JPH04368901A - 光ピックアップ及び光ディスク装置 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は光学装置等に用いられる
光ピックアップ及び偏光分離素子に係り、特に、光計測
装置、光デイスク装置、光通信装置等に用いるに好適な
光ピックアップ及び偏光分離素子に関する。

【０００２】

【従来の技術】光ピックアップ及び偏光分離素子に関す
るものとして、光ディスク装置等の、従来の光情報媒体
から情報を読み出したり、光情報媒体へ情報を書き込ん
だりするための集積化光学系については、ＡＮＲＩＴＵ
　　ＮＥＷＳ，Ｖｏｌ．７，Ｎｏ．３６，１９８８年、
において論じられている。

【０００３】また、光学的に情報をやりとりする光通信
装置については、島田禎晋監修　　コヒーレント光通信
（電子情報通信学会）、又は、光・薄膜技術マニュアル
（オプトエレクトロニクス社）に記載されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】光デイスク装置におい
ては偏光により情報の読み出しを行う。この場合、光を
その直交する二つの偏光方向によって二つの成分に分離
する必要がある。（以下これを、偏光分離、と呼び、分
離された各々の成分をＥ波、Ｍ波と呼んで区別する。）
。前記従来例（ＡＮＲＩＴＵ　　ＮＥＷＳ，Ｖｏｌ．７
，Ｎｏ．３６，１９８８年）では、光導波路外部の光と
内部の光を結合させる（ここでは、光導波路内部の光を
光導波路外部の光に変換したり、その逆の変換をするこ
とを、結合する、と称することにする。）回折格子とし
て、Ｅ波のみを結合させるものと、Ｍ波のみを結合させ
るものとを別々に設け、各々の回折格子にＥ波とＭ波の
混ざった光を入射させて偏光分離を行っている。 上記の方法では、Ｅ波を結合させる回折格子に入射した
Ｍ波、及びＭ波を結合させる回折格子に入射したＥ波は
、情報の読み出しに全く使われないため、光の利用効率
が下がってしまいＣ／Ｎ比（Ｃａｒｒｉｅｒ　　ｔｏ　
　Ｎｏｉｓｅ）が低下するという問題点があった。

【０００５】上記文献に紹介されているような集積型光
ピックアップを採用するならば光ピックアップの小型化
、軽量化を図ることができ、その結果として光デイスク
装置の高速アクセスが可能となることは従来から知られ
ているが、低い光利用効率、低いＣ／Ｎ比が課題となっ
ていた。

【０００６】また、光ファイバーを用いた光通信は現在
のところ光の強度を変調することにより情報をやりとり
しているが、この方法では光の持つ性質の内の一部を利
用して通信しているだけであって、通信システムの容量
に限界があった。

【０００７】また、光の反射や透過の偏光依存性を利用
して物質の膜厚や物性値を計測する装置では、偏光ビー
ムスプリッタを機械的に回転させて反射光の偏光状態を
検出しているが、装置の小型化、軽量化に限界があった
。

【０００８】本発明の目的は上記問題点を解消するため
になされたもので、光の利用効率を向上させることによ
り、Ｃ／Ｎ比の向上した光ピックアップ及び偏光分離素
子を提供し、併せて、アクセス速度の向上した光デイス
ク装置、大容量の光通信装置、及び、光の反射や透過の
偏光依存性を利用して物質の膜厚や物性値を計測する装
置において、機械的回転をさせずに偏光状態を検出でき
、小型化、軽量化された光計測装置を提供することにあ
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は以下の各手段
によって達成することができる。 （１）光導波路を備え、該光導波路内に入射した光を該
光導波路内に結合させるグレーテイングカップラと、該
光導波路内を伝播する光を検出する検出器とを該光導波
路上に有する光ピックアップにおいて、前記グレーテイ
ングカップラは、入射光に対して前記光導波路内を伝播
するＴＥ（トランスバース・エレクトリック）波を結合
する回折格子の形状と、入射光に対して前記光導波路内
を伝播するＴＭ（トランスバース・マグネティック）波
を結合する回折格子の形状とを、重ね合わせた形状を有
することを特徴とする光ピックアップ。

【００１０】（２）前記グレーテイングカップラは、入
射光の二つの偏光成分に対して第１の偏光成分をある第
１の方向へ結合する回折格子の形状と、第２の偏光成分
を該第１の方向とは異なる第２の方向へ結合する回折格
子の形状とを、重ね合わせた形状を有することを特徴と
する光ピックアップ。

【００１１】（３）前記グレーテイングカップラは、入
射光に対して前記光導波路内を伝播するＴＥ波を結合す
る第１のグレーテイングカップラを該光導波路の片面に
有し、入射光に対して該光導波路内を伝播するＴＭ波を
結合する第２のグレーテイングカップラを第１のグレー
テイングカップラとは反対の面に有し、かつ、前記グレ
ーテイングカップラに入射する光の方向からみて該第１
のグレーテイングカップラと該第２のグレーテイングカ
ップラとの少なくともその一部が重なっていることを特
徴とする光ピックアップ。

【００１２】（４）前記グレーテイングカップラは、入
射光の二つの偏光成分に対して第１の偏光成分をある第
１の方向へ結合する第１のグレーテイングカップラを前
記光導波路の片面に有し、第２の偏光成分を該第１の方
向とは異なる第２の方向へ結合する第２のグレーテイン
グカップラを該第１のグレーテイングカップラとは反対
の面に有し、かつ、前記グレーテイングカップラに入射
する光の方向からみて該第１のグレーテイングカップラ
と該第２のグレーテイングカップラとの少なくともその
一部が重なっていることを特徴とする光ピックアップ。

【００１３】（５）前記グレーテイングカップラは、入
射光のいくつかの偏光成分に対し、各々の偏光成分を各
々異なる方向へ結合する回折格子の形状を重ね合わせた
多重周期構造を有する多重回折格子であることを特徴と
する光ピックアップ。

【００１４】（６）また、光導波路よりも屈折率の小さ
い誘電体層により分離された２枚の光導波路を備え、各
々の光導波路内に入射した光を各々の光導波路内に結合
するグレーテイングカップラと、各々の光導波路内を伝
播する光を独立に検出する検出器とを各々の光導波路上
に有する光ピックアップにおいて、前記の２枚の光導波
路のうち第１の光導波路上の第１のグレーテイングカッ
プラは、入射光に対して該第１の光導波路内を伝播する
ＴＥ波を結合するグレーテイングカップラとなっており
、第２の光導波路上の第２のグレーテイングカップラは
、入射光に対して該第２の光導波路内を伝播するＴＭ波
を結合するグレーテイングカップラとなっており、かつ
、入射する光の方向からみて該第１のグレーテイングカ
ップラと該第２のグレーテイングカップラとの少なくと
もその一部が重なっていることを特徴とする光ピックア
ップ。

【００１５】（７）前記の２枚の光導波路のうち第１の
光導波路上の第１のグレーテイングカップラは、入射光
の二つの偏光成分に対して第１の偏光成分を該第１の光
導波路内に結合するグレーテイングカップラとなってお
り、第２の光導波路上の第２のグレーテイングカップラ
は、入射光の第２の偏光成分を第２の光導波路内に結合
するグレーテイングカップラとなっており、かつ、入射
する光の方向からみて該第１のグレーテイングカップラ
と該第２のグレーテイングカップラとの少なくともその
一部が重なっていることを特徴とする光ピックアップ。

【００１６】（８）また、光導波路を備え、そこに入射
した光を該光導波路内に結合させるグレーテイングカッ
プラを該光導波路上に有する偏光分離素子において、前
記グレーテイングカップラは、入射光に対して前記光導
波路内を伝播するＴＥ波を結合する回折格子の形状と、
入射光に対して前記光導波路内を伝播するＴＭ波を結合
する回折格子の形状とを、重ね合わせた形状を有するこ
とを特徴とする偏光分離素子。

【００１７】（９）前記グレーテイングカップラは、入
射光の二つの偏光成分に対して第１の偏光成分をある第
１の方向へ結合する回折格子の形状と、第２の偏光成分
を該第１の方向とは異なる第２の方向へ結合する回折格
子の形状とを、重ね合わせた形状を有することを特徴と
する偏光分離素子。

【００１８】（１０）前記グレーテイングカップラは、
入射光に対して前記光導波路内を伝播するＴＥ波を結合
する第１のグレーテイングカップラを該光導波路の片面
に有し、入射光に対して該光導波路内を伝播するＴＭ波
を結合する第２のグレーテイングカップラを第１のグレ
ーテイングカップラとは反対の面に有し、かつ、前記グ
レーテイングカップラに入射する光の方向からみて該第
１のグレーテイングカップラと該第２のグレーテイング
カップラとの少なくともその一部が重なっていることを
特徴とする偏光分離素子。

【００１９】（１１）前記グレーテイングカップラは、
入射光の二つの偏光成分に対して第１の偏光成分をある
第１の方向へ結合する第１のグレーテイングカップラを
前記光導波路の片面に有し、第２の偏光成分を該第１の
方向とは異なる第２の方向へ結合する第２のグレーテイ
ングカップラを該第１のグレーテイングカップラとは反
対の面に有し、かつ、前記グレーテイングカップラに入
射する光の方向からみて該第１のグレーテイングカップ
ラと該第２のグレーテイングカップラとの少なくともそ
の一部が重なっていることを特徴とする偏光分離素子。

【００２０】（１２）前記グレーテイングカップラは、
入射光のいくつかの偏光成分に対し、各々の偏光成分を
各々異なる方向へ結合する回折格子の形状を重ね合わせ
た多重周期構造を有する多重回折格子であることを特徴
とする偏光分離素子。

【００２１】（１３）また、光導波路よりも屈折率の小
さい誘電体層により分離された２枚の光導波路を備え、
各々の光導波路内に入射した光を各々の光導波路内に結
合するグレーテイングカップラを各々の光導波路上に有
する偏光分離素子において、前記の２枚の光導波路のう
ち第１の光導波路上の第１のグレーテイングカップラは
、入射光に対して該第１の光導波路内を伝播するＴＥ波
を結合するグレーテイングカップラとなっており、第２
の光導波路上の第２のグレーテイングカップラは、入射
光に対して該第２の光導波路内を伝播するＴＭ波を結合
するグレーテイングカップラとなっており、かつ、入射
する光の方向からみて該第１のグレーテイングカップラ
と該第２のグレーテイングカップラとの少なくともその
一部が重なっていることを特徴とする偏光分離素子。

【００２２】（１４）前記の２枚の光導波路のうち第１
の光導波路上の第１のグレーテイングカップラは、入射
光の二つの偏光成分に対して第１の偏光成分を該第１の
光導波路内に結合するグレーテイングカップラとなって
おり、第２の光導波路上の第２のグレーテイングカップ
ラは、入射光の第２の偏光成分を第２の光導波路内に結
合するグレーテイングカップラとなっており、かつ、入
射する光の方向からみて該第１のグレーテイングカップ
ラと該第２のグレーテイングカップラとの少なくともそ
の一部が重なっていることを特徴とする偏光分離素子。

【００２３】（１５）また、これらの光ピックアップも
しくは偏向分離素子を用いた光ディスク装置、光通信装
置又は光計測装置。

【００２４】

【作用】上記構成によれば、光が光導波路内を伝播する
場合、例えばＴＥ波とＴＭ波とでは一般に伝播速度が異
なる。このため、光導波路外の光と光導波路内のＴＥ波
とを結合させる回折格子と、ＴＭ波とを結合させる回折
格子とは一般にその形状が異なる。この二つの形状を重
ねて二重回折格子とすることにより、光導波路外の光の
二つの偏光成分の両方をその同一部分において光導波路
内に結合することができる。このように光導波路上に二
重回折格子を設け、ＴＥ波、ＴＭ波が各々伝播する場所
へ検出器を設けることにより、偏光による情報の読み出
しを行うことができるようになる。また、光導波路の両
面に各々異なる偏光成分を結合するグレーテイングカッ
プラを、入射光からみて重なって見えるように設けたも
の、重ねられて設けられた２枚の光導波路の上に、各々
異なる偏光成分を結合するグレーテイングカップラを入
射光からみて重なって見えるように設けたものも二重回
折格子と呼ぶことにする。

【００２５】また、ＴＥ波、ＴＭ波に限らず、格子上に
入射した光は偏光方向に拘らず光導波路内に結合される
ことになり、光ピックアップ又は偏光分離素子の光の利
用効率を向上させることができる。そのため、Ｃ／Ｎ比
の向上した光ディスク装置、光通信装置或いは光計測装
置とすることができる。

【００２６】

【実施例】以下、本発明のいくつかの実施例を、図面を
参照して説明する。 （第１実施例）図１は、本発明の一実施例の光ピックア
ップを示す斜視図、図２〜図４は二重回折格子の説明図
、図５〜図７は各々図２〜図４の部分拡大図である。 まず図１を用いて、本実施例の光学的な基本的動作状況
につき説明する。半導体レーザ１から射出した光は、コ
リメートレンズ２ａにより平行光とされる。この光の一
部は透明基板３ａを通過し対物レンズ２ｂにより集光さ
れ、光情報媒体４に焦点を形成する。この光情報媒体４
には情報ビット５が形成されている。このビットにより
光情報媒体４で反射した反射光の偏光面が変化する（こ
の偏光面の変化によって情報を読み出す）。反射光は対
物レンズ２ｂで平行光とされ、平行光の一部は二重回折
格子となっているグレーテイングカップラ６ａにより光
導波路７ａを伝播する光に結合される。

【００２７】グレーテイングカップラ６ａに入射する光
は二つの偏光成分が混ざった状態となっている。そのう
ち電界ベクトルがＸ軸方向を向いている成分は（以下、
再定義されるまでこれをＥ波と呼ぶ）、光導波路７ａ中
を伝播するＴＥ波となり、検出器８ｃの近傍に焦点を形
成するように結合される。磁界ベクトルがＸ軸方向を向
いている成分は（以下、再定義されるまでこれをＭ波と
呼ぶ）、光導波路７ａ中を伝播するＴＭ波となり隣接し
て設置された検出器８ａ、８ｂの境界と、検出器８ｄ、
８ｅの境界近傍に焦点を形成するように結合される。

【００２８】グレーテイングカップラ６ａに入射する光
の偏光方向が変化した場合、Ｅ波とＭ波の相対的強度が
変化する。すると検出器８ｃの出力と検出器８ａ、８ｂ
、８ｄ、８ｅの出力が相対的に変化する。そこで処理回
路９ａにより検出器８ａ、８ｂ、８ｄ、８ｅの出力の和
と検出器８ｃの出力の差信号を取ることにより偏光方向
の変化を検出することができ、読み出し信号が得られる
。

【００２９】次に焦点ズレが起きた場合、例えば光情報
媒体４が対物レンズ２ｂで形成される焦点よりもＺ軸の
プラス方向へずれた場合を考える。この場合、光情報媒
体４からの反射光は対物レンズ２ｂで形成された焦点よ
りも遠いところにある点光源から光が射出されたかのよ
うに対物レンズ２ｂに入射する。すると対物レンズ２ｂ
を透過した後、平行光とならず収束光となる。収束光と
なった場合、図中、グレーテイングカップラ６ａの左側
に入射する光の伝播方向はＸ軸のプラス方向に、右側に
入射する光の伝播方向はマイナス方向に傾く。すると光
導波路７ａ内に結合された光の伝播方向も、グレーテイ
ングカップラ６ａの左側で結合された導波光はＸ軸のプ
ラス方向に、右側で結合された導波光はマイナス方向に
傾くことになる。このため検出器８ａ、８ｂの境界近傍
の焦点はＸ軸のマイナス方向に動き、検出器８ａの出力
は小さくなり、検出器８ｂの出力は大きくなる。

【００３０】同様に検出器８ｄ、８ｅの境界近傍の焦点
はＸ軸のプラス方向に動き、検出器８ｅの出力は小さく
なり、検出器８ｄの出力は大きくなる。そこで処理回路
９ａにより出力の大きくなるものどうしで検出器８ｂと
８ｄの出力の和を取り、小さくなるものどうしで検出器
８ａと８ｅの出力の和を取り、さらにこれらの差を取る
ことにより焦点ズレを示すフォーカスエラー信号が得ら
れる。光情報媒体４がＺ軸のマイナス方向へずれた場合
には検出器８ａ、８ｂ、８ｄ、８ｅ近傍の焦点の動きは
反対となり、フォーカスエラー信号はプラス方向へ変位
した場合と逆符号になる。

【００３１】次にトラックズレが起きた場合を考える。 トラックズレが生じた場合、対物レンズ２ｂで形成され
る焦点での反射の状態がＸ軸方向について不均一となり
、グレーテイングカップラ６ａに入射する光量の分布も
Ｘ軸方向について不均一となる。つまりグレーテイング
カップラ６ａの右側に入射する光と、左側に入射する光
の量に差が生ずる。すると検出器８ａ、８ｂ近傍の焦点
の光の量と、検出器８ｃ、８ｄ近傍の焦点の光の量の間
に差を生ずることになる。そこで処理回路９ａにより検
出器８ａと８ｂの出力の和を取り、検出器８ｃと８ｄの
和を取り、さらにこれらの差を取ることによりトラック
ズレを示すトラックエラー信号が得られる。上記の実施
例においてＥ波とＭ波を入れ替えても同様の動作が期待
できる。

【００３２】図２〜図７は第１実施例で用いられた二重
回折格子の説明図である。ここで用いられている回折格
子は、図２のように、入射光中のＥ波のみを光導波路中
のＴＥ波と結合して検出器８ｃ近傍に焦点を形成させる
回折格子と、図３のようにＭ波のみをＴＭ波と結合し、
検出器８ａ、８ｂの境界近傍と検出器８ｄ、８ｅの境界
近傍に焦点を形成させる回折格子を重ね合わせた、図４
に示すような回折格子である。図５は図２に示す回折格
子の部分を拡大したもの、図６は図３に示す回折格子の
部分を拡大したもの、図７は図４に示す回折格子の部分
を拡大したもので、図５のものと図６のものとを重ね合
わせた二重回折格子の部分を示したものである。

【００３３】（第２実施例）図８を用い、別の実施例に
ついて説明する。これは二重回折格子を斜交する二組の
平行直線としたものである。半導体レーザ１から射出し
た光は、コリメートレンズ２ａにより平行光とされる。 この光の一部は透明基板３ｂを通過し対物レンズ２ｂに
より集光され、光情報媒体４に焦点を形成する。この光
情報媒体４には情報ビット５が形成されている。このビ
ットにより光情報媒体４で反射した反射光の偏光面が変
化する。（この偏光面の変化によって情報を読み出す）
。反射光は対物レンズ２ｂで平行光とされ、平行光の一
部は二重回折格子となっているグレーテイングカップラ
６ｂにより光導波路７ｂを伝播する光に結合される。

【００３４】グレーテイングカップラ６ｂに入射する光
は二つの偏光成分が混ざった状態となっている。そのう
ち電界ベクトルがＸ軸方向を向いている成分は（以下、
再定義されるまでこれをＥ波と呼ぶ）、光導波路中を伝
播するＴＥ波に結合され、モードインデックスレンズ１
０ａにより検出器８ｈ、８ｉの近傍に焦点を形成する。 また、磁界ベクトルがＸ軸方向を向いている成分は（以
下、再定義されるまでこれをＭ波と呼ぶ）、光導波路中
を伝播するＴＭ波に結合されモードインデックスレンズ
１０ａにより、隣接して設置された検出器８ｆ、８ｇの
境界と、検出器８ｊ、８ｋの境界近傍に焦点を形成する
。

【００３５】光導波路の等価屈折率がＴＥ波とＴＭ波で
異なるため、同じモードインデックスレンズ１０ａで集
光させても、焦点の位置がＴＥ波とＴＭ波でずれてしま
う。ここではＴＭ波を用いてフォーカスエラー信号を得
るものについての実施例の説明をするので、ＴＭ波が検
出器８ｆ、８ｇの境界と、検出器８ｊ、８ｋの境界近傍
にシャープに集光されるようにレンズが作られているも
のとする。するとＴＭ波は検出器８ｈ、８ｉの近傍には
シャープに焦点を結ばないことになるが、これはフォー
カスエラー信号とトラックエラー信号を得るためには用
いないので多少焦点がぼけても差し支えない。

【００３６】グレーテイングカップラ６ｂに入射する光
の偏光方向が変化した場合、Ｅ波とＭ波の相対的強度が
変化する。すると検出器８ｈ、８ｉの出力と検出器８ｆ
、８ｇ、８ｊ、８ｋの出力が相対的に変化する。そこで
処理回路９ｂにより検出器８ｆ、８ｇ、８ｊ、８ｋの出
力の和と検出器８ｈ、８ｉの出力の和の差信号を取るこ
とにより偏光方向の変化を検出することができ、読みだ
し信号が得られる。

【００３７】次に焦点ズレが起きた場合、例えば光情報
媒体４が対物レンズ２ｂで形成される焦点よりもＺ軸の
プラス方向へずれた場合を考える。この場合、光情報媒
体４からの反射光は対物レンズ２ｂで形成された焦点よ
りも遠いところにある点光源から光が射出されたかのよ
うに対物レンズ２ｂに入射する。すると対物レンズ２ｂ
を透過した後、平行光とならず収束光となる。収束光と
なった場合、図中、グレーテイングカップラ６ｂの左側
に入射する光の伝播方向はＸ軸のプラス方向に、右側に
入射する光の伝播方向はマイナス方向に傾く。すると光
導波路７ｂ内に結合された光の伝播方向も、グレーテイ
ングカップラ６ｂの左側で結合された導波光はＸ軸のプ
ラス方向に、右側で結合された導波光はマイナス方向に
傾くことになる。

【００３８】このため検出器８ｆ、８ｇの境界近傍の焦
点はＸ軸のマイナス方向に動き、検出器８ｆの出力は小
さくなり、検出器８ｇの出力は大きくなる。同様に検出
器８ｊ、８ｋの境界近傍の焦点はＸ軸のプラス方向に動
き、検出器８ｊの出力は小さくなり、検出器８ｋの出力
は大きくなる。そこで処理回路９ｂにより出力の大きく
なるものどうしで検出器８ｇと８ｋの出力の和を取り、
小さくなるものどうしで検出器８ｆと８ｊの出力の和を
取り、さらにこれらの差を取ることにより焦点ズレを示
すフォーカスエラー信号が得られる。光情報媒体４がＺ
軸のマイナス方向へずれた場合には検出器８ｆ、８ｇ、
８ｊ、８ｋ近傍の焦点の動きは反対となり、フォーカス
エラー信号はプラス方向へ変位した場合と逆符号になる
。

【００３９】次にトラックズレが起きた場合を考える。 トラックズレが生じた場合、対物レンズ２ｂで形成され
る焦点での反射の状態がＸ軸方向について不均一となり
、グレーテイングカップラ６ｂに入射する光量の分布も
Ｘ軸方向について不均一となる。つまりグレーテイング
カップラ６ｂの右側に入射する光と、左側に入射する光
の量に差が生じる。すると検出器８ｆ、８ｇ近傍の焦点
の光の量と、検出器８ｋ、８ｊ近傍の焦点の光の量との
間に差を生ずることになる。そこで処理回路９ｂにより
検出器８ｆと８ｇの出力の和を取り、検出器８ｊと８ｋ
の和を取り、さらにこれらの差を取ることにより、トラ
ックズレを示すトラックエラー信号が得られる。上記の
実施例においてＥ波とＭ波を入れ替えても同様の動作が
期待できる。また上記の実施例においてモードインデッ
クスレンズの代わりにジオデシックレンズを用いても同
様の動作が期待できる。

【００４０】図９〜図１１は図８で説明した実施例で用
いた二重回折格子の説明図である。ここで用いられてい
る回折格子は、図９のように入射光中のＥ波のみを光導
波路中のＴＥ波と結合し、モードインデックスレンズ１
０ａにより検出器８ｆ、８ｇの境界近傍と検出器８ｊ、
８ｋの境界近傍に焦点を形成させる回折格子と、図１０
のようにＭ波のみをＴＭ波と結合し、モードインデック
スレンズ１０ａにより検出器８ｈ、８ｉの近傍に焦点を
形成させる回折格子を重ね合わせた、図１１に示すよう
な二重回折格子である。また図９のようなグレーテイン
グカップラを光導波路の片面に設け、図１０のようなグ
レーテイングカップラを反対の面にして、図１１に示す
ように重ねて設けても同様の動作が期待できる。

【００４１】（第３実施例）次に、図１２と図１３とを
用い、他の実施例について説明する。これは基板を半導
体基板として検出器、処理回路をモノリシックに集積化
すると共に、二重回折格子を直交する二組の平行直線と
したものである。ここでは、図１３に示すように、基板
の面内に、二重回折格子となっているグレーテイングカ
ップラ６ｃの中心を原点として各々回折格子の線の方向
にＸ軸とＹ軸をとる。そして基板に垂直方向にＺ軸をと
る。

【００４２】半導体レーザ１から射出した光は、コリメ
ートレンズ２ａにより平行光とされる。この光の一部は
ビームスプリッタ１１で反射され、対物レンズ２ｂによ
り集光され、光情報媒体４に焦点を形成する。この光情
報媒体４には情報ビット５が形成されている。このビッ
トにより光情報媒体４で反射した反射光の偏光面が変化
する（この偏光面の変化によって情報を読み出す）。反
射光は対物レンズ２ｂで平行光とされ、平行光の一部は
ビームスプリッタ１１を透過し、二重回折格子となって
いるグレーテイングカップラ６ｃにより光導波路７ｃを
伝播する光に結合される。

【００４３】グレーテイングカップラ６ｃに入射する光
は二つの偏光成分が混ざった状態となっている。そのう
ち電界ベクトルがＸ軸方向を向いている成分は（以下、
再定義されるまでこれをＸ波と呼ぶ）、光導波路中をＹ
軸のマイナス方向に伝播するＴＥ波に結合されモードイ
ンデックスレンズ１０ｂにより、隣接されて半導体基盤
３ｃ上に設置された検出器８ｌ、８ｍの境界近傍と検出
器８ｎ、８ｐの境界近傍とに焦点を形成する。電界ベク
トルがＹ軸方向を向いている成分は（以下、再定義され
るまでこれをＹ波と呼ぶ）、光導波路中をＸ軸のマイナ
ス方向に伝播するＴＥ波に結合され、モードインデック
スレンズ１０ｂにより、隣接して設置された検出器８ｑ
、８ｒの境界近傍と、検出器８ｓ、８ｔの境界近傍とに
焦点を形成する。ここで回折格子のピッチは、入射波に
対してＴＥ波のみを結合するように選ぶ。

【００４４】グレーテイングカップラ６ｃに入射する光
の偏光方向が変化した場合、Ｘ波とＹ波の相対的強度が
変化する。すると検出器８ｌ、８ｍ、８ｎ、８ｐの出力
と検出器８ｑ、８ｒ、８ｓ、８ｔの出力とが相対的に変
化する。そこで基板上にモノリシックに設けられた処理
回路９ｃにより検出器８ｌ、８ｍ、８ｎ、８ｐの出力の
和と検出器８ｑ、８ｒ、８ｓ、８ｔの出力の和との差信
号を取ることにより偏光方向の変化を検出することがで
き、読みだし信号が得られる。

【００４５】つぎに焦点ズレが起きた場合、例えば光情
報媒体４が対物レンズ２ｂで形成される焦点よりもＺ軸
のプラス方向へずれた場合を考える。この場合、光情報
媒体４からの反射光は対物レンズ２ｂで形成された焦点
よりも遠いところにある点光源から光が射出されたかの
ように対物レンズ２ｂに入射する。すると対物レンズ２
ｂを透過した後、平行光とならず収束光となる。

【００４６】まずＸ波について考えると、収束光となっ
た場合、グレーテイングカップラ６ｃのＸ＜０なる部分
に入射する光の伝播方向はＸ軸のプラス方向に、Ｘ＞０
なる部分に入射する光の伝播方向はマイナス方向に傾く
。すると光導波路７ｃ内に結合された光の伝播方向も、
グレーテイングカップラ６ｂのＸ＜０なる部分で結合さ
れた導波光はＸ軸のプラス方向に、Ｘ＞０なる部分で結
合された導波光はＸ軸のマイナス方向に傾くことになる
。このため検出器８ｌ、８ｍの境界近傍の焦点はＸ軸の
マイナス方向に動き、検出器８ｌの出力は小さくなり、
検出器８ｍの出力は大きくなる。同様に検出器８ｎ、８
ｐの境界近傍の焦点はＸ軸のプラス方向に動き、検出器
８ｐの出力は小さくなり、検出器８ｎの出力は大きくな
る。

【００４７】Ｙ波についても同様に検出器８ｒ、８ｓの
出力は大きくなり、検出器８ｑ、８ｔの出力は小さくな
る。そこで処理回路９ｃにより出力の大きくなるものど
うしで検出器８ｍ、８ｎ、８ｒ、８ｓの出力の和を取り
、小さくなるものどうしで検出器８ｌ、８ｐ、８ｑ、８
ｔの出力の和を取り、さらに、これらの差を取ることに
より焦点ズレを示すフォーカスエラー信号が得られる。 光情報媒体４がＺ軸のマイナス方向へずれた場合には検
出器８ｌ、８ｍ、８ｎ、８ｐ、８ｑ、８ｒ、８ｓ、８ｔ
近傍の焦点の動きは反対となり、フォーカスエラー信号
はプラス方向へ変位した場合と逆符号になる。

【００４８】次にトラックズレが起きた場合を考える。 図１２のような光ピックアップでトラックズレを示すト
ラックエラー信号を得るためには、Ｘ軸、Ｙ軸のどちら
か片方がトラックの接線に対して平行になっている必要
がある。ここではＹ軸がトラックの接線に対して平行な
場合について説明する。トラックズレが生じた場合、対
物レンズ２ｂで形成される焦点での反射の状態が特にＸ
軸方向について不均一となり、グレーテイングカップラ
６ｃに入射する光量の分布もＸ軸方向について不均一と
なる。つまりグレーテイングカップラ６ｃのＸ＜０なる
部分に入射する光と、Ｘ＞０なる部分に入射する光の量
に差が生ずる。すると検出器８ｌ、８ｍ近傍の焦点の光
の量と、検出器８ｎ、８ｐ近傍の焦点の光の量の間に差
を生ずることになる。そこで処理回路９ｃにより検出器
８ｌと８ｍの出力の和を取り、検出器８ｎと８ｐの和を
取り、さらにこれらの差を取ることによりトラックズレ
を示すトラックエラー信号が得られる。

【００４９】処理回路９ｃには電源端子１２ａにより電
源が供給され、読み出し信号出力端子１２ｂ、フォーカ
スエラー信号出力端子１２ｃ、トラックエラー信号出力
端子１２ｄより各々読み出し信号、フォーカスエラー信
号、トラックエラー信号が得られる。

【００５０】上記の実施例において回折格子のピッチを
、入射波に対して光導波路内のＴＭ波のみを結合するよ
うに選び、磁界ベクトルがＸ軸方向を向いている成分を
Ｘ波、磁界ベクトルがＹ軸方向を向いている成分をＹ波
としても同様の動作が期待できる。また上記の実施例に
おいてモードインデックスレンズの代わりにジオデシッ
クレンズを用いても同様の動作が期待できる。

【００５１】グレーテイングカップラ６ｃが図１４に示
されるような矩形の回折格子であった場合、入射波に対
し１次回折光と−１次回折光が生ずる。この場合、Ｘ波
はＹ軸のマイナス方向だけでなくプラス方向にも伝播し
、Ｙ波もＸ軸のマイナス方向だけでなくプラス方向にも
伝播する。しかし、図１５に示されるようなブレーズ回
折格子とすることにより、１次もしくは−１次回折光の
どちらかを選択的に回折させることができ、Ｘ波はＹ軸
のマイナス方向へ、Ｙ波はＸ軸のプラス方向へのみ伝播
させることができる。

【００５２】これらの実施例によれば、光利用効率を向
上させることができることから、集積型光ピックアップ
のＣ／Ｎ比の向上を図ることができる。そのため、Ｃ／
Ｎ比の高い集積型光ピックアップの採用により光デイス
ク装置のアクセス速度を向上させることができる。

【００５３】（第４実施例）図１６は二重回折格子とな
っているグレーテイングカップラを有する光ピックアッ
プ１３を用いた光デイスク装置の実施例である。光情報
媒体４はスピンドルモータ１４により回転する。また、
光ピックアップ１３はケーシング１５に固定されている
。また、ケーシング１５には光源１、コリメートレンズ
２ａ、駆動用コイル１６が固定され、ケーシング１５は
駆動コイル１６によりレール１７上をスピンドルモータ
１４に対して半径方向に移動し、トラッキングを行う。 対物レンズ２ｂは、レンズ駆動コイル１８によりスピン
ドルモータ半径方向に動いて、さらに微細なトラッキン
グを行うとともに、光情報媒体４に対して垂直方向にも
動き、フォーカシングを行う。光ピックアップ１３から
の出力は処理回路９ａにより読みだし信号、フォーカス
エラー信号、トラックエラー信号に変換される。そして
読みだし信号はＲＥＡＤ／ＷＲＩＴＥユニット１９に入
力され、フォーカスエラー信号とトラックエラー信号は
サーボユニット２０に入力される。

【００５４】光デイスク装置の外部からの命令はインタ
ーフェース２１を通じてシステムコントローラ２２に入
力される。この命令をもとにしてシステムコントローラ
２２はサーボユニット２０に情報を読み書きするトラッ
クを指定する信号を送る。又、ＲＥＡＤ／ＷＲＩＴＥユ
ニット１９を介し、指定したトラックへの情報の書き込
み、あるいは情報の読み出しを行う。読み出された信号
はインターフェース２１を介して光デイスク装置の外部
へ出力される。

【００５５】サーボユニット２０は処理回路９ａからの
トラックエラー信号、フォーカスエラー信号、システム
コントローラ２２からのトラックを指定する信号をもと
に、駆動コイル１６、レンズ駆動コイル１８に流す電流
を制御する。

【００５６】（第５実施例）図１７、図１８、図１９を
用いて光通信装置の実施例を説明する。光通信装置は送
信装置５１と受信装置５２からなる。送信装置５１には
入力端子５３ａ，５３ｂがあり、各々独立な信号が入力
される。これらの信号に対応して処理回路５４は半導体
レーザー１ａ，１ｂの出力に変調を与える。半導体レー
ザー１ａから射出された光はレンズ２ｃにより平行光と
され、偏光板５５ａで電界ベクトルが図１７の面内方向
に向けられる（以後この光を第１の光と呼ぶ）。その後
ビームスプリッタ５６を通過しレンズ２ｅで集光され偏
波面保存ファイバー５７に入る。半導体レーザー１ｂか
ら射出された光はレンズ２ｄにより平行光とされ、偏光
板５５ｂで電界ベクトルが図１７の紙面の垂直方向に向
けられる（以後この光を第２の光と呼ぶ）。その後ビー
ムスプリッタ５６で反射されレンズ２ｅで集光され偏波
面保存ファイバー５７に入る。この偏波面保存ファイバ
ー５７は受信装置５２に接続されている。

【００５７】受信装置５２の内部には光ピックアップ５
８がある。光ピックアップ５８の半導体基板３ｄの上に
は光導波路７ｄが設けられており、光導波路７ｄにはグ
レーテイングカップラ６ｄが設けられている。偏波面保
存ファイバー５７の中を伝播してきた光は受信装置５２
内でファイバーの外へ射出され、光ピックアップ５８に
設けられているグレーテイングカップラ６ｄ上に入射す
る。

【００５８】ここで、図１８に示す座標系を光ピックア
ップ５８上に設定する。グレーテイングカップラ６ｄに
入射する光の中で、第１の光の電界ベクトルがＸ軸方向
を向くように偏波面保存ファイバー５７を位置決めする
。グレーテイングカップラ６ｄは図１９に示されるよう
な回折格子となっている。図１９は図１８の断面Ａ−Ａ
部である。光導波路７ｄの基板側にはＸ軸方向にブレー
ズ回折格子がきってあり、表面側にはＹ軸方向にブレー
ズ回折格子がきってある。この回折格子のピッチは入射
した光に対し光導波路内のＴＥ波を結合するように選ぶ
。

【００５９】つまり、グレーテイングカップラ６ｄに入
射した光の中で電界ベクトルがＸ軸方向を向いている成
分、即ち第１の光は、光導波路７ｄ内を伝播するＴＥ波
と結合され、Ｙ軸のプラス方向へ伝播する。グレーテイ
ングカップラはブレーズ回折格子となっているのでＹ軸
のマイナス方向へ伝播する成分はプラス方向へ伝播する
成分に比較して小さくなる。同様に電界ベクトルがＹ軸
方向を向いている成分、即ち第２の光は、ＴＥ波と結合
されＸ軸のマイナス方向へ伝播する。第１の光はモード
インデックスレンズ１０ｃにより検出器８ｕの近傍に集
光され、第２の光はモードインデックスレンズ１０ｄに
より検出器８ｖの近傍に集光される。検出器８ｕ，８ｖ
からの出力は処理回路５９により適当な処理を施された
後出力端子６０ａ，６０ｂから出力される。

【００６０】また、グレーテイングカップラのピッチを
、入射した光に対しＴＭ波を結合するように選んだとし
ても同様の動作が期待できる。本実施例によれば、１本
の光ファイバーで従来の２倍の情報を送ることができる
。

【００６１】（第６実施例）図２０から図２３を用いて
光計測装置の実施例を説明する。レーザー光源１ｃから
射出した光は、偏光板５５ｃによりＰ偏光とＳ偏光の間
の４５度方向の直線偏光となり、試料６１上に照射され
る。試料６１からの反射光は楕円偏光となって光ピック
アップ６２上に設けられたグレーテイングカップラ６ｅ
，６ｆに入射する。光ピックアップ６２の基板３ｅの上
には図２２のように屈折率の低い層によって分離された
二つの光導波路７ｅ，７ｆが設けられており、各々の光
導波路にグレーテイングカップラが設けられている。 これらのグレーテイングカップラのピッチは、入射した
光に対し導波路内を伝播するＴＥ波を結合するように選
ばれている。

【００６２】ここで図２１に示されるような座標系を設
定する。グレーテイングカップラ６ｅの、光導波路７ｅ
に設けられている回折格子はＹ軸方向を向いており、光
導波路７ｆに設けられている回折格子はＸ軸方向を向い
ている。グレーテイングカップラ６ｆの、光導波路７ｅ
に設けられている回折格子はη軸方向を向いており、光
導波路７ｆに設けられている回折格子はξ軸方向を向い
ている。グレーテイングカップラ６ｅに入射した光の内
電界ベクトルがＸ軸方向を向いている成分は、光導波路
７ｅに設けられた回折格子により光導波路７ｅ内を伝播
するＴＥ波に結合される。光導波路７ｅに設けられた回
折格子はブレーズ回折格子となっており、光導波路７ｅ
内に結合された光はＹ軸のプラス方向に伝播する。この
光はモードインデックスレンズ１０ｆにより半導体基板
３ｅ上にモノリシックに設けられた検出器８ｘ近傍に集
光される。

【００６３】グレーテイングカップラ６ｅに入射した光
の内電界ベクトルがＹ軸方向を向いている成分は、光導
波路７ｆに設けられた回折格子により光導波路７ｆ内を
伝播するＴＥ波に結合され、Ｘ軸のマイナス方向へ伝播
する。この光はモードインデックスレンズ１０ｅにより
検出器８ｗ近傍に集光される。グレーテイングカップラ
６ｆに入射した光の中で電界ベクトルがξ軸方向を向い
ている成分は、光導波路７ｅに設けられた回折格子によ
り光導波路７ｅ内を伝播するＴＥ波に結合される。光導
波路７ｅに設けられた回折格子はブレーズ回折格子とな
っており、光導波路７ｅ内に結合された光はη軸のマイ
ナス方向に伝播する。この光はモードインデックスレン
ズ１０ｈにより検出器８ｚ近傍に集光される。グレーテ
イングカップラ６ｆに入射した光の中で電界ベクトルが
η軸方向を向いている成分は、光導波路７ｆに設けられ
た回折格子により光導波路７ｆ内を伝播するＴＥ波に結
合され、ξ軸のプラス方向へ伝播する。この光はモード
インデックスレンズ１０ｇにより検出器８ｙ近傍に集光
される。

【００６４】試料６１により反射された光は、図２３に
示す様に一般には楕円偏光になる。この偏光状態を調べ
ることによりＰ偏光したＰ波及び、Ｓ偏光したＳ波の反
射率と位相のズレを知ることができる。楕円偏光の偏光
の状態は図２３に示すように楕円の長径ａと短径ｂの比
と、長径とＸ軸のなす角θを知ることで特定できる。検
出器８ｗと８ｘの出力を比較することによって、図２３
のＡとＢの比を知ることができ、検出器８ｙと８ｚの出
力を比較することによって、図２３のＣとＤの比を知る
ことができる。ＡとＢの比と、ＣとＤの比から、長径ａ
と短径ｂの比と角度θを求めることができる。

【００６５】即ち、検出器８ｗ，８ｘ，８ｙ，８ｚの出
力を比較することにより試料からの反射光の楕円偏光の
状態を特定することができる。検出器８ｗ，８ｘ，８ｙ
，８ｚからの出力は処理回路６３により処理され、試料
の特性を出力する。本実施例によれば、機械的可動部を
持たない光計測装置を作ることができ、光計測装置の小
型化、高信頼化を図ることができる。

【００６６】

【発明の効果】上述のとおり本発明によれば、回折格子
の形状を重ね合わせることにより、光の利用効率を向上
させることができ、Ｃ／Ｎ比の向上した光ピックアップ
及び偏光分離素子とすることができる。そのため、アク
セス速度の向上した光デイスク装置、大容量の光通信装
置、及び、光の反射や透過の偏光依存性を利用して物質
の膜厚や物性値を計測する装置において、機械的回転を
させずに偏光状態を検出でき、小型化、軽量化された光
計測装置等を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は、本発明の第１実施例を示す光ピックア
ップの斜視図である。

【図２】図２は、第１実施例の二重回折格子の説明のた
めの説明図である。

【図３】図３は、第１実施例の二重回折格子の説明のた
めの説明図である。

【図４】図４は、第１実施例の二重回折格子の一例を示
す説明図である。

【図５】図５は、図２に示す回折格子の部分拡大図であ
る。

【図６】図６は、図３に示す回折格子の部分拡大図であ
る。

【図７】図７は、図４に示す二重回折格子の部分拡大図
である。

【図８】図８は、本発明の第２実施例を示す光ピックア
ップの斜視図である。

【図９】図９は、第２実施例の二重回折格子の説明のた
めの説明図である。

【図１０】図１０は、第２実施例の二重回折格子の説明
のための説明図である。

【図１１】図１１は、第２実施例の二重回折格子の一例
を示す説明図である。

【図１２】図１２は、本発明の第３実施例を示す光ピッ
クアップの斜視図である。

【図１３】図１３は、第３実施例を示す平面図である。

【図１４】図１４は、第３実施例における回折格子の説
明図である。

【図１５】図１５は、第３実施例におけるブレーズ回折
格子の説明図である。

【図１６】図１６は、本発明の第４実施例を示す光デイ
スク装置の斜視図である。

【図１７】図１７は、本発明の第５実施例を示す光通信
装置の斜視図である。

【図１８】図１８は、第５実施例の光ピックアップの拡
大図である。

【図１９】図１９は、第５実施例の回折格子の拡大図で
ある。

【図２０】図２０は、本発明の第６実施例を示す光計測
装置の斜視図である。

【図２１】図２１は、第６実施例の光ピックアップの拡
大図である。

【図２２】図２２は、第６実施例の光導波路の断面図で
ある。

【図２３】図２３は、第６実施例の楕円偏光の説明図で
ある。

【符号の説明】 １，１ａ，１ｂ　　半導体レーザ １ｃ　　レーザ光源 ２ａ　　コリメートレンズ ２ｂ　　対物レンズ ２ｃ，２ｄ，２ｅ　　レンズ ３ａ，３ｂ　　透明基板 ３ｃ，３ｄ，３ｅ　　半導体基板 ４　　光情報媒体 ５　　情報ビット ６ａ〜６ｆ　　グレーテイングカップラ７ａ〜７ｅ　　
光導波路 ８ａ〜８ｎ，８ｐ〜８ｚ　　検出器 ９ａ，９ｂ，９ｃ　　処理回路 １０ａ〜１０ｈ　　モードインデックスレンズ１１　　
ビームスプリッタ １２ａ　　電源端子 １２ｂ　　読み出し信号出力端子 １２ｃ　　フォーカスエラー信号出力端子１２ｄ　　ト
ラックエラー信号出力端子１３　　光ピックアップ １４　　スピンドルモータ １５　　ケーシング １６　　駆動用コイル １７　　レール １８　　レンズ駆動コイル １９　　ＲＥＡＤ／ＷＲＩＴＥユニット２０　　サーボ
ユニット ２１　　インターフェース ２２　　システムコントローラ ５１　　送信装置 ５２　　受信装置 ５３ａ，５３ｂ　　入力端子 ５４　　処理回路 ５５ａ　　偏光板 ５６　　偏光ビームスプリッタ ５７　　偏波面保存ファイバー ５８　　光ピックアップ ５９　　処理回路 ６０ａ，６０ｂ　　出力端子 ６１　　試料 ６２　　光ピックアップ

Claims (21)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　光導波路を備え、該光導波路内に入射
   した光を該光導波路内に結合させるグレーテイングカッ
   プラと、該光導波路内を伝播する光を検出する検出器と
   を該光導波路上に有する光ピックアップにおいて、前記
   グレーテイングカップラは、入射光に対して前記光導波
   路内を伝播するＴＥ波を結合する回折格子の形状と、入
   射光に対して前記光導波路内を伝播するＴＭ波を結合す
   る回折格子の形状とを、重ね合わせた形状を有すること
   を特徴とする光ピックアップ。
2. 【請求項２】　　光導波路を備え、該光導波路内に入射
   した光を該光導波路内に結合させるグレーテイングカッ
   プラと、該光導波路内を伝播する光を検出する検出器と
   を該光導波路上に有する光ピックアップにおいて、前記
   グレーテイングカップラは、入射光の二つの偏光成分に
   対して第１の偏光成分をある第１の方向へ結合する回折
   格子の形状と、第２の偏光成分を該第１の方向とは異な
   る第２の方向へ結合する回折格子の形状とを、重ね合わ
   せた形状を有することを特徴とする光ピックアップ。
3. 【請求項３】　　光導波路を備え、該光導波路内に入射
   した光を該光導波路内に結合させるグレーテイングカッ
   プラと、該光導波路内を伝播する光を検出する検出器と
   を該光導波路上に有する光ピックアップにおいて、前記
   グレーテイングカップラは、入射光に対して前記光導波
   路内を伝播するＴＥ波を結合する第１のグレーテイング
   カップラを該光導波路の片面に有し、入射光に対して該
   光導波路内を伝播するＴＭ波を結合する第２のグレーテ
   イングカップラを第１のグレーテイングカップラとは反
   対の面に有し、かつ、前記グレーテイングカップラに入
   射する光の方向からみて該第１のグレーテイングカップ
   ラと該第２のグレーテイングカップラとの少なくともそ
   の一部が重なっていることを特徴とする光ピックアップ
   。
4. 【請求項４】　　光導波路を備え、該光導波路内に入射
   した光を該光導波路内に結合させるグレーテイングカッ
   プラと、該光導波路内を伝播する光を検出する検出器と
   を該光導波路上に有する光ピックアップにおいて、前記
   グレーテイングカップラは、入射光の二つの偏光成分に
   対して第１の偏光成分をある第１の方向へ結合する第１
   のグレーテイングカップラを前記光導波路の片面に有し
   、第２の偏光成分を該第１の方向とは異なる第２の方向
   へ結合する第２のグレーテイングカップラを該第１のグ
   レーテイングカップラとは反対の面に有し、かつ、前記
   グレーテイングカップラに入射する光の方向からみて該
   第１のグレーテイングカップラと該第２のグレーテイン
   グカップラとの少なくともその一部が重なっていること
   を特徴とする光ピックアップ。
5. 【請求項５】　　光導波路を備え、該光導波路内に入射
   した光を該光導波路内に結合させるグレーテイングカッ
   プラと、該光導波路内を伝播する光を検出する検出器と
   を該光導波路上に有する光ピックアップにおいて、前記
   グレーテイングカップラは、入射光のいくつかの偏光成
   分に対し、各々の偏光成分を各々異なる方向へ結合する
   回折格子の形状を重ね合わせた多重周期構造を有する多
   重回折格子であることを特徴とする光ピックアップ。
6. 【請求項６】　　光導波路よりも屈折率の小さい誘電体
   層により分離された２枚の光導波路を備え、各々の光導
   波路内に入射した光を各々の光導波路内に結合するグレ
   ーテイングカップラと、各々の光導波路内を伝播する光
   を独立に検出する検出器とを各々の光導波路上に有する
   光ピックアップにおいて、前記の２枚の光導波路のうち
   第１の光導波路上の第１のグレーテイングカップラは、
   入射光に対して該第１の光導波路内を伝播するＴＥ波を
   結合するグレーテイングカップラとなっており、第２の
   光導波路上の第２のグレーテイングカップラは、入射光
   に対して該第２の光導波路内を伝播するＴＭ波を結合す
   るグレーテイングカップラとなっており、かつ、入射す
   る光の方向からみて該第１のグレーテイングカップラと
   該第２のグレーテイングカップラとの少なくともその一
   部が重なっていることを特徴とする光ピックアップ。
7. 【請求項７】　　光導波路よりも屈折率の小さい誘電体
   層により分離された２枚の光導波路を備え、各々の光導
   波路内に入射した光を各々の光導波路内に結合するグレ
   ーテイングカップラと、各々の光導波路内を伝播する光
   を独立に検出する検出器とを各々の光導波路上に有する
   光ピックアップにおいて、前記の２枚の光導波路のうち
   第１の光導波路上の第１のグレーテイングカップラは、
   入射光の二つの偏光成分に対して第１の偏光成分を該第
   １の光導波路内に結合するグレーテイングカップラとな
   っており、第２の光導波路上の第２のグレーテイングカ
   ップラは、入射光の第２の偏光成分を第２の光導波路内
   に結合するグレーテイングカップラとなっており、かつ
   、入射する光の方向からみて該第１のグレーテイングカ
   ップラと該第２のグレーテイングカップラとの少なくと
   もその一部が重なっていることを特徴とする光ピックア
   ップ。
8. 【請求項８】　　光源と、該光源から射出された光を光
   デイスク上に照射する光学系と、該光デイスクからの反
   射光又は透過光を検出する光ピックアップとを有する光
   デイスク装置において、前記光ピックアップは、請求項
   １ないし７のいずれか一項に記載の光ピックアップであ
   ることを特徴とする光デイスク装置。
9. 【請求項９】　　光源と、該光源から射出された光に対
   して変調を与える手段と、該手段により変調された光を
   伝播させる偏波面保存ファイバーと、該偏波面保存ファ
   イバーを伝播してきた光を検出する光ピックアップとを
   有する光通信装置において、前記光ピックアップは、請
   求項１ないし７のいずれか一項に記載の光ピックアップ
   であることを特徴とする光通信装置。
10. 【請求項１０】　　射出光の変調可能な光源と、該光源
    からの変調された光を伝播させる偏波面保存ファイバー
    と、該偏波面保存ファイバーを伝播してきた光を検出す
    る光ピックアップとを有する光通信装置において、前記
    光ピックアップは、請求項１ないし７のいずれか一項に
    記載の光ピックアップであることを特徴とする光通信装
    置。
11. 【請求項１１】　　光源と、該光源から射出された光を
    試料上に照射する光学系と、該試料からの反射光又は透
    過光を検出する光ピックアップとを有する光計測装置に
    おいて、前記光ピックアップは、請求項１ないし７のい
    ずれか一項に記載の光ピックアップであることを特徴と
    する光計測装置。
12. 【請求項１２】　　光導波路を備え、そこに入射した光
    を該光導波路内に結合させるグレーテイングカップラを
    該光導波路上に有する偏光分離素子において、前記グレ
    ーテイングカップラは、入射光に対して前記光導波路内
    を伝播するＴＥ波を結合する回折格子の形状と、入射光
    に対して前記光導波路内を伝播するＴＭ波を結合する回
    折格子の形状とを、重ね合わせた形状を有することを特
    徴とする偏光分離素子。
13. 【請求項１３】　　光導波路を備え、そこに入射した光
    を該光導波路内に結合させるグレーテイングカップラを
    該光導波路上に有する偏光分離素子において、前記グレ
    ーテイングカップラは、入射光の二つの偏光成分に対し
    て第１の偏光成分をある第１の方向へ結合する回折格子
    の形状と、第２の偏光成分を該第１の方向とは異なる第
    ２の方向へ結合する回折格子の形状とを、重ね合わせた
    形状を有することを特徴とする偏光分離素子。
14. 【請求項１４】　　光導波路を備え、そこに入射した光
    を該光導波路内に結合させるグレーテイングカップラを
    該光導波路上に有する偏光分離素子において、前記グレ
    ーテイングカップラは、入射光に対して前記光導波路内
    を伝播するＴＥ波を結合する第１のグレーテイングカッ
    プラを該光導波路の片面に有し、入射光に対して該光導
    波路内を伝播するＴＭ波を結合する第２のグレーテイン
    グカップラを第１のグレーテイングカップラとは反対の
    面に有し、かつ、前記グレーテイングカップラに入射す
    る光の方向からみて該第１のグレーテイングカップラと
    該第２のグレーテイングカップラとの少なくともその一
    部が重なっていることを特徴とする偏光分離素子。
15. 【請求項１５】　　光導波路を備え、そこに入射した光
    を該光導波路内に結合させるグレーテイングカップラを
    該光導波路上に有する偏光分離素子において、前記グレ
    ーテイングカップラは、入射光の二つの偏光成分に対し
    て第１の偏光成分をある第１の方向へ結合する第１のグ
    レーテイングカップラを前記光導波路の片面に有し、第
    ２の偏光成分を該第１の方向とは異なる第２の方向へ結
    合する第２のグレーテイングカップラを該第１のグレー
    テイングカップラとは反対の面に有し、かつ、前記グレ
    ーテイングカップラに入射する光の方向からみて該第１
    のグレーテイングカップラと該第２のグレーテイングカ
    ップラとの少なくともその一部が重なっていることを特
    徴とする偏光分離素子。
16. 【請求項１６】　　光導波路を備え、そこに入射した光
    を該光導波路内に結合させるグレーテイングカップラを
    該光導波路上に有する偏光分離素子において、前記グレ
    ーテイングカップラは、入射光のいくつかの偏光成分に
    対し、各々の偏光成分を各々異なる方向へ結合する回折
    格子の形状を重ね合わせた多重周期構造を有する多重回
    折格子であることを特徴とする偏光分離素子。
17. 【請求項１７】　　光導波路よりも屈折率の小さい誘電
    体層により分離された２枚の光導波路を備え、各々の光
    導波路内に入射した光を各々の光導波路内に結合するグ
    レーテイングカップラを各々の光導波路上に有する偏光
    分離素子において、前記の２枚の光導波路のうち第１の
    光導波路上の第１のグレーテイングカップラは、入射光
    に対して該第１の光導波路内を伝播するＴＥ波を結合す
    るグレーテイングカップラとなっており、第２の光導波
    路上の第２のグレーテイングカップラは、入射光に対し
    て該第２の光導波路内を伝播するＴＭ波を結合するグレ
    ーテイングカップラとなっており、かつ、入射する光の
    方向からみて該第１のグレーテイングカップラと該第２
    のグレーテイングカップラとの少なくともその一部が重
    なっていることを特徴とする偏光分離素子。
18. 【請求項１８】　　光導波路よりも屈折率の小さい誘電
    体層により分離された２枚の光導波路を備え、各々の光
    導波路内に入射した光を各々の光導波路内に結合するグ
    レーテイングカップラを各々の光導波路上に有する偏光
    分離素子において、前記の２枚の光導波路のうち第１の
    光導波路上の第１のグレーテイングカップラは、入射光
    の二つの偏光成分に対して第１の偏光成分を該第１の光
    導波路内に結合するグレーテイングカップラとなってお
    り、第２の光導波路上の第２のグレーテイングカップラ
    は、入射光の第２の偏光成分を第２の光導波路内に結合
    するグレーテイングカップラとなっており、かつ、入射
    する光の方向からみて該第１のグレーテイングカップラ
    と該第２のグレーテイングカップラとの少なくともその
    一部が重なっていることを特徴とする偏光分離素子。
19. 【請求項１９】　　光源と、該光源から射出された光に
    対して変調を与える手段と、該手段により変調された光
    を伝播させる偏波面保存ファイバーと、該偏波面保存フ
    ァイバーを伝播してきた光を偏光分離する偏光分離素子
    と、該偏光分離素子で偏光分離された光を検出する検出
    器とを有する光通信装置において、前記偏光分離素子は
    、請求項１２ないし１８のいずれか一項に記載の偏光分
    離素子であることを特徴とする光通信装置。
20. 【請求項２０】　　射出光の変調可能な光源と、該光源
    からの変調された光を伝播させる偏波面保存ファイバー
    と、該偏波面保存ファイバーを伝播してきた光を偏光分
    離する偏光分離素子と、該偏光分離素子で偏光分離され
    た光を検出する検出器とを有する光通信装置において、
    前記偏光分離素子は、請求項１２ないし１８のいずれか
    一項に記載の偏光分離素子であることを特徴とする光通
    信装置。
21. 【請求項２１】　　光源と、該光源から射出された光を
    試料上に照射する光学系と、該試料からの反射光又は透
    過光を偏光分離する偏光分離素子と、該偏光分離素子で
    偏光分離された光を検出する検出器とを有する光計測装
    置において、前記偏光分離素子は、請求項１２ないし１
    ８のいずれか一項に記載の偏光分離素子であることを特
    徴とする光計測装置。