JPS6168741A - 光ビ−ム合成装置 - Google Patents

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】 皮Ｉ九１ 本発明は２種類の光ビームを集束する光ビーム合成装置
に関し、より詳細には、光デイスクメモリの光ピツクア
ップ光学系に適用可能な光ビーム合成装置に関するもの
である。

ｌ米艮！ 近年、ディスク状の記録媒体上に光をスポット上に絞っ
て照射し情報の記録及び再生を行う光情報記録再生装置
が注目されている。この内の１方式にＤ　ＲＡ　Ｗ（Ｄ
ｉｒｅｃｔ　Ｒｅａｄ　Ａｆｔｅｒ　１ｌｒｉｔａ）方
式がある。この方式は、２個の光源からの絞り込んだ各
光ビームを互いに近接させてディスク上の所定位置に投
射し、一方の光ビームで記録すると共に他方で同時に記
録された情報を再生して正しい記録が行われたかどうか
を瞬時にチェックする方式である。この場合、従来は、
２個の光源を夫々が発射する光ビームが互いに邪魔にな
らない様に空間的に離隔して配置し、ミラー等を利用し
て各発射ビームを絞りレンズに入射させた後スポット状
に纏めてディスク上に投射する方法がとられている。然
るに、この方法では、何れか一方の光ビームを絞りレン
ズの光軸に対して相当斜めに入射させる必要があり、こ
の為、絞りレンズの開口を有効に利用できず多くの光が
ケラしたり、又、収差が発生して絞り性能を悪化させる
。又、光源として半導体レーザを用いる場合は、そのビ
ーム径が大きい為、光源を空間的に離隔させた後まとめ
て絞る配置の実現がむずかしい。更に、この方法による
場合は、光学系が大型化する傾向がある。

この対策として、波長により選択的に光ビームを透過又
は反射させるフィルタと偏光ビームスプリッタ及び１／
４波長板等を組み合せた光ビーム合成装置（特開昭５８
−１３２２１４号公報）が提案されているが、価格や光
の利用効率等に懸案点が残されている。

ｌ血 本発明は１以上の点に鑑みなされたものであって、２個
の光源からの光ビームを簡単な植成で効率良く纏めて利
用できる光ビーム合成装置を提供することを目的とする
。

璽−威 本発明は、上記の目的を達成させるため、互いに異なる
第一及び第二波長を備えた各光ビームを夫々発生する第
一及び第二の光源と、前記第一波長に対して高い回折効
率を持ち前記第二波長に対して低い回折効率を持った回
折格子と、１７４波長板と、入射する２種類の前記光ビ
ームを前記１７４波長板を介し対象物に投射すべく同一
方向に平行に出射させると共に該対象物で反射した後前
記１７４波長板を介して入射する反射ビームを前記投射
ビームと分離させ所定方向に出射させる偏光ビームスプ
リンタとを有することを特徴としたものである。

以下、本発明の一実施例に基づき具体的に説明する。第
１図は本発明の１実施例としての光情報記録再生装置を
示した模式図である。第１図において、第一の光源１は
波長λ、の光ビームＡ工を発射する。一方、第二の光ｇ
２は波長λ２の光ビームＡ２を発射する。この場合の各
波長の値は、後述する回折格子との関係で決められるが
、一般には１例えば半導体レーザを用いた光ピツクアッ
プの様に、それらの波長差が２０〜５０ｎｍ程度の光源
が用いられる。又、各光ビームＡ工、Ａ２の偏光方向は
、共に紙面に垂直（図中［株］で示す）となる様に設定
されている。そして１本例では、これら光源１，２が、
各発射光ビームＡ工、Ａ２が複類の光路上で直角に交わ
る様に配置されている。

而して、各光ビームＡ□、Ａ２が交わる位置の近傍に１
回折格子３が各光ビームの入射角が４５゜となる方位で
配設されている。この場合、回折格子３は、波長λ、に
対しては略１００％、波長λ２に対しては略０％の回折
効率を持つように形成されている。本例では、波長差が
２０〜５０ｎｍの２種類の光ビームに対して回折効率に
関する上記条件を容易に満足できる体積型位相回折格子
が採用されている０体積型位相回折格子３は、ガラス等
の基板３ａ上に媒体としての重クロム酸ゼラチンや漂白
銀塩等から成る高分子物質３ｂを被着させて形成されて
いる。この場合の格子媒体３ｂの厚さは、次の様にして
決定される。

今、格子の屈折率変調の大きさをｎ□、格子を形成する
媒体３ｂの厚さをｔ、ブラッグ入射角をθとすると、体
積型位相回折格子３の回折効率ηは。

η＝ｓｉｎ”（πｎＬｔ　／λｃｏｓθ）　・−−−−
・第１式％式％ ０ｎｍと設定し、媒体３ｂの厚さｔを求めると、θ＝４
５’、媒体３ｂとして一般的なｎ、＝０．０１であるか
ら、ｔ＝２７．６μｍとなる。即ち、第一光源１から波
長λ□が７８０ｎｍの光ビームを、屈折率変調の大きさ
が０．０１で厚さが２７゜６μｍの格子媒体３ｂが被着
された回折格子３に、ブラッグ角が４５度となる方向か
ら入射させると１００％の回折効率が得らｉｂる。

以上の如く形成された回折格子３における入射光ビーム
の波長λと回折効率ηとの関係を示すと、第２図の如く
なる。これから、本例においては、第二光源の波長λつ
を８００ｎｍ以上に設定すれば、回折効率が０％となる
ことが分かる。即ち、本例の回折格子３に対しては、第
一及び第二の光ｇ１，２から発射される各光ビームの波
長を夫々７８０ｎｍ及び８００ｎｍ以上に設定すれば、
上述した回折効率に関する条件を満たすことができる。

尚、回折格子３としては、体積型位相回折格子に限らず
、他の例えば直線等間隔格子を用いても良い。この場合
は、その格子間隔をｄとすると、次の第２式（ブラッグ
の式）を満足させれば、略１００％の回折効率を得るこ
とができる。

ｄ＝λ１／（２ｓｉｎθ）−・・−第２式ここで、上記
の場合と同様にθ＝４５”、λ□＝７８０ｎｍとすると
、格子間隔ｄ＝０．５５μｍとなる。

回折格子３で略１００％透過された光ビームＡ４と回折
されず略１００％透過する光ビームＡ２が重ね合わされ
て出射する光路に沿った後順には、入射する光ビームの
偏光方向に応じて透過又は反射させる偏光ビームスプリ
ッタ４が配設されている。本例では、入射する光ビーム
ＡＬ、Ａ、の偏光方向が共に図中紙面垂直方向に設定さ
れているから、両ビームとも共に入射方向に対して直角
方向に反射され平行に出射する。そして、この出射方向
には、１／４波長板５が配設されている。この１７４波
長板５は、光ビームが２度通過するとその偏光方向を９
０＠回転させる効果を有しており。

この効果は通過する光ビームの波長の影響を受ける。本
例の場合、光ビーム八〇から再生信号や各種制御信号を
得、光ビームＡ２を記録用に用いるとすれば、１／４波
長板５は効率良く採り出す必要の有る光ビームＡ工の波
長λ１に合わせて作製する。何故なら、記録用のビーム
はその用途上大出力の光源から発射される為、波長の影
響を無視できるからである。

１／４波長板５から偏光ビームスプリッタ側とは反対側
の光路に沿って、対物レンズ６が配設さ九、更にその後
順には、適長離隔させて情報が記録される記録媒体とし
てのディスク７が配設されている。従って、１／４波長
板５を通過した両ビームＡ１．Ａ２は、次順に配設され
た対物レンズ６によって収束され、ディスク７上の所定
位置に微小スポットとして投射される。この様にして、
２種類の光ビームＡ、、Ａ、を対物レンズ６の光軸Ｐに
沿って平行或いは略平行に入射させることができ、対物
レンズ６でケラレによる光損失や入射ビームの傾きによ
る収差を受けることなく、ディスク７の所定位置に効率
良く正確に微小スポットを投射することができる。

ディスク７で反射された光ビームＢ工、Ｂ、は投射時の
光路を逆行し、対物レンズ６を経て１７４波長板５を再
度通過し、投射光ビームＡ工、Ａ２の偏光方向から９０
°回転した図中紙面に平行な偏光方向となり、次順の偏
光ビームスプリッタ４に入射する。偏光ビームスプリッ
タ４に入射した後は、偏光方向が紙面平行方向である為
１回折格子３側に反射されず直進方向に出射され、投射
光ビームＡ工、Ａ２と分離される。これら分離された反
射光ビームＢ１．Ｂ、は、情報の再生信号として読出処
理される他に、投射スポットのディスク７上の位置を示
すトラック信号や焦点との誤差を示すフォーカス信号と
して利用される。

次に、本発明の他の実施例について第３図の模式図に基
づき説明する。尚、上記実施例と同一の構成要素につい
ては同一符号を付し、その説明を省略する。本例におい
ては、大きい方の波長λ２を持ち偏光方向が紙面垂直方
向の光ビームを発する光源２を、光軸Ｐに平行で回折格
子３に対して４５°の角度で入射する方向から光ビーム
を発射すべく配置（上記実施例の光源１の配置）し、小
さい方の波長λ、をもつ光ビームの光源１を光軸Ｐに沿
って偏光ビームスプリッタ４に直接光ビームを入射させ
ることが可能な位置に配設しである。

この光源１から発射される光ビームＡ工の偏光方向は、
紙面平行方向に設定されており、光源２からの光ビーム
Ａ２と異なる。そして１回折格子３′を波長λ２に対し
１００％、波長λ１に対し０％の回折効率を発揮できる
様に作製しである。その他の構成は、上記実施例と同様
である。

以上の如く構成された光情報記録再生装置において、光
源１から発射されたＡ工は、偏光ビームスプリッタ４を
直進透過した後、１７４波長板５及び対物レンズ６を介
してディスク７上に投射される。一方、光源２からの光
ビームＡ２は上記実施例における光ビームＡ１と同一光
路を進む。従って、光ビームＡ工と偏光ビームスプリツ
タ４内部で合流し、これ以後は共に光軸Ｐに沿って平行
に進みディスク７上の所定位置にスポット状に投射され
る。ディスク７からの反射光ビームＢ１゜Ｂ２は偏光ビ
ームスプリッタ４までは重なり合って進むが、これ以降
は、光ビームロ工は回折格子３に向けて反射され、他方
の光ビームＢ２は直進透過し、合流した２種類の光ビー
ムが異なる方向に分離される。以上の如く、本例による
場合は、反射光ビームを異なる方向に分離することがで
き、光ピツクアップ光学系の要素の配置の多様化に貢献
する。

尚、上記実施例等においては、２種類の光ビームディス
ク７上に投射する前に重ね合せているが、この場合、両
ビームを可及的に近接させて投射する構成として良い。

羞−員 以上、詳述した如く１本発明によれば、回折格子と偏光
ビームスプリッタ及び１７４波長板を組合せることによ
り、Ｎ単な構造で２種類の光ビームから成るビームスポ
ットを効率良く確実に得ることができる。この場合１回
折格子等の安価な光学要素を利用するから、光ビーム合
成装置の原価低減を促進する。尚、本発明は上記の特定
の実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的範
囲内において種々の変形が可能であることは勿論である
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を示した模式図、第２図は回
折効率と波長の関係を示したグラフ図、第３図は本発明
の他の実施例を示した模式図である。 （符号の説明） １：　第一光源 ２：　第二光源 ３．３’、　　回折格子 ４：　偏光ビームスプリッタ ５：　　１／４波長板 特許出願人　　　　株式会社　リ　コ　−第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、互いに異なる第一及び第二波長を備えた各光ビーム
   を夫々発射する第一及び第二の光源と、前記第一波長に
   対して高い回折効率を持ち前記第二波長に対して低い回
   折効率を持った回折格子と、１／４波長板と、入射する
   ２種類の前記光ビームを前記１／４波長板を介し対象物
   に投射すべく同一方向に平行に出射させると共に該対象
   物で反射した後前記１／４波長板を介して入射する反射
   ビームを前記投射ビームと分離させ所定方向に出射させ
   る偏光ビームスプリッタとを有することを特徴とする光
   ビーム合成装置。 ２、上記第１項において、前記回折格子は前記第一波長
   の光ビームを略１００％の効率で回折し前記第二波長の
   光ビームを略０％の効率で回折する体積型位相回折格子
   であることを特徴とする光ビーム合成装置。 ３、上記第２項において、前記回折格子に対して前記第
   一波長の光ビームは回折し前記第二波長の光ビームは透
   過する様に前記第一及び第二光源を配置したことを特徴
   とする光ビーム合成装置。