JPH038134A - 光集積回路及び光学装置 - 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〕 本発明は、光通信あるいは光ディスク記録装置等のオプ
トエレクトロニクス機器に用いる光集積回路及び光学装
置に係り、特に光源として半導体レーザを用いた場合、
光源の波長変動によって生じる各種の収差を補正した光
集積回路及び光学装置に関するものである。

〔従来の技術〕

光通信システムや光情報処理などの分野に使用される光
部品は、従来、レンズ、プリズム、グレーティングなど
のバルク部品を、機械的に組合せることによって構成し
ていた。したがって、上記光部品は外形寸法が大きくて
小形化の要請に適応できず、コストが高価であり、ある
いはまた、機械的な結合により組合せているため、長時
間の使用に対する安全性に欠け、信頼性が劣るという種
々の問題がある。そのため、近年、１つの基板上に複数
個の素子を集積化した光集積回路（光ＩＣ）の概念が導
入され、光部品の大幅な小形化および低コスト化が検討
されている。すなわち、光ＩＣは１つの基板上に受・発
光素子や導波路形（薄膜形）のレンズやグレーティング
などの集積化して光部品を構成するものである。

光ＩＣの構成素子として、グレーティングカップラがあ
る。これは光導波路に形成される導波路覧・、　〉 型回折格子であり、光導波路に光を入射させたり、光導
波路外に光を出射させたりする機能をもった素子であり
、光ＩＣのキーとなる素子の一つである。

上記したグレーティングカップラとしては、Ｊ、　　　
Ｈ，Ｈａｒｒｉｓ、　　ｅｔ　　　　ａｌ、　　　　　
　Ｔｈｅｏｒｙ　　　　ａｎｄＤｅｓｉｇｎ　　ｏｆ　
　Ｐｅｒｉｏｄｉｃ　　Ｃｏｕｐｌｅｒｓ、　Ａｐｐｌ
。

Ｏｐｔ、　、　１１．１０　（１９７２）　、　Ｔ、　
Ｔａｍ１ｒ　　ａｎｄ　　Ｓ。

Ｔ、　Ｐｅｎｇ　、　　Ａｎａｌｙｓｉｓ　　ａｎｄ　
　Ｄｅｓｉｇｎ　　ｏｆＧｒａｔｉｎｇ　　Ｃｏｕｐｌ
ｅｒｓ　、　Ａｐｐｌ、　Ｐｈｙｓ、　、１４゜（’１
９７７）等にその具体的な設計方法が論じられている。

また、グレーティングカップラを用いて光ＩＣ化した光
学部品としては、特開昭６１−８５６４１号、特開昭６
１−２９６５４０号公報に光ディスク装置用光ヘッドと
しての適用例が述べられている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術において、光源として半導体レーザを用い
た場合、以下のような問題点がある。すなわち、半導体
レーザはその放出する光の波長が動−作温度や、半導体
レーザを製造するときの製造工程のばらつきにより変化
するのが一般的である。

したがって、放出する波長が単一でない場合の第一の問
題は、グレーティングカップラにより光導波路に入射可
能な入射角が変化し、入射結合効率が低下する問題があ
った。また、グレーティングカップラを出射側に用いた
場合、上記と同様に出射角が変化する問題があった。

第二の問題は、集光グレーティングカップラとして不等
間隔曲線形状のグレーティングカップラを光ヘッドの対
物レンズとして用いた場合、光ディスク媒体に記録され
た高密度の情報を読み出すために、焦点における光のス
ポントサイズを回折限界近くに絞り込む必要がある。そ
こで、レンズのＮＡ（レンズの直径／焦点距離）は０．
４５以上が要求される。しかし、上記した従来の集光グ
レーティングカップラの場合、ＮＡを０．４５とすると
き。

レーザ光の波長ずれをΔλとすると、１Δλ１＝９．８
　Ｘ　１０−’と厳しい値が要求される。また、レーザ
光の光軸からのずれδ、導波光の実効屈折率のずれΔＮ
はそれぞれ以下の値が要求される。

δに６．９　Ｘ　１．０−４ ΔＮ＝９．８ＸＩＦ４ これらの値は、極めて厳しく実用化レベルでない。

特に、δが小さいため、導波光と垂直に表面弾性波を伝
播させ１弾性波により光を光軸から左右に偏向させるこ
とにより、高速アクセスを実現する集積化光ピツクアッ
プには適用できない欠点があった。

第三の問題は、上記した従来の光ＩＣ化された光ヘッド
において、光ディスクからの信号を検出するビームスプ
リッタが、いわゆるコプレーナの光学素子として構成さ
れているため、受容角（光が素子に本来の入射角よりず
れて入射しても素子特性の劣化が小さく、許容できる入
射角のずれの大きさ）が小さく、焦点誤差信号の検出範
囲が狭く、フォーカシングサーボが働く範囲が狭く限定
されると共に、レーザ光の波長変動に対する特性劣化が
大きい、いわゆる色収差が大きいという課題があった。

第四の問題は、上記従来の光ヘッドは光ディスクが上記
光ヘッドに対して平行でない場合、光ディスク面で反射
した光が再び光導波路に導かれたときの光軸がビームス
プリンタの中心軸とずれるため、トラッキング誤差検出
信号にオフセットが発生するという課題があった。

本発明の第１の目的は、マルチモードの半導体レーザ光
を用いた場合でも、特性の変動が少なく、かつ光利用効
率の高い光集積回路を提供することにある。

本発明の第２の目的は、導波光を表面弾性波により光軸
から左右に高速に偏向させることができて、高速アクセ
スが可能な光ピツクアップ、すなわち、光情報読み出し
装置を提供することにある。

本発明の第３の目的はレーザ光の波長変動がある場合に
も有効に動作し、広範囲にフォーカシングサーボが有効
に働く改良された光ヘッドを提供することにあり、第４
の目的は光ディスクが傾いて光ヘッドに対し平行でない
場合等において問題になるトラッキング誤差検出信号の
オフセットを低減することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記第一の目的は、レーザ光を別途設けた収差補正用グ
レーティングを用いて回折させることにより達成される
。ここで上記収差補正用グレーティングの格子間隔は、
好ましくは半導体レーザ光のある波長に対して、はぼＢ
　ｒａｇｇ条件を満足するように設定することを特徴と
する。

上記第二の目的は、光導波路から導波光を基板内部方向
へ出射せしめる等間隔直線形状のグレーティングと、出
射光を一点に収束させる働きを有する集光素子とをハイ
ブリット一体化することにより達成される。上記基板上
、特に光導波路上には、表面弾性波を励振する電極を配
置することができる。これにより、導波光の出射方向を
変えることができ、光集積回路を高速光偏向装置として
用いることができる。

上記第三及び第四の目的は、光ディスクからの信号を検
出するビームスプリンタをレーザ光の入射用と出射用グ
レーティングカップラの間の光導波路上に形成し、光デ
ィスクからの反射光を４分割すると共に光導波路面と所
定の出射角度をもって基板内に出射し、更に基板端面か
ら外部に設けられた受光器の受光面に集光するように前
記反射光の光束のほぼ中心光軸を対称軸として左右に設
けられた２対の不等間隔曲線形状グレーティングで構成
したことを特徴とする光ヘッドにより達成される。

〔作用〕

本発明の作用効果の一例を第１図を用いて説明する０本
発明の効果は、第１図の６に示した収差補正用グレーテ
ィングにより達成される。すなわち第１図において、半
導体レーザ光の波長がλ（０）からλ（１）に変化した
場合（λ（０）〉λ（１））、グレーティングカップラ
への入射角はえ（０）、λ（１）に対応したα（０）、
α（１）の場合のみ光導波路へ光の強い結合がおきる。

ここで、収差補正グレーティングがない場合、波長が変
化してもグレーティングカップラへの入射角は変化しな
いため、入射結合効率が低下する。

そこで収差補正用グレーティングを設置し、その格子間
隔り、傾斜角δを適正化する。その結果、波長λ（０）
とλ（１）の光に対して、収差補正用グレーティング６
からの回折角をある特定の角度γ（０）とγ（１）に設
定することができる。

なお、γ（０）とγ（１）は基板との界面で屈折し、そ
れぞれグレーティングカップラへの入射角α（Ｏ）、α
（１）となる。したがって、半導体レーザ光の波長が変
化してもグレーティングカップラへの入射角をλ（０）
とλ（１）に対応したα（０）とα（１）にすることが
でき、レーザ光の波長変動に伴う入射結合効率の低下を
防ぐことができる。また、色収差などの収差についても
防ぐことができる。ここで、λ（０）〜λ（１）の光の
うち少なくとも１つの波長に対して収差補正用グレーテ
ィング６がＢ　ｒａｇｇ条件を満たすか、またはＢ　ｒ
ａｇｇ条件近傍で回折がおこるようにＤを定めることが
強度の高い光を得るために重要であり、本発明のポイン
トの一つでもある。

〔実施例１〕 つぎに本発明の実施例を図面とともに更に具体的に説明
する・ 第１図において、基板１としてＬｉＮｂ○、結晶を用い
、基板表面近傍に基板よりも屈折率が若干高い光導波路
２及びグレーティングカップラ３を形成する。次に、半
導体レーザ４の出射光を基板１に対して平行に入射する
ためのガラスブロック５及び５′と前記ガラスブロック
５，５′の間に収差補正用グレーティング６を介在させ
る。

次に、第１図に示した本発明による光集積回路の動作に
ついて説明する。第１図において、グレーティングカッ
プラ３は直線等間隔の回折格子であり、その格子間隔を
Δ、光導波路２の実効屈折率をＮ、基板１の屈折率をｎ
５．半導体レーザ４の波長をλ、グレーティングカップ
ラ３へのレーザ光の入射角をαとすると、 Ｎ−λ／Δ ｃｏｓα＝　　　　　　　　　　・・・（１）ｓ なる関係により、入射角αは波長λに対して一義的に決
定される。そこで、本発明では半導体レーザ４の波長が
変化しても入射結合効率の低下など閂苛止するための収
差補正用グレーティング６を設ける。すなわち、半導体
レーザ４の波長がλ（０）からλ（１）に変化した場合
（λ（０）〉λ（１））、収差補正用グレーティング６
の格子間隔り、傾斜角δを適正化する。その結果、波長
λ（０）とλ（１）の光に対して収差補正用グレーティ
ング６からの回折角をある特定の角度γ（０）とγ（１
）に設定することができる。そこで半導体レーザ４の波
長が変化してもグレーティングカップラの入射角をλ（
０）とλ（１）に対応したα（０）とα（１）にするこ
とができ、レーザ光の波長変動に伴う入射結合効率の低
下及び色収差などの収差を防ぐことができる。次に、収
差補正用グレーティング６の格子間隔り、傾斜角δの具
体例を述べる。

まずＤは、波長λ（０）の光が収差補正用グレーティン
グ６によりＢ　ｒａｇｇ条件、もしくはＢ　ｒａｇｇ条
件近傍で回折されるよう（２）、（３）式を満たすよう
な条件とする。

β（０）二波長λ（０）での回折格子に対する入射角 γ（０）二波長λ（０）での回折格子に対する出射角 また波長λ（１）の光がＢ　ｒａｇｇ条件の近傍で回折
されるように（４）式を満たす条件とする。

β（１）二波長λ（１）での回折格子に対する入射角（
β（Ｏ）＝β（１）） γ（１）：波長λ（１）での回折格子に対する出射角 さらに下記の条件（５）〜（１２）式が満たされるよう
にり、δ、θを定める。

α、（０）＝α。（０）十〇−二　・・・（７）αｚＤ
）＝α。（１）十〇−二　・・・（８）β　（０）斗γ
　（０）　　　　　　　　　・・・・・　（３）α２（
１）　＝ｓｉｎ＋　［子ｓｉｎα、（１）］・（１０）
γ（０）＝αｚ（ｏ）−ｉ’−δ＋π　・　（１１）γ
（１）＝α２（１）−〇−δ十π・・（１２）α。（Ｏ
）：λ（０）でのグレーティングカップラへの入射角 α。（１）：λ（１）でのグレーティングカップラへの
入射角 α、（０）　　二λ（０）でのガラスブロックから基板
への屈折角 α１（１）　　：λ（］）でのガラスブロックから基板
の屈折角 α、（０）：λ（０）での基板への入射角α、（１）：
λ（１）での基板への入射角Δニゲレーティングカップ
ラの格子間隔Ｄ：収差補正用グレーティング６の格子間
隔 θ：基板端面の切断角 δ：収差補正用グレーティング６の傾きｍ：収差補正用
のグレーティング６で回折された光の回折次数であり、
−１ とする。

Ｎ：光導波路５の実効屈折率 ｎＳ　二基板２の屈折率 ｎＰニガラスブロックの屈折率 第２図は本発明で用いる収差補正用グレーティング６の
好ましい断面形状を示したものであり。

強度の高い回折光を得るためにはすでに達人たＢ　ｒａ
ｇｇ条件を満たす形状の回折格子を用いることが望まし
い。

以上述べた条件を満たす回折格子の具体的な一例として
は、λ（０）が０．７８ｐｍ、　　λ（１）が０．７７
６ｐｍの半導体レーザを用い、ｎ　ｓ　＝２．２．　Ｎ
　＝２．２０９のＬｉＮｂ０．結晶を用いたＴｉ拡散光
導波路を用い、その上にＡ＝４μｍのグレーティングカ
ップラを形成し、基本のレーザ光入射端面にｎＰ＝１．
４５のＢＫ−７製のガラスブロックを貼り付けた場合、
θは約５６度、δは約１００度、Ｄは約１，６μｍとな
る。この場合回折格子に対するλ（０）、λ（１）の光
の入射角は等しいが出射角の差は約０．１度となり、そ
れぞれの波長で光導波路への結合条件を満たす角度α。

（０）、αｏ（１）で入射する。

この場合回折光（収差補正用グレーティング６の出射光
）の効率は、Ｔを約１１μｍとすることにより、９０％
以上となる。

なお、上記した収差補正用グレーティング６の一例とし
て、基板としてＢＫ−７ガラス８を用い、その上に５ｉ
Ｏ２９をＣＶＤ法などの公知の成膜法で約１１μｍ形成
し、公知のホトリソグラフィによりＳｉｎ、層を所定形
状に微細加工した。次に、ＢＫ−７１１Ｊのガラスブロ
ック５，５′と上記回折格子６をＢＫ−７とほぼ同じ屈
折率をもつ接着剤で貼り合わせ、上記したＳｉ○２９と
接着剤で同期構造を形成させることにより、収差補正用
グレーティング６として機能させる。

本発明で用いる回折格子の形態としては、第１図、第２
図に示したような透過型回折格子の他に第３図に示すよ
うな反射膜ＩＯを設けた反射型回折格子がある。

第４図は１本発明の一実施例を示し、光ディスク装置に
用いる光ヘッドとして有効な光ＩＣである。第４図にお
いて、半導体レーザ４から出射した光はコリメートレン
ズ１１．ガラスブロック５゜収差補正用グレーティング
６を介して基板１側からグレーティングカップラ３に入
射し、光導波器２に導波される。導波光７は光導波路２
上に形成した表面弾性波（ＳＡＷ）を利用した光偏向器
１２で偏向され、出射側のグレーティングカップラ３′
で再び基板内に出射され、収差補正グレーティング６′
で回折しガラスブロック１３で光路を垂直に変換した後
、対物レンズ１４で光ディスク１５上の一点に集光され
る。一方、光ディスク１５からの反射光は再び同一経路
をたどり、出射側のグレーティングカップラ３′で光導
波路２に導波され、光偏向器１２を通過し、光導波路２
上に形成した集光ビームスプリッタ１６により２分割す
るとともに基板側に出射され５かつガラスブロック５の
端面に設けたホトダイオード１７．１７’　の受光面の
一点に集光され、光ディスク１５からの信号を検出する
。

以下に第４図の光ＩＣの製造方法及び作用の詳細につい
て説明する。第４図の光ＩＣの製造方法について、まず
グレーティングカップラ３，３′や集光ビームスプリッ
タ１６などの各種導波路型光学素子に関して第５図を用
いて説明する。第５図において基板１として光学研磨し
たＬｉＮｂ０．結晶を用い、Ｔｉをスパッタリングによ
り２４ｎｍ堆積させ、熱拡散を行って光導波路２を形成
した。上記スパッタリングの条件は、高周波パワー３０
０Ｗ。

アルゴンガス圧０，３５Ｐａ、スパッタ速度０．４ｎｎ
＋／ｓｅｃである。熱拡散は電気炉を用いて、１０００
℃に加熱しアルゴンガス雰囲気中で２時間、続いて酸素
ガスを０．５時間流して行った。ここで光導波路の表面
屈折率はｎｆ＝２．２２となり等側屈折率Ｎ＝２．２０
９のＴＥ単一モード光導波路であった。なお光導波路２
はプロトン交換法によって作製してもよい。

光導波路２上に形成するバッファ層１８は次に形成する
グレーテイング層の剥離やクランクなどの発生を防止す
るものであり、コーニング社７０５９ガラスをスパッタ
リングにより１０ｎｎ形成した。スパッタ条件は高周波
パワー１００Ｗ　、アルゴンガス圧０．３５Ｐａ、スパ
ッタ速度０．２ｎｍ／ｓｅｅである。バッファ層上にグ
レーテイング層３としてＴｉＯ２を反応性スパッタリン
グにより１１００ｎ形成した。スパッタ条件は、Ｔｉ○
２ターゲットを用いてスパッタガスとしてアルゴンと酸
素を用い、０２とＡｒの流量比０．７．スパッタガス圧
力０．４２Ｐａ、高周波パワー５００Ｗ、スパッタ速度
０．１ｒ＋ｍ／ｓｅｃである。次にグレーテイング層３
およびバッファ層１８を所定の２厚波路型光学素子の形
状に微細加工するために、グレーテイング層３上にレジ
スト１９を回転塗布法により形成した。ここではレジス
ト１９として電子線レジストであるクロルメチル化ポリ
スチレン（ＣＭＳ−ＥＸＲ：東洋ソーダ製）を用い、Ｊ
グさ０．５μｍとした。上記レジストを１３０℃で２０
分間プリベークしたのち、電子ビーム２０を所定のグレ
ーテイング層形状に照射した。照射条件は、電子ビーム
径０．１μｍ、照射量１６μｃ／ａＪとした。電子ビー
ム露光後に現像を行いレジスト環のマスクを形成した。

その後イオンエツチングによりグレーテイング層３およ
びバッファ層１８を′＃細加工した。

イオンエツチングの条件は、エツチングガスとしてＣＦ
４を用い、圧力３．８Ｐａ、高周波パワー２００Ｗ。

エツチング時間１５ｍｊｎとした。エツチングの後レジ
スト製マスクを除去してグレーティングカップラ３，３
′や集光ビームスプリッタ１６などの各種導波路型光学
素子が形成できた。次に、ＳＡＷ光偏向器１２は真空蒸
着法によりＡｌ１膜を１１００ｎ蒸着し、所定のくし形
電極に微細加工した。なお、上記加工はリフトオフ法を
用いた。電極の仕様は中心波長１４μｍ、中心周波数２
５０ＭＨｚ、対数２である。

次に６の収差補正用グレーティングに関しては、基板８
としてＢＫ−７ガラスを用い、その上にＳｊｏ、９を約
１１μｍ、５ｉＣＱ４と０２を原料としたＣＶＤ法もし
くは蒸着法、スパッタリング等によって形成した。次に
５１０２９をホトリソグラフィにより所定の格子形状に
加工するために、上記した各種導波路型光学素子と同様
にホトレジスト（ＯＦ　Ｐ　Ｒ８００）を１μｍ回転塗
布法により形成した。上記レジストを８５℃で３０分間
プリベークした後、所定の格子形状を描いたホトマスク
により、Ｕ■露光装置を用いて密着露光した。露光後ク
ロルベンゼン中で４０°Ｃで５分間浸漬処理を行った後
現像した。レジスト環の格子パターン上へＣｒを蒸着し
、アセトン中で超音波洗浄を行ってレジストを除去しＣ
ｒ製のマスクを形成した。その後ＣＦ、ガスを用いたイ
オンエツチングによりＳｉＯ□を微細加工し、Ｃｒを除
去して格子パターンが形成できた。このホトリソグラフ
ィ技術はｉ′１１述のグレーテイング層およびバッファ
層の微細加工にも応用することができる。上記の素子を
形成した基板１．収差補正用グレーティング６．６′及
びＢＫ−７製のガラスブロック５，５′はそれぞれの端
面を所定の角度で切断、研磨してＢＫ−７とぼ同し屈折
率をもつ接着剤で貼り合わされ、半４体レーザ４及びホ
トダイオード１７．１７’　を端面結合して　４図の光
ＩＣを形成した。次に第４図の光ＩＣの作用について説
明する。半導体レーザ４からの出射光（波長０．７７６
〜Ｏ，，７８μｍ）は、コリメートレンズ１１で平行光
に変換され収差補正用グレーティング６により回折され
、さらに基板１の界面で屈折し、波長及びグレーティン
グカップラの格子間隔に応して第（１０）　、　　（１
１）式に従って光導波路２に導波される。導波光７は、
ＳＡＷ光偏向器１２により偏向されてグレーティングカ
ップラ３′に入射し、波長及びグレーティングカップラ
の格子間隔に応じて第（１０）　、　　（１１）式に従
って基板内に出射される。基板内に出射された光は収差
補正用グレーティング６′により回折されガラスブロッ
ク１３端面で反射されて上方に出射され光ディスク１５
に対して垂直に移動する機構を有したレンズ１４で集光
されて光ディスク１５のビット（情報）に集光される。

光ディスク１５により反射された光は、レンズ１４．ガ
ラスプロｙり１３．収差補正用グレーティンクロ′を通
すグレーティングカソブラ３′により再び光導波路２に
入射した後、集光ビームスプリンタ１６に入射すること
によって２分割されるとともに２分割ホトダイオード１
７．１７’上に集光されてピントの情報が読み取られる
。

ここで収差補正用グレーティング６がない場合。

半導体レーザの波長が０．７７６〜０．７８μｍの範囲
で変化したとき、光導波路２へ最大の効率で結合がおき
る角度が約０．１度変化するが、グレーティングカップ
ラ３への入射角は常に一定であるため入射結合効率が低
下する。これに対し本発明の、格子ピッチＤが約１．６
μｍ、格子高さＴが約１１μｍの収差補正用グレーティ
ング６を用いることにより、波長に応じて異なる角度で
回折し、最適な角度でグレーティングカップラ３に入射
し、高い入射結合効率が得られる。

また、収差補正用グレーティング６′がない場合、半導
体レーザの波長が０．７７６〜０．７８μｍの範囲で変
化したとき、レンズ１４への入射角は約０．１変異なり
、スポット装置はジッタ方向へ約８μｍずれる。これに
対し本発明の、格子ピッチＤが約２．５μｍ、格子高さ
Ｔが約１１μｍの収差補正用グレーティング６′を用い
ることにより、入射角の差は０．０１度以下になり、ジ
ッタ方向へのスポット位置変動も０．０１μｍ以下にな
る。本発明の収差補正用グレーティング６′により光デ
ィスク上のスポット位置変動の波長依存性は大きく減少
し、より正確な情報が読み取れる光ヘットとなる。

なお上記光ＩＣを構成する材料としては、石英。

５１０２系ガラス基板、誘電体結晶基板、ＳｉＯ２系が
ガラス光導波路、金属拡散光導波路、３や３′の素子形
成材料としては、カルコゲナイドガラス。

ＴｉＯ２，Ｚｎ○、ＺｎＳ、６の収差補正用グレーティ
ング形成材料としては、５ＬＯ２系ガラス、高分子化合
物、１０のカラスブロック形成材料としては、ＳｉＯ□
系ガラス等があり、−膜内に光学素子や光導波路、薄膜
光学素子を形成するのに用いられる材料全般が使用でき
、これらの材料を用い、半導体を製造する場合に使用す
るリングラフィ技術。

真空技術を用いることにより素子が形成できる。

また、上記した光ＩＣ化した光ヘッドは、レーザビーム
プリンタ月光ヘットとしても適用可能である。

〔実施例２〕 第６図は本発明の第２の実施例を示すものである。

２は基板１の第１主平面上に形成され、該基を反１より
高い屈折率を有する光導波路、３′は該光導波路２上に
形成された等間隔直線形状のグレーティングカップラ、
７は光導波路２内を伝搬する導波光、６′は収差補正用
グレーティング、１４は基板より出射した光を集光する
レンズ、２１はレンズによる出射光の集束点（以下便宜
上焦点という）である。なお、導波光７は、コリメート
された平行光である必要がある。

ここで、光源のレーザ光の波長をλ、光導波路２の導波
光７に対する実効屈折率をＮ、基板１の屈折率をｎｇ、
等間隔直線形状のグレーティングカップラ３′の格子間
隔をＡとする。グレーティングカップラ３′を用い１ｍ
次光を基板方向に基板表面とＯの角度方向へ出射させる
ためには、という条件を満たす必要がある。通常、回折
光としては一１次光を用いる。

条件式（１３）のほかに、 同図において、１は誘電体またはガラスの基板、が満た
されれば、導波光は基板方向のみに出射され、空気中へ
は出射されないので、大きな効率が得られる。

格子間隔Ａは、ｍ＝−Ｌとし、０２３０度とすると、次
で与えられる。

一例を挙げると、基板１としで、ｎ５＝２．１７７のＬ
ｉＮｂＯ３を用い、光導波路２を、Ｔｉの熱拡散により
作製してＮ＝２．１８７とし、光源としてλ＝０．７８
　（μｍ）の半導体レーザを用いたとすると、Ａ＝２．
５９（μｍ）となり、フォトリソグラフィ技術を用いて
十分作製可能である。また、このとき条件（１４）も満
足されるので、導波光は、基板方向のみに効率よく出射
させることができる。

また、基板１として、ｎＳ　＝１．４７２のパイレック
ガラスを用い、光導波路２として、スパッタリングで成
膜した屈折率１．５４４のコーニング７０５９ガラスを
用いてＮ　＝　１．５２０とし、光源として、やはりλ
＝０．７８　（μｍ）の半導体レーザを用いたとすると
、Ａ＝３．１８（μｍ）となり、やはりフォトリングラ
フィ技術を用いて十分作製可能である。また、このとき
条件（１４）も満足されるので、導波光を基板方向のみ
に効率よく出射させることができる。

以上のように、本発明のような光集積回路では、従来の
ものに比して大きな効率を得ることができる。

一方、前記のレーザ光波長ずれΔλ、実効屈折率のずれ
ΔＮ、レーザ光の光軸からのずれδが生じたときの収差
については、以下のようになる。

第７図のように、δ＝Ｏのときの光線の伝搬方向を２軸
とするような左手系の直線直交座標系をとり、また、光
の出射点を原点としδ＝Ｏのとき光線が出射する方向を
２′軸とするような左手系の直線直交座標系をとる。二
つの座標系の原点は、−ｍさせる。また、２軸およびＺ
′軸はθの角をなしている。

まず、入射平行光が２軸からδだけずれた方向に入射し
た場合、ｘｙｚ系における位相整合条件は、 ＫＱＮｃｏｓδ−２ｘ　／　Ａ　＝　Ｐ　ＺＫ、Ｎ５ｉ
ｎδ　　　　　　＝　Ｐ　ｙ　　　・・・・・・（１６
）Ｐｘ＝＋　　　ｋａｎＳ　　”　−Ｐｙ”　−Ｐｚ”
となる、ただしｋｏ＝２ｚ／λ、またＰｘ、Ｐｙ。

Ｐｚは出射ベクトルのｘｙｚ系における成分である。ｘ
ｙｚ系と　ｌ　ｙｌ　　ｚ　’系のベクトルは、変廟 で結ばれるから、出射ベクトルは、Ｘ′　ｙ′　ｚ系で
は、 となる。出射光の方向の２′軸となす角度をφとすると
、前記ＬｉＮｂ○、を基板として用いる例の場合、１δ
１≦０．０１（ｒａｄ）の範囲では、はぼ１δ〜φであ
る。さらに、基板と空気の境界面における屈折の効果に
より、空気中ではφ〜２１δ１となる。すなわち、導波
光は、Ｚ′軸からほぼ２δ傾いた方向へ平行光として出
射する。

集光レンズ１４として、通常の光ピンクアップ用対物レ
ンズを使用すれば、出射光が平行光であるためδが上記
のように十分小さければ、収差はほとんど問題にはなら
ないほど小さい。

また、例えば、レンズの焦点距離を３■とすれば、焦点
２１は、δ〜０．０１のとき約３０μｍ移動するので、
導波光７を積極的に５ＡＷ（表面弾性波）光偏向器１２
で励振した。ＳＡＷを用いてδだけ偏向させることによ
って、第４図のように数トラック分のアクセスおよびト
ラッキング補正を行うことができる。

以上のように、グレーティングカップラの形状を直線と
することで、導波光７の光軸２からの偏向に対して強い
ピックアップ対物レンズ系を構成できる。

一方、実効屈折率のずれΔＮ、レーザ光源の波長ずれが
生した場合、出射光方向は、ｘｚ　（ｘ’ｚ′）平面で
角度Δθだけずれる。ただし、出射光は、平行光である
。その大きさは、はぼと表せる。ΔＮ、Δλが単独で生
じた場合、前記ＬｉＮｂ○、を基板として用いた例の場
合。

Δθ−−０，９２ΔＮ　（ｒａｄ） Δθ−０，３５Δλ（ｒａｄ） である。屈折の効果を考慮すると、１Δθ１く０．０１
（ｒａｄ）となる範囲は、 （２０） となり、これは、従来のものに比べて十分大きい値であ
る。

以上のように、本発明の光集積回路では、グレーティン
グカップラに直線形状の回折格子を用いているので、か
な大きなΔλ、ΔＮ、δが生じても、出射光が平行光で
あるため、高性能のピックアップ用対物レンズを用いれ
ば、発生収差を小さくさせることができる。

〔実施例３〕 第９図は本発明の第３の実施例となる光集積回路を示し
たもので、第９図（ａ）は断面図、第９図（ｂ）は平面
図をそれぞれ示す。

図において、１は例えば屈折率２．ｘ７７のニオブ酸リ
チウム（Ｌ　ｘ　Ｎ　ｂ　Ｏ３）のごとき光学材料から
成る基板、２は基板より屈折率の高い光導波路で、この
例ではニオブ酸リチウム基板上にチタンを蒸着し、チタ
ンを熱拡散して約１．５μｍの光４波路を形成した。３
′は光導波路上に形成した等間隔の直線形状のグレーテ
ィングカップラで、光導波路よりも屈折率の大きい光学
材料で形成され、この例では屈折率２．４のチタン酸化
物（Ｔｉｅ、）膜を光導波路上に形成し、リソグラフィ
によるパターン形成技術によりピッチ２．５９μｍの直
線形状グレーティングカップラを光の進行方向に４ｍに
わたり形成した。２２は光導波路３上の回折格子３′の
前方に設けられたレンズ手段で、この例では光導波路２
上に周知の技術で口径的２ｍの透過型フレネルレンズが
形成された。おな、レンズの口径は導波光の幅に等しい
かそれより大とする。レンズとしては、その他バルクの
レンズでもよいが、基板上に集積化しコンパクトな構成
とする上からフレネルレンズが好ましい、２３は基板表
面と３０度の角度に切断・研磨された反射面からなる基
板端面であり、この傾斜角は導波光７の出射角度０に等
しく形成されている。２１は光の焦点ｆである。また第
９図（ｂ）に示した導波光７はコリメートされた平行光
である。

ここで、回折格子を構成する酸化チタン（Ｔｉｅ２）の
厚み、フレネルレンズの焦点距離ｆ及び口径りについて
さらに詳述すると、光ピツクアップヘッドの対物レンズ
としてフレネルレンズを用いる場合には開口数ＮＡ〜０
．５としなければならないゆこのレンズの実質的な開口
数は、回折格子の開口数で決まる。いま、第９図（ｂ）
に図示のように回折格子のＸ方向の開口長をＬｘ、ｙ方
向の開口長をＬｙとする。回折格子による出射光が基板
１表面とθの角をなす方向へ出射させるとき、フレネル
レンズ２２へ入射する光線束の面積なＬｘｃｏｓｆｌｌ
ＸＬｙである。例えば１本実施例のようにθ＝３０度、
ｆ＝２ｎｎ＋とすると、 Ｌ　ｘ　＝２．３０ｍｍ、　　　　　　Ｌ　ｙ　＝１．
１５ｍｍとする必要がある。このとき、フレネルレンズ
の口径りは全光束をカバーするために である必要がある。

また、グレーティングカップラ３′から出射する光の振
幅はＸ軸方向にｅｘｐ　（−αＸ）の依存性をもって出
射する。ここでαを放射損失係数とよぶ。

開口数を確保するためにはαＬｘ≦１という条件αの値
は、基板１．光導波路２．グレーティングカッＮ３’　
の屈折率と厚みで決まる。上記のように、屈折率ｎＳ　
＝２．１７７のＬｉＮｂ０．、光導波路２の屈折率Ｎ＝
２．１８７．グレーティングカップラの装荷層材料とし
て屈折＄ｎ、＝２．４のＴｉＯ２を用いたとき、α〜０
．４とするためには、ＴｉＯ２の厚みを約３０ｎｍとす
ればよい。

再び、第９図（ａ）、（ｂ）に示す構成の光集梼回路の
説明に戻り、各光学系のパラメータについて検討する。

ここで、光ｇ（この図では省略）のレーザ光の波長をλ
４光導波路２の実効屈折率をＮ、基板１の屈折率を１３
．等間隔直線形状のグレーティングカップラ３′の格子
間隔を八とする。

グレーティングカップラ３′によって出射させられた光
の入射方向と、基Ｆｉ端面の研磨面２３の法線方向とな
す角度をφとすると、 ｎ５ｓｉｎφ〉１　　　　　　　　　　・・・・・（２
２）のとき全反射が起こる３本件実施例の場合、ｎ５＝
２．１７７、φ＝３０（度）なので全反射が起こる範囲
式（２２）に含まれている。

次にフレネルレンズ２２の焦点距離をｆとし、フレネル
レンズの中心を原点として第９図（ｂ）のような座柳系
をとる。フレネルレンズの形状式は、２π ｔ（ｘ、ｙ）＝−Ｔ−Ｆ耳７Ｔ… ＝２ｍ′π（ｍ’整数）・・・（２３）で与えられる。

このフレネルレンズは光軸に関し軸対称であるから、収
差の最低次数は３次である。

３次の波面収差関数は、例えばＭｅｉｅｒの文献、Ｊ、
○ｐｔ、　Ｓｃｏ、　Ａｍｅｒ、　、　Ｖｏｌ、　５５
．　Ｎｏ、　８（１９６５）の９８７頁から９９２頁に
おいて論じられているように次式となる。

２π　　１ Φ％（ｒ１θ）＝＝〔−丁Ｓｒ４ λ 十τｒ３（ｃｏｓθＣｘ＋ｓ１ｎθＣｙ）１　　　　　
　　　　　　　　・・・・（２４）＋　ｐ　（ｃｏｓθ
Ｄｘ＋ｓｉｎθＤｙ）ただし、ｘ”ｒｃｏｓθ、ｙ＝＝
ｒｓｉｎθとして極座標で表示した。またλ′は実際の
光源の波長である。

本実施例の場合、５次以上の収差を十分小さいとして無
視し、マレシャル条件を満たすΔｎ。

Δλ、δの許容上限値を求める。すなわち。

Δｎｌ、ｌΔλ１，１δｌの上限値は次式となる。

前述した従来技術の値と（２５）とを比較すると、本実
施例の上限値となる式（２５）は従来の集光作用を有す
るグレーティングカップラより大幅に緩和されている。

また、従来の集光バルクレンズを用いたハイブリッド型
集光グレーティングカップラに対しては、１Δｎ１では
若干劣るものの、δ１，１Δλ１に関しては改善されて
いる。式（２５）のｌΔλＩが許容されているならば、
波長λ＝０．７８　（λｍ）の半導体レーザを用いたと
き、実際の波長変動は±４　（ｎｍ）まで許容されるの
で、実用可能なレベルとなる。また、１Δｎ１に関して
も基板として屈折率ｎ５＝２．１７７のＬｉＮｂ○、を
用い、実効屈折率Ｎ＝２．１８７の導波光７を用いると
き、実際の実効屈折率変動は０．００３５であり、これ
は熱拡散や成膜など通常のプロセスでも十分制御できる
ので問題はない。

〔実施例４〕 第１０図は本発明の第４の実施例を示す平面図、第１１
図は側面図で、同図においてこの実施例に係る光ヘッド
は、誘電体またはガラス等の光学基板１の表面に形成さ
れた上記基板より屈折率の大な光導波路２とこの光導波
路２にレーザ光を注入する半導体レーザＬＤと、上記光
導波路２上に不等間隔曲線群の回折格子により形成され
、上記半導体レーザの出射光を上記光導波路２に導く入
射用グレーティングカップラ４３と収差補正用の回折格
子６から成るコリメート手段と、上記光導波路２上に形
成された等間隔直線群のグレーティングカップラ３′　
と同心円群の回折格子から成るフレネルレンズ２２の組
により構成され、上記光導波路２中を伝播してきたレー
ザ光（光の進行方向を矢印で表示）を光導波路２外部の
基板内に出射角度θで出射しその端面２３で全反射させ
情報記録面であヘヘイスク（ここでは図示していないが
、第４図の１５を参照されたい）上の一点に光束を集光
させるフレネルレンズ２２と、フレネルレンズ２２によ
り光導波路２に導かれたディスクからの反射光を、反射
光の中心光軸を通り光導波路２に垂直な平面に対して２
対のほぼ対称な４光束と成るよう４分割し集光するビー
ムスプリッタ２４ａ、２４ｄと、ビームスプリンタによ
り４分割された情報記録面（ディスク）からの反射光を
それぞれ受光して電気信号に変換するホトダイオードか
ら成る光検知器２５．２５’　と、集光グレーティング
カップラとビームスプリッタの間に形成され、表面弾性
波によリレーザ光を偏向させるための表面弾性波発生用
電極１２とで構成される。なお、ビームスプリッタ２４
ａ、２４ｂを構成する回折格子は光の進行方向に従って
その間隔が密となっている。また、基板１゜光検知器２
５．２５’　、半導体レーザＬＤなどは１例えばアルミ
ニュウムなどの金属ステージ２６上に載置される。

次に上記構成に基づく光ヘッドの動作については入射用
クレーティングカップラ４３及び収差補正用の回折格子
６から成るコリメート手段により光導波路２に導かれる
とともに平行光に変換される。

ここで、入射用グレーティングカップラ４３と収差補正
用グレーティング６の設計手法について述べる。上記し
た２つの回折格子を透過型のホログラムと考え、ＬＤの
発散光を平行光に変換するための位相伝達関数をそれぞ
れの回折格子について算出する。次に、上記した位相伝
達関数の波長依存性を調べ、波長変化による回折角の変
化を、それぞれの回折格子で相殺するように再度、それ
ぞれの回折格子について位相伝達関数を決定する。

次に、上記コリメートされたレーザ光は光導波路２を伝
播して等間隔直線群のグレーティングカップラ３′によ
り光導波路２外の基板１内に出射角度θ（この場合３０
度）で入射し、基板端面２３で全反射し、再度光導波路
２に入射し、これを通過してフレネルレンズ２２により
、光束は図示されていないディスク上の一点に集光され
る。

ビームスプリッタ２４ａ、２４ｂを通過する際、フレネ
ルレンズ２２の方向に伝播する場合にはブラッグ回折条
件を満たさずビームスプリッタ２４ａ、２４ｂにより回
折されない。光ディスク上に集光したレーザ光は信号ピ
ットの有無に応じて散乱または反射される。ディスクに
より反射されたレーザ光（光路を示す矢印がこれより逆
向きとなる）は上記直線等間隔のグレーティングカップ
ラ３′により再び光導波路２内に導かれる。この導かれ
たレーザ光はビームスプリッタ２４ａ、２４ｂにより上
記レーザ光の進行方向の中心光軸を通り光導波路２に垂
直な平面に対して２対のほぼ対称な４光束となるよう４
分割され、この４分割されたレーザ光は基板１内にそれ
ぞれ所定の角度で出射し、収束レーザ光２７ａ、２７ｂ
となってその端面２８から出射しそれぞれ４分割光検知
器２５．２５’　に送り出され、この光検知器２５．２
５’　において電気信号に変換される。なお、ビームス
プリッタ２４ａ、２４ｂから基板１に出射される反射光
の出射角度は、それを構成する回折格子のピッチを所定
値に設定すれば一義的に設定できるものであり、また収
束レーザ光２７の収束点つまり焦点は、回折格子の曲率
を設定すれば一義的に設定できる。

表面弾性波を用いた光偏向器１２は１本質的なものでは
ないが、印加する音波の周波数を変化させることで、光
導波路内を通過する導波光を容易に偏向することができ
、光路位置決めの微調整に有効である。

第１２図、第１３図及び第１４図は上記光検知器２５゜
２５′　をそれぞれ４分割フォトダイオード２５ＦＡ。

２５ＦＢ、２５’　ＦＡ、２５’　ＦＢ、２５ＴＡ、２
５ＴＢ。

２５’　ＴＡ、　２５’　ＴＢで構成した場合の、受光
器２５゜２５′面上の集光スポット２９Ｆ、　２９’　
Ｆ、　２９Ｔ、２９’Ｔとグレーティングカップラ３′
　を出射したレーザ光の焦点位置との関係を示したもの
である。つまりレーザ光の焦点が光ディスク１５の面上
にあるかどうか、いわゆるフォーカシングエラー信号検
出の原理を示したものである。第１２図は合焦点の場合
、第１３図は光ディスク１５が焦点の前にある場合、そ
して第１４図は光ディスク１５が焦点の後にある場合で
ある。光ディスク１５面上の記録情報は、各フォトダイ
オード２５ＦＡ、２５ＦＢ、２５’　　ＦＡ。

２５’　ＦＢ、２５ＴＡ、２５ＴＢ、２５’　ＴＡ、２
５ＴＢ’の出力をそれぞれＰＦ＾、　ＰＦ　ｎ　ｒ　Ｐ
ｌ’＾ＰａＢＪＰＴＡツＰＴＢ、Ｐτ＾ツＰτＢとする
と、その和Ｐ＾＋ｐＨ＋ＰＡ　’　＋ＰＢ　’　十Ｐ↑
＾＋ＰＴ　Ｂ　＋Ｐｒ　Ａ　’　＋Ｐｔ　Ｂ　’　によ
り読み出せる。集光グレーティングカップラを出射した
レーザ光の焦点がディスク＋５の面上にあるかどうかの
フォーカスエラー信号は（ＰＦ＾＋ＰＦ１１’）−（Ｐ
ｒ　ｎ　＋ＰＦ＾′）により得られる。また、トラッキ
ングエラー信号はぐＰτΔ十ＰＴＩ＋）−（Ｐτ＾’＋
ＰＴＢ’）により得られる。このように、４分割したフ
ォトダイオードＡ、Ｂにおける集光スポット２９Ｆ、　
２９Ｔ、　２９’　Ｆ、　２９’　Ｔの結像点が受光面
上を移動することを利用して、焦点誤差検出信号、トラ
ッキング誤差検出信号が得られる。

次に本発明の光ヘッドにおけるビームスプリンタ２４の
作醍法について具体的に説明する。ビームスプリッタ２
４は上記光導波路２上に不等間隔曲線群の回折格子を形
成したものであるが、この回折格子の形状方程式は、平
面波と上記光検知器２５゜２５′に収束する球面波のホ
ログラムとして得られる。すなわち、座標軸Ｘ＋’ｊを
第１０回に示したようにとれば１対のビームスプリッタ
２４ａはｙ軸に対して対称なので、Ｘ≦Ｏにおけるビー
ムスプリッタの形状方程式のみを示せば Ｎｙ＋ｎ　　ｘ＋ｆｃｏｓ＆ｓｉｎ＄　　＋（ｙ−ｆｃ
ｏｓθｓｉｎφ）２＋　（ｆｓｉｎψ）２＝ｍλ。＋ｎ
ｆ　　　　　　　　　　・・・・・・（２６）である。

ここでＮは光導波路２の実効屈折率、ｎは基板１の屈折
率１ｍはそれぞれの曲線を示す整数で、本実施例に係る
式（２６）ではｘ＝ｙ＝ｏの点を通る曲線がｍ＝ｏとな
るようこの式を導出した。またｆは焦点距離、λ。はレ
ーザ光の真空中での波長、θとψはそれぞれレーザ光の
収束点と原点とを結ぶ直線ｘ−ｙ平面となす角およびこ
の直線をｘ−ｙ平面に射影した直線がｙ軸となす角であ
る。式（２６）で表される曲線群よりなる回折格子は、
前述のとおり電子線描画装置を用いてパターニングし、
公知のエツチング技術により作製した。この実施例では
、ＴｉＯ２からなる回折格子で、平均格子間隔（ピッチ
）３μｍ、ビームスプリッタの長さし＝１．６ｆｆｌＩ
１１の１対のビームスプリッタ２４ａを作製した。結像
点が異なるビームスプリッタ２４ｂの作製も同様である
。なお、ビームスプリッタ２４ａ、２４ｂを構成する回
折格子を形成するに際し、電子線描画装置を用いてレジ
スト上にパターニングする場合、−曲線の描画において
電子線の照射量を段階的に変化させ、これを略周期的に
繰り返して全曲線を描画すれば、各曲線の断面形状を鋸
歯状に形成できる。このようにパターニングしたレジス
トを用いてエツチングすれば、その断面形状が鋸歯状の
式（３１）で表される曲線群よりなる回折格子が得られ
る。

フォーカシングエラー信号の検出原理を示す第１２、１
３．１４図かられかるように、フレネルレンズ２２また
は対物レンズ１４の焦点上にディスクがない場合、この
フレネルレンズ２２または対物レンズ１４を介して再び
光導波路２に入射されたディスクからの反射光は平行光
ではない。しかし本発明の光ヘッドのビームスプリッタ
は、光導波路２の面内でレーザ光を分割・集光する従来
のコプレーナタイプの素子としてではなく、光導波路２
外に４分割したレーザ光を収束させる構成であるため受
容角が大きく、平行光でないレーザ光が入射した場合に
おいてもブラッグ回折条件が満たされ有効に作用する。

なお、その他の製造プロセスについては実施例１と同様
に行った。

〔実施例５〕 水弟５の実施例では、実施例１で述べた集積光ヘッドに
おいて、光導波路２の作製方法として光学損傷のしきい
値が高く、光偏向効率が高いプロトン交換光導波路を用
いた光集積回路に関するものである。

以下、上記のプロトン交換光導波路の作製方法を詳細に
説明する。

ｘ、ｃｕｔのＬ　ｉ　Ｎ　ｂ　Ｏｉ結晶ウェーハの一面
を使用レーザ光波長λの１／１０程度まで光学研磨する
。なお、さζ結晶基板の遷移金属不純物濃度はできるか
ぎり小さいことが望ましい。第２図に示した光学損傷し
きい値は、基板内の遷移金ｍａ度たとえば鉄（Ｆｅ）の
濃度が１．　ｐｐＩ１１程度の基板に対するものであり
、現在市販されている高純度のＬｉＮｂ０゜基板では、
Ｆｅの濃度は０．０５ｐρｍ程度であり、前記高純度Ｌ
ｉＮｂ○、基板を用いれば光学損傷のしきい値は、約１
桁上がることを確認している。

基板は光学研磨後、トリクレン、イソプロピルアルコー
ル、エタノール、純水中で超音波洗浄を行い、次いで窒
素ブローして乾燥させた。

次に上記基板に対しプロトン交換処理を行ったイオン交
換は石英製の容器内へ入れて行った。プロトン交換源の
弱酸としては、安息香酸をはじめとするカルボン酸と、
ピロリン酸等のリン酸がある。本発明においては安息香
酸と安息香酸リチウムの混合物を用いた。前記光導波路
内のＬｉ４とＨ＋の置換率Ｘは安息香酸と安息香酸リチ
ウム′の混合比Ｍと深い関係がある。ここでＭは次式で
定義される。

安息香酸リチウムのモル註 検討の結果Ｘは、プロトン交換温度、プロトン交換時間
によらずＭのみに依存することを確認した。前記最適な
Ｘの範囲０．４＜　ｘ　＜０．５５とするためには、Ｍ
をｘｃｕｔＬｉＮｂＯ１基板を用いるときには１Ｍを２
．５とすればよいことがわかった。そこで本実施例では
石英容器中へ安息香酸リチウムを４．８０２ｇ、安息香
酸を１７８．６０５．入れて十分混合し、２４５℃で５
時間熱処理した。熱処理後、石英容器中から取り出した
基板をエタノール及び純粋で超音波洗浄した。得られた
光導波路の光学特性を調べるため、ルチルプリズムで波
長λ＝　６３３ｎｍのＨｅ−Ｎｅレーザ光を光導波路内
のｙ方向へ伝搬させたところ、光導波路は単一モードで
あり、導波光の実効屈折率は、２．２６４２であった。

また光伝搬損失を通常の２プリズム法で調べた結果１ｄ
Ｂ／■という良好な値を得た。光学損傷のしきい値はＨ
ｅ−Ｎｅレーザ光で７５０Ｗ　／　ａ＋？という良好な
値であった。

次に、前記プロトン交換処理を施した基板上に表面弾性
波励振用のくし形電極を作製した。本実施例のｘｃｕｔ
ＬｉＮｂ○、の２方向伝搬の表面弾性波伝搬速度は３５
００ｍ／ｓであり、中心周波数ｆｌ、が３００Ｍ）Ｉｚ
となるように、電極のピッチを２．９μｍとした。ｆｆ
ｉ＝３００ＭＨｚのときの偏向角は約３０ｍｒａｄであ
る。上記電極長Ｌ＝２．８ａ＋ｍで対数Ｎは８である。

得られた光偏向器の特性を調べるため、ネットワークア
ナライザを用いて放射コンダクタンスを測定し、実効的
な電気機械結合係数Ｋを測定し、プロトン交換処理を行
わないバルク基板上に作製したものと比較した。測定の
結果、実効的なＫの値は本実施例のプロトン交換光導波
路上に作製した表面弾性波励振用電極の場合、バルク基
板上に作製したものの約７０％であり大きな劣化は見ら
れなかった。参考のため、本実施例の条件で作製したプ
ロトン交換光導波路上に、２方向以外の方向へ伝搬する
表面弾性波の励振用電極を作製して同様の方法で実効的
なｋの値を測定したところｙ方向伝搬のものはｋの値が
小さいことがわかった。

〔実施例６〕 第１５〜１８図は本発明の第６の実施例を示す。ここで
、前述したように本発明における、半導体レーザ光を光
導波路内に入射させるためのグレーティングカップラと
しては、光導波路上に形成した導波路形グレーティング
が用いられる。グレーティングカップラの構成材料とし
ては、ＴｉＯ２゜ＳｉＯ，，５ｉ−Ｎなどの誘電体が用
いることができるほか、光導波路自体を溝加工してもよ
い。その断面形状は、−膜内には第１５図に示すような
矩形でも良いがこの場合、第１５図における格子間隔Ａ
に対するグレーティングの幅Δａとグレーティングのな
い領域の幅Ａｂの比すなわちＡａ／Δｂが１からずれた
場合、半導体レーザ光の光導波路に対する入射結合効率
が低下するという問題がある。

これを解決する方法として、第１６図に示したようにグ
レーティングカップラの断面形状をブレーズ化する方法
がある。ブレーズ化とは、グレーティングの断面形状を
ほぼ三角形にすることであり、最も好ましい三角形は直
角三角形である。直角三角形の光導波路面となす角度を
ブレーズ角αＢＡとしたときαＢＡは（２７）式を満た
す角度であることが望ましい。

Ａｏニゲレーティングカップラへのレーザ光の入射角 Ｎ：光導波路の実効屈折率 ｎＳ　：光集積回路基板の屈折率 ここでＡと八〇の関係は（２８）式で表され、Ａと半導
体レーザ光の波長λ（０）を定めることによりＡｏが定
まり、（１）式よりαＢＡが定まる。αＢＡの具体例 ｃｏｓＡｏ＝　Ｎ−ｔ（０）／Ａ　　　　　　、、、、
、、　（２８）ｎＳ としては、Ａ＝３μｍ、λ（０）＝０．７８μｍ、Ｎ＝
２．２０９．　ｎＳ　”２．２の場合約１４度となる。

ブレーズ化グレーティングカｙプラは一般的には、イオ
ンミリング技術を行い、イオンを光集積回路形成用基板
に対して斜めから入射させることにより形成することが
できる。ブレーズ化グレーティングの作成誤差は、イオ
ンミリング技術におけるイオンの入射角に依存するが、
αＢＡが（２７）式を完全に満たさなくても、その効果
は発揮される。例えば矩形断面のグレーティングカップ
ラの入射結合効率を１とした場合、フレーズ化すると入
射光率は２倍以上となり、仮りにαＢＡの誤差が±１０
％あってもその入射光率に与える影響は約１０％程度低
下するだけである。

以上述べた光導波路への入射用グレーティングカップラ
のブレーズ化の効果は、光導波路から基板内に回折また
は出射させるためのグレーティングカップラに対しても
同様にみられる。第１７図は。

断面形状が矩形のグレーティングカップラであるが、こ
れを第１８図に示すようにブレーズ化することにより、
基板への回折出射の効率が飛躍的に向上する。この時の
最適なブレーズ角α′Ｂ＾は。

（２９）式で与えられる。

Ｎｃｏｓａｙ’　＝ｎＳ　（ｓｉｎα。ｓｉｎαｎ＾’
÷ｃｏｓ　ａ　、ｃｏｓαＩＩＡ′）　　　　　　・・
・・・・（２９）α。：ヘレーティングカップラからの
レーザ光の出射角あるいは回折角 グレーティングカップラの格子間隔Ａ′とα。

の関係は（３０）式で表され、Ａ′と半導体レーザ光の
波長λ（０）を定めることによりαＩＩＡ′　が定まる
。

Ｎ−λ（０）／Ａ’　　　　　　、、、、、、　（３０
）ｃｏｓα’　”　　　　ｎ　ｓ −ｍ的に、先に述へた八とΔ′は等しく、よってαＢＡ
とαＨＡ′は等しくなる。断面形状が矩形のグレーティ
ングカップラの場合、光導波光の伝搬ベクトルと回折光
の伝搬ベクトルそれにグレーティングカップラの格子ベ
クトルの関係がＢ　ｒａｇｇ条件を完全に満たすことが
できないために、高次の回折光（±２次以上）が生じ、
結果的に効率の高いグレーティングカップラとはならな
い。これに対してグレーティングカップラの断面形状を
ブレーズ化することにより、−膜内にＢ　ｒａｇｇ条件
近傍での回折のみがおこり、高次の回折光の発生が抑え
られて、グレーティングカップラの効率は約２倍高くな
る。αＢＡ′の値は、−膜内には１４度程度が適正です
るが、先に述べたαＢＡの場合と同様加工精度が±２度
程度ばらついた場合にもその効果はあまり低下しない。

以上述へた様にグレーティングカップラをブレーズ化す
ることにより、光導波路への入出射結合効率を飛躍的に
高めることができる。なおグレーティングカップラのブ
レーズ化は、本願特許請求の範囲１〜７の収差補正用グ
レーティングに対する悪影響はない。

〔実施例７〕 第１９図は本発明の第７の実施例を示し、光集積回路と
従来の光素子であるバルクタイプの光学素子を組み合わ
せて構成した光ヘッドの光学系を示したものである。第
１９図（ａ）は光学系を側面から見た図１、（ｂ）は正
面から見た図である。第１９図の光学系において、４は
半導体レーザからなる光源、３１は半導体レーザから出
た光をコリメートするための集光レンズ、３７′　はモ
ニタ用光検出器、３０は光導波路２上に形成したグレー
ティングカップラ３．３’　　ＳＡＷ光偏向器１２収差
補正グレーティング６．６′より構成される本発明の光
集板、１４はレーザ光を微小スポット光に絞り込むため
の絞り込みレンズ、３５は光ディスクの面ぶれ等に対し
て、光ディスクと対物レンズの距離が常に一定に保持さ
れるように対物レンズを上下動させるためのボイスコイ
ル、１５は光ディスクである。

光ディスクからの反射光はλ／４板を再び通り、その偏
向方向が変えられ偏光ビームスプリッタで反射されて、
凸レンズで集光された後、ウェッジと呼ばれる三角プリ
ズム３６に導かれる。三角プリズム３６で光は２分割さ
れかつ方向を変えられ３７の４分割光検出器に導かれる
。光ディスクのトラッキングサーボのためのサーボ信号
は３７−１と３７＝２の和と３７−３　、３７−４の和
との差から、フォーカシングサーボのためのサーボ信号
は、３７−１と３７−４の和と３７−２　、３７−３の
和との差から、ディスクの情報を取り出す再生信号は、
３７−１　、３７−２．３７−３．３７−４の和から得
ることができる。

この光ヘッドは、ＳＡＷ光偏向器１２でトラッキング方
向の光偏向を行うことができるため、ミクロい）という
特徴を有する。また戻り光を光導波路に戻さないため、
光利用効率が高いという特徴を有する。

〔実施例８〕 第２０図は本発明の第８の実施例を示し、第１９図同様
本発明の光集積回路と従来の光素子であるバルクタイプ
の光学素子を組み合わせて構成した光ヘッドの光学系を
示したものである。第２０図（ａ）は光学系を側面から
見た図、（ｂ）は正面から見た図である。第１９図に示
した光ヘッドに対して第２０図の光ヘッドは、光路変更
用のガラスブロック（プリズム）３４と絞り込みレンズ
１４およびボイスコイル３５を他の光学系から分難した
点が異なる。

第１９図に示した光ヘッドは、マクロシークを行う場合
、半導体レーザを含むヘッド光学系全体を移動させる必
要があったが、第２０図に示したヘッドはガラスブロッ
クと絞り込みレンズおよびボイスコイルのみをコースツ
クチエ！り３８に組み込んで動かすだけでマスクロシー
クができるようにした点に特へかある。この結果、ヘッ
ドの可動部が小形、軽量となり、マクロシークの速度を
向上させることができる。結果として本ヘットは、ＳＡ
Ｗ光偏向器と、ヘッド可動の小形、軽量化により、マク
ロシーク、ミクロシーク時間を同時に短縮できるため、
高速アクセス光ヘッドとして有効な構成である。

〔実施例９〕 第２１図は本発明の第９の実施例を示し、第２０図の光
ヘッドを改良したものである。第２１図（ａ）は光学系
を側面からみた図、（ｂ）は正面から見た図である。第
２０図のヘッドと異なる点では、光集積回路基板１の底
面に切りかけを設けた点であり、光ディスクからの戻り
光をグレーティングカップラで入射させずに反射させて
、該切りかけから基板１の外に出して、光検出器で受け
る点にある。グレーティングカップラでは、１／４λ板
３３があるため出射光と入射光の偏光方向が異なる。

偏向方向が異なった場合には、光導波路の実効屈折率Ｎ
が異なるため、戻り光はグレーティングカップラで結合
されずに基板内に全反射される。この方式は偏光方向の
違いによるグレーティングカップラの結合効率の差を利
用したものであり、第２０図の方式に比較して偏向ビー
ムスプリッタが不要となる特徴を有する９ 〔実施例ｉｏ） 第２２図は本発明の第１０の実施例を示し、光磁気ディ
スク対応の光ヘッドを示したものである。本光ヘッドで
は戻り光の光路を行きと変化させることにより、グレー
ティングカップラにおいて戻り光が入射しないようにし
て、基板切りかけより光を出射させることを特徴として
いる。行きと戻りの光路の違いは例えば６′の収差補正
グレーティングの傾斜角を変化させたり、立ち上げプリ
ズムの角度を調整することに生じさせることができる。

グレーティングカップラ３′で反射した光は、３９の１
／２λ板に入射して偏向方向を回転させた後、レンズ３
５で収束光にして、偏光分離膜４０を有した光検出器４
２にてＴＥ、ＴＭ偏光光毎にその光強度が検出される。

フォーカスサーボ信号、トラッキングサーボ信号それに
光ディスクピット信号は、４分割光検出器４１．４１’
の和および／または差信号より取り出すことができる。

〔発明の効果〕

以上述べたように、本発明の収差補正グレーティングを
設けることにより、光の波長変動に伴う、ブレーティン
グカップラの入出射結合効率の低下及び色収差などの収
差を防止でき、よってマルチモードの半導体レーザを光
源として用いた場合でも、特性変動の少ない光集積回路
を形成することができる。また、光利用効率が高く、光
学損傷のしきい値が高く、光偏向効率が高く、高速アク
セスが可能で、しかもフォーカシングサーボ及びトラッ
キングサーボ機構が有効に作用する範囲が広い光学式ヘ
ッド装置が得られる効果がある。さらに、本発明による
光集積回路は光ディスク装置用光ヘッドやレーザビーム
プリンタ用光ヘッドをはじめ各種オプトエレクトロニク
ス部品に広く適用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る光集積回路の一実施例を示す構成
図、第２，３は本発明の光集積回路に用いる収差補正グ
レーティングの断面図、第４図は本発明の第１実施例を
示す光ディスク装置用光ヘッドの斜視図、第５図は本発
明の光集積回路の製造プロセス図、第６〜８図は本発明
の第２実施例を示し、第６図は集光素子をハイブリッド
一体化した光集積回路の斜視図、第７図は実施例の説明
に用いる直線直交座標系を示す斜視図、第８図は光偏向
器による光の偏向効果を表す斜視図、第９図は本発明の
第３実施例を示し、グレーティングカップラとフレネル
レンズを組合せた光集積回路であり、（ａ）はその断面
図、（ｂ）は平面図。 第１０〜１４図は本発明の第４実施例を示す光ディスク
装置用光ヘッドを示し、第１０図は光集積回路の平面図
、第１１＠は同じく側面図、第１２〜１４図は光ディス
クの焦点誤差信号の検出原理を示し、第１２図は光ディ
スクが合焦点にある場合、第１３図は光ディスクが焦点
の前、第１４図は光ディスクが焦点の後にある場合を示
す平面図、第１５〜１８図は不発黙り第６実施例を示し
、第１５図は格子形状が矩形の入射用グレーティングカ
ップラの断面図、第１６図は格子形状をブレーズ化した
入射用グレーティングカップラの断面図、第１７図は格
子形状が矩形の出射用グレーティングカップラの断面図
、第１８図は格子形状をブレーズ化した出射用グレーテ
ィングカップラの断面図、第１９図は本発明の第７実施
例を示し、光集積回路とバルクタイプの光学素子を組合
せて構成した光ヘッドの光学系であり、（ａ）はその側
面図、（ｂ）は平面図、第２０図は本発明の第８実施例
を示し、光ディスクの情報を検出する対物レンズの部分
を分離した光ヘットの光学系を示し、（、）はその側面
図、（ｂ）は平面図、第２１図は本発明の第９実施例を
示し、光ディスクからの反射光を再び光集積回路に戻す
タイプの光ヘツド光学系を示し、（ａ、　）はその側面
図、（ｂ）は平面図、第２２図は本発明の第１０実施例
を示し、光磁気ディスク装置に用いる光ヘッドの光学系
を示す側面図である。 １・・・基板、　　　　　　　２・・・光導波路、３．
３′・・グレーティングカップラ、４・・・半導体レー
ザ、 ５．５′・・・ガラスブロック、 ６．６′・・・収差補正グレーティング、７・・・導波
光、　　　　　　８・・・基板、９・・・５ｉｎ２、　
　　　１０・・・反射膜、１１・・・コリメートレンズ
、１２・・・光偏向器、１３・・・ガラスブロック、　
１４・・対物レンズ。 １５・・・光ディスク、 １６・・・集光ビームスプリッタ、 １７、１７’　　・・・ホトダイオード、１８・・・バ
ッファ層、１９・・・レジスト、２０・・・電子ビーム
、　　　２１・・・焦点、２２・・・フレネルレンズ、
　２３・・・端面、２４・・・集光ビームスプリッタ、 ２５、２５’・・・光検出器、　２６・・・金属ステー
ジ。 ２７・・・信号光、　　　　　２８・・・入射側端面、
２９・・・反射光スポット、３０・・・光集積回路、３
１・・・集光レンズ。 ３２・・・偏光ビームスプリンタ、 ３３・・・λ／４抜、３４・・・立上げミラー３５・・
ボイスコイル、　　３６・・・三角プリズム、３７・・
・４分割光検出器、　３７′・・・モニタ用光検出器、
３８・・・コースアクチエータ、 ３９・・１／２λ板、　　　４０・・偏光分離膜、４１
、４１’・・・４分割光検出器、 ４２・・光検出器、 ４３・・・グレーティングカップラ。 躬 圀 一−−−−−−−プ 一一一一一一一一寸 防 ｑ 口 を乙 策 躬 凶 乙 筋 ７０の 扇 １ ？２ ｚ”ｔｂ 第 ５ 口 躬 ／乙 η 第 ／２ 躬 ／３ 図 躬 ／４ 躬 ／７ 躬 １９ 讃 （２） （し） 筋 ？ η ／Ｓ 筋 ２０国 （ｃＬ＋ 塙 ２２膓 ／Ｓ 手 続 補 正 書 （方式） 補正をする者

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体レーザを光源とし、半導体レーザの出射光を
   光導波路に入射させる光集積回路において、収差補正用
   グレーティングを用いて前記光導波路にレーザ光を入射
   させることにより、半導体レーザ光の波長変動に伴う入
   射結合効率の低下を防ぎ、かつ色収差などの収差を低減
   させたことを特徴とした光集積回路。 ２、半導体レーザを光源とし、半導体レーザの出射光を
   光導波路に入射し、かつ光導波路から出射させる光集積
   回路において、光導波路上に形成したグレーティングカ
   ップラと別に設けた収差補正用グレーティングを用いて
   レーザ光を光導波路に入射もしくは光導波路から出射さ
   せることにより、半導体レーザ光の波長変動に伴う入出
   射結合効率の低下を防ぎ、かつ色収差などの収差を低減
   させたことを特徴とした光集積回路。 ３、半導体レーザを光源とし、半導体レーザの発散光を
   収差補正用グレーティングを介して光導波路上に形成し
   たグレーティングカップラに入射し、平行光として光導
   波路に結合させることを特徴とする光集積回路。 ４、半導体レーザを光源とし、光導波路内に、導波され
   たレーザ光をグレーティングカップラにより出射させる
   光集積回路において、半導体レーザ光の波長変動に伴う
   色収差を別に設けた集光機能を有する収差補正用グレー
   ティングにより補正したことを特徴とする光集積回路。 ５、半導体レーザを光源とし、半導体レーザから出射し
   た光をグレーテイングカップラにより基板内から光導波
   路内に入射させる方式の光集積回路において、レーザ光
   の波長変動に伴い生じる入射結合効率の低下及び色収差
   などの収差を収差補正用グレーティングにより防止した
   ことを特徴とした光集積回路。 ６、半導体レーザ光から出射される光の波長が前記λ（
   ０）〜λ（１）の分布をもっているとしたときに、収差
   補正用グレーティングがλ（０）〜λ（１）のある一つ
   の波長の光に対してブラッグ条件を満たす格子間隔を有
   する収差補正用グレーティングを備えた請求項１〜５の
   光集積回路。 ７、収差補正用グレーティングが、半導体レーザ光から
   出射される光の波長がλ（０）〜λ（１）の分布をもっ
   ているときに、〔λ（０）＋λ（１）〕／２の波長の光
   に対してブラック条件を満たす格子間隔であることを特
   徴とした請求項１〜５記載の記載の光集積回路。 ８、半導体レーザ光を光導波路内に入射させるた　めの
   グレーティングカップラの断面形状がブレーズ化されて
   いることを特徴とした請求項１〜３記載の光集積回路。 ９、ブレーズ化されたレーザ光入射用グレーテイングカ
   ップラのブレーズ角が下式をほぼ満たす角度であること
   を特徴とした請求項８記載の光集積回路。 Ｎｃｏｓα＿Ｂ＿Ａ＝ｎ＿Ｓ（ｓｉｎＡｏｓｉｎα＿Ｂ
   ＿Ａ＋ｃｏｓＡｏｃｏｓα＿Ｂ＿Ａ） α＿Ｂ＿Ａ：レーザ光入射用グレーティングカップラの
   ブレーズ角 Ａｏ：グレーティングカップラへのレーザ光の入射角 Ｎ：光導波路の実効屈折率 ｎ＿Ｓ：光集積回路基板の屈折率 １０、光導波路内に導波されたレーザ光を基板内に出射
   させるためのグレーティングカップラの断面形状がブレ
   ーズ化されていることを特徴とした請求項４記載の光集
   積回路。 １１、ブレーズ化されたレーザ光の出射用グレーティン
   グカップラのブレーズ角が下式をほぼ満たす角度である
   ことを特徴とした請求項１０記載の光集積回路。 Ｎｃｏｓα＿Ｂ＿Ａ＿′＝ｎ＿Ｓ（ｓｉｎα＿ｏｓｉｎ
   α＿Ｂ＿Ａ＿′＋ｃｏｓα＿ｏｃｏｓα＿Ｂ＿Ａ＿′） α＿Ｂ＿Ａ＿′：レーザ光出射用グレーティングカップ
   ラのブレーズ角 α＿ｏ：グレーティングカップラからのレーザ光の出射
   角 １２、基板と、その表面に形成された該基板より屈折率
   の高い光導波路から、導波光を該光導波路外部に出射さ
   せ、かつ、該光導波路外の一点に集束させる光集積回路
   において、前記導波層内部または境界面に形成され、導
   波光を基板内部方向へ出射させる等間隔直線形状のグレ
   ーティングカップラと、収差補正用グレーティングと、
   出射光を一点に集束させる働きを有する集光素子とを備
   えてなることを特徴とする光集積回路。 １３、基板上に、半導体レーザから出射した光を光導波
   路に結合させる不等間隔曲線形状のグレーティングカッ
   プラと、導波光を偏向させる表面弾性波を利用した光偏
   向器と、光記録媒体からの反射光を受光素子上へ集光さ
   せる中心軸について線対称な不等間隔曲線形状のグレー
   ティングと、収差補正用グレーティングを有する光集積
   回路とを設けたことを特徴とする光学装置。 １４、レーザ光源と、このレーザ光源からのレーザ光を
   光学基板上に設けられた光導波路に基板内から導きコリ
   メートするかまたはコリメートされたレーザ光を光導波
   路に導く手段である光導波路上に形成したグレーティン
   グカップラと別に設けた収差補正用グレーティングから
   なる入射用グレーティングカップラと、更にコリメート
   された導波光を前記入射用グレーティングカップラと同
   じ構成の出射用グレーティングカップラにより前記光導
   波路上部空間に配置される光記録媒体の記録・再生面上
   の一点に集光する手段と、前記記録・再生面からの反射
   光を前記光導波路上に形成されたビームスプリッタによ
   り前記反射光を４分割して基板内に出射すると共に基板
   外に集光してそれぞれの反射光を受光検出して電気信号
   に変換する受光器とを備えて或る光集積ヘッドであって
   、前記ビームスプリッタを前記入射用グレーティングカ
   ップラと前を出射用グレーティングカップラとの間の前
   記光導波路面と所定の出射角度をもって基板内に出射し
   、更に基板端面または基板端面で全反射させて基板上面
   から外部に設けられた前記受光器の受光面に集光するよ
   うに前記反射光の光束のほぼ中心軸を対称軸として左右
   に設けられた２対の不等間隔の曲線状グレーティングで
   構成したことを特徴とする光ヘッド。 １５、半導体レーザと、特許請求の範囲（１）−（３）
   の第１の収差補正用グレーティングと、基板上に形成し
   た光導波路と、該光導波路に光を入射させるためのグレ
   ーティングカップラと、光導波路上に形成した導波光を
   偏向するための表面弾性波を利用した光偏向器と、偏向
   した光を基板内に出射させるためのグレーティングカッ
   プラと、その出射光の波長変動を補正するための第２の
   収差補正用グレーティングと、光ディスク上に光を集光
   させるためのレンズと、光記録媒体を有した光ディスク
   からの戻り光を検出するためのホトダイオードを有する
   ことを特徴とする光ディスク装置用光ヘッド。 １６、光ディスク上に光を集光させるためのレンズと、
   その他の部品を分離し、上記レンズを移送可能な移送台
   上に配することにより光ディスクピットのマクロシーク
   を行い、固定部に配した表面弾性波を利用した光偏向器
   によりミクロシークを行うことを特徴とする請求項１５
   記載の光ディスク装置用光ヘッド。 １７、誘電体又はガラスの基板の表面に基板よりも屈折
   率の高い光導波路を設け、半導体レーザから光導波路へ
   導波したレーザ光を用いる光集積回路において、半導体
   レーザから基板に対し平行に出射した光を基板に対しあ
   る角度をもって入射させるためのガラスブロックと、レ
   ーザ光の波長変動に伴う入射結合効率の低下を防止する
   ための収差補正用グレーティングと、レーザ光を光導波
   路へ入射させるためのグレーティングカップラと、光導
   波路内に導波した光を偏向するための表面弾性波を利用
   した光偏向器と、導波光を基板内へ出射させるためのグ
   レーティングカップラと、グレーティングカップラによ
   り出射されたレーザ光の波長変動に伴う収差を補正する
   ための収差補正用グレーティングを有したレーザビーム
   プリンタに用いる光集積回路。 １８、収差補正用グレーティングの基板としてＳｉＯ＿
   ２系ガラスを用い、格子を形成する材料としてＳｉＯ＿
   ２系ガラス及び高分子化合物を用いたことを特徴とした
   光集積回路。 １９、基板としてニオブ酸リチウム（以下ＬｉＮｂＯ＿
   ３と略す）結晶を用い、その表面に、基板内のリチウム
   イオンの一部とプロトンとを交換して成る該基板より屈
   折率の高い組成式Ｈ＿ｘＬｉ＿１＿−＿ｘＮｂＯ＿３で
   あるところの光導波路において、リチウムイオンとプロ
   ントの置換率ｘが０．４＜ｘ＜０．５５であるプロトン
   交換導波路を用いたことを特徴とする請求項１記載の光
   集積回路。 ２０、基板として電気光学効果または音響光学効果を有
   する誘電体を用い、該基板の表面付近に設けた光導波路
   と、該光導波路上に形成するレーザ光を入射もしくは出
   射結合させる直線等間隔のグレーティングカップラ及び
   情報記録媒体からの戻り光を光検出器上に集光させる集
   光ビームスプリッタとの間に、誘電体バッファ層を形成
   したことを特徴とする請求項１記載の光集積回路。 ２１、基板上に形成した光導波路と、該光導波路に半導
   体レーザ光を入射させるためのグレーティングカップラ
   と、光導波路上に形成した表面弾性波を利用した光偏向
   器と、偏向光を光導波から出射させるためのグレーティ
   ングカップラと、半導体レーザ光源の波長変動を補正す
   るための収差補正グレーティングと、光ディスク上に光
   を集光するフォーカシング駆動機構を備えたレンズと、
   光ディスクからの反射光を検出する受光素子を備えた光
   学装置。 ２２、光ディスク上に光を集光するための、フォーカシ
   ング駆動機構を備えたレンズと立上げミラーを光ディス
   クの半径方向にマクロシークが可能な移送台上に分離し
   て配置し、固定部に配置した表面弾性波を利用した光偏
   向器でミクロシークを行うことを特徴とする特許請求項
   の範囲第２１項記載の光学装置。 ２３、光源として半導体レーザ、半導体レーザからの放
   射光を平行光に変換するコリメータレンズ、音響光学効
   果を有する誘電体基板上に形成した光導波路、該光導波
   路に光を入射させるためのグレーティングカップラ、光
   導波路上に形成した表面弾性波を利用した光偏向器、偏
   向光を光導波路から出射させるためのグレーティングカ
   ップラ、半導体レーザ光源の波長変動を補正するための
   収差補正グレーティング、光ディスク上に光を集光する
   フォーカシング機構を備えたレンズ、光ディスクからの
   反射光を基板底面に形成した切欠き部を介して検出する
   光検出器を備えた光学装置。