JPH05109141A

JPH05109141A - 光磁気ヘツド

Info

Publication number: JPH05109141A
Application number: JP3269180A
Authority: JP
Inventors: Hisaharu Kaneko; 久治金子
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 1991-10-17
Filing date: 1991-10-17
Publication date: 1993-04-30

Abstract

(57)【要約】【目的】光磁気記録媒体に照射されるレーザ光のダイ
ナミックレンジを、光源を出射した時よりも広くする。【構成】光源（１）、コリメータレンズ（２）、偏光
ビームスプリッタ（３）および対物レンズ（４）からな
る光磁気ヘッドにおいて、前記コリメータレンズと偏光
ビームスプリッタとの間に波長板（８）を配した。そし
て、前記光源から出射したレーザ光の強度が最も高い時
に、該レーザ光の偏光ビームスプリッタでの伝達効率が
最も良くなるように前記波長板を調整した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光磁気ディスク装置に
用いられる光磁気ヘッドに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】レーザ光を用いて情報の記録、再生およ
び消去を行なう光ディスク装置は、大容量記憶装置とし
て盛んに開発が行われている。この光ディスク装置の中
でも、特に、情報の書換えが可能な光磁気ディスク装置
の開発が注目されている。ここで、前記光磁気ディスク
に対して情報の記録、再生および消去を行なう過程の一
例を簡単に説明する。

【０００３】光磁気ディスクの記録層は、膜面に対して
垂直方向に磁化容易軸を有する垂直磁化膜により形成さ
れている。前記垂直磁化膜の磁化方向は記録前に、例え
ば外部磁界によって一方向に揃えられている。情報の記
録動作は、前記一方向に揃えておいた磁化方向とは逆向
きの磁界を持つバイアス磁界を印加した状態で、レーザ
光を記録部に照射して行なう。

【０００４】この場合、記録過程にはキュリー点記録法
と、補償点記録法の２通りの方法がある。キュリー点記
録法は、前記レーザ光の照射によって記録部の温度をキ
ュリー点以上に加熱してこの記録部の垂直磁化膜の保磁
力を消失させ、その後冷却して磁化回復が行なわれる過
程で前記バイアス磁界によって磁化方向を反転させる方
法である。また、前記レーザ光による照射をキュリー点
に近づけることで、前記記録部の垂直磁化膜の保磁力を
低下させ、前記バイアス磁界によって磁化方向を反転さ
せることも可能である。

【０００５】補償点記録法は、常温付近に補償温度を持
つ組成の垂直磁化膜を記録層とした光磁気ディスクを使
用する。補償温度とは、前記キュリー点に達する以前に
磁化が急激に減少するとともに保磁力が非常に大きくな
る温度のことである。そして、前記レーザ光によって垂
直磁化膜を加熱し、該垂直磁化膜の保磁力を低下させた
状態で、印加したバイアス磁界によって磁化方向を反転
させるものである。

【０００６】以上のようにして、記録すべき情報に応じ
てレーザ光を照射していくことで、前記光磁気ディスク
に情報が記録される。情報を再生する場合は、前記レー
ザ光の強度を前記垂直磁化膜の温度がキュリー点を超え
ない（保磁力が低下しない）ように、記録時よりも低い
強度にして、前記光磁気ディスクに照射する。そして、
該照射部からの反射光によるカー効果、あるいは透過光
によるファラデー効果を利用して、情報を再生してい
く。

【０００７】また、前記バイアス磁界の向きを記録時と
は逆にした状態で先述の記録動作を行なえば、記録した
情報を消去することができる。図２は、光磁気ディスク
装置で用いられている従来の光磁気ヘッドの概略を示す
構成図である。この光磁気ヘッドは、情報の再生を光磁
気ディスクからの反射光を検出することで行なうように
設定されているものである。

【０００８】光源である半導体レーザ１は、記録、再生
および消去時によって出射するレーザ光の強度を変調で
きるようになっている。半導体レーザ１から出射された
レーザ光は、コリメータレンズ２によって平行光束にさ
れ、偏光ビームスプリッタ３を通過する。通過したレー
ザ光は、対物レンズ４によって集光され光磁気ディスク
５の記録面上に光スポットを形成する。この対物レンズ
４は、前記レーザ光の光スポットが所定の位置に形成さ
れるようにフォーカシング・アクチュエータおよびトラ
ッキング・アクチュエータ（ともに図示せず）により制
御される。

【０００９】光磁気ディスク５によって反射された前記
レーザ光は、反射時にカー効果によるカー回転を含んだ
状態で対物レンズ４を通過する。そして、再び偏光ビー
ムスプリッタ３に入射する。このレーザ光は、反射され
る際に前記カー回転を受けているので入射時とは偏光面
が異なっている。偏光ビームスプリッタ３の第１反射面
３ａは、前記カー回転を受けたレーザ光をその偏光方向
により反射光（以下、この反射光を第１の反射光とい
う）と透過光とに分割する。

【００１０】なお、図２に示す光磁気ヘッドにおいて
は、反射面３ａで反射した第１の反射光は、1 /2波長板
９を通過することで偏光方向を調整された後、第２の偏
光ビームスプリッタ１０に入射し、Ｓ偏光成分とＰ偏光
成分とで２つに分割される。これらの分割光はそれぞれ
再生信号検出器６ａ、６ｂに入射し、周知である差動検
出法により再生される。

【００１１】また、第１反射面３ａでの透過光は、さら
に偏光ビームスプリッタ３内の第２反射面３ｂによって
反射される（この反射光を第２の反射光とする）。この
第２の反射光は、集光レンズ１１により集光されてサー
ボ信号検出器７に入射し、前述のフォーカシング制御や
トラッキング制御のためのサーボ信号として使用され
る。

【００１２】記録または消去時は、磁界印加手段１２に
よってディスク５の光スポット形成領域に所定の磁界
（バイアス磁界）が印加される。磁界印加手段１２とし
ては、例えば電磁石や永久磁石が用いられる。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】図３は、光磁気ディス
クに照射するレーザ光の強度を示す図である。前述のよ
うに、記録あるいは消去時のレーザ光の強度レベルは、
再生時のレベルよりも高く設定してある。なお、光磁気
記録媒体への記録方法としては、バイアス磁界を一定の
方向にした状態で情報に応じてレーザ光の強度を変調す
る光変調方式と、バイアス磁界を変調してレーザ光の強
度は一定の状態とする磁界変調方式、の２通りが知られ
ているが、前記レーザ光の強度レベルは各方式ともほぼ
同様に設定されている（点線は光変調方式による記録時
のレーザ光強度の変調レベルの一例を示す）。

【００１４】ところで、前記レーザ光の強度は再生時は
低レベルに設定されているが、前記バイアス磁界は印加
されたままになっていた。そのため、再生時にレーザ光
を照射して該照射部の垂直磁化膜の温度が上昇した時
に、この磁化膜がバイアス磁界の影響を受けて記録して
おいた情報が破壊される恐れがあった。そのため、レー
ザ光の再生時の強度はなるべく低く設定しておく必要が
あった。つまり、記録、消去時のレーザ光の強度と、再
生時のレーザ光の強度との差をできるだけ大きくするこ
とが望まれていた。

【００１５】一方、従来の光磁気ヘッドでは、光学系で
のレーザ光の伝達効率は一定のままであり、この伝達効
率を変化させることはできなかった。従って、光源とし
て半導体レーザを使用した場合、対物レンズから出射す
るレーザ光のダイナミックレンジは、該半導体レーザ出
射時（つまり、半導体レーザ自体）のダイナミックレン
ジと等しかった（ここではレーザ光の強度の上限値と下
限値との比をダイナミックレンジとする）。

【００１６】そのため、前述のように対物レンズから出
射される記録または消去時のレーザ光強度と再生時のレ
ーザ光強度との差を大きくしようとすると、ダイナミッ
クレンジの大きい半導体レーザを光源とする必要があっ
た。ところが、市販の半導体レーザのダイナミックレン
ジは、要求される値に対して充分とは言えないものであ
った。また、要求値を満たすような半導体レーザを新た
に開発するには、多大なコストと時間を要してしまう。

【００１７】さらに、記録、消去用の高出力（つまり、
出射するレーザ光の強度が高い）の半導体レーザと、再
生用の低出力（つまり、出射するレーザ光の強度が低
い）の半導体レーザとを別個に設けることも考えられ
る。しかし、この場合は各レーザに応じた２つの光路が
必要となり、光学系の複雑化および光磁気ヘッドの大型
化という新たな問題を引き起こすことになる。

【００１８】以上のような理由から、より広いダイナミ
ックレンジをもつ光磁気ヘッドの開発が望まれていた。

【００１９】

【課題を解決するための手段】本発明では、出射するレ
ーザ光の強度を変調することが可能な光源と、該光源か
ら出射したレーザ光を平行光にするコリメータレンズ
と、光磁気記録媒体上にレーザ光を集光させる対物レン
ズと、前記コリメータレンズと対物レンズとの間に配置
された偏光ビームスプリッタと、を有する光磁気ヘッド
において、前記コリメータレンズと偏光ビームスプリッ
タとの間に波長板を設け、該波長板を、前記光源から出
射した高強度時のレーザ光の前記偏光ビームスプリッタ
での伝達効率が最も良くなるように調整した。

【００２０】

【作用】波長板は、水晶のような複屈折をもつ結晶によ
って形成されており、偏光方向を変化させる機能を有す
るものである。また、波長板は通過する光の波長によっ
て変化させる偏光方向が異なるという性質を有する。一
方、光源である半導体レーザから発するレーザ光は、そ
の強度によって発振波長が異なる。そこで、本発明では
レーザ光の発振波長が記録、消去時と再生時とで異なる
ことに着目し、該発振波長の変化によって光学系の伝達
効率を変化させるようにした。

【００２１】つまり、最も強度が高い消去時（この時の
強度をＡとする）のレーザ光が前記波長板を通過した後
の偏光方向と、偏光ビームスプリッタの最も透過率の良
い（つまり伝達効率が最大となる）偏光方向とが一致す
るように、該波長板を調整して（この時の伝達効率をａ
とする）、これを偏光ビームスプリッタとコリメータレ
ンズとの間に設置した。

【００２２】従って、前記レーザ光の強度を再生レベル
（この時の強度をＢとする）に低下させると該レーザ光
の発振波長も変化する。そのため、このレーザ光が前記
波長板を通過した後の偏光方向は、前記偏光ビームスプ
リッタでの最も透過率の良い偏光方向とは異なってい
る。その結果、偏光ビームスプリッタを通過する際の伝
達効率は、強度Ａの時よりも低くなる。この時の偏光ビ
ームスプリッタにおけるレーザ光の伝達効率は、ａ・ｂ
（ｂ＜１）と表される。

【００２３】従って、媒体に照射される時点のレーザ光
強度は、半導体レーザを出射した時点での強度よりも低
下している。ここで、波長板を設けていない従来の光磁
気ヘッドにおける媒体照射時のダイナミックレンジＤ₁
を求めると、Ｄ₁＝Ａ／Ｂとなる。

【００２４】一方、波長板を設けた本発明の光磁気ヘッ
ドにおける媒体照射時のダイナミックレンジＤ₂はＤ₂
＝（ａ・Ａ）／（ａ・ｂ・Ｂ）＝Ａ／（ｂ・Ｂ）とな
る。ここで、ｂは１よりも小さい値だから、Ｄ₂＞Ｄ₁
となる。

【００２５】つまり、本発明の光磁気ヘッドの方がダイ
ナミックレンジが広くなる。このように、光源のダイナ
ミックレンジを広くする代わりに、光学系（光磁気ヘッ
ドを構成する偏光ビームスプリッタ）での伝達効率を変
化させることで、媒体照射時におけるレーザ光のダイナ
ミックレンジを広くすることが可能となる。以下、本発
明を実施例により説明するが、本発明はこれに限定され
るものではない。

【００２６】

【実施例】図１は、本発明の光磁気ヘッドの一実施例を
示す概略構成図である。図１において、図２と同一の構
成要件については同一の符号を付してその説明を省略す
る。本実施例と従来例との構成上の相違点は、本実施例
ではコリメータレンズ２と偏光ビームスプリッタ３との
間に波長板８を設けた点にある。この波長板８は、図示
していない機構によって回転調整ができるようになって
いる。

【００２７】なお、本実施例においては、消去時に半導
体レーザ１の出力が最大（つまり、出射するレーザ光の
強度が最大）となるようにした。この時のレーザ光の発
振波長は830 nmである。波長板８には、１／２波長板
（この場合の１波長は、半導体レーザ１の最大出力時の
レーザ光の発振波長830 nmと等しい）を使用した。ま
た、偏光ビームスプリッタ３は、各反射面３ａ、３ｂに
おいてＳ偏光の反射率が100 ％、Ｐ偏光の反射率が20％
（つまり、Ｐ偏光成分の透過率は80％）となるように設
定してある。なお、ここでのレーザ光の吸収は無視する
ものとする。

【００２８】そして、上記構成において、波長板８を紙
面に対して45°の方向に回転調整して、前記最大出力時
のレーザ光が偏光ビームスプリッタ３に対してＰ偏光入
射となるように設定した。次に、本実施例の光磁気ヘッ
ドにおいて消去時と再生時の伝達効率を比較する。

【００２９】消去時は半導体レーザ１の出力を最大にし
て、出射するレーザ光の強度を消去レベルまで上げる。
この時、半導体レーザ１から出射したレーザ光は、波長
板８を通過することで偏光ビームスプリッタ３に対しＰ
偏光入射する。従って、各反射面３ａ、３ｂにおいては
最も透過率が良い偏光状態になっている。その結果、消
去時のレーザ光の偏光ビームスプリッタ３での伝達効率
は64％（ 0.8×0.8 ＝0.64）となる。

【００３０】次に、半導体レーザ１の出力を調整して出
射するレーザ光の強度を再生レベルに下げる。この時、
レーザ光の強度が変化したことにより発振波長は消去時
の発振波長である 830 nm から変化する。そのため、こ
のレーザ光は波長板８を通過しても、そこで変化する偏
光方向は消去時の方向とは異なる。つまり、再生時のレ
ーザ光は、偏光ビームスプリッタ３に対して完全なＰ偏
光入射とはならない。

【００３１】その結果、偏光ビームスプリッタ３での伝
達効率は、64％よりも低くなり、光磁気ディスク５に照
射される時のレーザ光強度は、半導体レーザ１を出射し
た時よりも低下する。従って、光磁気ディスク５に照射
されるレーザ光のダイナミックレンジは、半導体レーザ
１自体のダイナミックレンジより広くなる。ところで、
現状では半導体レーザの発振波長の変化は、最大出力時
と最小出力時とで比較してもせいぜい±５nmにとどま
る。そこで、実施に際しては波長板８をλ（ｎ＋1/2 ）
（λ: レーザ光の最大強度時の波長、ｎ: 自然数）と設
定することが望ましい。

【００３２】さらに、前記ｎの値を大きめに設定して発
振波長の変化が大きくなるようにすると、前記伝達効率
の変化も顕著になり、ダイナミックレンジを広くするの
に効果的である。なお、波長板としては１／２波長板を
用いた場合のみ説明したが、本発明はこれに限るもので
はなく、例えば１／４波長板を用いても同様の効果を得
ることができる。

【００３３】また、偏光ビームスプリッタの代わりに、
ローションプリズムやウォーラストンプリズム等の複屈
折材料からなる部品を使用しても良い。

【００３４】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、レーザ
光源を代えることなく、また波長板を設けるという簡単
な構成で、より広いダイナミックレンジを有する光磁気
ヘッドを提供できる。その結果、再生時に光磁気ディス
クに照射されるレーザ光強度と、記録、消去時に光磁気
ディスクに照射されるレーザ光強度との差が大きくな
り、再生中に誤って記録済の情報を破壊する恐れがなく
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】は、本発明の実施例にかかる光磁気ヘッドの概
略構成図である。

【図２】は、従来の光磁気ヘッドの概略構成図である。

【図３】は、光磁気ディスクに照射するレーザ光の強度
レベルを示す波形図である。

【主要部分の符号の説明】

１半導体レーザ（レーザ光源の一例）２コリメータレンズ３偏光ビームスプリッタ４対物レンズ５光磁気ディスク６再生信号検出器７サーボ信号検出器８波長板９１／２波長板１０第２の偏光ビームスプリッタ１１集光レンズ１２磁界印加手段

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】出射するレーザ光の強度を変調すること
が可能なレーザ光源と、該レーザ光源から出射したレーザ光を平行光にするコリ
メータレンズと、光磁気記録媒体上にレーザ光を集光させる対物レンズ
と、前記コリメータレンズと対物レンズとの間に配置された
偏光ビームスプリッタと、を有する光磁気ヘッドにおいて、前記コリメータレンズと偏光ビームスプリッタとの間に
波長板を設け、該波長板を、前記光源から出射した高強度時のレーザ光
の前記偏光ビームスプリッタでの伝達効率が最も良くな
るように調整したことを特徴とする光磁気ヘッド。