JPH04265540A - 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５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６（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６（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６（
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６（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
波路への入射光量を増加させるための光結合効率と導波
光の導波効率の向上が望まれる。

【０００７】

【発明の目的】本発明は、この点に鑑みなされたもので
光導波路の光結合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、前記光結合部は
前記光導波路の端面であり、前記端面に接した出力境界
面とこれに対向する入力境界面とを有しかつ前記入力境
界面の面積が前記出力境界面の面積より大であり、前記
入力境界面から前記出力境界面に向かう伸長方向におけ
る横断面の面積が前記伸長方向において漸次小となるバ
ッファー層を有することを特徴とする。

【０００９】

【発明の作用】本発明によれば、光導波路の光結合効率
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３０
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。

【００１１】本実施例は、図１に示すように、四角錐台
形状のバッファー層３４をコア３０の端面３３に接合し
て備えている。バッファー層３４の間の間隙はバッファ
ー層よりも屈折率の低い高分子材料で充填されることが
好ましい。バッファー層３４は光結合部の端面３３に接
した出力境界面３５とこれに対向する入力境界面３６と
を有している。入力境界面３６の面積は出力境界面３５
の面積より大である。バッファー層は、入力境界面３６
から出力境界面３５まで向かう伸長方向を縦ｚ方向とし
た場合、該縦ｚ方向に直角な横ｙ方向における横断面の
面積は伸長ｚ方向に進に従って漸次小となるテーパ形状
を有する。また、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として上記再生光学系で同
様に情報の再生がなされる。

【００１２】他の実施例としては、図２に示すように、
テーパ形状として半円錐台形状のバッファー層３４ａを
コア３０の端面３３に接合して備えてもよい。さらに、
バッファー層は円錐台形のテーパ形状としてもよい。更
なる他の実施例としては、バッファー層は図３（ａ）に
示すように、入力境界面３６が伸長ｚ方向に対して傾斜
するように形成し入力境界面３６上に光カップリング用
回折格子４０を設けても良い。さらにバッファー層は図
３（ｂ）及び（ｃ）に示すように、図１及び図２に示す
テーパ形状バッファー層に傾斜する入力境界面３６を設
けた構造でもよい。

【００１３】なお、図１及び図２に示すバッファー層の
入力境界面３６上にも光カップリング用回折格子４０を
設けてもよい。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。

【００１４】すなわち、上記実施例においては、バッフ
ァー層は光導波路に向って開口が小となるようテーパが
設けられ、その端面がカットされている。この光結合部
にバッファー層を設けることにより、入射光が光導波路
に導波するときのエンハンスとして作用するとともにゴ
ミ等の影響を受け難くする。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。

【００１５】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。また、他の実施例として光導波路を図
４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なる円盤状の光導波
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、２×２
μｍの矩形横断面形状であって光導波路長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１
０〜３０μｍ、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。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、本発明よれば、記
録部として屈折率不連続部を備えた光導波路からなる光
導波路記憶媒体において、光導波路の光結合部は光導波
路の端面であり、端面に接した出力境界面とこれに対向
する入力境界面とを有しかつ入力境界面の面積が出力境
界面の面積より大であり、入力境界面から出力境界面ま
で向かう伸長方向を縦方向とした場合の該縦方向に直角
な横方向における横断面の面積が伸長方向に進に従って
漸次小となる光の注入しやすいバッファー層を有するの
で、光導波路の光結合効率の高い光導波路記録媒体が得
られる。

【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】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５】従来の光導波路記憶媒体の拡大部分斜視図であ
る。

【図６】図５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 ３４，３４ａ……バッファー層 ３５……出力境界面 ３６，３６ａ……入力境界面 ４０……回折格子 ５０……板状体 ６０……円盤状の光導波路記録媒体

Claims (10)

【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、前記光結合部は前記光導波路の端面であり、
   前記端面に接した出力境界面とこれに対向する入力境界
   面とを有しかつ前記入力境界面の面積が前記出力境界面
   の面積より大であり、前記入力境界面から前記出力境界
   面に向かう伸長方向における横断面の面積が前記伸長方
   向において漸次小となるバッファー層を有することを特
   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】　　前記横断面の形状が矩形であることを
   特徴とする請求項２又は３記載の光導波路記録媒体。
5. 【請求項５】　　前記横断面の形状が略円形又は半円形
   であることを特徴とする請求項２又は３記載の光導波路
   記録媒体。
6. 【請求項６】　　前記入力境界面に回折格子を設けたこ
   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】　　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６
   のいずれか１記載の光導波路記録媒体。
8. 【請求項８】　　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７のいずれ
   か１記載の光導波路記録媒体。
9. 【請求項９】　　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８記載の光導波路記録媒体。
10. 【請求項１０】　　前記入力境界面は伸長方向に対して
    傾斜していることを特徴とする請求項２ないし９のいず
    れか１記載の光導波路記録媒体。