JPH03256236A - Optical pickup - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、情報記録媒体に情報を記録、あるいは再生す
るための光ピツクアップで、特に光集積化に好適な光ピ
ツクアップに関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an optical pickup for recording or reproducing information on an information recording medium, and particularly to an optical pickup suitable for optical integration.
第5図に従来の実用レベルの光ピツクアップの一例な示
す。レーザダイオード11から出射した光がコリメート
レンズ12により平行光束に変えられた後、プリズムミ
ラー16で方向を変えられて対物レンズ14で光ディス
ク15に集光される。FIG. 5 shows an example of a conventional optical pickup at a practical level. After the light emitted from the laser diode 11 is converted into a parallel beam by the collimating lens 12, the direction is changed by the prism mirror 16 and the beam is focused onto the optical disk 15 by the objective lens 14.
光デイスク表面で反射される光は、光路を逆戻りし、1
/4波長板16と偏光ビームスプリッタ170組合せに
より、レーザダイオード11に光を戻さず、反射して集
光レンズ18によりフォトダイオード19に結像されデ
ィスクに記録された情報の読み出しを行なう。The light reflected on the surface of the optical disk travels back along the optical path to 1
By combining the /4 wavelength plate 16 and the polarizing beam splitter 170, the light is not returned to the laser diode 11, but is reflected and imaged onto the photodiode 19 by the condensing lens 18, thereby reading information recorded on the disk.
この光ピツクアップは、レンズ、ミラー等の光学部品を
空間的に配置しているので、小型・軽量化が困離であっ
た。Since optical components such as lenses and mirrors are arranged spatially in this optical pickup, it has been difficult to make it compact and lightweight.
そこで、小型・軽量化を実現するために、提案された集
積化光ピツクアップの一例を第6図に示す(電子通信学
会論文誌Vo1.J86−C、803,’85)。FIG. 6 shows an example of an integrated optical pickup that has been proposed to realize miniaturization and weight reduction (IEICE Transactions Vol. 1. J86-C, 803, '85).
図において、21は光源の半導体レーザ、22は半導体
レーザの出射光を導く光導波路、23は光導波路22上
に設けられたグレーティング集光ビームスフIJツタ、
24は光導波路2上に設けられた集光結合器、25は光
ディスク、27は81基板26上に形成された2対の受
光素子である。このように形成された光ピツクアップで
は、半導体レーザ21から出射された光は、光導波路2
2を伝搬し、グレーティング集光ビームスプリッタ25
に入射する。ここで回折されなかった0次光は、集光結
合器24によって、光導波路22外の光デイスク25上
に集光される。この光ディスク25からの反射光は、再
び集光結合器24によって集光され、導波路22内を先
はどと逆方向に進行し、グレーティング集光ビームスプ
リッタ25により伝搬方向が変えられ、二対の受光素子
27に集光される。In the figure, 21 is a semiconductor laser as a light source, 22 is an optical waveguide that guides the emitted light of the semiconductor laser, 23 is a grating condensing beam IJ vine provided on the optical waveguide 22,
24 is a condensing coupler provided on the optical waveguide 2, 25 is an optical disk, and 27 is two pairs of light receiving elements formed on the 81 substrate 26. In the optical pickup formed in this way, the light emitted from the semiconductor laser 21 passes through the optical waveguide 2.
2 and grating focusing beam splitter 25
incident on . The zero-order light that has not been diffracted here is focused by the condensing coupler 24 onto the optical disk 25 outside the optical waveguide 22 . The reflected light from the optical disk 25 is again focused by the focusing coupler 24, travels in the opposite direction in the waveguide 22, and the propagation direction is changed by the grating focusing beam splitter 25. The light is focused on the light receiving element 27 of.
上記の集積化光ピツクアップでは、フォーカシング、ト
ラッキング駆動機構は、駆動コイルと永久磁石を組み合
せた可動部品から構成され、集積化光ピツクアップ基板
全体を動か丁必要があるため、ピックアップ全体として
見れば、量産性小型軽量化、低価格化が難しく、光導波
路ピックアップの特徴を充分に活かせないという問題が
あった。In the above-mentioned integrated optical pickup, the focusing and tracking drive mechanisms are composed of movable parts that combine a drive coil and a permanent magnet, and it is necessary to move the entire integrated optical pickup board. There was a problem in that it was difficult to reduce the size, weight, and price of the optical waveguide pickup, and the characteristics of the optical waveguide pickup could not be fully utilized.
また、導波路から射出するビームに対して、電気光学効
果等を用いてビームを偏光する手段を設けることで、上
記のような可動部品を平面に集積化しようとする場合に
、従来の集積化光ピツクアップでは、対物レンズとして
グレーティングカプラを用いているため、ビームを偏向
することにより、集光グレーティングカプラの回折条件
が変化し、集光ビームに対し収差を与えてしまうという
問題があった。In addition, by providing a means to polarize the beam emitted from the waveguide using electro-optic effects, etc., when attempting to integrate the above-mentioned movable parts on a plane, it is possible to In an optical pickup, a grating coupler is used as an objective lens, so there is a problem in that deflecting the beam changes the diffraction conditions of the condensing grating coupler, causing aberrations to the condensed beam.
本発明の目的は、以上に示した様な、従来の光ピツクア
ップの問題点を解決する、小型軽量な光ピツクアップを
提供することにある。An object of the present invention is to provide a small and lightweight optical pickup that solves the problems of conventional optical pickups as described above.
上記問題点を解決するために、本発明に係る光ピツクア
ップは、レーザ光が伝搬する光導波路及び、光導波路を
伝搬する光束を平行光として外部の空間に放射するため
のグレーティングカプラを集積化した基板と、外部に放
射された光ビームを集光させる対物レンズと焦点位置の
微調整を行なうための屈折率分布可変レンズで構成し、
小型軽量化を図ると共に、磁気ディスクヘッドと同様の
スライダ軸受に搭載し、ディスク走行時の空気浮上作用
により、ディスク面への入射光の焦点合せの粗調整を可
能にし、前記屈折率分布可変レンズで焦点合せの微調整
を行なうようにしたものである。In order to solve the above problems, the optical pickup according to the present invention integrates an optical waveguide through which a laser beam propagates, and a grating coupler for radiating the light beam propagating through the optical waveguide into an external space as parallel light. It consists of a substrate, an objective lens that focuses the externally emitted light beam, and a variable refractive index distribution lens that finely adjusts the focal position.
In addition to being smaller and lighter, it is mounted on a slider bearing similar to a magnetic disk head, and the variable refractive index distribution lens enables rough adjustment of the focusing of incident light on the disk surface by air levitation effect when the disk is running. This allows for fine focusing adjustment.
本発明は、光導波路、グレーティングビームスプリッタ
、グレーティングカプラ及び光検出器を同一基板上に形
成して小型化を図ると共に、光ピツクアップヘッドを磁
気ディスクヘッドと同様のスライダ軸受けに搭載するこ
とにより、ディスク走行時に空気浮上効果をもたせ、デ
ィスクのうねりやそりによる焦点ぼけが生じない様に、
ディスク面に追随させると共に、屈折率分布可変レンズ
に印加する電界の強さを、該光検出器で検知するフォー
カス誤作信号を帰還して変化させる事により焦点合せの
微調整を可能にしている。The present invention aims at miniaturization by forming an optical waveguide, a grating beam splitter, a grating coupler, and a photodetector on the same substrate, and also by mounting an optical pickup head on a slider bearing similar to a magnetic disk head. This creates an air levitation effect when the disc is running, and prevents out-of-focus caused by waviness and warping of the disc.
In addition to following the disk surface, the intensity of the electric field applied to the variable refractive index distribution lens is changed by feeding back the focus error signal detected by the photodetector, making it possible to finely adjust the focus. .
本発明の詳細を実施例を用いて説明する。 The details of the present invention will be explained using examples.
第1図は、本発明に係る集積化光ピツクアップの概略構
成図である。FIG. 1 is a schematic diagram of an integrated optical pickup according to the present invention.
光源の半導体レーザ1から出射された光は、例えば、L
iNbO5からなる基板20表面から一様にTiを拡散
させて形成された光導波路6内を伝搬し、グレーティン
グビームスプリッタ4を通過後、グレーティングカプラ
5で回折され、導波路の外部に取り出され、外部の集光
レンズ6及び屈折率分布可変レンズ7により光デイスク
8上に集光される。又、光デイスク80表面で反射した
光は、屈折率分布可変レンズ7、集光レンズ6を戻り、
グレーティングカプラ5により、再度光導波路5を光源
方向に伝搬し、グレーティングビームスプリッタ4に入
射する。グレーティングビームスプリッタは、ブラッグ
型の回折格子であり、1次回折光を2対の光検出器9の
方向に回折させる。この2対の光検出器により、記録信
号の読み出し、フォーカス誤差信号、トラッキングエラ
ー信号等を得ることができる。光検出器9より得られた
フォーカス誤差信号は、外部回路(図示せず)を通じて
屈折率分布可変レンズに印加する電圧に変換される。こ
の様に、フォーカス誤差信号をフィードバックして屈折
率分布可変レンズの屈折率分布を変化させ集光点が光デ
ィスクの記録面からずれないように追随させることがで
きる。The light emitted from the semiconductor laser 1 as a light source is, for example, L
It propagates in an optical waveguide 6 formed by uniformly diffusing Ti from the surface of a substrate 20 made of iNbO5, passes through a grating beam splitter 4, is diffracted by a grating coupler 5, is taken out of the waveguide, and is transmitted to the outside. The light is focused onto an optical disk 8 by a condensing lens 6 and a variable refractive index distribution lens 7 . In addition, the light reflected on the surface of the optical disk 80 returns through the variable refractive index distribution lens 7 and the condensing lens 6.
The light beam propagates through the optical waveguide 5 toward the light source again by the grating coupler 5 and enters the grating beam splitter 4 . The grating beam splitter is a Bragg-type diffraction grating, and diffracts the first-order diffracted light in the direction of the two pairs of photodetectors 9. These two pairs of photodetectors make it possible to read out recording signals, obtain focus error signals, tracking error signals, and the like. The focus error signal obtained from the photodetector 9 is converted into a voltage applied to the variable index distribution lens through an external circuit (not shown). In this way, the focus error signal can be fed back to change the refractive index distribution of the variable refractive index distribution lens so that the focal point can follow the recording surface of the optical disk without shifting.
本発明の一実施例の半導体多層へテロ構造から成る屈折
率分布可変レンズの断面図を第2図に示す。図(a)に
於て71は基板、72は多重量子井戸層、73はキャッ
プ層74は絶縁領域、75は上部電極、76は下部電極
、77は電極75及び76に電圧を印加する為の外部回
路である。第2図(b)に示された例では、基板の一部
をエツチング除去した例を示したが、基板を全部選択的
に除去することも可能である。第5図に上部電極75の
平面−を示す。第3図(a)では、電極パターンは同心
円をなしており、同心円状の電界分布をもたせることが
可能である。一方第3図(b)では、同心円状の電極パ
ターンをさらに放射状に分割し、例えば楕円状の電界印
加を可能にしている。FIG. 2 shows a cross-sectional view of a variable index distribution lens made of a semiconductor multilayer heterostructure according to an embodiment of the present invention. In figure (a), 71 is a substrate, 72 is a multiple quantum well layer, 73 is a cap layer 74 is an insulating region, 75 is an upper electrode, 76 is a lower electrode, and 77 is a layer for applying voltage to the electrodes 75 and 76. It is an external circuit. In the example shown in FIG. 2(b), a part of the substrate is removed by etching, but it is also possible to selectively remove the entire substrate. FIG. 5 shows a plane view of the upper electrode 75. In FIG. 3(a), the electrode patterns form concentric circles, and it is possible to provide a concentric electric field distribution. On the other hand, in FIG. 3(b), the concentric electrode pattern is further divided radially to enable application of an elliptical electric field, for example.
次に、本発明による屈折率分布可変レンズの製造方法の
一例を第2図を用いて説明する。Next, an example of a method for manufacturing a variable index distribution lens according to the present invention will be explained using FIG. 2.
分子線エピタキシ法によりGaAs板71上に、anm
GaAs層と10 nm Ato、5Ga0.7As層
を交互に80周期積層して多重量子井戸層72を形成し
、さらに11o、s Gao、7 Asキャップ層11
00nを成長する。amm on the GaAs plate 71 by the molecular beam epitaxy method.
A multiple quantum well layer 72 is formed by alternately stacking a GaAs layer and a 10 nm Ato, 5Ga0.7As layer 80 times, and a 11o, s Gao, 7As cap layer 11 is formed.
Grow 00n.
その後、上部電極75及び下部電極76を形成する。電
極としては、インジウム丁ず酸化物等の透明電極あるい
は、 Gr、、Au等を用いた部分的透明電極を用いて
も良い。次に、ホトレジスト工程を用いて上部電極75
を第3図(a)あるいは(b)の様にパターン化する。After that, an upper electrode 75 and a lower electrode 76 are formed. As the electrode, a transparent electrode such as indium oxide or a partially transparent electrode using Gr, Au, etc. may be used. Next, the upper electrode 75 is formed using a photoresist process.
is patterned as shown in FIG. 3(a) or (b).
その後、クロム、酸素等のイオンインプランテーション
により電極パターン間に位置する多重量子井戸層の規則
性を乱丁と共に、該多重量子井戸層上のAt(1,5G
ao、7 As層を撰択的にエツチング除去して、素子
間の絶縁を取る。以上の工程より第2図(a)の構造の
屈折率分布可変レンズが形成される。冑、第2図(b)
の構造の屈折率分布可変レンズを作成するには、下部電
極76をホトレジスト工程を用いてバターニングした後
、基板を部分的にエツチング除去すれば良い。本実施例
では、上部電極がない部分のAtg、5 Ga Q、7
Asキャップ層73はエツチング除去し、又、多重量
子井戸層72はイオンイングランチージョンにより規則
性を乱したが、上記各層が充分に高抵抗の場合は、この
限りではない。After that, by ion implantation of chromium, oxygen, etc., the regularity of the multi-quantum well layer located between the electrode patterns is changed, and At(1,5G) on the multi-quantum well layer is
ao, 7 The As layer is selectively etched away to provide insulation between elements. Through the above steps, a variable index distribution lens having the structure shown in FIG. 2(a) is formed. Helmet, Figure 2 (b)
In order to create a variable index distribution lens having the structure shown in FIG. 1, the lower electrode 76 may be patterned using a photoresist process, and then the substrate may be partially etched away. In this example, Atg, 5 Ga Q, 7 where there is no upper electrode
Although the As cap layer 73 was removed by etching and the regularity of the multiple quantum well layer 72 was disturbed by ion implantation, this is not the case if each of the above layers has a sufficiently high resistance.
第5図(o)に第3図(a)の電極を用いて、中心部が
高いガウス分布型の電界を印加した時の面内の屈折率分
布を示した。中心が高く、面内で対称な屈折率分布が得
られる。又第3[d(d)に第6図(b)の電極を用い
て、中心部が高<、X方向よりY方向が高くなる電界を
印加した時の屈折率分布を示した。FIG. 5(o) shows the in-plane refractive index distribution when a Gaussian distribution type electric field with a high center portion is applied using the electrode of FIG. 3(a). The center is high and a symmetrical refractive index distribution can be obtained within the plane. In addition, the refractive index distribution when the center part is high and the Y direction is higher than the X direction is applied using the electrode shown in FIG. 6(b) in the third [d (d).
これより楕円屈折率分布レンズが形成されていることが
わかる。It can be seen from this that an elliptical gradient index lens is formed.
第4図に本発明の他の実施例を示す。FIG. 4 shows another embodiment of the invention.
図に於て72〜76は第2図に同じである。本レンズの
作成方法は、第5図に示した実施例のレンズの作成方法
と同様の方法で多重量子井戸層を含む半導体多層へテロ
構造を形成すると共に、基板を、機械加工あるいはエツ
チング等の化学加工によりレンズ状に成形して、対物レ
ンズ部78が形成される。その後、下部電極を形成して
、対物レンズ一体型の屈折率分布可変レンズが得られる
。In the figure, 72 to 76 are the same as in FIG. The method for manufacturing this lens is to form a semiconductor multilayer heterostructure including a multiple quantum well layer in the same manner as the method for manufacturing the lens of the example shown in FIG. The objective lens portion 78 is formed by molding into a lens shape by chemical processing. Thereafter, a lower electrode is formed to obtain a variable refractive index distribution lens with an integrated objective lens.
以上の例では、屈折率分布可変レンズの主構成要素であ
る半導体多層へテロ構造をGaAs及びklGaAs
で形成する例を示したが、該半導体多層へテロ構造をI
nP 、 InAs 、 Garb 、 InGaAs
、 InGaAsP 。In the above example, the semiconductor multilayer heterostructure, which is the main component of the variable index distribution lens, is made of GaAs and klGaAs.
Although an example was shown in which the semiconductor multilayer heterostructure was formed using I
nP, InAs, Garb, InGaAs
, InGaAsP.
InGaAAP 、 InGaAtAs 、 AtQa
Sb 、 InAtAs 、 GaN 、 AAN。InGaAAP, InGaAtAs, AtQa
Sb, InAtAs, GaN, AAN.
ZnS 、 Zn5e 、 ZnSSe 、 Si 、
Geのうちの少なくとも2つの材料で構成することに
より、 GaAsとωaAaの組合せでは得られない、
0.4μmから6μmまでの広範囲の波長に対応する屈
折率分布可変レンズを作成可能である。前記の材料を用
いた多層構造は、分子線エピタキシ法、有機金属気相成
長法あるいはガスソース分子線エピタキシ法を用いて形
成することが可能である。以下、一実施例としてQ、6
μm帯の光に対して有効な屈折率分布可変レンズの製造
方法を、第7図を用いて説明する。ZnS, Zn5e, ZnSSe, Si,
By being composed of at least two materials of Ge, it is possible to obtain
It is possible to create a variable refractive index distribution lens that corresponds to a wide range of wavelengths from 0.4 μm to 6 μm. A multilayer structure using the above materials can be formed using a molecular beam epitaxy method, an organometallic vapor phase epitaxy method, or a gas source molecular beam epitaxy method. Below, as an example, Q, 6
A method of manufacturing a variable index distribution lens that is effective for light in the μm band will be described with reference to FIG.
分子線エピタキシ法によりGaAs基板71上に、11
00nの(Ato、5s Ga0.6s ) o、5I
Ino、49P ′’ yファ層78を形成し、その後
8nmのGap、51 inn、49 P層と10nm
の(ALO,55Gao、as )o、511no、4
9P層を交互に80周期積層して多重量子井戸層72を
形成し、さらに(ALa、55Gao、6s )o、5
11no、49Pキヤツプ層1100nを形成する。11 on the GaAs substrate 71 by the molecular beam epitaxy method.
00n (Ato, 5s Ga0.6s) o, 5I
Form Ino, 49P'' y-layer 78, then 8nm Gap, 51inn, 49P layer and 10nm
(ALO,55Gao,as)o,511no,4
A multiple quantum well layer 72 is formed by stacking 9P layers alternately for 80 cycles, and further (ALa, 55Gao, 6s)o, 5
11no, 49P cap layer 1100n is formed.
その後、上部電極75及び下部電極76を形成する。電
極としては、インジウムすず酸化物等の透明電極、ある
いは、Or、Au等を用いた部分的透明電極を用いても
良い。次に、ホトレジスト工程を用いて上部電極75を
第5図(a)あるいU (b)の様にパターン化する。After that, an upper electrode 75 and a lower electrode 76 are formed. As the electrode, a transparent electrode such as indium tin oxide, or a partially transparent electrode using Or, Au, etc. may be used. Next, the upper electrode 75 is patterned as shown in FIG. 5(a) or U(b) using a photoresist process.
その後、クロム、酸素等のイオンインプランテーション
により電極パターン間に位置する多重量子井戸層の規則
性を乱丁と共に、該多重量子井戸層上の(AAo、ss
Ga 0165 ) o、s+ In O,49Fキ
ャップ層を選択的にエツチング除去して、素子間の絶縁
を取る。次に、下部電極76をホトレジスト工程を用い
てパターニングした後、基板のGaAsをエツチングが
除去して、屈折率分布可変レンズが形成される。本実施
例では、06μm帯の光をGaAs基板が透過しないた
め、GaAsをエツチング除去したが、a6μm帯の光
を透過する基板を用いる場合は、第2図(a)と同様の
屈折率分布可変レンズを作成可能である。又、本実施例
では、上部電極がない部分の(Ato、ss Gao、
65)o、5+ Ino、49P キャップ層73は、
エツチング除去し、又多重量子井戸層72はイオンイン
プランテーションにより規則性を乱したが、上記各層が
充分に高抵抗の場合は、この限りではない。After that, by ion implantation of chromium, oxygen, etc., the regularity of the multiple quantum well layer located between the electrode patterns is changed and the regularity of the multiple quantum well layer (AAo, ss
Ga 0165 ) o, s+ In O, 49F The cap layer is selectively etched away to provide insulation between elements. Next, after patterning the lower electrode 76 using a photoresist process, the GaAs of the substrate is removed by etching to form a variable index distribution lens. In this example, the GaAs substrate does not transmit light in the 06 μm band, so GaAs was removed by etching. However, when using a substrate that transmits light in the 6 μm band, the refractive index distribution can be changed as shown in Figure 2 (a). It is possible to create lenses. In addition, in this example, (Ato, ss Gao,
65) o, 5+ Ino, 49P cap layer 73 is
Although the regularity of the multiple quantum well layer 72 was disturbed by etching and ion implantation, this is not the case if each of the above layers has a sufficiently high resistance.
以上、本実施例では、屈折率分布可変レンズの製造方法
を示したが、第4図に示した対物レンズ一体型の屈折率
分布可変レンズを形成する場合は、基板が用いる光に対
して透明な場合は、前記の実施例の如く基板をレンズ状
に加工すれば良いが、第7図の実施例では、GaAsが
0.6μm帯の光を透過しないため%CALo、55G
aa、115)o、511no、49P Aツyア層
78を50μmとし、GaAs基板71をエツチング除
去後前記バッファ層78をエツチングによりレンズ状に
成形して対物レンズ部が形成される。In this example, a method for manufacturing a variable refractive index distribution lens has been described. However, when forming a variable refractive index distribution lens with an integrated objective lens as shown in FIG. In this case, the substrate can be processed into a lens shape as in the previous embodiment, but in the embodiment shown in FIG. 7, since GaAs does not transmit light in the 0.6 μm band,
aa, 115)o, 511no, 49P The thickness of the gloss layer 78 is 50 μm, and after the GaAs substrate 71 is removed by etching, the buffer layer 78 is formed into a lens shape by etching to form an objective lens portion.
その後、下部電極を形成して、対物レンズ一体型の屈折
率分布可変レンズが得られる。Thereafter, a lower electrode is formed to obtain a variable refractive index distribution lens with an integrated objective lens.
本発明の他の実施例を以下に示す。本発明の光ピツクア
ップが用いられる光デイスク装置は、処理情報の大容量
化を図る為、第8図に示すディスク8を多数枚用いたス
タック構造が取られている。Other embodiments of the invention are shown below. An optical disk device using the optical pickup of the present invention has a stack structure using a large number of disks 8 as shown in FIG. 8 in order to increase the capacity of processing information.
小型化の為、ディスクの間隔は出来る限り狭くするのが
望ましいが、光ピツクアップの移動の際の空間的余裕を
考慮して、本実施例で[10,とした。スライダ軸受に
搭載した本発明に係る光ピツクアップ9の浮上距離は、
軸受のサイズを選ぶことにより変化させることが出来る
が、ディスク面の微少突起を考慮して、0.1μm以上
浮上させることとし又、スタック構造のディスク間隔を
10゜とした点を考慮し、浮上距離の最大値を1瓢とし
た。For miniaturization, it is desirable to make the distance between the disks as narrow as possible, but in this embodiment, it is set to [10] in consideration of the space available for moving the optical pickup. The flying distance of the optical pickup 9 according to the present invention mounted on the slider bearing is:
This can be changed by selecting the size of the bearing, but considering minute protrusions on the disk surface, we decided to levitate at least 0.1 μm, and taking into consideration the fact that the disk spacing in the stack structure was set at 10 degrees, we decided to The maximum value of the distance was set to 1 gourd.
本桐戒な取ることにより、ディスクのうねりやそりに対
しては、光ピツクアップを浮上させることにより概ねデ
ィスク面に追随させ、又屈折率分布可変レンズにより最
大20μm焦点位置を移動させることが可能である為、
常にディスク面上に集光可能である。By taking the following measures, the optical pickup can be levitated to roughly follow the disk surface, and the focal position can be moved by a maximum of 20 μm using a variable refractive index distribution lens to prevent waviness or warping of the disk. Because there is
Light can always be focused on the disk surface.
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、印加
電圧に応じて屈折率が変化する、屈折率分布可変レンズ
を採用しているので、駆動コイルと永久磁石を組み合せ
たフォーカシング駆動機構を採用する必要がなく、小型
軽量の光ピツクアップを提供することが可能である。As is clear from the above description, the present invention employs a variable refractive index distribution lens whose refractive index changes depending on the applied voltage, so a focusing drive mechanism that combines a drive coil and a permanent magnet is used. It is possible to provide a small and lightweight optical pickup without the need to employ a conventional optical pickup.
第1図は本発明に係る光ピツクアップの概略構成を示す
斜視図、第2図(a)及び(b)はそれぞれ屈折率分布
可変レンズの断面を示す断面図、第5図(a)及び(b
)は屈折率分布可変レンズの上部電極パターンを示す平
面図、第3図(0)及び(d)は屈折率分布可変レンズ
への印加電界強度と屈折率分布の関係を示す図、第4図
は本発明における屈折率分布可変レンズの他の実施例を
示す断面図、第5図は従来の光ピツクアップの概略構成
を示す図、第6図は従来の集積化光ピツクアップを示す
斜視図、第7図は本発明における屈折率分布可変レンズ
の他の実施例を示す断面図、第8図は本発明の光ピツク
アップの使用方法を示す構成図である。
1・・・半導体レーザ
2・・・基板
5・・・導波路
4・・・グレーティングビームスプリッタ5・・・グレ
ーティングカプラ
6・・・対物レンズ
7・・・屈折率分布可変レンズ
71・・・基板
72・・・多重量子井戸層
73・・・キャップ層
74・・・イオンインプラ層
75.76・・・電極。FIG. 1 is a perspective view showing a schematic configuration of an optical pickup according to the present invention, FIGS. 2(a) and (b) are sectional views showing a cross section of a variable refractive index distribution lens, and FIGS. 5(a) and ( b
) is a plan view showing the upper electrode pattern of the variable refractive index distribution lens, Fig. 3 (0) and (d) are diagrams showing the relationship between the electric field strength applied to the variable refractive index distribution lens and the refractive index distribution, and Fig. 4 5 is a cross-sectional view showing another embodiment of the variable index distribution lens according to the present invention, FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a conventional optical pickup, FIG. 6 is a perspective view showing a conventional integrated optical pickup, and FIG. FIG. 7 is a sectional view showing another embodiment of the variable index distribution lens according to the present invention, and FIG. 8 is a configuration diagram showing a method of using the optical pickup according to the present invention. 1... Semiconductor laser 2... Substrate 5... Waveguide 4... Grating beam splitter 5... Grating coupler 6... Objective lens 7... Variable refractive index distribution lens 71... Substrate 72...Multiple quantum well layer 73...Cap layer 74...Ion implantation layer 75.76...Electrode.
Claims (1)
路と、前記出射光を前記導波路から取り出すためのグレ
ーティングカプラの形成された基板と、外部に放射され
た光を情報記録媒体に集光するための対物レンズと、集
光位置を制御するための屈折率分布可変レンズとを備え
たことを特徴とする光ピックアップ。 2、前記屈折率分布可変レンズが、半導体多層ヘテロ構
造、液晶および電気光学効果を有する材料のうちの少く
なくとも一つから構成されることを特徴とする請求項、
記載の光ピックアップ。 3、前記屈折率分布可変レンズが、同心円状に印加され
た電界に応答して、同心円状の屈折率分布を持つことを
特徴とする請求項1又は2記載の光ピックアップ。 4、印加電界に応答して、楕円状の屈折率分布を持つ屈
折率分布可変レンズを備えたことを特徴とする請求項1
又は2記載の光ピックアップ。 5、前記対物レンズと屈折率分布可変レンズが一体化さ
れたことを特徴とする請求項1又は2記載の光ピックア
ップ。 6、前記半導体ヘテロ構造がGaAs、AlGaAs、
InP、InAs、GaSb、InGaAs、InGa
AsP、InGaAlP、InGaAlAs、AlGa
Sb、InAlAs、GaN、AlN、ZnS、ZnS
e、ZnSSe、Si、Geのうちの少なくとも2つか
ら構成されることを特徴とする請求項2記載の光ピック
アップ。 7、前記対物レンズ及び前記屈折率分布可変レンズが、
GaAs、AlGaAs、InP、InAs、GaSb
、InGaAs、InGaAs、InGaAlP、In
GaAlAs、AlGaSb、InAlAs、GaN、
AlN、ZnS、ZnSe、ZnSSe、Si、Geの
うちの少なくとも2つから構成されることを特徴とする
請求項5記載の光ピックアップ。 8、走行するディスク面からの浮上距離が0.1μmか
ら1mmであることを特徴とする請求項1記載の光ピッ
クアップ。[Claims] 1. A light source, an optical waveguide for propagating the emitted light from the light source, a substrate on which a grating coupler is formed for extracting the emitted light from the waveguide, and the light emitted to the outside. What is claimed is: 1. An optical pickup comprising: an objective lens for condensing light onto an information recording medium; and a variable refractive index distribution lens for controlling a condensing position. 2. The variable refractive index distribution lens is made of at least one of a semiconductor multilayer heterostructure, a liquid crystal, and a material having an electro-optic effect.
Optical pickup as described. 3. The optical pickup according to claim 1 or 2, wherein the variable refractive index distribution lens has a concentric refractive index distribution in response to an electric field applied concentrically. 4. Claim 1, further comprising a variable refractive index distribution lens having an elliptical refractive index distribution in response to an applied electric field.
Or the optical pickup described in 2. 5. The optical pickup according to claim 1 or 2, wherein the objective lens and the variable refractive index distribution lens are integrated. 6. The semiconductor heterostructure is GaAs, AlGaAs,
InP, InAs, GaSb, InGaAs, InGa
AsP, InGaAlP, InGaAlAs, AlGa
Sb, InAlAs, GaN, AlN, ZnS, ZnS
3. The optical pickup according to claim 2, wherein the optical pickup is made of at least two of E, ZnSSe, Si, and Ge. 7. The objective lens and the variable refractive index distribution lens,
GaAs, AlGaAs, InP, InAs, GaSb
, InGaAs, InGaAs, InGaAlP, In
GaAlAs, AlGaSb, InAlAs, GaN,
6. The optical pickup according to claim 5, wherein the optical pickup is made of at least two of AlN, ZnS, ZnSe, ZnSSe, Si, and Ge. 8. The optical pickup according to claim 1, wherein the flying distance from the surface of the traveling disk is 0.1 μm to 1 mm.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2053611A JPH03256236A (en) | 1990-03-07 | 1990-03-07 | Optical pickup |
US07/663,596 US5144603A (en) | 1990-03-07 | 1991-03-01 | Optical head incorporating refractive index distribution changeable lens |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2053611A JPH03256236A (en) | 1990-03-07 | 1990-03-07 | Optical pickup |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03256236A true JPH03256236A (en) | 1991-11-14 |
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ID=12947698
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2053611A Pending JPH03256236A (en) | 1990-03-07 | 1990-03-07 | Optical pickup |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH03256236A (en) |
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1990
- 1990-03-07 JP JP2053611A patent/JPH03256236A/en active Pending
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