JP4748085B2 - 可変回折素子およびそれを用いた光ヘッド装置 - Google Patents
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また、特許文献2に記載の可変回折素子には、液晶の常光屈折率および異常光屈折率の温度変化が大きいため、周囲温度が変動したときの透過率変化が大きいという課題があった。
この構成により、周囲温度の変化による0次回折効率の変動を抑制することができることとなる。
この構成により、所定の偏光方向の直線偏光の入射光に対して20〜80%の範囲で任意の値の0次回折光強度を得ることができることとなる。
この構成により、周囲温度の変化による光学特性の変動を抑制し、安定した書き込みおよび読み出しをおこなうことができることとなる。
可変回折素子1は、対向面に透明電極111および112が形成された第1の透明基板121および第2の透明基板122(以下、単に透明基板とも記す)と、第1の透明基板121および第2の透明基板122の少なくとも一方の対向面上にピッチPで周期的に形成された所定方向に延伸する凸部13と、第1の透明基板121および第2の透明基板122の間に挟持された液晶層14とを備える。第1の透明基板121と第2の透明基板122は、グラスファイバースペーサを混入したシール15により所定の間隔を有して対向しており、外周をシールされている。
φ=Δn・d (1)
φ=|ne−no|・d
=(0.5+m)・λ (2)
を満足するように決めると、電圧非印加時に、配向処理方向と平行な偏光方向をもつ波長λ[nm]の直線偏光の入射光に対して1次回折効率が最大となり、0次回折効率ηを最小とすることができる(以下、0次回折効率ηの最小値を最小値η0と記す)。ただし、mは0以上の整数である。m=0(零)とすると凸部13の加工が容易になり好ましいが、これに限定されない。
そのときの0次回折効率ηは(3)式で表される。
η=(cos(φ/2))2 (3)
光ヘッド装置2は、波長405nmで偏光方向がY軸方向の直線偏光を出射する光源21と、光源21から出射された光源光を透過させ、光源光と直交する偏光方向(X軸方向)の直線偏光を反射するビームスプリッタ22と、可変回折素子1と、可変回折素子1から出射された光源光を平行光線化するコリメータレンズ23と、コリメータレンズ23から出射された光源光を円偏光に変換する1/4波長板24と、円偏光に変換された光源光を光ディスク20の情報記録面に集光する対物レンズ25と、情報記録面により反射されて対物レンズ25、1/4波長板24、コリメータレンズ23および可変回折素子1を経てビームスプリッタ22に入射し、ビームスプリッタ22により光路を偏向された戻り光を受光して電気信号に変換する光検出器26とを含む。
(1)2枚の石英ガラス基板からなる第1の透明基板121および第2の透明基板122のうち、第1の透明基板121の面上にスパッタリング法により、ITOからなる透明電極111、112を形成する。
(2)第1の透明基板121上の透明電極111上に、波長405nmの光に対する屈折率が1.52になるように組成比を調整した、厚さ1.5μmの透明材料であるSiOxNy膜を生成する。
(4)2枚の透明基板の透明電極面側に配向膜であるポリイミド膜(図示せず)を成膜する。
(5)回折格子が形成された第1の透明基板121上のポリイミド膜に対して、イオンビーム法により配向処理をおこなう。また、回折格子が形成されていない第2の透明基板122上のポリイミド膜に対して、ラビング処理により配向処理をおこなう。配向処理方向は、回折格子の格子方向と平行な方向とする。
(7)シール15に設けた注入孔から常光屈折率no=1.52、異常光屈折率ne=1.70、誘電異方性=7の液晶を真空注入し、注入口(図示せず)をアクリル系接着剤で封止して、図1に概略構成図を示した本実施例の可変回折素子1が完成する。
2 光ヘッド装置
13 凸部
14 液晶層
21 光源
24 波長板
25 対物レンズ
26 光検出器
111、112 透明電極
121 第1の透明基板
122 第2の透明基板
141 液晶分子
Claims (4)
- 対向面に透明電極が形成された第1の透明基板および第2の透明基板と、
前記第1の透明基板および前記第2の透明基板の少なくとも一方の前記対向面上にピッチPで周期的に形成された所定方向に延伸する凸部と、
前記第1の透明基板および前記第2の透明基板の間に挟持された液晶層とを備える可変回折素子であって、
前記液晶層は、外部電源から前記透明電極に電圧を印加して液晶分子の配向状態を制御することによって、所定の偏光方向の直線偏光の入射光に対する屈折率が、第1の屈折率n1から第2の屈折率n2(ただしn1<n2)まで変化するものであり、
前記凸部は、前記第1の屈折率n1または前記第2の屈折率n2と等しい屈折率nsを有する透明材料からなり、
前記凸部の高さdは、{(0.5+m)・λ/Δn}(ただし、Δn=|n2−n1|で、mは零を含む自然数、λは入射光の波長)であって、前記凸部の幅wとピッチPとの比であるデューティ比D=w/Pが0.05〜0.35または0.65〜0.95であることを特徴とする可変回折素子。 - 前記凸部の屈折率nsがn1と等しく、前記デューティ比D=w/Pが0.05〜0.3または0.75〜0.95である請求項1に記載の可変回折素子。
- 前記凸部の屈折率nsがn2と等しく、前記デューティ比D=w/Pが0.05〜0.25または0.7〜0.95である請求項1に記載の可変回折素子。
- 波長λの直線偏光である光源光を出射する光源と、
前記光源から出射された前記光源光を光記録媒体の情報記録面に集光する対物レンズと、
前記情報記録面により反射された戻り光を検出する光検出器とを含む光ヘッド装置であって、
前記光源と前記対物レンズの間の光路上に請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の可変回折素子が配置されることを特徴とする光ヘッド装置。
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