JP3900703B2 - Beam splitter, composite optical element including the same, optical pickup device, and optical recording / reproducing device - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はビームスプリッタおよびこれを具備した複合光学素子、光学ピックアップ装置および光記録再生装置に関し、さらに詳しくは、半導体レーザから出射された往路光ビームを反射し、光記録媒体で反射されて戻る復路光ビームを透過するビームスプリッタ膜が形成されたビームスプリッタおよびこれを具備した複合光学素子、光学ピックアップ装置および光記録再生装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ＲＯＭ(Read Only Memory)ディスクやＲＡＭ(Random Access Memory)ディスク等の光記録媒体に記録された情報を再生する、あるいは光記録媒体に情報を記録する光記録再生装置には、半導体レーザを光源とする光学ピックアップ装置が用いられている。近年では光記録再生装置の小型薄型化の要求とともに光学ピックアップ装置の小型薄型化も求められており、この観点から光源である半導体レーザと光記録媒体で反射された戻りの復路光ビームを受光して光電変換する受光素子とを同一の半導体基板上に一体的に構成した複合光学素子を用いた光学ピックアップ装置および光記録再生装置が注目されている。この複合光学素子を用いた光学ピックアップ装置および光記録再生装置の一例について、光学ピックアップ装置の概略構成図である図４および光記録再生装置の概略構成図である図５を参照し、その概略構成について説明する。
【０００３】
複合光学素子８は、図４に示したように、半導体基板４に形成された一対の第１の受光素子７ａおよび第２の受光素子７ｂと、この第１の受光素子７ａおよび第２の受光素子７ｂ上に接着剤等により固着され、半導体基板４の第１の受光素子７ａおよび第２の受光素子７ｂが形成された面とほぼ４５度傾斜するビームスプリッタ膜形成面３ａとほぼ平行な高反射面３ｂとが形成されたビームスプリッタ３と、ビームスプリッタ膜形成面３ａに対向する側の半導体基板４上のスペーサ５上面に固着された半導体レーザ６で概略構成されている。
【０００４】
そして、複合光学素子８上には２軸アクチュエータ等のサーボアクチュエータ９が配設されている。たとえば、サーボアクチュエータ９が２軸アクチュエータである場合には、たとえば図５に示したように、対物レンズ９ａを保持した可動部９ｂが固定部９ｄから延設された一対の平行バネ９ｃにより支持されており、可動部９ｂには、ともに図示を省略するフォーカシングコイルおよびトラッキングコイルが固着されている。フォーカシングコイルおよびトラッキングコイルは固定部９ｄに固着されて鉄等の磁性材で構成され、ともに図示を省略するヨークと、このヨークに固着されたマグネットとで構成された磁気回路の空隙部に配置される。フォーカシングコイルおよびトラッキングコイルには、後に説明するフォーカシングエラー信号およびトラッキングエラー信号に基づく制御信号が供給され、対物レンズ９ａを保持した可動部９ｂをフォーカシング方向およびトラッキング方向に制御駆動する。そして、光学ピックアップ装置は上記した複合光学素子８やサーボアクチュエータ９等を接着剤やネジ等により光学ブロック１１に固着した状態で概略構成されている。
【０００５】
光記録再生装置は、たとえば図５に示したように、光学ピックアップ装置が構成された光学ブロック１１をトラッキング方向に案内するとともに、フォーカシング方向とトラッキング方向の何れの方向も規制するメインガイド軸１２ａ、メインガイド軸１２ａとほぼ平行であり、フォーカシング方向のみを規制するサブガイド軸１２ｂ、光学ブロック１１をトラッキング方向に駆動し、リニアモータ等で構成された移動手段の他、何れも図示を省略するが、光記録媒体１０を回転させるスピンドルモータ、信号処理やシステムコントローラ等の回路等で概略構成されている。図５は移動手段を一対のリニアモータで構成した一例であり、マグネット１３を固着した外ヨーク１４と内ヨーク１５とで磁気回路を構成し、光学ブロック１１に固着されたコイル１６の内側に内ヨーク１５を挿通した事例である。
【０００６】
以下、光学系について再び図４を参照して説明する。
半導体レーザ６の発光面６ａから出射された往路光ビーム（図中の１点鎖線）は、ビームスプリッタ３のビームスプリッタ膜形成面３ａで反射され、２軸アクチュエータ等のサーボアクチュエータ９に具備された対物レンズ９ａを介して光記録媒体１０の信号記録面に集光される。そして、信号記録面で反射された復路光ビームは再び対物レンズ９ａを透過してビームスプリッタ膜形成面３ａからビームスプリッタ３内に導かれ、第１の受光素子７ａに照射される（図中の２点鎖線）。さらに、ビームスプリッタ３の第１の受光素子７ａとの対向面で反射された復路光ビームは高反射面３ｂで反射されて第２の受光素子７ｂに照射される。この第１の受光素子７ａおよび第２の受光素子７ｂで光電変換した信号からは、フォーカシングエラー信号、トラッキングエラー信号およびＲＦ信号等が検出される。このフォーカシングエラー信号、トラッキングエラー信号およびＲＦ信号の検出法の一例について、図４におけるＡ方向からみた第１の受光素子７ａおよび第２の受光素子７ｂの概略Ａ矢視図である図６を参照して説明する。
【０００７】
第１の受光素子７ａおよび第２の受光素子７ｂは何れも４分割された受光部を有している。そして、第１の受光素子７ａに有する受光部をａ、ｂ、ｃ、ｄとし、第２の受光素子７ｂに有する受光部をｅ、ｆ、ｇ、ｈとすれば、フォーカシングエラー信号は（（ａｄ−ｂｃ）−（ｅｈ−ｆｇ））で検出され、トラッキングエラー信号は、たとえばＴＰＰ法(Top-hold and Push-Pull)と称される（ｃｄｇｈ−ａｂｅｆ）−Ｋｔ（（ｃｄｇｈのミラーレベル）−（ａｂｅｆのミラーレベル））で検出され（但し、Ｋｔはトラッキングエラー信号のオフセット量を調整する係数）、ＲＦ信号はａｂｃｄｅｆｇｈで検出される。
【０００８】
ビームスプリッタ膜形成面３ａに形成されるビームスプリッタ膜は、往路光ビームに対して、たとえば２０％は反射して対物レンズ９ａを介して光記録媒体１０へと導き、８０％は透過する膜が形成されている。また、ビームスプリッタ３の第１の受光素子７ａとの対向面にもこのようなビームスプリッタ膜が形成されており、復路光ビームに対して、たとえば４２％は反射して高反射面３ｂを介して第２の受光素子７ｂへと導き、５８％は透過させて第１の受光素子７ａに導く膜が形成されている。これらのビームスプリッタ膜では光吸収ロスが小であることが求められており、ビームスプリッタ３の２カ所に形成されるビームスプリッタ膜の特性は、複合光学素子８の光学特性、強いては光学ピックアップ装置および光記録再生装置の記録再生特性を大きく左右する。とくに、往路光ビームを反射させ、復路光ビームを透過させるビームスプリッタ膜形成面３ａに形成されるビームスプリッタ膜は、高性能な光学特性が要求される。
【０００９】
複合光学素子８を用いる光学ピックアップ装置では、一般的にコリメータレンズを用いない有限光学系で構成される。しかしながら、コリメータレンズを用いない有限光学系で構成され、複合光学素子８を用いる光学ピックアップ装置には、以下のような問題点がある。
第１の問題点は、ビームスプリッタ膜における反射率および透過率が入射光の入射角度に大きく依存性を有することである。
ビームスプリッタ３のビームスプリッタ膜形成面３ａや第１の受光素子７ａとの対向面に形成されたビームスプリッタ膜への入射光は発散光およびあるいは収束光であり、これらのビームスプリッタ膜に入射する入射角度はさまざまである。とくに、ビームスプリッタ膜形成面３ａに形成されたビームスプリッタ膜には、空気媒質からの入射であるとともに対物レンズ９ａのＮＡ(Numerical Aperture)から決定される収束光である復路光ビームが直接入射するので、たとえばビームスプリッタ膜形成面３ａの垂直軸と復路光ビームの光軸中心とのなす角度４５度±８度の範囲内において反射率がほぼ一定の２０％であることが求められる。第２の問題点は、ビームスプリッタ膜形成面３ａの垂直軸と往路光ビームおよび復路光ビームの光軸中心とのなす入射角度が、たとえば４５度±８度のような範囲があると、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分の光学特性の違いが大となることである。すなわち、有限光学系で構成された光学ピックアップ装置においては、Ｐ偏光成分とＳ偏光成分との特性差である偏光分離差のないことが求められる。そして、偏光分離差がなければ、レーザ光の偏光比や光記録媒体１０の複屈折の影響等による偏光性のばらつきに対して、記録再生特性の劣化を招く虞がなくなる。したがって、ビームスプリッタ膜形成面３ａに形成されたビームスプリッタ膜には、たとえばビームスプリッタ膜形成面３ａの垂直軸と往路光ビームおよび復路光ビームの光軸中心とのなす入射角度が４５度±８度の範囲内にあるとき、Ｒｓ＝Ｒｐ＝２０％で偏光分離差が生じない、あるいは生じても極めて小であることが求められる。
【００１０】
以下、ビームスプリッタ３のビームスプリッタ膜形成面３ａに形成されるビームスプリッタ膜について説明する。
一般的にビームスプリッタ膜等の光学機能膜は、その膜厚を記録再生に用いられる光の波長とほぼ等しくして生じる光の干渉を利用したものである。たとえば単層のビームスプリッタ膜に垂直に入射する光に干渉を生じさせる条件はｎ×ｄ＝ｍ×４／λ（ただし、ｎは単層のビームスプリッタ膜の屈折率、ｄは単層のビームスプリッタ膜の膜厚、ｍは干渉次数（位相膜厚あるいはQuarter Wave Optical Thicknessとも言い、以下位相膜厚ｍと記す）、λは光の波長）で求めることができる。そして、単層のビームスプリッタ膜には、空気と単層のビームスプリッタ膜との第１の境界面および単層のビームスプリッタ膜と光学素子との第２の境界面の２つの屈折率が異なる境界面がある。位相膜厚ｍが奇数の場合は、第１の境界面からの反射波と第２の境界面からの反射波は位相がπずれるので干渉作用による反射光の弱めあう効果が最大となる。これとは逆に、位相膜厚ｍが偶数の場合では位相が揃い、反射光の強めあう効果が最大となる。
【００１１】
前記の干渉を生じさせる条件のｎ×ｄ＝ｍ×４／λから明らかなように、干渉条件は光学機能膜の屈折率ｎと光学機能膜の膜厚ｄによりその効果を制御することができ、任意の光学的な機能を得ることができる。しかしながら任意の光学機能膜を得ることができる光学材料は限られており、実際には安定した光学機能膜の形成が可能な光学材料を用いて高屈折率薄膜と低屈折率薄膜とを交互に積層し、積層薄膜構造の光学機能膜を形成するのが一般的である。したがって、干渉による光学特性は、光学インピーダンスを用いたマトリックス法で計算することができる。ここで、単層のビームスプリッタ膜の屈折率をｎ、単層のビームスプリッタ膜の膜厚をｄ、単層のビームスプリッタ膜への入射角をθとしたとき、単層のビームスプリッタ膜の特性マトリックスＭは、下記の式１の２行２列で表される。
【００１２】
【数１】
また、多層のビームスプリッタ膜の特性マトリックスＭは各層のマトリックスの積であり、Ｍ＝（Ｍ１）（Ｍ２）…（Ｍｉ）で表される。このとき、多層のビームスプリッタ膜の反射率Ｒは、このマトリックス積の要素と入射媒質の屈折率ｎ0 、光学素子の屈折率ｎs から下記の式２で算出することができる。
【００１４】
【数２】
ところで、複合光学素子８を構成するビームスプリッタ３の、ビームスプリッタ膜形成面３ａに形成されるビームスプリッタ膜の特性には、
１．光吸収ロスが小であること
２．入射角度依存性が小であること
３．偏光分離差が小であること
の３点が求められることは先に述べた。
近年では、光記録媒体１０のさらなる高密度大容量化が図られ、これに対応する光学ピックアップ装置では、光源である半導体レーザ６の短波長化や対物レンズ９ａの大ＮＡ化が図られ、対物レンズ９ａを介して集光される集光スポットの小径化が図られている。しかしながら、半導体レーザ６は出射パワーを大とするにしたがい寿命が小となる傾向にあり、特にこの傾向は半導体レーザ６の短波長化とともに顕著となる。このため、短波長の半導体レーザ６対して、光吸収ロス、入射角度依存性および偏光分離差が小且つ高反射率性能なビームスプリッタ膜形成面３ａを有するビームスプリッタ３が求められ、これを用いて光記録媒体１０の高容量大容量化に対応する複合光学素子８、光学ピックアップ装置および光記録再生装置が求められている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、光吸収ロス、入射角度依存性および偏光分離差が何れも小且つ高反射率なビームスプリッタ膜が形成されたビームスプリッタ膜形成面を有するビームスプリッタを提供し、このビームスプリッタを具備して光記録媒体の高密度大容量化に対応する複合光学素子、光学ピックアップ装置および光記録再生装置を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明のビームスプリッタでは、少なくとも入射光の光軸に対してほぼ４５度の斜面、すなわちビームスプリッタ膜形成面にビームスプリッタ膜が形成されているビームスプリッタにおいて、
たとえば光の波長６５５ｎｍに対するビームスプリッタ膜が、
屈折率がほぼ２．３０である第１層膜、たとえば屈折率２．３２のＴｉＯ2 膜と、
第１層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第２層膜、たとえば屈折率１．６３のＡｌ2 Ｏ3 膜と、
第２層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．４６である第３層膜、たとえば屈折率１．４６のＳｉＯ2 膜と、
第３層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第４層膜、たとえば屈折率１．６３のＡｌ2 Ｏ3 膜と、
第４層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ２．３０である第５層膜、たとえば屈折率２．３２のＴｉＯ2 膜と、
第５層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第６層膜、たとえば屈折率１．６３のＡｌ2 Ｏ3 膜と、
第６層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．４６である第７層膜、たとえば屈折率１．４６のＳｉＯ2 膜と、
第７層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第８層膜、たとえば屈折率１．６３のＡｌ2 Ｏ3 膜と、
第８層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．４６である第９層膜、たとえば屈折率１．４６のＳｉＯ2 膜と、
第９層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第１０層膜、たとえば屈折率１．６３のＡｌ2 Ｏ3 膜と、
第１０層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ２．３０である第１１層膜、たとえば屈折率２．３２のＴｉＯ2 膜と、
第１１層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第１２層膜、たとえば屈折率１．６３のＡｌ2 Ｏ3 膜と、
第１２層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．４６である第１３層膜、たとえば屈折率１．４６のＳｉＯ2 膜と、
第１３層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第１４層膜、たとえば屈折率１．６３のＡｌ2 Ｏ3 膜と、
第１４層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ２．３０である第１５層膜、たとえば屈折率２．３２のＴｉＯ2 膜と、
第１５層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第１６層膜、たとえば屈折率１．６３のＡｌ2 Ｏ3 膜と、
第１６層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．４６である第１７層膜、たとえば屈折率１．４６のＳｉＯ2 膜と、
第１７層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第１８層膜、たとえば屈折率１．６３のＡｌ2 Ｏ3 膜と、
第１８層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ２．３０である第１９層膜、たとえば屈折率２．３２のＴｉＯ2 膜と、
第１９層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第２０層膜、たとえば屈折率１．６３のＡｌ2 Ｏ3 膜とを有することを特徴とする。
【００１８】
本発明の複合光学素子では、少なくとも半導体基板上に形成された第１の受光素子および第２の受光素子と、半導体基板上に形成されてこの半導体基板とほぼ垂直な発光面を有する半導体レーザと、第１の受光素子および第２の受光素子上に固着されるとともに、半導体レーザの発光面から出射された往路光ビームを反射し、反射されて戻る復路光ビームを第１の受光素子に導くビームスプリッタ膜が形成されたビームスプリッタ膜形成面と、第１の受光素子上面で反射された復路光ビームを反射して第２の受光素子に導く高反射面とが形成されたビームスプリッタとを有する複合光学素子において、
たとえば光の波長６５５ｎｍに対するビームスプリッタ膜が、
屈折率がほぼ２．３０である第１層膜、たとえば屈折率２．３２のＴｉＯ2 膜と、
第１層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第２層膜、たとえば屈折率１．６３のＡｌ2 Ｏ3 膜と、
第２層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．４６である第３層膜、たとえば屈折率１．４６のＳｉＯ2 膜と、
第３層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第４層膜、たとえば屈折率１．６３のＡｌ2 Ｏ3 膜と、
第４層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ２．３０である第５層膜、たとえば屈折率２．３２のＴｉＯ2 膜と、
第５層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第６層膜、たとえば屈折率１．６３のＡｌ2 Ｏ3 膜と、
第６層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．４６である第７層膜、たとえば屈折率１．４６のＳｉＯ2 膜と、
第７層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第８層膜、たとえば屈折率１．６３のＡｌ2 Ｏ3 膜と、
第８層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．４６である第９層膜、たとえば屈折率１．４６のＳｉＯ2 膜と、
第９層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第１０層膜、たとえば屈折率１．６３のＡｌ2 Ｏ3 膜と、
第１０層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ２．３０である第１１層膜、たとえば屈折率２．３２のＴｉＯ2 膜と、
第１１層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第１２層膜、たとえば屈折率１．６３のＡｌ2 Ｏ3 膜と、
第１２層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．４６である第１３層膜、たとえば屈折率１．４６のＳｉＯ2 膜と、
第１３層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第１４層膜、たとえば屈折率１．６３のＡｌ2 Ｏ3 膜と、
第１４層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ２．３０である第１５層膜、たとえば屈折率２．３２のＴｉＯ2 膜と、
第１５層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第１６層膜、たとえば屈折率１．６３のＡｌ2 Ｏ3 膜と、
第１６層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．４６である第１７層膜、たとえば屈折率１．４６のＳｉＯ2 膜と、
第１７層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第１８層膜、たとえば屈折率１．６３のＡｌ2 Ｏ3 膜と、
第１８層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ２．３０である第１９層膜、たとえば屈折率２．３２のＴｉＯ2 膜と、
第１９層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第２０層膜、たとえば屈折率１．６３のＡｌ2 Ｏ3 膜とを有することを特徴とする。
【００１９】
本発明の光学ピックアップ装置では、少なくとも半導体基板上に形成された第１の受光素子および第２の受光素子と、半導体基板上に形成されてこの半導体基板とほぼ垂直な発光面を有する半導体レーザと、第１の受光素子および第２の受光素子上に固着されるとともに、半導体レーザの発光面から出射された往路光ビームを反射し、反射されて戻る復路光ビームを第１の受光素子に導くビームスプリッタ膜が形成されたビームスプリッタ膜形成面と、第１の受光素子上面で反射された復路光ビームを反射して第２の受光素子に導く高反射面とが形成されたビームスプリッタとを有する複合光学素子と、往路光ビームを光記録媒体に集光する対物レンズとを有する光学ピックアップ装置において、
たとえば光の波長６５５ｎｍに対するビームスプリッタ膜が、
屈折率がほぼ２．３０である第１層膜、たとえば屈折率２．３２のＴｉＯ2 膜と、
第１層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第２層膜、たとえば屈折率１．６３のＡｌ2 Ｏ3 膜と、
第２層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．４６である第３層膜、たとえば屈折率１．４６のＳｉＯ2 膜と、
第３層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第４層膜、たとえば屈折率１．６３のＡｌ2 Ｏ3 膜と、
第４層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ２．３０である第５層膜、たとえば屈折率２．３２のＴｉＯ2 膜と、
第５層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第６層膜、たとえば屈折率１．６３のＡｌ2 Ｏ3 膜と、
第６層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．４６である第７層膜、たとえば屈折率１．４６のＳｉＯ2 膜と、
第７層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第８層膜、たとえば屈折率１．６３のＡｌ2 Ｏ3 膜と、
第８層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．４６である第９層膜、たとえば屈折率１．４６のＳｉＯ2 膜と、
第９層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第１０層膜、たとえば屈折率１．６３のＡｌ2 Ｏ3 膜と、
第１０層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ２．３０である第１１層膜、たとえば屈折率２．３２のＴｉＯ2 膜と、
第１１層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第１２層膜、たとえば屈折率１．６３のＡｌ2 Ｏ3 膜と、
第１２層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．４６である第１３層膜、たとえば屈折率１．４６のＳｉＯ2 膜と、
第１３層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第１４層膜、たとえば屈折率１．６３のＡｌ2 Ｏ3 膜と、
第１４層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ２．３０である第１５層膜、たとえば屈折率２．３２のＴｉＯ2 膜と、
第１５層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第１６層膜、たとえば屈折率１．６３のＡｌ2 Ｏ3 膜と、
第１６層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．４６である第１７層膜、たとえば屈折率１．４６のＳｉＯ2 膜と、
第１７層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第１８層膜、たとえば屈折率１．６３のＡｌ2 Ｏ3 膜と、
第１８層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ２．３０である第１９層膜、たとえば屈折率２．３２のＴｉＯ2 膜と、
第１９層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第２０層膜、たとえば屈折率１．６３のＡｌ2 Ｏ3 膜とを有することを特徴とする。
【００２０】
本発明の光記録再生装置では、少なくとも半導体基板上に形成された第１の受光素子および第２の受光素子と、半導体基板上に形成されてこの半導体基板とほぼ垂直な発光面を有する半導体レーザと、第１の受光素子および第２の受光素子上に固着されるとともに、半導体レーザの発光面から出射された往路光ビームを反射し、反射されて戻る復路光ビームを第１の受光素子に導くビームスプリッタ膜が形成されたビームスプリッタ膜形成面と、第１の受光素子上面で反射された復路光ビームを反射して第２の受光素子に導く高反射面とが形成されたビームスプリッタとを有する複合光学素子と、往路光ビームを光記録媒体に集光する対物レンズとを有する光学ピックアップ装置と、光学ピックアップ装置をトラッキング方向に制御駆動する移動手段とを有する光記録再生装置において、
たとえば光の波長６５５ｎｍに対するビームスプリッタ膜が、
屈折率がほぼ２．３０である第１層膜、たとえば屈折率２．３２のＴｉＯ2 膜と、
第１層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第２層膜、たとえば屈折率１．６３のＡｌ2 Ｏ3 膜と、
第２層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．４６である第３層膜、たとえば屈折率１．４６のＳｉＯ2 膜と、
第３層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第４層膜、たとえば屈折率１．６３のＡｌ2 Ｏ3 膜と、
第４層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ２．３０である第５層膜、たとえば屈折率２．３２のＴｉＯ2 膜と、
第５層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第６層膜、たとえば屈折率１．６３のＡｌ2 Ｏ3 膜と、
第６層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．４６である第７層膜、たとえば屈折率１．４６のＳｉＯ2 膜と、
第７層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第８層膜、たとえば屈折率１．６３のＡｌ2 Ｏ3 膜と、
第８層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．４６である第９層膜、たとえば屈折率１．４６のＳｉＯ2 膜と、
第９層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第１０層膜、たとえば屈折率１．６３のＡｌ2 Ｏ3 膜と、
第１０層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ２．３０である第１１層膜、たとえば屈折率２．３２のＴｉＯ2 膜と、
第１１層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第１２層膜、たとえば屈折率１．６３のＡｌ2 Ｏ3 膜と、
第１２層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．４６である第１３層膜、たとえば屈折率１．４６のＳｉＯ2 膜と、
第１３層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第１４層膜、たとえば屈折率１．６３のＡｌ2 Ｏ3 膜と、
第１４層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ２．３０である第１５層膜、たとえば屈折率２．３２のＴｉＯ2 膜と、
第１５層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第１６層膜、たとえば屈折率１．６３のＡｌ2 Ｏ3 膜と、
第１６層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．４６である第１７層膜、たとえば屈折率１．４６のＳｉＯ2 膜と、
第１７層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第１８層膜、たとえば屈折率１．６３のＡｌ2 Ｏ3 膜と、
第１８層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ２．３０である第１９層膜、たとえば屈折率２．３２のＴｉＯ2 膜と、
第１９層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第２０層膜、たとえば屈折率１．６３のＡｌ2 Ｏ3 膜とを有することを特徴とする。
なお、ここで言う光記録再生装置は、再生のみを行う再生専用装置、記録のみを行う記録専用装置、記録と再生の何れも可能な装置を含むものである。
【００２１】
上述した手段によれば、光吸収ロス、入射角度依存性および偏光分離差が何れも小であり且つ高反射率なビームスプリッタ膜が形成されたビームスプリッタ膜形成面を有するビームスプリッタの提供が可能となる。そして、このビームスプリッタを具備した複合光学素子は、光記録媒体の高密度大容量に対応する短波長半導体レーザの小電力化とともに長寿命化が可能となり、結果的に複合光学素子自体の長寿命化を図ることができる。したがって、この複合光学素子を具備する光学ピックアップ装置およびこの光学ピックアップ装置を具備する光記録再生装置では、さらなる光記録媒体の高密度大容量化への対応が可能となる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
本発明は、少なくとも入射光の光軸に対してほぼ４５度の斜面であるビームスプリッタ膜形成面上にビームスプリッタ膜が形成されているビームスプリッタ、このビームスプリッタ、受光素子、半導体レーザ等を半導体基板上に構成した複合光学素子、少なくともこの複合光学素子と対物レンズとを有する光学ピックアップ装置、この光学ピックアップ装置と光学ピックアップ装置をトラッキング方向に制御駆動する移動手段とを有する光記録再生装置に適用することができる。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明を適用し、光の波長６５５ｎｍで屈折率が１．７６の光学ガラスＳＦ１１を用いて台形のプリズムを作製し、このプリズムの斜面、すなわちビームスプリッタ膜形成面に、ビームスプリッタ膜の一例であるハーフミラー膜を形成してビームスプリッタを作製する事例について、図１〜図３を参照して説明する。なお、図中の構成要素で従来の技術と同様の構造を成しているものについては、同一の参照符号を付すものとする。また、本発明が適用されるビームスプリッタ３、複合光学素子、光学ピックアップ装置および光記録再生装置の概略構成は、たとえば従来の技術において図４，５，６を参照して説明した事例と同様であるので、重複する説明を省略する。
【００２４】
まず、ビームスプリッタ３の概略断面図である図１に示したように、プリズム１の後にビームスプリッタ膜形成面３ａとなる面上に、第１層膜２ａとして屈折率２．３２であるとともに膜厚７８．６ｎｍ（光学膜厚１８２．４ｎｍ）のＴｉＯ2 膜を形成する。
つぎに、第１層膜２ａ上に、第２層膜２ｂとして屈折率１．６３であるとともに膜厚１１５．９ｎｍ（光学膜厚１８８．９ｎｍ）のＡｌ2 Ｏ3 膜を形成する。つぎに、第２層膜２ｂ上に、第３層膜２ｃとして屈折率１．４６であるとともに膜厚１１９．０ｎｍ（光学膜厚１７３．７ｎｍ）のＳｉＯ2 膜を形成する。
つぎに、第３層膜２ｃ上に、第４層膜２ｄとして屈折率１．６３であるとともに膜厚１０６．２ｎｍ（光学膜厚１７３．１ｎｍ）のＡｌ2 Ｏ3 膜を形成する。つぎに、第４層膜２ｄ上に、第５層膜２ｅとして屈折率２．３２であるとともに膜厚７７．２ｎｍ（光学膜厚１７９．１ｎｍ）のＴｉＯ2 膜を形成する。
つぎに、第５層膜２ｅ上に、第６層膜２ｆとして屈折率１．６３であるとともに膜厚１１３．１ｎｍ（光学膜厚１８４．４ｎｍ）のＡｌ2 Ｏ3 膜を形成する。つぎに、第６層膜２ｆ上に、第７層膜２ｇとして屈折率１．４６であるとともに膜厚１０９．７ｎｍ（光学膜厚１８０．４ｎｍ）のＳｉＯ2 膜を形成する。
つぎに、第７層膜２ｇ上に、第８層膜２ｈとして屈折率１．６３であるとともに膜厚１１０．７ｎｍ（光学膜厚１８０．６ｎｍ）のＡｌ2 Ｏ3 膜を形成する。つぎに、第８層膜２ｈ上に、第９層膜２ｉとして屈折率１．４６であるとともに膜厚１２３．７ｎｍ（光学膜厚１８０．６ｎｍ）のＳｉＯ2 膜を形成する。
つぎに、第９層膜２ｉ上に、第１０層膜２ｊとして屈折率１．６３であるとともに膜厚１２８．５ｎｍ（光学膜厚２０９．５ｎｍ）のＡｌ2 Ｏ3 膜を形成する。
つぎに、第１０層膜２ｊ上に、第１１層膜２ｋとして屈折率２．３２であるとともに膜厚７８．０ｎｍ（光学膜厚１８１．０ｎｍ）のＴｉＯ2 膜を形成する。つぎに、第１１層膜２ｋ上に、第１２層膜２ｌとして屈折率１．６３であるとともに膜厚１１１．１ｎｍ（光学膜厚１８１．１ｎｍ）のＡｌ2 Ｏ3 膜を形成する。
つぎに、第１２層膜２ｌ上に、第１３層膜２ｍとして屈折率１．４６であるとともに膜厚１１９．４ｎｍ（光学膜厚１７４．３ｎｍ）のＳｉＯ2 膜を形成する。
つぎに、第１３層膜２ｍ上に、第１４層膜２ｎとして屈折率１．６３であるとともに膜厚１１３．８ｎｍ（光学膜厚１８５．５ｎｍ）のＡｌ2 Ｏ3 膜を形成する。
つぎに、第１４層膜２ｎ上に、第１５層膜２ｏとして屈折率２．３２であるとともに膜厚７９．３ｎｍ（光学膜厚１８４．０ｎｍ）のＴｉＯ2 膜を形成する。つぎに、第１５層膜２ｏ上に、第１６層膜２ｐとして屈折率１．６３であるとともに膜厚１０６．０ｎｍ（光学膜厚１７２．８ｎｍ）のＡｌ2 Ｏ3 膜を形成する。
つぎに、第１６層膜２ｐ上に、第１７層膜２ｑとして屈折率１．４６であるとともに膜厚１２１．４ｎｍ（光学膜厚１７７．２ｎｍ）のＳｉＯ2 膜を形成する。
つぎに、第１７層膜２ｑ上に、第１８層膜２ｒとして屈折率１．６３であるとともに膜厚９５．２ｎｍ（光学膜厚１５５．２ｎｍ）のＡｌ2 Ｏ3 膜を形成する。
つぎに、第１８層膜２ｒ上に、第１９層膜２ｓとして屈折率２．３２であるとともに膜厚１０１．８ｎｍ（光学膜厚２３６．２ｎｍ）のＴｉＯ2 膜を形成する。
つぎに、第１９層膜２ｓ上に、第２０層膜２ｔとして屈折率１．６３であるとともに膜厚９６．４ｎｍ（光学膜厚１５７．１ｎｍ）のＡｌ2 Ｏ3 膜を形成する。以上により、ビームスプリッタ膜形成面３ａに膜厚２１０５ｎｍのハーフミラー膜２を形成したビームスプリッタ３の作製を終えた。
【００２５】
そして、作製したビームスプリッタ３のハーフミラー膜２が形成されたビームスプリッタ膜形成面３ａに、波長４５０ｎｍ〜８５０ｎｍのレーザ光を入射角度４５度で入射し、ハーフミラー膜２の偏光分離差を測定した。この結果のグラフを図２に示す。
図２から明らかなように、特にレーザ光の波長６５５ｎｍのところでみればＲｐ＝５０．５％、Ｒｓ＝５０．１％であり、偏光分離差Ｒｐ−Ｒｓ＝０．４％と１％以下であった。また、レーザ波長は製造ばらつきや使用環境温度変化により±１５ｎｍ程度変動するが、たとえば６５５ｎｍ−１５ｎｍの６４０ｎｍで偏光分離差をみれば３．２％であり、６５５ｎｍ＋１５ｎｍの６７０ｎｍで偏光分離差をみれば３．４％と非常に波長依存性が小であることがわかる。
【００２６】
また、作製したビームスプリッタ３のハーフミラー膜２が形成されたビームスプリッタ膜形成面３ａに、波長６５５ｎｍのレーザ光を入射角度３５度〜５５度変化させて入射し、ハーフミラー膜２の入射角度依存性を測定した。この結果のグラフを図３に示す。
図３から明らかなように、Ｒｓは入射角度４５度±５度の範囲で５０±１．１％以内であるとともに、Ｒｐは入射角度４５度±５度の範囲で５０±３．４％以内であった。
【００２７】
【発明の効果】
本発明のビームスプリッタによれば、光吸収ロス、入射角度依存性および偏光分離差が何れも小であり且つ高反射率なビームスプリッタ膜形成面を有するビームスプリッタの提供が可能となる。このビームスプリッタを具備した複合光学素子は、光記録媒体の高密度大容量に対応する短波長半導体レーザの小電力化とともに長寿命化が可能となり、結果的に複合光学素子自体の長寿命化を図ることができる。また、この複合光学素子を具備した光学ピックアップ装置およびこの光学ピックアップ装置を具備した光記録再生装置は、さらなる光記録媒体の高密度大容量化に対応することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のビームスプリッタの概略断面図である。
【図２】 本発明に係るハーフミラー膜の反射率特性のグラフである。
【図３】 本発明に係るハーフミラー膜の入射角度依存性のグラフである。
【図４】 従来の光学ピックアップ装置の概略構成図である。
【図５】 従来の光記録再生装置の概略構成図である。
【図６】 図４のＡ方向からみた概略Ａ矢視図である。
【符号の説明】
１…プリズム、２…ハーフミラー膜、２ａ…第１層膜、２ｂ…第２層膜、２ｃ…第３層膜、２ｄ…第４層膜、２ｅ…第５層膜、２ｆ…第６層膜、２ｇ…第７層膜、２ｈ…第８層膜、２ｉ…第９層膜、２ｊ…第１０層膜、２ｋ…第１１層膜、２ｌ…第１２層膜、２ｍ…第１３層膜、２ｎ…第１４層膜、２ｏ…第１５層膜、２ｐ…第１６層膜、２ｑ…第１７層膜、２ｒ…第１８層膜、２ｓ…第１９層膜、２ｔ…第２０層膜、３…ビームスプリッタ、３ａ…ビームスプリッタ膜形成面、３ｂ…高反射面、４…半導体基板、５…スペーサ、６…半導体レーザ、７ａ…第１の受光素子、７ｂ…第２の受光素子、８…複合光学素子、９…サーボアクチュエータ、９ａ…対物レンズ、９ｂ…可動部、９ｃ…平行バネ、９ｄ…固定部、１０…光記録媒体、１１…光学ブロック、１２ａ…メインガイド軸、１２ｂ…サブガイド軸、１３…マグネット、１４…外ヨーク、１５…内ヨーク、１６…コイル[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a beam splitter, a composite optical element including the beam splitter, an optical pickup device, and an optical recording / reproducing device. More specifically, the present invention reflects a forward light beam emitted from a semiconductor laser and returns after being reflected by an optical recording medium. The present invention relates to a beam splitter in which a beam splitter film that transmits a light beam is formed, a composite optical element including the beam splitter, an optical pickup device, and an optical recording / reproducing device.
[0002]
[Prior art]
An optical recording / reproducing apparatus for reproducing information recorded on an optical recording medium such as a ROM (Read Only Memory) disk or a RAM (Random Access Memory) disk or recording information on an optical recording medium uses a semiconductor laser as a light source. An optical pickup device is used. In recent years, along with the demand for miniaturization and thinning of the optical recording / reproducing apparatus, there has been a demand for miniaturization and thinning of the optical pickup apparatus. An optical pickup apparatus and an optical recording / reproducing apparatus using a composite optical element in which a light receiving element that performs photoelectric conversion is integrally formed on the same semiconductor substrate have attracted attention. Referring to FIG. 4 which is a schematic configuration diagram of an optical pickup device and FIG. 5 which is a schematic configuration diagram of an optical recording / reproducing device, an example of an optical pickup device and an optical recording / reproducing device using this composite optical element will be described. Will be described.
[0003]
As shown in FIG. 4, the composite optical element 8 includes a pair of first light receiving element 7a and second light receiving element 7b formed on the semiconductor substrate 4, and the first light receiving element 7a and second light receiving element. It is fixed on the element 7b with an adhesive or the like, and is substantially parallel to the beam splitter film forming surface 3a inclined approximately 45 degrees with the surface on which the first light receiving element 7a and the second light receiving element 7b of the semiconductor substrate 4 are formed. A beam splitter 3 having a reflecting surface 3b and a semiconductor laser 6 fixed to the upper surface of a spacer 5 on a semiconductor substrate 4 on the side facing the beam splitter film forming surface 3a are schematically configured.
[0004]
A servo actuator 9 such as a biaxial actuator is disposed on the composite optical element 8. For example, when the servo actuator 9 is a biaxial actuator, for example, as shown in FIG. 5, the movable portion 9b holding the objective lens 9a is supported by a pair of parallel springs 9c extending from the fixed portion 9d. A focusing coil and a tracking coil (not shown) are fixed to the movable portion 9b. The focusing coil and the tracking coil are fixed to the fixed portion 9d and are made of a magnetic material such as iron, and both are arranged in a gap portion of a magnetic circuit including a yoke (not shown) and a magnet fixed to the yoke. The A control signal based on a focusing error signal and a tracking error signal, which will be described later, is supplied to the focusing coil and the tracking coil, and the movable portion 9b holding the objective lens 9a is controlled and driven in the focusing direction and the tracking direction. The optical pickup device is generally configured with the above-described composite optical element 8, servo actuator 9, and the like fixed to the optical block 11 with an adhesive, screws, or the like.
[0005]
For example, as shown in FIG. 5, the optical recording / reproducing apparatus guides the optical block 11 in which the optical pickup device is configured in the tracking direction, and regulates both the focusing direction and the tracking direction. The sub guide shaft 12b that is substantially parallel to the main guide shaft 12a and restricts only the focusing direction, the optical block 11 is driven in the tracking direction, and the moving means constituted by a linear motor or the like are not shown. A spindle motor for rotating the optical recording medium 10, a circuit such as a signal processor and a system controller, and the like are roughly configured. FIG. 5 shows an example in which the moving means is constituted by a pair of linear motors. The
[0006]
Hereinafter, the optical system will be described with reference to FIG. 4 again.
The forward light beam (one-dot chain line in the figure) emitted from the light emitting surface 6a of the semiconductor laser 6 is reflected by the beam splitter film forming surface 3a of the beam splitter 3, and is provided in a servo actuator 9 such as a biaxial actuator. The light is condensed on the signal recording surface of the optical recording medium 10 through the objective lens 9a. Then, the return light beam reflected by the signal recording surface is transmitted again through the objective lens 9a, is guided into the beam splitter 3 from the beam splitter film forming surface 3a, and is irradiated to the first light receiving element 7a (in the drawing). Two-dot chain line). Further, the return light beam reflected by the surface of the beam splitter 3 facing the first light receiving element 7a is reflected by the high reflecting surface 3b and irradiated on the second light receiving element 7b. A focusing error signal, a tracking error signal, an RF signal, and the like are detected from the signals photoelectrically converted by the first light receiving element 7a and the second light receiving element 7b. Refer to FIG. 6, which is a schematic view of the first light receiving element 7a and the second light receiving element 7b as viewed from the direction A in FIG. 4, for an example of a method for detecting the focusing error signal, the tracking error signal, and the RF signal. To explain.
[0007]
Each of the first light receiving element 7a and the second light receiving element 7b has a light receiving portion divided into four. If the light receiving portions of the first light receiving element 7a are a, b, c, d and the light receiving portions of the second light receiving element 7b are e, f, g, h, the focusing error signal is (( ad-bc)-(eh-fg)), and the tracking error signal is referred to as, for example, the TPP method (Top-hold and Push-Pull) (cdgh-abef) -Kt ((cdgh mirror level)) -(Abef mirror level)) (where Kt is a coefficient for adjusting the offset amount of the tracking error signal), and the RF signal is detected by abcdefgh.
[0008]
The beam splitter film formed on the beam splitter film forming surface 3a is a film that reflects, for example, 20% of the forward light beam and guides it to the optical recording medium 10 through the objective lens 9a, and transmits 80%. Is formed. Further, such a beam splitter film is also formed on the surface of the beam splitter 3 facing the first light receiving element 7a. For example, 42% of the returning light beam is reflected through the highly reflective surface 3b. Thus, a film is formed that leads to the second light receiving element 7b and transmits 58% of the light to the first light receiving element 7a. These beam splitter films are required to have a small light absorption loss, and the characteristics of the beam splitter films formed at two locations of the beam splitter 3 are the optical characteristics of the composite optical element 8, and thus the optical pickup device. In addition, the recording / reproducing characteristics of the optical recording / reproducing apparatus greatly influence. In particular, the beam splitter film formed on the beam splitter film forming surface 3a that reflects the forward light beam and transmits the return light beam is required to have high-performance optical characteristics.
[0009]
The optical pickup device using the composite optical element 8 is generally configured by a finite optical system that does not use a collimator lens. However, an optical pickup device that is configured by a finite optical system that does not use a collimator lens and that uses the composite optical element 8 has the following problems.
The first problem is that the reflectance and transmittance of the beam splitter film have a great dependence on the incident angle of incident light.
The incident light to the beam splitter film formed on the beam splitter film forming surface 3a of the beam splitter 3 and the surface facing the first light receiving element 7a is divergent light and / or convergent light, and is incident on these beam splitter films. Incident angles vary. In particular, the beam splitter film formed on the beam splitter film forming surface 3a is directly incident with a return light beam that is incident from an air medium and is convergent light determined from NA (Numerical Aperture) of the objective lens 9a. Therefore, for example, the reflectance is required to be approximately constant 20% within an angle range of 45 ° ± 8 ° between the vertical axis of the beam splitter film forming surface 3a and the optical axis center of the return light beam. The second problem is that if the incident angle formed between the vertical axis of the beam splitter film forming surface 3a and the optical axis center of the forward light beam and the backward light beam is in a range of 45 ° ± 8 °, for example, P The difference is that the optical characteristics of the polarization component and the S polarization component become large. In other words, an optical pickup device configured with a finite optical system is required to have no polarization separation difference, which is a characteristic difference between the P-polarized component and the S-polarized component. If there is no polarization separation difference, there is no possibility of deteriorating the recording / reproducing characteristics with respect to the polarization variation due to the polarization ratio of the laser light or the birefringence of the optical recording medium 10. Therefore, for example, the beam splitter film formed on the beam splitter film forming surface 3a has an incident angle of 45 degrees ± 8 between the vertical axis of the beam splitter film forming surface 3a and the optical axis centers of the forward and backward light beams. When it is within the range, the polarization separation difference does not occur when Rs = Rp = 20%, or it is required that the difference is extremely small.
[0010]
Hereinafter, the beam splitter film formed on the beam splitter film forming surface 3a of the beam splitter 3 will be described.
In general, an optical functional film such as a beam splitter film utilizes light interference generated by making the film thickness substantially equal to the wavelength of light used for recording and reproduction. For example, the condition causing interference to light perpendicularly incident on a single-layer beam splitter film is n × d = m × 4 / λ (where n is the refractive index of the single-layer beam splitter film, and d is the single-layer beam) The film thickness of the splitter film, m, can be determined by the interference order (also referred to as phase film thickness or Quarter Wave Optical Thickness, hereinafter referred to as phase film thickness m), and λ is the wavelength of light). The single-layer beam splitter film has two different refractive indexes, ie, the first boundary surface between air and the single-layer beam splitter film and the second boundary surface between the single-layer beam splitter film and the optical element. There is a boundary surface. When the phase film thickness m is an odd number, the reflected wave from the first boundary surface and the reflected wave from the second boundary surface are shifted in phase by π, so that the effect of weakening the reflected light by the interference action is maximized. On the contrary, when the phase film thickness m is an even number, the phases are aligned, and the effect of enhancing the reflected light is maximized.
[0011]
As is apparent from the above-mentioned condition for causing interference, n × d = m × 4 / λ, the effect of the interference condition can be controlled by the refractive index n of the optical functional film and the film thickness d of the optical functional film. Any optical function can be obtained. However, optical materials that can obtain an arbitrary optical functional film are limited, and in practice, an optical material capable of forming a stable optical functional film is used to alternately form a high refractive index thin film and a low refractive index thin film. In general, an optical functional film having a laminated thin film structure is formed. Therefore, the optical characteristics due to interference can be calculated by a matrix method using optical impedance. Here, when the refractive index of the single-layer beam splitter film is n, the film thickness of the single-layer beam splitter film is d, and the incident angle to the single-layer beam splitter film is θ, the single-layer beam splitter film The characteristic matrix M is represented by 2 rows and 2 columns of the following Equation 1.
[0012]
[Expression 1]
The characteristic matrix M of the multilayer beam splitter film is the product of the matrix of each layer, and is expressed by M = (M1) (M2)... (Mi). At this time, the reflectance R of the multi-layer beam splitter film is determined by the matrix product element and the refractive index n of the incident medium. 0 , Refractive index n of the optical element s Can be calculated by the following
[0014]
[Expression 2]
By the way, the characteristics of the beam splitter film formed on the beam splitter film forming surface 3a of the beam splitter 3 constituting the composite optical element 8 include:
1. Light absorption loss is small
2. Small incident angle dependency
3. Small polarization separation difference
As mentioned earlier, these three points are required.
In recent years, the optical recording medium 10 has been further increased in density and capacity, and in the optical pickup device corresponding thereto, the wavelength of the semiconductor laser 6 as a light source is shortened and the objective lens 9a is increased in NA. The diameter of the condensed spot condensed through the lens 9a is reduced. However, the semiconductor laser 6 tends to have a shorter life as the output power is increased. In particular, this tendency becomes conspicuous as the wavelength of the semiconductor laser 6 becomes shorter. For this reason, a beam splitter 3 having a beam splitter film forming surface 3a having a small optical absorption loss, incidence angle dependency, polarization separation difference and high reflectivity performance is required for a short wavelength semiconductor laser 6, and this is used. Therefore, there is a need for a composite optical element 8, an optical pickup device, and an optical recording / reproducing device that can cope with an increase in capacity and capacity of the optical recording medium 10.
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
An object of the present invention is to provide a beam splitter having a beam splitter film-forming surface on which a beam splitter film having a small light absorption loss, incident angle dependency, and polarization separation difference is small and having a high reflectivity. And a composite optical element, an optical pickup apparatus, and an optical recording / reproducing apparatus that can cope with high density and large capacity of an optical recording medium.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, in the beam splitter of the present invention, at least an inclined surface of approximately 45 degrees with respect to the optical axis of the incident light, that is, the beam splitter film formed on the beam splitter film forming surface,
For example, a beam splitter film for a light wavelength of 655 nm is
A first layer film having a refractive index of approximately 2.30, for example, TiO having a refractive index of 2.32. 2 A membrane,
A second layer film formed on the first layer film and having a refractive index of approximately 1.63, for example, Al having a refractive index of 1.63 2 O Three A membrane,
A third layer film formed on the second layer film and having a refractive index of approximately 1.46, for example, SiO having a refractive index of 1.46. 2 A membrane,
A fourth layer film formed on the third layer film and having a refractive index of approximately 1.63, for example, Al having a refractive index of 1.63 2 O Three A membrane,
A fifth layer film formed on the fourth layer film and having a refractive index of approximately 2.30, for example, TiO having a refractive index of 2.32 2 A membrane,
A sixth layer film formed on the fifth layer film and having a refractive index of approximately 1.63, for example, Al having a refractive index of 1.63 2 O Three A membrane,
A seventh layer film formed on the sixth layer film and having a refractive index of approximately 1.46, for example, SiO.sub.4 having a refractive index of 1.46. 2 A membrane,
An eighth layer film formed on the seventh layer film and having a refractive index of approximately 1.63, for example, Al having a refractive index of 1.63 2 O Three A membrane,
A ninth layer film formed on the eighth layer film and having a refractive index of approximately 1.46, for example, SiO having a refractive index of 1.46. 2 A membrane,
A tenth layer film formed on the ninth layer film and having a refractive index of approximately 1.63, for example, Al having a refractive index of 1.63 2 O Three A membrane,
An eleventh layer film formed on the tenth layer film and having a refractive index of approximately 2.30, for example, TiO having a refractive index of 2.32 2 A membrane,
A twelfth layer film formed on the eleventh layer film and having a refractive index of approximately 1.63, for example, Al having a refractive index of 1.63 2 O Three A membrane,
A thirteenth layer film formed on the twelfth layer film and having a refractive index of approximately 1.46, for example, SiO having a refractive index of 1.46. 2 A membrane,
A fourteenth layer film formed on the thirteenth layer film and having a refractive index of approximately 1.63, for example, Al having a refractive index of 1.63 2 O Three A membrane,
A fifteenth layer film formed on the fourteenth layer film and having a refractive index of approximately 2.30, for example, TiO having a refractive index of 2.32. 2 A membrane,
A sixteenth layer film formed on the fifteenth layer film and having a refractive index of approximately 1.63, for example, Al having a refractive index of 1.63 2 O Three A membrane,
A seventeenth layer film formed on the sixteenth layer film and having a refractive index of approximately 1.46, such as SiO.sub.4 having a refractive index of 1.46. 2 A membrane,
An eighteenth layer film formed on the seventeenth layer film and having a refractive index of approximately 1.63, for example, Al having a refractive index of 1.63 2 O Three A membrane,
A nineteenth layer film formed on the eighteenth layer film and having a refractive index of approximately 2.30, for example, TiO having a refractive index of 2.32. 2 A membrane,
A twentieth layer film formed on the nineteenth layer film and having a refractive index of approximately 1.63, for example, Al having a refractive index of 1.63 2 O Three And a film.
[0018]
In the composite optical element of the present invention, at least a first light receiving element and a second light receiving element formed on a semiconductor substrate, a semiconductor laser formed on the semiconductor substrate and having a light emitting surface substantially perpendicular to the semiconductor substrate, In addition to being fixed on the first light receiving element and the second light receiving element, the forward light beam emitted from the light emitting surface of the semiconductor laser is reflected, and the returning light beam that is reflected is guided to the first light receiving element. A beam splitter formed with a beam splitter film forming surface on which the beam splitter film is formed and a high reflection surface that reflects the return light beam reflected by the upper surface of the first light receiving element and guides it to the second light receiving element. In a composite optical element having
For example, a beam splitter film for a light wavelength of 655 nm is
A first layer film having a refractive index of approximately 2.30, for example, TiO having a refractive index of 2.32. 2 A membrane,
A second layer film formed on the first layer film and having a refractive index of approximately 1.63, for example, Al having a refractive index of 1.63 2 O Three A membrane,
A third layer film formed on the second layer film and having a refractive index of approximately 1.46, for example, SiO having a refractive index of 1.46. 2 A membrane,
A fourth layer film formed on the third layer film and having a refractive index of approximately 1.63, for example, Al having a refractive index of 1.63 2 O Three A membrane,
A fifth layer film formed on the fourth layer film and having a refractive index of approximately 2.30, for example, TiO having a refractive index of 2.32 2 A membrane,
A sixth layer film formed on the fifth layer film and having a refractive index of approximately 1.63, for example, Al having a refractive index of 1.63 2 O Three A membrane,
A seventh layer film formed on the sixth layer film and having a refractive index of approximately 1.46, for example, SiO.sub.4 having a refractive index of 1.46. 2 A membrane,
An eighth layer film formed on the seventh layer film and having a refractive index of approximately 1.63, for example, Al having a refractive index of 1.63 2 O Three A membrane,
A ninth layer film formed on the eighth layer film and having a refractive index of approximately 1.46, for example, SiO having a refractive index of 1.46. 2 A membrane,
A tenth layer film formed on the ninth layer film and having a refractive index of approximately 1.63, for example, Al having a refractive index of 1.63 2 O Three A membrane,
An eleventh layer film formed on the tenth layer film and having a refractive index of approximately 2.30, for example, TiO having a refractive index of 2.32 2 A membrane,
A twelfth layer film formed on the eleventh layer film and having a refractive index of approximately 1.63, for example, Al having a refractive index of 1.63 2 O Three A membrane,
A thirteenth layer film formed on the twelfth layer film and having a refractive index of approximately 1.46, for example, SiO having a refractive index of 1.46. 2 A membrane,
A fourteenth layer film formed on the thirteenth layer film and having a refractive index of approximately 1.63, for example, Al having a refractive index of 1.63 2 O Three A membrane,
A fifteenth layer film formed on the fourteenth layer film and having a refractive index of approximately 2.30, for example, TiO having a refractive index of 2.32. 2 A membrane,
A sixteenth layer film formed on the fifteenth layer film and having a refractive index of approximately 1.63, for example, Al having a refractive index of 1.63 2 O Three A membrane,
A seventeenth layer film formed on the sixteenth layer film and having a refractive index of approximately 1.46, such as SiO.sub.4 having a refractive index of 1.46. 2 A membrane,
An eighteenth layer film formed on the seventeenth layer film and having a refractive index of approximately 1.63, for example, Al having a refractive index of 1.63 2 O Three A membrane,
A nineteenth layer film formed on the eighteenth layer film and having a refractive index of approximately 2.30, for example, TiO having a refractive index of 2.32. 2 A membrane,
A twentieth layer film formed on the nineteenth layer film and having a refractive index of approximately 1.63, for example, Al having a refractive index of 1.63 2 O Three And a film.
[0019]
In the optical pickup device of the present invention, at least a first light receiving element and a second light receiving element formed on a semiconductor substrate, and a semiconductor laser formed on the semiconductor substrate and having a light emitting surface substantially perpendicular to the semiconductor substrate, In addition to being fixed on the first light receiving element and the second light receiving element, the forward light beam emitted from the light emitting surface of the semiconductor laser is reflected, and the returning light beam that is reflected is guided to the first light receiving element. A beam splitter formed with a beam splitter film forming surface on which the beam splitter film is formed and a high reflection surface that reflects the return light beam reflected by the upper surface of the first light receiving element and guides it to the second light receiving element. In an optical pickup device having a composite optical element having, and an objective lens for condensing an outward light beam on an optical recording medium,
For example, a beam splitter film for a light wavelength of 655 nm is
A first layer film having a refractive index of approximately 2.30, for example, TiO having a refractive index of 2.32. 2 A membrane,
A second layer film formed on the first layer film and having a refractive index of approximately 1.63, for example, Al having a refractive index of 1.63 2 O Three A membrane,
A third layer film formed on the second layer film and having a refractive index of approximately 1.46, for example, SiO having a refractive index of 1.46. 2 A membrane,
A fourth layer film formed on the third layer film and having a refractive index of approximately 1.63, for example, Al having a refractive index of 1.63 2 O Three A membrane,
A fifth layer film formed on the fourth layer film and having a refractive index of approximately 2.30, for example, TiO having a refractive index of 2.32 2 A membrane,
A sixth layer film formed on the fifth layer film and having a refractive index of approximately 1.63, for example, Al having a refractive index of 1.63 2 O Three A membrane,
A seventh layer film formed on the sixth layer film and having a refractive index of approximately 1.46, for example, SiO.sub.4 having a refractive index of 1.46. 2 A membrane,
An eighth layer film formed on the seventh layer film and having a refractive index of approximately 1.63, for example, Al having a refractive index of 1.63 2 O Three A membrane,
A ninth layer film formed on the eighth layer film and having a refractive index of approximately 1.46, for example, SiO having a refractive index of 1.46. 2 A membrane,
A tenth layer film formed on the ninth layer film and having a refractive index of approximately 1.63, for example, Al having a refractive index of 1.63 2 O Three A membrane,
An eleventh layer film formed on the tenth layer film and having a refractive index of approximately 2.30, for example, TiO having a refractive index of 2.32 2 A membrane,
A twelfth layer film formed on the eleventh layer film and having a refractive index of approximately 1.63, for example, Al having a refractive index of 1.63 2 O Three A membrane,
A thirteenth layer film formed on the twelfth layer film and having a refractive index of approximately 1.46, for example, SiO having a refractive index of 1.46. 2 A membrane,
A fourteenth layer film formed on the thirteenth layer film and having a refractive index of approximately 1.63, for example, Al having a refractive index of 1.63 2 O Three A membrane,
A fifteenth layer film formed on the fourteenth layer film and having a refractive index of approximately 2.30, for example, TiO having a refractive index of 2.32. 2 A membrane,
A sixteenth layer film formed on the fifteenth layer film and having a refractive index of approximately 1.63, for example, Al having a refractive index of 1.63 2 O Three A membrane,
A seventeenth layer film formed on the sixteenth layer film and having a refractive index of approximately 1.46, such as SiO.sub.4 having a refractive index of 1.46. 2 A membrane,
An eighteenth layer film formed on the seventeenth layer film and having a refractive index of approximately 1.63, for example, Al having a refractive index of 1.63 2 O Three A membrane,
A nineteenth layer film formed on the eighteenth layer film and having a refractive index of approximately 2.30, for example, TiO having a refractive index of 2.32. 2 A membrane,
A twentieth layer film formed on the nineteenth layer film and having a refractive index of approximately 1.63, for example, Al having a refractive index of 1.63 2 O Three And a film.
[0020]
In the optical recording / reproducing apparatus of the present invention, a semiconductor laser having at least a first light receiving element and a second light receiving element formed on a semiconductor substrate, and a light emitting surface formed on the semiconductor substrate and substantially perpendicular to the semiconductor substrate. And the return light beam that is fixed on the first light receiving element and the second light receiving element, reflects the forward light beam emitted from the light emitting surface of the semiconductor laser, and returns to the first light receiving element. A beam splitter formed with a beam splitter film forming surface on which a guiding beam splitter film is formed, and a high reflecting surface that reflects the return light beam reflected on the upper surface of the first light receiving element and guides it to the second light receiving element; An optical pickup apparatus having a composite optical element having an optical path, an objective lens for condensing an outward light beam on an optical recording medium, and controlling and driving the optical pickup apparatus in the tracking direction In the optical recording and reproducing apparatus having a motion means,
For example, a beam splitter film for a light wavelength of 655 nm is
A first layer film having a refractive index of approximately 2.30, for example, TiO having a refractive index of 2.32. 2 A membrane,
A second layer film formed on the first layer film and having a refractive index of approximately 1.63, for example, Al having a refractive index of 1.63 2 O Three A membrane,
A third layer film formed on the second layer film and having a refractive index of approximately 1.46, for example, SiO having a refractive index of 1.46. 2 A membrane,
A fourth layer film formed on the third layer film and having a refractive index of approximately 1.63, for example, Al having a refractive index of 1.63 2 O Three A membrane,
A fifth layer film formed on the fourth layer film and having a refractive index of approximately 2.30, for example, TiO having a refractive index of 2.32 2 A membrane,
A sixth layer film formed on the fifth layer film and having a refractive index of approximately 1.63, for example, Al having a refractive index of 1.63 2 O Three A membrane,
A seventh layer film formed on the sixth layer film and having a refractive index of approximately 1.46, for example, SiO.sub.4 having a refractive index of 1.46. 2 A membrane,
An eighth layer film formed on the seventh layer film and having a refractive index of approximately 1.63, for example, Al having a refractive index of 1.63 2 O Three A membrane,
A ninth layer film formed on the eighth layer film and having a refractive index of approximately 1.46, for example, SiO having a refractive index of 1.46. 2 A membrane,
A tenth layer film formed on the ninth layer film and having a refractive index of approximately 1.63, for example, Al having a refractive index of 1.63 2 O Three A membrane,
An eleventh layer film formed on the tenth layer film and having a refractive index of approximately 2.30, for example, TiO having a refractive index of 2.32 2 A membrane,
A twelfth layer film formed on the eleventh layer film and having a refractive index of approximately 1.63, for example, Al having a refractive index of 1.63 2 O Three A membrane,
A thirteenth layer film formed on the twelfth layer film and having a refractive index of approximately 1.46, for example, SiO having a refractive index of 1.46. 2 A membrane,
A fourteenth layer film formed on the thirteenth layer film and having a refractive index of approximately 1.63, for example, Al having a refractive index of 1.63 2 O Three A membrane,
A fifteenth layer film formed on the fourteenth layer film and having a refractive index of approximately 2.30, for example, TiO having a refractive index of 2.32. 2 A membrane,
A sixteenth layer film formed on the fifteenth layer film and having a refractive index of approximately 1.63, for example, Al having a refractive index of 1.63 2 O Three A membrane,
A seventeenth layer film formed on the sixteenth layer film and having a refractive index of approximately 1.46, such as SiO.sub.4 having a refractive index of 1.46. 2 A membrane,
An eighteenth layer film formed on the seventeenth layer film and having a refractive index of approximately 1.63, for example, Al having a refractive index of 1.63 2 O Three A membrane,
A nineteenth layer film formed on the eighteenth layer film and having a refractive index of approximately 2.30, for example, TiO having a refractive index of 2.32. 2 A membrane,
A twentieth layer film formed on the nineteenth layer film and having a refractive index of approximately 1.63, for example, Al having a refractive index of 1.63 2 O Three And a film.
The optical recording / reproducing apparatus mentioned here includes a reproduction-only apparatus that performs only reproduction, a recording-only apparatus that performs only recording, and an apparatus that can perform both recording and reproduction.
[0021]
According to the above-described means, it is possible to provide a beam splitter having a beam splitter film forming surface on which a light splitter loss film, an incident angle dependency, and a polarization separation difference are all small and a highly reflective beam splitter film is formed. It becomes. In addition, the composite optical element equipped with this beam splitter can reduce the power consumption of the short-wavelength semiconductor laser corresponding to the high density and large capacity of the optical recording medium, thereby extending the life. As a result, the composite optical element itself has a long life. Can be achieved. Therefore, the optical pickup apparatus including the composite optical element and the optical recording / reproducing apparatus including the optical pickup apparatus can cope with further increase in the density and capacity of the optical recording medium.
[0022]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The present invention relates to a beam splitter in which a beam splitter film is formed on a beam splitter film forming surface that is at least approximately 45 degrees with respect to the optical axis of incident light, a beam splitter, a light receiving element, a semiconductor laser, etc. Applied to a composite optical element formed on a substrate, an optical pickup apparatus having at least the composite optical element and an objective lens, and an optical recording / reproducing apparatus having a movement means for controlling and driving the optical pickup apparatus and the optical pickup apparatus in a tracking direction. can do.
[0023]
【Example】
Hereinafter, the present invention is applied, a trapezoidal prism is manufactured using the optical glass SF11 having a light wavelength of 655 nm and a refractive index of 1.76, and the beam splitter film is formed on the slope of the prism, that is, the beam splitter film forming surface. An example of forming a beam splitter by forming a half mirror film as an example will be described with reference to FIGS. It should be noted that constituent elements in the figure having the same structure as that of the prior art are given the same reference numerals. Further, the schematic configuration of the beam splitter 3, the composite optical element, the optical pickup device, and the optical recording / reproducing device to which the present invention is applied is the same as the example described with reference to FIGS. Since there is, the overlapping description is omitted.
[0024]
First, as shown in FIG. 1 which is a schematic cross-sectional view of the beam splitter 3, a film having a refractive index of 2.32 as a first layer film 2a is formed on the surface to be the beam splitter film forming surface 3a after the prism 1. TiO with a thickness of 78.6 nm (optical film thickness 182.4 nm) 2 A film is formed.
Next, an Al film having a refractive index of 1.63 and a film thickness of 115.9 nm (optical film thickness 188.9 nm) is formed on the first layer film 2a as the second layer film 2b. 2 O Three A film is formed. Next, a
Next, an Al film having a refractive index of 1.63 and a film thickness of 106.2 nm (optical film thickness 173.1 nm) is formed on the third layer film 2c as the fourth layer film 2d. 2 O Three A film is formed. Next, a TiO film having a refractive index of 2.32 and a film thickness of 77.2 nm (optical film thickness: 179.1 nm) is formed on the fourth layer film 2d as the fifth layer film 2e. 2 A film is formed.
Next, an Al film having a refractive index of 1.63 and a film thickness of 113.1 nm (optical film thickness of 184.4 nm) is formed on the fifth layer film 2e as the sixth layer film 2f. 2 O Three A film is formed. Next, SiO having a refractive index of 1.46 and a film thickness of 109.7 nm (optical film thickness 180.4 nm) is formed on the sixth layer film 2f as the seventh layer film 2g. 2 A film is formed.
Next, on the seventh layer film 2g, an Al film having a refractive index of 1.63 and a film thickness of 110.7 nm (optical film thickness 180.6 nm) is formed as the eighth layer film 2h. 2 O Three A film is formed. Next, on the eighth layer film 2h, as the ninth layer film 2i, SiO having a refractive index of 1.46 and a film thickness of 123.7 nm (optical film thickness 180.6 nm) is formed. 2 A film is formed.
Next, an Al film having a refractive index of 1.63 and a film thickness of 128.5 nm (optical film thickness 209.5 nm) is formed on the ninth layer film 2i as the tenth layer film 2j. 2 O Three A film is formed.
Next, a TiO film having a refractive index of 2.32 and a film thickness of 78.0 nm (optical film thickness 181.0 nm) is formed on the tenth layer film 2j as the eleventh layer film 2k. 2 A film is formed. Next, on the eleventh layer film 2k, an Al film having a refractive index of 1.63 and a film thickness of 111.1 nm (optical film thickness 181.1 nm) as the twelfth layer film 2l. 2 O Three A film is formed.
Next, on the twelfth layer film 21, as the thirteenth layer film 2m, SiO having a refractive index of 1.46 and a film thickness of 119.4 nm (optical film thickness 174.3 nm) is formed. 2 A film is formed.
Next, an Al film having a refractive index of 1.63 and a film thickness of 113.8 nm (optical film thickness of 185.5 nm) is formed on the 13th layer film 2m as the 14th layer film 2n. 2 O Three A film is formed.
Next, TiO with a refractive index of 2.32 and a film thickness of 79.3 nm (optical film thickness 184.0 nm) is formed on the fourteenth layer film 2n as the fifteenth layer film 2o. 2 A film is formed. Next, an Al film having a refractive index of 1.63 and a film thickness of 106.0 nm (optical film thickness 172.8 nm) is formed on the fifteenth layer film 2o as the sixteenth layer film 2p. 2 O Three A film is formed.
Next, on the sixteenth layer film 2p, as the seventeenth layer film 2q, SiO having a refractive index of 1.46 and a film thickness of 121.4 nm (optical film thickness 177.2 nm) is obtained. 2 A film is formed.
Next, an Al layer having a refractive index of 1.63 and a film thickness of 95.2 nm (optical film thickness 155.2 nm) is formed on the seventeenth layer film 2q as the eighteenth layer film 2r. 2 O Three A film is formed.
Next, a TiO film having a refractive index of 2.32 and a film thickness of 101.8 nm (optical film thickness of 236.2 nm) is formed on the eighteenth layer film 2r as the nineteenth layer film 2s. 2 A film is formed.
Next, an Al film having a refractive index of 1.63 and a film thickness of 96.4 nm (optical film thickness: 157.1 nm) is formed on the 19th layer film 2s as the 20th layer film 2t. 2 O Three A film is formed. Thus, the fabrication of the beam splitter 3 in which the
[0025]
Then, a laser beam having a wavelength of 450 nm to 850 nm is incident at an incident angle of 45 degrees on the beam splitter film forming surface 3a on which the
As is apparent from FIG. 2, Rp = 50.5% and Rs = 50.1% especially when the wavelength of the laser beam is 655 nm, and the polarization separation difference Rp−Rs = 0.4%, which is 1% or less. there were. The laser wavelength fluctuates by about ± 15 nm due to manufacturing variations and usage environment temperature changes. For example, if the polarization separation difference is seen at 640 nm of 655 nm-15 nm, it is 3.2%, and if the polarization separation difference is seen at 670 nm of 655 nm + 15 nm. It can be seen that the wavelength dependence is very small at 3.4%.
[0026]
In addition, a laser beam having a wavelength of 655 nm is incident on the beam splitter film forming surface 3a on which the
As is apparent from FIG. 3, Rs is within 50 ± 1.1% within an incident angle range of 45 ° ± 5 °, and Rp is within 50 ± 3.4% within an incident angle range of 45 ° ± 5 °. Met.
[0027]
【The invention's effect】
According to the beam splitter of the present invention, it is possible to provide a beam splitter having a beam splitter film forming surface with small optical absorption loss, incident angle dependency, and polarization separation difference, and high reflectivity. A composite optical element equipped with this beam splitter can have a long life as well as a reduction in power consumption of a short wavelength semiconductor laser corresponding to the high density and large capacity of an optical recording medium. As a result, the composite optical element itself can have a long life. Can be planned. Further, the optical pickup device provided with the composite optical element and the optical recording / reproducing device provided with the optical pickup device can cope with further increase in the density and capacity of the optical recording medium.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic sectional view of a beam splitter of the present invention.
FIG. 2 is a graph of reflectance characteristics of a half mirror film according to the present invention.
FIG. 3 is a graph of the incident angle dependence of a half mirror film according to the present invention.
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of a conventional optical pickup device.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a conventional optical recording / reproducing apparatus.
6 is a schematic view taken from the direction of arrow A in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Prism, 2 ... Half mirror film, 2a ... 1st layer film, 2b ... 2nd layer film, 2c ... 3rd layer film, 2d ... 4th layer film, 2e ... 5th layer film, 2f ... 6th layer Film, 2g ... seventh layer film, 2h ... eighth layer film, 2i ... ninth layer film, 2j ... tenth layer film, 2k ... eleventh layer film, 2l ... twelfth layer film, 2m ... thirteenth layer film 2n ... 14th layer film, 2o ... 15th layer film, 2p ... 16th layer film, 2q ... 17th layer film, 2r ... 18th layer film, 2s ... 19th layer film, 2t ... 20th layer film, DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 ... Beam splitter, 3a ... Beam splitter film | membrane formation surface, 3b ... High reflection surface, 4 ... Semiconductor substrate, 5 ... Spacer, 6 ... Semiconductor laser, 7a ... 1st light receiving element, 7b ... 2nd light receiving element, 8 DESCRIPTION OF SYMBOLS ... Composite optical element, 9 ... Servo actuator, 9a ... Objective lens, 9b ... Movable part, 9c ... Parallel spring, 9d ... Fixed part, 10 ... Optical recording medium, 11 Optical block, 12a ... main guide shaft, 12b ... sub guide shaft, 13 ... magnet, 14 ... outer yoke, 15 ... inner yoke, 16 ... coil
Claims (8)
前記ビームスプリッタ膜が、
屈折率がほぼ２．３０である第１層膜と、
前記第１層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第２層膜と、
前記第２層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．４６である第３層膜と、
前記第３層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第４層膜と、
前記第４層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ２．３０である第５層膜と、
前記第５層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第６層膜と、
前記第６層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．４６である第７層膜と、
前記第７層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第８層膜と、
前記第８層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．４６である第９層膜と、
前記第９層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第１０層膜と、
前記第１０層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ２．３０である第１１層膜と、
前記第１１層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第１２層膜と、
前記第１２層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．４６である第１３層膜と、
前記第１３層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第１４層膜と、
前記第１４層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ２．３０である第１５層膜と、
前記第１５層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第１６層膜と、
前記第１６層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．４６である第１７層膜と、
前記第１７層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第１８層膜と、
前記第１８層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ２．３０である第１９層膜と、
前記第１９層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第２０層膜とを有することを特徴とするビームスプリッタ。At least in a beam splitter in which a beam splitter film is formed on a slope of approximately 45 degrees with respect to the optical axis of incident light,
The beam splitter film is
A first layer film having a refractive index of approximately 2.30;
A second layer film formed on the first layer film and having a refractive index of approximately 1.63;
A third layer film formed on the second layer film and having a refractive index of approximately 1.46;
A fourth layer film formed on the third layer film and having a refractive index of approximately 1.63;
A fifth layer film formed on the fourth layer film and having a refractive index of approximately 2.30;
A sixth layer film formed on the fifth layer film and having a refractive index of approximately 1.63;
A seventh layer film formed on the sixth layer film and having a refractive index of approximately 1.46;
An eighth layer film formed on the seventh layer film and having a refractive index of approximately 1.63;
A ninth layer film formed on the eighth layer film and having a refractive index of approximately 1.46;
A tenth layer film formed on the ninth layer film and having a refractive index of approximately 1.63;
An eleventh layer film formed on the tenth layer film and having a refractive index of approximately 2.30;
A twelfth layer film formed on the eleventh layer film and having a refractive index of approximately 1.63;
A thirteenth layer film formed on the twelfth layer film and having a refractive index of approximately 1.46;
A fourteenth layer film formed on the thirteenth layer film and having a refractive index of approximately 1.63;
A fifteenth layer film formed on the fourteenth layer film and having a refractive index of approximately 2.30;
A sixteenth layer film formed on the fifteenth layer film and having a refractive index of approximately 1.63;
A seventeenth layer film formed on the sixteenth layer film and having a refractive index of approximately 1.46;
An eighteenth layer film formed on the seventeenth layer film and having a refractive index of approximately 1.63;
A nineteenth layer film formed on the eighteenth layer film and having a refractive index of approximately 2.30;
A beam splitter, comprising: a twentieth layer film formed on the nineteenth layer film and having a refractive index of approximately 1.63.
前記半導体基板上に形成され、前記半導体基板とほぼ垂直な発光面を有する半導体レーザと、
前記第１の受光素子および第２の受光素子上に固着されるとともに、前記発光面から出射された往路光ビームを反射し、反射されて戻る復路光ビームを前記第１の受光素子に導くビームスプリッタ膜が形成されたビームスプリッタ膜形成面と、
前記第１の受光素子上面で反射された前記復路光ビームを反射して前記第２の受光素子に導く高反射面とが形成されたビームスプリッタとを有する複合光学素子において、
前記ビームスプリッタ膜が、
屈折率がほぼ２．３０である第１層膜と、
前記第１層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第２層膜と、
前記第２層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．４６である第３層膜と、
前記第３層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第４層膜と、
前記第４層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ２．３０である第５層膜と、
前記第５層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第６層膜と、
前記第６層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．４６である第７層膜と、
前記第７層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第８層膜と、
前記第８層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．４６である第９層膜と、
前記第９層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第１０層膜と、
前記第１０層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ２．３０である第１１層膜と、
前記第１１層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第１２層膜と、
前記第１２層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．４６である第１３層膜と、
前記第１３層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第１４層膜と、
前記第１４層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ２．３０である第１５層膜と、
前記第１５層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第１６層膜と、
前記第１６層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．４６である第１７層膜と、
前記第１７層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第１８層膜と、
前記第１８層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ２．３０である第１９層膜と、
前記第１９層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第２０層膜とを有することを特徴とする複合光学素子。At least a first light receiving element and a second light receiving element formed on a semiconductor substrate;
A semiconductor laser formed on the semiconductor substrate and having a light emitting surface substantially perpendicular to the semiconductor substrate;
A beam that is fixed on the first light receiving element and the second light receiving element, reflects the forward light beam emitted from the light emitting surface, and guides the reflected light beam returning to the first light receiving element. A beam splitter film forming surface on which a splitter film is formed;
In a composite optical element having a beam splitter formed with a high reflection surface that reflects the return path light beam reflected by the upper surface of the first light receiving element and guides it to the second light receiving element,
The beam splitter film is
A first layer film having a refractive index of approximately 2.30;
A second layer film formed on the first layer film and having a refractive index of approximately 1.63;
A third layer film formed on the second layer film and having a refractive index of approximately 1.46;
A fourth layer film formed on the third layer film and having a refractive index of approximately 1.63;
A fifth layer film formed on the fourth layer film and having a refractive index of approximately 2.30;
A sixth layer film formed on the fifth layer film and having a refractive index of approximately 1.63;
A seventh layer film formed on the sixth layer film and having a refractive index of approximately 1.46;
An eighth layer film formed on the seventh layer film and having a refractive index of approximately 1.63;
A ninth layer film formed on the eighth layer film and having a refractive index of approximately 1.46;
A tenth layer film formed on the ninth layer film and having a refractive index of approximately 1.63;
An eleventh layer film formed on the tenth layer film and having a refractive index of approximately 2.30;
A twelfth layer film formed on the eleventh layer film and having a refractive index of approximately 1.63;
A thirteenth layer film formed on the twelfth layer film and having a refractive index of approximately 1.46;
A fourteenth layer film formed on the thirteenth layer film and having a refractive index of approximately 1.63;
A fifteenth layer film formed on the fourteenth layer film and having a refractive index of approximately 2.30;
A sixteenth layer film formed on the fifteenth layer film and having a refractive index of approximately 1.63;
A seventeenth layer film formed on the sixteenth layer film and having a refractive index of approximately 1.46;
An eighteenth layer film formed on the seventeenth layer film and having a refractive index of approximately 1.63;
A nineteenth layer film formed on the eighteenth layer film and having a refractive index of approximately 2.30;
And a twentieth layer film having a refractive index of approximately 1.63 and formed on the nineteenth layer film.
前記半導体基板上に形成され、前記半導体基板とほぼ垂直な発光面を有する半導体レーザと、
前記第１の受光素子および第２の受光素子上に固着されるとともに、前記発光面から出射された往路光ビームを反射し、反射されて戻る復路光ビームを前記第１の受光素子に導くビームスプリッタ膜が形成されたビームスプリッタ膜形成面と、
前記第１の受光素子上面で反射された前記復路光ビームを反射して前記第２の受光素子に導く高反射面とが形成されたビームスプリッタとを有する複合光学素子と、
前記往路光ビームを光記録媒体に集光する対物レンズとを有する光学ピックアップ装置において、
前記ビームスプリッタ膜が、
屈折率がほぼ２．３０である第１層膜と、
前記第１層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第２層膜と、
前記第２層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．４６である第３層膜と、
前記第３層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第４層膜と、
前記第４層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ２．３０である第５層膜と、
前記第５層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第６層膜と、
前記第６層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．４６である第７層膜と、
前記第７層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第８層膜と、
前記第８層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．４６である第９層膜と、
前記第９層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第１０層膜と、
前記第１０層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ２．３０である第１１層膜と、
前記第１１層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第１２層膜と、
前記第１２層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．４６である第１３層膜と、
前記第１３層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第１４層膜と、
前記第１４層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ２．３０である第１５層膜と、
前記第１５層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第１６層膜と、
前記第１６層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．４６である第１７層膜と、
前記第１７層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第１８層膜と、
前記第１８層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ２．３０である第１９層膜と、
前記第１９層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第２０層膜とを有することを特徴とする光学ピックアップ装置。At least a first light receiving element and a second light receiving element formed on a semiconductor substrate;
A semiconductor laser formed on the semiconductor substrate and having a light emitting surface substantially perpendicular to the semiconductor substrate;
A beam that is fixed on the first light receiving element and the second light receiving element, reflects the forward light beam emitted from the light emitting surface, and guides the reflected light beam returning to the first light receiving element. A beam splitter film forming surface on which a splitter film is formed;
A composite optical element having a beam splitter formed with a high reflection surface that reflects the return light beam reflected from the upper surface of the first light receiving element and guides it to the second light receiving element;
In an optical pickup device having an objective lens for condensing the outward light beam on an optical recording medium,
The beam splitter film is
A first layer film having a refractive index of approximately 2.30;
A second layer film formed on the first layer film and having a refractive index of approximately 1.63;
A third layer film formed on the second layer film and having a refractive index of approximately 1.46;
A fourth layer film formed on the third layer film and having a refractive index of approximately 1.63;
A fifth layer film formed on the fourth layer film and having a refractive index of approximately 2.30;
A sixth layer film formed on the fifth layer film and having a refractive index of approximately 1.63;
A seventh layer film formed on the sixth layer film and having a refractive index of approximately 1.46;
An eighth layer film formed on the seventh layer film and having a refractive index of approximately 1.63;
A ninth layer film formed on the eighth layer film and having a refractive index of approximately 1.46;
A tenth layer film formed on the ninth layer film and having a refractive index of approximately 1.63;
An eleventh layer film formed on the tenth layer film and having a refractive index of approximately 2.30;
A twelfth layer film formed on the eleventh layer film and having a refractive index of approximately 1.63;
A thirteenth layer film formed on the twelfth layer film and having a refractive index of approximately 1.46;
A fourteenth layer film formed on the thirteenth layer film and having a refractive index of approximately 1.63;
A fifteenth layer film formed on the fourteenth layer film and having a refractive index of approximately 2.30;
A sixteenth layer film formed on the fifteenth layer film and having a refractive index of approximately 1.63;
A seventeenth layer film formed on the sixteenth layer film and having a refractive index of approximately 1.46;
An eighteenth layer film formed on the seventeenth layer film and having a refractive index of approximately 1.63;
A nineteenth layer film formed on the eighteenth layer film and having a refractive index of approximately 2.30;
An optical pickup device comprising: a twentieth layer film formed on the nineteenth layer film and having a refractive index of approximately 1.63.
を特徴とする請求項５に記載の光学ピックアップ装置。6. The optical pickup device according to claim 5, wherein the thickness of the beam splitter film is substantially equal to the wavelength of the outward light beam.
前記半導体基板上に形成され、前記半導体基板とほぼ垂直な発光面を有する半導体レーザと、
前記第１の受光素子および第２の受光素子上に固着されるとともに、前記発光面から出射された往路光ビームを反射し、反射されて戻る復路光ビームを前記第１の受光素子に導くビームスプリッタ膜が形成されたビームスプリッタ膜形成面と、
前記第１の受光素子上面で反射された前記復路光ビームを反射して前記第２の受光素子に導く高反射面とが形成されたビームスプリッタとを有する複合光学素子と、
前記往路光ビームを光記録媒体に集光する対物レンズとを有する光学ピックアップ装置と、
前記光学ピックアップ装置をトラッキング方向に制御駆動する移動手段とを有する光記録再生装置において、
前記ビームスプリッタ膜が、
屈折率がほぼ２．３０である第１層膜と、
前記第１層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第２層膜と、
前記第２層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．４６である第３層膜と、
前記第３層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第４層膜と、
前記第４層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ２．３０である第５層膜と、
前記第５層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第６層膜と、
前記第６層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．４６である第７層膜と、
前記第７層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第８層膜と、
前記第８層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．４６である第９層膜と、
前記第９層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第１０層膜と、
前記第１０層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ２．３０である第１１層膜と、
前記第１１層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第１２層膜と、
前記第１２層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．４６である第１３層膜と、
前記第１３層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第１４層膜と、
前記第１４層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ２．３０である第１５層膜と、
前記第１５層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第１６層膜と、
前記第１６層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．４６である第１７層膜と、
前記第１７層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第１８層膜と、
前記第１８層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ２．３０である第１９層膜と、
前記第１９層膜上に形成されるとともに、屈折率がほぼ１．６３である第２０層膜とを有することを特徴とする光記録再生装置。At least a first light receiving element and a second light receiving element formed on a semiconductor substrate;
A semiconductor laser formed on the semiconductor substrate and having a light emitting surface substantially perpendicular to the semiconductor substrate;
A beam that is fixed on the first light receiving element and the second light receiving element, reflects the forward light beam emitted from the light emitting surface, and guides the reflected light beam returning to the first light receiving element. A beam splitter film forming surface on which a splitter film is formed;
A composite optical element having a beam splitter formed with a high reflection surface that reflects the return light beam reflected from the upper surface of the first light receiving element and guides it to the second light receiving element;
An optical pickup device having an objective lens for condensing the outward light beam on an optical recording medium;
In an optical recording / reproducing apparatus having moving means for controlling and driving the optical pickup device in a tracking direction,
The beam splitter film is
A first layer film having a refractive index of approximately 2.30;
A second layer film formed on the first layer film and having a refractive index of approximately 1.63;
A third layer film formed on the second layer film and having a refractive index of approximately 1.46;
A fourth layer film formed on the third layer film and having a refractive index of approximately 1.63;
A fifth layer film formed on the fourth layer film and having a refractive index of approximately 2.30;
A sixth layer film formed on the fifth layer film and having a refractive index of approximately 1.63;
A seventh layer film formed on the sixth layer film and having a refractive index of approximately 1.46;
An eighth layer film formed on the seventh layer film and having a refractive index of approximately 1.63;
A ninth layer film formed on the eighth layer film and having a refractive index of approximately 1.46;
A tenth layer film formed on the ninth layer film and having a refractive index of approximately 1.63;
An eleventh layer film formed on the tenth layer film and having a refractive index of approximately 2.30;
A twelfth layer film formed on the eleventh layer film and having a refractive index of approximately 1.63;
A thirteenth layer film formed on the twelfth layer film and having a refractive index of approximately 1.46;
A fourteenth layer film formed on the thirteenth layer film and having a refractive index of approximately 1.63;
A fifteenth layer film formed on the fourteenth layer film and having a refractive index of approximately 2.30;
A sixteenth layer film formed on the fifteenth layer film and having a refractive index of approximately 1.63;
A seventeenth layer film formed on the sixteenth layer film and having a refractive index of approximately 1.46;
An eighteenth layer film formed on the seventeenth layer film and having a refractive index of approximately 1.63;
A nineteenth layer film formed on the eighteenth layer film and having a refractive index of approximately 2.30;
And an twentieth layer film having a refractive index of approximately 1.63 and formed on the nineteenth layer film.
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