JPH10334532A

JPH10334532A - 偏波面変調信号の検知装置

Info

Publication number: JPH10334532A
Application number: JP14267697A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kinoshita; 博之木下
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 1997-05-30
Filing date: 1997-05-30
Publication date: 1998-12-18

Abstract

(57)【要約】【課題】情報記録面９に偏光を照射し、その反射光２２
の偏波面の向きを検知して情報の読出を行うようにした
偏波面変調信号の検知装置を簡略化、小型化し、低コス
トで製造できるようにする。【解決手段】上記反射光２２を複屈折特性を有する結晶
材料８中を通過させるとともに、この通過光２３と別途
供給した基準偏光２４とを干渉させて検知する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光磁気記録装置の
読取装置のように、偏波面による変調信号を検知する装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】光磁気記録装置は偏波面による変調信号
を利用して情報を記録している。その読取装置では、光
磁気ディスクの所定位置に偏光を照射し、その反射光が
カー効果による偏波面の回転を受けているかどうか識別
し、それをデジタル信号に置き換えている。また、反射
光の偏波面の向きを検知するためには、反射光を二つの
偏光成分に分離し、互いの強度差を演算することによっ
て求めている。

【０００３】具体的な読み取り装置の構造は、図５に示
すように、レーザ光源１からの照射光２１をコリメータ
レンズ２で平行光とし、ビームスプリッタ３を通過させ
て、反射鏡４で反射させ、レンズ５を介して光磁気ディ
スク６の情報記録面６ａに照射させるようになってい
る。この照射光２１は情報記録面６ａで反射し、反射光
２２は再びレンズ５、反射鏡４を経てビームスプリッタ
３に入射し、ここで反射して偏光ビームスプリッタ１０
に入射する。この偏光ビームスプリッタ１０にて、反射
光２２は互いに垂直な二つの偏光成分２２ｘ、２２ｙに
分離され、それぞれ光検知器１２、１３で検出されるよ
うになっている。

【０００４】あるいは、図６に示すように、偏光ビーム
スプリッタ１０の代わりにウォラストンプリズム１１を
用いて、反射光２２を二つの偏光成分２２ｘ、２２ｙに
分離するようにしたものもある。

【０００５】いま、レーザ光源１からの照射光２２とし
て、図７（Ａ）に偏波面の方向を矢印で示す偏光Ａを照
射すると、この照射光２２が光磁気ディスク６の情報記
録面６ａで反射する際に、カー効果を受けて偏波面が回
転する場合と、カー効果を受けず偏波面が回転しない場
合がある。即ち、反射光２２は、図７（Ａ）の偏光Ａの
まま戻ってくる場合と、図７（Ｂ）に偏波面を矢印で示
すように、偏波面がこれから回転した偏光Ｂとなって戻
ってくる場合がある。

【０００６】そして、反射光２２を二つの偏光成分２２
ｘ、２２ｙに分離すると、反射光２２が偏光Ａである場
合は偏光成分Ａｘ，Ａｙに分離し、反射光２２が偏光Ｂ
である場合は偏光成分Ｂｘ，Ｂｙに分離する。したがっ
て、光検知器１２、１３で検知した偏光成分２２ｘ，２
２ｙの強度の差を演算することで、この反射光２２が偏
光Ａであるか偏光Ｂであるかを判断して、これをデジタ
ル信号とすることにより、光磁気ディスク６の情報を読
み取ることができる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記のよう
な光磁気記録装置では、反射光を二つの偏光成分に分離
するために高価な偏光ビームスプリッタ１０又はウォラ
ストンプリスム１１を必要とし、また二つの偏光成分２
２ｘ，２２ｙを検知するために光検知器１２、１３の二
つが必要であり、さらに両方の検知信号の差を演算する
演算回路が必要であることから、部品点数が多く構造が
複雑となり、また二つの光検知器１２、１３を位置合わ
せしなければならない等、製造工程も煩雑のものであっ
た。そのため、装置を簡略化、小型化できず、低コスト
で製造できないという問題があった。

【０００８】さらに、光磁気デイスクにおけるカー効果
による偏波面の回転角は僅かであるため、得られる信号
光の強度も僅かとなり、光学系の設計が難しく、高性能
な光学部品を使う必要があるという不都合もあった。

【０００９】

【課題を解決するための手段】そこで本発明は、情報記
録面に偏光を照射し、その反射光の偏波面の向きを検知
して情報の読出を行うようにした変調信号の検知装置に
おいて、上記反射光を複屈折特性を有する結晶材料中に
通過させるとともに、この通過光と別途供給した基準偏
光とを干渉させて検知することを特徴とする。

【００１０】即ち、複屈折率特性を有する結晶材料中を
通過する反射光は、互いに直交する二つの偏光成分（正
常光と異常光）に分離し、それぞれの屈折率の差によっ
て異なる速度で結晶材料中を伝搬する。そのため、結晶
材料を通過した光は二つの偏光成分の位相がずれること
になり、この位相の差で互いの偏光成分が打ち消しあう
ことによって、通過光は偏波面の向きが強調された信号
となる。

【００１１】さらに、この通過光を基準偏光と干渉させ
れば、通過光の偏波面の向きに応じて基準偏光の強度が
変化し、この強度を検知することによって、基になる反
射光の偏波面の向きを検知できるのである。

【００１２】また本発明は、上記結晶材料の内部を通過
する上記反射光が互いに直交する二つの偏光成分に分離
し、互いの屈折率の差によって生じる位相差が半波長と
なるように、結晶材料の屈折率と厚みを設定したことを
特徴とする。

【００１３】即ち、結晶材料を通過する際に、二つの偏
光成分の位相差が半波長となるようにしておけば、干渉
のために光がなくなり、通過光は強度の大きい方の偏光
成分のみが残ることとなる。その結果、通過光は、互い
に異なる二つの偏光成分の一方のみとすることができ
る。

【００１４】以上のように、本発明では、偏波面に依存
した信号である反射光を、結晶材料を通過させることに
よって位相差に依存した信号に変換し、これを基準偏光
と干渉させることによって強度に依存した信号に変換
し、これを光検知器で検知するようにしたもである。

【００１５】

【作用】本発明によれば、信号光を二つの偏光成分に分
離する必要がないため、光検知器は一つだけで良く、演
算回路も必要ない。その結果、装置を簡単で小型の構造
として低コストで製造できるとともに、信号光に対する
感度も向上する。

【００１６】また、最終的に基準偏光を重ね合わせ、信
号強度が大きくなるために、光学設計も単純化でき、高
性能な光学部品を使う必要もない。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施形態を図によっ
て説明する。

【００１８】光磁気記録装置の読取装置の例を図１に示
すように、レーザ光源１からの照射光２１をコリメータ
レンズ２で平行光とし、ビームスプリッタ３を通過させ
て、反射鏡４で反射させ、レンズ５を介して光磁気ディ
スク６の情報記録面６ａに照射させるようになってい
る。この照射光２１は情報記録面６ａで反射し、反射光
２２は再びレンズ５、反射鏡４を経てビームスプリッタ
３に入射し、ここで反射して結晶材料８に入射する。

【００１９】一方、出射光２１がビームスプリッタ３で
反射した光を反射鏡７で反射させ、必要があればラムダ
板や誘電体多層膜（いずれも不図示）を通過させること
によって基準偏光２４とする。

【００２０】そして、反射光２２が結晶材料８を通過し
た通過光２３と、上記基準偏光２４を重ね合わせて干渉
させ、この光信号を光検知器９で検知するようになって
いる。

【００２１】いま、レーザ光源１からの出射光２１を、
図２（Ａ）に偏波面の向きを矢印で示すような偏光Ａと
する。この時、情報記録面６ａでの反射光２２は、偏光
Ａがカー効果を受けずにそのまま戻ってくる場合と、図
３（Ａ）に偏波面の向きを矢印で示すように偏波面が回
転した偏光Ｂとなって戻ってくる場合があり、この両者
を区別することにより、情報を読み出すことができる。

【００２２】そして、この反射光２２を結晶材料８中に
通過させれば、結晶材料８の結晶方位に応じて、反射光
２２は互いに直交する二つの偏光成分（正常光と異常
光）に分離し、それぞれ屈折率が異なることから、異な
る速度で伝搬する。そのため、反射光２２が結晶材料８
を通過した通過光２３では、二つの偏光成分の間に位相
差が生じることになる。

【００２３】この位相差は、結晶材料８の屈折率とその
厚みｔで決定されることから、予め二つの偏光成分の位
相差が、反射光２２の波長の半分となるように結晶材料
８の屈折率とその厚みｔを設定してある。そのため、二
つの偏光成分が干渉して互いに打ち消し合うことにな
る。

【００２４】例えば、反射光２２が図２（Ａ）の偏光Ａ
である場合、結晶材料８を通過する際に、図２（Ｂ）に
示すように二つの偏光成分Ａｘ，Ａｙに分離し、互いの
位相差が半波長となることによって、干渉により打ち消
しあうため、強度の大きい偏光成分Ａｙのみが残る。そ
の結果、通過光２３は、図２（Ｂ）に示す偏光Ａ’に変
換されることになる。

【００２５】また、反射光２２が図３（Ａ）の偏光Ｂで
ある場合、結晶材料を通過する際に、図３（Ｂ）に示す
ように二つの偏光成分Ｂｘ，Ｂｙに分離し、互いの位相
差が半波長となることによって、干渉により打ち消しあ
うため、強度の大きい偏光成分Ｂｘのみが残る。その結
果、通過光２３は、図３（Ｂ）に示す偏光Ｂ’に変換さ
れることになる。

【００２６】即ち、反射光２２を結晶材料８中に通過さ
せることによって、図２（Ａ）又は図３（Ａ）に示す偏
光Ａ，Ｂが、それぞれ図２（Ｂ）又は図３（Ｂ）に示す
偏光Ａ’，Ｂ’に変換した通過光２３とすることができ
る。つまり、偏波面の向きが異なる偏光Ａ，Ｂのいずれ
かである反射光２２を、結晶材料８に通過させることに
よって、その偏波面の向きを強調して、互いに異なる偏
光成分Ａ’，Ｂ’のいずれかである通過光２３に変換す
ることができるのである。

【００２７】一方、基準偏光２４として、図４に示すよ
うに、結晶材料８によって分離される二つの偏光成分の
いずれかのみからなるように調整した偏光Ｃを用意す
る。この基準偏光２４をビームスプリッタ３を介して結
晶材料８に入射し、上記通過光２３と重ね合わせる。な
お、偏光Ｃからなる基準偏光２４は結晶材料８を通過し
ても変換されることがなく、そのまま通過光２３と重ね
合わされ、互いに干渉して出力される。

【００２８】この時、通過光２３が偏光Ａ’である場合
は、偏光の向きが同じであるため偏光Ｃからなる基準偏
光２４は増幅して出力され、また通過光２３が偏光Ｂ’
である場合は、偏光の向きが異なるため偏光Ｃからなる
基準偏光２４は減少して出力され、結果的に大きな強度
差となって光検知器９で検知されることになる。

【００２９】したがって、光検知器９でこの出力光の強
度差を検知することによって、元の反射光２２の偏波面
の向きを検知することができ、情報を読み出すことがで
きるのである。

【００３０】以上のように本発明では、偏波面に依存し
た信号光（反射光２２）を結晶材料８に通過させること
によって、位相差に依存した信号光（通過光２３）に変
換し、これを基準偏光２４と重ね合わせることによっ
て、強度差に依存した信号光に変換するようにしたもの
である。

【００３１】そして、強度差に依存した信号光は、従来
のコンパクトディスク（ＣＤ）装置等と同じであるた
め、従来と同様の読み取り方式を用いることができる。
具体的には、１個の光検知器９のみで読み取ることがで
き、図５、６のように２個の光検知器を必要とせず、ま
た強度差を求める演算回路も必要ない。しかも、最終的
な出力光は基準偏光２４と重ね合わせているため強度が
大きいことから、光検知器９として特に感度の高いもの
を用いる必要もない。

【００３２】したがって、本発明の検知装置では、構造
を簡略化して小型化、低コスト化することができる。

【００３３】なお、結晶材料８は、複屈折現象を有する
結晶であれば何でも使用できるが、小型化するためには
複屈折率の差が大きい方が好ましく、また工業的に安定
して製造できるものが良い。このような点から、水晶、
サファイア、ニオブ酸リチウム、タンタル酸リチウム、
ＫＤＰ（リン酸２水素カリウム）、ＡＤＰ（リン酸２水
素アンモニウム）、ルチル、ＬＢＯ（４ホウ酸リチウ
ム）等が好適である。そして、上記の材料をそれぞれ公
知の方法で製造し、所定の厚みｔとなるように切断して
結晶材料８を得ることができる。

【００３４】なお、前述したように、この結晶材料８
は、通過する反射光２３の互いに直行する二つの偏光成
分の位相差が、半波長となるように、その屈折率と厚み
ｔを設定しておくことが好ましい。そのためには、この
結晶材料８の厚みｔは、その屈折率、用いるレーザ光の
波長から、公知の手法によって算出する。なお、厚みｔ
はこの計算値と丁度同じ寸法である必要はなく、若干ず
れていても良い。

【００３５】また、上記レーザ光源１としてはレーザダ
イオード等を用い、光検知器９としてはフォトダイオー
ド等を用いる。その他のレンズやビームスプリッタ等の
素子についても一般的なものを用いる。

【００３６】さらに、上記実施形態では光磁気記録装置
の読取装置について説明したが、本発明の検知装置はこ
れに限るものではない。即ち、偏波面による変調信号を
検知するための装置であれば、さまざまな用途に用いる
ことができる。

【００３７】

【実施例】図１に示す検知装置を試作した。レーザ光源
１としてレーザダイオードを用い、ビーム径２．４ｍｍ
で、波長７８０ｎｍ、６５０ｎｍ、６３３ｎｍのレーザ
光を出射するものを用い、ビームスプリッタ３は３ｍｍ
角のほぼ立方体で、光検知器９は３〜４ｍｍ角のフォト
ダイオードを用い、全体の光路長が５ｃｍ程度となるよ
うにした。また、結晶材料８は、水晶、ニオブ酸リチウ
ム、４ホウ酸リチウムを用いた。

【００３８】このような検知装置を用いて光磁気ディス
ク６の情報読み取り試験を行ったところ、確実に情報読
み取りを行えることが確認された。

【００３９】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、情報記録
面に偏光を照射し、その反射光の偏波面の向きを検知し
て情報の読出を行うようにした偏波面による変調信号の
検知装置において、上記反射光を複屈折特性を有する結
晶材料中を通過させるとともに、この通過光と別途供給
した基準偏光とを干渉させて検知することによって、１
個の光検知器で出力光の強度を検知するだけで情報読み
取りを行うことができる。

【００４０】そのため、従来のように２個の光検知器を
必要とせず、また、出力光は強度の大きいものとなるた
め特に感度の高い光検知器を用いる必要もない。したが
って、偏波面の変調信号の検知装置を簡略化、小型化
し、低コストで製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の偏波面変調信号の検知装置の実施形態
である光磁気ディスクの読み取り装置を示す概略図であ
る。

【図２】（Ａ）（Ｂ）は反射光及び通過光の偏波面の向
きを示す図である。

【図３】（Ａ）（Ｂ）は反射光及び通過光の偏波面の向
きを示す図である。

【図４】基準偏光の偏波面の向きを示す図である。

【図５】従来の光磁気ディスクの読み取り装置を示す概
略図である。

【図６】従来の光磁気ディスクの読み取り装置を示す概
略図である。

【図７】（Ａ）（Ｂ）は反射光の偏波面の向きを示す図
である。

【符号の説明】

１：レーザ光源２：コリメータレンズ３：ビームスプリッタ４：反射鏡５：レンズ６：光磁気ディスク６ａ：情報記録面７：反射鏡８：結晶材料９：光検知器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】情報記録面に偏光を照射し、その反射光の
偏波面の向きを検知して情報の読出を行うようにした変
調信号の検知装置において、上記反射光を複屈折特性を
有する結晶材料中に通過させるとともに、この通過光と
別途供給した基準偏光とを干渉させて検知するようにし
たことを特徴とする偏波面変調信号の検知装置。
【請求項２】上記結晶材料の内部を通過する上記反射光
が、互いに直交する二つの偏光成分に分離し、互いの屈
折率の差によって生じる位相差が半波長となるように、
結晶材料の屈折率と厚みを設定したことを特徴とする請
求項１記載の偏波面変調信号の検知装置。