JPH06150425A - 光ピックアップ - Google Patents
光ピックアップInfo
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- JPH06150425A JPH06150425A JP4297234A JP29723492A JPH06150425A JP H06150425 A JPH06150425 A JP H06150425A JP 4297234 A JP4297234 A JP 4297234A JP 29723492 A JP29723492 A JP 29723492A JP H06150425 A JPH06150425 A JP H06150425A
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- Japan
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- light
- waveguide layer
- grating
- layer
- polarized light
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Abstract
(57)【要約】
【目的】光源の波長変動に対して安定に信号検出を行な
える光集積ピックアップを提供する。 【構成】Ｓｉ基板１０の上には、クラッド層１２、導波
層１４が設けられている。導波層１４は屈折率の異なる
第一導波層１８と第二導波層１６からなっている。Ｓｉ
基板１０の一方の端部には、クラッド層１２の下に四つ
の二分割受光素子２０が設けられている。また他方の端
部には、導波層１４の上に偏光分離用グレーティング２
８と結合用グレーティング３０とが設けられている。結
合用グレーティング３０の上方にはスペーサー３４によ
りプリズム３２が底面を浮かせて配置されている。ま
た、半導体レーザー３６、レーザー光を平行光に変える
コリメートレンズ３８、レーザー光を光磁気ディスク４
２に集光する対物レンズ４０が所定の位置に配置されて
いる。
える光集積ピックアップを提供する。 【構成】Ｓｉ基板１０の上には、クラッド層１２、導波
層１４が設けられている。導波層１４は屈折率の異なる
第一導波層１８と第二導波層１６からなっている。Ｓｉ
基板１０の一方の端部には、クラッド層１２の下に四つ
の二分割受光素子２０が設けられている。また他方の端
部には、導波層１４の上に偏光分離用グレーティング２
８と結合用グレーティング３０とが設けられている。結
合用グレーティング３０の上方にはスペーサー３４によ
りプリズム３２が底面を浮かせて配置されている。ま
た、半導体レーザー３６、レーザー光を平行光に変える
コリメートレンズ３８、レーザー光を光磁気ディスク４
２に集光する対物レンズ４０が所定の位置に配置されて
いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、光学的記録媒体に情報
を記録したり、記録した情報を再生したりするための光
ピックアップに関する。特に、光磁気特性を利用して記
録再生を行なう光磁気ディスク用の光ピックアップに関
する。
を記録したり、記録した情報を再生したりするための光
ピックアップに関する。特に、光磁気特性を利用して記
録再生を行なう光磁気ディスク用の光ピックアップに関
する。
【０００２】
【従来の技術】従来、光磁気ディスクから情報を読み取
る光ピックアップは、対物レンズ・プリズム・半導体レ
ーザー・光検出器等の個別部品を組み立てて作られてい
る。このような個別部品を組み立てる構成では、組立時
の操作性や位置決め精度などの点から各部品の大きさの
下限が決まると共に、相互の位置調整を行なうための機
構を設ける必要がある。このため、光ピックアップの大
きさをあまり小型にすることは難しい。このような困難
を解消するものとして、光導波路とグレーティングを用
いた光集積ピックアップが提案されている。その一例が
昭和６３年電子通信学会秋季全国大会の予稿「光磁気デ
ィスクピックアップ用光ＩＣ」において報告されてい
る。
る光ピックアップは、対物レンズ・プリズム・半導体レ
ーザー・光検出器等の個別部品を組み立てて作られてい
る。このような個別部品を組み立てる構成では、組立時
の操作性や位置決め精度などの点から各部品の大きさの
下限が決まると共に、相互の位置調整を行なうための機
構を設ける必要がある。このため、光ピックアップの大
きさをあまり小型にすることは難しい。このような困難
を解消するものとして、光導波路とグレーティングを用
いた光集積ピックアップが提案されている。その一例が
昭和６３年電子通信学会秋季全国大会の予稿「光磁気デ
ィスクピックアップ用光ＩＣ」において報告されてい
る。
【０００３】この提案のデバイスは、図１５に示すよう
に、Ｓｉ基板の上に導波層、フォトダイオード、集光グ
レーティングカプラー、ハーフミラーを設けると共に、
その上方に半導体レーザー、コリメートレンズ、対物レ
ンズを配置して構成されている。半導体レーザーから射
出されたレーザー光は、コリメートレンズにより平行光
となった後、ハーフミラーで反射され、対物レンズによ
り集束され、光磁気ディスクに照射され、反射される。
このとき、光磁気ディスクの磁気層は各単位記録領域毎
に記録情報に応じた向きに磁化されており、光磁気ディ
スクに照射されたレーザー光は反射される際に磁気カー
効果により磁化の向きに応じた方向に偏光面が回転され
る。光磁気ディスクで反射されたレーザー光は、対物レ
ンズにより平行光となり、ハーフミラーを通過し、集光
グレーティングカプラーにより導波光に結合される。集
光グレーティングカプラーは三分割されていて、その中
央のグレーティングはＰ偏光成分のみを選択的に導波光
に結合し、その両側のグレーティングはＳ偏光成分のみ
を選択的に導波光に結合する。各グレーティングで結合
された導波光はそれぞれ別のフォトダイオードで受光さ
れる。Ｐ偏光とＳ偏光の光量の差をとることにより再生
信号である光磁気信号を得ている。また、プッシュプル
法によりトラッキンブ誤差信号を、フーコー法によりフ
ォーカッシング誤差信号を得ている。
に、Ｓｉ基板の上に導波層、フォトダイオード、集光グ
レーティングカプラー、ハーフミラーを設けると共に、
その上方に半導体レーザー、コリメートレンズ、対物レ
ンズを配置して構成されている。半導体レーザーから射
出されたレーザー光は、コリメートレンズにより平行光
となった後、ハーフミラーで反射され、対物レンズによ
り集束され、光磁気ディスクに照射され、反射される。
このとき、光磁気ディスクの磁気層は各単位記録領域毎
に記録情報に応じた向きに磁化されており、光磁気ディ
スクに照射されたレーザー光は反射される際に磁気カー
効果により磁化の向きに応じた方向に偏光面が回転され
る。光磁気ディスクで反射されたレーザー光は、対物レ
ンズにより平行光となり、ハーフミラーを通過し、集光
グレーティングカプラーにより導波光に結合される。集
光グレーティングカプラーは三分割されていて、その中
央のグレーティングはＰ偏光成分のみを選択的に導波光
に結合し、その両側のグレーティングはＳ偏光成分のみ
を選択的に導波光に結合する。各グレーティングで結合
された導波光はそれぞれ別のフォトダイオードで受光さ
れる。Ｐ偏光とＳ偏光の光量の差をとることにより再生
信号である光磁気信号を得ている。また、プッシュプル
法によりトラッキンブ誤差信号を、フーコー法によりフ
ォーカッシング誤差信号を得ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】このような光集積ピッ
クアップは、光源の波長変動に弱いという欠点を有して
いる。以下では、まず偏光検出の原理を説明し、その後
に光源の波長変動に弱いことを示そう。
クアップは、光源の波長変動に弱いという欠点を有して
いる。以下では、まず偏光検出の原理を説明し、その後
に光源の波長変動に弱いことを示そう。
【０００５】入射光が導波光に結合するには、導波光の
伝搬定数をβ、グレーティングの波数（格子ベクトルの
ことか）をＫ、光の入射角をθ、真空中での光の波数を
ｋ0、回折次数をｑとして、次式の位相整合条件を満た
す必要がある。 ｋ0 ｓｉｎθ＝β＋ｑＫ （１）
伝搬定数をβ、グレーティングの波数（格子ベクトルの
ことか）をＫ、光の入射角をθ、真空中での光の波数を
ｋ0、回折次数をｑとして、次式の位相整合条件を満た
す必要がある。 ｋ0 ｓｉｎθ＝β＋ｑＫ （１）
【０００６】Ｓ偏光（ＴＥ波）の伝搬定数をβTE、Ｓ偏
光（ＴＥ波）結合用のグレーティングの波数をＫTE、Ｐ
偏光（ＴＭ波）の伝搬定数をβTM、Ｐ偏光（ＴＭ波）結
合用のグレーティングの波数をＫTMとすると、位相整合
条件は ｋ0 ｓｉｎθ＝βTE＋ｑＫTE （２） ｋ0 ｓｉｎθ＝βTM＋ｑＫTM （３）
光（ＴＥ波）結合用のグレーティングの波数をＫTE、Ｐ
偏光（ＴＭ波）の伝搬定数をβTM、Ｐ偏光（ＴＭ波）結
合用のグレーティングの波数をＫTMとすると、位相整合
条件は ｋ0 ｓｉｎθ＝βTE＋ｑＫTE （２） ｋ0 ｓｉｎθ＝βTM＋ｑＫTM （３）
【０００７】となる。ここでグレーティングの波数ＫTE
とＫTMをそれぞれ（２）式と（３）式の条件を満たすよ
うに選ぶ。βTEとβTMの値は異なっており、また位相整
合条件を満たさない結合は起きないので、各グレーティ
ングはそれぞれ入射光のＴＥ波成分（Ｓ偏光成分）、Ｔ
Ｍ波成分（Ｐ偏光成分）のみを選択的に導波層に結合す
る。
とＫTMをそれぞれ（２）式と（３）式の条件を満たすよ
うに選ぶ。βTEとβTMの値は異なっており、また位相整
合条件を満たさない結合は起きないので、各グレーティ
ングはそれぞれ入射光のＴＥ波成分（Ｓ偏光成分）、Ｔ
Ｍ波成分（Ｐ偏光成分）のみを選択的に導波層に結合す
る。
【０００８】一方、導波層は、その断面を図１６に示す
ように、薄膜を積層したスラブ（平面）型導波路となっ
ている。図中、ｎc 、ｎf 、ｎs はそれぞれ空気、導波
層、クラッド層の屈折率、ｔf は導波層の膜厚を示して
いる。また座標軸は、ｘ軸を薄膜の積層方向に、ｚ軸を
導波光の進行方向に選んである。この導波層構造におけ
る伝搬定数βの導波層厚依存性を図１７に示す。図中、
ＴＥ0 とＴＭ0 はそれぞれ導波電磁界のｙ成分が電界、
磁界のみの零次導波モードに対応している。通常、この
ような三層構造の導波路では、図１７から分かるよう
に、ＴＥとＴＭの伝搬定数の差Δβは小さく、実際、図
１６のデバイスでΔβ／β＝０．０１程度となってい
る。
ように、薄膜を積層したスラブ（平面）型導波路となっ
ている。図中、ｎc 、ｎf 、ｎs はそれぞれ空気、導波
層、クラッド層の屈折率、ｔf は導波層の膜厚を示して
いる。また座標軸は、ｘ軸を薄膜の積層方向に、ｚ軸を
導波光の進行方向に選んである。この導波層構造におけ
る伝搬定数βの導波層厚依存性を図１７に示す。図中、
ＴＥ0 とＴＭ0 はそれぞれ導波電磁界のｙ成分が電界、
磁界のみの零次導波モードに対応している。通常、この
ような三層構造の導波路では、図１７から分かるよう
に、ＴＥとＴＭの伝搬定数の差Δβは小さく、実際、図
１６のデバイスでΔβ／β＝０．０１程度となってい
る。
【０００９】通常、光ピックアップの光源には、装置の
小型化・低価格化のため、半導体レーザーが使用され
る。半導体レーザーは通常の固体レーザーに比べて波長
が変動しやすい。また導波路構造では伝搬定数βが波長
に依存し、波長変動は伝搬定数βの変動を引き起こす。
上述したように三層構造の導波路ではΔβが小さいた
め、わずかな波長変動も（２）式、（３）式の位相整合
条件の成立に影響を与える。例えば、レーザーの発振波
長が若干長波長側にシフトし、βTEの値がβTMに等しく
なったとすると、波数ＫTMを持つＴＭ波結合用グレーテ
ィングとＴＥ波成分との間で（３）式が成立して結合が
発生し、信号検出時のＳ／Ｎが劣化してしまう。本発明
は、光源の波長変動に対して強い光集積ピックアップを
提供することを目的とする。
小型化・低価格化のため、半導体レーザーが使用され
る。半導体レーザーは通常の固体レーザーに比べて波長
が変動しやすい。また導波路構造では伝搬定数βが波長
に依存し、波長変動は伝搬定数βの変動を引き起こす。
上述したように三層構造の導波路ではΔβが小さいた
め、わずかな波長変動も（２）式、（３）式の位相整合
条件の成立に影響を与える。例えば、レーザーの発振波
長が若干長波長側にシフトし、βTEの値がβTMに等しく
なったとすると、波数ＫTMを持つＴＭ波結合用グレーテ
ィングとＴＥ波成分との間で（３）式が成立して結合が
発生し、信号検出時のＳ／Ｎが劣化してしまう。本発明
は、光源の波長変動に対して強い光集積ピックアップを
提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本発明の光ピックアップ
は、直線偏光を射出する光源と、光源からの光を光磁気
記録媒体に照射する手段と、屈折率の異なる第一導波層
と第二導波層とを有する導波層と、光磁気記録媒体から
の光を導波層に結合する手段と、導波層を導波する光を
Ｓ偏光とＰ偏光に分離するグレーティング手段と、Ｓ偏
光とＰ偏光をそれぞれ受光する受光素子を含み、受光素
子の出力に基づいて再生信号・トラッキング誤差信号・
フォーカッシング誤差信号を得る手段とを備えており、
第一導波層は第二導波層の上に設けられ、グレーティン
グ手段は第一導波層の上に設けられている。
は、直線偏光を射出する光源と、光源からの光を光磁気
記録媒体に照射する手段と、屈折率の異なる第一導波層
と第二導波層とを有する導波層と、光磁気記録媒体から
の光を導波層に結合する手段と、導波層を導波する光を
Ｓ偏光とＰ偏光に分離するグレーティング手段と、Ｓ偏
光とＰ偏光をそれぞれ受光する受光素子を含み、受光素
子の出力に基づいて再生信号・トラッキング誤差信号・
フォーカッシング誤差信号を得る手段とを備えており、
第一導波層は第二導波層の上に設けられ、グレーティン
グ手段は第一導波層の上に設けられている。
【００１１】
【作用】導波層に結合した光はグレーティング手段によ
りＳ偏光とＰ偏光とに分離され、それぞれ対応した受光
素子に入射し、光量が検出される。グレーティング手段
を設けた部分では、導波層が少なくも第一導波層と第二
導波層を有する多層構造となっているため、単層構造に
比べてＳ偏光とＰ偏光の伝搬定数の差が非常に大きくな
る。この結果、光源の波長変動による回折効率の変化は
非常に小さくなる。以下、この理由について説明する。
りＳ偏光とＰ偏光とに分離され、それぞれ対応した受光
素子に入射し、光量が検出される。グレーティング手段
を設けた部分では、導波層が少なくも第一導波層と第二
導波層を有する多層構造となっているため、単層構造に
比べてＳ偏光とＰ偏光の伝搬定数の差が非常に大きくな
る。この結果、光源の波長変動による回折効率の変化は
非常に小さくなる。以下、この理由について説明する。
【００１２】図１０のように導波層が二層になっている
導波路構造を考える。図中、ｎc 、ｎf1、ｎf2（≠
ｎf1）、ｎs はそれぞれ空気、第一導波層、第二導波
層、クラッド層の屈折率、ｔf1、ｔf2はそれぞれ第一導
波層、第二導波層の厚さを示している。また座標軸は、
ｘ軸を積層方向に、ｚ軸を導波光の進行方向に選んであ
る。一般に多層構造導波路では、通常の単層導波路に比
べてΔβを大きくとれることが知られている。例えば、
ｎc ＝１．００、ｎf1＝１．５３、ｎf2＝２．１５、ｎ
s ＝１．４６、ｔf1＝０．７７［μｍ］、波長λ＝０．
６３２８［μｍ］の条件においては、伝搬定数βのｔf2
依存性は図１１のようになる。ｔf2＝０．１［μｍ］の
とき、βTE＝１．７５、βTM＝１．６１で、Δβ／β＝
０．０８となり、図１６の構造に比べてはるかに大きく
なる。
導波路構造を考える。図中、ｎc 、ｎf1、ｎf2（≠
ｎf1）、ｎs はそれぞれ空気、第一導波層、第二導波
層、クラッド層の屈折率、ｔf1、ｔf2はそれぞれ第一導
波層、第二導波層の厚さを示している。また座標軸は、
ｘ軸を積層方向に、ｚ軸を導波光の進行方向に選んであ
る。一般に多層構造導波路では、通常の単層導波路に比
べてΔβを大きくとれることが知られている。例えば、
ｎc ＝１．００、ｎf1＝１．５３、ｎf2＝２．１５、ｎ
s ＝１．４６、ｔf1＝０．７７［μｍ］、波長λ＝０．
６３２８［μｍ］の条件においては、伝搬定数βのｔf2
依存性は図１１のようになる。ｔf2＝０．１［μｍ］の
とき、βTE＝１．７５、βTM＝１．６１で、Δβ／β＝
０．０８となり、図１６の構造に比べてはるかに大きく
なる。
【００１３】次に導波平面（ｙｚ平面）内におけるクレ
ーティングと導波光の位相整合について説明しよう。図
１２に示すように、波数と方向の異なる二つのグレーテ
ィングが導波路上に形成されているものとする。ここで
クレーティングに入射する導波光の伝搬ベクトルをβ、
クレーティングにより回折された導波光の伝搬ベクトル
をβd 、グレーティングの波数ベクトルをＫとすると、
位相整合条件は βd ＝β＋ｑＫ （４）
ーティングと導波光の位相整合について説明しよう。図
１２に示すように、波数と方向の異なる二つのグレーテ
ィングが導波路上に形成されているものとする。ここで
クレーティングに入射する導波光の伝搬ベクトルをβ、
クレーティングにより回折された導波光の伝搬ベクトル
をβd 、グレーティングの波数ベクトルをＫとすると、
位相整合条件は βd ＝β＋ｑＫ （４）
【００１４】となり、導波光はグレーティングにより一
定の回折効率でβd の方向に回折される。ＴＥ波に対す
るβd 、β、Ｋをそれぞれβd1、βTE、Ｋ1 とし、また
ＴＭ波に対してそれぞれβd2、βTM、Ｋ2 とすると、位
相整合条件は βd1＝βTE＋ｑＫ1 （５） βd2＝βTM＋ｑＫ2 （６）
定の回折効率でβd の方向に回折される。ＴＥ波に対す
るβd 、β、Ｋをそれぞれβd1、βTE、Ｋ1 とし、また
ＴＭ波に対してそれぞれβd2、βTM、Ｋ2 とすると、位
相整合条件は βd1＝βTE＋ｑＫ1 （５） βd2＝βTM＋ｑＫ2 （６）
【００１５】となる。波長変動等によりβが変動する
と、（５）式、（６）式の位相整合条件が満たされなく
なり、回折効率が変化する。ここで、図１３に示すよう
に、入射光の入射角をθi 、回折角をθd 、グレーティ
ングの波数ベクトルの方向をφ、位相整合条件に対する
βのずれ量を２Δとし、位相整合時の回折効率をχ、グ
レーティングのｚ方向の長さをＬ、回折次数ｑ＝１と
し、
と、（５）式、（６）式の位相整合条件が満たされなく
なり、回折効率が変化する。ここで、図１３に示すよう
に、入射光の入射角をθi 、回折角をθd 、グレーティ
ングの波数ベクトルの方向をφ、位相整合条件に対する
βのずれ量を２Δとし、位相整合時の回折効率をχ、グ
レーティングのｚ方向の長さをＬ、回折次数ｑ＝１と
し、
【００１６】
【数１】 とすると、回折効率ηは
【００１７】
【数２】 となる。また２Δは
【００１８】
【数３】 となる。ここで（ｄλ／λ）は波長変動を示す。
【００１９】（７）式〜（１２）式から分かるように、
回折効率ηは回折角とグレーティング波数に依存するの
で、条件を適当に選ぶことにより回折効率ηの波長変動
依存性を制御することができる。例えば（７）式〜（１
２）式のパラメーターとして、θi ＝０［°］、θd ＝
１０．０［°］、Ｌ＝０．２５［μｍ］、χ＝１．０
０、φ＝９５．０［°］を選んだとき、回折効率ηの波
長変動依存性は図１４のようになる。この条件設定にお
いて、ｄλ／λ＝０．０８のとき、回折効率は１％以下
（η＝０．０８）となり、Δβ／βはｄλ／λとほぼ等
しいので、このグレーティングは上述の導波路（Δβ／
β＝０．０８）に対して位相整合する成分のみを回折す
るモードフィルターとして作用する。またｄλ／λ＝
０．０１のとき、回折効率はη＝０．９４であり、位相
整合時に比べて６％しか低下しない。従って、半導体レ
ーザーの通常使用時に起こり得る±１％以内の波長変動
に対しては、回折効率はほとんど変化を示さない。
回折効率ηは回折角とグレーティング波数に依存するの
で、条件を適当に選ぶことにより回折効率ηの波長変動
依存性を制御することができる。例えば（７）式〜（１
２）式のパラメーターとして、θi ＝０［°］、θd ＝
１０．０［°］、Ｌ＝０．２５［μｍ］、χ＝１．０
０、φ＝９５．０［°］を選んだとき、回折効率ηの波
長変動依存性は図１４のようになる。この条件設定にお
いて、ｄλ／λ＝０．０８のとき、回折効率は１％以下
（η＝０．０８）となり、Δβ／βはｄλ／λとほぼ等
しいので、このグレーティングは上述の導波路（Δβ／
β＝０．０８）に対して位相整合する成分のみを回折す
るモードフィルターとして作用する。またｄλ／λ＝
０．０１のとき、回折効率はη＝０．９４であり、位相
整合時に比べて６％しか低下しない。従って、半導体レ
ーザーの通常使用時に起こり得る±１％以内の波長変動
に対しては、回折効率はほとんど変化を示さない。
【００２０】
【実施例】次に図１〜図５を参照しながら本発明の実施
例について説明しよう。図１〜図３に示すように、Ｓｉ
基板１０の上には、クラッド層１２、導波層１４が設け
られている。導波層１４は屈折率の異なる第一導波層１
８と第二導波層１６からなっている。Ｓｉ基板１０の一
方の端部には、クラッド層１２の下に四つの二分割受光
素子２０が設けられている。また他方の端部には、導波
層１４の上に偏光分離用グレーティング２８と結合用グ
レーティング３０とが設けられている。結合用グレーテ
ィング３０の上方にはスペーサー３４によりプリズム３
２が底面を浮かせて配置されている。また、半導体レー
ザー３６、レーザー光を平行光に変えるコリメートレン
ズ３８、レーザー光を光磁気ディスク４２に集光する対
物レンズ４０が所定の位置に設けられている。
例について説明しよう。図１〜図３に示すように、Ｓｉ
基板１０の上には、クラッド層１２、導波層１４が設け
られている。導波層１４は屈折率の異なる第一導波層１
８と第二導波層１６からなっている。Ｓｉ基板１０の一
方の端部には、クラッド層１２の下に四つの二分割受光
素子２０が設けられている。また他方の端部には、導波
層１４の上に偏光分離用グレーティング２８と結合用グ
レーティング３０とが設けられている。結合用グレーテ
ィング３０の上方にはスペーサー３４によりプリズム３
２が底面を浮かせて配置されている。また、半導体レー
ザー３６、レーザー光を平行光に変えるコリメートレン
ズ３８、レーザー光を光磁気ディスク４２に集光する対
物レンズ４０が所定の位置に設けられている。
【００２１】半導体レーザー３６から射出されたレーザ
ー光はコリメートレンズ３８により平行光となり、プリ
ズム３２の斜面で反射された後、対物レンズ４０により
集光され光磁気ディスク４２の記録面上にビームスポッ
トを形成する。記録情報に応じて偏光面が回転された反
射光は対物レンズ４０を介してプリズム３２の斜面に入
射する。
ー光はコリメートレンズ３８により平行光となり、プリ
ズム３２の斜面で反射された後、対物レンズ４０により
集光され光磁気ディスク４２の記録面上にビームスポッ
トを形成する。記録情報に応じて偏光面が回転された反
射光は対物レンズ４０を介してプリズム３２の斜面に入
射する。
【００２２】プリズム３２は、図４に示すように、右側
のほぼ半分が光学異方性結晶３２ａで作られている。こ
の光学異方性結晶３２ａはこれに入射した光をＳ偏光と
Ｐ偏光とに分離し、Ｓ偏光とＰ偏光はそれぞれ異なる角
度で一定の波数Ｋを有する結合用グレーティング３０に
入射し導波層１４に結合する。Ｓ偏光・Ｐ偏光と結合用
グレーティング３０との間には、それぞれ（２）式と
（３）式を共に満足するように、各種パラメーターが設
定されている。つまり、Ｓ偏光とＰ偏光はそれぞれ最適
な角度で結合用グレーティング３０に入射するように調
整されている。
のほぼ半分が光学異方性結晶３２ａで作られている。こ
の光学異方性結晶３２ａはこれに入射した光をＳ偏光と
Ｐ偏光とに分離し、Ｓ偏光とＰ偏光はそれぞれ異なる角
度で一定の波数Ｋを有する結合用グレーティング３０に
入射し導波層１４に結合する。Ｓ偏光・Ｐ偏光と結合用
グレーティング３０との間には、それぞれ（２）式と
（３）式を共に満足するように、各種パラメーターが設
定されている。つまり、Ｓ偏光とＰ偏光はそれぞれ最適
な角度で結合用グレーティング３０に入射するように調
整されている。
【００２３】導波層１４に結合したＳ偏光とＰ偏光は偏
光分離用グレーティング２８へ向かう。偏光分離用グレ
ーティング２８はＳ偏光回折用グレーティング２８ａと
Ｐ偏光回折用グレーティング２８ｂとからなり、各グレ
ーティング２８ａと２８ｂはそれぞれ（５）式と（６）
式を満足する互いに異なる波数Ｋ1 とＫ2 を有してい
る。これによりＳ偏光とＰ偏光は互いに異なる角度で回
折され、例えば、Ｓ偏光は内側の受光素子２０へ向っ
て、Ｐ偏光は外側の受光素子２０に向かって集束しなが
ら導波する。
光分離用グレーティング２８へ向かう。偏光分離用グレ
ーティング２８はＳ偏光回折用グレーティング２８ａと
Ｐ偏光回折用グレーティング２８ｂとからなり、各グレ
ーティング２８ａと２８ｂはそれぞれ（５）式と（６）
式を満足する互いに異なる波数Ｋ1 とＫ2 を有してい
る。これによりＳ偏光とＰ偏光は互いに異なる角度で回
折され、例えば、Ｓ偏光は内側の受光素子２０へ向っ
て、Ｐ偏光は外側の受光素子２０に向かって集束しなが
ら導波する。
【００２４】受光素子２０はクラッド層１２の下に設け
てあり、図５に示すように、受光素子２０の上に位置す
る部分のクラッド層１２は非常に薄くなっている。これ
により導波層１４は上下方向に曲がることとなり、この
曲がりに伴って変化する導波モードの界分布が受光素子
２０の上部では下方に片寄るため、受光素子２０で受光
される導波光のパワーが平坦な構造に比べて大きくな
る。従って、導波光は受光素子２０に効率よく受光され
る。
てあり、図５に示すように、受光素子２０の上に位置す
る部分のクラッド層１２は非常に薄くなっている。これ
により導波層１４は上下方向に曲がることとなり、この
曲がりに伴って変化する導波モードの界分布が受光素子
２０の上部では下方に片寄るため、受光素子２０で受光
される導波光のパワーが平坦な構造に比べて大きくな
る。従って、導波光は受光素子２０に効率よく受光され
る。
【００２５】受光素子２０の各受光部ａ〜ｈからの出力
をそれぞれＩa 〜Ｉh とすると、トラッキング誤差信号
は（Ｉa ＋Ｉb ＋Ｉc ＋Ｉd ）−（Ｉe ＋Ｉf ＋Ｉg ＋
Ｉh）で、フォーカッシング誤差信号は（Ｉa ＋Ｉc ＋
Ｉe ＋Ｉg ）−（Ｉb ＋Ｉd＋Ｉf ＋Ｉh ）で、再生信
号（光磁気信号）は（Ｉa ＋Ｉb ＋Ｉg ＋Ｉh ）−（Ｉ
c ＋Ｉd ＋Ｉe ＋Ｉf ）で得られる。
をそれぞれＩa 〜Ｉh とすると、トラッキング誤差信号
は（Ｉa ＋Ｉb ＋Ｉc ＋Ｉd ）−（Ｉe ＋Ｉf ＋Ｉg ＋
Ｉh）で、フォーカッシング誤差信号は（Ｉa ＋Ｉc ＋
Ｉe ＋Ｉg ）−（Ｉb ＋Ｉd＋Ｉf ＋Ｉh ）で、再生信
号（光磁気信号）は（Ｉa ＋Ｉb ＋Ｉg ＋Ｉh ）−（Ｉ
c ＋Ｉd ＋Ｉe ＋Ｉf ）で得られる。
【００２６】本実施例では導波層１４が第一導波層１８
と第二導波層１６とを有する二層構造となっているた
め、Ｓ偏光とＰ偏光の伝搬定数の差Δβを大きくするこ
とができ、従って半導体レーザー３６の波長変動による
回折効率の変化が単層構造に比べて非常に少なくなり、
安定した信号検出が行なえるようになる。
と第二導波層１６とを有する二層構造となっているた
め、Ｓ偏光とＰ偏光の伝搬定数の差Δβを大きくするこ
とができ、従って半導体レーザー３６の波長変動による
回折効率の変化が単層構造に比べて非常に少なくなり、
安定した信号検出が行なえるようになる。
【００２７】光磁気ディスクからの光を導波層に結合す
る部分の変形例を図６に示す。この変形例ではプリズム
中に光学異方性結晶を設けてなく、従って光はプリズム
中で分離することなく結合用グレーティング３０に入射
する。その代わり、結合用グレーティング３０は混在し
た二つのグレーティング領域ＡとＢからなり、各グレー
ティング領域はそれぞれ（２）式と（３）式を満足する
一定の波数ＫTEとＫTMを有している。これにより、例え
ば、グレーティング領域ＡがＳ偏光を、グレーティング
領域ＢがＰ偏光を導波層に結合する。本変形例は図４の
構成に比べて入力結合効率は低いが、プリズム中に光学
異方性結晶を設ける必要がなく、構成が簡単になるとい
う利点がある。
る部分の変形例を図６に示す。この変形例ではプリズム
中に光学異方性結晶を設けてなく、従って光はプリズム
中で分離することなく結合用グレーティング３０に入射
する。その代わり、結合用グレーティング３０は混在し
た二つのグレーティング領域ＡとＢからなり、各グレー
ティング領域はそれぞれ（２）式と（３）式を満足する
一定の波数ＫTEとＫTMを有している。これにより、例え
ば、グレーティング領域ＡがＳ偏光を、グレーティング
領域ＢがＰ偏光を導波層に結合する。本変形例は図４の
構成に比べて入力結合効率は低いが、プリズム中に光学
異方性結晶を設ける必要がなく、構成が簡単になるとい
う利点がある。
【００２８】信号検出系の変形例を図７に示す。本変形
例では、偏光分離用グレーティング２８はＳ偏光または
Ｐ偏光のみを回折するただ一つのグレーティングからな
り、一方の偏光のみを回折し、他方の偏光は透過する。
二分割受光素子２０の個数は回折された偏光のみを受光
するように二つとなっている。また、偏光分離用グレー
ティング２８を透過した偏光を受光し、その光量を検出
する受光素子４４が設けられている。受光素子２０の各
受光部ａ〜ｄからの出力をそれぞれＩa 〜Ｉdとし、受
光素子４４からの出力をＩ44とすると、トラッキング誤
差信号は（Ｉa＋Ｉb ）−（Ｉc ＋Ｉd ）で、フォーカ
ッシング誤差信号は（Ｉa ＋Ｉd ）−（Ｉb ＋Ｉc ）
で、再生信号（光磁気信号）は（Ｉa ＋Ｉb ＋Ｉc ＋Ｉ
d ）−Ｉ44で得られる。
例では、偏光分離用グレーティング２８はＳ偏光または
Ｐ偏光のみを回折するただ一つのグレーティングからな
り、一方の偏光のみを回折し、他方の偏光は透過する。
二分割受光素子２０の個数は回折された偏光のみを受光
するように二つとなっている。また、偏光分離用グレー
ティング２８を透過した偏光を受光し、その光量を検出
する受光素子４４が設けられている。受光素子２０の各
受光部ａ〜ｄからの出力をそれぞれＩa 〜Ｉdとし、受
光素子４４からの出力をＩ44とすると、トラッキング誤
差信号は（Ｉa＋Ｉb ）−（Ｉc ＋Ｉd ）で、フォーカ
ッシング誤差信号は（Ｉa ＋Ｉd ）−（Ｉb ＋Ｉc ）
で、再生信号（光磁気信号）は（Ｉa ＋Ｉb ＋Ｉc ＋Ｉ
d ）−Ｉ44で得られる。
【００２９】導波層の変形例を図８に示す。本変形例で
は、第二導波層１６はクラッド層１２の上面全面に形成
されているが、第一導波層１８は第二導波層１６の上面
全面にではなく、プリズム３２の下方部分周辺を除いた
部分に形成されている。つまり導波層は、結合用グレー
ティング３０の周辺部では三層構造となっているが、偏
光分離用グレーティング（図示せず）に向かう途中から
テーパー部１８ａを介して四層構造になっている。この
ような構造では、結合用グレーティング３０の周辺部で
は伝搬定数差Δβが小さいので、単一の入射角で結合用
グレーティング３０に入射した光は偏光の成分に関係な
く導波層１４に結合する。導波層１４に結合した光はテ
ーパー部１８ａを通過する際に導波モードが変換され、
上述の実施例と同じ導波モード（四層導波路中でのモー
ド）となって偏光分離用グレーティング（図示せず）に
向かう。従って、このような構造の導波層でも上記の実
施例と同じ効果が得られ、安定した信号再生が行なえ
る。
は、第二導波層１６はクラッド層１２の上面全面に形成
されているが、第一導波層１８は第二導波層１６の上面
全面にではなく、プリズム３２の下方部分周辺を除いた
部分に形成されている。つまり導波層は、結合用グレー
ティング３０の周辺部では三層構造となっているが、偏
光分離用グレーティング（図示せず）に向かう途中から
テーパー部１８ａを介して四層構造になっている。この
ような構造では、結合用グレーティング３０の周辺部で
は伝搬定数差Δβが小さいので、単一の入射角で結合用
グレーティング３０に入射した光は偏光の成分に関係な
く導波層１４に結合する。導波層１４に結合した光はテ
ーパー部１８ａを通過する際に導波モードが変換され、
上述の実施例と同じ導波モード（四層導波路中でのモー
ド）となって偏光分離用グレーティング（図示せず）に
向かう。従って、このような構造の導波層でも上記の実
施例と同じ効果が得られ、安定した信号再生が行なえ
る。
【００３０】導波層の別の変形例を図９に示す。本変形
例では、導波層１４はクラッド層１２の上に、第二導波
層１６と第一導波層１８とを交互に複数積層して構成さ
れている。このように多層構造にすると、伝搬定数差Δ
βを二層構造のそれよりもさらに大きくでき、従って信
号検出をさらに安定に行なえるようになる。
例では、導波層１４はクラッド層１２の上に、第二導波
層１６と第一導波層１８とを交互に複数積層して構成さ
れている。このように多層構造にすると、伝搬定数差Δ
βを二層構造のそれよりもさらに大きくでき、従って信
号検出をさらに安定に行なえるようになる。
【００３１】
【発明の効果】本発明によれば、光源の波長変動に対し
て安定に信号検出が行なえるようになり、Ｓ／Ｎが向上
する。
て安定に信号検出が行なえるようになり、Ｓ／Ｎが向上
する。
【図１】本発明の実施例の構成を示す斜視図である。
【図２】図１の装置を横から見た側面図である。
【図３】図１の装置を上から見た上面図である。
【図４】図１の装置における光磁気ディスクからの光を
導波層に結合する部分を詳しく示す図である。
導波層に結合する部分を詳しく示す図である。
【図５】図１の装置における受光素子の周辺部分の導波
層の構造を示す。
層の構造を示す。
【図６】光磁気ディスクからの光を導波層に結合する部
分の変形例を示す。
分の変形例を示す。
【図７】信号検出系の変形例を示す。
【図８】導波層の変形例を示す。
【図９】導波層の別の変形例を示す。
【図１０】本発明の光ピックアップで用いる導波層の構
造を模式的に示す。
造を模式的に示す。
【図１１】図１１の導波路構造における第二導波層の厚
さに対する伝搬定数の変化特性を示す。
さに対する伝搬定数の変化特性を示す。
【図１２】入射光と回折光の各伝搬ベクトルとグレーテ
ィングの波数ベクトルとの関係を示す。
ィングの波数ベクトルとの関係を示す。
【図１３】入射光と回折光の各伝搬ベクトルとグレーテ
ィングの波数ベクトルの関係および位相整合条件からの
ずれ量を示す。
ィングの波数ベクトルの関係および位相整合条件からの
ずれ量を示す。
【図１４】回折効率の波長変動依存性を示すグラフであ
る。
る。
【図１５】従来例の光集積ピックアップの構成を示す斜
視図である。
視図である。
【図１６】通常の光ピックアップで使用している導波層
の構造を示す。
の構造を示す。
【図１７】図１６の導波路構造における導波層の厚さに
対する伝搬定数の変化特性をしめす。
対する伝搬定数の変化特性をしめす。
１４…導波層、１６…第二導波層、１８…第一導波層、
２０…二分割受光素子、２８…偏光分離用グレーティン
グ、３０…結合用グレーティング、３６…半導体レーザ
ー、４０…対物レンズ。
２０…二分割受光素子、２８…偏光分離用グレーティン
グ、３０…結合用グレーティング、３６…半導体レーザ
ー、４０…対物レンズ。
Claims (1)
- 【請求項１】 直線偏光を射出する光源と、 光源からの光を光磁気記録媒体に照射する手段と、 屈折率の異なる第一導波層と第二導波層とを有する導波
層と、 光磁気記録媒体からの光を導波層に結合する手段と、 導波層を導波する光をＳ偏光とＰ偏光に分離するグレー
ティング手段と、 Ｓ偏光とＰ偏光をそれぞれ受光する受光素子を含み、受
光素子の出力に基づいて再生信号・トラッキング誤差信
号・フォーカッシング誤差信号を得る手段とを備え、 第一導波層は第二導波層の上に設けられており、グレー
ティング手段は第一導波層の上に設けられている光ピッ
クアップ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4297234A JPH06150425A (ja) | 1992-11-06 | 1992-11-06 | 光ピックアップ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4297234A JPH06150425A (ja) | 1992-11-06 | 1992-11-06 | 光ピックアップ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06150425A true JPH06150425A (ja) | 1994-05-31 |
Family
ID=17843907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4297234A Withdrawn JPH06150425A (ja) | 1992-11-06 | 1992-11-06 | 光ピックアップ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06150425A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5473415A (en) * | 1987-01-19 | 1995-12-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Image forming apparatus having a converter for image data characteristics |
| US5660465A (en) * | 1994-12-06 | 1997-08-26 | Mason; Walter R. | Apparatus and system for producing foamed cementitious products |
-
1992
- 1992-11-06 JP JP4297234A patent/JPH06150425A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5473415A (en) * | 1987-01-19 | 1995-12-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Image forming apparatus having a converter for image data characteristics |
| US5660465A (en) * | 1994-12-06 | 1997-08-26 | Mason; Walter R. | Apparatus and system for producing foamed cementitious products |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000201 |