JPH0950629A

JPH0950629A - 記録再生装置

Info

Publication number: JPH0950629A
Application number: JP7198570A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Kitaoka; 康夫北岡; Kazuhisa Yamamoto; 和久山本; Makoto Kato; 誠加藤; Kenichi Nishiuchi; 健一西内; Naoyasu Miyagawa; 直康宮川; Kenji Narumi; 建治鳴海
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1995-08-03
Filing date: 1995-08-03
Publication date: 1997-02-18
Anticipated expiration: 2015-08-03
Also published as: JP3558747B2

Abstract

(57)【要約】【目的】光導波路型波長変換素子と半導体レーザによ
り構成されるＳＨＧブルー光源を用いて、低出力のブル
ー光源により光ディスクへの記録再生を可能にし、高密
度の記録再生装置を実現する。【構成】ＳＨＧブルー光源１から同一光軸として得ら
れた半導体レーザ光およびブルー光を光ディスク７上に
導く。記録時には半導体レーザ光をカットするためのフ
ィルタ３を取り除き、半導体レーザ光を照射しながらブ
ルー光で記録する。再生時はフイルタ３を挿入し、ブル
ー光で光ディスク７に記録された情報を再生する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、近赤外半導体レーザー
と波長変換デバイスにより得られる短波長光源の基本波
と高調波をともに使って、情報を記録再生する高密度光
ディスクシステムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】光源として波長780nm帯の近赤外半導体
レーザを用いた記録再生可能な相変化型光ディスクシス
テム（以下、ＰＣと記す。）や光磁気ディスクシステム
（以下、ＭＯと記す。）が広く普及している。また最近
では、波長670nmの赤色半導体レーザを用いた再生専用
のディジタルビデオディスクシステム（以下、ＤＶＤと
記す。）の開発も活発であり、今後赤色半導体レーザを
用いた記録再生可能なシステムの開発が期待されてい
る。このような半導体レーザを用いた記録再生装置の概
略構成図を図１７に示す。

【０００３】半導体レーザ３２から出射された光はフォ
ーカシングレンズ３３により平行光に変換される。平行
光に変換された半導体レーザ光はＰ偏光であることから
偏光ビームスプリッタ３４を通過し、λ/4板３５で円偏
光に変えられた後、対物レンズ３６によって光ディスク
３７上に集光される。光ディスク３７からの反射光は対
物レンズ３６およびλ/4板３５を通過し、Ｓ偏光に変換
され、偏光ビームスプリッタ３４で反射される。そし
て、検出レンズ３８とシリンドリカルレンズ３９を通過
後、４分割検出器４０に導かれる。４分割検出器４０の
４出力の総和が再生信号となり、４出力の周知の組み合
わせにより、フォーカスエラー信号およびトラッキング
エラー信号が検出される。半導体レーザ３２の出力を変
調し、光ディスク３７上に情報としてマークを形成し、
その形成されたマークをＣＷ（Continuous Wave)の半導
体レーザにて再生する。

【０００４】このように従来では、光源として一つ半導
体レーザのみを用いて、記録再生するシステムであった
（特公平５−２３４１１号公報）。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】現在、普及しているし
ている５インチのＰＣやＭＯの記録容量は６４０Ｍバイ
ト程度で、今後マルチメディア時代を迎えるにあたり、
大容量の記録密度を有する記録再生装置が必要不可欠に
なると思われる。記録密度の向上には、レーザの短波長
化が大きく寄与する。波長400nm帯のブルー光源を用い
ると、光源の波長化だけで現行の４倍に記録密度を向上
できる。

【０００６】波長400nm帯のブルー光源を実現できる手
段として、半導体レーザを用いた第２高調波発生（ＳＨ
Ｇ：second harmonic generation）がある。現在のとこ
ろ、出力数mWの波長430nmのブルー光が得られている。
ＰＣやＭＯ光ディスクの再生は、数百μＷ程度の光ディ
スク上パワーで実現できるため、数mW程度のブルー光源
で十分である。しかしながら、記録時には出力として一
桁以上の出力を必要とする。そのため、記録再生可能な
システムを実現するためには、半導体レーザの高出力化
や波長変換素子の高効率化が必要となる。

【０００７】本発明は、短波長光を用いた新規の記録再
生装置を提供するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明は、（１）少なくとも互いに波長が異なる第１及び第２の光
を同一光軸に出射する光源の、第１の光と第２の光を同
時に記録可能層を有する光学式情報記録媒体に集光し、
第２の光で光学式情報記録媒体の記録可能層への情報の
記録・再生を行い、記録可能層に情報を記録する際には
第１の光を同時に記録可能層に照射することで、低出力
の第２の光で情報可能層への記録を可能にするものであ
る。

【０００９】また本発明は、（２）少なくとも互いに波長が異なる第１及び第２の光
を同一光軸に出射する光源の、第１の光と第２の光を同
時に記録可能層を有する光学式情報記録媒体に集光し、
第２の光で光学式情報記録媒体の記録可能層に情報を記
録・再生を行い、同時に第１の光で記録可能層の情報を
消去することで、ダイレクトオーバーライトが可能な記
録再生装置を提供するものである。

【００１０】さらに本発明は、（３）少なくとも互いに波長が異なる第１及び第２の光
を同一光軸に出射する光源の、第１の光と第２の光を同
時に記録可能層を有する光学式情報記録媒体に集光する
記録再生装置において、集光光学系の色補正を行い第１
の光と第２の光を同時に収差なく集光できる記録再生装
置を提供するものである。

【００１１】また本発明は（４）少なくとも互いに波長が異なる第１及び第２の光
を同一光軸に出射する光源の、第１の光と第２の光を同
時に記録可能層を有する光学式情報記録媒体に集光し、
第１の光で光学式情報記録媒体の記録可能層への情報の
記録を行い、第２の光で光学式情報記録媒体の記録可能
層に記録された情報の再生を行うことで、低出力の第２
の光で記録再生を可能にした記録再生装置を実現するも
のである。

【００１２】さらに本発明は、（５）少なくとも互いに波長が異なる第１及び第２の光
を同一光軸に出射する光源の、第１の光と第２の光を同
時に記録可能層を有する光学式情報記録媒体に集光し、
超解像に集光された第１の光で光学式情報記録媒体の記
録可能層への情報の記録を行い、第２の光で光学式情報
記録媒体の記録可能層に記録された情報の再生を行うこ
とで、低出力の第２の光で高密度の記録再生が可能な記
録再生装置を実現するものである。

【００１３】また本発明は、（６）近赤外半導体レーザーと波長変換デバイスにより
得られる短波長光源で記録可能層を有する光学式情報記
録媒体に情報を記録する際、基本波を高周波重畳し、そ
の重畳周波数を周波数変調したり、バイアス電流を変化
させることで高調波出力を多値変調し、安定な記録再生
装置を実現するものである。

【００１４】また本発明は、（７）近赤外半導体レーザーと波長変換デバイスにより
得られる短波長光源で記録可能層を有する光学式情報記
録媒体に情報を記録する際、基本波を高速に変調し、そ
の変調周期を変化させることで高調波の平均出力を多値
変調し、安定な記録再生装置を実現するものである。

【００１５】

【作用】ブルー・グリーン光領域の半導体レーザにおい
て、１０ｍＷ以上の高出力を得ることは現状困難であ
る。そのため、この半導体レーザと同一光軸に出射する
もう一つの半導体レーザを備え、２つの光を同時に記録
可能層を有する光学式情報記録媒体に集光する。光学式
情報記録媒体の記録可能層への情報記録は、記録層をレ
ーザで照射し、ある温度以上に達すると結晶状態変化
し、マークとして記録される。そのため、集光するレー
ザ光の強度を調整することで、マークの大きさを調整で
きる。

【００１６】一方、情報再生は、マークでの回折光を読
みとるため、十分に小さいスポットまで集光される必要
がある。本発明の利点は、もう一つの半導体レーザによ
り光ディスクに情報記録したり、もう一つの半導体レー
ザを光ディスクに照射しながら、ブルーグリーンの半導
体レーザで記録したりすることで、低出力のブルーグリ
ーン半導体レーザでも高密度の記録再生装置を可能にす
るものである。

【００１７】特に、近赤外半導体レーザーと波長変換デ
バイスにより得られる短波長光源を用いて記録可能層を
有する光学式情報記録媒体に情報を記録再生する記録再
生装置において、高調波光の出力は、基本波光の出力に
比べて一桁程度小さい。一般に基本波光と高調波光は同
一点より出射するため、集光レンズ系を選べば同一点に
集光することも可能である。本発明のように、基本波を
照射して記録可能層の温度を上昇させ高調波で情報の記
録を可能にしたり、基本波で情報の記録を行い高調波で
記録の再生を行うことで、数ｍＷ程度の高調波出力でも
記録再生装置を実現できる。

【００１８】また、基本波を高周波で変調し、その変調
周波数を変化させることで、容易に高調波を多値の出力
レベルに変調でき、近赤外半導体レーザーと波長変換デ
バイスにより得られる短波長光源を用いて記録可能層を
有する光学式情報記録媒体に情報を記録再生する記録再
生装置を実現できる。

【００１９】

【実施例】

（実施例１）本実施例では、基本波である半導体レーザ
光を波長変換し得られた高調波光を用いて光ディスク上
に記録する際、同時に半導体レーザ光を照射し、低出力
の高調波光で光ディスク上に記録できる記録再生装置に
ついて説明する。

【００２０】本発明の記録再生装置を概略構成図１を用
いて説明する。図１は、光源としてLiTaO₃結晶を基板と
したＱＰＭーＳＨＧデバイスによるＳＨＧブルー光源１
を用いた記録再生装置である。概略構成図１の２はコリ
メートレンズ、３は基本波のみをカットするためのフィ
ルタ、４は波長430nm用の偏光ビームスプリッタ、５は
波長430nm用のλ／４板であり、ブルー光は円偏光に変
換される。６は対物レンズであり、７は記録再生可能な
光ディスクであり、図示しないアクチュエータが対物レ
ンズ６と光ディスク７との距離を一定に保つ。

【００２１】本実施例では記録可能な光ディスクとして
相変化型光ディスク７を用いた。その構造を図２に示
す。ポリカーボネート基板１２上にZnS-SiO₂が蒸着さ
れ、さらに記録層１３であるGeSbFeが積層され、記録層
を再びZnS-SiO₂で挟み、最後に反射膜１４としてAlが積
層されている。

【００２２】フィルタ１１は、基本波である半導体レー
ザ光をカットするためのものである。検出レンズ８、シ
リンドリカルレンズ９、フォトダイオード１０はフォー
カス、トラッキングなどのサーボ系および再生信号の検
出に用いられる。

【００２３】図１におけるＳＨＧブルー光源について詳
しく説明する。ＳＨＧブルー光源の概略構成図を図１６
に示す。２５は0.86μm帯のAlGaAs半導体レーザー、２
６はN.A.=0.5のコリメートレンズ、２７はλ／２板、２
８はN.A.=0.55のフォーカシングレンズである。LiTaO₃
基板２４上には光導波路２９と周期的な分極反転領域３
０が形成されている。コリメートレンズ２６で平行にな
ったレーザー光は、λ／２板２７で偏向方向を回転さ
れ、フォーカシングレンズ２８で分極反転型光導波路デ
バイスの光導波路２９の端面に集光され、周期4.0μmの
分極反転領域３０をもつ光導波路２９を導波し、光導波
路２９の出射端面より高調波光と変換されなかった基本
波が出射される。狭帯域バンドパスフィルタ３１によ
り、半導体レーザ２５の波長は分極反転型光導波路デバ
イスの位相整合波長許容度内に固定される（北岡他、Op
tical Review Vol.1, No.2,(1994) pp.227）。

【００２４】半導体レーザー２５の光導波路２９内への
入射光強度72mWに対し、波長430nmのブルー光が8mW程度
得られている。概略構成図１６では、分極反転型導波路
デバイスの位相整合波長に半導体レーザの波長を一致さ
せるため、狭帯域バンドパスフィルタ３１を用いたが、
反射型のグレーティングや光導波路上の分布ブラッグ反
射器（ＤＢＲ）を用いたＳＨＧブルー光源も実現されて
いる。また、最近ではＤＢＲ部が半導体レーザに集積化
されたＤＢＲ半導体レーザを用いたＳＨＧブルー光源も
実現されている。

【００２５】次に、光ディスク７への記録方法について
説明する。ＳＨＧブルー光源１の光導波路から得られる
基本波である半導体レーザ光及び高調波であるブルー光
は、コリメートレンズ２により平行光に変換される。コ
リメートレンズ２はブルー光に対して特に収差がないよ
うに設計されている。基本波をカットするためのフィル
タ３は取り除かれている。

【００２６】半導体レーザ光とブルー光は、偏光ビーム
スプリッタ４及びλ／４板５を透過し、ブルー光のみが
円偏光に変換される。対物レンズ６により、半導体レー
ザ光及びブルー光は光ディスク７上に集光される。対物
レンズ６もブルー光に対して特に収差がないように設計
されている。本実施例で用いられる対物レンズの開口数
（ＮＡ）は0.6である。

【００２７】光ディスク７からの反射ブルー光は、λ／
４板５が再び透過し、偏光方向が９０度回転し、偏光ビ
ームスプリッタ４で進行方向が９０度曲げられる。フィ
ルタ１１により基本波はカットされ、検出レンズ８とシ
リンドリカルレンズ９を透過したブルー光は、フォトダ
イオード１０に導かれる。フォトダイオード１０は４分
割になっていて、ＲＦ信号、フォーカス信号、トラッキ
ング信号を検出した。

【００２８】本実施例では、フォーカスサーボは非点収
差法で、トラッキンサーボはプッシュプル法で行われ
る。また本実施例では、ブルー光で情報の記録再生を行
うため、ブルー光を用いてサーボ系を動作させている。

【００２９】相変化型光ディスク７は、結晶状態とアモ
ルファス状態の光学定数の差を利用して情報を記録する
媒体である。ブルー出力と結晶状態の関係を図３に示
す。始め、記録媒体は結晶状態にある。１０ｍＷ程度の
光を照射すると結晶温度が融点を越え、そしてレーザ照
射が止まり、急冷するとアモルファス状態になる。この
ようにして記録媒体上にアモルファス状態のマークが得
られる。

【００３０】再び５ｍＷ程度のブルー光を記録媒体に照
射すると、アモルファス状態から結晶状態に変化し、記
録マークが消去された。相変化型光ディスク上に情報を
記録する場合、出力として１０ｍＷ以上必要であるが、
この値は記録層の材料、光ディスクの回転数などにより
変化する。本実施例では、ブルー光源の出力は７ｍＷ程
度であるため、通常であれば記録することが不可能であ
る。そこで、基本波を光ディスク７上に照射することを
試みる。光ディスク７上でのブルー光は、半値全幅で約
0.4μmのスポットに集光される。

【００３１】一方、基本波である半導体レーザ光は、レ
ンズの収差があることと、波長が長いため、1μm程度ま
でしか集光できない。光ディスク７上での基本波の照射
パワーは５０ｍＷであるが、集光されたスポットでのパ
ワー密度に換算すると４ｍＷ程度の効果しかない。本実
施例では、記録時にはフィルタ３が取り除かれるため、
基本波である半導体レーザ光も同時に光ディスク７上に
照射されている。本実施例で用いられている記録層材料
の相変化材料は、上記のようにある一定の強度以上の光
が照射されると記録マークが形成される。すなわち、温
度が溶融温度に達した領域のみがアモルファス化して記
録マークとなる。ブルー光のみが照射された時のディス
クの温度分布は図４(a)であり、この状態では溶融温度
に達っしないため記録マークは形成されない。しかしな
がら、基本波が照射されると、図４(b)のようになり溶
融温度に達するため記録マークが形成される。ここでブ
ルー光の出力を変調すると、図３(c)のように情報が光
ディスク７上に記録される。ブルー光の変調方法は、半
導体レーザを直接変調しても、半導体レーザ光の波長変
動や波長変換デバイスの位相整合波長の変動を利用して
も、有効である。

【００３２】次に再生方法について説明する。再生時に
は、半導体レーザの出力を1mW程度に低下し、基本波は
カットするためのフィルタ３を挿入する。ブルー光のみ
が光ディスク７上に導かれ、光ディスク７から反射光
は、フォトダイオード１０に導かれ、光ディスク７に記
録された情報を再生する。

【００３３】消去時には、フィルタ３を挿入し、ＳＨＧ
ブルー光源の出力を５ｍＷ程度に調整し、記録マーク上
を照射すると、アモルファス状態のスポットは結晶化
し、情報は消去される。

【００３４】ここで、基本波を照射しながら、ブルー光
を３ｍＷと７ｍＷの間で出力を変調することで、記録さ
れた情報を消去しながら、情報を記録再生することも可
能であり、記録と消去を同時に行うダイレクト・オーバ
ーライト記録も可能となる。

【００３５】このように、本実施例のようなＳＨＧブル
ー光源を用いた記録再生装置では、基本波である半導体
レーザの５０％程度と波長変換されたブルー光が同一光
軸に出射される。特に、光導波路型波長変換デバイスの
場合、複屈折性を利用した位相整合方式のバルク型波長
変換デバイスのようにウォークオフもないため、完全に
同一光軸の光として得られる。このように２つの光が同
軸で出射されるＳＨＧブルー光源を用いた光ピックアッ
プ場合に、基本波と高調波を同一箇所に同時に光ディス
ク上に集光するできるため、低出力のブルー光でも高密
度の記録再生装置が実現できる。

【００３６】本実施例では、光源としてLiTaO₃結晶を基
板とした光導波路型波長変換デバイスによるＳＨＧブル
ー光源を用いたが、LiNbO₃結晶やKTiOPO₄結晶を基板と
した光導波路型波長変換デバイスにより得られるＳＨＧ
ブルー光源を用いても同様の効果が得られる。

【００３７】また、本実施例のように光導波路型波長変
換デバイスを代わりに、擬似位相整合方式のバルク型波
長変換デバイスを用いても、半導体レーザ光と高調波光
が同一光軸として得られ、同様の効果が得られる。擬似
位相整合方式のバルク型波長変換デバイスは、電圧印加
法、電子ビーム（ＥＢ）法、集束イオンビーム（ＦＩ
Ｂ）法など各種の方法で作製される。擬似位相整合方式
のバルク型波長変換デバイスは、基本波である半導体レ
ーザ光を結晶のｘ方向、もしくはｙ方向に入射させるた
め、ウォークオフが発生せず、半導体レーザ光と高調波
光が同一光軸として得られるため、光導波路型波長変換
デバイスと同様の効果が得られ、このような光源を用い
ても本実施例のように、基本波で照射しながら、高調波
光で記録することが可能である。

【００３８】また、複屈折性を利用した位相整合方式の
波長変換デバイスの中でも、比較的ウォークオフ角が小
さい結晶では、光軸が少し程度ずれても、高調波の集光
スポット上に基本波を照射することが可能であるため、
このような光源を用いても本実施例のように、基本波で
照射しながら、高調波光で記録することが可能である。

【００３９】さらに、本実施例では、波長変換によるＳ
ＨＧブルー光源を用いた記録再生装置について説明した
が、光源から出射される第２の光は、第１の光の高調波
である必要はなく、２つの半導体レーザを同一光軸に結
合した光源を用いても同様の効果が得られる。例えば、
波長680nm帯の高出力（40mW)赤色半導体レーザと波長48
0nm帯の低出力（5mW)ZnSe系青色半導体レーザを誘電体
多層膜からなる波長選択ミラーにより同一光軸に結合し
た光源を用いた記録再生装置において、赤色半導体レー
ザを光ディスクに照射しながら、青色半導体レーザを変
調して情報を相変化型光ディスクに記録することができ
る。このように、数ｍＷ程度の青色半導体レーザを用い
ても、高密度の記録再生装置が実現できる。

【００４０】本実施例において、光ディスクとして相変
化型の記録材料を用いた記録再生装置について説明した
が、光ビームの強度変化を用いて記録マークを形成する
タイプの記録材料であれば、どのようなものにも適用で
きる。例えば、光磁気ディスクにおいても、ブルー光強
度だけでは記録マークを形成するのに必要な強度に達し
ていなくても、基本波である半導体レーザ光の分だけで
光エネルギーを増加させることができるので、光磁気記
録層をキュリー温度近くまで熱することができるので、
比較的低出力のブルー光でも情報を記録することができ
る。

【００４１】（実施例２）本実施例では、基本波である
半導体レーザ光を光ディスクに照射し、光ディスク上に
記録された情報を消去し、同時に高調波光で情報の記録
を行うことができる記録再生装置について説明する。

【００４２】本発明の記録再生装置を概略構成図４を用
いて説明する。概略構成図４は、概略構成図１とほぼ同
じ構成である。実施例１と異なるのは、コリメートレン
ズ２及び対物レンズ６が、高調波光であるブルー光だけ
でなく、半導体レーザ光に対しても収差なく集光できる
ように設計されていることである。また実施例２では基
本波光を情報の消去に用いるため出力を一定に保つ必要
があり、記録時におけるブルー光の変調は、半導体レー
ザ光の波長変動や波長変換デバイスの位相整合波長の変
動を利用して行っている。たとえば、ＤＢＲ（分布ブラ
ッグ反射器）半導体レーザを基本波として用い、ＤＢＲ
部に電流注入し、発振波長を変動させる。このとき、Ｄ
ＢＲ部の注入電流を変調することで、基本波の出力をほ
とんど変調せず、得られるブルー光のみを変調できる。
また、光導波路型波長変換素子の光導波路上に電極を設
け、電極への印加電圧を変調することで、基本波の出力
を変調せず、ブルー光のみを変調できる。

【００４３】記録方法について説明する。ＳＨＧブルー
光源１の光導波路から得られる基本波である半導体レー
ザ光及び高調波であるブルー光は、コリメートレンズ２
により平行光に変換される。基本波をカットするための
フィルタ３は取り除かれる。半導体レーザ光とブルー光
はＮＤフィルタ１５、偏光ビームスプリッタ４及びλ／
４板５を透過し、ブルー光のみが円偏光に変換される。
ＮＤフィルタ１５は、光ディスク上での半導体レーザ光
の出力を調整するために用いられる。対物レンズ６によ
り、半導体レーザ光及びブルー光は光ディスク７上に集
光される。対物レンズ６は、半導体レーザ光及び高調波
光に対して収差がないように設計されているので、光デ
ィスク７上のほぼ同じ位置に集光される。対物レンズの
開口数（ＮＡ）は0.6である光ディスク７上での半導体
レーザ光およびブルー光の出力は、それぞれ７ｍＷ、５
ｍＷである。実施例１と同様、半導体レーザ光は、低出
力の高調波光で記録できるように役立っている。本実施
例では、半導体レーザ光が収差なく光ディスク上に集光
され、その出力が５ｍＷ程度あるため、図５に示すよう
に基本波だけで消去レベルを越えていて、半導体レーザ
光が照射された部分は、結晶状態になり記録されたマー
クは消去される。この状態で高調波光を変調することで
光ディスク上に情報を記録できる。すなわち、本実施例
では基本波である半導体レーザ光で記録マークを消去
し、同時に高調波であるブルー光で記録できるため、ダ
イレクトオーバーライトの記録再生装置を容易に実現で
きる。再生は、実施例１と同様の方法で行われる。

【００４４】このように、本実施例のようなＳＨＧブル
ー光源を用いた記録再生装置では、基本波である半導体
レーザの５０％程度と波長変換されたブルー光が同一光
軸に出射される。特に、光導波路型波長変換デバイスの
場合、複屈折性を利用した位相整合方式のバルク型波長
変換デバイスのようにウォークオフもないため、完全に
同一光軸の光として得られるため、実施例１と同様、基
本波と高調波を同時に光ディスク上に集光することで、
通常よりも低出力のブルー光で光ディスク上に情報を記
録することができる。また、実施例２では、ブルー光の
変調をＤＢＲ部や光導波路型波長変換素子により行って
いるため、半導体レーザ光の出力を一定に保持できる。
そのため、実施例１よりも安定に光ディスク上の情報を
消去でき、より安定なダイレクト・オーバーライトが実
現できる。

【００４５】本実施例では、基本波で記録し、高調波で
再生するため、基本波に対しても高調波に対しても収差
のないコリメートレンズおよび対物レンズが絶対不可欠
である。このようなレンズは組レンズにより実現できる
が、基本波である半導体レーザ光とブルー光を同時に収
差なく集光するために、色補正用のレンズを２つのレン
ズの間に挿入しても得られる。そして、色補正用レンズ
が液晶レンズであると印加電圧により高調波及び基本波
の収差を補正することができる。また、コリメートレン
ズとＳＨＧブルー光源または、対物レンズと光ディスク
の間に、色補正用ガラス板を挿入しても得られる。ただ
し、上記色補正用レンズおよび色補正用ガラス板は、必
要な光の波長により自由に出し入れができるようになっ
ている。

【００４６】本実施例では、光源としてLiTaO₃結晶を基
板とした光導波路型波長変換デバイスによるＳＨＧブル
ー光源を用いたが、LiNbO₃結晶やKTiOPO₄結晶を基板と
した光導波路型波長変換デバイスにより得られるＳＨＧ
ブルー光源を用いても同様の効果が得られる。

【００４７】また、本実施例のように光導波路型波長変
換デバイスを代わりに、実施例１同様に、擬似位相整合
方式のバルク型波長変換デバイスを用いても、半導体レ
ーザ光と高調波光が同一光軸として得られ、本実施例の
ように、基本波で消去しながら、高調波光で記録するこ
とが可能である。

【００４８】また、複屈折性を利用した位相整合方式の
波長変換デバイスの中でも、比較的ウォークオフ角が小
さい結晶では、光軸が少し程度ずれても、高調波の集光
スポット上に基本波を照射することが可能であるため、
このような光源を用いても本実施例のように、基本波で
照消去しながら、高調波光で記録することが可能であ
る。

【００４９】本実施例において、光ディスクとして相変
化型の記録材料を用いた記録再生装置について説明した
が、光ビームの強度変化を用いて記録マークを形成する
タイプの記録材料であれば、どのようなものにも適用で
きる。例えば、光磁気ディスクにおいても、ブルー光強
度だけでは記録マークを形成するのに必要な強度に達し
ていなくても、基本波である半導体レーザ光の分だけで
光エネルギーを増加させることができるので、光磁気記
録層をキュリー温度近くまで熱することができるので、
比較的低出力のブルー光でも情報を記録することができ
る。

【００５０】（実施例３）本実施例では、基本波である
半導体レーザ光により光ディスク上に情報を記録し、高
調波であるブルー光により光ディスク上に記録された情
報の再生を行うことができる記録再生装置について説明
する。

【００５１】本発明の記録再生装置を概略構成図６を用
いて説明する。概略構成図６は、概略構成図１とほぼ同
じ構成である。本実施例の構成では、コリメートレンズ
１及び対物レンズ６が、高調波光であるブルー光だけで
なく、半導体レーザ光に対しても収差なく集光できるよ
うに設計されていて、また本実施例では基本波を用いて
情報の記録を行うため半導体レーザが直接変調できるよ
うに、駆動電源に変調器が取り付けられている。また、
ブルー光を再生時のみ利用するため、本実施例で用いら
れるＳＨＧブルー光源１の出力は１ｍＷ程度である。こ
の時の半導体レーザ出力も実施例１および４よりも低
く、40mＷ程度である。

【００５２】まず始めに記録方法について説明する。Ｓ
ＨＧブルー光源１の光導波路から得られる基本波である
半導体レーザ光及び高調波であるブルー光は、コリメー
トレンズ２により平行光に変換される。記録時には、基
本波をカットするためのフィルタ３は取り除かれる。半
導体レーザ光とブルー光は、偏光ビームスプリッタ４及
びλ／４板５を透過し、ブルー光のみが円偏光に変換さ
れる。対物レンズ６により、半導体レーザ光及びブルー
光は光ディスク７上に集光される。対物レンズ６は、半
導体レーザ光及び高調波光に対して収差がないように設
計されているので、光ディスク７上のほぼ同じ位置に集
光される。対物レンズの開口数（ＮＡ）は0.6である。
光ディスク７上での半導体レーザ光およびブルー光の出
力は、それぞれ１５ｍＷ、１ｍＷである。本実施例で
は、基本波である半導体レーザ光が光ディスク７上に集
光し、半導体レーザを直接変調して情報を記録する。基
本波をカットするためのフィルタ１１が挿入され、フォ
ーカスおよびトラッキングサーボ動作は、実施例１、２
と同様にブルー光を用いて、フォーカスサーボは非点収
差法で、トラッキンサーボはプッシュプル法で行われ
る。

【００５３】ここで光ディスク７上に波長860nm帯の半
導体レーザを用いて、0.3μｍ以下の記録マークを形成
する方法について、図７を用いて詳しく説明する。実施
例１及び２のように、ブルー光により光ディスク上に情
報を記録するときには、集光スポット径が0.4μｍ以下
のため、0.3μｍ程度の記録マークを形成することは容
易である。本実施例で用いられている記録層材料の相変
化材料は、ある一定の強度以上の光が照射されるとマー
クが形成される。すなわち、温度が溶融温度に達した領
域のみがアモルファス化して記録マークとなる。照射さ
れるブルー光のビーム強度分布は図７(a)のようにガウ
ス分布をしており、中央部が強く周辺部にいくにつれて
弱くなる。記録層の温度分布は図７(b)のようになり、
溶融温度を越えた部分にマークが形成される。従って、
光強度を調整し、図７(c)のように光ビームの中心部分
だけが溶融温度を越えるようにすると、基本波である波
長860nmの光を用いても十分小さな記録マークが形成さ
れ、高密度の情報記録が実現できる。

【００５４】次に再生方法について説明する。光ディス
ク７上に半導体レーザ光により記録された情報は、ブル
ー光を用いて再生される。再生時にはフィルタ３を挿入
し、ブルー光のみを光ディスク７に導くことで、フォト
ダイオード１０に導かれる光ディスク７での反射ブルー
光すなわちＲＦ信号により光ディスク７に記録された情
報を再生する。

【００５５】このように、本実施例のようなＳＨＧブル
ー光源を用いた記録再生装置では、基本波である半導体
レーザの５０％程度と波長変換されたブルー光が同一光
軸に出射される。特に、光導波路型波長変換デバイスの
場合、複屈折性を利用した位相整合方式のバルク型波長
変換デバイスのようにウォークオフもないため、完全に
同一光軸の光として得られるため、レンズ系の色収差を
補正することで基本波と高調波を同時に光ディスク上に
集光することができる。そのため、基本波で光ディスク
上に情報を記録し、高調波で情報を再生することが可能
となった。そのため、１ｍＷ程度のＳＨＧブルー光源に
より記録再生装置を実現できた。

【００５６】本実施例では、基本波で記録し、高調波で
再生するため、基本波に対しても高調波に対しても収差
のないコリメートレンズおよび対物レンズが絶対不可欠
である。このようなレンズは組レンズにより実現できる
が、基本波である半導体レーザ光とブルー光を同時に収
差なく集光するために、色補正用のレンズを２つのレン
ズの間に挿入しても得られる。そして、色補正用レンズ
が液晶レンズであると印加電圧により高調波及び基本波
の収差を補正することができる。また、コリメートレン
ズとＳＨＧブルー光源または、対物レンズと光ディスク
の間に、色補正用ガラス板を挿入しても得られる。ただ
し、上記色補正用レンズおよび色補正用ガラス板は、必
要な光の波長により自由に出し入れができるようになっ
ている。

【００５７】本実施例では、フォーサスおよびトラッキ
ングサーボ動作をブルー光を用いて行っている。概略構
成図８では、記録時は基本波を用いて、再生時は高調波
を用いてサーボ動作を行う。まず、記録方法について説
明する。基本波と高調波では焦点深度や光ディスク基板
の屈折率などが異なるため、概略構成図８のように記録
光および再生光をそれぞれ用いてサーボ動作すること
で、より安定な記録再生装置を実現できる。ＳＨＧブル
ー光源１の光導波路から得られる基本波である半導体レ
ーザ光及び高調波であるブルー光は、コリメートレンズ
２により平行光に変換される。記録時には、基本波をカ
ットするためのフィルタ３は取り除かれる。半導体レー
ザ光とブルー光は、偏光ビームスプリッタ４及びλ／４
板５を透過する。対物レンズ６により、半導体レーザ光
及びブルー光は光ディスク７上に集光される。光ディス
ク７で反射した半導体レーザ光及びブルー光は、λ／４
板５に導かれ、ブルー光は元の光と偏光が９０度回転さ
れ、半導体レーザ光は円偏向になる。偏光ビームスプリ
ッタ４でブルー光と半導体レーザ光の一部分は進行方向
が９０度曲げられる。ブルー光と半導体レーザ光は、ブ
ルー光をカットするためのフィルタ１６に導かれる。記
録時には、フィルタ１６が挿入され、半導体レーザ光の
みが、検出レンズ８とシリンドリカルレンズ９を透過
し、フォトダイオード１０に導かれる。フォトダイオー
ド１０は４分割になっていて、フォーカス信号、トラッ
キング信号を検出する。こうして、記録時には半導体レ
ーザ光を用いてサーボ動作を行い、記録マークを安定に
形成する。

【００５８】再生時は、フィルタ３を挿入し、ブルー光
のみを光ディスク７上に導く。フィルタ１１は取り除か
れているため、光ディスク７の反射したブルー光はフォ
トダイオード１０に導きかれる。ブルー光を用いてサー
ボ動作を行い、同時にＲＦ信号を検出し、光ディスク７
上の情報を再生する。

【００５９】また、概略構成図９のように、フィルタ１
６のかわりに、波長選択ミラー１７により半導体レーザ
光とブルー光を分離し、半導体レーザ光用の検出レンズ
１８、シリンドリカルレンズ１９、フォトダイオード２
０を構成し、それぞれの検出系によりサーボ動作を行う
ことで、さらに安定な記録再生を行うことができる。波
長選択ミラー１７は、半導体レーザ光のみをフォトダイ
オード２０に導き、ブルー光のみをフォトダイオード１
０に導く。

【００６０】本実施例では、光源としてLiTaO₃結晶を基
板とした光導波路型波長変換デバイスによるＳＨＧブル
ー光源を用いたが、LiNbO₃結晶やKTiOPO₄結晶を基板と
した光導波路型波長変換デバイスにより得られるＳＨＧ
ブルー光源を用いても同様の効果が得られた。

【００６１】また、本実施例のように光導波路型波長変
換デバイスを代わりに、擬似位相整合方式のバルク型波
長変換デバイスを用いても、半導体レーザ光と高調波光
が同一光軸として得られ、同様の効果が得られる。擬似
位相整合方式のバルク型波長変換デバイスは、基本波で
ある半導体レーザ光を結晶のｘ方向、もしくはｙ方向に
入射させるため、ウォークオフが発生せず、半導体レー
ザ光と高調波光が同一光軸として得られるため、光導波
路型波長変換デバイスと同様の効果が得られ、このよう
な光源を用いても本実施例のように、基本波で記録しな
がら、高調波光で再生することが可能である。

【００６２】また、複屈折性を利用した位相整合方式の
波長変換デバイスの中でも、比較的ウォークオフ角が小
さい結晶では、光軸が少し程度ずれても、高調波の集光
スポット上に基本波を照射することが可能であるため、
このような光源を用いても本実施例のように、基本波で
記録しながら、高調波光で再生することが可能である。

【００６３】本実施例において、光ディスクとして相変
化型の記録材料を用いた記録再生装置について説明した
が、光ビームの強度変化を用いて記録マークを形成する
タイプの記録材料であれば、どのようなものにも適用で
きる。例えば、光磁気ディスクにおいても、ブルー光強
度だけでは記録マークを形成するのに必要な強度に達し
ていなくても、基本波である半導体レーザ光の分だけで
光エネルギーを増加させることができるので、光磁気記
録層をキュリー温度近くまで熱することができるので、
比較的低出力のブルー光でも情報を記録することができ
る。

【００６４】（実施例４）実施例３では、基本波である
半導体レーザ光により光ディスク上に情報を記録し、高
調波であるブルー光により光ディスク上に記録された情
報の再生を行うことができる記録再生装置について説明
した。ＳＨＧブルー光源の場合、基本波である半導体レ
ーザの５０％程度が波長変換されるブルー光と同一光軸
に出射される。しかしながら、この半導体レーザ光を光
ディスク上に集光した場合、集光スポット径は、λ／Ｎ
Ａ（λ：波長、ＮＡ：開口数）に比例するため、ブルー
光に比べて大きくなってしまう。相変化型光ディスクの
場合、波長860nmの半導体レーザ光を用いても、小さな
記録マークを実現できることを実施例３で説明したが、
安定に小さな記録マークを形成するためには、小さなス
ポット径のビームで記録することが望まれる。本実施例
では、超解像を用いて、より小さな集光スポットを実現
し、光ディスク上に情報を記録する記録再生装置につい
て説明する。

【００６５】超解像を図１０(a),(b)を用いて説明す
る。超解像には振幅格子を用いたもの（図１０(a)）
と、位相格子を用いたもの（図１０(b)）がある。図１
０(a)は、ビーム径Ｄに対して、中央部分に直径Ｗの遮
光部分２１が形成された振幅格子である。Ｗ／Ｄ＝０．
２の時、得られる集光スポットは（参照図１０(c)）
振幅格子が無いときのスポット径に対して８０％（半値
全幅）と小さくなり、またこの時のサイドロブのピーク
強度は主ビームの強度の２０％程度である（Y.Yamamoto
et.al., JJAP. 28 (1989) P197-200）。光ディスクの
記録再生に用いるためには、集光スポットにおいてサイ
ドロブが小さい必要がある。サイドロブが大きいと再生
時において隣のトラックの信号も混ざるため（クロスト
ーク）、再生信号の劣化を招くからである。また、記録
時において、サイオドロブが５０％以上あると隣のトラ
ックの信号を消去する可能性がある。図１０(c)のよう
な集光スポットが得られる場合、再生時に使うことはク
ロストークを考えると困難であるが、記録時においては
サイドロブのピーク強度が主ビームの強度の２０％以下
であり、消去レベルよりも小さいため、記録マークを消
去してしまうこともない。集光スポットの半値全幅が８
０％程度であると言うことは、波長690nmの光と同程度
のスポット径が得られ、小さなマーク径を形成すること
が容易になる。

【００６６】概略構成図１１の記録再生装置は、構成図
１の記録再生装置とほぼ同じ構成をしているが、記録時
に対物レンズの前に位相格子を挿入し、超解像ビームで
記録マークを形成し、高密度記録を実現しようとしてい
る。本実施例では、対物レンズ６の前に図１０(a)の振
幅格子２３を設置し、またフィルタ３を取り除いて、実
施例３と同様の方法で波長860nmの半導体レーザを用い
て安定に記録マークを形成する。再生時には振幅格子を
取り除き、またフィルタ３を挿入し、記録された情報を
ブルー光で安定に再生する。

【００６７】一方、図１０(b)に示す位相格子でも同様
の集光スポットが得られた。石英基板２２の中央部分
に、半波長分の厚みをエッチングすることで、０ーπ位
相格子が簡単に得られる。位相格子は、振幅格子に比べ
ると光を遮光していないまて、効率よく光を光ディスク
上に導ける。また、位相格子の場合、ＳＨＧブルー光源
の基本波光と高調波光の波長比がちょうど２倍であるた
め、基本波光に対する位相格子を作製するとブルー光に
対してはちょうど１波長ずれていて、位相格子として作
用しなくなる。そのため、図１１において振幅格子２３
の代わりに位相格子を挿入した記録再生装置では、振幅
格子２３のように記録時に挿入し、再生時に取り除くよ
うなことをする必要がなく、超解像の半導体レーザ光で
記録し、通常のブルー光で再生する簡素な記録再生装置
を実現できる。また、位相格子はブルー光による再生時
において取り除く必要がないため、対物レンズの表面に
形成することも可能である。

【００６８】このように、徴解像を用いることで基本波
である波長860nmの半導体レーザ光を用いても、容易に
かつ安定に、記録マークを形成することが可能となり、
数ｍＷ程度の出力を有するＳＨＧブルー光源により、記
録再生装置が実現できる。

【００６９】（実施例５）実施例２から４において、基
本波である半導体レーザ光と高調波であるブルー光を同
じ位置に集光される。しかしながら、相変化型光ディス
クを光ディスクとして用いる場合、情報・消去は熱的現
象を用いるため、光ディスクの回転方向に対して基本波
光が高調波光よりも少し前方にあるほうが望ましい。光
ディスクの回転方向に対して基本波光が高調波光よりも
少し前方に集光するための方法について、下記に示す。

【００７０】(1)コリメートレンズ２と対物レンズ６の
間の平行光学系にウエッジのガラス板を挿入する方法で
ある。ウエッジのガラス板は、色分散の大きいものがよ
く、この色分散によって、基本波光と高調波光の光軸が
異なり、結果として集光位置がずれる。

【００７１】(2)レンズにウエッジの効果を持たせ、基
本波光と高調波光の集光位置がずれるようにする。

【００７２】(3)通常の光導波路型波長変換デバイスで
は、光導波路端面は基板に対して垂直に研磨されてい
る。この場合、基本波光と高調波光は同一光軸として得
られる。光導波路の出射端を斜めに研磨することで、波
長分散効果が得られ、基本波光と高調波光の出射方向が
異なり、結果として対物レンズで集光される位置がずれ
る。

【００７３】(4)光導波路の出射端に基本波のみに感ず
る方向性結合器用光導波路を波長変換用光導波路と平行
に形成する。基本波の導波モードの方が大きいため、基
本波のみが方向性結合器用光導波路に移る。基本波と高
調波は異なる導波路から出射されるため、コリメートさ
れた後、集光されたスポット位置が異なる。

【００７４】(5)複屈折性を利用した位相整合方法の波
長変換デバイスでは、ウォークオフが存在し、基本波光
と高調波光が出射される方向が異なる。この場合も、対
物レンズで集光される位置がずれる。

【００７５】（実施例６）実施例２から４において、用
いられた対物レンズの開口数は0.6であった。光ディス
クのフォーカスサーボ安定性は、ＮＡの２乗の逆数に比
例して厳しくなる。高調波光を利用してフォーカス・ト
ラッキングのサーボを制御して、波長が短いため、制御
の安定性がなくなる。そのため、基本波光に対しては高
ＮＡ、高調波光に対しては低ＮＡであるように、対物レ
ンズを波長選択的に開口制限することで、安定なサーボ
動作が実現できる。

【００７６】図１２(a)のように、対物レンズの周辺部
分（Ａ部分）には波長選択性を有する誘電体多層膜が形
成されている。基本波である半導体レーザ光に対しては
透過率が９９％以上で、高調波であるブルー光に対して
は透過率が１％以下に抑圧されていて、ブルー光は開口
制限されている。中心部分（Ｂ部分）には基本波光およ
び高調波光に対して透過率が９９％以上になるような膜
が形成されている。図１２(b)のように、基本波光はレ
ンズの開口全部を利用して集光されるが、高調波光はレ
ンズの中心部分だけを利用して集光される。そのため、
高調波光でフォーカスサーボを制御する場合、より安定
な制御を行うことができるため、実用的な記録再生装置
が実現できる。

【００７７】（実施例７）光ディスクに情報を記録する
ためには、光源出力の強度変調が必要となる。特に相変
化型光ディスクの場合、再生・消去・記録の出力レベル
が必要であり、多値変調が絶対不可欠である。ＳＨＧブ
ルー光源の場合、得られるブルー光出力は半導体レーザ
光出力の２乗に比例する。また動作温度や注入電流の変
化に対して半導体レーザの波長が変動し、波長変換素子
の位相整合波長よりずれる可能性がある。そのため本実
施例では、ＳＨＧブルー光源を用いて、より安定した出
力変調を実現するための方法について説明する。

【００７８】（１）半導体レーザは、ＧＨｚ程度の周波
数帯に緩和振動周波数を持っていて、それ以下の周波数
帯においては変調が可能である。光ディスク用半導体レ
ーザでは、光ディスクからの戻り光ノイズを避けるた
め、半導体レーザを数ＧＨｚの周波数で高周波重畳して
いる。一方、半導体レーザ（出力１００ｍＷ）にＣＷ
（連続波）電源より一定電流（以下これをＤＣバイアス
とよぶ）を、また高周波電源よりサイン状の高周波（数
１００ＭＨｚ〜１ＧＨｚ）を印加すると、半導体レーザ
は注入電流の高速性に応答できず緩和振動を生じ瞬間パ
ルス的に発振する。この時の半導体レーザのピーク出力
は１Ｗ程度となる。そのためこの半導体レーザを基本波
として実施例１の光導波路型波長変換素子を用いて波長
変換すると、高調波への変換効率は２０％を上回ること
となる。半導体レーザの平均パワーは１００ｍＷと信頼
性の点で問題はない。変換される高調波のパワーはＣＷ
に比べて５〜１０倍程度アップした。

【００７９】ここで、高周波駆動について説明する。半
導体レーザのピークパワーの増加が目的の高周波駆動で
は少なくともピーク電流I_pとバイアス電流I_bの差（Ｉ_p
−Ｉ_b）は、I_bと閾値電流I_thの差（Ｉ_b−Ｉ_th）の３倍
である。（通常では５〜１０倍はある。）このバイアス
電流を図１３のように変化させることで、得られる半導
体レーザのピーク出力を変化させることができる。そし
て、バイアス電流に高周波を印加すると、半導体レーザ
は緩和発振を生じ瞬間パルス的に発振し、高効率の波長
変換が実現できる。バイアス電流を変調することで、得
られるブルー光の出力も変調できる。半導体レーザに高
周波重畳する場合、ブルー光への変換効率がアップする
だけでなく、半導体レーザ自身のモードホップも低減で
きるため、安定にブルー光出力を変調することができ
る。

【００８０】例えば、相変化型光ディスクを用いた記録
再生装置では、再生・消去・記録の３値の変調が必要で
ある。バイアス電流を３値（ＣＷ・消去・記録）に変調
することで、ブルー光出力も３値の変調が可能となり、
記録再生装置が実現できる。高周波重畳する場合、得ら
れるブルー光のノイズは重畳しない時より増大する。そ
のため再生時はＣＷ駆動し、記録・消去時のみに高周波
重畳する方が望ましい。

【００８１】バイアス電流を変調する代わりに、高周波
重畳するための高周波電源の出力を変調しても、同様に
してブルー光出力の変調を実現できる。

【００８２】（２）バイアス電流を変調する代わりに、
高周波重畳の周波数を変調してもブルー出力を変調する
ことができる。ＤＢＲ半導体レーザや通常の半導体レー
ザのみを高周波重畳する場合、図１４に示すように、Ｇ
Ｈｚ近傍の周波数領域では重畳周波数に対しブルー光出
力がほぼ比例して増加し、緩和振動周波数を越えると減
少する。周波数が増すと半導体レーザのパルス波形の半
値幅が狭まるとともに、パルスの間隔が短くなるため、
平均パワーが大きくなるためである。図１４から分かる
ように、ＲＦ重畳の周波数を６００ＭＨｚと１．２ＧＨ
ｚの間で周波数変調することで、ＳＨＧブルー光源の出
力を、１０ｍＷと２０ｍＷの２値で出力変調することが
できた。

【００８３】外部に波長選択する機能（グレーティン
グ、バンドパスフィルタ、光導波路上のＤＢＲ）を有す
る半導体レーザでは、数１０ＭＨｚの周期でブルー光出
力を変動することができる。これは、外部から帰還する
光とパルスの緩和時間の関係によるものであり、外部の
反射体までの距離に大きく依存する。このような場合、
高周波重畳の周波数を少し変化させるだけでブルー光出
力を変化させることができ、周波数変調することでブル
ー光出力の変調を実現できる。

【００８４】（３）高周波重畳せずに半導体レーザを直
接変調して、安定に多値変調する方法について説明す
る。高周波電源により、半導体レーザ出力を図１５(a)
のように数ＧＨｚで変調する。図１５(b)のように、半
導体レーザの出力を一定にして変調周波数のみを変化さ
せると、得られるブルー光の平均出力は変調周波数によ
り変化する。変調周波数が小さくなるとブルー光出力も
小さくなる。こうして、変調周波数を多値変調すること
で、多値のブルー光出力を得ることができ、安定な記録
再生装置が実現できる。

【００８５】図１８に各実施例で用いられた構成図の内
容を簡単にまとめる。概略構成図１の記録再生装置で
は、基本波と高調波を用いて記録を行い、高調波を用い
て再生を行う。また、図４の記録再生装置では、基本波
を用いて記録マークの消去を行う。図６、８、９および
１１の記録再生装置では、基本波を用いて記録を行い、
高調波を用いて再生を行う。

【００８６】また、図１、４、６の記録再生装置では基
本波を用いてサーボ動作を行い、図８および９の記録再
生装置では記録時には基本波を用いて、再生時には高調
波を用いてサーボ動作を行う。

【００８７】ＳＨＧブルー光源を用いて記録再生装置を
実現しようとすると、現状のところブルー光出力が１０
ｍＷ程度のため情報を光ディスクに記録することが困難
である。ブルー光出力を向上するためには、基本波であ
る半導体レーザの出力を増大させることが考えられる
が、半導体レーザを出力を増大すると注入電流も増大
し、周辺機器に与える影響は大きくなる。ＳＨＧブルー
光源（特に光導波路型デバイス）では、ブルー光と波長
変換されなかった半導体レーザ光が同一光軸上に出射さ
れる。光ディスクへの（特に、相変化型光ディスク）情
報の記録は、熱的効果による結晶からアモルファスへの
相変化を利用している。そのため、本発明の記録再生装
置のように、基本波光を光ディスクに照射しながら、ブ
ルー光で記録すると、低出力のブルー光でも記録するこ
とが可能であり、１０ｍＷ程度のＳＨＧブルー光源を用
いて記録再生装置を実現でき、その実用的効果は大き
い。

【００８８】また光ディスクを再生するためには、光が
集光光学系により十分小さいスポットまで集光できる必
要があるが、光ディスクへの（特に、相変化型光ディス
ク）情報の記録は、熱的効果による結晶からアモルファ
スへの相変化を利用しているため、光がスポットサイズ
程度まで集光されている必要がない。ＳＨＧブルー光源
の場合、１０ｍＷ以上の基本波がブルー光と同軸に出射
され、光ディスク上に導かれる。そのため本発明のよう
に、基本波を用いて光ディスクに記録し、ブルー光を用
いて再生すれば、ｍＷ級のブルー出力を有するＳＨＧブ
ルー光源を用いて記録再生装置を実現でき、その実用的
効果は大きい。特に、基本波を用いて記録する際、位相
格子や振幅格子を用いた超解像スポットを得ることで、
より安定に高密度の記録を実現でき、その効果は大き
い。

【００８９】ＳＨＧブルー光源を用いた記録再生装置を
実現するためには、ブルー光出力変調をより安定にする
ことが望まれる。本発明のように、基本波である半導体
レーザを高周波重畳し、その重畳周波数を変調してブル
ー光出力を変調したり、バイアス電流または高周波重畳
出力を変調してブルー光を変調することで、所望の変調
レベルを安定に得ることができ、その実用的効果は大き
い。また、半導体レーザを高周波変調し、その変調周波
数によりブルー光出力を変調すると、半導体レーザ自身
のピーク出力を変化せずにブルー光出力を変化させるこ
とができ、波長変動も少ないため安定にブルー光出力を
変調できるため、その効果は大きい。

【００９０】

【発明の効果】以上のように、本発明は少なくとも互い
に波長が異なる第１及び第２の光を同一光軸に出射する
光源を用いて、第２の光で光学式情報記録媒体の記録可
能層への情報の記録・再生を行い、記録可能層に情報を
記録する際には第１の光を同時に記録可能層に照射する
ことで、低出力の第２の光で高密度の記録再生装置を実
現する。

【００９１】また、本発明は少なくとも互いに波長が異
なる第１及び第２の光を同一光軸に出射する光源を用い
て、第２の光で光学式情報記録媒体の記録可能層に情報
を記録・再生を行い、同時に第１の光で記録可能層の情
報を消去することで、ダイレクトオーバーライトが可能
な高密度の記録再生装置を実現する。

【００９２】また、本発明は少なくとも互いに波長が異
なる第１及び第２の光を同一光軸に出射する光源を用い
て、第１の光で光学式情報記録媒体の記録可能層への情
報の記録を行い、第２の光で光学式情報記録媒体の記録
可能層に記録された情報の再生を行うことで、低出力の
第２の光で高密度の記録再生装置を実現する。

【００９３】また、本発明は少なくとも互いに波長が異
なる第１及び第２の光を同一光軸に出射する光源を用い
て、超解像に集光された第１の光で光学式情報記録媒体
の記録可能層への情報の記録を行い、第２の光で光学式
情報記録媒体の記録可能層に記録された情報の再生を行
うことで、低出力の第２の光で高密度の記録再生装置を
実現する。

【００９４】特に、本発明は半導体レーザ光を波長変換
して得られる短波長光源を用いる場合に、低出力の短波
長光により高密度の記録再生装置を実現する。

【００９５】さらに本発明は、近赤外半導体レーザーと
波長変換デバイスにより得られる短波長光源で記録可能
層を有する光学式情報記録媒体に情報を記録再生する
際、基本波を高周波重畳し、そのバイアス電流を変調し
たり、重畳周波数を周波数変調変化したりすることで、
高調波出力を多値変調し、安定な記録再生装置を実現す
る。

【００９６】また、本発明は近赤外半導体レーザーと波
長変換デバイスにより得られる短波長光源で記録可能層
を有する光学式情報記録媒体に情報を記録する際、基本
波を高速に変調し、その周期を変化させることで高調波
の平均出力を多値変調し、安定な記録再生装置を実現す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の記録再生装置の概略図を示す構成図

【図２】相変化型光ディスクの構造を表す構成図

【図３】相変化型光ディスクの結晶ーアモルファスの状
態を表す図

【図４】本発明の記録再生装置の光ディスクにおける記
録マーク形成方法を説明する図

【図５】本発明の記録再生装置の概略図を示す構成図

【図６】本発明の記録再生装置の概略図を示す構成図

【図７】本発明の記録再生装置の光ディスクにおける記
録マーク形成方法を説明する図

【図８】本発明の記録再生装置の概略図を示す構成図

【図９】本発明のの記録再生装置の概略図を示す構成図

【図１０】本発明の記録再生装置の(a)振幅格子(b)位相
格子(c)集光スポットを表す図

【図１１】本発明の記録再生装置の概略図を示す構成図

【図１２】本発明の記録再生装置における集光光学系を
表した図

【図１３】本発明の変調方式のバイアス電流を表す図

【図１４】ＲＦ周波数とブルー出力の関係を表す図

【図１５】本発明の変調方式を表す図

【図１６】ＳＨＧブルー光源の概略を表す図

【図１７】従来の記録再生装置を表す図

【図１８】本発明の記録再生装置において、各構成の内
容をまとめた図

【符号の説明】

１ＳＨＧブルー光源２コリメートレンズ３フィルタ４偏光ビームスプリッタ５ λ／４板６対物レンズ７光ディスク８検出レンズ９シリンドリカルレンズ１０フォトダイオード１１フィルタ１２パリカーボネート基板１３記録層１４反射膜１５ＮＤフィルタ１６フィルタ１７波長選択ミラー１８検出レンズ１９シリンドリカルレンズ２０フォトダイオード２１遮光部分２２石英基板２３振幅格子２４ LiTaO₃基板２５半導体レーザ２６コリメートレンズ２７ λ／２板２８フォーカシングレンズ２９光導波路３０分極反転領域３１狭帯域バンドパスフィルタ３２半導体レーザ３３フォーカシングレンズ３４偏光ビームスプリッタ３５ λ/4板３６対物レンズ３７光ディスク３８検出レンズ３９シリンドリカルレンズ４０４分割検出器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西内健一大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者宮川直康大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者鳴海建治大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】少なくとも、互いに波長が異なる第１及び
第２の光を同一光軸に出射する光源と、光に感光する記
録可能層を有する光学式情報記録媒体と、第１及び第２
の光を前記光学式情報記録媒体上に集光するための集光
光学系とを有する記録再生装置であって、再生時は前記第２の光を用い、前記記録可能層への情報
記録時には、前記第２の光と同時に前記第１の光を前記
記録可能層に照射することを特徴とする記録再生装置。
【請求項２】少なくとも、互いに波長が異なる第１及び
第２の光を同一光軸に出射する光源と、光に感光する記
録可能層を有する光学式情報記録媒体と、第１及び第２
の光を前記光学式情報記録媒体上に集光するための集光
光学系とを有する記録再生装置であって、前記第２の光は前記光学式情報記録媒体の前記記録可能
層に情報を記録・再生するために用い、前記第１の光は
前記記録可能層に記録された情報を消去するために用い
ることを特徴とする記録再生装置。
【請求項３】前記集光光学系は、前記第１の光と前記第
２の光の集光位置が異なることを特徴とする請求項１ま
たは２記載の記録再生装置。
【請求項４】前記集光光学系は、前記第１の光と前記第
２の光の集光位置が前記光学式情報記録媒体の厚み方向
に対して同じで、前記光学式情報記録媒体の平面内で異
なることを特徴とする請求項１または２記載の記録再生
装置。
【請求項５】前記光源は、前記第１の光を基本波とし、
前記第１の光の一部分が波長変換手段により半分の波長
の光に変換され、前記第２の光として、前記第１の光と
同一光軸に出射されることを特徴とする請求項１または
２記載の記録再生装置。
【請求項６】前記波長変換手段が、非線形光学結晶基板
上に周期的分極反転領域と光導波路を有する擬似位相整
合方式の波長変換素子であることを特徴とする請求項５
記載の記録再生装置。
【請求項７】前記非線形光学結晶が、LiTa_xNb_1-x0₃（０
≦ｘ≦１）結晶であることを特徴とする請求項６記載の
記録再生装置。
【請求項８】前記光源と前記光学式情報記録媒体の間
に、第２の光に対してのみ開口制限を行う開口制限手段
が存在することを特徴とする請求項１または２記載の記
録再生装置。
【請求項９】前記光学式情報記録媒体が、相変化型光デ
ィスクからなることを特徴とする請求項１または２記載
の記録再生装置。
【請求項１０】前記光学式情報記録媒体が、磁気光ディ
スクからなることを特徴とする請求項１または２記載の
記録再生装置。
【請求項１１】少なくとも、互いに波長が異なる第１及
び第２の光を同一光軸に出射する光源と、光に感光する
記録可能層を有する光学式情報記録媒体と、第１及び第
２の光を前記光学式情報記録媒体上に集光するための集
光光学系とを有する記録再生装置であって、前記第１の光は前記光学式情報記録媒体の前記記録可能
層に情報を記録するために用い、前記第２の光は前記光
学式情報記録媒体の前記記録可能層に情報を再生するた
めに用いることを特徴とする記録再生装置。
【請求項１２】少なくとも、互いに波長が異なる第１及
び第２の光を同一光軸に出射する光源と、光に感光する
記録可能層を有する光学式情報記録媒体と、第１及び第
２の光を前記光学式情報記録媒体上に集光するための集
光光学系とを有する記録再生装置であって、前記第１の光のみが前記集光光学系により集光された
時、超解像スポットが得られることを特徴とする記録再
生装置。
【請求項１３】前記超解像スポットが、位相格子により
得られることを特徴とする請求項１２記載の記録再生装
置。
【請求項１４】前記位相格子が、集光光学系に集積化さ
れていることを特徴とする請求項１３記載の記録再生装
置。
【請求項１５】前記超解像スポットが、振幅格子により
得られることを特徴とする請求項１２記載の記録再生装
置。
【請求項１６】前記振幅格子が、集光光学系に集積化さ
れていることを特徴とする請求項１５記載の記録再生装
置。
【請求項１７】前記光源と前記光学式情報記録媒体の間
に、第２の光に対してのみ開口制限を行う開口制限手段
が存在することを特徴とする請求項１１または１２記載
の記録再生装置。
【請求項１８】前記光源と前記光学式情報記録媒体の間
に、前記第１の光と前記第２の光を選択する波長選択手
段が存在し、また前記集光光学系と前記光学式情報記録
媒体の間にガラス板が存在し、前記ガラス板が光軸に対
して自由に出し入れできることを特徴とする請求項１１
または１２記載の記録再生装置。
【請求項１９】前記光源と前記光学式情報記録媒体の間
に、前記第１の光と前記第２の光を選択する波長選択手
段と、レンズが存在し、前記レンズが光軸に対して自由
に出し入れできることを特徴とする請求項１１または１
２記載の記録再生装置。
【請求項２０】前記光源と前記光学式情報記録媒体の間
に、前記第１の光と前記第２の光を選択する波長選択手
段と、液晶レンズが存在することを特徴とする請求項１
１または１２記載の記録再生装置。
【請求項２１】前記集光光学系が、前記第１の光と前記
第２の光を、同じ位置に集光できることを特徴とする請
求項１１または１２記載の記録再生装置。
【請求項２２】前記光源は、前記第１の光を基本波と
し、前記第１の光の一部分が波長変換手段により半分の
波長の光に変換され、前記第２の光として、前記第１の
光と同一光軸に出射されることを特徴とする請求項１１
または１２記載の記録再生装置。
【請求項２３】前記波長変換手段が、非線形光学結晶基
板上に周期的分極反転領域と光導波路を有する擬似位相
整合方式の波長変換素子であることを特徴とする請求項
２２記載の記録再生装置。
【請求項２４】前記非線形光学結晶が、LiTa_xNb_1-x0
₃（０≦ｘ≦１）結晶であることを特徴とする請求項２
３記載の記録再生装置。
【請求項２５】前記光学式情報記録媒体が、相変化型光
ディスクからなることを特徴とする請求項１１または１
２記載の記録再生装置。
【請求項２６】前記光学式情報記録媒体が、磁気光ディ
スクからなることを特徴とする請求項１１または１２記
載の記録再生装置。
【請求項２７】少なくとも半導体レーザと波長変換素子
を有する短波長光源を有し、前記半導体レーザ光の一部
分が前記波長変換素子により半分の波長の高調波に変換
され、前記半導体レーザを高周波変調し、その変調周波
数を変化させることで前記高調波の光強度を変調するこ
とを特徴とする記録再生装置。
【請求項２８】少なくとも半導体レーザと波長変換素子
を有する短波長光源を有し、前記半導体レーザ光の一部
分が前記波長変換素子により半分の波長の高調波に変換
され、前記半導体レーザに連続波であるバイアス電流を
印加し、記録時のみ高周波電源により高周波重畳されて
いることを特徴とする記録再生装置。
【請求項２９】前記半導体レーザのバイアス電流に変調
信号が付加されていることを特徴とする請求項２８記載
の記録再生装置。
【請求項３０】前記半導体レーザの高周波重畳するため
の高周波電源の出力が変調されていることを特徴とする
請求項２８記載の記録再生装置。
【請求項３１】前記半導体レーザの高周波重畳するとき
の高周波重畳の周波数を変化させることで高調波出力が
変調されていることを特徴とする請求項２８記載の記録
再生装置。