JPH02183125A

JPH02183125A - 偏光検出器及び光学ヘッド

Info

Publication number: JPH02183125A
Application number: JP322189A
Authority: JP
Inventors: Osamu Yokoyama; 修横山; Shoichi Uchiyama; 正一内山
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1989-01-10
Filing date: 1989-01-10
Publication date: 1990-07-17

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］本発明は入射する光に含まれる偏光成分を分離して各々
の強度を検出する偏光検出器、及びその偏光検出器を利
用した光学ヘッド、特に記録媒体に記録されている情報
を偏光回転の方向によって読み出す光磁気記録用の光学
ヘッドの構造に関する。

［従来の技術］従来、光の偏光成分を分離して検出する場合は、第６図
に示すように、直角プリズム６０２及びその斜面に形成
された誘電体多層膜６０３からなる偏光ビームスプリッ
タで入射光６０１の偏光のＰ成分、Ｓ成分を分けて、各
々をフォトダイオード６０４で検出していた。また、偏
光ビームスプリッタのかわりに複屈折性を有する材料で
Ｐ成分、Ｓ成分を分離していた。

一方、従来の光磁気記録用の光学ヘッドでは、記録媒体
での偏光の回転方向を検出するために、上述の偏光ビー
ムスプリッタとフォトダイオードの組合せ、あるいは、
特開昭６３−３２７４３にあるように回折格子を検光子
として用いて偏光の回転を検出していた。

［発明が解決しようとする課題］しかし、前述の従来の偏光成分検出系には、体櫃が大き
くかつ高価な偏光ビームスプリッタや複屈折材料が用い
られているという問題点があった。

また、前述の偏光ビームスプリッタや複屈折材料を検出
系に利用した光学ヘッドでは、光学ヘッドを小型化でき
ない、あるいは低コスト化できないという問題点があっ
た。また、回折格子を検光子として用いた光学ヘッドで
は、回折格子に入射した光のうち、透過軸以外の電界成
分はフォトダイオードで検出されないため損失となり、
光学ヘッドとしての出力が小さいという問題点を有する
。

そこで本発明はこのような問題点を解決するもので、そ
の目的とするところは、分割されたフォトダイオードと
空間周波数の高い回折格子を組み合わせることによって
、薄型の偏光検出器を構成することにある。

また、前述の薄型化した偏光検出器を用いて、出力の十
分数れる小型で軽量な光学ヘッドを提供するところにあ
る。

【課題を解決するための手段〕

本発明の偏光検出器は、回折格子と、該回折格子の格子
の方向と直交する方向に分割された光検出器とから成る
ことを特徴とする。

また、本発明の光学ヘッドは、前記偏光検出器を用いた
ことを特徴とする。

［作用］回折格子の周期が光の波長よりも小さくなると、その回
折効率に、入射光の偏光方向に対して大きな差が現われ
てくる。この特性については、１９８４年７月のｒアプ
ライド　オプテイクス（Ａｐｐｌｉｅｄ　０ｐｔｉｃｓ
）」第２３巻、第１０号、第２３０３−２３１０頁に掲
載されたに、Ｙｏｋｏｍｏｒｉ著の「高い回折効率を持
つ誘電体表面レリーフ格子　（Ｄｉｅｌｅｃｔｒｉｃ　
５ｕｒｆａｃｅ−ｒｅｌｉｅｆ　Ｇｒａｔｉｎｇｓ　ｗ
ｉｔｈ　ＨｉｇｈＤｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ　Ｅｆｆｉｃ
ｉｅｎｃｙ）」に述べられティる。

例えば、第１図に示すように周期０．４４μｍ程度の回
折格子１０４が表面に形成されている透明基板１０３に
０．７８μｍの波長の光１０５を入射させると、入射面
に垂直な電界成分を持つＳ偏光はほとんどが１次回折光
として回折される。

一方、入射面に平行な電界酸ｐを持つＰ偏光はほとんど
回折されずに屈折だけを受けて透過する。

従って、Ｓ偏光を受けるフォトダイオード１０１と、Ｐ
偏光を受けるフォトダイオード１０２を配置しておけば
、Ｐ偏光、Ｓ偏光を分離して、それぞれの成分の強度を
検出できる偏光検出器を構成することができる。

一方、光磁気記録用の光学ヘッドでは、偏光の回転をＰ
偏光とＳ偏光の出力の差動から検出しているために、上
記の偏光検出器において、Ｐ偏光を受けるフォトダイオ
ードの出力とＳ偏光を受けるフォトダイオードの出力の
差動信号から光磁気信号を得ることができる。

以下、実施例により本発明の詳細を示す。

［実施例］実施例１第１図は本発明の偏光検出器の主要断面図、第２図はそ
の斜視図である。透明基板１０３は厚み０．５ｍｍのガ
ラスであり、その表面に周期０゜４４μｍの回折格子１
０４が形成されている。回折格子１０４は、透明基板１
０４の表面にコーティングされたフォトレジストをＨｅ
　−Ｃｄレーザを用いた２光束干渉で露光し、イオンエ
ツチングすることによって形成できる。境界１０６で２
分されたＳｉフォトダイオード１０１．１０２の表面に
透明基板１０３が接着されている。

この偏光検出器への波長０．７８μｍの入射光１０５の
成分のうち、電界の振動面が入射面に平行な成分Ｐはほ
とんど回折されることなく基板表面で屈折を受けてフォ
トダイオード１０２へ入射する。一方、電界の振動面が
入射面に垂直な成分Ｓは回折を受けてフォトダイオード
１０１へ入射する。

従って、フォトダイオード１０１と１０２の出力の差を
とると偏光成分の差を検出することができる。

なお、本実施例ではフォトダイオード１０１．１０２と
して、透明基板１０３とは別に形成されたものを用いた
が、非晶質Ｓｉから構成されるフォトダイオードなどを
透明基板１０３に直接形成しても良い。

実施例２第３図は本発明の光学ヘッドの第１の実施例を示す主要
構成断面図である。

半導体レーザチップ３０２、ヒートシンク３０３、及び
実施例１で構造を説明した偏光検出器３０１ａ、３０１
ｂが窓３０５を持つパッケージ３０４内に配置されてい
る。

半導体レーザチップ３０２から放射された光３０６は、
格子レンズ３０７を透過しコリメータレンズ３０８で平
行光にされ、対物レンズ３０９でディスク基板３１１に
形成された記録膜３１２に集光される。記録膜３１２の
情報を含んだ反射光は再び対物レンズ３０９、コリメー
タレンズ３０８を通って格子レンズ３０７に入射する。

格子レンズ３０７は回折格子からなり、記録膜３１２か
らの戻り光の±１次回折光３１４を偏光検出器３０１ａ
、３０１ｂへ導くように格子パターンが形成されている
。

対物レンズ３０９は対物レンズによって形成される光ス
ポットが常に記録膜３１２上の所望の位置にあるように
７クチユエータ３１０で移動させられる。記録膜への情
報の書き込み、消去は電磁石３１３によって発生する磁
界と照射されるレーザ光によって行なわれる。

第４図は、半導体レーザチップ３０２゛と偏光検出器３
０１ａ、３０１ｂを格子レンズ３０７側からみた図であ
る。半導体レーザチップ３０２の接合４０１の方向は、
偏光検出器３０１ａ、３０１ｂの表面に形成されている
回折格子１０４の格子溝の方向と４５″をなすように配
置されている。

記録１ｐ１３１２に記録されている信号に対応して記録
１１１３１２からの反射光の偏光面が回転するのである
が、偏光検出器を構成するフォトダイオード１０１ａ、
と１０１ｂの出力の和からフォトダイオード１０２ａと
１０２ｂの出力の和を引くことによって記録膜からの反
射光の偏光の回転方向を検出することができ、情報を再
生することができる。

偏光検出器３０１ａ、３０１ｂでは、格子レンズ３０７
による回折光３０６に含まれるＰ成分とＳ成分の両方を
フォトダイオードで検出するために、フォトダイオード
の前に偏光板を置いてその偏光板の透過軸方向の成分だ
けを検出し、透過軸に直交する成分は損失となる検出方
法に比べて出力が約２倍増大する。

なお、偏光検出器を構成する回折格子の格子のパターン
は直線である必要はなく、曲線群から成ってもよい。こ
の場合フォトダイオードの境界線も直線でなくても良い
。

対物レンズ３０９は、対物レンズの作る光スポットが記
＃！膜上の所望の位置からずれていることを示すエラー
信号・によって７クチユエータ３１０で駆動されるが、
フォーカスエラー信号はウオブリング法、　トラッキン
グエラーは記録膜に記録されている情報によって得るこ
とができる。フォーカスエラー信号は、格子レンズ３０
７によって回折光に生じる非点収差、あるいはナイフェ
ツジ法を利用して得ることもできる。この場合はフォト
ダイオードをさらに分割する必要がある。

本実施例では半導体レーザからの光をコリメータレンズ
と対物レンズを通して記録膜に集光しているが、コリメ
ータレンズと対物レンズを一体化した有限系のレンズを
用いて半導体レーザからの光を集光してもよい。

実施Ｍ３第５図は本発明の光学ヘッドの他の実施例を示す主要構
成断面図である。コリメータレンズ３゜８からディスク
基板３１１側は実施例２と同様の構成である。

格子レンズ５０１は一方の回折光５０２の回折効率を上
げた構成になっており、従って偏光検出Ｎ３０１も１個
で済む。

以上実施例を述べたが、本発明は以上の実施例に限定さ
れるものではない。

［発明の効果］以上述べたように本発明によれば、高い空間周波数を持
つ回折格子と分割されたフォトダイオードとを一体化す
ることによって、偏光成分を分離して各々の成分を検出
することができる薄型の偏光検出器が構成できるという
効果を有する。

また、この様な構成の偏光検出器を光学ヘッドの検出器
として用いることによって、小型でかつ信号検出の出力
が大きい光学ヘッドを構成することができるという効果
を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の偏光検出器の主要断面図、第２図はそ
の斜視図。第３図は本発明の光学ヘッドの第１の実施例
を示す主要構成断面図。第４図は本発明の光学ヘッドの
第１の実施例において、半導体レーザチップと偏光検出
器の配置を示す平面図。第５図は本発明の光学ヘッドの
他の実施例を示す主要構成断面図。第６図は従来の偏光
を分離して検出する構成を示す図。１０１、Ｉｏｔａ、１０１ｂ・・・フォトダイオード１０２．１０２ａ、１０２ｂ・・・フォトダイオード１０３　・・・透明基板１０４　・・・回折格子１０５　・・・入射光１０６　・・・境界３０１ａ、３０１ｂ　　−−−偏光検出器３０２　・・
・半導体レーザチップ・・・　ヒートシンク・・・パッケージ・・・窓・・・放射光５０１　・・・格子レンズコリメータレンズ対物レンズアクチュエータディスク基板記録膜電磁石０２　・・・回折光端子接合出願人　セイコーエプソン株式会社代理人弁理士　上櫛雅誉　（他１名）３０７．３０８　　・・・３０９　　・・・３１０　　・・・３１１　　・・・３１２　　・・・３１３　　・・・３１４、　５３１５　　・・・４０１　　・・・第４図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）回折格子と、該回折格子の格子の方向と直交する
方向に分割された光検出器とから成ることを特徴とする
偏光検出器。
（２）請求項１記載の偏光検出器を用いたことを特徴と
する光学ヘッド。