JPH03219208A

JPH03219208A - 光出力制御方法及び装置

Info

Publication number: JPH03219208A
Application number: JP31301789A
Authority: JP
Inventors: Koichi Haruta; 春田　浩一
Original assignee: Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Current assignee: Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Priority date: 1988-12-02
Filing date: 1989-12-01
Publication date: 1991-09-26

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〕本発明は光出力制御方法及び装置に係り、特に偏光ビー
ムスプリッタを用いた光変調器に関する。

〔従来の技術〕

ＭｎＢ１やＧｄＴｂＦｅなどの磁気光学材料を利用した
光変調器が光ディスク・メモリの磁気光学的読みだしに
使用されている。

前記ＭｎＢ１やＧｄＴｂＦｅなとは膜面に垂直に磁化す
る。そして、その膜面の一部にレーザ光などによる加熱
でキュリー点以上にしたり、あるいは、ある一定以上の
外部磁場を加えることでその部分の磁化方向は反転する
。そこで、偏光子により直接偏光とした光を膜面に照射
すると、反射する光は、周囲と反転磁化した部分とで反
射光の偏波面の回転角（Ｋｅｒｒ回転角）が異なる。す
なわち、Ｋｅｒｒ効果により第３図のように上向き垂直
磁化部分では偏光子の偏光方向を基準に十θ２、　下向
きの垂直磁化部分では一〇、それぞれ回転する。

そこで、第４図のφで示したよう＆ミ　偏光子の偏光方
向に対して検光子の偏光方向を４５度ずれた角度に設定
しておくと、第５図において、磁化の上向き、下向きに
対応してそれぞれＡ、　　Ｂの光量が検光子を通過し　
外部磁場により図示したようなヒステリシス・ループが
得られる。そこで、＋θ、を・　１°　　−θ、を”　
０”に対応させるとデジタル信号として読み出せる。

〔発明が解決しようとする課題〕

このような従来の光変調器において、読み出し信号のＣ
／Ｎ比は磁気光学材料のＫｅｒｒ効果の大小に依存する
。しかし　このＫｅｒｒ効果の大小は磁気光学材′料の
固有の性質であるため、同一材料を用いてＫｅｒｒ効果
を大きくすることはできず、Ｋｅｒｒ効果の優れた磁気
光学材料に交換しない限り、Ｃ／Ｎ比の向上はないもの
とされていた本発明はこのような問題を解決するものであり、磁気光
学材料を交換ぜずｂ：、Ｃ７Ｎ比の優れた出力をする光
学装置とすることを課題とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、　前記課題を解決するため、次のような手段
をとった本発明の方法鷹　偏向した光を磁気光学材料に照射し　
その反射光を偏光ビームスプリッタを介して分光し　検
光子を介して検出する光学系において、前記偏光ビーム
スプリッタを回転することで、出力光の出力調整をする
光出力制御方法である。

また、本発明の装置ｔ１　　偏向光を磁気光学材料に照
射し　この磁気光学材料で反射した前記偏向光を、偏光
ビームスプリフタの反射面で反射して検光子を介して出
力する装置であり、前記磁気光学材料に照射される偏向
光の偏光方向を基準（０度）として、この基準に対する
検光子の偏光方向の角度を可変自在もしくは一定角度に
固定としさらく　偏光ビームスプリフタを光軸すなわち
入力偏向光の進行方向を中心として前記基準に対して相
対的に回転自在、もしくは前記基準に対し一定角度に固
定としたことを特徴とする。

ここで、磁気光学材料に照射される偏向光＋ｉ光源から
の光を偏光子で偏光した場合を例示できる。光源として
ｌ戴　　半導体レーザ、Ｈｅ−Ｎｅレーザ、エキシマレ
ーザ、色素レーザ、アレキサンドライトレーザ、Ｔｉ−
サファイアレーザ等の各種レーザを使用できる。レーザ
を用いた場合、レーザ光自体が偏向光であれ＋ｉＳ　　
前記偏光子は省略してもよい。

そして、偏向光の偏光方向を基準にして偏光ビームスプ
リッタを回転させることで、Ｋｅｒｒ回転角が増大した
のと同様の効果を得られる。

なお、偏光ビームスプリッタと鷹　複屈折結晶を用いて
入射光を２つに分ける光学素子であり、結晶の複屈折性
を利用して振動方向が互いに異なる２つの射出光を得る
ことができるもので、サバール板、ウォラストンプリズ
ムなどを例示できる。

より具体的に（戴　偏光ビームスプリッタとは、２個の
直角プリズムのどちらか一方の斜面に偏光膜（誘電体多
層膜コート）を施し　各プリズムの斜面同士を接着して
立方体にしたもので、入射面（入射光と反射光を含む面
）に平行な光波振動の光（Ｐ波）を通過させて射出する
一方、前記入射面に垂直な光波振動の光（Ｓ波）を反射
させて射出する作用を有するものである。

〔作用〕

偏向した光を磁気光学材料に照射し　その反射光を偏光
ビームスプリッタを介して分光し、検光子を介して検出
する光学系において、前記偏光ビームスプリッタを回転
することで、出力光の出力調整をする光出力制御方法で
、磁気光学材料によるＫｅｒｒ回転角を大きくでき、Ｃ
／Ｎ比の良好な出力を得ることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

この実施例は、光源１、偏光子２、偏光ビームスプリッ
タ３、磁気光学材料４を順次配列するとともに、前記偏
光ビームスプリッタ３の反射面５で反射される光の光路
上に検光子６、受光素子７を配列するとともに、偏光子
２の偏光方向を基準（０度（ｄｅｇ））として検光子の
偏光方向を前記基準に対し４５度（ｄ　ｅ　ｇ）傾け、
さらに、　偏光ビームスプリンタ３の方位角（偏光子２
の偏光方向と反射面５による反射方向のなす角）を前記
基準に対して６５±３０度（ｄｅｇ）とした光変調器で
ある。

基本的な構成を第１図に示すと、光源１１　　偏光子２
、偏光ビームスプリッタ３、磁気光学材料４が順次−軸
線上に配列さ汰　光源１がらの光が偏光子２で偏光さ汰
　偏光ビームスプリッタ３を介して磁気光学材料４に照
射されるようになっている。また、前記偏光ビームスプ
リッタ３の反射面５で反射される光の光路上に検光子６
、受光素子７が配列されている。よって、磁気光学材料
４で反射された偏向光（戴　前記偏光ビームスプリッタ
３の反射面５で反射され、　検光子６を介して出力さ汰
　受光素子７に入力される。

ここで、使用した光源１告　メレス・グリオ社の出力５
ｍＷ、ランダム偏光（常光線と同じ）のＨｅ−Ｎｅレー
ザ（型番０５−ＬＨＲ−１５１）である。

また、偏光ビームスプリンタ３鷹　複屈折体で形成さ汰
　入射光の透過率と戻り光の反射率の比が１１であり、
また、戻り光の１　Ｐ波の反射率とＳ波の反射率の比も
１′　１である。

使用した磁気光学材料４床　ガラス基板の上に５００八
厚のＳｉ３Ｎ、、　１５００Ａ厚のＴ　ｂ　Ｃｏ。

１００八厚のＳｉ３Ｎ４、５００八厚のＡΩを順次積層
したものである。

上記構成部品はすべて水平面Ａ上に配置し　設定時に一
軸上の光路がすべてＡに対して水平になるようにしへ　
さらに光源１と磁気光学材料４を結ぶ光軸と偏光ビーム
スプリッタ３と受光素子７を結ぶ光軸が直角となるよう
にしれ　また、第１図のように偏光子２の偏光方向を鉛
直方向に合わせた場合に（戴　検光子６の偏光方向は鉛
直方向対して時計回りに４５度（ｄｅｇ）をなすように
設定する。

この状態で、鉛直方向を基亀　すなわち、０度（ｄｅｇ
）として偏光子２を時計方向に回転させ九　このとき、
当然検光子６も偏光子２に追従して回転させる。

すなわち、この実施例では、前記偏光子２の偏光方向を
基準に、検光子６の偏光方向を４５度回転し　偏光子２
の偏向方向に偏光ビームスプリッタ３の方位角を合わせ
、すなわち、方位角を０度とした上で、偏光子２と検光
子６とを共に回転させるようにしたもので、この結策　
偏光ビームスプリッタ３が相対的に回転するようにした
ものである。このようく　偏向ビームスプリッタ３を固
定として、偏光子２と検光子６とを回転自在とした万力
（、装置としては簡単かつ、実現容易である。

そして、偏光子２と検光子６の回転に伴い、偏光ビーム
スプリッタ３の反射面５で反射して検光子６を通過する
戻り光から磁気光学材料４に反射することによって付与
されたＫｅｒｒ回転角がどのように変化するかを測定し
た　結果は第２図のグラフ図にローロ線で示す。このグ
ラフ図からすると基準点から６５度（ｄｅｇ）のときに
Ｋｅｒｒ効果が最大となることがわかる。そして、この
最大値を中心に±３０度（ｄ　ｅ　ｇ）の範囲ならば十
分なＫｅｒｒ回転角を得られることが判明した同時に第
６図に示したように、偏光ビームスプリッタ３を用いな
い装置を実験的試作した　これは、レーザ装置１、偏光
子２を介して磁気光学材料４に斜めに偏向光を入射し、
斜めに反射した偏向光を検光子６を介して受光素子７で
受けるようにしたものである。そして、前記偏光子２の
偏光方向を基準に、検光子６の偏光方向を４５度回転し
た関係とした上で、この角度を維持しつつ偏光子２と検
光子６とを共に回転させ、Ｋｅｒｒ回転角がどのように
変化するかを測定し九　結果は第２図のグラフ図に〇−
Ｑ線で示す。この納入　偏光ビームスプリッタ３が存在
しない場合はＫｅｒｒ回転角に変化はないことが判明し
た　なお、偏向光を斜めに入射するようにしたの頃　偏
向ビームスプリッタ３が存在しないと、垂直に入射して
も、反射光を取り出せないからである。

このよう＆−本発明によれＥ　　磁気光学材料を代える
ことな（Ｋｅｒｒ回転角を大きくでき、Ｃ／Ｎ比を良好
にすることができる。また、Ｋｅｒｒ回転角を可変する
ことができるのでレーザ光の出力調整もでき、光増幅装
置として利用できる。

前記偏光ビームスプリッタ３番戴　基準点から６５度（
ｄ　ｅ　ｇ）回転した位置に固定してもよいし、また、
前記偏光ビームスプリッタ３を回転自在にすることで、
Ｋｅｒｒ回転角を変化させ、出力を調整するようにして
もよい。

なお、第７図に示したようく　検光子６と偏光ビームス
プリッタ３との間にハーフミラ−９を設けて前記偏光ビ
ームスプリッタ３の反射面５を反射してきた戻り光を２
つに分割し　一方を前記受光素子７ａで受けて充電変換
し　他方を別の受光素子７ｂで受けて光電変換獣　両者
の出力電流を差動増幅して情報を読み取る差動型として
もよい。

第７図で１０はレンズ、　１４ｂは対物レンズである。

本発明を利用した光学ヘッドの例を第８図に示す。

これ（戴　光源としての半導体レーザ１、レンズ１０１
　　グレーティング１１、第１のビームスプリッタ１２
、第２のビームスプリッタ１３、ピックアップ部１４を
構成するミラー１４ａと対物レンＸ１４ｂを順次配列し
て磁気光学材料としての光磁気ディスク４に光源からの
レーザ光を照射するようになっている。そして、第１の
ビームスプリッタ１２の反射面で反射されたレーザ光は
円筒レンズ１５を介して第１受光素子１６で受けら札サ
ーボ信号として出力される。

第２ビームスプリツタ１３の反射面で反射されたレーザ
光は１７２波長板１７を通過し　偏光ビームスプリフタ
３で２つに分光さ汰　それぞ瓢検光子６を介して出力さ
れ、　受光素子７で受けらへ　差動アンプ１８を介して
光磁気検出信号として出力される。

そして、前記偏光ビームスプリッタ３を回転することで
、Ｋｅｒｒ回転角を大きくでき、Ｃ／Ｎ比を良好にする
ことができる。なお、この第８図の例で（戴　磁気光学
材料（光磁気ディスク）に照射される偏向光ｉ１　　偏
光ビームスプリッタ３を介さずに磁気光学材料に照射さ
れている。これに対し　第１図では、偏向光は偏光ビー
ムスプリッタ３を介して磁気光学材料に照射されている
。要＋Ｌ偏向した光を磁気光学材料に照射し　その反射
光を偏光ビームスプリッタを介して分光し　検光子を介
して検出する光学系において、前記偏光ビームスプリフ
タを回転することで、出力光の出力調整をすることがで
きれば光学素子の配置関係はどのような配置でもよい。

なお、前記検光子は回転自在として、偏向光あるいは偏
光子の偏光方向と検光子の偏光方向との関係を任意に設
定することもできる。

〔発明の効果〕本発明によれば、前記構成としたので、Ｋｅｒｒ回転角
を大きくでき、Ｃ／Ｎ比の良好な出力を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光学装置の一例を示した斜視は　第２
図は偏光ビームスプリッタの反射方向を水平方向右向き
として偏光子を回転させた場合におけるＫｅｒｒ回転角
の変化の状態を示したグラフは　第３図はＫｅｒｒ効果
を示すは　第４図は検光子による検波状況を示すＡ　第
５図は検光子を通過して得られる光量と外部磁場との関
係を示したグラフ図である。第６図は比較装置を示した
Ａ　第７図及び第８図は本発明の他の具体例を示す図で
ある。ｌ・・光風　　　　　　　２・・偏光子、３・・偏光ビ
ームスプリッタ、４・・磁気光学材料、　　　５・・反射面、６・・検光
子。第３図第４図！０第５図第７図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）偏向した光を磁気光学材料に照射し、その反射光
を偏光ビームスプリッタを介して分光し、検光子を介し
て検出する光学系において、前記偏光ビームスプリッタ
を回転することで、出力光の出力調整をする光出力制御
方法。
（２）磁気光学材料に照射される偏向光は、光源からの
光が偏光子を経たものである請求項１記載の光出力制御
方法。
（３）前記偏光ビームスプリッタは、復屈折体で形成さ
れ、入射光の透過率と戻り光の反射率の比が１：１であ
り、また、戻り光の内、Ｐ波の反射率とＳ波の反射率の
比も１：１である請求項１または２記載の光出力制御方
法。
（４）偏向光を磁気光学材料に照射し、この磁気光学材
料で反射した前記偏向光を、偏光ビームスプリッタの反
射面で反射して検光子を介して出力する装置であり、前
記磁気光学材料に照射される偏向光の偏光方向を基準｛
０度｝として、この基準に対する検光子の偏光方向の角
度を可変自在もしくは一定角度に固定とし、さらに、偏
光ビームスプリッタを前記基準に対して光軸を中心に相
対的に回転自在、もしくは前記基準に対し、一定角度に
固定としたことを特徴とする光出力制御装置。
（５）検光子６の偏光方向を前記基準に対し４５度（ｄ
ｅｇ）傾け、さらに、偏光ビームスプリッタ３の回転に
より偏光ビームスプリッタ３の方位角（偏光子２の偏光
方向と反射面５による反射方向のなす角）を前記基準に
対して６５±３０度（ｄｅｇ）とした請求項４記載の光
出力制御装置。
（６）入射される偏向光は、光源からの光が偏光子を経
たものである請求項４または５記載の光出力制御装置。
（７）前記偏光ビームスプリッタは、復屈折体で形成さ
れ、入射光の透過率と戻り光の反射率の比が１：１であ
り、また、戻り光の内、Ｐ波の反射率とＳ波の反射率の
比も１：１である請求項４ないし６いずれかに記載の光
出力制御装置。
（８）前記偏光子の偏光方向を基準に、検光子の偏光方
向は所定角度回転し、偏光子の偏向方向に偏光ビームス
プリッタ３の方位角を合わせ、すなわち、方位角を０度
とした上で、偏光子と検光子とを共に回転させるように
した請求項４ないし７にいずれかに記載の光出力制御装
置。