JPH09128793A - 光ピックアップ装置及び光導波路素子 - Google Patents

光ピックアップ装置及び光導波路素子

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JPH09128793A
JPH09128793A JP7281523A JP28152395A JPH09128793A JP H09128793 A JPH09128793 A JP H09128793A JP 7281523 A JP7281523 A JP 7281523A JP 28152395 A JP28152395 A JP 28152395A JP H09128793 A JPH09128793 A JP H09128793A
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optical waveguide
optical
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 光導波路素子のサイズを小さくでき、集光ミ
ラー及び導波路レンズを不要とし、かつ入射結合効率を
良好にできる光ピックアップ装置及び光導波路素子を提
供する。 【解決手段】 光源と、該光源からの光を記録担体に集
光させる対物レンズと、前記記録担体からの反射光を二
分割するビームスプリッタとを備え、前記ビームスプリ
ッタで二分割された一方の反射集束光を光検出素子に導
いてサーボエラー信号を検出し、他方の反射集束光を光
導波路素子に導いて光信号を検出する光ピックアップ装
置において、該光ピックアップ装置は、前記ビームスプ
リッタと光導波路素子との間に前記集束光に非点収差を
付与する手段を有し、前記光導波路素子は、プリズム結
合器と光検出器とを備え、前記非点収差を付与する手
段、プリズム結合器及び光検出器は、光導波路素子に導
かれる非点収差を有する集束光の第一焦線が光導波路層
面内に、第一焦点がプリズム端に、第二焦点が光検出器
上にくるようそれぞれ構成及び配置されてなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学的情報記録媒
体(以下、光ディスクという)に情報を記録再生するため
に使用する光ピックアップ装置及び光導波路素子に関
し、更に詳しくは同一基板上に構成部品を集積させた導
波路集積型の光ピックアップ装置及び光導波路素子に関
する。
【０００２】
【従来の技術】特開平５−１０１４７６号に開示されて
いる、光磁気情報記録媒体に対して情報の記録再生を行
う導波路集積型の光ピックアップ装置を図１０、図１１
に基づいて説明する。この光ピックアップ装置は、光源
からの光をコリメートレンズ、対物レンズを介して光デ
ィスク上に集光し、その戻り光を光導波路素子に導き、
光磁気信号、焦点誤差信号を検出するものである。
【０００３】半導体レーザ５１から出射された光は、コ
リメートレンズ５２により平行化され、その平行光はプ
リズム５３に入射され、光導波路素子５６で反射されて
対物レンズ５４により光ディスク５５上に集光される。
光ディスク５５からの戻り光は、再び対物レンズ５４を
経てプリズム５３に入射され、光導波路素子５６に結合
される。
【０００４】この光導波路素子５６は図１１に示すよう
に、ＴＥ、ＴＭモードの実効屈折率がほぼ等しい第一光
導波路Ａと、第一光導波路に結合され、ＴＥ、ＴＭモー
ドの実効屈折率が異なる第二光導波路Ｂと、第二光導波
路に結合されている第三光導波路６１とからなり、第一
光導波路上にはプリズム５３が接着固定されてなる。
【０００５】プリズム５３に入射され第一光導波路Ａで
結合した光は、第二光導波路Ｂに結合して二分割され
る。そして、一方の導波光は導波路集光素子５７ａ、５
７ｂと光検出器５８ａ、５８ｂとからなる焦点誤差信号
検出部に入射され、該導波光からは焦点誤差信号が検出
される。もう一方の導波光は、第三光導波路６１と光検
出器５９、６０とからなる光磁気信号検出部に入射さ
れ、該導波光からは光磁気信号が検出される。
【０００６】特開平４−２８９５３１号に開示されてい
るプリズム結合器では、図１２に示すように基板６２上
に光導波路層６３が形成されており、この光導波路層６
３上に、該光導波路層６３より屈折率の低い第一ギャッ
プ層６４と第二ギャップ層６５とが積層されている。こ
の第二ギャップ層６５は、端面がテーパ部６５ａとさ
れ、所定幅Ｗの開口部６６を有している。この開口部６
６上に誘電体プリズム６７が接着固定されている。この
ような構成において、誘電体プリズム６７に入射した平
行光は第一ギャップ層６４を介して光導波路層６３に結
合される。本従来例において、ビーム幅約１ｍｍの平行
光入射では、８０％以上の光結合効率が得られている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】特開平５−１０１４７
６号に開示された従来例では、コリメートレンズと対物
レンズの間に光導波路素子を配設し、数ｍｍという大き
なビーム径の平行光をプリズム結合させている。このと
き、光導波路素子のサイズはビーム径に比例して大きく
なるため、光導波路素子のサイズも大きくなっていた。
【０００８】光導波路素子のサイズが大きくなると、導
波光の伝搬長が長くなってしまう。この伝搬長は導波光
の損失に影響を与える。つまり光導波路では、１μｍ以
下の厚さの薄膜中に光を閉じ込めるため、薄膜の界面に
おける微小な凹凸、光導波路上のゴミの存在により導波
光は散乱され、その損失は１〜１０ｄＢ／ｃｍに及んで
いる。例えば光導波路の伝搬損失が１０ｄＢ／ｃｍであ
る場合、伝搬距離１ｍｍでは伝搬効率は８０％である
が、伝搬距離１０ｍｍでは伝搬効率は１０％となり、大
きく光利用効率が減少する。したがって、光導波路素子
のサイズは小型化されることが望まれている。
【０００９】また本従来例では、光導波路素子から光磁
気（ＭＯ）信号、フォーカスサーボエラー信号（Ｆｏ）
信号が検出される構成となっている。しかしながら、こ
のように光導波路素子から両方の信号を検出する構成で
は、十分な信号品質が確保できないという問題点があ
る。
【００１０】さらに、従来例に示されるように焦点誤差
信号等を検出する場合には、平行光を集束光に変換する
集光ミラーあるいは導波路レンズが必要となる。しかし
ながら、集光ミラーは光導波路層を深く掘りこんで作製
しなければならず、作製したエッチングミラー面の荒れ
による導波光の散乱を防ぐ点に問題があった。
【００１１】導波路レンズを用いる場合には、導波路レ
ンズにはモードインデックス型、回折型、ジオデシック
型等の種類があるが、モードインデックス型ではレンズ
領域の実効屈折率と周囲の実効屈折率との差が小さいた
め、Ｆ数の小さなレンズを得ることが困難であり、また
ＴＥモードとＴＭモードでレンズ領域の実効屈折率が大
きく異なるため、二つのモードの焦点距離が一致しない
という問題があった。回折型では高効率を得ることが困
難であり、波長変化によって焦点距離が変化するという
問題があった。ジオデシック型ではμｍオーダの加工精
度が要求され、大量生産に適さないという問題があっ
た。
【００１２】このように、集光ミラー、導波路レンズに
は欠点が多く、光ピックアップ装置の利用には適してい
ないという問題点があった。
【００１３】また、図１０及び図１２の従来例では、ｍ
ｍオーダの大きなビーム径の平行光をプリズム結合器に
結合するため、入射角の変動、波長の変動に対して光導
波路素子への入射結合効率が大きく変動するという問題
点がある。したがって入射結合効率を高めるために精密
に光学系を調整する必要があり、また、波長変動の許容
範囲が狭いため、温度変化等によって簡単に光源波長が
変化する半導体レーザの光を安定して結合させることが
難しかった。
【００１４】これらの問題点に鑑み本発明では、光導波
路素子のサイズを小さくでき、集光ミラー及び導波路レ
ンズを不要とし、かつ入射結合効率を良好にできる光ピ
ックアップ装置及び光導波路素子を提供することを目的
とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の光ピックアップ装置では、光源と、該光源から
の光を記録担体に集光させる対物レンズと、前記記録担
体からの反射光を二分割するビームスプリッタとを備
え、前記ビームスプリッタで二分割された一方の反射集
束光を光検出素子に導いてサーボエラー信号を検出し、
他方の反射集束光を光導波路素子に導いて光信号を検出
する光ピックアップ装置において、該光ピックアップ装
置は、前記ビームスプリッタと光導波路素子との間に前
記集束光に非点収差を付与する手段を有し、前記光導波
路素子は、プリズム結合器と光検出器とを備え、前記非
点収差を付与する手段、プリズム結合器及び光検出器
は、光導波路素子に導かれる非点収差を有する集束光の
第一焦線が光導波路層面内に、第一焦点がプリズム端
に、第二焦点が光検出器上にくるようそれぞれ構成及び
配置されてなることを特徴とする。
【００１６】また、光源と、該光源からの光を平行光に
変換するコリメートレンズと、該平行光を記録担体に集
光させる対物レンズとがこの順に配置され、前記光源と
前記コリメートレンズとの間に前記記録担体からの反射
光を二分割するビームスプリッタを有し、該ビームスプ
リッタで二分割された一方の反射集束光を回折素子を介
して光検出素子に導いてサーボエラー信号を検出し、他
方の反射集束光を光導波路素子に導いて光信号を検出す
る光ピックアップ装置において、該光ピックアップ装置
は、前記ビームスプリッタと光導波路素子との間に前記
集束光に非点収差を付与する手段を有し、前記光源、光
検出素子、非点収差を付与する手段及び光導波路素子は
同一パッケージ内に納められ、前記光導波路素子は、プ
リズム結合器と光検出器とを備え、前記非点収差を付与
する手段、プリズム結合器及び光検出器は、光導波路素
子に導かれる非点収差を有する集束光の第一焦線が光導
波路層面内に、第一焦点がプリズム端に、第二焦点が光
検出器上にくるようそれぞれ構成及び配置されてなるこ
とを特徴とする。
【００１７】また、光源と、該光源からの光を平行光に
変換するコリメートレンズと、該平行光を記録担体に集
光させる対物レンズとがこの順に配置され、前記コリメ
ートレンズと前記対物レンズとの間に前記記録担体から
の反射光を二分割するビームスプリッタを有し、該ビー
ムスプリッタで二分割された一方の反射光を回折素子を
介して光検出素子に導いてサーボエラー信号を検出し、
他方の反射光を光導波路素子に導いて光信号を検出する
光ピックアップ装置において、該光ピックアップ装置
は、前記ビームスプリッタと光導波路素子との間に前記
反射光を非点収差を有する集束光に変換するトーリック
レンズを有し、前記光導波路素子は、プリズム結合器と
光検出器とを備え、前記非点収差を付与する手段、プリ
ズム結合器及び光検出器は、光導波路素子に導かれる非
点収差を有する集束光の第一焦線が光導波路層面内に、
第一焦点がプリズム端に、第二焦点が光検出器上にくる
ようそれぞれ構成及び配置されてなることを特徴とす
る。
【００１８】また、上記光ピックアップ装置において、
前記非点収差を付与する手段は、シリンドリカルレンズ
または回折形レンズまたは光軸に対して傾けて配置され
た平板ガラスであることを特徴とする。
【００１９】また、非点収差を有する集束光を入射して
光信号を検出する光導波路素子において、前記光導波路
素子は、プリズム結合器と光検出器とを備え、該プリズ
ム結合器及び光検出器は、光導波路素子に導かれる非点
収差を有する集束光の第一焦線が光導波路層面内に、第
一焦点がプリズム端に、第二焦点が光検出器上にくるよ
うそれぞれ構成及び配置されてなることを特徴とする。
【００２０】また、前記光導波路素子において、該光導
波路素子に結合する光に対して非点収差を付与する手段
は、前記プリズム結合器の光が入射する面に形成されて
なることを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】以下本願発明の光ピックアップ装
置について、図を用いて詳細に説明する。
【００２２】図１は、本発明の光ピックアップ装置の第
１の実施の形態を表す図である。この光ピックアップ装
置は、光源としての半導体レーザ装置１と、グレーティ
ング３と、ホログラム４と、ビームスプリッタ５と、対
物レンズ７と、フォトダイオード１１と、シリンドリカ
ルレンズ１２と、光導波路素子１３と、により構成され
る。半導体レーザ素子１から出射された光２は、グレー
ティング３およびホログラム４を透過し、ビームスプリ
ッタ５を経て対物レンズ７により記録担体である光磁気
ディスク８上に集光される。
【００２３】上記光磁気ディスク８で反射された光は、
再び対物レンズ７を通ってビームスプリッタ５に入射
し、ここでサーボエラー信号検出光９と光磁気信号検出
光１０とに２分割される。サーボエラー信号検出光９
は、ビームスプリッタ５からホログラム４へ入射し、こ
こで回折されてフォトダイオード１１に導かれ、サーボ
エラー信号として検出される。一方、光磁気信号検出光
１０は、ビームスプリッタ５により光路を９０度曲げら
れ、シリンドリカルレンズ１２によって非点収差を持つ
光に変換され、光導波路素子１３のカプラ（結合器）部
分に導かれる。このカプラ部分で光導波路に結合した光
は、光導波路内で偏光分離され、光検出器に導かれて光
磁気信号として検出される。
【００２４】対物レンズとコリメートレンズの間に光磁
気信号を検出するための光導波路素子が配置されている
図１０の従来例では、ｍｍオーダのビーム径の大きな平
行光が光導波路へプリズム結合される。光導波路への入
射光としてこのようにビーム径の大きな平行光を用いる
と、入射角変動及び波長変動に対する許容範囲が狭い、
光導波路素子のサイズが大きくなる等の問題が生じる。
これは、最適入射光に対して入射角がずれた場合、発生
する導波光の位相面もずれてしまうが、同じ入射角だけ
ずれてもその位相面のずれは、ビーム径が大きいほど大
きくなってしまうことによる。
【００２５】そこで本発明においては、集束光を光導波
路素子に入射結合させることによりこれらの問題を解決
している。ここで集束光を用いる場合には、入射面にお
ける位相面のずれが問題となってくるが、集束光の焦点
では位相面は平面になっており、その前後でもほぼ平面
波であるため、集束光の焦点をプリズムと光導波路素子
の境界に合わせることにより、平行光をプリズム結合さ
せる場合とほぼ同等の入射結合効率が得られる。
【００２６】このとき、プリズム結合器に結合する集束
光のビーム径は細くなるので、入射角変動の許容範囲は
拡大され、入射角の調整が行ないやすくなる。波長変動
の許容範囲もビーム径が小さいほど拡大されるため、光
源に半導体レーザを用いた場合の支障がなくなる。ま
た、入射角の許容範囲が拡大されるのと同様の効果によ
りＴＥモードとＴＭモードの実効屈折率の差に入射結合
効率が敏感でなくなるため、２つのモードの結合効率の
差が小さくなる。これらの点は、光導波路素子を用いて
光磁気信号の検出を行う光磁気ディスク用ピックアップ
装置においては有利である。
【００２７】例えば、入射径１ｍｍの平行光をプリズム
結合器に入射して、入射結合効率７０％を得るために
は、入射角変動Δθ、波長変動Δλはそれぞれ Δθ＝±０．０１° Δλ＝±０．１ｎｍ の値までに抑えなければならない。これに対して、プリ
ズム結合器に開口数（ＮＡ）０．１７の集束光を入射す
ると、入射角変動許容範囲Δθ、波長変動許容範囲Δλ
は Δθ＝±１° Δλ＝±４０ｎｍ まで拡大される。
【００２８】しかしながら、集束光をそのままプリズム
結合させたのでは結合後、光導波路層内で半導体レーザ
光の放射角と同じ角度で導波光が広がることになり、そ
の場合受光面を広くした光検出器が必要であり、また広
がりを抑えるために光導波路長を長くとれないといった
問題が生じる。
【００２９】光導波路型偏光モードスプリッタを利用す
る場合には、２つのモードの分離角より導波光の広がり
角が大きいと偏光分離性能が劣化し、光磁気信号が得ら
れなくなってしまう。特に、光検出器の高速応答を図る
ためには受光面の面積は狭い方が良く、導波光の広がり
はできるだけ抑える必要がある。前記のように集光ミラ
ーあるいは導波路レンズを設けて導波光の広がりを抑え
ることは可能であるが、これらは作製が困難、所望の特
性が得られにくい等の問題があり、利用は望ましくな
い。
【００３０】そこで本発明では、プリズム結合器に結合
する集束光に非点収差を与え、非点収差により生じる二
つの焦点をそれぞれプリズム光導波路層境界、光検出器
受光面に合わせることにより上記問題を解決している。
【００３１】これについて図２を用いてさらに詳細に説
明を行う。図２は、プリズム３１を有し偏光分離機能を
備えた光導波路素子１３と、シリンドリカルレンズ４５
とを組み合わせた光学系を示している。この光学系に入
射する集束光３２は、シリンドリカルレンズ４５を通過
して非点収差を有する集束光４６になり、第一焦点３７
と第二焦点３８の二つの焦点を持つ光となる。この第一
焦点と第二焦点の間隔（非点隔差）は、レンズの屈折
率、曲率によって決まる。
【００３２】この二つの焦点のうち、ｘｙ面内に焦線を
持つ第一焦点３７は、光導波路素子及びシリンドリカル
レンズ４５の位置を調整することにより、プリズム３１
と光導波路層３９の境界で、かつプリズム３１端の位置
にくるようにする。また、ｙｚ面内に焦線を持つ第二焦
点３８は、光検出器受光面に位置するようレンズの屈折
率、曲率を決定する。
【００３３】この時、プリズム３１と光導波路層３９の
境界面において、プリズムへの入射光４６はｙｚ面内で
集光状態にあるため、無収差の集束光入射の時と同等の
効率で入射光は光導波路へ結合する。結合した光は、屈
折率の高い層を含む導波路構造の偏光分離部３３でＴＥ
モード３４とＴＭモード３５に分離され、光検出器受光
面に焦点を結ぶ。この光が光検出器３６で検出され、光
磁気信号が得られる。
【００３４】このプリズム結合器の入力結合効率は、導
波光の伝搬方向（ｚ方向）に投影された入射光束４６の
ビーム径と、光導波路構造（具体的には光導波路層とプ
リズムの間の層の厚さ）との兼ねあいでほぼ決まるた
め、入射光束のｘｚ面内での広がりによる結合効率の低
下はわずかである。したがって、例えばＮＡ０．１７の
入射光を入射すると、ｚ方向に投影される入射光束のビ
ーム径は数十μｍと細くできるので、入射角、波長の変
動の許容範囲を拡大することができる。また、入射光束
のビーム径が細いため、光導波路素子のサイズも縮小す
ることができる。
【００３５】光導波路へ結合後、導波光は発散するので
はなく集束するため、集束光が光検出器受光面に入射さ
れることになり、受光面の面積を小さくできるため、光
検出器の高速応答が図れる。このため、作製が困難で、
性能の点でも問題のあった導波路集光ミラー、導波路レ
ンズの必要性がなくなる。
【００３６】非点隔差の大きさは、シリンドリカルレン
ズの曲率を変えることにより自由に設定できるため、光
導波路の設計の自由度は増す。また、屈折を利用した光
導波路型偏光モードスプリッタを用いる上においても導
波光が集束光となるため、モード分離角の大小に関係な
くモード分離ができる。特に偏光モードスプリッタで
は、入射光束のビーム径を細くしたほうが各偏光の入射
結合効率の差を小さくできるので有利となる。
【００３７】平凹型のシリンドリカルレンズを利用して
非点収差を発生させる場合、レンズの屈折率、曲率は次
式を満足するよう決定する。ここで、ｆ1はレンズから
第一焦点までの距離、ｆ2はレンズから第二焦点までの
距離、ｎ、ｒはそれぞれレンズの屈折率、曲率である。
【００３８】１／ｆ2＝（１−ｎ）／ｒ＋１／ｆ1 上式によれば、例えば第一焦点と第二焦点の間隔を１ｍ
ｍとする場合、レンズから第一焦点までの距離を１ｍ
ｍ、レンズの屈折率を１．５、レンズの曲率を１ｍｍと
すればよい。
【００３９】図３は、本発明の光ピックアップ装置の第
２の実施の形態を表す図である。光源としての半導体レ
ーザ素子１から出射された光２は、グレーティング３お
よびホログラム４を透過してビームスプリッタ５に入射
される。このビームスプリッタ５は、平板ガラス１４と
プリズム１５を貼り合わせて構成されており、その間の
一部に偏光選択膜１６が設けられている。また平板ガラ
ス１４の裏面には全反射ミラー１７が設けられている。
【００４０】ビームスプリッタ５に入射した光は全反射
ミラー１７で反射され、コリメートレンズ６を透過して
対物レンズ７により記録担体である光磁気ディスク８上
に集光される。該光磁気ディスク８で反射された光は、
再び対物レンズ７およびコリメートレンズ６を通ってビ
ームスプリッタ５に入射し、偏光選択膜１６によってサ
ーボエラー信号検出光と光磁気信号検出光１０とに２分
割される。サーボエラー信号検出光は、ビームスプリッ
タ５からホログラム４に入射し、ここで回折されてフォ
トダイオード１１に導かれ、サーボエラー信号として検
出される。一方、光磁気信号検出光１０は、シリンドリ
カル凹レンズ１８によって非点収差を与えられ、光導波
路素子１３のカプラ部分に導かれる。このカプラ部分で
光導波路に結合した光は光導波路内で偏光分離され、光
検出器に導かれて光磁気信号として検出される。光導波
路素子１３への結合光は非点収差を有するため、高効率
で高性能の偏光分離ができる。
【００４１】この構成によれば、半導体レーザ１、光導
波路素子１３配置後にシリンドリカルレンズ１８、ビー
ムスプリッタ５等を配置固定しなければならない。この
とき、シリンドリカルレンズ１８の曲率の設計値からの
ずれによって、二つの焦点位置のうち一方が変化するこ
とになるが、第一焦点の位置がずれると入射結合効率が
大きく減少するため、第一焦点がシリンドリカルレンズ
の影響を受けないよう、レンズの軸を合わせるとよい。
【００４２】非点収差を発生させる方法としては、シリ
ンドリカルレンズを用いる方法以外にも回折形レンズを
利用する方法、平板ガラスを利用する方法等がある。
【００４３】図４は、図３の光ピックアップ装置におけ
るシリンドリカルレンズ１８を回折形レンズ１９に変え
た光ピックアップ装置である。回折形レンズは、図５に
示すようなフレネルゾーンプレート型など一次元のレン
ズを用いるとよい。このレンズはｘｚ面内の光線に対し
て凹レンズとなり、ｙｚ面内の光線に対してただの平板
として機能するため、非点収差を与えることができる。
【００４４】このとき、第一焦点（レンズに近い側の焦
点）がコリメートレンズの焦点となるよう回折形の凹レ
ンズを利用する。回折形の凸レンズでは、第一焦点の位
置が波長変動によって変位し、第一焦点で光導波路に結
合される光の結合効率が減少するため、ここでは凹レン
ズを用いる必要がある。
【００４５】図６は、平板ガラスを利用した光ピックア
ップ装置を示す図である。図６に示すように、光導波路
素子に入射する集束光の光路上に平板ガラスを傾けて配
置することにより、光導波路素子の入射光に非点収差を
発生させることができる。平板ガラスの厚みをｔ、屈折
率をＮ、平板の法線と光軸のなす角をθとすると、非点
隔差Δｚは次式で表される。
【００４６】
【数１】
【００４７】したがって、この非点隔差Δｚがプリズム
端から光検出器受光面までの距離と同じになるよう平板
ガラスの傾き等のパラメータを決め、第一焦点がプリズ
ム端に、第二焦点が光検出器受光面に位置するよう、素
子位置を調整する。
【００４８】図７は、本発明の光ピックアップ装置の第
３の実施の形態を示す図である。本実施例の光ピックア
ップ装置では、対物レンズ７とコリメートレンズ６との
間にビームスプリッタ５が設けられており、光磁気ディ
スク８で反射された光は、ビームスプリッタ５でサーボ
エラー信号検出光９と光磁気信号検出光１０とに二分割
され、光磁気信号検出光１０は光路を９０度曲げられ、
トーリックレンズによって光導波路素子１３のカプラ部
分に集光される。
【００４９】集束光の光路上にビームスプリッタを配置
した場合、偏光分離特性が入射角の影響を強く受けるた
め、良好な偏光分離特性が得られない。トーリックレン
ズは直交する二軸の曲率が異なっているレンズで、この
レンズを利用することにより平行光を非点収差を有する
集束光に変換できるため、平行光の光路上にビームスプ
リッタを配置することが可能となり、ビームスプリッタ
の偏光分離特性を向上させることができる。
【００５０】次に、光導波路素子について、図８に基づ
きさらに詳しく説明する。基板４２上には第三誘電体層
４１、第二誘電体層４０および第一誘電体層３９がこの
順番で形成されている。最上層の第一誘電体層３９上に
はカプラプリズム３1が接着固定されている。
【００５１】上記カプラプリズム３１、第一誘電体層３
９、第二誘電体層４０および第三誘電体層４１の各屈折
率ｎｐ、ｎ１、ｎ２、ｎ３は、 ｎｐ＞ｎ２＞ｎ１、ｎ３ となるように設定されており、例えば各層の屈折率、層
厚を以下のように設定する。
【００５２】
【表１】
【００５３】このプリズム結合器にビーム径数μｍの集
束光束が入射される場合、約８０％の入射結合効率が得
られる。また入射角変動、波長変動の許容範囲が拡大で
きるため、最適入射角から±１°、最適波長から±４０
ｎｍの範囲で結合効率７０％を確保することができる。
この入射光束の光路上にシリンドリカルレンズ４３を配
置することにより集束光に非点収差を与えることがで
き、光導波路層内での導波光の広がりを抑えることがで
きる。
【００５４】シリンドリカルレンズの代わりに回折形レ
ンズ、傾けた平板ガラス等を用いても良い。またプリズ
ム結合器に平行光が入射される場合には、その光路上に
トーリックレンズを配置することにより平行光を非点収
差を有する集束光に変換できる。
【００５５】図８では、シリンドリカルレンズをプリズ
ムの光入射面に作成した例を示している。光導波路素子
への入射光は、このシリンドリカル凹レンズ４３によっ
て非点収差が与えられるため、この光を利用することに
より入射結合効率を減少させることなく入射角、波長変
動の許容範囲を拡大でき、また光検出器受光面に導波光
を集光することができる。プリズムを樹脂成形等の手段
により作製すればプリズム面に簡単にシリンドリカルレ
ンズを形成でき、光導波路素子とシリンドリカルレンズ
を一体化できるので部品点数を減らすことができる。
【００５６】図９は、光導波路素子のプリズム結合器に
おけるプリズムの光入射面に回折形レンズ４４が形成さ
れた構成を示す図である。光導波路素子への入射光は、
この回折形凹レンズ４４によって非点収差が与えられる
ため、この光を利用することにより入射結合効率を減少
させることなく入射角、波長変動の許容範囲を拡大で
き、また光検出器受光面に導波光を集光することができ
る。プリズムを樹脂成形等の手段により作製すればプリ
ズム面に簡単に回折形レンズを形成でき、光導波路素子
と回折形レンズを一体化できるので部品点数を減らすこ
とができる。
【００５７】
【発明の効果】本発明の光ピックアップ装置によれば、
光導波路素子入射光の光路上に非点収差を付与する手段
を設け、非点収差を有する集束光を光導波路素子に結合
させることにより入射角変動、波長変動の許容範囲を拡
大でき、光導波路層内での導波光の広がりを抑えること
ができる。また、上記非点収差を有する集束光の第一焦
線が光導波路層内に含まれ、第一焦点がプリズム端に、
第二焦点が光導波路素子の光検出器にくるよう各構成要
素を配置することで、最も効果的に入射角変動、波長変
動の許容値を拡大でき、導波光の広がりを抑え、光導波
路素子のサイズを小さくすることができる。
【００５８】また、光源、光検出素子、光導波路素子を
同一パッケージ内に収める構成とすることにより、光ピ
ックアップ装置を小型にできる。
【００５９】また、本発明の光導波路素子によれば、非
点収差を有する集束光の第一焦線が光導波路層内に含ま
れ、第一焦点がプリズム端に、第二焦点が光導波路素子
の光検出器にくるよう各構成要素を配置することで、最
も効果的に入射角変動、波長変動の許容値を拡大でき、
導波光の広がりを抑えることができる。また、検出光に
非点収差を付与する手段をプリズム結合器と一体化して
作製することにより、部品点数を減らすことができ、装
置の小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の光ピックアップ装置の第一の実施の形
態を表す図である。
【図２】図１の光ピックアップ装置に係る光導波路素子
を表す図である。
【図３】本発明の光ピックアップ装置の第二の実施の形
態を表す図である。
【図４】回折レンズを用いた光ピックアップ装置を表す
図である。
【図５】図４の実施例に用いられるフレネルゾーンプレ
ート型レンズを説明する図である。
【図６】平板ガラスを用いた光ピックアップ装置を表す
図である。
【図７】本発明の光ピックアップ装置の第三の実施例を
表す図である。
【図８】非点収差を与える手段とプリズム結合器とを一
体化して作製した光導波路素子を表す図である。
【図９】非点収差を与える手段とプリズム結合器とを一
体化して作製した光導波路素子の別の例を表す図であ
る。
【図１０】第一の従来例を表す図である。
【図１１】第一の従来例の光導波路素子の側面図であ
る。
【図１２】第二の従来例を表す側面図である。
【符号の説明】
１ 半導体レーザ ３ グレーティング ４ ホログラム ５ ビームスプリッタ ６ コリメートレンズ ７ 対物レンズ ８ 光磁気ディスク １１ サーボエラ信号検出用光検出器 １２ シリンドリカルレンズ １３ 光導波路素子 １６ 偏光選択膜 １７ 全反射ミラー １８ シリンドリカルレンズ １９ 回折形レンズ ２０ 平板ガラス ２１ トーリックレンズ ３１ プリズム ３６ 光検出器 ３７ 第一焦点 ３８ 第二焦点 ３９ 第一誘電体層 ４０ 第二誘電体層 ４１ 第三誘電体層 ４２ 基板 ４３ シリンドリカルレンズ ４４ 回折形レンズ

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 光源と、該光源からの光を記録担体に集
    光させる対物レンズと、前記記録担体からの反射光を二
    分割するビームスプリッタとを備え、前記ビームスプリ
    ッタで二分割された一方の反射集束光を光検出素子に導
    いてサーボエラー信号を検出し、他方の反射集束光を光
    導波路素子に導いて光信号を検出する光ピックアップ装
    置において、 該光ピックアップ装置は、前記ビームスプリッタと光導
    波路素子との間に前記集束光に非点収差を付与する手段
    を有し、 前記光導波路素子は、プリズム結合器と光検出器とを備
    え、 前記非点収差を付与する手段、プリズム結合器及び光検
    出器は、光導波路素子に導かれる非点収差を有する集束
    光の第一焦線が光導波路層面内に、第一焦点がプリズム
    端に、第二焦点が光検出器上にくるようそれぞれ構成及
    び配置されてなることを特徴とする光ピックアップ装
    置。
  2. 【請求項２】 請求項１記載の光ピックアップ装置にお
    いて、前記非点収差を付与する手段が、シリンドリカル
    レンズまたは回折形レンズまたは光軸に対して傾けて配
    置された平板ガラスであることを特徴とする光ピックア
    ップ装置。
  3. 【請求項３】 請求項２記載の光ピックアップ装置にお
    いて、シリンドリカルレンズの屈折率及び曲率は、ｆ1
    をレンズから第一焦点までの距離、ｆ2をレンズから第
    二焦点までの距離、ｎ、ｒをそれぞれレンズの屈折率、
    曲率とするとき、次式を満足することを特徴とする光ピ
    ックアップ装置。 １／ｆ2＝（１−ｎ）／ｒ＋１／ｆ1
  4. 【請求項４】 光源と、該光源からの光を平行光に変換
    するコリメートレンズと、該平行光を記録担体に集光さ
    せる対物レンズとがこの順に配置され、前記光源と前記
    コリメートレンズとの間に前記記録担体からの反射光を
    二分割するビームスプリッタを有し、該ビームスプリッ
    タで二分割された一方の反射集束光を回折素子を介して
    光検出素子に導いてサーボエラー信号を検出し、他方の
    反射集束光を光導波路素子に導いて光信号を検出する光
    ピックアップ装置において、 該光ピックアップ装置は、前記ビームスプリッタと光導
    波路素子との間に前記集束光に非点収差を付与する手段
    を有し、 前記光源、光検出素子、非点収差を付与する手段及び光
    導波路素子は同一パッケージ内に納められ、 前記光導波路素子は、プリズム結合器と光検出器とを備
    え、 前記非点収差を付与する手段、プリズム結合器及び光検
    出器は、光導波路素子に導かれる非点収差を有する集束
    光の第一焦線が光導波路層面内に、第一焦点がプリズム
    端に、第二焦点が光検出器上にくるようそれぞれ構成及
    び配置されてなることを特徴とする光ピックアップ装
    置。
  5. 【請求項５】 請求項４記載の光ピックアップ装置にお
    いて、前記非点収差を付与する手段が、シリンドリカル
    レンズまたは回折形レンズまたは光軸に対して傾けて配
    置された平板ガラスであることを特徴とする光ピックア
    ップ装置。
  6. 【請求項６】 光源と、該光源からの光を平行光に変換
    するコリメートレンズと、該平行光を記録担体に集光さ
    せる対物レンズとがこの順に配置され、前記コリメート
    レンズと前記対物レンズとの間に前記記録担体からの反
    射光を二分割するビームスプリッタを有し、該ビームス
    プリッタで二分割された一方の反射光を回折素子を介し
    て光検出素子に導いてサーボエラー信号を検出し、他方
    の反射光を光導波路素子に導いて光信号を検出する光ピ
    ックアップ装置において、 該光ピックアップ装置は、前記ビームスプリッタと光導
    波路素子との間に前記反射光を非点収差を有する集束光
    に変換するトーリックレンズを有し、 前記光導波路素子は、プリズム結合器と光検出器とを備
    え、 前記非点収差を付与する手段、プリズム結合器及び光検
    出器は、光導波路素子に導かれる非点収差を有する集束
    光の第一焦線が光導波路層面内に、第一焦点がプリズム
    端に、第二焦点が光検出器上にくるようそれぞれ構成及
    び配置されてなることを特徴とする光ピックアップ装
    置。
  7. 【請求項７】 光源と、該光源からの光を記録担体に集
    光させる対物レンズと、前記記録担体からの反射集束光
    を用いて光信号を検出する光導波路素子とを備えた光ピ
    ックアップ装置において、 該光ピックアップ装置は、光路上の光導波路素子の前に
    前記集束光に非点収差を付与する手段を有し、 前記光導波路素子は、プリズム結合器と光検出器とを備
    え、 前記非点収差を付与する手段、プリズム結合器及び光検
    出器は、光導波路素子に導かれる非点収差を有する集束
    光の第一焦線が光導波路層面内に、第一焦点がプリズム
    端に、第二焦点が光検出器上にくるようそれぞれ構成及
    び配置されてなることを特徴とする光ピックアップ装
    置。
  8. 【請求項８】 非点収差を有する集束光を入射して光信
    号を検出する光導波路素子において、 前記光導波路素子は、プリズム結合器と光検出器とを備
    え、 該プリズム結合器及び光検出器は、光導波路素子に導か
    れる非点収差を有する集束光の第一焦線が光導波路層面
    内に、第一焦点がプリズム端に、第二焦点が光検出器上
    にくるようそれぞれ構成及び配置されてなることを特徴
    とする光導波路素子。
  9. 【請求項９】 請求項８に記載の光導波路素子におい
    て、該光導波路素子に結合する光に対して非点収差を付
    与する手段を、前記プリズム結合器の光が入射する面に
    形成されてなることを特徴とする光導波路素子。
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