜0.83λでなければならないことがわかった。
このことを説明するために、第４図と第５図に回折格
子2cのピッチｐがそれぞれ0.63λと0.83λ、透明基板２
の屈折率を1.45とした場合の、回折素子11の透過光L40
および回折光L41における直交する２つの偏光成分の強
度比と上記回折格子2cの深さｄとの関係を示す。
子2cのピッチｐがそれぞれ0.63λと0.83λ、透明基板２
の屈折率を1.45とした場合の、回折素子11の透過光L40
および回折光L41における直交する２つの偏光成分の強
度比と上記回折格子2cの深さｄとの関係を示す。
ピッチｐが下限0.63λでは、第４図に示すように、回
折格子2aの深さｄを1.5λにしたとき、所望の分光比に
最も近い分光比が得られるが、その比は、L40（TM）:L
41（TM）＝90:5、L40（TE）:L41（TE）＝0.8:91とな
り、回折光L41（TM）の強度が弱く、信号を検出する光
検出器5a・5bの検出限界になる。したがって、ピッチｐ
が0.63λよりも小さいとき、回折格子2cを透過した透過
光L20を記録膜3bに照射して、回折光L41から再生は困難
となる。
折格子2aの深さｄを1.5λにしたとき、所望の分光比に
最も近い分光比が得られるが、その比は、L40（TM）:L
41（TM）＝90:5、L40（TE）:L41（TE）＝0.8:91とな
り、回折光L41（TM）の強度が弱く、信号を検出する光
検出器5a・5bの検出限界になる。したがって、ピッチｐ
が0.63λよりも小さいとき、回折格子2cを透過した透過
光L20を記録膜3bに照射して、回折光L41から再生は困難
となる。
一方、ピッチｐが上限0.86λでは、第５図に示すよう
に、回折格子2cの深さｄを1.4λにしたとき所望の分光
比に最も近い分光比が得られるが、その比は、L40（T
M）:L41（TM）＝50:48、L40（TE）:L41（TE）＝3:94と
なる。ところで、L20（TM）:L21（TM）はL40（TM）:L41
（TM）に等しいから、このとき記録膜3bを照射する透過
光L20（TM）の強度は、回折格子2cに入射するレーザー
光の強度の約半分になってしまう。つまり、ピッチｐが
0.86λよりも大きくなると、情報の記録時に必要とされ
る光源の光強度が大きくなり、通常の半導体レーザー１
を用いた場合、記録が困難となる。
に、回折格子2cの深さｄを1.4λにしたとき所望の分光
比に最も近い分光比が得られるが、その比は、L40（T
M）:L41（TM）＝50:48、L40（TE）:L41（TE）＝3:94と
なる。ところで、L20（TM）:L21（TM）はL40（TM）:L41
（TM）に等しいから、このとき記録膜3bを照射する透過
光L20（TM）の強度は、回折格子2cに入射するレーザー
光の強度の約半分になってしまう。つまり、ピッチｐが
0.86λよりも大きくなると、情報の記録時に必要とされ
る光源の光強度が大きくなり、通常の半導体レーザー１
を用いた場合、記録が困難となる。
以上の実施例では、回折素子11に設けられた回折格子
2cは空気と接した状態に置かれたが、回折格子2cを保護
するために保護膜を設けるようにしてもよい。この場
合、回折格子2cのピッチｐは変わらないが、深さｄは保
護膜の屈折率によって変化するので、以下のように補正
する必要がある。すなわち、本実施例で空気の屈折率を
１、透明基板２の屈折率ng1.45として、回折格子2cの凹
凸の深さｄを示したので、屈折率n1の保護膜を使用した
ときの凹凸の深さは上記ｄの（ng−１）／（ng−n1）倍
にすればよい。
2cは空気と接した状態に置かれたが、回折格子2cを保護
するために保護膜を設けるようにしてもよい。この場
合、回折格子2cのピッチｐは変わらないが、深さｄは保
護膜の屈折率によって変化するので、以下のように補正
する必要がある。すなわち、本実施例で空気の屈折率を
１、透明基板２の屈折率ng1.45として、回折格子2cの凹
凸の深さｄを示したので、屈折率n1の保護膜を使用した
ときの凹凸の深さは上記ｄの（ng−１）／（ng−n1）倍
にすればよい。
なお、フォーカス用及びトラッキング用サーボ信号の
生成には、回折光L41を用いてもよいし、または、透過
光L40を用い、従来のサーボ信号生成用ホログラムを設
けるようにしてもよい。
生成には、回折光L41を用いてもよいし、または、透過
光L40を用い、従来のサーボ信号生成用ホログラムを設
けるようにしてもよい。
本発明の光学ヘッドは、以上のように、回折格子を透
過した透過光が記録媒体を照射するようにレーザーと記
録媒体の間に回折格子が配置され、直線偏光された上記
透過光がこれによって格子方向に対してTM波となるよう
にし、かつ格子間隔、すなわちピッチや凹凸の深さをあ
る値に設定することにより、記録媒体からの反射光に含
まれる２つの直交する偏光成分、すなわち、回折格子に
対してTM波とTE波となる偏光成分の内、記録媒体を照射
する透過光と同じ偏光成分であるために比較的強いTM波
についてはある程度回折し、比較的弱いTE波については
ほとんど回折するように構成することができる。このた
め、回折光は入射光偏光方位に対して２つの直交する偏
光成分を適度に含んでおり、これを検光子及び光検出器
で受光して偏光面の傾きを検出すれば、記録情報の再生
を行なえる。この場合、記録媒体を照射する照射光は、
回折格子で回折された回折光ではなく、回折格子を透過
した透過光であるので、レーザーの発振波長が変動して
も、記録媒体上のレーザー光の照射位置が変わることは
ない。また、レーザーの位置は回折格子を隔てて、記録
媒体の反対側に配置されるので、部品配置が制限される
ことが少ないという効果も奏する。
過した透過光が記録媒体を照射するようにレーザーと記
録媒体の間に回折格子が配置され、直線偏光された上記
透過光がこれによって格子方向に対してTM波となるよう
にし、かつ格子間隔、すなわちピッチや凹凸の深さをあ
る値に設定することにより、記録媒体からの反射光に含
まれる２つの直交する偏光成分、すなわち、回折格子に
対してTM波とTE波となる偏光成分の内、記録媒体を照射
する透過光と同じ偏光成分であるために比較的強いTM波
についてはある程度回折し、比較的弱いTE波については
ほとんど回折するように構成することができる。このた
め、回折光は入射光偏光方位に対して２つの直交する偏
光成分を適度に含んでおり、これを検光子及び光検出器
で受光して偏光面の傾きを検出すれば、記録情報の再生
を行なえる。この場合、記録媒体を照射する照射光は、
回折格子で回折された回折光ではなく、回折格子を透過
した透過光であるので、レーザーの発振波長が変動して
も、記録媒体上のレーザー光の照射位置が変わることは
ない。また、レーザーの位置は回折格子を隔てて、記録
媒体の反対側に配置されるので、部品配置が制限される
ことが少ないという効果も奏する。
第１図乃至第５図は、本発明の一実施例を示すものであ
る。 第１図は、本発明に係る光学ヘッドを示す説明図であ
る。 第２図は、回折素子の拡大図である。 第３図は、ピッチが0.65λの回折格子のTM波およびTE波
の強度比と格子深さとの関係を示すグラフである。 第４図は、ピッチが0.63λの回折格子のTM波およびTE波
の強度比と格子深さとの関係を示すグラフである。 第５図は、ピッチが0.83λの回折格子のTM波およびTE波
の強度比と格子深さとの関係を示すグラフである。 第６図は、回折素子を用いた光学ヘッドの考えうる一例
として、回折光を記録媒体に照射するようにした構成を
示すものである。 第７図は、ピッチが0.59λの回折格子のTM波およびTE波
の強度比と格子深さとの関係を示すグラフである。 １は半導体レーザー、2cは回折格子、11は回折素子、３
は光磁気ディスク、3bは記録膜である。
る。 第１図は、本発明に係る光学ヘッドを示す説明図であ
る。 第２図は、回折素子の拡大図である。 第３図は、ピッチが0.65λの回折格子のTM波およびTE波
の強度比と格子深さとの関係を示すグラフである。 第４図は、ピッチが0.63λの回折格子のTM波およびTE波
の強度比と格子深さとの関係を示すグラフである。 第５図は、ピッチが0.83λの回折格子のTM波およびTE波
の強度比と格子深さとの関係を示すグラフである。 第６図は、回折素子を用いた光学ヘッドの考えうる一例
として、回折光を記録媒体に照射するようにした構成を
示すものである。 第７図は、ピッチが0.59λの回折格子のTM波およびTE波
の強度比と格子深さとの関係を示すグラフである。 １は半導体レーザー、2cは回折格子、11は回折素子、３
は光磁気ディスク、3bは記録膜である。
フロントページの続き (72)発明者 緒方 伸夫 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 上山 徹男 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (72)発明者 倉田 幸夫 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−200348（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−229644（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】レーザーの出射した直線偏光されたレーザ
ー光を光磁気記録媒体に照射し、該光磁気記録媒体から
の反射光を光検出器で受光して偏光面の傾きを検出する
ことにより記録情報の再生を行う光学ヘッドにおいて、 前記レーザーから出射された前記直線偏光光を透過して
前記光磁気記録媒体に照射するとともに、前記光磁気記
録媒体からの反射光を前記光検出器へと回折する回折格
子を有し、 前記回折格子は、その格子方向が前記直線偏光されたレ
ーザー光の偏光方向に略垂直となるように配置されてお
り、前記光磁気記録媒体に照射する光の偏光方向を前記
格子方向に対してTM波とするように形成されてなること
を特徴とする光学ヘッド。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1298103A JP2574906B2 (ja) | 1989-11-15 | 1989-11-15 | 光学ヘッド |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1298103A JP2574906B2 (ja) | 1989-11-15 | 1989-11-15 | 光学ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03157841A JPH03157841A (ja) | 1991-07-05 |
| JP2574906B2 true JP2574906B2 (ja) | 1997-01-22 |
Family
ID=17855197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1298103A Expired - Fee Related JP2574906B2 (ja) | 1989-11-15 | 1989-11-15 | 光学ヘッド |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2574906B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110133676B (zh) * | 2019-06-21 | 2021-06-11 | 浙江舜宇光学有限公司 | 深度的检测系统和方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63200348A (ja) * | 1987-02-13 | 1988-08-18 | Ricoh Co Ltd | 光磁気情報記録再生装置 |
| JPS63229644A (ja) * | 1987-03-18 | 1988-09-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光ピツクアツプ |
-
1989
- 1989-11-15 JP JP1298103A patent/JP2574906B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03157841A (ja) | 1991-07-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |