JPS6231411B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、情報が記録された情報記録担体か
らレーザ光により記録情報を読取る光学的情報読
取装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来この種の装置として第１図に示すものがあ
つた。図において１は半導体レーザ、２は半導体
レーザ１の活性層、３はコリメートレンズ、４は
集光レンズ、５は情報記録担体、６は光検知器、
７，８は信号出力端子である。

次に動作について説明する。半導体レーザ１の
一端面から放射されたレーザ光をコリメートレン
ズ３で平行ビームとし、集光レンズ４で情報記録
担体５上に集光する。記録担体５で反射され集光
レンズ４に再び入るレーザ光は情報記録担体５の
面上に形成されている記録情報に対応して強度変
調され、再び光路を逆行して半導体レーザの活性
層２に入り（一部は半導体レーザの端面で反射さ
れる）その戻り光量に対応して半導体レーザ１の
出力光強度が変化する。この出力光を光検知器６
で電気信号に変換し、その強度の変化をとり出す
ことにより記録情報に対応した電気的出力を信号
出力端子７からとり出すことができる。なお、同
時に半導体レーザ１の入力電流も変化するので、
信号出力端子８からも電気的出力をとり出すこと
ができる。

この光情報検出装置は、半導体レーザのいわゆ
る自己結合効果を用いたものである。半導体レー
ザの自己結合効果というのは半導体レーザの出力
光を光学的にフイードバツクしたときに見られる
現象の総称であつて、光情報の読取りに用いられ
る主な現象は、戻り光量に対応する出力光量およ
び端子電圧の変化である。第１図には戻り光量変
化に対応して出力光量が変化する現象を用いた情
報読取装置の一例を示している。

［発明が解決しようとする問題点］ この種の装置では、半導体レーザ１から放射さ
れたレーザ光が、情報記録担体５に反射される際
に、記録情報に対応して強度変調されなければな
らない。このため反射光に磁気カー効果を与える
ようにできている情報記録担体の記録情報を読み
取ることができないという問題点があつた。

この発明は上記のような問題点を解決するため
になされたもので、反射光に磁気カー効果を与え
るようにできている情報記録担体の記録情報を読
み取ることができる光学的情報読取装置を提供す
ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明にかかる光学的情報読取装置は、半導
体レーザと、この半導体レーザから放射されたレ
ーザ光を集光し、磁気カー効果を反射光に与える
ように情報が磁気記録されている情報記録担体に
照射するとともにその反射光を集光して上記半導
体レーザの放射面に戻入させる光学系と、この光
学系の光経路内に配設されたフアラデー素子と、
上記半導体レーザの背面から放射されるレーザ光
を受けてその偏光特性の変化量を弁別し電気信号
に変換する作動検出装置とを備えている。

［作用］ この発明において、半導体レーザから放射され
たレーザ光（以下、「放射光」という。）は楕円偏
光であり、その偏光面が、まずフアラデー素子で
旋光角θ回転され、ついで、情報記録担体でその
記録情報に応じて微小角度±φ回転され、さらに
再び、フアラデー素子で旋光角θ回転されて、半
導体レーザに戻り光として戻入する。

つまり、放射光は、その偏光面が、角度２θ±
φ回転して戻入する。このような戻り光が戻入し
た半導体レーザからの放射光は、その偏光長軸
が、上記微少角度±φの回転に対応して、角度±
Δα回転する。

ここで、差動検出装置が、半導体レーザからの
放射光を受けて、この偏光特性の変化量を弁別し
て電気信号に変換するので、差動検出装置の出力
は上記回転角度Δαの関数となり、かつ、Δαに
比例する。このため、差動検出装置は、戻り光の
偏光面が情報記録担体で角度＋φ回転したのか、
また、角度−φ回転したのかを検出することにも
なるので、情報記録担体の記録情報を読み取るこ
とができる。

また、上記角度φは微少であるが、光経路中に
フアラデー素子が配設されているので、このフア
ラデー素子の旋光角θの設定の仕方によつては、
放射光の偏光長軸の回転角度Δαを大きなものと
することができる。このため、情報記録担体の記
録情報の読み取りを、微少角度±φを直接検出す
ることによつて行なうものに比べて、高感度、つ
まり、高Ｓ／Ｎで行なうことができる。

［発明の実施例］ 以下、この発明の一実施例を図面にしたがつて
説明する。

第２図において、１は半導体レーザ、５は情報
記録担体である。コリメートレンズ３と集光レン
ズ４とが光学系を構成しており、この光学系が半
導体レーザ１の前面から放射されたレーザ光を集
光して、情報記録担体５に照射するとともに、そ
の反射光を集光して半導体レーザ１にその前面か
ら戻入させる。コリメートレンズ３と集光レンズ
４との間には、旋光角45゜のフアラデー素子９が
配設されている。

１０は偏光ビームスプリツタであり、半導体レ
ーザ１の後面（背面）から放射されるレーザ光
を、水平偏光と垂直偏光との直交２成分に分離す
る。６ａは第１光検知器であり、上記水平偏光の
パワーを検出する。６ｂは第２光検知器であり、
上記垂直偏光パワーを検出する。７ａ，７ｂはそ
れぞれ、第１光検知器６ａ、第２光検知器６ｂの
出力端子である。１１は差動増幅器であり、第１
光検知器６ａと第２光検知器６ｂとの出力差を検
出する。上記偏光ビームスプリツタ１０と、第
１、第２光検知器６ａ，６ｂと、差動増幅器１１
とが差動検出装置を構成している。上記半導体レ
ーザ１は、一般に結晶成長増面（活性層）内に電
界方向を有する直線偏光を放射する。この直線偏
光の偏光方向は矢印３０（第３図）で示される。
この様な直線偏光特性を有する半導体レーザ１
に、それ自身が放射した光を戻す場合、戻り光量
が一定でも戻す光の偏光方向によりレーザ放射光
の強さおよび偏光特性が変化する。

上記情報記録担体５には、記録媒体として、ガ
ドリニウム・コバルト（CdCo）の薄膜が形成さ
れており、この記録媒体に情報が磁気記録されて
いる。記録媒体としては、上記ガドリニウム・コ
バルトのほか、テルビウム・鉄（TbFe）、マン
ガン・ビスマス（MnBi）等が知られている。上
記記録媒体である薄膜を膜面に垂直な一定の向
（＋Ｍと表示する）に均一に磁化しておき、これ
にレーザ光を照射すると、その照射された部分の
温度が上昇して磁化が消失し、この部分にはまわ
りの磁化されている部分から逆方向の磁束が入り
込み、そのまま冷却されるとレーザ光が照射され
た部分は逆方向（−Ｍと表示する）に磁化される
ことになる。この現象を利用してレーザ光で記録
媒体に情報を磁気記録することができる。

また、このように膜面に垂直に磁化された記録
媒体に、たとえば直線偏光を照射すると、磁気カ
ー効果により、反射光の偏光面が微少回転（ポー
ラーカー回転）する。その回転方向は磁化の方向
により反転し、その回転角度は媒質により決ま
る。この現象を利用して、レーザ光で記録情報を
読み出すことができる。

つぎに、この装置の動作について説明する。

ここでの半導体レーザ１は、前面および後面か
ら楕円偏光を放射している。これは、半導体レー
ザ１の前面から情報記録担体５に向けて放射され
たレーザ光がフアラデー素子９および情報記録担
体５によつて、偏光面が回転されて半導体レーザ
１に戻入するために、半導体レーザ１の偏光特性
が変化した結果である。半導体レーザ１からの放
射光は、その偏光面が、まず、フアラデー素子９
で45゜回転され、次いで情報記録担体５に反射さ
れる際に、微少角度±φ回転され、さらに、再び
フアラデー素子９で45゜回転されて半導体レーザ
１に戻入する。ここで、放射光が情報記録担体５
に反射される際、情報記録担体５に記録されてい
る情報が＋Ｍであれば角度＋φだけ回転し、−Ｍ
であれば角度−φだけ回転する。

つまり、放射光は、その偏光面が角度90゜±φ
だけ回転した戻り光となつて半導体レーザ１に戻
入する。この場合、放射光は上述のように楕円偏
光であるので、その偏光長軸が角度90゜±φだけ
回転した戻り光となつて、半導体レーザ１に戻入
することになる。

偏光面が角度90゜＋φだけ回転した戻り光が、
半導体レーザ１に戻入すると、半導体レーザ１か
らの放射光は、第３図の楕円３１のように偏光長
軸３１ａがＥ方向（水平方向）から角度−Δα
だけ回転する。また、偏光面が角度90゜−φだけ
回転した戻り光が半導体レーザ１に戻入すると、
放射光は、楕円３２のように偏光長軸３２ａがＥ
方向から角度＋Δαでけ回転する。このような
放射光が半導体レーザに戻り光として戻入すると
きには、その偏光長軸がさらに角度90゜±φ回転
したものとなる。

ここで上記のような放射光を第２図の半導体レ
ーザ１の後方に配設された偏光ビームスプリツタ
１０で、水平偏光と垂直偏光との直交２成分に分
離して、上記水平偏光のパワーを第１光検知器６
ａで検出し、上記垂直偏光のパワーを第２光検知
器６ｂで検出する。また、第１光検知器６ａと第
２光検知器６との出力差を、差動増幅器１１で検
出する。

このとき、第１光検知器６ａの検出出力Ｉは
式Ｉで示される。

慧 Ｉ＝I₀cos²（π／４±Δα） ……Ｉ 第２光検知器６ｂの検出出力Ｉ⊥は式で示さ
れる。

Ｉ⊥＝I₀cos²（π／４±Δα） …… 差動増幅器１１の検出信号ΔＷ（±Ｍ）は式
で示される。

ΔＷ（±Ｍ）＝η（Ｉ−Ｉ⊥） ＝〓ηI₀sin2Δα … ここで、上記I₀は半導体レーザ後面から放射され
るレーザパワー、ηは光・電気変換係数である。

ここで、上記差動増幅器１１の検出信号ΔＷが
正の値であれば、戻り光の偏光面が情報記録担体
５で角度＋φだけ回転されたことを示し、ΔＷが
負の値であれば、戻り光の偏光面が情報記録担体
５で角度−φだけ回転されたことを示す。これに
よつて、情報記録担体５の記録情報±Ｍを読み取
ることができる。

上記構成において、偏光ビームスプリツタ１
０、第１光検知器６ａ、第２光検知器６ｂ、差動
増幅器１１でなる差動検出装置が半導体レーザ１
からの放射光を受けて、その偏光特性の変化量を
弁別するので、差動検出装置の出力ΔＷは角度Δ
αの関数となり、かつ、角度Δαに比例する。こ
れは、差動検出装置が、情報記録担体５で、戻り
光の偏光面が＋φ回転したのか、また、角度−φ
回転したのかを検出することにもなるので、情報
記録担体５の記録情報を読み取ることができる。

ここで、第４図は、放射光の偏光長軸がＥ〓方
向（第３図）となす角度αと、フアラデー素子９
の旋光角θとの関係を示す特性図である。この特
性図によると、フアラデー素子９の旋光角θが45
゜前後の範位内に設定されているときは、他の範
囲に比べて、θの微少変化に対するαの変化率が
非常に大きくなつており、（Δα／Δθ）の値が
約８となつている。このとき、フアラデー素子９
の旋光角θが微少変化するということは、この実
施例の情報記録担体５で戻り光の偏光面が微少角
度±φ回転されることに値する。

そこで、この実施例のように、旋光角45゜のフ
アラデー素子９を光経路中に配設しておけば、情
報記録担体５で与えられる戻り光の偏光面の回転
角度±φが微少（10分の数度〜数度）であるにも
かかわらず、この戻り光が戻入した半導体レーザ
１からの放射光は、その偏光長軸の回転角度±Δ
αが上記±φの約８倍の大きさになる。したがつ
て情報記録担体５の記録情報の読み取りを、微少
角度±φを直接検出することによつて行なうもの
に比べて、高感度、つまり、高Ｓ／Ｎで行なうこ
とができる。

なお、上記旋光角45゜のフアラデー素子９の代
りに、１／４波長板を設けても同様の効果を奏す
る。

［発明の効果］ 以上のようにこの発明によれば、磁気カー効果
を反射光に与えるように情報が磁気記録されてい
る情報記録担体から、高Ｓ／Ｎで記録情報を読み
取ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光学的情報読取装置の構成図、
第２図はこの発明の一実施例よる光学的情報読取
装置の構成図、第３図はレーザ放射光の偏光特性
の変化を示す特性図、第４図はフアラデー素子の
旋光角θとレーザ放射光の偏光長軸の回転角αと
の関係を示す特性図である。 １……半導体レーザ、３，４……光学系、５…
…情報記録担体、９……フアラデー素子、６ａ…
…第１光検知器、６ｂ……第２光検知器、１０…
…偏光ビームスプリツタ、１１……差動増幅器。
なお図中、同一符号は同一または相当部分を示
す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 半導体レーザと、この半導体レーザから放射
   されたレーザ光を集光し、磁気カー効果を反射光
   に与えるように情報が磁気記録されている情報記
   録担体に照射するとともにその反射光を集光して
   上記半導体レーザの放射面に戻入させる光学系
   と、この光学系の光経路内に配設されたフアラデ
   ー素子と、上記半導体レーザの背面から放射され
   るレーザ光を受けてその偏光特性の変化量を弁別
   し電気信号に変換する差動検出装置とを備えた光
   学的情報読取装置。 ２ 差動検出装置が偏光ビームスプリツタと、分
   離された二つのレーザ光をそれぞれ電気信号に変
   換する第１、第２の光検知器と、これらの光検知
   器の出力信号が入力される差動増幅器とで構成さ
   れている特許請求の範囲第１項記載の光学的情報
   読取装置。