JP2797659B2 - 光磁気記録読み取り用光磁気ヘッド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔目次〕 概要 産業上の利用分野 従来の技術（第10図） 発明が解決しようとする課題（第11図） 課題を解決するための手段 作用 実施例（第１図〜第９図） 発明の効果 〔概要〕 光磁気記録読み取り用光磁気ヘッドに関し、 光磁気ディスクに記録された情報を高感度，高S/N,か
つ、高安定にレーザ光で読み取ることを目的とし、 光磁気ディスクをミラーの１つとして半導体レーザの
外部共振器を構成し、前記光磁気ディスク上においてカ
ー効果による左右円偏光間に生ずる位相差によって、周
波数の異なる２つのモードのレーザ光を発振させ、前記
２つのモードのレーザ発振光の光ビート信号を検出し
て、前記光磁気ディスクに記録された情報を読み取る光
磁気ヘッドにおいて、前記光磁気ディスクと出力鏡のほ
かに少なくとも２つのミラーを共振器内に設け、半導体
レーザ素子の両側で一部空間的に分離されたバイパス光
路を形成し、発振する２つの偏光モードのレーザ光の伝
播方向が前記半導体レーザ素子内で反対方向になるよう
に光磁気記録読み取り用光磁気ヘッドを構成する。ま
た、前記光磁気ディスクと出力鏡のほかに少なくとも１
つのミラーを共振器内に設け、それぞれの反射面への入
射光と反射光の光路が空間的に分離されたリング共振器
を形成し、発振する２つの偏光モードのレーザ光の伝播
方向が前記半導体レーザ素子内で反対方向になるように
光磁気記録読み取り用光磁気ヘッドを構成してもよい。
さらに、前記光磁気ディスクをミラーの１つとして構成
される半導体レーザの外部共振器内の光路の少なくとも
一部が、基板上に形成された光導波路により構成される
ようにすれば極めて簡易な構成で，かつ、小型・軽量の
光磁気ヘッドが得られる。

〔産業上の利用分野〕

本発明は光磁気ディスクを１つの反射面として半導体
レーザの外部共振器を構成した光磁気記録読み取り用光
磁気ヘッドの改良に関する。

近年、レーザ光を用いて情報の記録・再生・消去を行
う光ディスク装置およびその記録媒体である光ディスク
の発達は目覚ましく、民生用のコンパクトディスク（C
D）を始めとし、パソコン用のROM媒体としてCD−ROMが
広く普及してきた。また、OA機器その他の情報関連機器
用の大容量記憶装置としても光ディスク装置への期待が
ますます高まっている。とくに、書換え可能な光ディス
ク装置は、ファイルメモリとして現在最も多く使用され
ている磁気ディスク装置のさらに大容量領域をカバーす
る本命として開発が進められている。

書換え可能な光ディスク装置としては光磁気ディスク
が有力であり、とくに、その高S/N,かつ、高安定に読み
取りが可能な光磁気記録読み取り用光磁気ヘッドの開発
が求められている。

〔従来の技術〕

光磁気ディスク面には、微小スポットにおける磁化の
向きの反転によって情報が記録されており、そこに光が
照射された場合、反射光の偏光面は磁化の向きによって
左右何れかの方向に、いわゆるカー回転を受けることは
よく知られている。

この反射光を偏光子（または検光子）を通したのち検
知器で検出すれば、記録情報の読み取りができる。しか
し、一般にカー回転角は非常に小さく、したがって、こ
れによって利用可能な信号光は微弱で、たかだか、光磁
気ディスク面への入射光の0.1％以下と小さいのでノイ
ズの影響を受けやすい。

このため、反射光を偏光ビームスプリッタで２つに分
け、２つの検知器で受けた信号を差動検出することによ
り、ノイズを低減しS/Nを上げて記録情報の読み取りを
行うようにしている。しかし、この場合には光学系、電
気信号の処理系とも複雑になり種々問題が生じ易い。

一方、最近になって、光磁気ディスクを一方の反射面
として、半導体レーザの外部共振器を構成し、記録情報
の読み取りを行おうとする種々の試みがなされている。
そのような例の一つとして，たとえば、ビート信号を検
出して読み取る光磁気記録読み取り方式が提案されてい
る（特願昭63−5427）。

第11図は従来の光ビート信号検出型光磁気ヘッドの光
学系を示す図である。

図中、２は情報がディスク面に対し垂直方向の磁化
（矢印にて表示）によって磁気記録層に記録されている
光磁気ディスク、１は半導体レーザ素子で両端面に反射
防止膜10,11が形成されている。

半導体レーザ素子１と光磁気ディスク２の間には、1/
4波長板（1/4λ板）５があり、半導体レーザ素子１を挟
んで光磁気ディスク２の反対側には1/4λ板6,ファラデ
ー回転素子7,光を一部透過する出力鏡4,偏光子8,PINフ
ォトダイオードなどの光検知器９の順に配設されてい
る。14および15はコリメータレンズ、13は対物レンズで
ある。

この光学系では、半導体レーザ素子１から出た光は、
1/4λ板５−光磁気ディスク２−1/4λ板５−半導体レー
ザ素子１−1/4λ板６−ファラデー回転素子７−出力鏡
４−ファラデー回転素子７−1/4λ板６−半導体レーザ
素子１の経路で往復し、レーザ発振が行われる。

この時、半導体レーザ素子１から出た、たとえばTMモ
ードの直線偏光（電界成分が半導体レーザの活性層に垂
直な面内にある）は、〜と経過して出射時のTMモ
ードと直交するTEモードの直線偏光（電界成分が半導体
レーザの活性層に平行な面内にある）となって戻って
くる。そして、その戻り光は今度は出力鏡側に出射し
て、〜を経過してTEモードがTMモードとなって
戻ってくる。一方、上記のモードとは別に、図には記載
してないが前記〜と全て直交したモード′〜′
でもレーザ発振が行われる。

すなわち、この共振器では互いに直交した偏光の２つ
のモードが存在し同時に発振する。本来、この２つのモ
ードは全く対等であり、同一波長で発振する筈である
が、光磁気ディスクでのカー回転があると右回り円偏光
と左回り円偏光の間に生じる位相差のために、両モード
の共振器長が実効的に変化し、ごく僅か両モードの発振
周波数が変化する。

この周波数の異なる２つのレーザ光が重ね合わさる
と、両者の周波数差のビート信号が発生するので、それ
を光検知器９で検出して記録情報の読み取りを行なうこ
とができる。

いま、磁化が或る方向を向いている記録ビットに光ス
ポットが当たった時のカー回転角をθ_１とすると、その
時のビート周波数f₁′は次式から得られる（特願昭63−
5427参照）。

f₁′＝ｃθ₁/2πＬ ……（１） こゝで、ｃは光速度,Lは共振器長（光磁気ディスク面
から出力鏡までの距離）である。

次に、ディスクが回転して光スポットが反対向きの磁
化領域の記録ビットに当たると、カー回転角が変わって
θ_２となり、その時のビート周波数は上式（１）により
f₁′から式からf₂′へと変化するので、記録情報の読み
取りを行なうことができるのである。

なお、ファラデー回転素子７を光路に挿入してあるの
で、光磁気ディスクの位置に単なる平面鏡を置いたとし
ても、上記の互いに直交する円偏光および′はバイ
アス回転角２θを受け、前記式（１）から得られる，た
とえば、周波数Ｆの光ビートが生じる。

一方、反射面に光磁気ディスク２を置くと、その磁化
の向きによってカー回転角＋Δθ，あるいは、−Δθを
更に受け、結局、バイアス回転角２θ分と合わせて、２
θ±Δθとなり、両者からの光ビート信号の周波数は、 Ｆ±ΔＦ ……（２） となる。

したがって、出力鏡４を出射した互いに直行した円偏
光および′は、偏光子８を通って同一偏波面を有す
る２つの光に変換され光ビート信号として光検知器９に
入射して記録情報の検出が行なわれる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記従来例では半導体レーザ素子１の中をTE
偏光とTM偏光の両方の偏光モードの光が同一方向に通過
するため、２つのモード間で結合が生じ易く、どちらか
一方のモードの方に光パワーが移行しやすい。

第10図は従来例における発振縦モードの観測データを
示す図で、いずれも縦軸に光出力，横軸に発振周波数を
取ってある。測定は第11図の光学系で光磁気ディスク２
の代わりに平面鏡を置いてレーザ発振を行わせ、出力鏡
４から出射したレーザ光を偏光ビームスプリッタでTMお
よびTE偏光の光に分離（図中のMode IおよびMode II）
し、ファブリペロー干渉計に入射させ、そこから出射し
た光の干渉スペクトルを光パワーメータで観測記録した
ものである。なお、図中のFSRはファブリペロー干渉計
のFree Spectral Rangeで図の場合20GHzである。

同図（イ）では光磁気ディスク２の代わりに置いた平
面鏡と出力鏡４とを平行にした場合でMode Iの出力に比
較してMode IIの出力は著しく小さい。

一方、同図（ロ）は前記平面鏡を固定し出力鏡４の角
度を僅かにずらせて発振条件を変化させた場合で、逆に
Mode IIの出力に比較してMode Iの出力が著しい小さく
なっている。そして、発振条件を色々変化させて観測し
たが、いずれの場合もMode Iの出力とMode IIの出力は
著しくアンバランスとなり両モードの均衡した発振が得
られず、どちらか一方のモードの方に光パワーが移行し
てしまうことが実際に確認された。

このように、２つのモードの発振出力の不均衡が顕著
になると、２つのモードのレーザ光の間のビート信号強
度が小さくなり、高いS/Nが確保できないという問題が
生じ、その解決が必要であった。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題は、光磁気ディスク２をミラーの１つとし
て半導体レーザの外部共振器を構成し、前記光磁気ディ
スク２上においてカー効果による左右円偏光間に生ずる
位相差によって、周波数の異なる２つのモードのレーザ
光を発振させ、前記２つのモードのレーザ発振光の光ビ
ート信号を検出して、前記光磁気ディスク２に記録され
た情報を読み取る光磁気ヘッドにおいて、前記光磁気デ
ィスク２と出力鏡４のほかに少なくとも２つのミラーを
共振器内に設け、半導体レーザ素子１の両側で一部空間
的に分離されたバイパス光路を形成し、発振する２つの
偏光モードのレーザ光の伝播方向が前記半導体レーザ素
子１内で反対方向になるように構成されてなる光磁気記
録読み取り用光磁気ヘッドによって解決することができ
る。

また、前記光磁気ディスク２と出力鏡４のほかに少な
くとも１つのミラーを共振器内に設け、それぞれの反射
面への入射光と反射光の光路が空間的に分離されたリン
グ共振器を形成し、発振する２つの偏光モードのレーザ
光の伝播方向が前記半導体レーザ素子１内で反対方向に
なるように構成されてなる光磁気記録読み取り用光磁気
ヘッドによっても解決することができる。

さらに、前記光磁気ディスク２をミラーの１つとして
構成される半導体レーザの外部共振器内の光路の少なく
とも一部が、基板上に形成された光導波路により構成さ
れてるようにすれば、極めて簡易な構成で，かつ、小型
・軽量の光磁気ヘッドが得られる。

〔作用〕

本発明によれば、光磁気ディスク２と出力鏡４のほか
に１個以上のミラーを共振器内の光路に設け、半導体レ
ーザ素子１の両側で一部空間的に分離されたバイパス光
路を形成するか，あるいは、ミラーそれぞれの反射面へ
の入射光と反射光の光路が空間的に分離されたリング共
振器を形成し、発振する２つの偏光モードのレーザ光の
伝播方向が前記半導体レーザ素子１内で反対方向になる
ように構成しているので、半導体レーザ素子１の中で２
つの異なる偏光モードの光の結合が生じることがなく、
２つの安定した偏光モードの同時発振が可能となり，し
たがって、安定した光ビート信号が得られ高いS/Nで記
録情報の読み取りを行なうことができる。また、共振器
内の光路の少なくとも一部が、基板上に形成された光導
波路により構成されるようにすることによって、極めて
簡易な構成で光学素子の調整が容易であり，しかも、小
型・軽量の光磁気ヘッドが得られるのである。

〔実施例〕

第１図は本発明の第１の実施例を示す図である。

図中、２は光磁気ディスクで，たとえば、石英ガラス
基板上に形成されたTb−Fe−Coなどの合金薄膜からなる
光磁気記録媒体、20および21は偏光分離素子で，たとえ
ば、２個の透明な直角プリズムの間に誘電体多層膜を挟
んだ偏光ビームスプリッタ、22および23は全反射ミラ
ー、７はファラデー回転素子で，たとえば、Bi添加YIG
からなる結晶板、８は，たとえば、水晶などの結晶を用
いた偏光子である。

なお、前記従来例の第11図で説明したものと同等の部
分については同一符号を付してある。

いま、半導体レーザ素子１から左方向に出射した，た
とえば、TEモードの光はコリメータレンズ14で平行光と
なり、偏光分離素子20→1/4λ板５→対物レンズ13→光
磁気ディスク２→対物レンズ13→1/4λ板５→偏光分離
素子20→全反射ミラー22→全反射ミラー23→偏光分離素
子21→1/4λ板６→ファラデー回転素子７→出力鏡４→
ファラデー回転素子７→1/4λ板６→偏光分離素子21→
コリメータレンズ15→半導体レーザ素子１の経路を辿っ
てレーザ発振が行なわれる。

この間、前記経路の途中でTEモードの直線偏光は円
偏光→TMモードの直線偏光→円偏光→TEモードの
直線偏光の順に変化する。

すなわち、半導体レーザ素子１の中でTEモードであっ
た直線偏光が、TMモード反射型の偏光分離素子20,1/4
λ板５を通過することで，たとえば、左回りの円偏光
となって光磁気ディスク２に入射し、そこで反射されて
再び1/4λ板５を通過して先の直線偏光と直交した直
線偏光，すなわち、TMモードの直線偏光になる。

このTMモードの直線偏光はTMモード反射型の偏光分
離素子20で反射され、さらに全反射ミラー22および23で
反射され、同じくTMモード反射型の偏光分離素子21で反
射され、1/4λ板６を透過して右回り円偏光となる。
円偏光はさらにファラデー回転素子７を通って所定の
バイアス回転角θを受け出力鏡４で反射されて、再びフ
ァラデー回転素子７を通過してバイアス回転角θを受
け，すなわち、合計２θのバイアス回転角を受けたの
ち、1/4λ板６を透過してTEモードの直線偏光となっ
て偏光分離素子21を透過し、再び半導体レーザ素子１の
反対側，すなわち、右側から入射する。

一方、もう一つの発振モードは上記発振モードとは進
行方向が反対の，すなわち、半導体レーザ素子１の右側
に出射するTEモードの直線偏光′によるものである。

TEモードの直線偏光′が逆の経路を辿って直線偏光
′となって、半導体レーザ素子１の左側から入射す
る。そして以上２つの発振モードのレーザ光は光磁気デ
ィスク２の入射面において、互いに直交する円偏光お
よび′の２つのモードとして同時に得られる。

この実施例図ではファラデー回転素子７が光路に挿入
してあるので、光磁気ディスクの位置に単なる平面鏡を
置いたとしても、上記の互いに直交する円偏光および
′はバイアス回転角２θを受け、前記式（１）から得
られる，たとえば、周波数Ｆの光ビートが生じる。

第２図は本発明実施例における発振縦モードの観測デ
ータを示す図である。

Mode I,Mode IIとも縦軸に光出力，横軸に発振周波数
を取ってあり、測定は前記第10図の従来の光学系で説明
したものと同様にして行った。図からわかるように両モ
ードの発振出力はよくバランスしており，たとえば、出
力鏡４の角度を僅かにずらせて発振条件を変化させた場
合も出力ピークが低下することはあっても、両モードの
発振出力の不均衡が生じることはなかった。

第３図は本発明実施例のビート信号観測データを示す
図で、縦軸は信号出力，横軸はビート周波数であり、第
１図の光検知器９からの電気信号出力をスペクトラムア
ナライザを用いて測定したものである。Ｆ＝345MH近傍
にシャープなビート信号出力ピークを形成している。

こゝで、反射面に光磁気ディスク２を置くと、その磁
化の向きによってカー回転角＋Δθ，あるいは、−Δθ
を更に受け、結局、バイアス回転角２θ分と合わせて、
２θ±Δθとなり、両者からの光ビート信号の周波数は
（２）式で示したように、Ｆ±ΔＦとなる。したがっ
て、出力鏡４を出射した互いに直行した円偏光および
′は、偏光子８を通って同一偏波面を有する２つの光
に変換され光ビート信号として光検知器９に入射して記
録情報の検出が行なわれる。

上記実施例において、レーザ光の発振波長830nm,出射
鏡４の反射率95％，共振器長Ｌを30mm,バイアス用ファ
ラデー回転角θを５゜として、光検知器の電気信号出力
をスペクトルアナライザで観測し周波数変化を測定した
ところ、光磁気ディスク２の磁化の向き，すなわち、記
録情報ビットの“1"あるいは“0"に対応して270MHz（Ｆ
−ΔＦ）および288MHz（Ｆ＋ΔＦ）の安定した高S/Nの
ビート信号が得られた。

第４図は本発明の第２の実施例を示す図で、第１の実
施例が共振器内の一部の光路を分離したのに対して、本
実施例では光磁気ディスク２と出力鏡４のほかに少なく
とも１つのミラーを共振器内に設け、それぞれの反射面
への入射光と反射光の光路が空間的に全て分離されたリ
ング共振器を形成するようにしたのが特徴である。

図中、３は全反射ミラー、12,13は対物レンズであ
る。

なお、前記の諸図面で説明したものと同等の部分につ
いては同一符号を付し、かつ、同等部分についての説明
は省略する。

いま、半導体レーザ素子１から右方向に出射した，た
とえば、TE偏光の光はコリメータレンズ15で平行光とな
り、出力鏡４→ファラデー回転素子７→1/4λ板６→対
物レンズ13→光磁気ディスク２→対物レンズ12→1/4λ
板５→全反射ミラー３→コリメータレンズ14→半導体レ
ーザ素子１の経路を辿ってレーザ発振が行なわれる。

この間、前記経路の途中でTEモードの直線偏光は右
回り円偏光→TEモードの直線偏光の順に変化して、
半導体レーザ素子１の左側から入射する。

そして、光路途中に配置されているファラデー回転素
子７によって所定のバイアス回転角θを受け、レーザ光
の一部は部分透過する出力鏡４を透過して光検知器９に
入射する。

一方、もう一つの発振モードは上記発振モードとは進
行方向が反対の，すなわち、半導体レーザ素子１の左側
に出射するTEモードの直線偏光′によるものである。
すなわち、このTEモードの直線偏光′は逆の経路を辿
って直線偏光′となって半導体レーザ素子１の右側か
ら入射する。

この間、前記の発振光と同様に光路途中に配置された
ファラデー回転素子７によって所定のバイアス回転角θ
を受け、レーザ光の一部は部分透過する出力鏡４を透過
して光検知器９に入射する。

すなわち、以上２つの発振モードのレーザ光は光磁気
ディスク２の入射面において、互いに直交する円偏光
および′の２つのモードとして同時に得られる。

したがって、既に詳しく説明したのと同様の作用によ
り、ファラデー回転素子７によるバイアス回転角θを受
け、加えて、光磁気ディスク２によるカー回転角＋Δ
θ，あるいは、−Δθを更に受け、結局、バイアス回転
角θ分と合わせて、θ±Δθとなり、両発振光による光
ビート信号の周波数は前記式（１）からｆ±Δｆと異な
る２値が得られるので、光検知器９によって記録情報の
検出が行なわれる。

因みに、本発明では２つの発振モードの偏光がミラー
４上で同一の偏光となっているため、前記実施例で光検
知器９の前に挿入してある偏光子８は必要としない。

なお、ファラデー回転素子７は光路の片側だけでなく
両側に入れてもよい。ただし、この時はバイアス周波数
は２倍，すなわち2fとなる。

また、1/4波長板５および６の両方，あるいは一方の
厚さを1/4波長から若干ずらしたり、直交配置から僅か
にずらしたりして、２つのモード間に位相差を与えるよ
うにして、バイアス用のファラデー回転素子７を省くよ
うにしてもよい。

以上は半導体レーザ１からTEモードで出射した光につ
いて述べたが、TM偏光で出射した光についても上記と同
様の経路によりリング共振器が形成されるが、その動作
メカニズムは同様であるので詳細説明は省略する。

第５図は本発明の第３の実施例を示す図で、半導体レ
ーザ素子１と1/4波長板５または６との間に、偏光子16
を挿入して不要な偏光モード，たとえば、TM偏光成分を
積極的に除去してレーザ発振の安定化をより高めるよう
にした例である。

第６図は本発明の第４の実施例を示す図で、光磁気デ
ィスク２への入射および反射光の光路が近接するような
配置に構成して、対物レンズを１つのレンズ18で置き換
えた場合である。図では同様にファラデー回転素子17が
両光路に挿入された例について示した。これにより光磁
気ヘッド全体の構成を簡略化し小形化することができ
る。

第７図は本発明の第５の実施例を示す図で、19は1/2
波長板である。

今まで示してきた実施例では、直交した２つの1/4波
長板を別々に異なる光路に配設していたが、本実施例で
は対物用のレンズ18,ファラデー回転素子17,1/4波長板1
9を何れも単一の部品により光磁気ディスク２への入射
および反射光の光路に共用させ、一層の小形化を図った
例であるが、この場合には光磁気ディスク２で反射し、
1/4波長板19を通過したあと、もとのTE発振光がTM偏光
となるため、半導体レーザ素子１と1/4λ板19の間に1/2
波長板29を挿入してTM→TEの偏光モード変更を行うよう
にしたものである。

以上の実施例では、光磁気ディスク２を含めて３つの
ミラーでリング共振器を構成したが、４つ以上のミラー
を使用して構成してもよい。

第８図は本発明の第６の実施例を示す図で、同図
（イ）は上面図、同図（ロ）はＸ−Ｘ断面図である。

図中、100は基板で，たとえば、大きさ60×5mm,厚さ1
mmのSi基板、101はSi基板上に形成された熱酸化SiO₂膜
である。102は光導波路,103はバイパス光導波路，たと
えば、プラスチック光導波路で、両導波路は120および1
21の部分で方向性結合器を形成しており既によく知られ
ているように方向性結合器型偏光分離素子として機能す
るようにしている（たとえば、M.Kobayashi,H.Terui an
d K.Egashira,Appl.Phys.Lett.,vol.32,No.5,pp.300〜3
02,1978参照）。

１′は，たとえば、チップ型の半導体レーザ素子で両
端面に反射防止膜10′,11′が施されており、２つの方
向性結合器型偏光分離素子120,121の間の光導波路102に
埋め込まれて光学的に結合されている。６′は1/4λ板,
7′はファラデー回転素子でいずれもチップ型に形成さ
れており、前記半導体レーザ素子１′と同様に光導波路
102に埋め込まれて光学的に結合されている。５′は小
さく加工された，たとえば、ルチル（TiO₂）製の1/4λ
板で光導波路102の入出射端を覆って基板100の端面に，
たとえば、光学接着剤で接着されている。

４′は出力鏡、８′は偏光子で小さく加工された，た
とえば、ルチル（TiO₂）製であって，ともに、1/4λ板
５′とは反対側の光導波路102の入出射端を覆って基板1
00の端面に，同じく、光学接着剤で接着されている。15
0は光ファイバ、９は光検知器である。

なお、前記の諸図面で説明したものと同等の部分につ
いては同一符号を付し、かつ、同等部分についての説明
は省略する。また、半導体レーザ素子１′のリード部な
どは図面の簡略化のため省略してある。

本実施例は第１図に示した第１の実施例において、共
振器内の1/4λ板５と出力鏡４との間の光路を一枚の基
板100上に形成した光導波路102とバイパス光導波路103
で置き換え，かつ、その間の各光学素子を小さく加工し
たチップ型として結合して光磁気ヘッドを構成したもの
である。その機能については第１の実施例において詳細
説明したのとほゞ同様であるので省略する。

本実施例によれば、光磁気ヘッドの厚さを数mm以下に
することができ、寸法，重量ともに従来のものに比較し
て大巾に低減することが可能になった。そして、共振器
一周の長さ40mm,ファラデー回転素子７′の回転角５゜
のとき、光磁気ディスク２面の磁化方向により270MHzと
287MHzのビート信号が安定に得られることを確認した。

以上のごとき光導波路型の基板部分を製造するための
具体的な一例を示す。

第９図は本発明実施例の主な製造工程の例を示す図
で、同図（ａ）は上面図，同図（ｂ）は所要部分の断面
図である。

工程（１）：基板100,たとえば、長さ20mm,巾5mm,厚
さ1mmの平坦なSi基板の上に、絶縁層101,たとえば、酸
素中,1050℃,10分間加熱することによって厚さ100nmのS
iO₂層を形成する。

工程（２）：前記処理基板上に，たとえば、厚さ200n
mのAu膜を蒸着し、200μｍ×2mmと200μｍ×1mmの半導
体レーザ素子１′用の電極104および105を形成する。

工程（３）：前記処理基板上に光導波路102およびバ
イパス光導波路103を形成する。具体的には，たとえ
ば、プラスチック光導波路の作成方法を用いる（三浦，
佐脇，中島：昭和63年電子情報通信学会春季全国大会,N
o.C−407参照）。

下部クラッド層110として，たとえば、ポリメチルメ
タクリレート（PMMA）をメチルメタクリレート（MMA）
モノマに溶かし、７μｍの厚さにスピンコートしたの
ち、90℃,30分間加熱乾燥する。

光導波路102およびバイパス光導波路103の形成は前記
母体クラッド層110の上に、スチレンモノマにPMMAを溶
解し、５μｍの厚さに同じくスピンコートしたのち、70
℃,45分間加熱乾燥する。そして、光導波路102およびバ
イパス光導波路103の形成領域に所要の露光マスクを用
いて所定量の紫外線を照射し、前記光導波路材料膜中の
スチレンモノマを光重合させたのち、室温のエチルアル
コールに１分程度浸漬し、主として非露光領域の未反応
スチレンモノマを溶解除去してから加熱乾燥する。した
がって、非露光領域はスチレンモノマが抜けたPMMA,す
なわち、下部クラッド層110と殆ど同じ素材から構成さ
れた側部クラッド層111となり屈折率は共に1.49であ
る。一方、露光領域ではスチレンモノマが光重合の結
果、アルコールに溶けないポリスチレンがPMMAに均一に
混合，あるいは、共重合した領域を形成し，たとえば、
屈折率は1.51が得られる。

最後に、上部クラッド層112を下部クラッド層110と同
様の方法で形成すれば、上下左右の全てを屈折率1.49の
素材で囲まれた屈折率1.51の光導波路102およびバイパ
ス光導波路103が完成し、その中にレーザ光が閉じ込め
られて伝送される。光導波路102およびバイパス光導波
路103の巾は３〜７μm,バイパス光導波路103の長さは10
〜15mm,方向性結合器型偏光分離素子120,121の部分の導
波路間ギャプは５〜７μｍで結合部分の長さは所要の性
能が得られるように調整すればよい。

工程（４）：前記処理基板上の半導体レーザ素子
１′,1/4λ板６′およびファラデー回転素子７′を搭載
する位置に所定の大きさの露出部130および溝131,132を
形成する。具体的には，たとえば、厚さ100nmのTi膜か
らなる孔明マスクをホトエッチングで形成したのち、O₂
中でイオンエッチングを行い前記プラスチック導波路膜
に所要の孔，すなわち、露出部130および溝131,132を開
ければよい。

工程（５）：前記処理基板上の露出部130の電極104の
上にチップ型の半導体レーザ素子１′を公知の方法でダ
イボンディングし，さらに、もう一方の電極105との間
を，たとえば、Auワイヤ106でボンディング接続する。
溝131には所要の厚さの機能部を有する，たとえば、小
さいＴ字型に加工された，たとえば、ルチル（TiO₂）製
の1/4λ板６′を挿入し，たとえば、紫外線硬化樹脂か
らなる光学接着剤で接着固定する。また、溝132には同
じく所要の厚さの機能部を有する，たとえば、小さいＴ
字型に加工された，たとえば、Bi添加YIGからなるファ
ラデー回転素子７′を挿入し，同じく、紫外線硬化樹脂
からなる光学接着剤で接着固定する。さらに、小さく加
工された，たとえば、ルチル（TiO₂）製の1/4λ板５′
を光磁気ディスク２の側の光導波路102の入出射端を覆
って基板100の端面に，たとえば、同様の紫外線硬化樹
脂からなる光学接着剤で接着する。他方の側には出力鏡
４′，小さく加工された，たとえば、ルチル（TiO₂）製
の偏光子８′を光導波路102の入出射端を覆って基板100
の端面に順次同様に接着固定すれば本発明実施例の共振
器を形成する光導波路部が作成される。

なお、光導波路には必ずしも上部クラッド層112を必
要とせず省略してもよい。また、光導波路としてはプラ
スチック光導波路に限定されるものでなく他の公知の光
導波路技術を用いてもよいことは勿論である。

さらに、上記実施例では基板100として熱放散のよいS
i基板をヒートシンクを兼ねて用いたが、その他の材質
の基板を適宜使用してよいことは言うまでもない。

なお、上記実施例は数例を示したものであり、本発明
の趣旨に添うものであれば、使用する素材やそれらの組
み合わせ，あるいは、各部分の構成や製造方法などは適
宜最適なものを選択使用してよいことは言うまでもな
い。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば光磁気ディスク
２と出力鏡４のほかに１個以上のミラーを共振器内の光
路に設け、半導体レーザ素子１の両側で一部空間的に分
離されたバイパス光路を形成するか，あるいは、ミラー
それぞれの反射面への入射光と反射光の光路が空間的に
分離されたリング共振器を形成し、発振する２つの偏光
モードのレーザ光の伝播方向が前記半導体レーザ素子１
内で反対方向になるように構成しているので、半導体レ
ーザ素子１の中で２つの異なる偏光モードの光の結合が
生じることがなく、２つの安定した偏光モードの同時発
振が可能となり，したがって、安定した光ビート信号が
得られ高いS/Nで記録情報の読み取りを行なうことがで
きる。また、共振器内の光路の少なくとも一部が、基板
上に形成された光導波路により構成されるようにするこ
とによって、極めて簡易な構成で光学素子の調整が容易
になると共に小型・軽量化が可能となり、光磁気記録読
み取り用光磁気ヘッドの性能・品質の向上と小型・軽量
化に寄与するところが極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１の実施例を示す図、 第２図は本発明実施例における発振縦モードの観測デー
タを示す図、 第３図は本発明実施例のビート信号観測データを示す
図、 第４図は本発明の第２の実施例を示す図、 第５図は本発明の第３の実施例を示す図、 第６図は本発明の第４の実施例を示す図、 第７図は本発明の第５の実施例を示す図、 第８図は本発明の第６の実施例を示す図、 第９図は本発明実施例の主な製造工程の例を示す図、 第10図は従来例における発振縦モードの観測データを示
す図、 第11図は従来の光ビート信号検出型光磁気ヘッドの光学
系を示す図である。 図において、 1,1′は両半導体レーザ素子、 ２は光磁気ディスク、 3,22,23は全反射ミラー、 4,4′は出力鏡、 5,5′,6,6′,19は1/4波長板（1/4λ板）、 7,7′,17はファラデー回転素子、 8,8′,16は偏光子、 ９は光検知器、 10,10′,11,11′は反射防止膜、 12,13,18は対物レンズ、 14,15はコリメータレンズ、 20,21は偏光分離素子、 29は1/2波長板（1/2λ板）、 100は基板、 102は光導波路、 103はバイパス光導波路、 120,121は方向性結合器型偏光分離素子、 150は光ファイバである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G11B 11/10

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】光磁気ディスク（２）をミラーの１つとし
   て半導体レーザの外部共振器を構成し、前記光磁気ディ
   スク（２）上においてカー効果による左右円偏光間に生
   ずる位相差によって、周波数の異なる２つのモードのレ
   ーザ光を発振させ、前記２つのモードのレーザ発振光の
   光ビート信号を検出して、前記光磁気ディスク（２）に
   記録された情報を読み取る光磁気ヘッドにおいて、 前記光磁気ディスク（２）と出力鏡（４）のほかに少な
   くとも２つのミラー（22,23）を共振器内に設け、半導
   体レーザ素子（１）の両側で一部空間的に分離されたバ
   イパス光路を形成し、発振する２つの偏光モードのレー
   ザ光の伝播方向が前記半導体レーザ素子（１）内で反対
   方向になるように構成されてなることを特徴とした光磁
   気記録読み取り用光磁気ヘッド。
2. 【請求項２】光磁気ディスク（２）をミラーの１つとし
   て半導体レーザの外部共振器を構成し、前記光磁気ディ
   スク（２）上においてカー効果による左右円偏光間に生
   ずる位相差によって、周波数の異なる２つのモードのレ
   ーザ光を発振させ、前記２つのモードのレーザ発振光の
   光ビート信号を検出して、前記光磁気ディスク（２）に
   記録された情報を読み取る光磁気ヘッドにおいて、 前記光磁気ディスク（２）と出力鏡（４）のほかに少な
   くとも１つのミラーを共振器内に設け、それぞれの反射
   面への入射光と反射光の光路が空間的に分離されたリン
   グ共振器を形成し、発振する２つの偏光モードのレーザ
   光の伝播方向が前記半導体レーザ素子（１）内で反対方
   向になるように構成されてなることを特徴とした光磁気
   記録読み取り用光磁気ヘッド。
3. 【請求項３】前記リング共振器の一周する光路内の半導
   体レーザ素子（１）と光磁気ディスク（２）面との中間
   に、それぞれ別々に配設された直交する２つの1/4波長
   板（5,6）と、 前記光路の平行ビームが形成された任意の位置に配設さ
   れたファラデー回転素子（７）と、 前記出力鏡（４）の外側に配設された光検知器（９）と
   を少なくとも備えることを特徴とした請求項（２）記載
   の光磁気記録読み取り用光磁気ヘッド。
4. 【請求項４】前記光磁気ディスク（２）をミラーの１つ
   として構成される半導体レーザの外部共振器内の光路の
   少なくとも一部が、基板（100）上に形成された光導波
   路（102,103）により構成されてなることを特徴とした
   請求項（１）〜（３）記載の光磁気記録読み取り用光磁
   気ヘッド。