JPH0523411B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はコヒーレント光を使用して情報の読取
または書込を行う光ピツクアツプ装置に関するも
のである。

従来例の構成とその問題点 光ピツクアツプ装置はレーザからのコヒーレン
ト光を集光してデイスクなどの情報記録体に対し
て情報の書き込みおよび読み出しを行うもので主
要部は光学系と駆動系から構成されている。以下
図面を用いて光ピツクアツプ装置の構成について
簡単に説明する。第１図は半導体レーザを用いた
光ピツクアツプの一構成例である。半導体レーザ
１より出た波長0.8μｍの光２はコリメータレンズ
３で平行光にされた後回折格子４で３ビームに分
割され（図示せず）、ハーフプリズム５を通り集
光レンズ６で集光されデイスク７上に直径1μｍ
程度の３つのスポツトを結ぶ。デイスク７上での
反射光は再び集光レンズ６を通りハーフプリズム
５で反射され受光レンズ８で絞られシリンドリカ
ルレンズ９を経てホトダイオード１０に入り電気
信号に変換される。この際分割された３ビームに
よりデイスクの半径方向のずれを検出し、またシ
リンドリカルレンズ９により焦点の位置ずれを検
出する。そしてこのずれは駆動系１１により光学
系が微動調整され修正される。

ところでこの構成における集光レンズ６の焦点
における光２のスポツト径（円周上の強度分布が
中心の半分になるときの直径）を2W₀とすれば
2W₀は集光レンズ６の開口率NAと半導体レーザ
１の波長λによつて決まり次式で示される。

2W₀＝0.5λ／NA 上式に半導体レーザ１の波長0.8μｍ、集光レン
ズ６のNA0.45を入れると2W₀は0.9μｍとなる。

情報の記録密度をあげるにはスポツト径を小さ
くする必要があるが、そのためには上式からわか
るように波長λを小さくしなければならない。と
ころが現在のAlGaAs系などの−族半導体を
使用したレーザは理論的に波長0.6μｍ程度が限度
であり、現時点では信頼性などを考えた場合実用
化にあるのは波長0.75μｍ程度である。

これに対してZnSeなどの−族半導体を使
用したレーザでは理論的には波長0.4μｍ帯の短波
長発振も可能であるが実験的にはまだレーザ発振
すら得られていないという現状である。

また大型管球レーザであるアルゴンレーザ、窒
素レーザなどから短波長光を得ることができるが
その大きさおよび寿命を考えた場合光ピツクアツ
プ装置としての使用は不適当である。

発明の目的 本発明は上記の欠点を除去し第２高調波発生素
子による短波長光を用い情報の記録密度をあげる
ことができる光ピツクアツプ装置を提供すること
を目的とする。

発明の構成 本発明の光ピツクアツプ装置は、半導体レーザ
と、前記半導体レーザからの出射光をデイスクに
集光する集光光学系と、前記デイスクで反射した
反射光を受光する受光装置とを備えた光ピツクア
ツプ装置において、前記半導体レーザと前記集光
光学系の間に、前記半導体レーザからの出射光を
第２高調波に変換する非線形光学結晶からなる波
長変換素子を有し、前記波長変換素子はイオン交
換により形成された光導波路を有し、前記半導体
レーザから出射した出射光を前記光導波路の一端
に入射させ、前記光導波路から出射する前記第２
高調波を前記デイスクに集光し、前記波長変換素
子による、出射光の第２高調波への変換が非線形
光学定数d₃₃を用いた位相整合である光ピツクア
ツプ装置とする。

実施例の説明 第２図は本発明の光ピツクアツプ装置の一実施
例の構成図である。半導体レーザ１より出た波長
0.84μｍの光は波長変換素子１２により第２高調
波である半分の波長0.42μｍに変換されコリメー
タレンズ３で平行光にされる。次にフイルタ１３
により波長0.84μｍの励起光をカツトし第２高調
波のみがハーフプリズム５を通り集光レンズ６で
集光されたデイスク７上にスポツトを結ぶ。デイ
スク７上での反射光は再び集光レンズ６を通りハ
ーフプリズム５で反射され受光レンズ８で絞られ
シリンドリカルレンズ９を経てホトダイオード１
０に入り電気信号に変換される。なお位置、焦点
調整のサーボ系については第１図の従来例と同様
であり説明は省略した。

次に波長変換素子１２について図面を用いて簡
単に説明する。第３図は基板としてニオブ酸リチ
ウム単結晶を用いた波長変換素子１２の構成図で
ある。ニオブ酸リチウムＺ板１４上にイオン交換
法により光導波路１５が形成されている。温度変
化の影響が小さい非線形光学定数d₃₃を使つた位
相整合法を採つている。また導波路化して光の閉
じ込めを行つているため第２高調波への変換効率
が高くなつている。出力60ｍｗの半導体レーザ１
で10ｍｗの第２高調波を得た。

ところで第２図における集光レンズ６
（NAO.45）のものでスポツト径2W₀＝0.5λ／NA
の算式より0.47μｍを得た。これら従来のスポツ
ト径0.9μｍに比べ約半分であり記録密度で約４倍
の向上が可能となる。

第４図は本発明の光ピツクアツプ装置の他の実
施例の構成を示す。本実施例では情報の記録、再
生を行う場合の光ピツクアツプ装置について説明
する。１は波長0.84μｍの半導体レーザ、１２は
波長変換素子、３はコリメータレンズ、１６は偏
光ビームスプリツタ、１７は４分の１波長板、６
は集光レンズ、８は受光レンズ、５はハーフプリ
ズム、９はシリンドリカルレンズ、１０はホトダ
イオードである。

本実施例では情報の記録を行うため、４分の１
波長板１７と偏光ビームスプリツタ１６を用いて
いるため波長変換素子１２で変換された第２高調
波出力がハーフプリズムでの3dB損失がなく効率
良く受光部へ伝達できる構成となつている。また
受光部にはトラツキング用とフオーカシング用の
２つのホトダイオードを使つている。

なお実施例ではニオブ酸リチウムにイオン交換
を行い光導波路を形成したが他にオニブ酸カリウ
ム、タンタル酸リチウム、ZnSe、MNAなど光導
波路が形成可能な非線形光学結晶であれば材質は
問わない。まあ光ピツクアツプ装置の構成として
は実施例にあげたものに限らず半導体レーザおよ
び波長変換素子を使用したものであれば良い。ま
た用いるべき半導体レーザの波長は1.4μｍ以下で
あれば現用の光ピツクアツプ装置に比べて効果が
期待できる。

発明の効果 以上のように本発明の光ピツクアツプによれ
ば、たとえば発振波長0.8μｍ程度の半導体レーザ
光を波長変換素子により半分の波長に変換するこ
とで記録密度を４倍程度にできる。また光導波路
化し光の閉じ込めを行うことでより第２高調波へ
の変換効率が高くなる。また光導波路にはイオン
交換導波路を用い、位相整合には非線形光学定数
d₃₃を用いているため、温度変化に対しても安定
した構成となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は半導体レーザを用いた光ピツクアツプ
装置の概略構成図、第２図は本発明の光ピツクア
ツプ装置の一実施例の概略構成図、第３図は波長
変換素子の構成図、第４図は本発明の光ピツクア
ツプ装置の他の実施例の概略構成図である。 １……半導体レーザ、２……光、３……コリメ
ータレンズ、４……回折格子、５……ハーフプリ
ズム、６……集光レンズ、７……デイスク、８…
…受光レンズ、９……シリンドリカルレンズ、１
０……ホトダイオード、１１……駆動系、１２…
…波長変換素子、１３……フイルタ、１４……ニ
オブ酸リチウムＺ板、１５……光導波路、１６…
…偏光ビームスプリツタ、１７……４分の１波長
板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 半導体レーザと、 前記半導体レーザからの出射光をデイスクに集
   光する集光光学系と、 前記デイスクで反射した反射光を受光する受光
   装置とを備えた 光ピツクアツプ装置において、 前記半導体レーザと前記集光光学系の間に、前
   記半導体レーザからの出射光を第２高調波に変換
   する非線形光学結晶からなる波長変換素子を有
   し、前記波長変換素子はイオン交換により形成さ
   れた光導波路を有し、 前記半導体レーザから出射した出射光を前記光
   導波路の一端に入射させ、前記光導波路から出射
   する前記第２高調波を前記デイスクに集光し、 前記波長変換素子による、出射光の第２高調波
   への変換が非線形光学定数d₃₃を用いた位相整合
   であることを特徴とする光ピツクアツプ装置。 ２ 光導波路としてニオプ酸リチウム単結晶上に
   イオン交換導波路を用いたことを特徴とする特許
   請求の範囲第１項に記載の光ピツクアツプ装置。 ３ 光導波路としてタンタル酸リチウム単結晶上
   にイオン交換導波路を用いたことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の光ピツクアツプ装
   置。