JPH097209A - 光ヘッド - Google Patents
光ヘッドInfo
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- JPH097209A JPH097209A JP7157402A JP15740295A JPH097209A JP H097209 A JPH097209 A JP H097209A JP 7157402 A JP7157402 A JP 7157402A JP 15740295 A JP15740295 A JP 15740295A JP H097209 A JPH097209 A JP H097209A
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- clad
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- G—PHYSICS
- G11—INFORMATION STORAGE
- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/123—Integrated head arrangements, e.g. with source and detectors mounted on the same substrate
- G11B7/124—Integrated head arrangements, e.g. with source and detectors mounted on the same substrate the integrated head arrangements including waveguides
Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は薄型化が容易でスラブ型導波路と光
電変換手段の相対精度が良く、光利用率が高くてノイズ
が小さく、フォーカス誤差信号とトラック誤差信号が混
信しない光ヘッドを提供することを目的とする。 【構成】 スラブ型導波路２は、フォトダイオード９の
電極が直接接合される配線２ｄを備えているため、スラ
ブ型導波路２とフォトダイオード９の高い相対精度を実
現し、さらに、レーザダイオード１と有限系レンズ７を
搭載することで、薄い光ヘッドを実現する。スラブ型導
波路２のコア２ｃには、入力ホログラムカプラ５と出力
ホログラムカプラ６が形成されている。コア２ａを導波
した光は、出力ホログラムカプラ４でデカップルされ
る。光ディスク８で反射された光は入力ホログラムカプ
ラ５でコア２ｃに結合され、出力ホログラムカプラ６で
デカップルされてフォトダイオード９に入射される。
電変換手段の相対精度が良く、光利用率が高くてノイズ
が小さく、フォーカス誤差信号とトラック誤差信号が混
信しない光ヘッドを提供することを目的とする。 【構成】 スラブ型導波路２は、フォトダイオード９の
電極が直接接合される配線２ｄを備えているため、スラ
ブ型導波路２とフォトダイオード９の高い相対精度を実
現し、さらに、レーザダイオード１と有限系レンズ７を
搭載することで、薄い光ヘッドを実現する。スラブ型導
波路２のコア２ｃには、入力ホログラムカプラ５と出力
ホログラムカプラ６が形成されている。コア２ａを導波
した光は、出力ホログラムカプラ４でデカップルされ
る。光ディスク８で反射された光は入力ホログラムカプ
ラ５でコア２ｃに結合され、出力ホログラムカプラ６で
デカップルされてフォトダイオード９に入射される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光ディスクや光カード等
の光記録媒体に情報信号を記録し、また光記録媒体から
既記録信号を再生する光ヘッドに関する。
の光記録媒体に情報信号を記録し、また光記録媒体から
既記録信号を再生する光ヘッドに関する。
【０００２】
【従来の技術】図６は、光ディスクや光カード等の光記
録媒体に情報信号を記録し、また光記録媒体から既記録
信号を再生する、従来の光ヘッドの一例の構成図を示
す。この従来の光ヘッドは特開平２−４６５３６号公報
に開示された光ピックアップ装置で、図６（ａ）は断面
図、同図（ｂ）は光導波路の平面図を示す。
録媒体に情報信号を記録し、また光記録媒体から既記録
信号を再生する、従来の光ヘッドの一例の構成図を示
す。この従来の光ヘッドは特開平２−４６５３６号公報
に開示された光ピックアップ装置で、図６（ａ）は断面
図、同図（ｂ）は光導波路の平面図を示す。
【０００３】図６（ａ）において、半導体レーザ１１１
から出射された光は、集束レンズ１１３で光ディスク１
１４に集光される。光ディスク１１４で反射された光
は、集束レンズ１１３を透過して入力グレーティングカ
プラ１１５に入射され、これにより光導波路１１６に結
合される。光導波路１１６を導波した光は、出力グレー
ティングカプラ１１７で光導波路１１６からデカップル
され、受光素子１１８で検出される。
から出射された光は、集束レンズ１１３で光ディスク１
１４に集光される。光ディスク１１４で反射された光
は、集束レンズ１１３を透過して入力グレーティングカ
プラ１１５に入射され、これにより光導波路１１６に結
合される。光導波路１１６を導波した光は、出力グレー
ティングカプラ１１７で光導波路１１６からデカップル
され、受光素子１１８で検出される。
【０００４】図６（ｂ）に示すように、入力グレーティ
ングカプラ１１５の領域１１５ａ、１１５ｂ、１１５
ｃ、１１５ｄで結合された光は、それぞれ導波光１１９
ａ、１１９ｂ、１１９ｃ、１１９ｄとなり、それぞれ出
力グレーティングカプラ１１７の領域１１７ａ、１１７
ｂ、１１７ｃ、１１７ｄでデカップルされる。
ングカプラ１１５の領域１１５ａ、１１５ｂ、１１５
ｃ、１１５ｄで結合された光は、それぞれ導波光１１９
ａ、１１９ｂ、１１９ｃ、１１９ｄとなり、それぞれ出
力グレーティングカプラ１１７の領域１１７ａ、１１７
ｂ、１１７ｃ、１１７ｄでデカップルされる。
【０００５】図６（ａ）に示す受光素子１１８は、受光
部１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃ、１１８ｄで構成され
ており、それぞれ領域１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃ、
１１７ｄでデカップルされた光を検出する。半導体レー
ザ１１１と受光素子１１８は、マウント１２０とキャッ
プ１２１と透明基板１１２で構成されるパッケージに気
密封止される。
部１１８ａ、１１８ｂ、１１８ｃ、１１８ｄで構成され
ており、それぞれ領域１１７ａ、１１７ｂ、１１７ｃ、
１１７ｄでデカップルされた光を検出する。半導体レー
ザ１１１と受光素子１１８は、マウント１２０とキャッ
プ１２１と透明基板１１２で構成されるパッケージに気
密封止される。
【０００６】半導体レーザ１１１の発光点に点光源を置
き、この点光源から出射された光と光導波路１１６を導
波する光を干渉させると、光導波路１１６に干渉縞を生
成する。領域１１５ａと１１５ｄは、半導体レーザ１１
１の発光点の直後に置いた点光源からの出射光と光導波
路１１６の導波光による干渉縞を誘電体の凹凸で置き換
えたものであり、領域１１５ｂと１１５ｃは、半導体レ
ーザ１１１の発光点の直前に置いた点光源からの出射光
と光導波路１１６の導波光による干渉稿を誘電体の凹凸
で置き換えたものである。
き、この点光源から出射された光と光導波路１１６を導
波する光を干渉させると、光導波路１１６に干渉縞を生
成する。領域１１５ａと１１５ｄは、半導体レーザ１１
１の発光点の直後に置いた点光源からの出射光と光導波
路１１６の導波光による干渉縞を誘電体の凹凸で置き換
えたものであり、領域１１５ｂと１１５ｃは、半導体レ
ーザ１１１の発光点の直前に置いた点光源からの出射光
と光導波路１１６の導波光による干渉稿を誘電体の凹凸
で置き換えたものである。
【０００７】光ディスク１１４が集束レンズ１１３の集
光点よりも集束レンズ１１３から遠ざかると、光ディス
ク１１４で反射された光の集光点は、半導体レーザ１１
１の発光点の前にずれるため、領域１１５ｂと１１５ｃ
の結合効率が高まり、逆に、光ディスク１１４が集束レ
ンズ１１３の集光点よりも集束レンズ１１３に近づく
と、光ディスク１１４で反射された光の集光点は、半導
体レーザ１１１の発光点の後にずれるため、領域１１５
ａと１１５ｄの結合効率が高まる。
光点よりも集束レンズ１１３から遠ざかると、光ディス
ク１１４で反射された光の集光点は、半導体レーザ１１
１の発光点の前にずれるため、領域１１５ｂと１１５ｃ
の結合効率が高まり、逆に、光ディスク１１４が集束レ
ンズ１１３の集光点よりも集束レンズ１１３に近づく
と、光ディスク１１４で反射された光の集光点は、半導
体レーザ１１１の発光点の後にずれるため、領域１１５
ａと１１５ｄの結合効率が高まる。
【０００８】ゆえに、受光部１１８ａ、１１８ｂ、１１
８ｃ、１１８ｄで検出される信号を、それぞれ信号Ｓ１
１８ａ、Ｓ１１８ｂ、Ｓ１１８ｃ、Ｓ１１８ｄとする
と、フォーカス誤差信号は（Ｓ１１８ａ−Ｓ１１８ｂ−
Ｓ１１８ｃ＋Ｓ１１８ｄ）なる演算式から生成される。
また、トラック誤差信号は、（Ｓ１１８ａ−Ｓ１１８ｂ
＋Ｓ１１８ｃ−Ｓ１１８ｄ）なる演算式から生成され
る。
８ｃ、１１８ｄで検出される信号を、それぞれ信号Ｓ１
１８ａ、Ｓ１１８ｂ、Ｓ１１８ｃ、Ｓ１１８ｄとする
と、フォーカス誤差信号は（Ｓ１１８ａ−Ｓ１１８ｂ−
Ｓ１１８ｃ＋Ｓ１１８ｄ）なる演算式から生成される。
また、トラック誤差信号は、（Ｓ１１８ａ−Ｓ１１８ｂ
＋Ｓ１１８ｃ−Ｓ１１８ｄ）なる演算式から生成され
る。
【０００９】次に、図６の入力グレーティングカプラ１
１５における光の入出力について図７と共に説明する。
図７（ａ）〜（ｄ）において、半導体レーザ１１１から
出射されて空気側から光導波路１１６に入射する光の波
数ベクトルをαa、その入射角をθaで表し、光ディスク
１１４で反射されて図７（ａ）の屈折率ｎの透明基板１
１２側から光導波路１１６に入射する光の波数ベクトル
をαb、その入射角をθbで表すものとすると、スネルの
法則により ｜αa｜ｓｉｎθa＝｜αb｜ｓｉｎθb （１） が成り立つ。
１５における光の入出力について図７と共に説明する。
図７（ａ）〜（ｄ）において、半導体レーザ１１１から
出射されて空気側から光導波路１１６に入射する光の波
数ベクトルをαa、その入射角をθaで表し、光ディスク
１１４で反射されて図７（ａ）の屈折率ｎの透明基板１
１２側から光導波路１１６に入射する光の波数ベクトル
をαb、その入射角をθbで表すものとすると、スネルの
法則により ｜αa｜ｓｉｎθa＝｜αb｜ｓｉｎθb （１） が成り立つ。
【００１０】また、入力グレーティングカプラ１１５の
格子ベクトルをＫで表し、光導波路１１６を導波する光
の伝搬定数ベクトルをβで表すと、光ディスク１１４で
反射された光を光導波路１１６に結合させるため、図７
（ｂ）に示すように ｜Ｋ｜＝｜β｜＋｜αb｜ｓｉｎθb （２） が成り立つ。ここで、（１）式及び（２）式中、光の波
数ベクトルαa、αbと格子ベクトルＫは次式で表され
る。
格子ベクトルをＫで表し、光導波路１１６を導波する光
の伝搬定数ベクトルをβで表すと、光ディスク１１４で
反射された光を光導波路１１６に結合させるため、図７
（ｂ）に示すように ｜Ｋ｜＝｜β｜＋｜αb｜ｓｉｎθb （２） が成り立つ。ここで、（１）式及び（２）式中、光の波
数ベクトルαa、αbと格子ベクトルＫは次式で表され
る。
【００１１】
【数１】 ただし、λは真空における光の波長、πは円周率、Λは
入力グレーティングカプラ１１５の格子間隔である。
入力グレーティングカプラ１１５の格子間隔である。
【００１２】ゆえに、（１）式と（２）式より ｜Ｋ｜−｜αa｜ｓｉｎθa＝｜β｜ （３ａ） ｜Ｋ｜−｜β｜＝｜αb｜ｓｉｎθb （３ｂ） ｜Ｋ｜−｜β｜＝｜αa｜ｓｉｎθa （３ｃ） が成り立つ。これにより、入力グレーティングカプラ１
１５は、図７（ｃ）に示すように半導体レーザ１１１か
ら出射された光を光導波路１１６に結合し、図７（ｄ）
に示すように光導波路１１６を導波する光を空気側と透
明基板１１２側に結合する。
１５は、図７（ｃ）に示すように半導体レーザ１１１か
ら出射された光を光導波路１１６に結合し、図７（ｄ）
に示すように光導波路１１６を導波する光を空気側と透
明基板１１２側に結合する。
【００１３】図８は従来の光ヘッドの他の例の構成図を
示す。この従来の光ヘッドは、光メモリシンポジウム’
９２論文集１０９頁から１１０頁までに記載された光集
積ディスクピックアップである。
示す。この従来の光ヘッドは、光メモリシンポジウム’
９２論文集１０９頁から１１０頁までに記載された光集
積ディスクピックアップである。
【００１４】図８において、半導体レーザ１２２から出
射された光は、光ファイバ１２３で光集積回路１２４に
結合される。光集積回路１２４を導波した光は、グレー
ティングカプラ１２５で光集積回路１２４からデカップ
ルされ、光ディスク１１４に集光される。光ディスク１
１４で反射された光は、入射光路を逆進してグレーティ
ングカプラ１２５で光集積回路１２４に結合される。光
集積回路１２４を導波した光は、ツインビームスプリッ
タ１２６で２光束に分岐され、受光部１２７で検出され
る。フォーカス誤差信号とトラック誤差信号は、それぞ
れ、ダブルナイフエッジ法とプッシュプル法で検出され
る。
射された光は、光ファイバ１２３で光集積回路１２４に
結合される。光集積回路１２４を導波した光は、グレー
ティングカプラ１２５で光集積回路１２４からデカップ
ルされ、光ディスク１１４に集光される。光ディスク１
１４で反射された光は、入射光路を逆進してグレーティ
ングカプラ１２５で光集積回路１２４に結合される。光
集積回路１２４を導波した光は、ツインビームスプリッ
タ１２６で２光束に分岐され、受光部１２７で検出され
る。フォーカス誤差信号とトラック誤差信号は、それぞ
れ、ダブルナイフエッジ法とプッシュプル法で検出され
る。
【００１５】光集積回路１２４は、シリコン基板上に二
酸化シリコンのバッファ層を形成して受光部１２７を形
成し、＃７０５９ガラスによる導波層を堆積し、グレー
ティングカプラ１２５とツインビームスプリッタ１２６
をＳｉ−Ｎ膜でパターン化して形成し、更に二酸化シリ
コンのカバー層を堆積したものである。
酸化シリコンのバッファ層を形成して受光部１２７を形
成し、＃７０５９ガラスによる導波層を堆積し、グレー
ティングカプラ１２５とツインビームスプリッタ１２６
をＳｉ−Ｎ膜でパターン化して形成し、更に二酸化シリ
コンのカバー層を堆積したものである。
【００１６】図９は従来の光ヘッドの更に他の例の構成
図を示す。この従来の光ヘッドは、アプライド・フィジ
クス・レターズ（Applied Physics Letters,29,5,p.303
〜p.304）に記載されたグレーティングカプラをビーム
スプリッタに用いた光ヘッドである。半導体レーザ１２
８から出射された光は、光導波路１２９に直接結合され
る。光導波路１２９を導波した光は、集束レンズ１３０
で光ディスク１１４に集光される。光ディスク１１４で
反射された光は、集束レンズ１３０で光導波路１２９に
結合される。光導波路１２９を導波した光は、グレーテ
ィングカプラ１３１で光導波路１２９からデカップルさ
れ、受光素子１３２で検出される。
図を示す。この従来の光ヘッドは、アプライド・フィジ
クス・レターズ（Applied Physics Letters,29,5,p.303
〜p.304）に記載されたグレーティングカプラをビーム
スプリッタに用いた光ヘッドである。半導体レーザ１２
８から出射された光は、光導波路１２９に直接結合され
る。光導波路１２９を導波した光は、集束レンズ１３０
で光ディスク１１４に集光される。光ディスク１１４で
反射された光は、集束レンズ１３０で光導波路１２９に
結合される。光導波路１２９を導波した光は、グレーテ
ィングカプラ１３１で光導波路１２９からデカップルさ
れ、受光素子１３２で検出される。
【００１７】透明基板２７３と光導波路１２９は、それ
ぞれ、ポリメチルメタクリレートとニトロセルロースが
材料として用いられ、グレーティングカプラ１３１は、
アルゴンイオンビームによるエッチングで形成される。
ぞれ、ポリメチルメタクリレートとニトロセルロースが
材料として用いられ、グレーティングカプラ１３１は、
アルゴンイオンビームによるエッチングで形成される。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】しかるに、図６に示し
た従来の光ヘッドでは、透明基板１１２と対向するマウ
ント１２０に半導体レーザ１１１と受光素子１１８を実
装するため、薄型化が困難で、半導体レーザ１１１を基
準として光導波路１１６や受光素子１１８を固定するた
め、光導波路１１６と受光素子１１８の相対精度が悪い
という課題があった。
た従来の光ヘッドでは、透明基板１１２と対向するマウ
ント１２０に半導体レーザ１１１と受光素子１１８を実
装するため、薄型化が困難で、半導体レーザ１１１を基
準として光導波路１１６や受光素子１１８を固定するた
め、光導波路１１６と受光素子１１８の相対精度が悪い
という課題があった。
【００１９】また、図６に示した従来の光ヘッドでは、
図７（ａ）に示したように半導体レーザ１１１から光デ
ィスク１１４に向かう光の一部が光導波路１１６に結合
され、さらに、光導波路１１６を導波する光の一部が空
気側と透明基板１１２側に結合されるため、迷光を生
じ、光利用率が低くてノイズが大きいという課題があ
る。
図７（ａ）に示したように半導体レーザ１１１から光デ
ィスク１１４に向かう光の一部が光導波路１１６に結合
され、さらに、光導波路１１６を導波する光の一部が空
気側と透明基板１１２側に結合されるため、迷光を生
じ、光利用率が低くてノイズが大きいという課題があ
る。
【００２０】また、図８に示した従来の光ヘッドは、光
ディスク１１４の反射光を別々の方向に導波する光に分
割できず、含まれる２次元情報を情報毎に分別せずにそ
のまま１次元情報に圧縮してしまう。また、グレーティ
ングカプラ１２５が入出力を兼ねているため、光ディス
ク１１４で反射された光に含まれる情報が圧縮されて、
フォーカス誤差信号とトラック誤差信号が混信したり、
光利用率が低くてノイズが大きいという課題がある。さ
らに、出力光の空間強度分布をガウシアンにするために
結合効率を連続的に変えており、入力光を十分に結合さ
せられない。
ディスク１１４の反射光を別々の方向に導波する光に分
割できず、含まれる２次元情報を情報毎に分別せずにそ
のまま１次元情報に圧縮してしまう。また、グレーティ
ングカプラ１２５が入出力を兼ねているため、光ディス
ク１１４で反射された光に含まれる情報が圧縮されて、
フォーカス誤差信号とトラック誤差信号が混信したり、
光利用率が低くてノイズが大きいという課題がある。さ
らに、出力光の空間強度分布をガウシアンにするために
結合効率を連続的に変えており、入力光を十分に結合さ
せられない。
【００２１】更に、図９に示した従来の光ヘッドでは、
グレーティングカプラ１３１が矩形でなくブレーズ形で
あるため、光導波路１２９を＋ｚ方向に導波する光は、
ほとんど透明基板２７３側だけに結合させ、−ｚ方向に
導波する光は、ほとんど空気側だけに結合させる。ゆえ
に、光ディスク１１４で反射された光は、ほとんど受光
素子１３２に導かれるものの、半導体レーザ１２８から
出射された光は、ほとんど集束レンズ１３０に導かれな
いという問題がある。
グレーティングカプラ１３１が矩形でなくブレーズ形で
あるため、光導波路１２９を＋ｚ方向に導波する光は、
ほとんど透明基板２７３側だけに結合させ、−ｚ方向に
導波する光は、ほとんど空気側だけに結合させる。ゆえ
に、光ディスク１１４で反射された光は、ほとんど受光
素子１３２に導かれるものの、半導体レーザ１２８から
出射された光は、ほとんど集束レンズ１３０に導かれな
いという問題がある。
【００２２】本発明は以上の点に鑑みなされたもので、
薄型化が容易でスラブ型導波路と光電変換手段の相対精
度が良い光ヘッドを提供することを目的とする。
薄型化が容易でスラブ型導波路と光電変換手段の相対精
度が良い光ヘッドを提供することを目的とする。
【００２３】また、本発明の他の目的は、光利用率が高
くてノイズが小さい光ヘッドを提供することにある。
くてノイズが小さい光ヘッドを提供することにある。
【００２４】更に、本発明の他の目的は、フォーカス誤
差信号とトラック誤差信号が混信しない光ヘッドを提供
することにある。
差信号とトラック誤差信号が混信しない光ヘッドを提供
することにある。
【００２５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１記載の光ヘッドは、光発生手段と、第１
のコアと第２のコアがクラッドの各々の反対側面に形成
されたスラブ型導波路と、光発生手段から出射され、第
２のコアを導波した光をデカップルさせる、スラブ型導
波路に設けられた出力結合器と、出力結合器でデカップ
ルされ、クラッドと第１のコアを透過した光を光記録媒
体に集光させるレンズと、光記録媒体で反射され、レン
ズで取り込まれた光を第１のコアに結合させる、スラブ
型導波路に設けられた入力結合器と、入力結合器で結合
され、第１のコアを導波した光を検出する光電変換手段
とを有する構成としたものである。
めに、請求項１記載の光ヘッドは、光発生手段と、第１
のコアと第２のコアがクラッドの各々の反対側面に形成
されたスラブ型導波路と、光発生手段から出射され、第
２のコアを導波した光をデカップルさせる、スラブ型導
波路に設けられた出力結合器と、出力結合器でデカップ
ルされ、クラッドと第１のコアを透過した光を光記録媒
体に集光させるレンズと、光記録媒体で反射され、レン
ズで取り込まれた光を第１のコアに結合させる、スラブ
型導波路に設けられた入力結合器と、入力結合器で結合
され、第１のコアを導波した光を検出する光電変換手段
とを有する構成としたものである。
【００２６】また、請求項２記載の発明は、光発生手段
と、コアが第１のクラッドと第２のクラッドに挟まれた
スラブ型導波路と、光発生手段から出射され、スラブ型
導波路を、第１のクラッド、コア、第２のクラッドの順
に透過した光を光記録媒体に集光させるレンズと、光記
録媒体で反射され、レンズで取り込まれた光をコアに結
合させる、光発生手段から出射されて第１のクラッドを
透過した光の波数ベクトルをα1、光記録媒体で反射さ
れて第２のクラッドを透過した光の波数ベクトルを
α2、第１のコアを導波する光の伝搬定数ベクトルをβ
とそれぞれ表したとき、 Ｋ≠−α1−β Ｋ＝α2−β なる関係を同時に満足する格子ベクトルＫをもつボリュ
ームホログラムである、スラブ型導波路に設けられた入
力結合器と、入力結合器で結合され、コアを導波した光
を検出する光電変換手段とを有することを特徴とする。
と、コアが第１のクラッドと第２のクラッドに挟まれた
スラブ型導波路と、光発生手段から出射され、スラブ型
導波路を、第１のクラッド、コア、第２のクラッドの順
に透過した光を光記録媒体に集光させるレンズと、光記
録媒体で反射され、レンズで取り込まれた光をコアに結
合させる、光発生手段から出射されて第１のクラッドを
透過した光の波数ベクトルをα1、光記録媒体で反射さ
れて第２のクラッドを透過した光の波数ベクトルを
α2、第１のコアを導波する光の伝搬定数ベクトルをβ
とそれぞれ表したとき、 Ｋ≠−α1−β Ｋ＝α2−β なる関係を同時に満足する格子ベクトルＫをもつボリュ
ームホログラムである、スラブ型導波路に設けられた入
力結合器と、入力結合器で結合され、コアを導波した光
を検出する光電変換手段とを有することを特徴とする。
【００２７】また、請求項３記載の発明は、前記目的の
達成のために、光発生手段と、コアが第１のクラッドと
第２のクラッドに挟まれたスラブ型導波路と、光発生手
段から出射され、スラブ型導波路を、第１のクラッド、
コア、第２のクラッドの順に透過した光を光記録媒体に
集光させるレンズと、光記録媒体で反射され、レンズで
取り込まれた光をコアに結合させる、スラブ型導波路に
設けられた入力結合器と、入力結合器で結合され、コア
を導波した光をデカップルさせる、スラブ型導波路に設
けられた出力結合器と、出力結合器でデカップルされた
光を検出する光電変換手段と、光電変換手段を接合す
る、スラブ型導波路に設けられた配線とを有する構成と
したものである。
達成のために、光発生手段と、コアが第１のクラッドと
第２のクラッドに挟まれたスラブ型導波路と、光発生手
段から出射され、スラブ型導波路を、第１のクラッド、
コア、第２のクラッドの順に透過した光を光記録媒体に
集光させるレンズと、光記録媒体で反射され、レンズで
取り込まれた光をコアに結合させる、スラブ型導波路に
設けられた入力結合器と、入力結合器で結合され、コア
を導波した光をデカップルさせる、スラブ型導波路に設
けられた出力結合器と、出力結合器でデカップルされた
光を検出する光電変換手段と、光電変換手段を接合す
る、スラブ型導波路に設けられた配線とを有する構成と
したものである。
【００２８】更に、請求項４記載の発明は、前記目的達
成のため、光発生手段と、コアが第１のクラッドと第２
のクラッドに挟まれたスラブ型導波路と、光発生手段か
ら出射され、コアを導波した光を光記録媒体に集光させ
るレンズと、光記録媒体で反射され、レンズで取り込ま
れ、コアを導波した光をデカップルさせる、コアからデ
カップルされて第１のクラッドを透過する光の波数ベク
トルをα1、コアからデカップルされて第２のクラッド
を透過する光の波数ベクトルをα2、第１のコアを導波
する光の伝搬定数ベクトルをβとそれぞれ表したとき、 Ｋ≠−α1＋β Ｋ＝α2＋β なる関係を同時に満足する格子ベクトルＫをもつボリュ
ームホログラムである、スラブ型導波路に設けられた出
力結合器と、出力結合器でデカップルされた光を検出す
る光電変換手段とを有する構成としたものである。
成のため、光発生手段と、コアが第１のクラッドと第２
のクラッドに挟まれたスラブ型導波路と、光発生手段か
ら出射され、コアを導波した光を光記録媒体に集光させ
るレンズと、光記録媒体で反射され、レンズで取り込ま
れ、コアを導波した光をデカップルさせる、コアからデ
カップルされて第１のクラッドを透過する光の波数ベク
トルをα1、コアからデカップルされて第２のクラッド
を透過する光の波数ベクトルをα2、第１のコアを導波
する光の伝搬定数ベクトルをβとそれぞれ表したとき、 Ｋ≠−α1＋β Ｋ＝α2＋β なる関係を同時に満足する格子ベクトルＫをもつボリュ
ームホログラムである、スラブ型導波路に設けられた出
力結合器と、出力結合器でデカップルされた光を検出す
る光電変換手段とを有する構成としたものである。
【００２９】ここで、請求項４記載のスラブ型導波路に
光電変換手段を接合する配線を設けることが、光電変換
手段の実装に自由度を持たせられるので、薄型化ができ
望ましい。
光電変換手段を接合する配線を設けることが、光電変換
手段の実装に自由度を持たせられるので、薄型化ができ
望ましい。
【００３０】
【作用】本発明の請求項１に係る光ヘッドは、光記録媒
体で反射された光を第１のコアに結合する入力結合器
と、光発生手段から出射されて第２のコアを導波する光
を入力結合器に導く出力結合器が別々であるため、光記
録媒体で反射された光を別々の方向に導波する光に分割
でき、光記録媒体で反射された光に含まれる２次元情報
を情報毎に分割して、１次元情報に圧縮できる。また、
入出力は、光記録媒体で反射された光を第１のコアに結
合する入力結合器と、光発生手段から出射されて第２の
コアを導波する光を入力結合器に導く出力結合器が別々
であるため、それぞれで結合効率の分布を最適化でき
る。
体で反射された光を第１のコアに結合する入力結合器
と、光発生手段から出射されて第２のコアを導波する光
を入力結合器に導く出力結合器が別々であるため、光記
録媒体で反射された光を別々の方向に導波する光に分割
でき、光記録媒体で反射された光に含まれる２次元情報
を情報毎に分割して、１次元情報に圧縮できる。また、
入出力は、光記録媒体で反射された光を第１のコアに結
合する入力結合器と、光発生手段から出射されて第２の
コアを導波する光を入力結合器に導く出力結合器が別々
であるため、それぞれで結合効率の分布を最適化でき
る。
【００３１】次に、本発明の請求項２に係る光ヘッドの
作用につき説明するに、この光ヘッドの入力結合器にお
ける光の入出力は図４に示される。すなわち、本発明で
は、入力結合器が図４（ａ）に４５で示すように、第１
のクラッド４２と第１のコア４３と第２のクラッド４４
で構成されるスラブ型導波路に形成されており、光発生
手段から出射されて第１のクラッド４２を透過する光の
波数ベクトルをα1、光記録媒体で反射されて第２のク
ラッド４４を透過する光の波数ベクトルをα2、第１の
コアを導波する光の伝搬定数ベクトルをβとしたとき、
入力結合器４５は次式を同時に満足する格子ベクトルＫ
を有する。
作用につき説明するに、この光ヘッドの入力結合器にお
ける光の入出力は図４に示される。すなわち、本発明で
は、入力結合器が図４（ａ）に４５で示すように、第１
のクラッド４２と第１のコア４３と第２のクラッド４４
で構成されるスラブ型導波路に形成されており、光発生
手段から出射されて第１のクラッド４２を透過する光の
波数ベクトルをα1、光記録媒体で反射されて第２のク
ラッド４４を透過する光の波数ベクトルをα2、第１の
コアを導波する光の伝搬定数ベクトルをβとしたとき、
入力結合器４５は次式を同時に満足する格子ベクトルＫ
を有する。
【００３２】 Ｋ≠−α1−β （４） Ｋ＝α2−β （５） ここで、波数ベクトルα1、α2と、格子ベクトルＫは次
式で表される。
式で表される。
【００３３】
【数２】 ただし、λは真空における光の波長、πは円周率、Λは
入力結合器４５の格子間隔、ｎ1、ｎ2はクラッド５１、
５３の屈折率である。（５）式を書き改めると β＝α2−Ｋ （６） であるため、光記録媒体で反射された光は、図４（ｂ）
に示すように第２のクラッド側からコアに結合される。
入力結合器４５の格子間隔、ｎ1、ｎ2はクラッド５１、
５３の屈折率である。（５）式を書き改めると β＝α2−Ｋ （６） であるため、光記録媒体で反射された光は、図４（ｂ）
に示すように第２のクラッド側からコアに結合される。
【００３４】また、（４）式を書き改めると α1＋Ｋ≠−β （７） であり、また、明らかに次式が成立する。
【００３５】 α1＋Ｋ≠β （８） α1−Ｋ≠±β （９） ゆえに、光発生手段から出射された光は、図４（ｃ）に
示すように第１のクラッド側からコアに結合されない。
（５）式から明らかに β±Ｋ≠−α2 （１０） であり、また、（４）式から β＋Ｋ≠−α1 （１１） であり、さらに、明らかに、 β−Ｋ≠−α1 （１２） である。ゆえに、コア４３を導波する光は、図４（ｄ）
に示すように第１のクラッド側にも第２のクラッド側に
も結合されない。
示すように第１のクラッド側からコアに結合されない。
（５）式から明らかに β±Ｋ≠−α2 （１０） であり、また、（４）式から β＋Ｋ≠−α1 （１１） であり、さらに、明らかに、 β−Ｋ≠−α1 （１２） である。ゆえに、コア４３を導波する光は、図４（ｄ）
に示すように第１のクラッド側にも第２のクラッド側に
も結合されない。
【００３６】次に、本発明の請求項４に係る光ヘッドの
作用について説明する。図５はこの光ヘッドの出力結合
器における光の入出力を示す。図５（ａ）に示すように
本発明の光ヘッドにおける出力結合器５４は、第１のク
ラッド５１とコア５２と第２のクラッド５３で構成され
るスラブ型導波路に形成されており、コア５２を導波す
る光発生手段から出射された光を透過し、あるいは回折
する。
作用について説明する。図５はこの光ヘッドの出力結合
器における光の入出力を示す。図５（ａ）に示すように
本発明の光ヘッドにおける出力結合器５４は、第１のク
ラッド５１とコア５２と第２のクラッド５３で構成され
るスラブ型導波路に形成されており、コア５２を導波す
る光発生手段から出射された光を透過し、あるいは回折
する。
【００３７】ここで、コア５２からデカップルされて第
１のクラッド５１を透過する光の波数ベクトルをα1、
コア５２からデカップルされて第２のクラッド５３を透
過する光の波数ベクトルをα2、コア５２を光発生手段
から光記録媒体に導波する光の伝搬定数ベクトルをβと
したとき、出力結合器５４は次式を同時に満足する。
１のクラッド５１を透過する光の波数ベクトルをα1、
コア５２からデカップルされて第２のクラッド５３を透
過する光の波数ベクトルをα2、コア５２を光発生手段
から光記録媒体に導波する光の伝搬定数ベクトルをβと
したとき、出力結合器５４は次式を同時に満足する。
【００３８】 Ｋ≠−α1＋β （１３） Ｋ＝α2＋β （１４） ここで、波数ベクトルα1、α2、格子ベクトルＫは数２
に示した式と同一である。（１４）式を書き改めると α2＝−β＋Ｋ （１５） であるため、光記録媒体で反射された光は、図５（ｂ）
に示すようにコアから第２のクラッドに結合される。
に示した式と同一である。（１４）式を書き改めると α2＝−β＋Ｋ （１５） であるため、光記録媒体で反射された光は、図５（ｂ）
に示すようにコアから第２のクラッドに結合される。
【００３９】また、（１４）式から明らかに β±Ｋ≠α2 （１６） であり、また（１３）式を書き改めると β−Ｋ≠α1 （１７） であり、また、明らかに次式が成立する。
【００４０】 β＋Ｋ≠α1 （１８） ゆえに、コアを光発生手段から光記録媒体に導波する光
は、図５（ｃ）に示すように第１のクラッド側にも第２
のクラッド側にも結合されない。更に、（１４）式から −β＋Ｋ≠α1 （１９） であり、さらに、明らかに、 −β−Ｋ≠−α1 （２０） である。ゆえに、コア５２を光記録媒体から光発生手段
に導波する光は、図５（ｂ）に示すように第１のクラッ
ド側に結合されない。
は、図５（ｃ）に示すように第１のクラッド側にも第２
のクラッド側にも結合されない。更に、（１４）式から −β＋Ｋ≠α1 （１９） であり、さらに、明らかに、 −β−Ｋ≠−α1 （２０） である。ゆえに、コア５２を光記録媒体から光発生手段
に導波する光は、図５（ｂ）に示すように第１のクラッ
ド側に結合されない。
【００４１】
【実施例】次に、本発明の各実施例について図面を参照
して説明する。図１は本発明になる光ヘッドの第１実施
例の構成図を示す。図１（ａ）は光ヘッドの断面図、同
図（ｂ）はフォトダイオード９の平面図、同図（ｃ）は
スラブ型導波路２の平面図を示す。図１（ａ）に示すよ
うに、本実施例は、光発生手段であるレーザダイオード
１と、スラブ型導波路２と、入力ホログラムカプラ３及
び５と、出力ホログラムカプラ４及び６と、光記録媒体
の一例としての光ディスク８に光を集光する有限系レン
ズ７と、反射光を受光して光電変換するフォトダイオー
ド９とより大略構成されている。
して説明する。図１は本発明になる光ヘッドの第１実施
例の構成図を示す。図１（ａ）は光ヘッドの断面図、同
図（ｂ）はフォトダイオード９の平面図、同図（ｃ）は
スラブ型導波路２の平面図を示す。図１（ａ）に示すよ
うに、本実施例は、光発生手段であるレーザダイオード
１と、スラブ型導波路２と、入力ホログラムカプラ３及
び５と、出力ホログラムカプラ４及び６と、光記録媒体
の一例としての光ディスク８に光を集光する有限系レン
ズ７と、反射光を受光して光電変換するフォトダイオー
ド９とより大略構成されている。
【００４２】入力ホログラムカプラ５は、クラッド２ｂ
と、コア２ｃと、コア２ｃと有限系レンズ７との間のク
ラッドに相当する空気層とからなるスラブ型導波路に形
成された入力結合器である。また、出力ホログラムカプ
ラ４は、入力ホログラムカプラ５にレーザダイオード１
からの光を導く出力結合器である。
と、コア２ｃと、コア２ｃと有限系レンズ７との間のク
ラッドに相当する空気層とからなるスラブ型導波路に形
成された入力結合器である。また、出力ホログラムカプ
ラ４は、入力ホログラムカプラ５にレーザダイオード１
からの光を導く出力結合器である。
【００４３】スラブ型導波路２は、両面を光学研磨した
合成石英の板であるクラッド２ｂの片面にフォトリソグ
ラフィでフォトレジストのパターンを形成し、チタンと
白金と金を蒸着する第１の工程と、リフトオフで配線２
ｄを形成する第２の工程と、配線２ｄが隠れるように遮
蔽板で覆いながらクラッド２ｂの両面にカルコゲナイド
を蒸着してコア２ａとコア２ｃを形成する第３の工程
と、干渉縞をコンピュータで求め、それをコア２ａとコ
ア２ｃに電子ビームで描画して入力ホログラムカプラ３
と出力ホログラムカプラ４と入力ホログラムカプラ５と
出力ホログラムカプラ６を形成する第４の工程により作
製される。
合成石英の板であるクラッド２ｂの片面にフォトリソグ
ラフィでフォトレジストのパターンを形成し、チタンと
白金と金を蒸着する第１の工程と、リフトオフで配線２
ｄを形成する第２の工程と、配線２ｄが隠れるように遮
蔽板で覆いながらクラッド２ｂの両面にカルコゲナイド
を蒸着してコア２ａとコア２ｃを形成する第３の工程
と、干渉縞をコンピュータで求め、それをコア２ａとコ
ア２ｃに電子ビームで描画して入力ホログラムカプラ３
と出力ホログラムカプラ４と入力ホログラムカプラ５と
出力ホログラムカプラ６を形成する第４の工程により作
製される。
【００４４】このスラブ型導波路２を用いた本実施例の
光ヘッドは、ヒートシンク１０に融着されたレーザダイ
オード１を配線２ｄに導電性接着剤１１で実装し、レー
ザダイオード１と配線２ｄをボンディングワイヤ１２で
結線し、フォトダイオード９の電極９ｇと配線２ｄを導
電性接着剤１１で結合し、配線２ｄとフレキシブル基板
２７を導電性接着剤１１で結合し、有限系レンズ７をコ
ア２ｃに紫外線硬化樹脂１４で接着して作製される。
光ヘッドは、ヒートシンク１０に融着されたレーザダイ
オード１を配線２ｄに導電性接着剤１１で実装し、レー
ザダイオード１と配線２ｄをボンディングワイヤ１２で
結線し、フォトダイオード９の電極９ｇと配線２ｄを導
電性接着剤１１で結合し、配線２ｄとフレキシブル基板
２７を導電性接着剤１１で結合し、有限系レンズ７をコ
ア２ｃに紫外線硬化樹脂１４で接着して作製される。
【００４５】スラブ型導波路２は、電極９ｇが直接接合
される配線２ｄを備えているため、スラブ型導波路２と
フォトダイオード９の高い相対精度を実現し、さらに、
レーザダイオード１と有限系レンズ７を搭載すること
で、薄い光ヘッドを実現する。
される配線２ｄを備えているため、スラブ型導波路２と
フォトダイオード９の高い相対精度を実現し、さらに、
レーザダイオード１と有限系レンズ７を搭載すること
で、薄い光ヘッドを実現する。
【００４６】また、このスラブ型導波路２のコア２ｃに
は、図１（ｃ）にその平面図を示すように、入力ホログ
ラムカプラ５と出力ホログラムカプラ６が形成されてい
る。入力ホログラムカプラ５は、領域５ａ、５ｂ、５
ｃ、５ｄで構成され、出力ホログラムカプラ６は、領域
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄで構成される。
は、図１（ｃ）にその平面図を示すように、入力ホログ
ラムカプラ５と出力ホログラムカプラ６が形成されてい
る。入力ホログラムカプラ５は、領域５ａ、５ｂ、５
ｃ、５ｄで構成され、出力ホログラムカプラ６は、領域
６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄで構成される。
【００４７】更に、フォトダイオード９は図１（ｂ）の
平面図に示すように、両端に光電変換部９ａ及び９ｆが
配置され、それらの間に光電変換部９ｂ〜９ｅが配置さ
れそれぞれに電極９ｇが接続された構成である。前記領
域５ａでコア２ｃに結合された光は領域６ａでデカップ
ルされ、フォトダイオード９の光電変換部９ａで検出さ
れ、領域５ｂ、５ｃ、５ｄで結合された光は、それぞれ
領域６ｂ、６ｃ、６ｄでデカップルされ、それぞれ光電
変換部９ｂと９ｃ、９ｄと９ｅ、９ｆで検出される。
平面図に示すように、両端に光電変換部９ａ及び９ｆが
配置され、それらの間に光電変換部９ｂ〜９ｅが配置さ
れそれぞれに電極９ｇが接続された構成である。前記領
域５ａでコア２ｃに結合された光は領域６ａでデカップ
ルされ、フォトダイオード９の光電変換部９ａで検出さ
れ、領域５ｂ、５ｃ、５ｄで結合された光は、それぞれ
領域６ｂ、６ｃ、６ｄでデカップルされ、それぞれ光電
変換部９ｂと９ｃ、９ｄと９ｅ、９ｆで検出される。
【００４８】次に、本実施例の動作について説明する。
図１（ａ）のレーザダイオード１から出射された光はク
ラッド２ｂを透過し、入力ホログラムカプラ３でコア２
ａに結合される。すなわち、入力ホログラムカプラ３
は、レーザダイオード１から出射された光とコア２ａを
−ｘ方向（図１（ａ）の左方向）に導波する光がコア２
ａに生成する干渉縞をボリュームホログラムとしてコア
２ａに記録したものであり、レーザダイオード１から出
射された光が入射すると、コア２ａを−ｘ方向に導波す
る光を再生する。
図１（ａ）のレーザダイオード１から出射された光はク
ラッド２ｂを透過し、入力ホログラムカプラ３でコア２
ａに結合される。すなわち、入力ホログラムカプラ３
は、レーザダイオード１から出射された光とコア２ａを
−ｘ方向（図１（ａ）の左方向）に導波する光がコア２
ａに生成する干渉縞をボリュームホログラムとしてコア
２ａに記録したものであり、レーザダイオード１から出
射された光が入射すると、コア２ａを−ｘ方向に導波す
る光を再生する。
【００４９】このようにしてコア２ａを導波した光は、
出力ホログラムカプラ４でデカップルされる。出力ホロ
グラムカプラ４は、コア２ａを−ｘ方向に導波する光と
有限系レンズ７の物点から発散する光がコア２ａに生成
する干渉縞をボリュームホログラムとしてコア２ａに記
録したものであり、コア２ａを−ｘ方向に導波する光が
入射すると、有限系レンズ７の物点から発散する光と同
じ方向に進む光を再生する。なお、出力ホログラムカプ
ラ４は、屈折率変化のデューティを変調することで、結
合効率を−ｘ方向に増加させており、出力光の空間強度
分布をガウシアン分布にしている。
出力ホログラムカプラ４でデカップルされる。出力ホロ
グラムカプラ４は、コア２ａを−ｘ方向に導波する光と
有限系レンズ７の物点から発散する光がコア２ａに生成
する干渉縞をボリュームホログラムとしてコア２ａに記
録したものであり、コア２ａを−ｘ方向に導波する光が
入射すると、有限系レンズ７の物点から発散する光と同
じ方向に進む光を再生する。なお、出力ホログラムカプ
ラ４は、屈折率変化のデューティを変調することで、結
合効率を−ｘ方向に増加させており、出力光の空間強度
分布をガウシアン分布にしている。
【００５０】出力ホログラムカプラ４から再生された光
はクラッド２ｂとコア２ｃを透過し、更に有限系レンズ
７で光ディスク８に集光された後反射される。光ディス
ク８で反射された光は入射光路を逆向きに進み、入力ホ
ログラムカプラ５でコア２ｃに結合される。
はクラッド２ｂとコア２ｃを透過し、更に有限系レンズ
７で光ディスク８に集光された後反射される。光ディス
ク８で反射された光は入射光路を逆向きに進み、入力ホ
ログラムカプラ５でコア２ｃに結合される。
【００５１】入力ホログラムカプラ５は、有限系レンズ
７の物点に収束する光とコア２ｃを−ｘ方向に導波する
光がコア２ｃに生成する干渉縞をコア２ｃにボリューム
ホログラムとして記録したものであり、有限系レンズ７
の物点に収束する光が入射すると、コア２ｃを−ｘ方向
に導波する光を再生する。
７の物点に収束する光とコア２ｃを−ｘ方向に導波する
光がコア２ｃに生成する干渉縞をコア２ｃにボリューム
ホログラムとして記録したものであり、有限系レンズ７
の物点に収束する光が入射すると、コア２ｃを−ｘ方向
に導波する光を再生する。
【００５２】このようにして再生されてコア２ｃを導波
した光ディスク８からの反射光は、出力ホログラムカプ
ラ６でデカップルされる。出力ホログラムカプラ６は、
コア２ｃを−ｘ方向に導波する光と＋ｙ方向に進むコリ
メート光がコア２ｃに生成する干渉縞をコア２ｃにボリ
ュームホログラムとして記録したものであり、コア２ｃ
を−ｘ方向に導波する光が入射すると、＋ｙ方向に進む
コリメート光を再生するからである。
した光ディスク８からの反射光は、出力ホログラムカプ
ラ６でデカップルされる。出力ホログラムカプラ６は、
コア２ｃを−ｘ方向に導波する光と＋ｙ方向に進むコリ
メート光がコア２ｃに生成する干渉縞をコア２ｃにボリ
ュームホログラムとして記録したものであり、コア２ｃ
を−ｘ方向に導波する光が入射すると、＋ｙ方向に進む
コリメート光を再生するからである。
【００５３】出力ホログラムカプラ６でデカップルされ
た光ディスク８からの反射光は、フォトダイオード９に
入射される。フォトダイオード９は入射光を電気信号に
変換し、得られた電気信号を図１（ｂ）の電極９ｇ及び
同図（ｃ）のクラッド２ｂ上に設けられた配線２ｄをそ
れぞれ介してフレキシブル基板２７を通して図示しない
電気回路に供給して後述のフォーカス誤差信号やトラッ
ク誤差信号を生成させる。
た光ディスク８からの反射光は、フォトダイオード９に
入射される。フォトダイオード９は入射光を電気信号に
変換し、得られた電気信号を図１（ｂ）の電極９ｇ及び
同図（ｃ）のクラッド２ｂ上に設けられた配線２ｄをそ
れぞれ介してフレキシブル基板２７を通して図示しない
電気回路に供給して後述のフォーカス誤差信号やトラッ
ク誤差信号を生成させる。
【００５４】ここで、図１（ｃ）に示す入力ホログラム
カプラ５の領域５ａでコア２ｃに結合された光ディスク
８からの反射光は、出力ホログラムカプラ６の領域６ａ
でデカップルされ、フォトダイオード９の光電変換部９
ａで検出される。同様に、入力ホログラムカプラ５の領
域５ｂ、５ｃ、５ｄで結合された光は、それぞれ出力ホ
ログラムカプラ６の領域６ｂ、６ｃ、６ｄで別々にデカ
ップルされた後、フォトダイオード９の光電変換部９ｂ
と９ｃ、９ｄと９ｅ、９ｆによりそれぞれ検出される。
カプラ５の領域５ａでコア２ｃに結合された光ディスク
８からの反射光は、出力ホログラムカプラ６の領域６ａ
でデカップルされ、フォトダイオード９の光電変換部９
ａで検出される。同様に、入力ホログラムカプラ５の領
域５ｂ、５ｃ、５ｄで結合された光は、それぞれ出力ホ
ログラムカプラ６の領域６ｂ、６ｃ、６ｄで別々にデカ
ップルされた後、フォトダイオード９の光電変換部９ｂ
と９ｃ、９ｄと９ｅ、９ｆによりそれぞれ検出される。
【００５５】フォトダイオード９は、光ディスク８が有
限系レンズ７の集光点にあるときに、光ディスク８で反
射された光が光電変換部９ｂと９ｃの分割線と９ｄと９
ｅの分割線に集光するように設けられている。これによ
り、光電変換部９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆに
より光電変換されて得られる電気信号を、それぞれ信号
Ｓ９ａ、Ｓ９ｂ、Ｓ９ｃ、Ｓ９ｄ、Ｓ９ｅ、Ｓ９ｆとす
ると、フォーカス誤差信号は（Ｓ９ｂ−Ｓ９ｃ−Ｓ９ｄ
＋Ｓ９ｅ）なる演算式により生成され、トラック誤差信
号は（Ｓ９ａ−Ｓ９ｆ）なる演算式により生成される。
限系レンズ７の集光点にあるときに、光ディスク８で反
射された光が光電変換部９ｂと９ｃの分割線と９ｄと９
ｅの分割線に集光するように設けられている。これによ
り、光電変換部９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ、９ｅ、９ｆに
より光電変換されて得られる電気信号を、それぞれ信号
Ｓ９ａ、Ｓ９ｂ、Ｓ９ｃ、Ｓ９ｄ、Ｓ９ｅ、Ｓ９ｆとす
ると、フォーカス誤差信号は（Ｓ９ｂ−Ｓ９ｃ−Ｓ９ｄ
＋Ｓ９ｅ）なる演算式により生成され、トラック誤差信
号は（Ｓ９ａ−Ｓ９ｆ）なる演算式により生成される。
【００５６】本実施例における入力ホログラムカプラ５
は、フォーカス誤差信号の検出に用いる領域５ｂおよび
５ｃとトラック誤差信号の検出に用いる領域５ａおよび
５ｄに分割されているため、フォーカス誤差信号とトラ
ック誤差信号が混信しない。また、入力ホログラムカプ
ラ５は、屈折率変化のデューティが一定であり、結合効
率が一様に高く、入力光をほとんど結合させる。
は、フォーカス誤差信号の検出に用いる領域５ｂおよび
５ｃとトラック誤差信号の検出に用いる領域５ａおよび
５ｄに分割されているため、フォーカス誤差信号とトラ
ック誤差信号が混信しない。また、入力ホログラムカプ
ラ５は、屈折率変化のデューティが一定であり、結合効
率が一様に高く、入力光をほとんど結合させる。
【００５７】また、本実施例における入力ホログラムカ
プラ５は、クラッド２ｂの屈折率と空気の屈折率が異な
るため、有限系レンズ７の物点から発散する光が入射し
ても、コア２ｃを＋ｘ方向に導波する光を再生しない。
さらに、入力ホログラムカプラ５は、ボリュームホログ
ラムであるため、コア２ｃを−ｘ方向に導波する光をク
ラッド２ｂ側にも空気側にも漏らさないという特長があ
る。
プラ５は、クラッド２ｂの屈折率と空気の屈折率が異な
るため、有限系レンズ７の物点から発散する光が入射し
ても、コア２ｃを＋ｘ方向に導波する光を再生しない。
さらに、入力ホログラムカプラ５は、ボリュームホログ
ラムであるため、コア２ｃを−ｘ方向に導波する光をク
ラッド２ｂ側にも空気側にも漏らさないという特長があ
る。
【００５８】次に、本発明の光ヘッドの第２実施例につ
いて説明する。図２は本発明になる光ヘッドの第２実施
例の構成図を示す。同図中、図１と同一構成部分には同
一符号を付し、その説明を省略する。図２（ａ）は光ヘ
ッドの断面図、同図（ｂ）はフォトダイオードの平面
図、同図（ｃ）はスラブ型導波路の平面図を示す。図２
（ａ）に示すように、本実施例は、光発生手段であるレ
ーザダイオード２１と、スラブ型導波路２３と、出力ホ
ログラムカプラ２４と入力ホログラムカプラ２５と、有
限系レンズ７と、反射光を受光して光電変換するフォト
ダイオード２６とより大略構成されている。
いて説明する。図２は本発明になる光ヘッドの第２実施
例の構成図を示す。同図中、図１と同一構成部分には同
一符号を付し、その説明を省略する。図２（ａ）は光ヘ
ッドの断面図、同図（ｂ）はフォトダイオードの平面
図、同図（ｃ）はスラブ型導波路の平面図を示す。図２
（ａ）に示すように、本実施例は、光発生手段であるレ
ーザダイオード２１と、スラブ型導波路２３と、出力ホ
ログラムカプラ２４と入力ホログラムカプラ２５と、有
限系レンズ７と、反射光を受光して光電変換するフォト
ダイオード２６とより大略構成されている。
【００５９】入力ホログラムカプラ２５は、前記第１の
クラッドに相当するクラッド２３ｂと、前記第１のコア
に相当するコア２３ｃと、コア２３ｃと有限系レンズ７
との間の前記第２のクラッドに相当する空気層とからな
るスラブ型導波路に形成された入力結合器である。ま
た、出力ホログラムカプラ２４は、入力ホログラムカプ
ラ２５にレーザダイオード１からの光を導く出力結合器
である。
クラッドに相当するクラッド２３ｂと、前記第１のコア
に相当するコア２３ｃと、コア２３ｃと有限系レンズ７
との間の前記第２のクラッドに相当する空気層とからな
るスラブ型導波路に形成された入力結合器である。ま
た、出力ホログラムカプラ２４は、入力ホログラムカプ
ラ２５にレーザダイオード１からの光を導く出力結合器
である。
【００６０】スラブ型導波路２３は、両面を光学研磨し
た合成石英の板であるクラッド２３ｂの両面にカルコゲ
ナイドを蒸着してコア２３ａとコア２３ｃを形成する第
１の工程と、干渉縞をコンピュータで求め、それをコア
２３ａとコア２３ｃに電子ビームで描画して出力ホログ
ラムカプラ２４と入力ホログラムカプラ２５を形成する
第２の工程により作製される。
た合成石英の板であるクラッド２３ｂの両面にカルコゲ
ナイドを蒸着してコア２３ａとコア２３ｃを形成する第
１の工程と、干渉縞をコンピュータで求め、それをコア
２３ａとコア２３ｃに電子ビームで描画して出力ホログ
ラムカプラ２４と入力ホログラムカプラ２５を形成する
第２の工程により作製される。
【００６１】このスラブ型導波路２３を用いた第２実施
例の光ヘッドは、スラブ型導波路２３に、有限系レンズ
７を紫外線硬化樹脂２８で接着し、フレキシブル基板２
７が取り付けられたフォトダイオード２６とレーザダイ
オード２１が取り付けられた光ファイバ２２を紫外線硬
化樹脂２８で接着して作製される。
例の光ヘッドは、スラブ型導波路２３に、有限系レンズ
７を紫外線硬化樹脂２８で接着し、フレキシブル基板２
７が取り付けられたフォトダイオード２６とレーザダイ
オード２１が取り付けられた光ファイバ２２を紫外線硬
化樹脂２８で接着して作製される。
【００６２】また、このスラブ型導波路２３のコア２３
ｃには、図２（ｃ）にその平面図を示すように、入力ホ
ログラムカプラ２５が形成されている。入力ホログラム
カプラ２５は、領域２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄで
構成される。更に、フォトダイオード２６は図２（ｂ）
の平面図に示すように、両端に光電変換部２６ａ及び２
６ｆが配置され、それらの間に光電変換部２６ｂ〜２６
ｅが配置され、また電極２６ｇが配置された構成であ
る。
ｃには、図２（ｃ）にその平面図を示すように、入力ホ
ログラムカプラ２５が形成されている。入力ホログラム
カプラ２５は、領域２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄで
構成される。更に、フォトダイオード２６は図２（ｂ）
の平面図に示すように、両端に光電変換部２６ａ及び２
６ｆが配置され、それらの間に光電変換部２６ｂ〜２６
ｅが配置され、また電極２６ｇが配置された構成であ
る。
【００６３】領域２５ａでコア２３ｃに結合された光
は、フォトダイオード２６の光電変換部２６ａで検出さ
れ、領域２５ｂ、２５ｃ、２５ｄで結合された光は、そ
れぞれ、光電変換部２６ｂと２６ｃ、２６ｄと２６ｅ、
２６ｆで検出される。
は、フォトダイオード２６の光電変換部２６ａで検出さ
れ、領域２５ｂ、２５ｃ、２５ｄで結合された光は、そ
れぞれ、光電変換部２６ｂと２６ｃ、２６ｄと２６ｅ、
２６ｆで検出される。
【００６４】次に、本実施例の動作について説明する。
図２（ａ）において、レーザダイオード２１から出射さ
れた光は、光ファイバ２２を介してコア２３ａに結合さ
れる。コア２３ａを導波した光は、出力ホログラムカプ
ラ２４でデカップルされる。
図２（ａ）において、レーザダイオード２１から出射さ
れた光は、光ファイバ２２を介してコア２３ａに結合さ
れる。コア２３ａを導波した光は、出力ホログラムカプ
ラ２４でデカップルされる。
【００６５】すなわち、出力ホログラムカプラ２４は、
コア２３ａを−ｘ方向（図２（ａ）中、左方向）に導波
する光と有限系レンズ７の物点から発散する光がコア２
３ａに生成する干渉縞をボリュームホログラムとしてコ
ア２３ａに記録したものであり、コア２３ａを−ｘ方向
に導波する光が入射すると、有限系レンズ７の物点から
発散する光と同じ方向に進む光を再生する。なお、出力
ホログラムカプラ２４は、屈折率変化のデューティを変
調することで、結合効率を−ｘ方向に増加させており、
出力光の空間強度分布を均一にする。
コア２３ａを−ｘ方向（図２（ａ）中、左方向）に導波
する光と有限系レンズ７の物点から発散する光がコア２
３ａに生成する干渉縞をボリュームホログラムとしてコ
ア２３ａに記録したものであり、コア２３ａを−ｘ方向
に導波する光が入射すると、有限系レンズ７の物点から
発散する光と同じ方向に進む光を再生する。なお、出力
ホログラムカプラ２４は、屈折率変化のデューティを変
調することで、結合効率を−ｘ方向に増加させており、
出力光の空間強度分布を均一にする。
【００６６】このようにして、出力ホログラムカプラ２
４でデカップルされた、レーザダイオード２１から出射
された光は、クラッド２３ｂとコア２３ｃを透過し、有
限系レンズ７で光ディスク８に集光された後反射され
る。
４でデカップルされた、レーザダイオード２１から出射
された光は、クラッド２３ｂとコア２３ｃを透過し、有
限系レンズ７で光ディスク８に集光された後反射され
る。
【００６７】光ディスク８で反射された光は、上記の入
射光路を逆向きに進み、入力ホログラムカプラ２５でコ
ア２３ｃに結合される。入力ホログラムカプラ２５は、
有限系レンズ７の物点に収束する光とコア２３ｃを−ｘ
方向に導波する光がコア２３ｃに生成する干渉縞をコア
２３ｃにボリュームホログラムとして記録したものであ
り、有限系レンズ７の物点に収束する光が入射すると、
コア２３ｃを−ｘ方向に導波する光を再生する。
射光路を逆向きに進み、入力ホログラムカプラ２５でコ
ア２３ｃに結合される。入力ホログラムカプラ２５は、
有限系レンズ７の物点に収束する光とコア２３ｃを−ｘ
方向に導波する光がコア２３ｃに生成する干渉縞をコア
２３ｃにボリュームホログラムとして記録したものであ
り、有限系レンズ７の物点に収束する光が入射すると、
コア２３ｃを−ｘ方向に導波する光を再生する。
【００６８】このようにして入力ホログラムカプラ２５
によりコア２３ｃを導波した光は、直接フォトダイオー
ド２６で受光されて光電変換される。フォトダイオード
２６で光電変換された信号は、フレキシブル基板２７で
図示しない電気回路に接続される。
によりコア２３ｃを導波した光は、直接フォトダイオー
ド２６で受光されて光電変換される。フォトダイオード
２６で光電変換された信号は、フレキシブル基板２７で
図示しない電気回路に接続される。
【００６９】フォトダイオード２６は、光ディスク８が
有限系レンズ７の集光点にあるときに、光ディスク８で
反射された光が図２（ｂ）に示した光電変換部２６ｂと
２６ｃの分割線と２６ｄと２６ｅの分割線に集光するよ
うに設けられている。これにより、光電変換部２６ａ、
２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２６ｅ、２６ｆで光電変換し
て得られた電気信号を、それぞれ信号Ｓ２６ａ、Ｓ２６
ｂ、Ｓ２６ｃ、Ｓ２６ｄ、Ｓ２６ｅ、Ｓ２６ｆとする
と、フォーカス誤差信号は、（Ｓ２６ｂ−Ｓ２６ｃ−Ｓ
２６ｄ＋Ｓ２６ｅ）なる演算式により生成され、トラッ
ク誤差信号は、（Ｓ２６ａ−Ｓ２６ｆ）なる演算式によ
り生成される。
有限系レンズ７の集光点にあるときに、光ディスク８で
反射された光が図２（ｂ）に示した光電変換部２６ｂと
２６ｃの分割線と２６ｄと２６ｅの分割線に集光するよ
うに設けられている。これにより、光電変換部２６ａ、
２６ｂ、２６ｃ、２６ｄ、２６ｅ、２６ｆで光電変換し
て得られた電気信号を、それぞれ信号Ｓ２６ａ、Ｓ２６
ｂ、Ｓ２６ｃ、Ｓ２６ｄ、Ｓ２６ｅ、Ｓ２６ｆとする
と、フォーカス誤差信号は、（Ｓ２６ｂ−Ｓ２６ｃ−Ｓ
２６ｄ＋Ｓ２６ｅ）なる演算式により生成され、トラッ
ク誤差信号は、（Ｓ２６ａ−Ｓ２６ｆ）なる演算式によ
り生成される。
【００７０】本実施例によれば、入力ホログラムカプラ
２５は、フォーカス誤差信号の検出に用いる領域２５ｂ
および２５ｃとトラック誤差信号の検出に用いる領域２
５ａおよび２５ｄに分割されているため、フォーカス誤
差信号とトラック誤差信号が混信しない。さらに、入力
ホログラムカプラ２５は、屈折率変化のデューティが一
定であり、結合効率が一様に高く、入力光をほとんど結
合させる。
２５は、フォーカス誤差信号の検出に用いる領域２５ｂ
および２５ｃとトラック誤差信号の検出に用いる領域２
５ａおよび２５ｄに分割されているため、フォーカス誤
差信号とトラック誤差信号が混信しない。さらに、入力
ホログラムカプラ２５は、屈折率変化のデューティが一
定であり、結合効率が一様に高く、入力光をほとんど結
合させる。
【００７１】また、本実施例によれば、入力ホログラム
カプラ２５は、クラッド２３ｂの屈折率と空気の屈折率
が異なるため、有限系レンズ７の物点から発散する光が
入射しても、コア２３ｃを＋ｘ方向に導波する光を再生
しない。さらに、入力ホログラムカプラ２５は、ボリュ
ームホログラムであるため、コア２３ｃを−ｘ方向に導
波する光をクラッド２３ｂ側にも空気側にも漏らさない
という特長がある。
カプラ２５は、クラッド２３ｂの屈折率と空気の屈折率
が異なるため、有限系レンズ７の物点から発散する光が
入射しても、コア２３ｃを＋ｘ方向に導波する光を再生
しない。さらに、入力ホログラムカプラ２５は、ボリュ
ームホログラムであるため、コア２３ｃを−ｘ方向に導
波する光をクラッド２３ｂ側にも空気側にも漏らさない
という特長がある。
【００７２】次に、本発明の第３実施例について説明す
る。図３は本発明になる光ヘッドの第３実施例の構成図
を示す。図３（ａ）は光ヘッドの断面図、同図（ｂ）は
フォトダイオードの平面図、同図（ｃ）はスラブ型導波
路の平面図を示す。図３（ａ）に示すように、本実施例
は、光発生手段であるレーザダイオード３１と、無限系
レンズ３２と、スラブ型導波路３３と、入力ホログラム
カプラ３４と、出入力ホログラムカプラ３５と、出力ホ
ログラムカプラ３６と、フレネルゾーンプレート３７
と、反射光を受光して光電変換するフォトダイオード３
８とより大略構成されている。
る。図３は本発明になる光ヘッドの第３実施例の構成図
を示す。図３（ａ）は光ヘッドの断面図、同図（ｂ）は
フォトダイオードの平面図、同図（ｃ）はスラブ型導波
路の平面図を示す。図３（ａ）に示すように、本実施例
は、光発生手段であるレーザダイオード３１と、無限系
レンズ３２と、スラブ型導波路３３と、入力ホログラム
カプラ３４と、出入力ホログラムカプラ３５と、出力ホ
ログラムカプラ３６と、フレネルゾーンプレート３７
と、反射光を受光して光電変換するフォトダイオード３
８とより大略構成されている。
【００７３】入力ホログラムカプラ３４は、コア３３ａ
と無限系レンズ３２との間の第１のクラッドに相当する
空気層と、前記コアに相当するコア３３ａと、第２のク
ラッドに相当するクラッド３３ｂとからなるスラブ型導
波路に形成された入力結合器である。また、出力ホログ
ラムカプラ３６は、このスラブ型導波路に形成された出
力結合器である。
と無限系レンズ３２との間の第１のクラッドに相当する
空気層と、前記コアに相当するコア３３ａと、第２のク
ラッドに相当するクラッド３３ｂとからなるスラブ型導
波路に形成された入力結合器である。また、出力ホログ
ラムカプラ３６は、このスラブ型導波路に形成された出
力結合器である。
【００７４】スラブ型導波路３３は、両面を光学研磨し
た合成石英の板であるクラッド３３ｂの上面にフォトリ
ソグラフィでフォトレジストのパターンを形成する第１
の工程と、ドライエッチングでフレネルゾーンプレート
３７を形成する第２の工程と、クラッド３３ｂの上面に
フォトリソグラフィでフォトレジストのパターンを形成
し、チタンと白金と金を蒸着し、リフトオフで配線３３
ｃを形成する第３の工程と、クラッド３３ｂの下面にカ
ルコゲナイドを蒸着してコア３３ａを形成する第４の工
程と、干渉縞をコンピュータで求め、それをコア３３ａ
に電子ビームで描画して入力ホログラムカプラ３４と出
入力ホログラムカプラ３５と出力ホログラムカプラ３６
をそれぞれ形成する第５の工程により作製される。
た合成石英の板であるクラッド３３ｂの上面にフォトリ
ソグラフィでフォトレジストのパターンを形成する第１
の工程と、ドライエッチングでフレネルゾーンプレート
３７を形成する第２の工程と、クラッド３３ｂの上面に
フォトリソグラフィでフォトレジストのパターンを形成
し、チタンと白金と金を蒸着し、リフトオフで配線３３
ｃを形成する第３の工程と、クラッド３３ｂの下面にカ
ルコゲナイドを蒸着してコア３３ａを形成する第４の工
程と、干渉縞をコンピュータで求め、それをコア３３ａ
に電子ビームで描画して入力ホログラムカプラ３４と出
入力ホログラムカプラ３５と出力ホログラムカプラ３６
をそれぞれ形成する第５の工程により作製される。
【００７５】このスラブ型導波路３３を用いた第３実施
例の光ヘッドは、フォトダイオード３８の図３（ｂ）に
示す電極３８ｅと配線３３ｃを導電性接着剤３９で結合
し、配線３３ｃとフレキシブル基板４０を導電性接着剤
３９で結合し、レーザダイオード３１と無限系レンズ３
２をアセンブルして作製される。スラブ型導波路３３
は、電極３８ｅが直接接合される配線３３ｃを備えてい
るため、スラブ型導波路３３とフォトダイオード３８の
高い相対精度を実現する。
例の光ヘッドは、フォトダイオード３８の図３（ｂ）に
示す電極３８ｅと配線３３ｃを導電性接着剤３９で結合
し、配線３３ｃとフレキシブル基板４０を導電性接着剤
３９で結合し、レーザダイオード３１と無限系レンズ３
２をアセンブルして作製される。スラブ型導波路３３
は、電極３８ｅが直接接合される配線３３ｃを備えてい
るため、スラブ型導波路３３とフォトダイオード３８の
高い相対精度を実現する。
【００７６】また、スラブ型導波路３３のコア３３ａに
は、図３（ｃ）にその平面図を示すように、入力ホログ
ラムカプラ３４及び出入力ホログラムカプラ３５と、こ
れらの間に出力ホログラムカプラ３６の領域３６ａ及び
３６ｂがそれぞれ形成されている。入力ホログラムカプ
ラ２５は、領域２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄで構成
される。更に、フォトダイオード３８は図３（ｂ）の平
面図に示すように、２分割された受光部を構成する光電
変換部３８ａと３８ｂ、２分割された受光部を構成する
光電変換部３８ｃと３８ｄが設けられ、また電極３８ｅ
が配置された構成である。
は、図３（ｃ）にその平面図を示すように、入力ホログ
ラムカプラ３４及び出入力ホログラムカプラ３５と、こ
れらの間に出力ホログラムカプラ３６の領域３６ａ及び
３６ｂがそれぞれ形成されている。入力ホログラムカプ
ラ２５は、領域２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄで構成
される。更に、フォトダイオード３８は図３（ｂ）の平
面図に示すように、２分割された受光部を構成する光電
変換部３８ａと３８ｂ、２分割された受光部を構成する
光電変換部３８ｃと３８ｄが設けられ、また電極３８ｅ
が配置された構成である。
【００７７】次に、本実施例の動作について説明する。
図３（ａ）において、レーザダイオード３１から出射さ
れた光は、無限系レンズ３２でコリメートされ、入力ホ
ログラムカプラ３４でコア３３ａに結合される。ここ
で、入力ホログラムカプラ３４は、＋ｙ方向（図３
（ａ）中、上方向）に伝搬するコリメート光とコア３３
ａを＋ｘ方向（図３（ａ）中、右方向）に導波する光が
コア３３ａに生成する干渉縞をボリュームホログラムと
してコア３３ａに記録したものであり、＋ｙ方向に伝搬
するコリメート光が入射すると、コア３３ａを＋ｘ方向
に導波する光を再生する。
図３（ａ）において、レーザダイオード３１から出射さ
れた光は、無限系レンズ３２でコリメートされ、入力ホ
ログラムカプラ３４でコア３３ａに結合される。ここ
で、入力ホログラムカプラ３４は、＋ｙ方向（図３
（ａ）中、上方向）に伝搬するコリメート光とコア３３
ａを＋ｘ方向（図３（ａ）中、右方向）に導波する光が
コア３３ａに生成する干渉縞をボリュームホログラムと
してコア３３ａに記録したものであり、＋ｙ方向に伝搬
するコリメート光が入射すると、コア３３ａを＋ｘ方向
に導波する光を再生する。
【００７８】このようにして、コア３３ａを＋ｘ方向に
導波した光は、出力ホログラムカプラ３６に至る。出力
ホログラムカプラ３６は、コア３３ａを＋ｘ方向に導波
する光に対しては、そのまま透過して出入力ホログラム
カプラ３５に導波する。出入力ホログラムカプラ３５
は、コア３３ａを＋ｘ方向に導波する光と＋ｙ方向に伝
搬するコリメート光がコア３３ａに生成する干渉縞をボ
リュームホログラムとしてコア３３ａに記録したもので
あり、コア３３ａを＋ｘ方向に導波する光が入射する
と、＋ｙ方向に伝搬するコリメート光を再生し、−ｙ方
向に伝搬するコリメート光が入射すると、コア３３ａを
−ｘ方向に導波する光を再生する。
導波した光は、出力ホログラムカプラ３６に至る。出力
ホログラムカプラ３６は、コア３３ａを＋ｘ方向に導波
する光に対しては、そのまま透過して出入力ホログラム
カプラ３５に導波する。出入力ホログラムカプラ３５
は、コア３３ａを＋ｘ方向に導波する光と＋ｙ方向に伝
搬するコリメート光がコア３３ａに生成する干渉縞をボ
リュームホログラムとしてコア３３ａに記録したもので
あり、コア３３ａを＋ｘ方向に導波する光が入射する
と、＋ｙ方向に伝搬するコリメート光を再生し、−ｙ方
向に伝搬するコリメート光が入射すると、コア３３ａを
−ｘ方向に導波する光を再生する。
【００７９】従って、コア３３ａを＋ｘ方向に導波した
レーザダイオード３１からの光は、出入力ホログラムカ
プラ３５によりデカップルされて、＋ｙ方向に伝搬する
コリメート光としてクラッド３３ｂを透過し、更にフレ
ネルゾーンプレート３７を介して光ディスク８に集光さ
れて反射される。
レーザダイオード３１からの光は、出入力ホログラムカ
プラ３５によりデカップルされて、＋ｙ方向に伝搬する
コリメート光としてクラッド３３ｂを透過し、更にフレ
ネルゾーンプレート３７を介して光ディスク８に集光さ
れて反射される。
【００８０】光ディスク８で反射された光は、フレネル
ゾーンプレート３７、クラッド３３ｂ、コア３３ａ及び
出入力ホログラムカプラ３５の順で入射光路を逆向きに
進み、コア３３ａを−ｘ方向に導波されて出力ホログラ
ムカプラ３６に至る。ここで、出力ホログラムカプラ３
６は、図３（ｃ）に示すように領域３６ａと３６ｂで構
成される。
ゾーンプレート３７、クラッド３３ｂ、コア３３ａ及び
出入力ホログラムカプラ３５の順で入射光路を逆向きに
進み、コア３３ａを−ｘ方向に導波されて出力ホログラ
ムカプラ３６に至る。ここで、出力ホログラムカプラ３
６は、図３（ｃ）に示すように領域３６ａと３６ｂで構
成される。
【００８１】領域３６ａは、コア３３ａを−ｘ方向に導
波する光と図３（ｂ）に示したフォトダイオード３８の
光電変換部３８ａおよび３８ｂの中心に収束する光がコ
ア３３ａに生成する干渉縞をコア３３ａにボリュームホ
ログラムとして記録したものであり、領域３６ａにコア
３３ａを−ｘ方向に導波する光が入射すると、光電変換
部３８ａおよび３８ｂの中心に収束する光を再生する。
波する光と図３（ｂ）に示したフォトダイオード３８の
光電変換部３８ａおよび３８ｂの中心に収束する光がコ
ア３３ａに生成する干渉縞をコア３３ａにボリュームホ
ログラムとして記録したものであり、領域３６ａにコア
３３ａを−ｘ方向に導波する光が入射すると、光電変換
部３８ａおよび３８ｂの中心に収束する光を再生する。
【００８２】一方、領域３６ｂは、コア３３ａを−ｘ方
向に導波する光と光電変換部３８ｃおよび３８ｄの中心
に収束する光がコア３３ａに生成する干渉縞をコア３３
ａにボリュームホログラムとして記録したものであり、
領域３６ｂにコア３３ａを−ｘ方向に導波する光が入射
すると、光電変換部３８ｃおよび３８ｄの中心に収束す
る光を再生する。
向に導波する光と光電変換部３８ｃおよび３８ｄの中心
に収束する光がコア３３ａに生成する干渉縞をコア３３
ａにボリュームホログラムとして記録したものであり、
領域３６ｂにコア３３ａを−ｘ方向に導波する光が入射
すると、光電変換部３８ｃおよび３８ｄの中心に収束す
る光を再生する。
【００８３】従って、光ディスク８からの反射光は、出
力ホログラムカプラ３６の領域３６ａと領域３６ｂでコ
ア３３ａからデカップルされ、クラッド３３ｂを透過し
てフォトダイオード３８の、光電変換部３８ａと３８
ｂ、光電変換部３８ｃと３８ｄに入射受光される。フォ
トダイオード３８で光電変換されて得られた電気信号
は、フレキシブル基板４０で図示しない電気回路に接続
される。
力ホログラムカプラ３６の領域３６ａと領域３６ｂでコ
ア３３ａからデカップルされ、クラッド３３ｂを透過し
てフォトダイオード３８の、光電変換部３８ａと３８
ｂ、光電変換部３８ｃと３８ｄに入射受光される。フォ
トダイオード３８で光電変換されて得られた電気信号
は、フレキシブル基板４０で図示しない電気回路に接続
される。
【００８４】フォトダイオード３８は、光ディスク８が
フレネルゾーンプレート３７の集光点にあるときに、光
ディスク８で反射された光が光電変換部３８ａと３８ｂ
の分割線と３８ｃと３８ｄの分割線に集光するように設
けられている。これにより、光電変換部３８ａ、３８
ｂ、３８ｃ、３８ｄで光電変換されて得られた電気信号
を、それぞれ信号Ｓ３８ａ、Ｓ３８ｂ、Ｓ３８ｃ、Ｓ３
８ｄとすると、フォーカス誤差信号は、（Ｓ３８ａ−Ｓ
３８ｂ−Ｓ３８ｃ＋Ｓ３８ｄ）なる演算式により生成さ
れ、トラック誤差信号は、（Ｓ３８ａ＋Ｓ３８ｂ−Ｓ３
８ｃ−Ｓ３８ｄ）なる演算式により生成される。
フレネルゾーンプレート３７の集光点にあるときに、光
ディスク８で反射された光が光電変換部３８ａと３８ｂ
の分割線と３８ｃと３８ｄの分割線に集光するように設
けられている。これにより、光電変換部３８ａ、３８
ｂ、３８ｃ、３８ｄで光電変換されて得られた電気信号
を、それぞれ信号Ｓ３８ａ、Ｓ３８ｂ、Ｓ３８ｃ、Ｓ３
８ｄとすると、フォーカス誤差信号は、（Ｓ３８ａ−Ｓ
３８ｂ−Ｓ３８ｃ＋Ｓ３８ｄ）なる演算式により生成さ
れ、トラック誤差信号は、（Ｓ３８ａ＋Ｓ３８ｂ−Ｓ３
８ｃ−Ｓ３８ｄ）なる演算式により生成される。
【００８５】本実施例によれば、出力ホログラムカプラ
３６は、クラッド３３ｂの屈折率と空気の屈折率が異な
るため、コア３３ａを＋ｘ方向に導波する光が入射して
も、光電変換部３８ａおよび３８ｂの中心や光電変換部
３８ｃおよび３８ｄの中心から発散する光を再生しな
い。さらに、出力ホログラムカプラ３６は、ボリューム
ホログラムであるため、コア３３ａを＋ｘ方向に導波す
る光をクラッド３３ｂ側に漏らさず、コア３３ａを−ｘ
方向に導波する光を空気側に漏らさないため、光利用率
が高くてノイズを小さくできる。
３６は、クラッド３３ｂの屈折率と空気の屈折率が異な
るため、コア３３ａを＋ｘ方向に導波する光が入射して
も、光電変換部３８ａおよび３８ｂの中心や光電変換部
３８ｃおよび３８ｄの中心から発散する光を再生しな
い。さらに、出力ホログラムカプラ３６は、ボリューム
ホログラムであるため、コア３３ａを＋ｘ方向に導波す
る光をクラッド３３ｂ側に漏らさず、コア３３ａを−ｘ
方向に導波する光を空気側に漏らさないため、光利用率
が高くてノイズを小さくできる。
【００８６】なお、本発明は上記の実施例に限定される
ものではなく、例えば図３において、入力ホログラムカ
プラ３４を用いる代わりにレーザダイオード３１から出
射された光をコア３３ａに直接結合したり、出入力ホロ
グラムカプラ３５とフレネルゾーンプレート３７を用い
る代わりに、コア３３ａを導波した光を集束レンズで光
ディスク８に集光することも可能である。
ものではなく、例えば図３において、入力ホログラムカ
プラ３４を用いる代わりにレーザダイオード３１から出
射された光をコア３３ａに直接結合したり、出入力ホロ
グラムカプラ３５とフレネルゾーンプレート３７を用い
る代わりに、コア３３ａを導波した光を集束レンズで光
ディスク８に集光することも可能である。
【００８７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
光記録媒体で反射された光に含まれる２次元情報を情報
毎に分割して１次元情報に圧縮でき、また、結合効率の
分布を最適化できるため、フォーカス誤差信号とトラッ
ク誤差信号の混信を防止できると共に、光利用率を向上
でき、またノイズを小さくできる。
光記録媒体で反射された光に含まれる２次元情報を情報
毎に分割して１次元情報に圧縮でき、また、結合効率の
分布を最適化できるため、フォーカス誤差信号とトラッ
ク誤差信号の混信を防止できると共に、光利用率を向上
でき、またノイズを小さくできる。
【００８８】また、本発明によれば、スラブ型導波路が
光電変換手段の電極と直接接合された配線を備えるよう
にできるため、光電変換部の実装に自由度を持たせられ
るので、薄型化ができる。また、本発明によれば、光導
波路と光電変換手段との相対精度を向上できる。更に、
本発明によれば、スラブ型導波路のコアを導波する光が
第１のクラッド側及び第２のクラッド側の両方あるいは
一方に結合されないようにできるため、迷光を殆ど生じ
させることなく光利用率を従来に比べて大幅に向上でき
る。
光電変換手段の電極と直接接合された配線を備えるよう
にできるため、光電変換部の実装に自由度を持たせられ
るので、薄型化ができる。また、本発明によれば、光導
波路と光電変換手段との相対精度を向上できる。更に、
本発明によれば、スラブ型導波路のコアを導波する光が
第１のクラッド側及び第２のクラッド側の両方あるいは
一方に結合されないようにできるため、迷光を殆ど生じ
させることなく光利用率を従来に比べて大幅に向上でき
る。
【図１】本発明になる光ヘッドの第１実施例の構成図で
ある。
ある。
【図２】本発明になる光ヘッドの第２実施例の構成図で
ある。
ある。
【図３】本発明になる光ヘッドの第３実施例の構成図で
ある。
ある。
【図４】本発明の請求項２に係る光ヘッドの入力結合器
における光の入出力を説明する図である。
における光の入出力を説明する図である。
【図５】本発明の請求項４に係る光ヘッドの出力結合器
における光の入出力を説明する図である。
における光の入出力を説明する図である。
【図６】従来の光ヘッドの一例の構成図である。
【図７】図６の入力グレーティングカプラの光の入出力
説明図である。
説明図である。
【図８】従来の光ヘッド他の例の構成図である。
【図９】従来の光ヘッドの更に他の例の構成図である。
１、２１、３１ レーザダイオード ２、２３、３３ スラブ型導波路 ２ａ、２３ａ 第２のコア ２ｂ、２３ｂ、４２、５１ 第１のクラッド ２ｃ、２３ｃ 第１のコア ２ｄ、３３ｃ 配線 ３、５、２５、３４ 入力ホログラムカプラ ４、６、２４、３６ 出力ホログラムカプラ ５ａ〜５ｄ、６ａ〜６ｄ、２５ａ〜２５ｄ、３６ａ、３
６ｂ 領域 ７ 有限系レンズ ８ 光ディスク ９、２６、３８ フォトダイオード ９ａ〜９ｆ、２６ａ〜２６ｆ、３８ａ〜３８ｄ 光電変
換部 ９ｇ、２６ｆ、３８ｅ 電極 １０ ヒートシンク １３、２７、４０ フレキシブル基板 ２２ 光ファイバ ３２ 無限系レンズ ３３ａ、４３、５２ コア ３５ 出入力ホログラムカプラ ３７ フレネルゾーンプレート ４４、５３ 第２のクラッド ４５ 入力結合器 ５４ 出力結合器
６ｂ 領域 ７ 有限系レンズ ８ 光ディスク ９、２６、３８ フォトダイオード ９ａ〜９ｆ、２６ａ〜２６ｆ、３８ａ〜３８ｄ 光電変
換部 ９ｇ、２６ｆ、３８ｅ 電極 １０ ヒートシンク １３、２７、４０ フレキシブル基板 ２２ 光ファイバ ３２ 無限系レンズ ３３ａ、４３、５２ コア ３５ 出入力ホログラムカプラ ３７ フレネルゾーンプレート ４４、５３ 第２のクラッド ４５ 入力結合器 ５４ 出力結合器
Claims (5)
- 【請求項１】 光発生手段と、 第１のコアと第２のコアがクラッドの各々の反対側面に
形成されたスラブ型導波路と、 前記光発生手段から出射され、前記第２のコアを導波し
た光をデカップルさせる、前記スラブ型導波路に設けら
れた出力結合器と、 前記出力結合器でデカップルされ、前記クラッドと前記
第１のコアを透過した光を光記録媒体に集光させるレン
ズと、 前記光記録媒体で反射され、前記レンズで取り込まれた
光を前記第１のコアに結合させる、前記スラブ型導波路
に設けられた入力結合器と、 前記入力結合器で結合され、前記第１のコアを導波した
光を検出する光電変換手段とを有することを特徴とする
光ヘッド。 - 【請求項２】 光発生手段と、 コアが第１のクラッドと第２のクラッドに挟まれたスラ
ブ型導波路と、 前記光発生手段から出射され、前記スラブ型導波路を、
前記第１のクラッド、前記コア、前記第２のクラッドの
順に透過した光を光記録媒体に集光させるレンズと、 前記光記録媒体で反射され、前記レンズで取り込まれた
光を前記コアに結合させる、前記光発生手段から出射さ
れて前記第１のクラッドを透過した光の波数ベクトルを
α1、前記光記録媒体で反射されて前記第２のクラッド
を透過した光の波数ベクトルをα2、前記第１のコアを
導波する光の伝搬定数ベクトルをβとそれぞれ表したと
き、 Ｋ≠−α1−β Ｋ＝α2−β なる関係を同時に満足する格子ベクトルＫをもつボリュ
ームホログラムである、前記スラブ型導波路に設けられ
た入力結合器と、 前記入力結合器で結合され、前記コアを導波した光を検
出する光電変換手段とを有することを特徴とする光ヘッ
ド。 - 【請求項３】 光発生手段と、 コアが第１のクラッドと第２のクラッドに挟まれたスラ
ブ型導波路と、 前記光発生手段から出射され、前記スラブ型導波路を、
前記第１のクラッド、前記コア、前記第２のクラッドの
順に透過した光を光記録媒体に集光させるレンズと、 前記光記録媒体で反射され、前記レンズで取り込まれた
光を前記コアに結合させる、前記スラブ型導波路に設け
られた入力結合器と、 前記入力結合器で結合され、前記コアを導波した光をデ
カップルさせる、前記スラブ型導波路に設けられた出力
結合器と、 前記出力結合器でデカップルされた光を検出する光電変
換手段と、 前記光電変換手段を接合する、前記スラブ型導波路に設
けられた配線とを有することを特徴とする光ヘッド。 - 【請求項４】 光発生手段と、 コアが第１のクラッドと第２のクラッドに挟まれたスラ
ブ型導波路と、 前記光発生手段から出射され、前記コアを導波した光を
光記録媒体に集光させるレンズと、 前記光記録媒体で反射され、前記レンズで取り込まれ、
前記コアを導波した光をデカップルさせる、前記コアか
らデカップルされて前記第１のクラッドを透過する光の
波数ベクトルをα1、前記コアからデカップルされて前
記第２のクラッドを透過する光の波数ベクトルをα2、
前記第１のコアを導波する光の伝搬定数ベクトルをβと
それぞれ表したとき、 Ｋ≠−α1＋β Ｋ＝α2＋β なる関係を同時に満足する格子ベクトルＫをもつボリュ
ームホログラムである、前記スラブ型導波路に設けられ
た出力結合器と、 前記出力結合器でデカップルされた光を検出する光電変
換手段とを有することを特徴とする光ヘッド。 - 【請求項５】 前記スラブ型導波路に前記光電変換手段
を接合する配線を設けていることを特徴とする請求項４
記載の光ヘッド。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7157402A JP2716000B2 (ja) | 1995-06-23 | 1995-06-23 | 光ヘッド |
| US08/670,714 US5701289A (en) | 1995-06-23 | 1996-06-21 | Optical head with hologram couplers for reading and writing data |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7157402A JP2716000B2 (ja) | 1995-06-23 | 1995-06-23 | 光ヘッド |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH097209A true JPH097209A (ja) | 1997-01-10 |
| JP2716000B2 JP2716000B2 (ja) | 1998-02-18 |
Family
ID=15648855
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7157402A Expired - Lifetime JP2716000B2 (ja) | 1995-06-23 | 1995-06-23 | 光ヘッド |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5701289A (ja) |
| JP (1) | JP2716000B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021089307A (ja) * | 2019-12-02 | 2021-06-10 | 株式会社豊田中央研究所 | 投受光光学系、および光学装置 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH11176118A (ja) * | 1997-12-16 | 1999-07-02 | Mitsubishi Electric Corp | 磁気記録装置 |
| JP2003233925A (ja) * | 2002-02-06 | 2003-08-22 | Pioneer Electronic Corp | 光集積デバイスおよび波長変動キャンセル方法 |
| KR100480786B1 (ko) * | 2002-09-02 | 2005-04-07 | 삼성전자주식회사 | 커플러를 가지는 집적형 광 헤드 |
| US7580336B2 (en) | 2004-12-08 | 2009-08-25 | Electronics And Telecommunications Research Institute | Optical head having a beam input/output coupler on a planar waveguide |
| US11287655B2 (en) * | 2019-06-21 | 2022-03-29 | Samsung Electronics Co.. Ltd. | Holographic display apparatus and method for providing expanded viewing window |
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|---|---|---|---|---|
| JPH0589547A (ja) * | 1991-09-27 | 1993-04-09 | Olympus Optical Co Ltd | 光磁気媒体用ピツクアツプ |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE3583039D1 (de) * | 1985-12-17 | 1991-07-04 | Ibm Deutschland | Schreib/lesekopf fuer optische platten. |
| JPS6353730A (ja) * | 1986-08-25 | 1988-03-08 | Canon Inc | 光磁気情報記録再生用光ヘツド |
| DE3887602T2 (de) * | 1987-09-04 | 1994-08-25 | Sharp Kk | Gerät zur Verarbeitung optischer Information. |
| JP2723949B2 (ja) * | 1988-01-27 | 1998-03-09 | 株式会社日立製作所 | 光情報読取り装置 |
| JP2644829B2 (ja) * | 1988-06-24 | 1997-08-25 | 株式会社リコー | 光情報記録再生装置 |
| US5070488A (en) * | 1988-06-29 | 1991-12-03 | Atsuko Fukushima | Optical integrated circuit and optical apparatus |
| WO1990001768A1 (en) * | 1988-08-05 | 1990-02-22 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical head |
| JPH0246536A (ja) * | 1988-08-05 | 1990-02-15 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 光ピックアップ装置 |
| US5195070A (en) * | 1989-07-12 | 1993-03-16 | Hitachi, Ltd. | Optical information processing apparatus and optical pickup therefor |
| US5317551A (en) * | 1990-07-16 | 1994-05-31 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Optical disk head including a light path having a thickness and width greater than the light beam wavelength by a predetermined amount |
| JPH0572497A (ja) * | 1991-09-11 | 1993-03-26 | Sharp Corp | 一体型光素子および基板型光素子 |
| DE4404635C2 (de) * | 1993-02-17 | 1998-06-18 | Hitachi Ltd | Schwimmender optischer Abtastkopf, der integral mit einer Lichtquelle und einem Photodetektor ausgebildet ist, und optisches Plattengerät mit einem solchen |
-
1995
- 1995-06-23 JP JP7157402A patent/JP2716000B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1996
- 1996-06-21 US US08/670,714 patent/US5701289A/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0589547A (ja) * | 1991-09-27 | 1993-04-09 | Olympus Optical Co Ltd | 光磁気媒体用ピツクアツプ |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2021089307A (ja) * | 2019-12-02 | 2021-06-10 | 株式会社豊田中央研究所 | 投受光光学系、および光学装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2716000B2 (ja) | 1998-02-18 |
| US5701289A (en) | 1997-12-23 |
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