JPS60221722A - 記録再生光学系 - Google Patents

記録再生光学系

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JPS60221722A
JPS60221722A JP59077891A JP7789184A JPS60221722A JP S60221722 A JPS60221722 A JP S60221722A JP 59077891 A JP59077891 A JP 59077891A JP 7789184 A JP7789184 A JP 7789184A JP S60221722 A JPS60221722 A JP S60221722A
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objective lens
aperture
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    • G11B7/12Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1372Lenses
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
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    • G11B7/00Recording 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
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、光学的な記録再生を行う為の光学系に関する
ものである。
背景技術とその間融点 光学的な記録再生が可能な媒体、例えは光ディスクに情
報を記録する為にはloFFIW前後のパワーが必*’
cあるが、この記録の為の光源として広く使用されてい
る半導体レーザの光出力は20〜3QmW前後とあまり
大きくない。この為に、半導体レーザからの光出力を有
効に利用しなければならず、光学系には高い結合効率が
要求される。
一方、元ディスクに記録されている情報を再生する場合
は、ビームがレンズに均一に入射すればするほど高い再
生性能を得ることができる。第1図はこのことを示して
おり、レンズの口径2人がビームの直径2Wに比べて小
さく、A/Wが小さいほどMTFが高い。
つまり、高い再生性能を得ることき高い結合効率を得る
こととは、互いに相反する要件である。
この為に、双方の条件を満たし、しかも各光学素子の光
学定数の固体差にも対応できる様に構成されている記録
再生光学系は、今のところ知られていない。
発明の目的 本発明は、この様な問題点に鑑み、所定の再生性能と結
合効率とを■し、しかも各光学素子の光学定数の固体差
にも対応することができる記録再生光学系を提供するこ
とを目的としている。
発明の概要 本発明は、単−横モードの発振を行い活性層に垂直及び
平行な夫々の面内でのビーム放射角がθ工及びθ〃 で
ある半導体レーザと、焦点距離fCを有するコリメート
レンズと、互いに直交する2方向の拡大倍率の比が1:
βであるアナモルフィック光学素子き、焦点距離f。、
開口ItNAo及び口径2Ao を有する対物レンズと
を夫々具備し、前記半導体レーザから放射され前記コリ
メートレンズ及び前記アナモルフィック光学素子を通過
して前記対物レンズに入射するビームの前記活性層に垂
直及び平行な夫々の面内での直径2W土及び2W〃 と
前記口径との比A/W土及びA / Wpが所定の値f
i工及びfi、に対して、 Ao/Wll≦fi□ Ao/W、、≦目。
の関係を有すると共に結合効率ダか所定の値ηdに対し
て、 ダ≧ηd の関係を有し、前記ビームによって光学的な記録再生を
行う様にした記録再生光学系に於いて、M= fc/ 
f、とβとが、 M≧NAo/(aibθx ・f IJL) −’M−
β≧NA o / (gmθp・fi//)M2・β≦
0 、74 NA o /(a+nθ□、smf)p、
1d)の関係を満たす様に構成されていることを特徴と
する記録再生光学系に係るもあである。
実施例 以下、本発明の一実施例を第2図〜第5図を参照しなが
ら説明する。
第2図は、本実施例の構成を示している。半導体レーザ
1は単−横モードの発振を行い、この半導体レーザ1か
ら放射されるビーム2の強度は光軸に垂直な断面上でガ
ウス分布に近い分布をしている。
半導体レーザ1から放射されるビーム2のビーム半径の
先端つまりビーム2の強度が光軸上の値の1/e2にな
る点を通る光線が光軸と成す角度は、半導体レーザ1の
活性層3に垂直及び平行な夫々の面内でθ1及びθ〃(
θ□〉θ〃)であり、光軸に垂直な方向でのビーム2の
断面は楕円形を成している。
この為に、焦点距離がfcで且つ開口数がNAcである
コリメートレンズ4を通過したビーム2は、プリズムや
レンズ等のアナモルフィック光学素子5によってより円
形に近い断面形状とされる。本実施例で使用するアナモ
ルフィック光学素子5は、互いに直交する2方向の内の
一方では倍率β(≧1)の拡大機能を有しており、他方
では拡大櫨a話を有していない。
アナモルフィック光学素子5を通過したビーム2のビー
ム半径は、活性層3に垂面及び平行な夫々の面内でW土
及びWp となっている。そして、このビーム2は、焦
点距離がf。で且っ開口数がNAoである対物レンズ6
によって収束されて、光ディスク1の記録面に入射する
ところで、半導体レーザ1と対物レンズ6との選定には
自由度があまりないのが一般的である。
また、コリメートレンズ4の口径2 Ac(= 2 f
、・NA、 )を対物レンズ6の口径2 Ao(= 2
 fo、NAo)よりも大きくすれば、光学系の再生性
能は、対物レンズ6の口径2Ao とこの対物レンズ6
へ入射するビーム2の直径2 W土、2W、との比によ
って決定される。
従って、これらの比と光学系の結合効率lとが、夫々所
定の値であるfi土、fi、及びηd に対゛して、A
o/wL≦fi□・・・・・・・・・・・・・・・■A
o/W、、≦fi、−・・・・・・・・・・・・・■η
 ≧ηd・・・・・・・・・・・・・・・■の関係を満
たす様にする為には、コリメートレンズ4とアナモルフ
ィック光学素子5との夫々の光学定数を適当な値に選定
すればよい。
上記の00式は、夫々 人o/W、= f Q ’ NkQ/CBruθl” 
C)≦’1JLAo/Ws = f o−NAo/(=
θ〃・【o・β)、6(i、。
となるので、M == f o/ f o とすると、
これらの式%式% 一方、強度分布がガウス形であるビーム2を使用する場
合の光学系の結合効率ηは、活性層3に垂直な方向をX
方向とし平行な方向をy方向とすると、 cdxdyexp(−2・((A/w)X−X)2)・
eXp(−2・((A/w)、・y)2)・・・・・・
・・・■ A(、:4≦1 と表わされる。
第3図は、0式からめた結合効率ηの等高線を示してい
る。そして第4図は、0式を。
ダ=0.86X (A/W)x・(A/W)y ・・・
・・・・・・■の式で近似してめた結合効率ダの等高融
を示している。
第4図中の点線は0式に対する■式の誤差が2−以下の
範囲を示しており、A/Wが略1.12以下である。ま
た第4図中の一点鎖線は誤差がIIs以下の範囲を示し
ており、A/Wが略1.10以下である。そこで、■式
を用いると、0式はM2・/、4 o、74 NAo 
/ (sinθ□・trmerq tl )−−−= 
■となる。
つまり、対物レンズ6の焦点距Mfo に対するコリメ
ートレンズ4の焦点距離f。の比であるMと、アナモル
フィック光学素子5の拡大倍率であるIとを、000式
を満たす様に選定すれば、光学系の再生性能及び結合効
率の条件である000式を満たすことができる。
第5図は、上記の000式によってめたM及びβの値を
示している。ここでは、a。= 0.50、fi、≦0
.80、f i //≦1.00 及びηd≧0.50
とし、ビーム放射角が互いに異なる3個の半導体レーザ
I A% I Bs 10を使用した。
半導体レーザ1Aのビーム放射角の半値食中つまりビー
ム2の強度が光軸上の値の1/2になる全角は、活性層
3に垂直及び平行な夫々の面内で19.00”及び8.
50°である。また、半導体レーザ1Bについては23
.50”及び10.50”であり、半導体レーザ1Cで
は31.50°及び12゜00°である。なお、上述の
角度θ工及びθ〃は、これらの半値食中に夫々0.84
7を乗することlζよって得ることができる。
第5図に於いて、直線11はfi上=0.80に、曲線
12はHa = 1−00に、曲線13はη、=0.5
0に、また曲線14はβ・=1に夫々対応しており、こ
れらの直線及び曲線11〜14に囲まれている範囲が、
各々の半導体レーザlAs1Bs10についてのM及び
βの範囲である。
従って、第5図から明らかな様に、M=2.26及びβ
=1.79とすれば、半導体レーザI As I B−
10の何れを使用した場合でも、■■■式で示される所
定の再生性能と結合効率とを得ることができる。
発明の効果 上述の如く、本発明による記録再生光学系は、対物レン
ズの焦点距離に対するコリメートレンズの焦点距離の比
と、アナモルフィック光学素子の拡大倍率とが、所定の
式を満たす様に構成されているので、所定の再生性能と
結合効率とを有することができ、しかも各光学素子の光
学定数の固体差にも対応することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はレンズ径及びビーム径の比と再生性能との関係
を示すグラフ、第2図は本発明の一実施例を示す概略的
な側面図、第3図はレンズ径及びビーム径の比と結合効
率との関係を示すグラフ、第4図は草3図の関係を近似
的に示すグラフ、第5図は本発明の一実施例の光学定数
を示すグラフである〇 なお図面に用いられている符号に於いて、1 ・・・・
・・・・・・・・・・・半導体レーザ2 ・・・・・・
・・・・・・・・・ビーム3・・・・・・・・・・・・
・・・活性層4 ・・・・・・・・・・・・・・・コリ
メートレンズ5・・・・・・・・・・・・・・・アナモ
ルフィック光学素子6・・・・・・・・・・・・・・・
対物レンズである。 代理人 上屋 勝 〃 常包芳男 第1図 !2聞周瀘教C”M’!−タ7酎1()第3図 09 (A/W)x 第4図 (A/W)Y 第5図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 単−横モードの発振を行い活性層に垂直及び平行な夫々
    の面内でのビーム放射角がθ工及びθNである半導体レ
    ーザと、焦点距離fCを有するコリメートレンズと、互
    いに直交する2方向の拡大倍率の比が1:βであるアナ
    モルフィック光学素子と、焦点距離f0、開口数凧。及
    び口径2Aoを有する対物レンズとを夫々具備し、前記
    半導体レーザから放射され前記コリメートレンズ及び前
    記アナモルフィック光学素子を通過してml記対物レン
    ズに入射するビームの前記活性層に垂直及び平行な夫々
    の面内での直径2 WJL及び2 VVttと前記口径
    との比A0/W工及びAo/W7yが所定の値口よ及び
    f轟Iに対して、 人。/W工≦f1□ YAA0/WI≦fiI の関係を有すると共に結合効率ダが所定の値ηdに対し
    て、 ダ≧ ダd の関係を有し、前記ビームによって光学的な記録再生を
    行う様にした記録再生光学系に於いて、M=fc/fo
    とβとが、 M≧NAo / (sunθ1・fjl)M−/≧NA
    、/(s=ep ・rt、)M2.β≦0.74NA2
    o/(sinθ工・8111θI−yd)の関係を満た
    す様に構成されていることを特徴とする記録再生光学系
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