JPH02178604A - 交差回折格子およびこれを用いた偏波回転検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は２つの格子が交差して形成された交差回折格
子に関し、特に入射光の偏波面の微小な変化の検出に好
適に用いられる交差回折格子に関する。さらに上記交差
回折格子を用いた偏波回転検出装置、特に光磁気ヘッド
に関する。

［従来の技術］ 入射光の偏波面を検出したり、偏波面の変化を検出した
りするために用いられる偏光光学素子（偏光ビームスプ
リッタ）としては、（イ）直角プリズムを２枚貼り合わ
せ、貼り合わせ面１こ誘電体多層膜をコートしたものや
、（ｃｌ）方解石等の複屈折の大きい結晶を用いたもの
が従来から多く使用されている。また（ハ）特開昭６１
−２４０２０４号には微小ピッチの回折格子から成る偏
光ビームスプリッタが示されている。さらに（ニ）特開
昭Ｈ−５５５０１号にはニオブ酸リチウム結晶板にＨ゛
イオン交換領域の回折格子を形成した先偏光板が開示さ
れている。

たとえば、上記（１１）の偏光光学素子は常光線と異常
光線とに対する°媒質の屈折率の違いにより、入射した
光を２つに分離する。すなわち第１１図に示す複屈折の
大きな媒質（たとえば方解石）４９に入射した光５０は
、直線偏光で振動方向が互いに直角な２つの屈折光５１
．５２に分離する。ここで、屈折光５２は紙面に平行方
向の偏光、屈折光５１は紙面に置駒方向の偏光である。

上記偏光光学素子（偏光ビームスプリッタ）を用いた偏
波面検出装置として光磁気ヘッドが゛ある。

第１２図は光磁気ヘッドの１例の概略構成を示している
。

第１２図において、４１は半導体レーザ（レーザ光源）
、４２はコリメートレンズ、４３はビームスプリッタ、
４４は対物レンズ、２１は光磁気ディスクである。半導
体レーザ４１から出射されたレーザ光しは、コリメート
レンズ４２で平行光にされた後、ビームスプリッタ４３
を透過して、対物レンズ４４で絞られて光磁気ディスク
２１に集光されるとともに、反射される。この反射光（
レーザ光）　Ｌｌはカー効果を受けて偏光面が回転され
て、再び、対物レンズ４４を通過した後、ビームスプリ
ッタ４３により反射されてビームスプリッタ１５に向か
う。

上記ビームスプリッタ１５に入射された反射光Ｌｌは、
一部が反射されて集光レンズおよびシリンドカルレンズ
からなるセンサレンズ４６に入射し、４分割フォトダイ
オード（検知器）４５に集光される。

この４分割フォトダイオード４５からの出力を受けた比
較回路４７によって、フォーカスおよびトラッキング状
態が検知され、サーボ機構（図示せず）によりフォーカ
シングおよびトラッキングを行う。

一方、上記反射光Ｌ１の通過光は、偏光ビームスプリッ
タ２０に入射し、透過または反射されて光検知器３８．
３９に検出される。ここで、光磁気ディスク２１に反射
された反射光Ｌ１の偏光状態に微小な変化が生じている
場合は、光検出器３８．３９に向かう光の光強度に変化
が生じる。したがって、雨検出器３８．３９の出力を差
動検出器４８により差動検出して、光磁気ディスク２１
の情報を続み取ることができる。

また光磁気ヘッドの１つの構成例として、特開昭６３−
２４７９４１号には屈折率異方性を有する異方性板にグ
レーティング溝を形成し、溝に所定の屈折率を有する充
填材料を詰めたグレーティング素子を用いた光磁気ヘッ
ドが示されている。

［゛発明が解決しようとする課題］ 上記（イ）〜（ニ）の偏光光学素子は入射光を偏光面の
異なる２つの光に分離するので、第１２図に示すような
構成の光磁気ヘッドに用いると、フォーカスおよびトラ
ッキング状態の検出と、差動検出とを行うにあたり、反
射光ＬＬを分離するためには複数のビームスプリッタ１
５．２０を用いなければならないので、光磁気ヘッドが
コンパクトにならず、また、高価な偏光光学素子を多く
必要とする。

この発明は上記課題に鑑みてなされたもので、複数の回
折光の偏光方向が異なり、偏波面検出が行える交差回折
格子や、軽量・小型化を図り得る光磁気ヘッドを提供す
ることを目的としている。

［課題を解決するための手段］ 上記目的を達成するために、この出願の請求項（１）の
交差回折格子は、光学的異方性基板の光学軸を含む１つ
の面に互いに交差する２つの格子か設けられており、上
記２つの格子はそれぞれ主に互いに直交する偏光成分に
対する屈折率が上記光学的異方性基板とは異なっている
ことを特徴とする 請求項（２）の交差回折格子は請求項（１）において、
上記光学的異方性基板の光学軸を含む１つの面に、互い
に交差する２つの第１の回折格子が深さ方向に設けられ
ていることを特徴とする 請求項（３）の交差回折格子では、上記２つの第１の回
折格子の深さが互いに異なっている。

請求項（４）の交差回折格子は請求項（１）において、
上記光学的異方性基板の光学軸を含む１つの面に、互い
に交差する２つの第１の回折格子か深さ方向に設けられ
ており、上記第１の回折格子と同一方向に透明膜層から
なる第２の回折格子が積層されており、上記第２の回折
格子は上記第１の回折格子による、それぞれ互いに直交
する偏光成分に対する位相差を相殺するように形成され
ていることを特徴とする 請求項（５）の交差回折格子では、上記光学的異方性基
板がＸ輪またはＺ軸のニオブ酸リチウム結晶板であり、
上記第１の回折格子は、上記ニオブ酸リチウム結晶板の
１つの主面にＨ゛イオン交換より設けられている。

上記請求項（１）の交差回折格子は、上記交差回折格子
により得られろ回折光を検出することによって入射光の
偏光状轢を検出する検出器と組み合わせて、請求項（６
）の偏波回転検出装置に用いられる。

また、上記請求項（１）の交差回折格子は、上記交差回
折格子からの透過光を受けてトラッキング状態またはフ
ォーカス状態のいずれか一方または両方を検出する光検
出器と、回折光を受けて上記光磁気記録媒体の情報を読
み取る光検出器とを備えると、光磁気記録媒体からの反
射光または通過光により情報の読み取りを行う請求項（
７）の光磁気ヘッドに用いることができる。

［作　用］ 本発明の作用を図面を参照しながら説明する。

第８図ないし第１０図は本発明の交差回折格子の作用を
説明するための概略説明図であって、光学的異方性基板
１の光学軸２を含む面に基板とは屈折率の異なる第１の
回折格子３が設けられている。

ここで異方性基板の光学軸は−Ｘ方向（第８図図示）で
あり、第１の回折格子はｙ（第８図図示）方向に形成さ
れている。

基板と第１の回折格子との屈折率差を常光成分に対して
はΔＮｏ、Ｎｏ光成分に対してはΔＮｅとする。ここで
、常光成分、異常光成分とは上記基板の光学軸方向で決
まる偏光方向の光をいい、−軸性結晶では上記偏光方向
は互いに垂直である。第１の回折格子３の厚さをＤとす
ると、第１の回折格子を通過した光と基板のみを通過し
た光の光学的光路長差は厚さＤと上記屈折率差との積に
より与えられる。すなわち常光成分に対する光路長差を
ΔＯＰ０、異常光成分に対する光路長差をΔＯＰｅとす
ると、 Δ０Ｐｏ−ΔＮｏ−Ｄ Δ０Ｐｅ＝　　Δ　Ｎｅ−Ｄ である。ここで、回折格子としての作用を考えると、上
記光路長差が入射する光の波長以下の範囲では、回折効
率は光路長差か増加するにつれて増加する。たとえば第
８図において、１Δ０Ｐｅｌ）ｌΔ０Ｐ０１とすると、
２方向（第８図図示）の入射光１１に対して常光成分（
ｙ方向に振動する偏光成分）の光は上記第！の回折格子
によりほとんど回折されることはなく、０次光１２とな
って基板１を直進通過する。一方、入射光の異常光成分
（Ｘ方向に振動する偏光成分）の光は上記第１の回折格
子により回折され、１次回折光１３．１４となって基板
ｌから出射する。偏光成分による分離の消光比を大きく
するためには上記ΔＯＰｅとΔＯＰ０との比が大きいほ
うが望ましい。

第９図は第８図の基板上に透明膜からなる第２の回折格
子４を積層したときの概略構成図を示している。上記第
２の回折格子を、常光成分または異常光成分のいずれか
一方に対する位相差を相殺する条件で形成すると、その
偏光成分の光の回折効率を零にすることができる。たと
えば第９図において、第１の回折格子３上の上記第２の
回折格子４の高さをＨｌ、屈折率をｎｌ、第１の回折格
子上以外の部分の上記第２の回折格子の高さをＨ２、屈
折率をｎｔとすると、ΔＯＰｏ＜ＯであればΔＯＰｏ　
＋（ｎ＋Ｈ１ｎｌＨ＊　）　　＝　０を満たす第２の回
折格子を積層すると常光成分の光に対する回折効率は零
になる。つまり常光成分の光はすべて直進しく透過光１
２）、異常光成分の光のみが回折される（１次回折光１
３．１４）。

ところで上記第２の回折格子は、常光成分または異常光
成分に対する、光学的異方性基板と第１の回折格子との
位相差をなくすために、上記第１の回折格子が形成され
ていない面上に積層してもよい。第１θ図は上記第１の
回折格子が形成されていない面上に第２の回折格子４を
形成した場合を示す概略斜視図である。ここで上記第１
の回折格子上の上記第２の回折格子の高さをＨｌ、屈折
率をｎｌ、第１の回折格子上以外の部分の上記第２の回
折格子の高さをＨ２、屈折率を１．とすれば、上記ΔＯ
ＰｅがΔＯＰｅ＞Ｏであれば、 ΔＯＰｅ　＋　（ｎ＋Ｈ＋　　ｎｔＨｔ）　＝　０を満
たす第２の回折格子を積層すると入射光１１のうち異常
光成分の光に対する回折効率は零になる。

つまり異常光成分の光は直進しく透過光１２）、常光成
分の光は回折される（１次回折光１３．１４）。

本発明の交差回折格子は第８図ないし第１０図に示す第
１の回折格子を光学的異方性基板の１つの面に互いに交
差して２つ形成したものである。

［実施例コ 第１図は本発明の交差回折格子の第１の実施例を示す概
略斜視図であり、光学的異方性基板ｌには第１の回折格
子３ａ、　３ｂが互いに交差して設けられている。ここ
で上記光学的異方性基板１の光学軸２は−ｙ方向（第１
図図示）であり、上記光学的異方性基板の１つの面には
、２方向（第１図図示）に第１の回折格子３ａ１ｙ方向
（第１図図示）に第１の回折格子３ｂを有している。こ
こで上記第１の回折格子３ａの深さＤａは、入射光のう
ち異常光成分に対する上記光学的異方性基板と上記第１
の回折格子との屈折率差が大きく、１Δ０Ｐｅｌ）Δ０
Ｐ０１である条件で形成されている。一方上記第１の回
折格子３ｂの深さＤｂは、入射光のうち常光成分に対す
る、上記光学的異方性基板と上記第１の回折格子との屈
折率差が大きく、１Δ０Ｐｏｌ）１Δ０Ｐｅｌである条
件で形成されている。これらの交差部５は上記深さＤａ
とＤｂを合計した深さになっている。この交差回折格子
にＸ方向の入射光１１　ｈ４人射すると、第１の回折格
子３ａにより主にｙ方向に振動する偏光成分の光が回折
され、２つの１次回折光１６．１７が得られる。さらに
第１の回折格子３ｂにより主に２方向に振動する偏光成
分の光が回折され２つの１次回折光１８．１９が得られ
る。回折されなかった光は直進して通過する（透過光１
２）。

上記第１の回折格子を形成する方法としては、イオン（
■゛）交換法、Ｔｉ熱拡散法など任意の方法が行える。

また本実施例では上記２つの第１の回折格子３ａと３ｂ
との深さを互いに異ならせているが、上記２つの第１の
回折格子の形成方法を変えることによって、それぞれ直
交する偏光成分を回折させてもよい。さらに上記第１の
回折格子は上記光学的異方性基板に溝を設け、上記溝に
所定の屈折率の充填材料を充填して形成してもよい。

この実施例において、偏光分離の消光比を大きくするた
めには、１つの上記第１の回折格子（たとえば３ａ）は
入射光の常光成分に対しては上記光学的異方性基板との
屈折率差が大きく、かつ、異常光成分に対しては屈折率
差が小さく、さらに、他の上記第１の回折格子（たとえ
ば３ｂ）は入射光の異常光成分に対しては上記光学的異
方性基板との屈折率差が大きく、かつ、常光成分に対し
ては屈折率差が小さいことが必要である。

第２図および第３図は本発明の交差回折格子の第２の実
施例を示す概略図であって、光学的異方性基板１に第１
の回折格子３ａ、　３ｂが形成され、さらに上記光学的
異方性基板上に、それぞれ上記第１の回折格子３ａ、３
ｂと同一方向に第２の回折格子４ａ、４ｂが積層されて
いる。第２図は本実施例の交差回折格子の概略斜視図で
、上記基板の光学軸２は−ｙＸ方向第２図図示）、第１
または第２の回折格子３ａ、４ａは２方向（第２図図示
）、第１または第２の回折格子３ｂ、　４ｂはＸ方向に
設定されている。そして、上記基板に設けられた第１の
回折格子３ａ、３ｂは異常光成分に対しては屈折率が基
板よりも高く、常光成分に対しては基板よりも低くなっ
ている。ここで、上記第２の回折格子４ｂは第１の回折
格子３ｂ上が高くなっており、常光成分に対する位相差
を零にする条件で形成されている。また上記第２の回折
格子４ａは第１の回折格子３ａ上が低くなっており、異
常光成分に対する位相差を零にする条件で形成されてい
る。第３ａ図ないし第３ｄ図はそれぞれ本実施例の交差
回折格子を第２図の１−１１■−■、［［ｌ−［１１、
■−■線で切断した概略断面図である。第３ａ図ないし
第３ｄ図において、Ｄ、は第１の回折格子３ｂｏ′：Ｊ
深さ、Ｄ、は第１の回折格子３ａの深さ、Ｄ、は上記３
ａと３ｂとの交差部層５の深さである。またＳｌは第２
の回折格子４ｂの頂部６と第２の回折格子４ａの頂部７
との段差、Ｓ、は上記４ｂの底部８と上記４ａの底部９
との段差、Ｓ３は上記４ａの頂部７と底部９との段差、
Ｓ４は上記４ｂの頂部６と底部８との段差である。そし
て、上記り、ないしＤ３およびＳｌないしＳ４は、上記
光学的異方性基板と上記第１の回折格子３ａまたは３ｂ
との間の、常光成分または異常光成分に対する屈折率差
、さらに、上記第２の回折格子４ａ、４ｂを形成する透
明膜層の屈折率に応じて、上記条件を満たすように適宜
設定すればよい。

この交差回折格子にＸ方向（第２図図示）の入射光１１
が入射すると、第１の回折格子３ａおよび第２の回折格
子４ａによりＸ方向に振動する偏光成分の光のみが回折
され　２つの１次回折光１６．１７が得られる。さらに
第１の回折格子３ｂおよび第２の回折格子４ｂにより２
方向に振動する偏光成分の光のみが回折され２つの１次
回折光１８．１９が得られる。回折されなかった光は直
進して通過する（透過光１２）。

以上説明したように、本発明の交差回折格子によって、
（−光成分の異なる回折光と透過光が得られる。

なお、上記第２の回折格子の格子形状をブレーズ状にす
ることによって、上記２つの１次回折光１６．１７（ま
たはＩ８．１９）の強度を異ならせることができ、■方
の回折光１６（または１７）および１８（または１９）
のみを得ることも可能である。

なお、この発明の交差回折格子の第１または第２の回折
格子の交差角は００以上９０’以下の任意の角度が設定
できる。また基板としては透明性を有する任意の光学的
異方性基板が用いられる。そしてＸ軸またはＺ軸のニオ
ブ酸リチウム結晶板が上記第１の回折格子の製造性か良
いので好適に用いられる。上記第２の回折格子を形成す
る透明膜層としてはＭｇＦ＊、３ｉ０を等の誘電体膜、
高分子樹脂膜等任意である。

上記基板に対する第１の回折格子の屈折率は、常光成分
と異常光成分との両方に対して高くても、一方に対して
は高く他方に対しては低くても、さらに両方に対して低
くてもよい。第４図は本発明の交差回折格子の第３の実
施例を示す概略斜視図であって、この実施例の第１の回
折格子３ａ、　３ｂの屈折率は常光成分に対しても異常
光成分に対しても、基板１よりも高くなっている。した
がって第２の回折格子４ａ、４ｂはそれぞれ上記第１の
回折格子３ａ、　３ｂが形成されている部分上が凹部に
なるように設けられている。そして、上記第１の回折格
子の深さおよび上記第２の回折格子の高さは、格子３ａ
および４ａにより異常光成分に対する位相差を零にする
条件および格子３ｂおよび４ｂにより常光成分に対する
位相差を零にするように適宜設定すればよい。

（実施例１） 以下、本発明の１つの実施例について詳細に説明する。

両面を研磨したＸカットニオブ酸リチウム基板のｚ軸方
向に４０１ピツチのアルミニウム膜のパターンを設けた
。この基板を安息香酸溶融液に浸すことにより、Ｌｉ゛
をＨｏに置換するイオン交換を行って、基板とは屈折率
の異なる４０ｕｍピッチの第１の回折格子３ａを基板の
Ｚ軸方向に形成した。ここで、上記第１の回折格子の深
さＤＩ（イオン交換深さ〉は２，３μｍである。次に、
上記第１の回折格子３ａを形成した面の基板のＹ軸方向
に同様に４０μｍピッチのアルミニウム膜パターンを設
けた。そして同様にイオン交換を行うことによって４０
μｍピッチの第１の回折格子３ｂを形成した（イオン交
換深さり、は２．３μｍである）。したがって上記第１
の回折格子３ａと３ｂとは直交する方向に形成されてお
り、交差部は格子深さが大きく上記り、は４．６μ−で
あり、交差部以外では格子深さは２．３μ醜である。な
おニオブ酸リチウム基板の屈折率は波長０．６３３μ−
で、異常光成分に対しては２．２００、常光成分に対し
ては２．２３６であり、上記イオン交換によって異常光
成分に対する屈折率は０．１３増加し、常光成分に対し
ては０．０４減少する。

上記第１の回折格子を形成した上記基板上に感光性樹脂
からなる透明膜層を積層して以下の方法で第２の回折格
子を形成した。まず、クロチルメタクリレートとメチル
メタクリレートとの共重合体１部、ｍ−ベンゾイルベン
ゾフェノン０．８部カラなる感光性樹脂を２，５μｍの
厚さだけスピンコードした。つぎに、上記第１の回折格
子３ａが形成されていない部分を遮光した、４０ｕ−ピ
ッチのフォトマスクを通して２５０Ｗ水銀ランプで７分
間露光した。

さらに上記第１の回折格子３ｂが形成された部分を遮光
した、４０４ｍピッチのフォトマスクを通して同じ水銀
ランプで２５分間露光した。この基板を９５℃、０１２
ａ＠Ｈｇの雰囲気下で４時間加熱し未反応のベンゾイル
ベンゾフェノンを取り除いた。

以上により第２図の概略斜視図に示す交差回折格子が得
られた。なお、上記Ｓｌは０．１４μｍ、上記Ｓ。

はＱ、　４３μｓ、上記Ｓ、は０．４３ｕａ＋、上記Ｓ
４は０．１４μｍであった。

第２図は上記により作製した交差回折格子の概略斜視図
を示している。光学的異方性基板ｌの光学軸２は−ｙ方
向（第２図図示）、上記基板内に形成された第１の回折
格子３ａの方向は２方向（第２図図示）である。また第
１の回折格子３ｂの方向はｙ方向である。上記交差回折
格子に、Ｈｅ　−Ｎｅレーザ光を基板に対して垂直にＸ
方向（第２図図示）から入射させると、２方向の第１の
回折格子３ａと第２の回折格子４ａとによる回折光１６
、【７の偏光成分はｙ方向であり、またｙ方向の第１の
回折格子３ｂと第２の回折格子４ｂとによる回折光１８
．１９の偏光方向は２方向であった。つまり上記交差回
折格子は偏光ビームスプリッタとしての特性を有してい
る。また上記交差回折格子からは透過光１２′″も出射
しており、２方向の回折格子３ａ、４ａからの±１次回
折光強度：ｙ方向の回折格子３ｂ、４ｂからの±１次回
折光強度二上記透過光強度の比は２：２：ｌであるので
、上記交差回折格子は３分割のビームスプリッタとして
も機能する。

第５図は上記交差回折格子を用いた光磁気ヘッドの概略
構成図である。第５図の半導体レーザ４１から出射され
たレーザ光りは、コリメートレンズ４２、ビームスプリ
ッタ４３および対、物レンズ４４を通過した後、光磁気
記録媒体（ディスク）２１に集光され、その反射光Ｌ１
がビームスプリッタ４３に再び入射し反射され、サーボ
検出のための円柱レンズ４０を通り、上記交差回折格子
１０へ向かい、４つの回折光Ｌ２、Ｌ３、Ｌ４、Ｌ５と
１つの透過光Ｌ６とに分割される。透過光Ｌ６はサーボ
検出のための光電変換素子（検出器）２２に入りサーボ
検出信号２３を得る。

一方回折光し２〜Ｌ５はそれぞれ光電変換素子２４〜２
７に入る。ここで上記交差回折格子の１つの方向の回折
格子３ａ、　４ａに゛よる回折光Ｌ２．　Ｌ３はそれぞ
れ光電変換素子（検出器）２４．２５に入り、強度信号
２８．２９が得られる。また他の方向の回折格子３ｂ、
　４ｂによる回折光Ｌ４、Ｌ５はそれぞれ光電変換素子
２８．２９に入り、強度信号３０．３１が得られる。上
記強度信号２８．２９（３０，３１）を加算回路３２（
３３）に入れることにより１つの格子からの相信号３４
（３５）を得る。

この和信号を差動増幅回路３６で増幅し、光磁気デイス
クに記録された情報に基づく差信号３７を得る。

なお上記回折光１，２〜Ｌ５の出射角度の違いは大きく
ないので、上記光電変換素子２４〜２７は小型の基板上
に設けられる。

以下にこの光磁気ヘッドの動作原理を説明する。

第６図は交差回折格子ＩＯの配設角度を示し、第５図の
ビームスプリッタ４３から反射した反射光Ｌｌの進行方
向を第６図のＸ方向に設定して示している。交差回折格
子ｌＯは、たとえば、回折格子３ａ（４ａ）（ｚ−ｚ方
向）と回折格子３ｂ（４ｂ）　　（ｙｙＸ方向が直交す
る方向に設定されており、格子３ａ　（４ａ）とＸ方向
とのなす角度φｌと格子３ｂ（４ｂ）とＸ方向のなす角
度φ２とはともに９０°に設定されている。したがって
、反射光ＬＬの偏光がｘｙ面に対して、θ＝４５°傾斜
して交差回折格子１０に入射した場合には、回折格子３
ａ（４ａ）と３ｂ（４ｂ）とで回折される光（それぞれ
Ｌ２とＬ３との和、Ｌ４とＬ５との和）の光量が相等し
くなる。

ここで、上記出射光りを反射した光磁気ディスク２１の
部分が磁化していない場合は、第６図の実線で示すよう
に、反射光Ｌ１の偏光がｘｙ面に対してθ＝４５°傾斜
して、反射光Ｌ１が交差回折格子ｌＯへ向かうように設
定する。この場合は、両格子３ａ（４ａ）　、３ｂ　（
４ｂ）に対する偏光が同一であるため、第５図の和信号
３４．３５に差が生じない。一方、上記出射光りを反射
した光磁気ディスク２１の部分が磁化している場合は、
カー効果により偏光面がΔ回転され、第６図の破線で示
すように、反射光Ｌ１の偏光がｘｙ面に対して４５°よ
りも小さく　（または大きく）傾斜して、反射光Ｌｌが
交差回折格子ＩＯへ向かう。この場合は、両回折格子３
ａ　（４ａ）　、３ｂ（４ｂ）に対する偏光が異なるた
め、第５図の和信号３４．３５が第７図のように相反し
て変動する。したがって、和信号３４．３５の差である
差信号３７は第７図のように変動し、光磁気ディスク２
１の情報が読み取られる。

［発明の効果］ 以上説明したように、この出顆の各請求項の発明によれ
ば、交差回折格子は、光学的異方性基板の光学軸を含む
１つの面に互いに交差する２つの格子が設けられており
、上記２つの格子はそれぞれ主に互いに直交する偏光成
分に対する屈折率が上記光学的異方性基板とは異なって
いるので、入射光の偏光方向によって光が分離され、か
つ入射光の一部は透過される。したがって小型の交差回
折格子１つで多くの情報が得られる。

特に請求項（４）の交差回折格子は、上記光学的異方性
基板の光学軸を含む面に、互いに交差する２つの第１の
回折格子が深さ方向に設けられ、上記第１の回折格子と
同一方向に透明膜層からなる第２の回折格子を設けるこ
とによって、第１の回折格子による、それぞれ互いに直
交する偏光成分に対する位相差を相殺しているので、交
差回折格子の偏光分離の消光比が向上する。

この発明の交差回折格子においては、請求項（５）に従
って、上記長板がＸ軸またはＺ軸のニオブ酸リチウム結
晶板であり、上記ニオブ酸リチウム結晶板の１つの主面
にＨ゛イオン交換ることにより２つの第１の回折格子を
形成すると、製造性が良いので好ましい。

本出願にかかる交差回折格子を備えた請求項（６）の偏
波回転検出装置は、１つの交差回折格子で多（の情報量
を得ているので装置が小型になる。

請求項（７）の発明によると、１つの交差回折格子によ
って光磁気記録媒体の情報検出信号およびサーボ用信号
が得られるので、部品点数が少なくなるとともに、光磁
気ヘッドが小型になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の交差回折格子の第１の実施例の概略斜
視図、第２図は本発明の交差回折格子の第２の実施例の
概略斜視図、第３ａ図ないし第３ｄ図は上記第２の実施
例の部分断面図であって、第３ａ図はＩ−１線の部分断
面図、第３ｂ図は■■線の部分断面図、第３ｃ図はＩＩ
Ｉ−Ｉ［［線の部分断面図、第４ｃ図はＷ−ＩＶ線の部
分断面図、第４図は本発明の交差回折格子の第３の実施
例の概略斜視図、第５図は本発明の交差回折格子を用い
た光磁気ヘッドの概略構成図、第６図は交差回折格子の
配置角度を示す斜視図、第７図は交差回折格子を用いた
光磁気ヘッドの特性図、第８図ないし第１０図は本発明
の交差回折格子の作用を説明するための概略斜視図、第
１１図は複屈折の大きな媒質を用いた偏光光学素子の概
略図、第１２図は従来の光磁気ヘッドの概略構成図であ
る。 ｌ　　　・・・光学的異方性基板、 ２　　・・・光学軸、 ３ａ、３ｂ・・・第１の回折格子、 ４ａ、４ｂ・・・第２の回折格子（透明膜層）、１０　
　　・・・交差回折格子 １１　　・・・入射光、 １２　　・・・透過光、 １６〜１９・・・回折光、 ２１　　　・・・光磁気記録媒体、 ２２、２４〜２７・・・充電変換素子（光検出器）、４
１　　　　・・・半導体レーザ（レーザ光源）、Ｌ　　
　〜・レーザ光、 Ｌ２〜Ｌ５　・・・回折光、 Ｌ６　　　・・・透過光。 ３ａ　、　３ｂ １６．１７ １８．１９ 光学的異方性基板 光学軸 第１の回折格子 入射光　　１２：　　透過光 ３ｏによる回折光 ３ｂによる回折光 第２図 第３ｏ図 ４ａ、４ｂ　　＋　　第２の回折格子 第 図 第 図 第 図 θ 第 図 半導体レーザ（レーザ光源） 第 図 第 ○ 図 第 図 平成１年５月９

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）光学的異方性基板の光学軸を含む１つの面に互い
   に交差する２つの格子が設けられており、上記２つの格
   子はそれぞれ主に互いに直交する偏光成分に対する屈折
   率が上記光学的異方性基板とは異なつていることを特徴
   とする交差回折格子。
2. （２）上記光学的異方性基板の光学軸を含む１つの面に
   、互いに交差する２つの第１の回折格子が深さ方向に設
   けられていることを特徴とする請求項１記載の交差回折
   格子。
3. （３）上記２つの第１の回折格子の深さが互いに異なつ
   ていることを特徴とする請求項２記載の交差回折格子。
4. （４）上記光学的異方性基板の光学軸を含む１つの面に
   、互いに交差する２つの第１の回折格子が深さ方向に設
   けられており、上記第１の回折格子と同一方向に透明膜
   層からなる第２の回折格子が積層されており、上記第２
   の回折格子は上記第１の回折格子による、それぞれ互い
   に直交する偏光成分に対する位相差を相殺するように形
   成されていることを特徴とする請求項１記載の交差回折
   格子。
5. （５）上記光学的異方性基板がＸ軸またはＺ軸のニオブ
   酸リチウム結晶板であり、上記第１の回折格子は、上記
   ニオブ酸リチウム結晶板の１つの主面にＨ＾＋イオン交
   換により設けられていることを特徴とする請求項２また
   は４記載の交差回折格子。
6. （６）請求項１記載の交差回折格子と、上記交差回折格
   子により得られる回折光を検出することによつて入射光
   の偏光状態を検出する検出器とを備えた偏波回転検出装
   置。
7. （７）レーザ光源からのレーザ光を光磁気記録媒体に集
   光させて、その反射光または通過光により情報の読み取
   りを行う光磁気ヘッドにおいて、光学的異方性基板の光
   学軸を含む１つの面に互いに交差する２つの格子が設け
   られており、上記２つの格子はそれぞれ主に互いに直交
   する偏光成分に対する屈折率が上記光学的異方性基板と
   は異なつており、 上記光磁気記録媒体からの反射光または通過光を受けて
   、透過光および回折光を出射する交差回折格子と、 上記透過光を受けてトラッキング状態またはフォーカス
   状態のいずれか一方または両方を検出する光検出器と、
   上記回折光を受けて上記光磁気記録媒体の情報を読み取
   る光検出器とを備えた光磁気ヘッド。