JPH04265539A - 光導波路記録媒体 - 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】

【０００１】

【技術分野】本発明は光記憶媒体に関し、特にレーザビ
ームの導波によって複数の異なる振幅と位相遅れを持つ
反射導波光を生じる屈折率不連続部を設けた光導波路を
有する光導波路記憶媒体に関する。

【０００２】

【背景技術】従来の光記憶媒体としては、記録膜として
円盤基板面に形成された高光反射率の平坦反射膜に複数
の低光反射率凹部を記録情報として線上に配列した光デ
ィスクがある。この光記憶媒体では、凹部列にレーザビ
ームを集束照射し、反射膜及び凹部からの反射光量の差
を記録情報として検出する。他の光記憶媒体としては、
一軸磁気異方性記録膜に複数の微小磁化反転領域を配列
形成して情報を記録する光磁気ディスクものもある。こ
の光記憶媒体では、磁化反転領域列からの反射光の偏光
面の回転角度差を記録情報として検出する。

【０００３】これら光記憶媒体においては、記録部とし
ての凹部又は磁化反転領域の列からの反射光によって再
生するため、かかる記録部の面密度には限度がある。こ
れら光記憶媒体の再生時には、レーザビームの合焦点を
光記憶媒体の面振れに追随させるために合焦点を光軸方
向に移動させているが、一点の記録部毎に合焦を必要と
し、さらに反射光の光反射率及び偏光面の回転角度が非
常に小さいので検出される光信号の信号対雑音比は低い
。また、記録部の列の移動によってのみ時系列信号が再
生されるので、光記憶媒体の移動速度によって再生及び
記録のアクセス時間が制限される。

【０００４】特開平第２−２１０６２７号に開示された
光導波路記憶媒体は、これらの問題点を解消するため開
発された。図４に示すように、かかる光導波路記憶媒体
は、複数のチャネル型リッジ光導波路１０を基板１１上
に並設し、該光導波路１０内において複数の異なる振幅
と位相の反射導波光が生じる微小な屈折率不連続部１２
を、記録すべき情報に応じて複数個配列したものである
。このような光導波路記憶媒体の再生光学系は、レーザ
ビームを該光導波路１０の端面１３に入射するための例
えば半導体レーザ、コリメーションレンズ、ビームスプ
リッター２１、対物レンズ２２からなる入射系と、屈折
率不連続部１２によって振幅と位相が変調されて反射し
たレーザビームの一部が信号光として当該端面から出射
する光を受光するための集光レンズ２３、光検知器２４
からなる受光系とを含んでいる。

【０００５】図５（ａ）に示すように、かかる光導波路
記憶媒体の光導波路１０は、光が導波するリッジ形コア
がコアより屈折率の低いクラッドをなす基板１１上に形
成された構造を有している。コア１０の上部境界面上に
は空気又は他のクラッドが存在する。コア内面の上部境
界面の屈折率不連続部１２は、レーザビームの入射導波
光Ｐｉｎに対し端面からの相対位置及び形状に基づく複
素反射率によって種々の振幅及び位相を持つ反射導波光
Ｐｒｅｆ（即ち、振幅と位相が変調された信号光）を生
ずる微小な凹部である。例えば、かかる凹部が図５（ａ
）に示すように等間隔ｌの複数のａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅの
位置に存在するか否かを対応させて１，１，０，１，０
の記録すべき情報として記録された場合、例えば図５（
ｂ）に示すレーザビームパルスＰｉｎをコア１０に導波
すると、反射導波光Ｐｒｅｆはかかる記録情報に応じて
、図５（ｃ）に示すように、異なる振幅と位相情報を持
った時間間隔ｔの複数の光パルスの信号光となる。

【０００６】この光導波路記憶媒体により三次元積層構
造が構成でき、大量の情報を高速で一括に高い信号対雑
音比で読み出すことが可能となるが、再生信号光の出力
はレーザビーム入射側端面からの屈折率不連続部の相対
位置に影響されるので、かかる出力を高めるために光導
波路の導波効率の向上が望まれる。また、同じ体積に多
くの光導波路を作り記録密度を高めることが望まれてい
るため、光導波路からの光の漏れが少ないこと、即ち光
の閉じ込めの強いことが望まれる。

【０００７】

【発明の目的】本発明は、この点に鑑みなされたもので
光導波路の導波効率の高い光導波路記憶媒体を提供する
ことを目的とする。

【０００８】

【発明の構成】本発明の光導波路記録媒体は、レーザビ
ームを導入する光結合部を有した光導波路と、前記光導
波路に配列された複数の屈折率不連続部とを有し、前記
屈折率不連続部の形状及び相対位置が記録すべき情報の
変数となる光導波路記録媒体であって、前記光導波路の
少なくとも１つの境界面に接した反射膜を有し、前記光
導波路の横断面形状は前記反射膜上に曲率中心ないし焦
点が存在する略半円形状であることを特徴とする。

【０００９】

【発明の作用】本発明によれば、光導波路の光の閉じ込
めの強い導波効率の高い光導波路記録媒体が得られる。

【００１０】

【実施例】以下、本発明による実施例を図面に基づいて
詳細に説明する。図１に示す実施例は、リッジ光導波路
を有する光記録媒体であって、クラッドとなる平坦基板
３１上にアルミニウムＡ１の反射膜３５が形成され、反
射膜の上にリッジ光導波路としてのコア３０が形成され
、コア３０上に屈折率不連続部３２が形成され、コア３
０の端面が光結合部３３となっている。また、コア３０
の上に、他のクラッドを設けても良い。このようにして
、光導波路を平行に複数並置した板状体５０として上記
した再生光学系で同様に情報の再生がなされる。

【００１１】本実施例は、かかる光導波路の少なくとも
１つの境界面（図では底面）にＡ１等の反射膜３５を設
けてある。また、光導波路３０の横断面形状は矩形凸状
ではなく、反射面に曲率中心が存在する半径ｒの略半円
形状としてある。ここで、図１に示す直交座標ｘｙｚに
おいて、光導波路３０の伸長ｚ方向を縦とし、これに直
角なｙ方向を横とする。この構成は反射膜面を中心とす
る仮想共心点の構造であり、これによって、光導波路の
導波効率が向上する。この仮想共心点の構造は共心点構
造と同様な導波光を光導波路の横断面略中央に集める効
果があるからである。ここで、共心点は一般に一対の対
向する凹面鏡の曲率中心が互いの曲率中心に存在する場
合の点をいうが、仮想共心点の構造とは光導波路の半円
状の境界面を全反射面とし反射面を対向する面とした場
合の構造をいう。また、球面鏡の焦点（曲率半径の半分
の位置）を反射膜３５上にあるように上記略半円形状を
設けた場合は仮想共焦点の構造となり、同様に光導波路
の導波効率が向上する。曲率中心ないし焦点の中間位置
が反射膜３５上にあるように上記略半円形状を設けても
同様の効果がある。

【００１２】屈折率不連続部３２は入射導波光に対し光
結合部よりの相対位置及び形状に基づく複素反射率によ
って複数の異なる振幅及び位相を持つ反射導波光を生ず
る微小な凹部である。屈折率不連続部の形状と位置は、
記憶されるべき情報に応じて所定の複素反射率を得るよ
う記録される。屈折率不連続部３２は、その形状が例え
ば半円あるいは反楕円埋め込み型で大きさは光波長の数
分の１〜数倍としてもよい。その埋め込み部は、その屈
折率がコアの屈折率より小さい空気またはクラッドが用
いられる。

【００１３】上記実施例ではリッジ型導波路として説明
しているが、ストリップ型、埋込型等のチャネル型導波
路であれば、この様な屈折率不連続部は光導波路のコア
あるいはクラッドに設けても同じ効果が得られる。光導
波路の構成材料は例えばコア３１には光に透明なポリカ
ーボネイトを用い、クラッドにはコアより屈折率の低い
ポリメタクリル酸メチル等の高分子材料が用いられる。

【００１４】また、他の実施例として光導波路を図２に
示す光導波路記録媒体としてもよい。すなわち、光導波
路記録媒体において、光導波路の横断面と異なる矩形横
断面を有する遮蔽チャネル４０を、光導波路を多数並置
した板状体の隣あう光導波路３０の間に平行に配置する
。この遮蔽チャネル４０を設けることによって、同一形
状の隣接する光導波路間において生じる導波光の励起が
防げる。

【００１５】更にまた、他の実施例としては、図３に示
す上記板状体５０を光導波路の光結合部である端面を主
面に配置されるように巻いて円盤状の光導波路記録媒体
６０としてもよい。これは板状体をドラム状に巻いた積
層ドラム型の立体光ディスクであって、上記した再生光
学系で同様に情報の再生がなされる光ディスクである。

【００１６】この立体光ディスクの実施例では、反射膜
上に曲率中心が存在する半径ｒが２μｍの略半円形状横
断面を有する光導波路長１０ｍｍの光導波路を、２μｍ
間隔で厚み３．２μｍのクラッドに埋め込み並置した板
状体を形成し、これをドラム状に巻き積層し、トラッキ
ングピッチ幅３．２μｍとして光ディスクを形成した。 屈折率不連続部のｚ軸方向の長さは１０〜３０μｍ、ｘ
軸方向の深さは０．１〜０．５μｍで、ｙ軸方向の幅は
約０．７μｍで、各光導波路毎に平均５００個の該不連
続部が記録された（図１に示す直交座標ｘｙｚ）。各屈
折率不連続部の光反射率は高々１０−６〜１０−８とし
てあるので、それらの反射損失があっても変調された信
号光の減衰率は１０％程度である。光結合部のある主面
には厚み２ｍｍのポリカーボネイト保護膜を設け、光導
波路の屈折率と整合させ光結合度を高くしてある。また
、該光導波路の光結合部に対向する終端面も同様に保護
してあり、同時に該光導波路中を伝播して来た光が逃げ
るようにしてある。この様な立体光ディスクは直径８イ
ンチで、コンパクトディスク（ＣＤ）と同様に回転しつ
つ記憶情報が再生される。

【００１７】また、光導波路記憶媒体の記録部である屈
折率不連続部の形状を長短大小の変化させて構成すれば
、アナログ信号を記録再生でき、屈折率不連続部を同じ
大きさでかつ等間隔にそれらの屈折率不連続部の有無を
記録すれば、デジタル信号の記録再生も可能である。 また、光導波路記憶媒体を立体光ディスクに形成する実
施例を説明したが、テープに並置したり、カード型に並
置し積層したものも実現できる。さらに、本実施例では
光導波路長を１０ｍｍとしたが、光記憶媒体である光導
波路長は必要なメモリー容量に応じて長くも短くも作成
できる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の光導波路
記憶媒体は、記録部として屈折率不連続部を備えた光導
波路の少なくとも１つの境界面に接した反射膜を有し、
光導波路の横断面形状を反射膜上に曲率中心ないし焦点
が存在する略半円形状としたので、導波光を光導波路の
略中心に導波させ得、光導波路の導波効率を向上させ再
生信号光の出力を高める。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例の光導波路記憶媒体の拡大部分
斜視図である。

【図２】本発明の他の実施例の光導波路記憶媒体の拡大
部分斜視図である。

【図３】本発明の他の実施例の光導波路記憶媒体の拡大
部分斜視図である。

【図４】従来の光導波路記憶媒体の拡大部分斜視図であ
る。

【図５】図４に示す光導波路記憶媒体の原理説明図であ
る。

【符号の説明】

３０……光導波路のコア ３１……光導波路のクラッド（基板） ３２……屈折率不連続部 ３３……光導波路の結合部 ３５……反射膜 ４０……遮蔽チャネル

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　レーザビームを導入する光結合部を有
   した光導波路と、前記光導波路に配列された複数の屈折
   率不連続部とを有し、前記屈折率不連続部の形状及び相
   対位置が記録すべき情報の変数となる光導波路記録媒体
   であって、前記光導波路の少なくとも１つの境界面に接
   した反射膜を有し、前記光導波路の横断面形状は前記反
   射膜上に曲率中心ないし焦点が存在する略半円形状であ
   ることを特徴とする光導波路記録媒体。
2. 【請求項２】　　前記光導波路はチャネル型光導波路で
   あることを特徴とする請求項１記載の光導波路記録媒体
   。
3. 【請求項３】　　前記光導波路はリッジ型光導波路であ
   ることを特徴とする請求項２記載の光導波路記録媒体。
4. 【請求項４】　　前記屈折率不連続部は前記光導波路の
   境界面の凹部であることを特徴とする請求項２ないし３
   のいずれか１記載の光導波路記録媒体。
5. 【請求項５】　　前記光結合部は前記光導波路の端面で
   あることを特徴とする請求項２ないし４のいずれか１記
   載の光導波路記録媒体。
6. 【請求項６】　　前記光導波路を平行に複数並置した板
   状体であることを特徴とする請求項２ないし５のいずれ
   か１記載の光導波路記録媒体。
7. 【請求項７】　　隣あう前記光導波路の間に遮蔽チャネ
   ルを配置したことを特徴とする請求項６記載の光導波路
   記録媒体。
8. 【請求項８】　　前記板状体を前記光導波路の端面を主
   面に配置するように巻回してなる円盤であることを特徴
   とする請求項６または７記載の光導波路記録媒体。