JPS63100646A - Magneto-optical information reproducing device - Google Patents

Magneto-optical information reproducing device

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JPS63100646A
JPS63100646A JP61246616A JP24661686A JPS63100646A JP S63100646 A JPS63100646 A JP S63100646A JP 61246616 A JP61246616 A JP 61246616A JP 24661686 A JP24661686 A JP 24661686A JP S63100646 A JPS63100646 A JP S63100646A
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optical
magneto
recording medium
photodetector
light
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理 小山
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Abstract

PURPOSE:To improve the C/N of a signal detection by setting an angle from the incident luminous flux polarizing direction of the photodetector optical axis of a magneto-optical information reproducing device to an optimum angle. CONSTITUTION:A P polarizing luminous flux from a semiconductor laser 21 irradiates through a half mirror 23 a recording media 26 as the optical spot of intensity I0. The luminous flux reflected by the recording medium 26 is guided to a photodetector 27, intensity-modulated and photodetected by a photodetecting device 29. When the average of a polarizing component intensity entering the photodetecting device 29 is the inverse of IR, the squared average at the intensity fluctuation in a magneto-optical signal observing frequency is DELTAIR<2>, xsi is a formula I, the light quantity of the incident light flux on the recording medium 26 is I0, the amplitude reflectance of the recording medium 26 is R, an optical type light utilization ratio to come from the recording medium 26 to the photodetecting device 29 excluding a photodetecting means is epsilon, the photoelectric converting efficiency of the photodetecting device 29 is K, a charge quantity is (e), the thermal noise of an amplifying means in the magneto- optical signal observing frequency is T, the band width of the detecting signal is DELTAB, the amplitude transmission rate of the photodetecting means is tA and the quenching ratio of the photodetecting means is etaA, an angle thetaA formed by the optical axis of the photodetecting means and the prescribed direction satisfies a formula II.

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は、磁気光学効果を利用して記録媒体に磁気的に
記録された情報を再生する光磁気情報再生装置に関する
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field] The present invention relates to a magneto-optical information reproducing device that reproduces information magnetically recorded on a recording medium by utilizing the magneto-optical effect.

〔従来技術〕[Prior art]

近年、半導体レーザ光により記録再生を行なう光メモリ
は、高密度記Oメモリとして実用化への研究開発が盛ん
である。この内、既に製品化されたコンパクトディスク
等に代表される再生専用光ディスクやD RA Wタイ
プ光ディスクとともに、特に消去・書き換えが可能な光
磁気ディスクが有望視されてきている。光磁気ディスク
は、レーザスポット照射による磁性薄膜の局所的温度上
昇を利用して磁気的に情報を記録し、磁気光学効果(特
にカー効果)により情報を再生するものである。ここで
カー効果とは、光が磁気記録媒体によって反射された場
合に、偏光面が回転する現象をさす。
2. Description of the Related Art In recent years, optical memories that perform recording and reproduction using semiconductor laser light have been actively researched and developed for practical use as high-density O-memories. Among these, in addition to read-only optical disks typified by compact disks and DRAW type optical disks that have already been commercialized, magneto-optical disks that are erasable and rewritable are particularly promising. Magneto-optical disks magnetically record information using the local temperature rise of a magnetic thin film caused by laser spot irradiation, and reproduce the information using the magneto-optic effect (particularly the Kerr effect). The Kerr effect here refers to a phenomenon in which the plane of polarization rotates when light is reflected by a magnetic recording medium.

従来の光磁気ディスク装匝の基本的構成を第7図に示す
。第7図において、1は半導体レーザ、2はコリメータ
レンズ、llはハーフミラ−14は対物レンズ、6は光
磁気記録媒体、7は検光子、8は集光レンズ、9は光検
出器で、P偏光方向は紙面に平行、S偏光方向は垂直で
ある。
The basic configuration of a conventional magneto-optical disk casing is shown in FIG. In FIG. 7, 1 is a semiconductor laser, 2 is a collimator lens, 11 is a half mirror, 14 is an objective lens, 6 is a magneto-optical recording medium, 7 is an analyzer, 8 is a condensing lens, 9 is a photodetector, P The polarization direction is parallel to the plane of the paper, and the S polarization direction is perpendicular.

次に上記装置において、光磁気情報を再生する場合につ
いて説明する。半導体レーザlからP偏光方向の直線偏
光として射出された光束は、コリメータレンズ2により
平行光束とされ、ハーフミラ−11を通過する。P偏光
成分振幅透過率をtp、s偏光成分振幅透過率をtsと
すれば、11においては1tpl”= 1tsl”=0
.5である。光束は、対物レンズ4により光磁気記録媒
体6上に微小なスポットとして結像される。媒体6上に
あらかじめ磁区(ピット)が形成されている場合には、
第8図に示す様に媒体6からの反射光は、カー効果によ
りスポット照射領域の磁化方向上向きか又は下向きかに
応じて、各々±θにの偏光面の回転を受ける。ここで、
記録媒体6の振幅反射率のP偏光成分をR,S偏光成分
をKとすれば次式が成り立つ。
Next, the case where magneto-optical information is reproduced in the above device will be explained. The light beam emitted from the semiconductor laser 1 as linearly polarized light in the P polarization direction is converted into a parallel light beam by the collimator lens 2, and passes through the half mirror 11. If the P polarization component amplitude transmittance is tp and the s polarization component amplitude transmittance is ts, then in 11, 1tpl"=1tsl"=0
.. It is 5. The light beam is imaged as a minute spot on the magneto-optical recording medium 6 by the objective lens 4 . If magnetic domains (pits) are already formed on the medium 6,
As shown in FIG. 8, the reflected light from the medium 6 undergoes rotation of the plane of polarization by ±θ depending on whether the magnetization direction of the spot irradiation area is upward or downward due to the Kerr effect. here,
If the P polarization component of the amplitude reflectance of the recording medium 6 is R and the S polarization component is K, the following equation holds true.

光磁気変調された反射光は、対物レンズ4で再び平行光
束とされ、ハーフミラ−11で反射された後、検光子7
で強度変調された光束に変換される。即ち、第8図にお
いて反射光束は、その振幅の検光子光学軸への正射影と
して検光されるので、光磁気媒体への入射光強度をIO
1検光子の光学軸のP偏光方向からの角度をθAとすれ
ば、カー回転角±θKに応じて検光子を透過した光束の
強度I+θに、  1−θには各々(2)式のようにあ
られせる。
The magneto-optically modulated reflected light is again converted into a parallel beam by the objective lens 4, reflected by the half mirror 11, and then passed through the analyzer 7.
is converted into an intensity-modulated luminous flux. That is, in FIG. 8, the reflected light flux is analyzed as an orthogonal projection of its amplitude onto the optical axis of the analyzer, so the intensity of light incident on the magneto-optical medium is expressed as IO.
1 If the angle of the optical axis of the analyzer from the P polarization direction is θA, then the intensity of the luminous flux transmitted through the analyzer is I + θ according to the Kerr rotation angle ±θK, and 1−θ is calculated as shown in equation (2). make it rain.

θに〜1°であるから、IRI”>IK+”が成り立つ
ので、(2)式は、 i^ とあられせる。(3)式の括弧内箱2項が光磁気変調成
分、第1項が非変調成分であり、各々の強度をO +R〜−l Rl ”cos”θA         
  (5)このような検出光束は集光レンズ8を経て、
光検出器9により光磁気信号として検出される。
Since θ is ~1°, IRI">IK+" holds true, so equation (2) can be expressed as i^. The second term in the parentheses in equation (3) is the magneto-optical modulated component, and the first term is the non-modulated component, and the intensity of each is O +R~-l Rl ``cos'' θA
(5) Such a detection light flux passes through the condensing lens 8,
It is detected by the photodetector 9 as a magneto-optical signal.

ここでカー効果による偏光面回転角OKは、一般には1
0 程度であり、検光子7を通過して得られる光磁気変
調成分が非常に微少な量であることを考えると、検光子
の光学軸の方位角θAは検出信号のC/N (搬送波と
雑音との比)が最大となる様な最適位置に設定する必要
がある。
Here, the polarization plane rotation angle OK due to the Kerr effect is generally 1
0, and considering that the magneto-optical modulation component obtained by passing through the analyzer 7 is extremely small, the azimuth angle θA of the optical axis of the analyzer is equal to the C/N (carrier and carrier wave) of the detection signal. It is necessary to set the optimum position so that the ratio (to noise) is maximized.

そこで従来の光磁気情報記録再生装置においては検光子
7の光学軸の方位角θAは、(4)式であられされる光
磁気変調成分強度を最大とするため、入射光束の偏光方
向に対して45°に設定されていた。しかしながら、検
出信号に重畳される雑音を考慮すると、必ずしもθA=
45’  とすることにより11大のC/Nを得られる
とは限らない。
Therefore, in the conventional magneto-optical information recording/reproducing device, the azimuth angle θA of the optical axis of the analyzer 7 is set relative to the polarization direction of the incident light beam in order to maximize the intensity of the magneto-optical modulation component calculated by equation (4). It was set at 45°. However, considering the noise superimposed on the detection signal, θA=
45' does not necessarily mean that a C/N of 11 can be obtained.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明の目的は、上記従来技術の欠点を改良し、ピンフ
ォトダイオードなどの増幅作用のない安価な光検出器を
用いて、簡単な構成でC/Nの良好な光磁気信号の再生
が可能な光磁気情報再生装置を提供することにある。
The purpose of the present invention is to improve the above-mentioned drawbacks of the prior art, and to make it possible to reproduce a magneto-optical signal with a good C/N with a simple configuration using an inexpensive photodetector that does not have an amplification effect, such as a pin photodiode. The object of the present invention is to provide a magneto-optical information reproducing device.

本発明の上記目的は光磁気情報再生装置を、所定の方向
に偏光した光束を磁気的に情報が記録された記録媒体上
に照射する手段と、磁気光学効果により前記情報に応じ
て偏光状態に変調を受けた前記記録媒体からの反射又は
透過光束を検光する検光手段と、該検光手段を透過した
光束を光電検出する増幅作用のない光検出器と、前記光
検出器の検出信号を増幅し、前記情報を再生する増幅手
段とから構成し、前記光検出器に入射する磁気光学効果
により変調を受けない偏光成分強度の平均をTR1光磁
気信信号測周波数におけるこの強度ゆらぎの2乗平均を
△I2R1ξ=△FR/ I’R1前記記録媒体上にお
ける入射光束の光量をIo、前記記録媒体の振幅反射率
をR1前記検光手段を除(記録媒体より光検出器に至る
光学系の光利用効率をε、前記光検出器の光電変換効率
をに1電荷量をe1光磁気信号観測周波数における前記
増幅手段の熱雑音をT1検出信号のバンド幅をΔB1前
記検出手段の振幅透過率をtA、同じ(検光手段の消光
比を6人としたときに、前記検光手段の光学軸と前記所
定の方向とのなす角度θAが以下の条件、 但し、 FR=  ξ・(Kε l tAl ’  l Rl 
” Ioア・ΔBS = zetce lt^l” l
R1”lo−ΔBを満足するように設定することによっ
て達成される。
The above-mentioned object of the present invention is to provide a magneto-optical information reproducing device with a means for irradiating a light beam polarized in a predetermined direction onto a recording medium on which information is magnetically recorded; An analyzing means for analyzing the modulated reflected or transmitted light beam from the recording medium, a photodetector without an amplification effect for photoelectrically detecting the light beam transmitted through the analyzing means, and a detection signal of the photodetector. and an amplification means for reproducing the information, and the average polarization component intensity that is not modulated by the magneto-optic effect incident on the photodetector is calculated as 2 of this intensity fluctuation at the TR1 magneto-optical signal measurement frequency. The root mean is △I2R1ξ=△FR/I'R1 The light intensity of the incident light beam on the recording medium is Io, and the amplitude reflectance of the recording medium is R1 The above analysis means (optical system from the recording medium to the photodetector) The light utilization efficiency is ε, the photoelectric conversion efficiency of the photodetector is 1, the amount of electric charge is e1, the thermal noise of the amplification means at the optomagnetic signal observation frequency is T1, the bandwidth of the detection signal is ΔB1, the amplitude transmittance of the detection means tA, the same (when the extinction ratio of the analyzer is 6, the angle θA between the optical axis of the analyzer and the predetermined direction is as follows, provided that FR=ξ・(Kε l tAl' l Rl
"Ioa・ΔBS=zetsce lt^l" l
This is achieved by setting so as to satisfy R1''lo-ΔB.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。 Hereinafter, the present invention will be explained in detail using the drawings.

第1図及び第2図は、本発明に基づく光磁気情報再生装
置の第1実施例を示し、夫々第1図は光学系の概略構成
図、第2図は信号処理回路の概略構成図である。第1図
において、21は半導体レーザ、22はコリメータレン
ズ、23はハーフミラ−124は対物レンズ、26は光
磁気記録媒体、27は検光子、28は集光レンズ、29
は光検出器で、P偏光方向は紙面に平行、S偏光方向は
垂直である。また、13は検光子27を透過した光束を
示し、この検出光束13は第2図のように光検出器29
で光電変換され、負荷抵抗16を含む増幅器15によっ
て電圧増幅されて、端子14より再生信号として出力さ
れる。
1 and 2 show a first embodiment of a magneto-optical information reproducing apparatus based on the present invention, respectively. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical system, and FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a signal processing circuit. be. In FIG. 1, 21 is a semiconductor laser, 22 is a collimator lens, 23 is a half mirror, 124 is an objective lens, 26 is a magneto-optical recording medium, 27 is an analyzer, 28 is a condensing lens, 29
is a photodetector, the P polarization direction is parallel to the plane of the paper, and the S polarization direction is perpendicular. Further, 13 indicates a light flux transmitted through an analyzer 27, and this detection light flux 13 is detected by a photodetector 29 as shown in FIG.
The signal is photoelectrically converted, voltage amplified by an amplifier 15 including a load resistor 16, and outputted from a terminal 14 as a reproduced signal.

上記ハーフミラ−23はビーム整形機能を有し、これに
より、楕円形の遠視野像をもつ半導体レーザ21の光束
を、記録媒体26上に効率良く円形スポットとして結像
することができる。また、面aは光検出器29に迷光が
入射しない様に所定の角度傾けである。記録媒体26上
にはトラッキング用の溝(不図示)が紙面垂直方向に形
成されており、対物レンズ24により記録媒体26上に
集光された光束は、この溝により回折される。25は、
トラックずれによって生ずる±1次回折光のアンバラン
スを検出するための光検出器であり、対物レンズ24の
開口周縁に固定されている。このため、対物レンズ24
がトラック溝と垂直方向に移動してもトラッキングエラ
ー信号にオフセットを生じない利点がある。光検出器2
9はSi−ピンフォトダイオードなどの増幅作用のない
光検出器であり、光磁−信号号及びフォーカスエラー信
号の検出を行なう。フォーカスエラー検出には公知の方
法を用いるが、本発明との直接の関係はないので詳細な
説明は省略する。
The half mirror 23 has a beam shaping function, whereby the light beam of the semiconductor laser 21 having an elliptical far-field pattern can be efficiently imaged as a circular spot on the recording medium 26. Further, the surface a is inclined at a predetermined angle so that stray light does not enter the photodetector 29. A tracking groove (not shown) is formed on the recording medium 26 in a direction perpendicular to the plane of the paper, and the light beam focused on the recording medium 26 by the objective lens 24 is diffracted by this groove. 25 is
This is a photodetector for detecting the imbalance of ±1st-order diffracted light caused by track deviation, and is fixed to the periphery of the aperture of the objective lens 24. For this reason, the objective lens 24
This has the advantage of not causing an offset in the tracking error signal even if it moves in the direction perpendicular to the track groove. Photodetector 2
Reference numeral 9 denotes a photodetector having no amplification effect, such as a Si-pin photodiode, which detects a magneto-optical signal and a focus error signal. A known method is used for focus error detection, but since it has no direct relation to the present invention, detailed explanation will be omitted.

上記装置において、半導体レーザ21はP偏光光束を出
射する。この出射光束は、コリメータレンズ22で平行
光となり、ハーフミラ−23を透過して対物レンズ24
によって記録媒体26上に強度IOの光スポットとして
照射される。そして、記録媒体26で反射された光束は
、該記録媒体26に磁気的に記録された情報に応じて偏
光状態に変調を受け、再び対物レンズ24を通ってハー
フミラ−23で反射し、検光子27に導かれる。検光子
27を通過した検出光13は強度変調され、集光レンズ
28を介して光検出器29で受光される。
In the above device, the semiconductor laser 21 emits a P-polarized light beam. This emitted light flux becomes parallel light by the collimator lens 22, passes through the half mirror 23, and passes through the objective lens 24.
The light beam is irradiated onto the recording medium 26 as a light spot with an intensity of IO. The light beam reflected by the recording medium 26 is modulated in its polarization state according to the information magnetically recorded on the recording medium 26, passes through the objective lens 24 again, is reflected by the half mirror 23, and is passed through the analyzer. Guided by 27. The detection light 13 that has passed through the analyzer 27 is intensity-modulated and is received by a photodetector 29 via a condenser lens 28 .

検光子27を通って強度変調された光束13は、第2図
に示す光検出器29で光電流に変換される。光電変換効
率には、eを電荷量、hをブランク定数、ρを光検出器
の量子効率、νを光束の振動数として次式で与えられる
The intensity-modulated light beam 13 passing through the analyzer 27 is converted into a photocurrent by a photodetector 29 shown in FIG. The photoelectric conversion efficiency is given by the following equation, where e is the amount of charge, h is a blank constant, ρ is the quantum efficiency of the photodetector, and ν is the frequency of the luminous flux.

eρ 1(= −(6) hν ここで、信号読み出しにおける雑音源として次の4種の
雑音が考えられる。
eρ 1(=−(6) hν) Here, the following four types of noise can be considered as noise sources in signal readout.

l)非変調成分光IRの2乗平均強度ゆらぎ△I2Rに
起因する雑音。
l) Noise caused by root mean square intensity fluctuation ΔI2R of non-modulated component light IR.

2)変調成分光IKの2乗平均強度ゆらぎ△l”Kに起
因する雑音。
2) Noise caused by the root mean square intensity fluctuation △l''K of the modulated component light IK.

3)光検出器のショット雑音。3) Photodetector shot noise.

4)増幅器による熱雑音。4) Thermal noise due to amplifier.

l)のΔI2Rによる雑音、及び2)のΔ1”Kによる
雑音は、記録媒体の表面粗さや不均質性、半導体レーザ
の強度変動等により生じ、媒体や半導体レーザなどの雑
音源によって決まる定数を各々ξ、ζ、非変調成分、変
調成分の実効値の平均を各々TR,TKとすれば次式が
成り立つ。
The noise due to ΔI2R in l) and the noise due to Δ1''K in 2) are caused by the surface roughness and non-uniformity of the recording medium, the intensity fluctuation of the semiconductor laser, etc., and each has a constant determined by the noise source such as the medium and the semiconductor laser. If the averages of the effective values of ξ, ζ, the non-modulated component, and the modulated component are TR and TK, respectively, the following equation holds true.

△I2R;ξPRΔB(7) △I2に一ζpx△B(8) 但し、ΔBは検出信号のバンド幅である。△I2R; ξPRΔB (7) △I2 to one ζpx△B (8) However, ΔB is the bandwidth of the detection signal.

△I2Rに起因する雑音、△I2Kに起因する雑音、シ
ョット雑音、熱雑音を各々FR,FK、  S、  T
とすれば次式であられせる。
The noise caused by △I2R, the noise caused by △I2K, shot noise, and thermal noise are respectively FR, FK, S, and T.
Then, it can be calculated by the following formula.

FR=ξに2FRΔB(9) FK=ζに2T’に△B              
(10)S=ZeKTR△B            
    (11)但し、kはボルツマン定数、Teは等
価雑音温度、Rtは負荷抵抗16の抵抗値である。
FR = ξ to 2FRΔB (9) FK = ζ to 2T' △B
(10) S=ZeKTR△B
(11) where k is the Boltzmann constant, Te is the equivalent noise temperature, and Rt is the resistance value of the load resistor 16.

(4)、  (5)式により、検光子光学軸方位角θA
について、光磁気変調成分強度IKは5in2OA、非
変調成分強度IRはc o s”θAの依存性をもつこ
とから、各雑音のθA依存性は次の様にあられせる。
From equations (4) and (5), the analyzer optical axis azimuth θA
Since the magneto-optical modulated component strength IK has a dependence on 5in2OA and the non-modulated component strength IR has a dependence on cos''θA, the dependence of each noise on θA can be expressed as follows.

Ficccos’θA(13) FK”sin”2θA(14) Scccos”θA(15) T=const              (16)
これらを用いて、C/Nをデシベル表示であられせば、
次式の様になる。
Ficcos'θA (13) FK"sin"2θA (14) Scccos'θA (15) T=const (16)
If you use these to express C/N in decibels,
It becomes like the following formula.

(17)式のC/Nは検光子光学軸方位角θへの関数と
なるので、(17)をθAで偏微分して極値を求める。
Since the C/N in equation (17) is a function of the analyzer optical axis azimuth angle θ, the extreme value is determined by partially differentiating (17) with respect to θA.

θAに関して極値を求めれば次の様になる。If we find the extreme value of θA, we get the following.

5=eK l Rl I 0cos”θA”ΔB   
 (20)t = T               
  (21)(18)〜(21)式を満足する様な検光
子の光学軸方位角を設定してやれば、C/Nを最大値と
することができる。
5=eK l Rl I 0cos”θA”ΔB
(20) t = T
(21) If the optical axis azimuth angle of the analyzer is set to satisfy equations (18) to (21), the C/N can be maximized.

第7図の説明においては信号レベル低下は、記録媒体及
び光学系により生じないとしたが、実際の光学系でC/
Nを正確に予想するうえでは、考慮しなければならない
。信号レベル低下の原因としては次の2点が考えられる
In the explanation of Fig. 7, it is assumed that the signal level drop does not occur due to the recording medium and optical system, but in an actual optical system, C/C/
In accurately predicting N, it must be taken into account. The following two points can be considered as causes for the decrease in signal level.

l)光n損失(吸収やケラレによる振幅の低下)2) 
P−3偏光間位相差 光磁気変調成分強度の低下にはl)及び2)が寄与し、
非変調成分強度の低下にはl)のみが寄与する。
l) Optical loss (decrease in amplitude due to absorption and vignetting) 2)
l) and 2) contribute to the decrease in the intensity of the P-3 phase difference magneto-optical modulation component,
Only l) contributes to the reduction of the unmodulated component strength.

光磁気非変調成分強度の低下(光量の損失)を評価する
ため、光利用効率εRを定義する。本発明では光利用効
率として、記録媒体上の光量と光検出器に到達する光量
の比に注目していることに注意されたい。本実施例では
εRを求める際に以下の点を考慮した。
In order to evaluate the decrease in the intensity of the magneto-optical non-modulated component (loss of light amount), the light utilization efficiency εR is defined. It should be noted that the present invention focuses on the ratio of the amount of light on the recording medium to the amount of light reaching the photodetector as light utilization efficiency. In this embodiment, the following points were taken into consideration when determining εR.

l)トラッキング用溝(ピッチ1.6μm、深さλ/8
.λ=835nm)からの回折光が対物レンズ入射瞳内
に入射する割合、これを光利用効率εOとする。
l) Tracking groove (pitch 1.6 μm, depth λ/8
.. The rate at which the diffracted light from λ=835 nm enters the entrance pupil of the objective lens is defined as the light utilization efficiency εO.

2)記Ω媒体から光検出器に至る光路中にある検光子を
除くn個の光学素子のP偏光方向振幅透過率(または反
射率)の2乗の光路に沿った積を考え、光利用効率ε1
とする。1番目の光学素子の振幅透過率をtpi、反射
率をrp−とすればε1は次式であられせる。
2) Consider the product along the optical path of the square of the amplitude transmittance (or reflectance) in the P polarization direction of n optical elements excluding the analyzer in the optical path from the medium to the photodetector, and calculate the light utilization. Efficiency ε1
shall be. If the amplitude transmittance of the first optical element is tpi and the reflectance is rp-, ε1 can be calculated by the following equation.

(22)式においてi番目の光学素子で光束が反射され
る場合にはl jpi 12のかわりにl rpi i
2を代入すればよい。なお検光子の透過率はC/N計算
の際変化量として取り扱うのでε1から除外しである。
In equation (22), when the luminous flux is reflected by the i-th optical element, l rpi i instead of l jpi 12
Just substitute 2. Note that the transmittance of the analyzer is treated as a change amount when calculating the C/N, so it is excluded from ε1.

1)、  2)より光磁気非変調成分の光利用効率εR
は次式であられせる。
From 1) and 2), the light utilization efficiency εR of the magneto-optical non-modulated component
is expressed by the following formula.

εR=ε0εI(23) 次に光磁気変調成分の強度低下を考える。そのためには
光量損失の他にP−3偏光間の位相差について考慮しな
ければならない。
εR=ε0εI (23) Next, consider the decrease in the intensity of the magneto-optical modulation component. For this purpose, it is necessary to consider the phase difference between the P-3 polarized lights in addition to the light amount loss.

例えば第3図に示す様に記録媒体からの反射光は一般的
には第8図で示した様な直線偏光ではな(P偏光成分と
S偏光成分の間に生ずる位相差により、長袖がカー回転
角θにだけ傾いた楕円偏光となることが知られている。
For example, as shown in Figure 3, the reflected light from the recording medium is generally not linearly polarized light as shown in Figure 8. It is known that the light becomes elliptically polarized light tilted only at the rotation angle θ.

即ち記録媒体の振幅反射率のP、S偏光成分R,Kは(
24)式の様にあられせる。
That is, the P and S polarization components R and K of the amplitude reflectance of the recording medium are (
24) It will appear like the formula.

但しα。、R0は各振幅反射率の位相成分である。However, α. , R0 is the phase component of each amplitude reflectance.

この場合カー回転角θには、 IKI θK = −CO8△O(25) IRl とあられせる。△。=nπ(n=整数)ならば記録媒体
からの反射光は直線偏光となるが、それ以外の場合には
θKを減少させ好ましくない。
In this case, the Kerr rotation angle θ is expressed as IKI θK = −CO8ΔO(25) IRl. △. If = nπ (n = integer), the reflected light from the recording medium becomes linearly polarized light, but in other cases, θK decreases, which is undesirable.

光学素子についても全く同様なことがいえて、本実施例
では光磁気変調成分の強度低下を評価するため光利用効
率εKを定義し、εKを求める際、以下の点を考慮した
The same thing can be said about optical elements, and in this example, the light utilization efficiency εK was defined in order to evaluate the decrease in the intensity of the magneto-optical modulation component, and the following points were taken into consideration when calculating εK.

即ち、光磁気変調成分に対しては記録媒体から光検出器
に至る光路中にある検光子を除くn個の光学素子のP、
 S偏光方向振幅透過率(または反射率)の光路に沿っ
た積を考え、光利用効率ε2とする。
That is, for the magneto-optical modulation component, P of n optical elements excluding the analyzer in the optical path from the recording medium to the photodetector,
The product of the amplitude transmittance (or reflectance) in the S polarization direction along the optical path is considered and is defined as light utilization efficiency ε2.

i番目の光学素子のP、S偏光方向振幅透過率を、tp
i、  ts+ (反射率ならrI”+  rsl)と
すれば、次式が成り立つ。
The amplitude transmittance of the i-th optical element in the P and S polarization directions is tp
i, ts+ (reflectance rI"+rsl), the following equation holds true.

(29)を用いてε2を次式の様にあられす。Using (29), ε2 can be expressed as follows.

(30)において、i番目の光学素子で光束が反射され
る場合には1tpil・1tslのかわりにI rpi
 11 rsi lを代入すればよい。なお検光子の透
過率はC/N計算の際に変化量として取り扱うのでε2
から除外しである。
In (30), when the luminous flux is reflected by the i-th optical element, I rpi instead of 1 tpil and 1 tsl
11 rsi l can be substituted. Note that the transmittance of the analyzer is treated as a change amount when calculating C/N, so ε2
It is excluded from.

これより光磁気変調成分の光利用効率εには次式であら
れされる。
From this, the light utilization efficiency ε of the magneto-optical modulation component is given by the following equation.

εに=ε0ε2             (28)検
光子についてもより正確な評価を行なう事にする。
ε=ε0ε2 (28) We will also perform a more accurate evaluation of the analyzer.

検光子の振幅透過率をtA、消光比をnAとすれば(2
)式においてcos13Aをl tAl・(cosθA
十v’ηAs1nθA)、  5inoAをi tAl
 −(sinθA+fηACO8OA)と置き換えて考
えればよい。
If the amplitude transmittance of the analyzer is tA and the extinction ratio is nA, then (2
), cos13A is expressed as l tAl・(cosθA
10v'ηAs1nθA), 5inoA itAl
-(sinθA+fηACO8OA).

IRI”>IKI”として光磁気変調成分強度に対して
はεにと次式で与えられる検光子の透過率ε3の積をと
ればよい。
Assuming IRI">IKI", for the magneto-optical modulation component intensity, the product of ε and the transmittance ε3 of the analyzer given by the following equation may be calculated.

ε3=ltAl”(1nA)sin2θA  (29)
但し検光子の振幅透過率はP−8偏光酸分方向で等しく
、かつP−S偏光間に位相差を与えないものとした。
ε3=ltAl”(1nA) sin2θA (29)
However, the amplitude transmittance of the analyzer was made equal in the P-8 polarized acid direction, and no phase difference was given between the P-S polarized light.

光磁気非変調成分に対しては、εRと次式で与えられる
検光子の透過率ε4の積をとればよい。
For the magneto-optical non-modulated component, it is sufficient to calculate the product of εR and the analyzer transmittance ε4 given by the following equation.

5 、 = 1tAl”(cos”θA+77Asin
”nA)  (30)以上より光磁気変調成分、非変調
成分の強度を各々IK、  IRとすれば、 1に□I(1εoEo’  IRI  IKI  1t
Al 2(1−nA)sin2(7人IR−1oεoε
、 l R1”lt^l”(cos”OA+ηAs1n
2OA)=IoεRIRl”lt^l ”(cos2θ
A+y7Asin”θ、\)とあられされる。
5, = 1tAl”(cos”θA+77Asin
”nA) (30) From the above, if the intensities of the magneto-optical modulation component and non-modulation component are IK and IR, respectively, then □I(1εoEo' IRI IKI 1t
Al 2 (1-nA) sin2 (7 people IR-1oεoε
, l R1”lt^l”(cos”OA+ηAs1n
2OA)=IoεRIRl”lt^l”(cos2θ
A + y7A sin” θ, \).

(31)、(32)式を(17)式に代入して、C/N
を最大とする検光子光学軸の入射光束偏光方向かf’R
:  ξ(K εR1t、〜 l” l  Rl 21
0 )”−△ I3        (34)S’  
=2eKεRl t A +21 R121o ・ΔB
     (35)t’  =T          
        (36)以下に計算条件を示す。
Substituting equations (31) and (32) into equation (17), C/N
The incident light beam polarization direction of the analyzer optical axis that maximizes f'R
: ξ(K εR1t, ~ l” l Rl 21
0)”−△I3 (34)S'
=2eKεRl t A +21 R121o ・ΔB
(35) t' = T
(36) The calculation conditions are shown below.

半導体レーザ21は波長λ=835nmであり、記録媒
体26上で入射光:QI o =2X 10−’Wとな
る様にハーフミラ−23透過率l tp 12にがかゎ
らず出力を調節されている。
The semiconductor laser 21 has a wavelength λ=835 nm, and its output is adjusted so that the incident light on the recording medium 26 is QI o =2X 10-'W without changing the transmittance l tp 12 of the half mirror 23. .

記録媒体26にはGd、Tb、Fe、Coが用いられ、
l Rl”=0.12.  θK = 0.74°、 
 p、s偏光方向振幅反射率の位相成分α。、β。の位
相差 △。
Gd, Tb, Fe, and Co are used for the recording medium 26,
l Rl” = 0.12. θK = 0.74°,
p, s Phase component α of polarization direction amplitude reflectance. ,β. Phase difference △.

は△。=20°である。is △. =20°.

光利用効率ε。はトラッキング用溝(ピッチ1.6μm
、深さλ/8)からの回折光をN、A = 0.5の対
物レンズで受ける場合ε。=0.6となる。
Light use efficiency ε. is a tracking groove (pitch 1.6 μm
, depth λ/8) is received by an objective lens with N, A = 0.5, ε. =0.6.

光利用効率ε1は記録媒体から光検出器に至るる光路中
にある検光子を除く光学素子の透過率(ハーフミラ−で
は反射率)の積を考え、ε、=0.39である。
The light utilization efficiency ε1 is ε=0.39, considering the product of the transmittance (reflectance in the case of a half mirror) of optical elements other than the analyzer in the optical path from the recording medium to the photodetector.

光利用効率ε2は記録媒体から光検出器に至る光路中に
ある検光子を除く光学素子のP、S振幅透過率(ハーフ
ミラ−では反射率)の積を考えればよい。本実施例中で
用いたハーフミラ−23はP−8偏光間に、△+−+M
= 160°の位相差を生じさせる様になっている。し
たがって記録媒体で生ずる位相差△。との間に、 △0+△HM−π           (37)なる
関係があり、これにより光磁気変調成分強度低下を防止
している。その池水実施例では透過の際にp−s偏光間
に位相差を与える光学素子はないあるから、ε2=0.
39となる。
The light utilization efficiency ε2 can be calculated by considering the product of the P and S amplitude transmittances (reflectances in the case of a half mirror) of optical elements other than the analyzer in the optical path from the recording medium to the photodetector. The half mirror 23 used in this example has a polarization of Δ+-+M between P-8 polarized light.
= 160° phase difference. Therefore, the phase difference △ that occurs in the recording medium. There is a relationship: Δ0+ΔHM−π (37), which prevents a decrease in the intensity of the magneto-optical modulation component. In the Ikemi Example, there is no optical element that provides a phase difference between p and s polarized light during transmission, so ε2=0.
It becomes 39.

光検出器25は光電変換率に=0.54の81−ピンフ
ォトダイオードである。記録媒体や半導体レーザなどの
雑音源によって決まる定数ξ及びζは各々以下の様に与
えられる。
Photodetector 25 is an 81-pin photodiode with a photoelectric conversion rate of =0.54. Constants ξ and ζ determined by noise sources such as the recording medium and the semiconductor laser are given as follows.

ξ= 2 x 10−” (R,1,N )ζ= I 
X 10−” (R,1,N )また熱雑音Tはボルツ
マン定数に=1.38X10−1、等価雑音温度Te=
300 [k]、負荷抵抗Rr= I X 10−“[
Ω]、信号検出のバンド幅ΔB = 3 X 10’ 
[1/ Hz ]として、T = 5 X 10−”と
与えられる。
ξ= 2 x 10-” (R, 1, N) ζ= I
X 10-” (R, 1, N) Thermal noise T is Boltzmann constant = 1.38X10-1, equivalent noise temperature Te =
300 [k], load resistance Rr= I
Ω], signal detection bandwidth ΔB = 3 x 10'
[1/Hz], given as T = 5 x 10-''.

なお、光検出器のもつ容量などにより熱雑音Tは(12
)式の様な簡単な形で記述できないこともあるので、そ
のような場合はこれに従う必要はない。
Note that the thermal noise T is (12
) may not be possible to write in a simple form such as an expression, so in such cases there is no need to follow this.

検光子は振幅透過率tpはl tP l”=0.84、
消光比ηA = t x t O−” テア6゜第4図
は検光子の光学軸の入射光束偏光方向からの角度θAと
C/Nの関係を示した図である。(33)〜(36)式
で与えられる最適なθA= 79.4’で、本実施例の
C/Nが最大となることがわかる。θA=45’とした
従来の装置の場合と比較すると、本実施例では8dB以
上C/Nが向上している。θA=700〜85° とす
れば十分に良好なC/Nが得られる。
The amplitude transmittance tp of the analyzer is l tP l”=0.84,
Extinction ratio ηA = t x t O-” Tear 6° Figure 4 is a diagram showing the relationship between the angle θA of the optical axis of the analyzer from the polarization direction of the incident light beam and C/N. (33) to (36) ) It can be seen that the C/N of this example is maximum at the optimal θA = 79.4' given by the equation.Compared with the conventional device where θA = 45', this example has a C/N of 8 dB. The C/N is improved as described above.If θA is set to 700 to 85°, a sufficiently good C/N can be obtained.

第5図は光磁気非変調成分強度の2乗平均ゆらぎを決め
る定数ξの値を、ξ=lxlQ−”、10−”、10−
”。
Figure 5 shows the values of the constant ξ that determines the root mean square fluctuation of the magneto-optical non-modulated component intensity, ξ = lxlQ-'', 10-'', 10-
”.

10−14と変化させた場合のθAとC/Hの関係を示
した図である。
10 is a diagram showing the relationship between θA and C/H when changed to 10-14. FIG.

(33)式により、△I3Rに起因する雑音FRやショ
ット雑音Sが熱雑音Tより相対的に大きな場合、θAの
最適値は90″ に近づいてい(ことを示している。ま
た、θA最適値におけるC/NとθA=45゜のC/N
を比較すると、FRとSがTよりも相対的に大きくなる
と、よりC/Nが改善されることがわかる。例えばξ=
 I X 10−”の場合には18dB以上C/Nが向
上しており、本発明が非常に有効である。
Equation (33) shows that when the noise FR caused by △I3R and the shot noise S are relatively larger than the thermal noise T, the optimal value of θA approaches 90''. C/N at and C/N at θA=45°
Comparing the above, it can be seen that when FR and S become relatively larger than T, the C/N is further improved. For example, ξ=
In the case of I x 10-'', the C/N was improved by 18 dB or more, and the present invention is very effective.

第6図(A)、(B)は夫々本発明の第4実施例を示す
概略図であり、(B)は(A)を矢印六方向から見た図
を示している。第6図(A)、(B)において第1図と
同一の部材には同一の符号を付し、詳細な説明は省略す
る。本実施例においても、光検出器29以後の信号処理
系は第2図示の如く構成される。本実施例は第1実施例
のハーフミラ−23の代わりにハーフミラ−10を用い
、このハーフミラ−1Oの透過光を検出するように構成
したものである。ハーフミラ−10の面すは光検出器2
9に迷光が入射しない様に所定の角度傾けである。
FIGS. 6(A) and 6(B) are schematic views showing a fourth embodiment of the present invention, and FIG. 6(B) shows a view of FIG. 6(A) viewed from the six directions of arrows. In FIGS. 6(A) and 6(B), the same members as in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed explanations will be omitted. In this embodiment as well, the signal processing system after the photodetector 29 is constructed as shown in the second diagram. This embodiment uses a half mirror 10 instead of the half mirror 23 of the first embodiment, and is configured to detect light transmitted through the half mirror 1O. The face of the half mirror 10 is the photodetector 2
9 is tilted at a predetermined angle to prevent stray light from entering.

本実施例では、第1図の説明文中で使用したP。In this example, P is used in the explanatory text of FIG.

S偏光方向を各々置き換えて考えれば良い。The S polarization direction may be replaced with each other.

また第1図及び第6図ではハーフミラ−23及びlOを
用いているが、これを偏光ビームスプリッタと置き換え
ても本発明は有効である。例えば特開昭58−1896
12号で公知な偏光ビームスプリッタ(1rpl”=0
.2. 1rsI”=1)を第1図で用いればよりC/
Nを向上させることができる。第6図では例えばl t
s l”=0.2.  l tp l”=1なる特性を
持つ偏光ビームスプリッタを用いれば、よりC/Nを向
上させることができる。
Further, although the half mirror 23 and IO are used in FIGS. 1 and 6, the present invention is effective even if these are replaced with a polarizing beam splitter. For example, JP-A-58-1896
Polarizing beam splitter known as No. 12 (1rpl”=0
.. 2. If 1rsI”=1) is used in Figure 1, C/
N can be improved. In Figure 6, for example, l t
If a polarizing beam splitter having the characteristics s l''=0.2. l tp l''=1 is used, the C/N can be further improved.

本発明は以上説明した実施例の他にも種々の応用が可能
である。例えば実施例では光磁気記録媒体の反射光を検
出したが、光磁気記録媒体を通過してファラデー効果に
よって変調を受けた光束を検出するように構成しても良
い。
The present invention can be applied in various ways in addition to the embodiments described above. For example, in the embodiment, the reflected light from the magneto-optical recording medium is detected, but it may be configured to detect a light flux that passes through the magneto-optical recording medium and is modulated by the Faraday effect.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明した様に本発明は光磁気情報再生装置において
、検光子光学軸の入射光束偏光方向からの角度を従来の
45°から量適な角度に設定する事により、信号検出の
C/Nを向上させる効果を有する。
As explained above, in a magneto-optical information reproducing device, the present invention improves the C/N of signal detection by setting the angle of the analyzer optical axis from the incident light beam polarization direction to an appropriate angle from the conventional 45°. It has the effect of improving.

更には本発明により高いC/Nが得られるので従来の装
置の様な複雑な検出系が不要となり装置の信頼性を高め
、且つ製造コストを低減する事が出来る。
Furthermore, since a high C/N can be obtained according to the present invention, a complicated detection system as in conventional devices is not required, thereby increasing the reliability of the device and reducing manufacturing costs.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の一実施例の光学系を示す概略図、第2
図は第1図示の実施例の信号処理系を示す概略図、第3
図は光磁気記録媒体からの反射光の偏光状態を示す図、
第4図及び第5図は夫々本発明における検光子の光学軸
方位角とC/Nとの関係を示す図、第6図(A)、(B
)は夫々本発明の他の実施例を示す概略図、第7図は従
来の光磁気情報再生装置の例を示す概略図、第8図は一
般的な光磁気信号検出の原理を示す図である。 13・・・検出光、     21・・・半導体レーザ
、22・・・コリメータレンズ、23・・・ハーフミラ
−124・・・対物レンズ、   26・・・光磁気記
録媒体、27・・・検光子、     28・・・集光
レンズ、29・・・光検出器。 % θACdec3] (A) 手続ネ由正書(自発) 昭和62年10月5 日 1、事件の表示 昭和61年特許願第246616号 2、発明の名称 光61気情報再生装匝 3、補正をする者 事件との関係     特許出願人 住所 東京都大田区下丸子3−30−2キャノン株式会
社内(電話75B−2111)5、補正の対象 明  細  書 6、補正の内容 明細書全文を別紙の通り訂正する。 全文訂正 明 細 書 1、発明の名称 光磁気情報再生装置 2、特許請求の範囲 (1)所定の方向に偏光した光束を磁気的に情報が記録
された記録媒体上に照射する手段と、磁気光学効果によ
り前記情報に応じて偏光状態に変調を受けた前記記録媒
体からの反射又は透過光束を検光する検光手段と、該検
光手段を透過した光束を光電検出する増幅作用のない光
検出器と、前記光検出器の検出信号を増幅し、前記情報
を再生する増幅手段とから成り、前記光検出器に入射す
る磁気光学効果により変調を受けない偏光成分強度の平
均をTR1光磁気信信号測周波数におけるこの強度ニラ
キノ2乗平均ヲ△l2R1E = △PR7’rIR1
前記記録媒体上における入射光束の光量をIO1前記記
録媒体の振幅反射率をR1前記検光手段を除く記録媒体
より光検出器に至る光学系の光利用効率をε、前記光検
出器の光電変換効率をに1電荷量をe1光磁気信号観測
周波数における前記増幅手段の熱雑音をT1検出信号の
バンド幅をΔB1前記検光手段の振幅透過率をtA、同
じく検光手段の消光比をηAとしたときに、前記検光手
段の光学軸と前記所定の方向とのなす角度θAが以下の
条件、但し、 FR=ξ拳(にε1tAl” lR1”lo)” ・Δ
BS  =2eにt  1tAl” lR1”Io−Δ
Bを満足することを特徴とした光磁気情報再生装置。 3、発明の詳細な説明 〔技術分野〕 本発明は、磁気光学効果を利用して記録媒体に磁気的に
記録された情報を再生する光磁気情報再生装置に関する
。 〔従来技術〕 近年、半導体レーザ光により記録再生を行なう光メモリ
は、高密度記録メモリとして実用化への研究開発が盛ん
である。この内、既に製品化されたコンパクトディスク
等に代表される再生専用光ディスクやDRAWタイプ光
ディスクとともに、特に消去・書き換えが可能な光磁気
ディスクが有望視されてきている。光磁気ディスクは、
レーザスポット照射による磁性薄膜の局所的温度上昇を
利用して磁気的に情報を記録し、磁気光学効果(特にカ
ー効果)により情報を再生するものである。 ここでカー効果とは、光が磁気記録媒体によって反射さ
れた場合に、偏光面が回転する現象をさす。 従来の光磁気ディスク装置の基本的構成を第7図に示す
。第7図において、lは半導体レーザ、2はコリメータ
レンズ、11はハーフミラ−14は対物レンズ、6は光
磁気記録媒体、7は検光子、8は集光レンズ、9は光検
出器で、P偏光方向は紙面に平行、S偏光方向は垂直で
ある。 次に上記装置において、光磁気情報を再生する場合につ
いて説明する。半導体レーザlからP偏光方向の直線偏
光として射出された光束は、コリメータレンズ2により
平行光束とされ、ハーフミラ−11を通過する。P偏光
成分振幅透過率をtp、S偏光成分振幅透過率をtsと
すれば、11においては1tp12= 1tsl”=0
.5である。光束は、対物レンズ4により光磁気記録媒
体6上に微小なスポットとして結像される。媒体6上に
あらかじめ磁区(ピット)が形成されている場合には、
第8図に示す様に媒体6からの反射光は、カー効果によ
りスポット照射領域の磁化方向上向きか又は下向きかに
応じて、各々±θにの偏光面の回転を受ける。ここで、
記録媒体6の振幅反射率のP偏光成分をR,S偏光成分
をKとすれば次式が成り立つ。 光磁気変調された反射光は、対物レンズ4で再び平行光
束とされ、ハーフミラ−11で反射された後、検光子7
で強度変調された光束に変換される。即ち、第8図にお
いて反射光束は、その振幅の検光子光学軸への正射影と
して検光されるので、光磁気媒体への入射光強度をio
、検光子の光学軸のP偏光方向からの角度をθAとすれ
ば、カー回転角±θKに応じて検光子を透過した光束の
強度I+θに、I−θには各々(2)式のようにあられ
せる。 θに〜10 であるから、lRI”)lK+”が成り立
つので、(2)式は、 とあられせる。(3)式の括弧内筒2項が光磁気変調成
分、第1項が非変調成分であり、各々の強度をT。 IR〜−l Rl ”cos”θA         
  (5)このような検出光束は集光レンズ8を経て、
光検出器9により光磁気信号として検出される。 ここでカー効果による偏光面回転角θには、一般にはP
程度であり、検光子7を通過して得られる光磁気変調成
分が非常に微少な量であることを考えると、検光子の光
学軸の方位角θAは検出信号のC/N (搬送波と雑音
との比)が最大となる様な最適位置に設定する必要があ
る。 そこで従来の光磁気情報記録再生装置においては検光子
7の光学軸の方位角θAは、(4)式であられされる光
磁気変調成分強度を最大とするため、入射光束の偏光方
向に対して45°に設定されていた。しかしながら、検
出信号に重畳される雑音を考慮すると、必ずしもθA=
45° とすることにより最大のC/Nを得られるとは
限らない。 〔発明の概要〕 本発明の目的は、上記従来技術の欠点を改良し、ピンフ
ォトダイオードなどの増幅作用のない安価な光検出器を
用いて、簡単な構成でC/ Nの良好な光磁気信号の再
生が可能な光磁気情報再生装置を提供することにある。 本発明の上記目的は光磁気情報再生装置を、所定の方向
に偏光した光束を磁気的に情報が記録された記録媒体上
に照射する手段と、磁気光学効果により前記情報に応じ
て偏光状態に変調を受けた前記記録媒体からの反射又は
透過光束を検光する検光手段と、該検光手段を透過した
光束を光電検出する増幅作用のない光検出器と、前記光
検出器の検出信号を増幅し、前記情報を再生する増幅手
段とから構成し、前記光検出器に入射する磁気光学効果
により変調を受けない偏光成分強度の平均をTR,光磁
気信号観測周波数におけるこの強度、ゆらぎの2乗平均
を△I”R、ξ=ΔI2R/I2R1前記記録媒体上に
おける入射光束の光量を10 s前記記録媒体の振幅反
射率をR1前記検光手段を除く記録媒体より光検出器に
至る光学系の光利用効率をε、前記光検出器の光電変換
効率をに1電荷全をe1光磁気信号観測周波数に おけ
る前記増幅手段の熱雑音をT1検出信号のバンド幅をΔ
B1前記検出手段の振幅透過率をt^、同じ(検光手段
の消光比を0人としたときに、前記 検光手段の光学軸
と前記所定の方向とのなす角度θAが以下の条件、但し
、 FR=ξ・(にεlt^l” lR1”1o)2・ΔB
S=3eにε1tAl” lR1”lo・ΔBを満足す
るように設定することによって達成される。 〔実施例〕 以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する。 第1図及び第2図は、本発明に基づく光磁気情報再生装
置の第1実施例を示し、夫々第1図は光学系の概略構成
図、第2図は信号処理回路の概略構成図である。第1図
において、21は半導体レーザ、22はコリメータレン
ズ、23はハーフミラ−124は対物レンズ、26は光
磁気記録媒体、27は検光子1.28は集光レンズ、2
9は光検出器で、P偏光方向は紙面に平行、S偏光方向
は垂直である。また、13は検光子27を透過した光束
を示し、この検出光束13は第2図のように光検出器2
9で光電変換され、負荷抵抗16を含む増幅器15によ
って電圧増幅されて、端子14より再生信号として出力
される。 上記ハーフミラ−23はビーム整形機能を有し、これに
より、楕円形の遠視野像をもつ半導体レーザ21の光束
を、記録媒体26上に効率良く円形スポットとして結像
することができる。また、面aは光検出器29に迷光が
入射しない様に所定の角度傾けである。記録媒体26上
にはトラッキング用の溝(不図示)が紙面垂直方向に形
成されており、対物レンズ24により記録媒体26上に
集光された光束は、この溝により回折される。25は、
トラックずれによって生ずる±1次回折光のアンバラン
スを検出するための光検出器であり、対物レンズ24の
開口周縁に固定されている。このため、対物レンズ24
がトラック溝と垂直方向に移動してもトラッキングエラ
ー信号にオフセットを生じない利点がある。光検出器2
9はSi−ビンフォトダイオードなどの増幅作用のない
光検出器であり、光磁気信号及びフォーカスエラー信号
の検出を行なう。フォーカスエラー検出には公知の方法
を用いるが、本発明との直接の関係はないので詳細な説
明は省略する。 上記装置において、半導体レーザ21はP偏光光束を出
射する。この出射光束は、コリメータレンズ22で平行
光となり、ハーフミラ−23を透過して対物レンズ24
によって記録媒体26上に強度10の光スポットとして
照射される。そして、記録媒体26で反射された光束は
、該記録媒体26に磁気的に記録された情報に応じて偏
光状態に変調を受け、再び対物レンズ24を通ってハー
フミラ−23で反射し、検光子27に導かれる。検光子
27を通過した検出光13は強度変調され、集光レンズ
28を介して光検出器29で受光される。 検光子27を通って強度変調された光束13は、第2図
に示す光検出器29で光電流に変換される。光電変換効
率には、eを電荷量、hをブランク定数、ρを光検出器
の量子効率、νを光束の振動数として次式で与えられる
。 ここで、信号読み出しにおける雑音源として次の4種の
雑音が考えられる。 l)非変調成分光IRの2乗平均強度ゆらぎ△I”++
に起因する雑音。 2)変調成分光■にの2乗平均強度ゆらぎ△I2Kに起
因する雑音。 3)光検出器のショット雑音。 4)増幅器による熱雑音。 l)の△I2Hによる雑音、及び2)の△I2Kによる
雑音は、記録媒体の表面粗さや不均質性、半導体レーザ
の強度変動等により生じ、媒体や半導体レーザなどの雑
音源によって決まる定数を各々ξ、ζ、非変調成分、変
調成分の実効値の平均を各々TR,TKとすれば次式が
成り立つ。 △I’R−ξPR△B(7) △I2に=ζpgΔB(8) 但し、ΔBは検出信号のバンド幅である。 △I’Rに起因する雑音、△I”Kに起因する雑音、シ
ョット雑音、熱雑音を各々FR,’  FK、  S、
  Tとすれば次式であられせる。 FR=ξに”FatΔB(9) F x =  ζに” TIK △B        
        (10)S=Ze pc  TR△B
                  (11)R+ 但し、kはポルツマン定数、Teは等価雑音温度、R+
は負荷抵抗16の抵抗値である。 (4)、  (5)式により、検光子光学軸方位角OA
について、光磁気変調成分強度IKはs i n2θA
、非変調成分強度IRはc o s2θAの依存性をも
つことから、各雑音のθA依存性は次の様にあられせる
。 FRoc cos″θA             (
13)FKocsin”2θA           
 (14)S”CO8”θA            
 (15)T=const、(16) これらを用いて、C/Nをデシベル表示であられせば、
次式の様になる。 (17)式のC/ Nは検光子光学軸方位角θAの関数
となるので、(17)をθ八で偏微分して極値を求める
。 θAに関して極値を求めれば次の様になる。 fR−ξ(−にlR12Iocos2θA)2・ΔB 
     (19)S=eに1RIIOcos”θA・
ΔB    (20)t = T          
       (21)(18)〜(21)式を満足す
る様な検光子の光学軸方位角を設定してやれば、C/N
を最大値とすることができる。 第7図の説明においては信号レベル低下は、記録媒体及
び光学系により生じないとしたが、実際の光学系でC/
Nを正確に予想するうえでは、考慮しなければならない
。信号レベル低下の原因としては次の2点が考えられる
。 1)光量損失(吸収やケラレによる振幅の低下)2)P
−3偏光間位相差 光磁気変調成分強度の低下にはl)及び2)が寄与し、
非変調成分強度の低下にはl)のみが寄与する。 光磁気非変調成分強度の低下(光量の損失)を評価する
ため、光利用効率εRを定義する。本発明では光利用効
率として、記録媒体上の光量と光検出器に至:r達する
光量の比に注目していることに注意されたい。本実施例
ではεRを求める際に以下の点を考慮した。 l)トラッキング用溝(ピッチ1.6μm、深さλ/8
゜λ=835nm)からの回折光が対物レンズ入射瞳内
に入射する割合、これを光利用効率ε0とする。 2)記録媒体から光検出器に至る光路中にある検光子を
除くn個の光学素子のP偏光方向振幅透過率(又は反射
率)の2乗の光路に沿った積を考え、光利用効率ε1と
する。i番目の光学素子の振幅透過率をjpi、反射率
をrpiとすればε1は次式であられせる。 (22)式においてi番目の光学素子で光束が反射され
る場合にはl t、i l”のかわりにl rpi 1
’を代入すればよい。なお検光子の透過率はC/N計算
の際変化量として取り扱うのでε1から除外しである。 1)、2)より光磁気非変調成分の光利用効率εRは次
式であられせる。 ε R= ε 0 ε r             
       (23)次に光磁気変調成分の強度低下
を考える。そのためには完全損失の他にP−3偏光間の
位相差について考慮しなければならない。 例えば第3図に示す様に記録媒体からの反射光は一般的
には第8図で示した様な直線偏光ではな(P偏光成分と
S偏光成分の間に生ずる位相差により、長軸がカー回転
角θにだけ傾いた楕円偏光となることが知られている。 即ち記録媒体の振幅反射率のP、S偏光成分R、Kは(
24)式の様にあられせる。 R= l Rl elllo K = l K l e”’            
 (24)△0=α。−β。 但しα。、β。は各振幅反射率の位相成分である。 この場合カー回転角θには、 とあられせる。△。=nπ(n =整数)ならば記録媒
体からの反射光は直線偏光となるが、それ以外の場合に
はθKを減少させ好ましくない。 光学素子についても全く同様なことがいえて、本実施例
では光磁気変調成分の強度低下を評価するため光利用効
率εKを定義し、θKを求める際、以下の点を考慮した
。 即ち、光磁気変調成分に対しては記録媒体から光検出器
に至る光路中にある検光子を除くn個の光学素子のP、
S偏光方向振幅透過率(または反射率)の光路に沿った
積を考え、光利用効率ε2とする。 i番目の光学素子のP、S偏光方向振幅透過率を、rp
l、  tsi (反射率ならrGII+  rsl)
とすれば、次式が成り立つ。 t pi = l t pi l e”’ts+ = 
l ts+ l elJ’           (2
6)△i=αi−β1 (29)を用いてε2を次式の様にあられす。 (30)において、i番目の光学素子で光束が反射され
る場合には1tptllts+lのかわりにl rpl
 ll rsi lを代入すればよい。なお検光子の透
過率はC/N計算の際に変化量として取り扱うのでε2
から除外しである。 これより光磁気変調成分の光利用効率εには次式であら
れされる。 εに=ε0ε2             (28)検
光子についてもより正確な評価を行なう事にする。 検光子の振幅透過率をtA、消光比をηAとすれば(2
)式においてCO5θAを1t^1・(COSθA+ 
r s i nθA)、 sinθAをl tAl ・
(sinθA+ l c o sθA)と置き換えて考
えればよい。 IRI”>IKI”として光磁気変調成分強度に対して
はεにと次式で与えられる検光子の透過率ε3の積をと
ればよい。 εs = l tAl” (1−77A) 5in2θ
A   (29)但し検光子の振幅透過率はP−8偏光
酸分方向で等しく、かつP−8偏光間に位相差を与えな
いものとした。 光磁気非変調成分に対しては、εRと次式で与えられる
検光子の透過率ε4の積をとればよい。 ε4=1t^l 2(c o s”θA+ηAsin”
θK)(30)以上より光磁気変調成分、非変調成分の
強度を各々Iに、  IRとすれば、 ■−TI・′・“・’ IRI IKI 1txl”(
1−η・) 5in2θ・IR”−1oεoε11  
R121t^l”(cos”θA+77 A sin”
θK)=Io εRIRl”lt ^l”(cos”θ
A+ 77 A sin”  θK)とあられされる。 (31)、(32)式を(17)式に代入して、C/N
を最大とする検光子光学軸の入射光束偏光方向からの角
度θAを求めると次の様になる。 fR’=ξ(にεR1t^l”lR1”lo)’・ΔB
    (34)S’  = 2e にgR1t^l”
1RIJo・ΔB    (35)t’=T     
          (36)以下に計算条件を示す。 半導体レーザ21は波長λ=835nmであり、記静媒
体26上で入射光量■。= 2 X 10−3Wとなる
様にハーフミラ−23透過率1 tp 12にかかわら
ず出力を調節されている。 記録媒体26にはGd、Tb、Fe、Coが用いられ、
]Rl’=o、12.  θに=0.74°、I)、S
偏光方向振幅反射率の位相成分α。、β。の位相差△。 は△。−20° である。 光利用効率ε。はトラッキング用溝(ピッチ1.6μm
、深さλ/8)からの回折光をN、A = 0.5の対
物レンズで受ける場合ε。=0,6となる。 光利用効率ε1は記録媒体から光検出器に至るる光路中
にある検光子を除く光学素子の透過率(ハーフミラ−で
は反射率)の積を考え、ε、=0.39である。 光利用効率ε2は記録媒体から光検出器に至る光路中に
ある検光子を除く光学素子のP、S振幅透過率(ハーフ
ミラ−では反射率)の積を考えればよい。本実施例中で
用いたハーフミラ−23はP−8偏光間に、△11〜+
 = 160°の位相差を生じさせる様になっている。 したがって記n媒体で生ずる位相差△。との間に、 △。+へI因=π           (37)なる
関係があり、これにより光磁気変調成分強度低下を防止
している。その低木実施例では透過の際にP−8偏光間
に位相差を与える光学素子はないのでΣ3 ’ =co
s (ΣΔ1)=1.またNp1l=ltslで−Q あるから、ε2=0.39となる。 光検出器25は光電変換率に=0.54のSi−ピンフ
ォトダイオードである。記録媒体や半導体レーザなどの
雑音源によって決まる定数ξ及びζは各々以下の様に与
えられる。 ξ=2xlO−” (R,1,N) ζ= 1 x 10−1l(R,1,N )また熱雑音
Tはボルツマン定数に=1.38X10−”、等価雑音
温度Te=300 [K]、負荷抵抗R+=IXIO−
’[Ωコ、信号検出のバンド幅△B = 3 X I 
O’ [1/ Hzコとして、T = 5 X 10−
”と与えられる。 なお、光検出器のもつ容量などにより熱雑音Tは(12
)式の様な簡単な形で記述できないこともあるので、そ
のような場合はこれに従う必要はない。 検光子は振幅透過率tpは1tpl”=0.84、消光
比ηA−1xlO−1である。 第4図は検光子の光学軸の入射光束偏光方向からの角度
θAとC/Hの関係を示した図である。(33)〜(3
6)式で与えられる最適なθA=79.4°で、本実施
例のC/Nが最大となることがわかる。θA=45゜と
した従来の装置の場合と比較すると、本実施例では8d
B以上C/Nが向上している。θA= 70’〜85°
 とすれば十分に良好なC/Nが得られる。 第5図は光磁気非変調成分強度の2乗平均ゆらぎを決め
6定数ξの値を、ξ= I X 10−”、  10−
”、  10−”。 10−”と変化させた場合のθAとC/Nの関係を示し
た図である。 (33)式により、△I2Rに起因する雑音FRやショ
ット雑音Sが熱雑音Tより相対的に大きな場合、0人の
最適値は90°に近づいていくことを示している。また
、θ入量適値1こおけるC/Nとθへ=45゜のC/N
を比較すると、FRとSがTよりも相対的に大きくなる
と、よりC/Nが改善されることがわかる。例えばξ=
 I X 10−”の場合には18 dB以上C/Nが
向上しており、本発明が非常に有効である。 第6図(A)、(B)は夫々本発明の第4実施例を示す
概略図であり、(B)は(A)を矢印ノ\方向から見た
図を示している。第6図(A)、(B)において第1図
と同一の部材には同一の符号を付し、詳細な説明は省略
する。本実施例においても、光検出器29以後の信号処
理系は第2図示の如くvζ成される。本実施例は第1実
施例のハーフミラ−23゛の代わりにハーフミラ−1O
を用い、このハーフミラ−10の透過光を検出するよう
に構成したものである。ハーフミラ−1Oの面すは光検
出器29に迷光が入射しない様に所定の角度傾けである
。 本実施例では、第1図の説明文中で使用したP。 S偏光方向を各々置き換えて考えれば良い。 また第1図及び第6図ではハーフミラ−23及びlOを
用いているが、これを偏光ビームスプリッタと置き換え
ても本発明は有効である。例えば特開昭58−1896
12号で公知な偏光ビームスプリッタ(l rr l”
=0.2.  l rs l”=1)を第1図で用いれ
ばよりC/ Nを向上させることができる。第6図では
例えばl ts l”−0,2,l tr 12=1な
る特性を持つ偏光ビームスプリッタを用いれば、よりC
/Nを向上させることができる。 本発明は以上説明した実施例の他にも種々の応用が可能
である。例えば実施例では光磁気記録媒体の反射光を検
出したが、光磁気記録媒体を通過してファラデー効果に
よって変調を受けた光束を検出するように構成しても良
い。 〔発明の効果〕 以上説明した様に本発明は光磁気情報再生装置において
、検光子光学軸の入射光束偏光方向からの角度を従来の
45°から最適な角度に設定する事により、信号検出の
C/Nを向上させる効果を有する。 更には本発明により高いC/ Nが得られるので従来の
装置の様な複雑な検出系が不要となり装置の信頓性を高
め、且つ製造コストを低減する事が出来る。 4、図面の簡単な説明 第1図は本発明の一実施例の光学系を示す概略図、第2
図は第1図示の実施例の信号処理系を示す概略図、第3
図は光磁気記録媒体からの反射光の偏光状態を示す図、
第4図及び第5図は夫々本発明における検光子の光学軸
方位角とC/Nとの関係を示す図、第6図(A)、  
CB)は夫々本発明の他の実施例を示す概略図、第7図
は従来の光磁気情報再生装置の例を示す概略図、第8図
は一般的な光磁気信号検出の原理を示す図である。 13・・・検出光、     21・・・半導体レーザ
、22・・・コリメータレンズ、23・・・ハーフミラ
−124・・・対物レンズ、   26・・・光磁気記
録媒体、27・・・検光子、     28・・・集光
レンズ、29・・・光検出器。
FIG. 1 is a schematic diagram showing an optical system according to an embodiment of the present invention, and FIG.
The first figure is a schematic diagram showing the signal processing system of the embodiment shown in the third figure.
The figure shows the polarization state of reflected light from a magneto-optical recording medium.
4 and 5 are diagrams showing the relationship between the optical axis azimuth angle and C/N of the analyzer in the present invention, and FIGS. 6(A) and 6(B) respectively.
) are schematic diagrams showing other embodiments of the present invention, FIG. 7 is a schematic diagram showing an example of a conventional magneto-optical information reproducing device, and FIG. 8 is a diagram showing the principle of general magneto-optical signal detection. be. 13... Detection light, 21... Semiconductor laser, 22... Collimator lens, 23... Half mirror 124... Objective lens, 26... Magneto-optical recording medium, 27... Analyzer, 28... Condensing lens, 29... Photodetector. % θACdec3] (A) Procedural formalities (spontaneous) October 5, 1988 1. Indication of the case 1986 Patent Application No. 246616 2. Name of the invention Light 61-ki information reproducing device 3. Amendment. Patent applicant address Canon Co., Ltd., 3-30-2 Shimomaruko, Ota-ku, Tokyo (telephone 75B-2111) 5. Specification subject to amendment 6. The full text of the specification of the amendment is as attached. correct. Full text correction Description 1, Name of the invention Magneto-optical information reproducing device 2, Claims (1) Means for irradiating a recording medium on which information is magnetically recorded with a light flux polarized in a predetermined direction; An analyzing means for analyzing the reflected or transmitted light flux from the recording medium whose polarization state has been modulated according to the information by an optical effect, and light without an amplification effect for photoelectrically detecting the light flux transmitted through the analyzing means. It consists of a detector and an amplification means for amplifying the detection signal of the photodetector and reproducing the information, and the average of the polarization component intensity that is not modulated by the magneto-optic effect incident on the photodetector is determined as TR1 magneto-optical. The root mean square of this intensity at the signal measurement frequency △l2R1E = △PR7'rIR1
The amount of light incident on the recording medium is IO1 The amplitude reflectance of the recording medium is R1 The light utilization efficiency of the optical system from the recording medium to the photodetector excluding the analyzing means is ε The photoelectric conversion of the photodetector Efficiency is 1 charge amount e1 Thermal noise of the amplifying means at the optomagnetic signal observation frequency T1 Bandwidth of the detection signal ΔB1 Amplitude transmittance of the analyzing means tA Similarly, the extinction ratio of the analyzing means is ηA When the angle θA between the optical axis of the analyzer and the predetermined direction is as follows, provided that FR=ξ(ε1tAl"lR1"lo)"・Δ
BS = 2e to t 1tAl” lR1”Io−Δ
A magneto-optical information reproducing device characterized by satisfying B. 3. Detailed Description of the Invention [Technical Field] The present invention relates to a magneto-optical information reproducing device that reproduces information magnetically recorded on a recording medium by utilizing the magneto-optical effect. [Prior Art] In recent years, there has been active research and development into practical use of optical memories that perform recording and reproduction using semiconductor laser light as high-density recording memories. Among these, in addition to read-only optical disks and DRAW type optical disks, typified by already commercialized compact disks, magneto-optical disks that are erasable and rewritable are particularly promising. The magneto-optical disk is
Information is magnetically recorded using the local temperature rise of a magnetic thin film caused by laser spot irradiation, and the information is reproduced using the magneto-optical effect (particularly the Kerr effect). The Kerr effect here refers to a phenomenon in which the plane of polarization rotates when light is reflected by a magnetic recording medium. FIG. 7 shows the basic configuration of a conventional magneto-optical disk device. In FIG. 7, l is a semiconductor laser, 2 is a collimator lens, 11 is a half mirror, 14 is an objective lens, 6 is a magneto-optical recording medium, 7 is an analyzer, 8 is a condensing lens, 9 is a photodetector, P The polarization direction is parallel to the plane of the paper, and the S polarization direction is perpendicular. Next, the case where magneto-optical information is reproduced in the above device will be explained. The light beam emitted from the semiconductor laser 1 as linearly polarized light in the P polarization direction is converted into a parallel light beam by the collimator lens 2, and passes through the half mirror 11. If the P polarization component amplitude transmittance is tp and the S polarization component amplitude transmittance is ts, then in 11, 1tp12=1tsl"=0
.. It is 5. The light beam is imaged as a minute spot on the magneto-optical recording medium 6 by the objective lens 4 . If magnetic domains (pits) are already formed on the medium 6,
As shown in FIG. 8, the reflected light from the medium 6 undergoes rotation of the plane of polarization by ±θ depending on whether the magnetization direction of the spot irradiation area is upward or downward due to the Kerr effect. here,
If the P polarization component of the amplitude reflectance of the recording medium 6 is R and the S polarization component is K, the following equation holds true. The magneto-optically modulated reflected light is again converted into a parallel beam by the objective lens 4, reflected by the half mirror 11, and then passed through the analyzer 7.
is converted into an intensity-modulated luminous flux. That is, in FIG. 8, the reflected light flux is analyzed as the orthogonal projection of its amplitude onto the optical axis of the analyzer, so the intensity of the light incident on the magneto-optical medium can be expressed as io
, if the angle of the optical axis of the analyzer from the P polarization direction is θA, then the intensity of the luminous flux transmitted through the analyzer is I+θ and I−θ according to the Kerr rotation angle ±θK, respectively, as shown in equation (2). make it rain. Since θ is ~10, lRI")lK+" holds true, so equation (2) can be expressed as follows. The second term in the parentheses in equation (3) is the magneto-optical modulated component, and the first term is the non-modulated component, and the intensity of each is T. IR~-l Rl "cos" θA
(5) Such a detection light flux passes through the condensing lens 8,
It is detected by the photodetector 9 as a magneto-optical signal. Here, the polarization plane rotation angle θ due to the Kerr effect is generally expressed as P
Considering that the amount of the magneto-optical modulation component obtained by passing through the analyzer 7 is very small, the azimuth angle θA of the optical axis of the analyzer is the C/N (carrier and noise) of the detected signal. It is necessary to set it at the optimal position so that the ratio of Therefore, in the conventional magneto-optical information recording/reproducing device, the azimuth angle θA of the optical axis of the analyzer 7 is set relative to the polarization direction of the incident light beam in order to maximize the intensity of the magneto-optical modulation component calculated by equation (4). It was set at 45°. However, considering the noise superimposed on the detection signal, θA=
It is not necessarily the case that the maximum C/N can be obtained by setting the angle to 45°. [Summary of the Invention] The purpose of the present invention is to improve the above-mentioned drawbacks of the prior art, and to provide a magneto-optical device with a simple configuration and good C/N using an inexpensive photodetector without amplification such as a pin photodiode. An object of the present invention is to provide a magneto-optical information reproducing device capable of reproducing signals. The above-mentioned object of the present invention is to provide a magneto-optical information reproducing device with a means for irradiating a light beam polarized in a predetermined direction onto a recording medium on which information is magnetically recorded; An analyzing means for analyzing the modulated reflected or transmitted light beam from the recording medium, a photodetector without an amplification effect for photoelectrically detecting the light beam transmitted through the analyzing means, and a detection signal of the photodetector. and an amplification means for reproducing the information, and TR is the average intensity of the polarized light component that is not modulated by the magneto-optic effect incident on the photodetector, and this intensity and fluctuation at the magneto-optical signal observation frequency is TR. The root mean square is ΔI”R, ξ=ΔI2R/I2R1 The amount of light incident on the recording medium is 10 s The amplitude reflectance of the recording medium is R1 The optical system from the recording medium to the photodetector excluding the analyzing means The light utilization efficiency of the system is ε, the photoelectric conversion efficiency of the photodetector is e1, the total charge is e1, the thermal noise of the amplification means at the optomagnetic signal observation frequency is T1, the bandwidth of the detection signal is Δ
B1 The amplitude transmittance of the detection means is t^, the same (when the extinction ratio of the analysis means is 0, the angle θA between the optical axis of the analysis means and the predetermined direction is as follows, However, FR=ξ・(εlt^l"lR1"1o)2・ΔB
This is achieved by setting S=3e to satisfy ε1tAl''lR1''lo·ΔB. [Example] Hereinafter, the present invention will be explained in detail using the drawings. 1 and 2 show a first embodiment of a magneto-optical information reproducing apparatus based on the present invention, respectively. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an optical system, and FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a signal processing circuit. be. In FIG. 1, 21 is a semiconductor laser, 22 is a collimator lens, 23 is a half mirror, 124 is an objective lens, 26 is a magneto-optical recording medium, 27 is an analyzer 1, 28 is a condenser lens, 2
9 is a photodetector, the P polarization direction is parallel to the plane of the paper, and the S polarization direction is perpendicular. Further, 13 indicates the light flux transmitted through the analyzer 27, and this detection light flux 13 is detected by the photodetector 2 as shown in FIG.
The signal is photoelectrically converted at 9, voltage amplified by an amplifier 15 including a load resistor 16, and outputted from a terminal 14 as a reproduced signal. The half mirror 23 has a beam shaping function, whereby the light beam of the semiconductor laser 21 having an elliptical far-field pattern can be efficiently imaged as a circular spot on the recording medium 26. Further, the surface a is inclined at a predetermined angle so that stray light does not enter the photodetector 29. A tracking groove (not shown) is formed on the recording medium 26 in a direction perpendicular to the plane of the paper, and the light beam focused on the recording medium 26 by the objective lens 24 is diffracted by this groove. 25 is
This is a photodetector for detecting the imbalance of ±1st-order diffracted light caused by track deviation, and is fixed to the periphery of the aperture of the objective lens 24. For this reason, the objective lens 24
This has the advantage of not causing an offset in the tracking error signal even if it moves in the direction perpendicular to the track groove. Photodetector 2
Reference numeral 9 denotes a photodetector having no amplification effect, such as a Si-bin photodiode, which detects a magneto-optical signal and a focus error signal. A known method is used for focus error detection, but since it has no direct relation to the present invention, detailed explanation will be omitted. In the above device, the semiconductor laser 21 emits a P-polarized light beam. This emitted light flux becomes parallel light by the collimator lens 22, passes through the half mirror 23, and passes through the objective lens 24.
A light spot with an intensity of 10 is irradiated onto the recording medium 26. The light beam reflected by the recording medium 26 is modulated in its polarization state according to the information magnetically recorded on the recording medium 26, passes through the objective lens 24 again, is reflected by the half mirror 23, and is passed through the analyzer. Guided by 27. The detection light 13 that has passed through the analyzer 27 is intensity-modulated and is received by a photodetector 29 via a condenser lens 28 . The intensity-modulated light beam 13 passing through the analyzer 27 is converted into a photocurrent by a photodetector 29 shown in FIG. The photoelectric conversion efficiency is given by the following equation, where e is the amount of charge, h is a blank constant, ρ is the quantum efficiency of the photodetector, and ν is the frequency of the luminous flux. Here, the following four types of noise can be considered as noise sources in signal readout. l) Root mean square intensity fluctuation of non-modulated component light IR △I”++
noise caused by. 2) Noise caused by root mean square intensity fluctuation △I2K in modulated component light ■. 3) Photodetector shot noise. 4) Thermal noise due to amplifier. The noise due to △I2H in l) and the noise due to ΔI2K in 2) are caused by the surface roughness and non-uniformity of the recording medium, the intensity fluctuation of the semiconductor laser, etc., and each has a constant determined by the noise source such as the medium and the semiconductor laser. If the averages of the effective values of ξ, ζ, the non-modulated component, and the modulated component are TR and TK, respectively, the following equation holds true. ΔI'R-ξPRΔB (7) ΔI2=ζpgΔB (8) However, ΔB is the bandwidth of the detection signal. The noise caused by △I'R, the noise caused by △I''K, shot noise, and thermal noise are respectively FR, 'FK, S,
If T, it can be calculated using the following formula. FR=ξ"FatΔB(9) F x = ζ" TIK △B
(10) S=Ze pc TR△B
(11) R+ where k is Portzmann constant, Te is equivalent noise temperature, R+
is the resistance value of the load resistor 16. (4) and (5), the analyzer optical axis azimuth OA
, the magneto-optical modulation component intensity IK is sin2θA
, the unmodulated component intensity IR has a dependence on cos2θA, so the dependence of each noise on θA can be expressed as follows. FRoc cos″θA (
13) FKocsin”2θA
(14) S”CO8”θA
(15) T=const, (16) Using these, if C/N is expressed in decibels, then
It becomes like the following formula. Since C/N in equation (17) is a function of the analyzer optical axis azimuth angle θA, the extreme value is determined by partially differentiating (17) with respect to θ8. If we find the extreme value of θA, we get the following. fR-ξ(-lR12Iocos2θA)2・ΔB
(19) 1RIIOcos”θA・ for S=e
ΔB (20)t = T
(21) If the optical axis azimuth angle of the analyzer is set to satisfy equations (18) to (21), the C/N
can be the maximum value. In the explanation of Fig. 7, it is assumed that the signal level drop does not occur due to the recording medium and optical system, but in an actual optical system, C/C/
In accurately predicting N, it must be taken into account. The following two points can be considered as causes for the decrease in signal level. 1) Light loss (decreased amplitude due to absorption and vignetting) 2) P
−3 l) and 2) contribute to the decrease in the intensity of the magneto-optical modulation component due to the phase difference between polarizations,
Only l) contributes to the reduction of the unmodulated component strength. In order to evaluate the decrease in the intensity of the magneto-optical non-modulated component (loss of light amount), the light utilization efficiency εR is defined. It should be noted that the present invention focuses on the ratio of the amount of light on the recording medium to the amount of light reaching the photodetector as light utilization efficiency. In this embodiment, the following points were taken into consideration when determining εR. l) Tracking groove (pitch 1.6 μm, depth λ/8
The rate at which the diffracted light from λ=835 nm enters the entrance pupil of the objective lens is defined as the light utilization efficiency ε0. 2) Considering the product along the optical path of the square of the amplitude transmittance (or reflectance) in the P polarization direction of n optical elements excluding the analyzer in the optical path from the recording medium to the photodetector, calculate the light utilization efficiency. Let ε1. If the amplitude transmittance of the i-th optical element is jpi and the reflectance is rpi, ε1 can be calculated by the following equation. In equation (22), when the luminous flux is reflected by the i-th optical element, l rpi 1 instead of l t, i l''
' can be substituted. Note that the transmittance of the analyzer is treated as a change amount when calculating the C/N, so it is excluded from ε1. From 1) and 2), the light utilization efficiency εR of the magneto-optical non-modulated component can be calculated by the following equation. ε R= ε 0 ε r
(23) Next, consider the decrease in the intensity of the magneto-optical modulation component. For this purpose, in addition to the complete loss, consideration must be given to the phase difference between the P-3 polarized lights. For example, as shown in Figure 3, the reflected light from the recording medium is generally not linearly polarized light as shown in Figure 8 (due to the phase difference between the P-polarized component and the S-polarized component, the long axis It is known that the light becomes elliptically polarized light tilted only at the Kerr rotation angle θ.In other words, the P and S polarization components R and K of the amplitude reflectance of the recording medium are (
24) It will appear like the formula. R= l Rl ello K= l Kle"'
(24) △0=α. −β. However, α. ,β. is the phase component of each amplitude reflectance. In this case, the Kerr rotation angle θ is expressed as follows. △. = nπ (n = integer), the reflected light from the recording medium becomes linearly polarized light, but in other cases, θK decreases, which is undesirable. The same thing can be said about optical elements, and in this example, the light utilization efficiency εK was defined in order to evaluate the decrease in the intensity of the magneto-optical modulation component, and the following points were taken into consideration when determining θK. That is, for the magneto-optical modulation component, P of n optical elements excluding the analyzer in the optical path from the recording medium to the photodetector,
The product of the amplitude transmittance (or reflectance) in the S polarization direction along the optical path is considered and is defined as light utilization efficiency ε2. The amplitude transmittance of the i-th optical element in the P and S polarization directions is rp
l, tsi (rGII+rsl for reflectance)
Then, the following formula holds true. t pi = l t pi le"'ts+ =
l ts+ l elJ' (2
6) Using △i=αi-β1 (29), calculate ε2 as shown in the following equation. In (30), when the luminous flux is reflected by the i-th optical element, l rpl instead of 1tptllts+l
Just substitute ll rsi l. Note that the transmittance of the analyzer is treated as a change amount when calculating C/N, so ε2
It is excluded from. From this, the light utilization efficiency ε of the magneto-optical modulation component is given by the following equation. ε=ε0ε2 (28) We will also perform a more accurate evaluation of the analyzer. If the amplitude transmittance of the analyzer is tA and the extinction ratio is ηA, then (2
), CO5θA is 1t^1・(COSθA+
r sinθA), sinθA as l tAl ・
(sinθA+l cosθA). Assuming IRI">IKI", for the magneto-optical modulation component intensity, the product of ε and the transmittance ε3 of the analyzer given by the following equation may be calculated. εs = l tAl” (1-77A) 5in2θ
A (29) However, the amplitude transmittance of the analyzer was equal in the P-8 polarized acid direction, and no phase difference was given between the P-8 polarized lights. For the magneto-optical non-modulated component, it is sufficient to calculate the product of εR and the analyzer transmittance ε4 given by the following equation. ε4=1t^l 2(c o s”θA+ηA sin”
θK) (30) From the above, if the intensities of the magneto-optical modulation component and non-modulation component are I and IR, respectively, then ■-TI・'・“・' IRI IKI 1txl” (
1-η・) 5in2θ・IR"-1oεoε11
R121t^l”(cos”θA+77 A sin”
θK)=Io εRIRl"lt ^l"(cos"θ
A + 77 A sin” θK). Substituting equations (31) and (32) into equation (17), C/N
The angle θA of the analyzer optical axis from the polarization direction of the incident light beam, which maximizes the angle θA, is determined as follows. fR'=ξ(niεR1t^l"lR1"lo)'・ΔB
(34) S' = 2e to gR1t^l"
1RIJo・ΔB (35)t'=T
(36) The calculation conditions are shown below. The semiconductor laser 21 has a wavelength λ=835 nm, and the amount of light incident on the recording medium 26 is ■. The output is adjusted so that = 2 x 10 -3 W, regardless of the transmittance of the half mirror 23, 1 tp 12. Gd, Tb, Fe, and Co are used for the recording medium 26,
]Rl'=o, 12. θ = 0.74°, I), S
Phase component α of polarization direction amplitude reflectance. ,β. The phase difference △. is △. -20°. Light use efficiency ε. is a tracking groove (pitch 1.6 μm
, depth λ/8) is received by an objective lens with N, A = 0.5, ε. =0,6. The light utilization efficiency ε1 is ε=0.39, considering the product of the transmittance (reflectance in the case of a half mirror) of optical elements other than the analyzer in the optical path from the recording medium to the photodetector. The light utilization efficiency ε2 can be calculated by considering the product of the P and S amplitude transmittances (reflectances in the case of a half mirror) of optical elements other than the analyzer in the optical path from the recording medium to the photodetector. The half mirror 23 used in this example has a polarization of Δ11 to +
= 160° phase difference. Therefore, the phase difference △ occurring in the n medium. Between, △. +I factor = π (37) This relationship prevents a decrease in the intensity of the magneto-optical modulation component. In the shrub example, there is no optical element that provides a phase difference between the P-8 polarized lights during transmission, so Σ3' = co
s (ΣΔ1)=1. Also, since Np1l=ltsl and -Q, ε2=0.39. The photodetector 25 is a Si-pin photodiode with a photoelectric conversion rate of =0.54. Constants ξ and ζ determined by noise sources such as the recording medium and the semiconductor laser are given as follows. ξ=2xlO-" (R, 1, N) ζ= 1 x 10-1l (R, 1, N) Thermal noise T is Boltzmann's constant = 1.38X10-", equivalent noise temperature Te = 300 [K] , load resistance R+=IXIO-
'[Ωko, signal detection bandwidth △B = 3 X I
O' [1/Hz, T = 5 x 10-
”. The thermal noise T is given by (12
) may not be possible to write in a simple form such as an expression, so in such cases there is no need to follow this. The analyzer has an amplitude transmittance tp of 1tpl"=0.84 and an extinction ratio ηA-1xlO-1. Figure 4 shows the relationship between the angle θA of the analyzer's optical axis from the polarization direction of the incident light beam and C/H. (33) to (3).
It can be seen that the C/N of this example is maximized at the optimum θA=79.4° given by equation 6). Compared to the conventional device where θA = 45°, in this example, the angle is 8d.
C/N is improved over B. θA=70'~85°
If so, a sufficiently good C/N can be obtained. Figure 5 shows the root mean square fluctuation of the magneto-optical non-modulated component intensity and the value of the six constants ξ, ξ = I X 10-'', 10-
", 10-". 10-" is a diagram showing the relationship between θA and C/N. According to equation (33), when the noise FR and shot noise S caused by △I2R are relatively larger than the thermal noise T. , the optimal value for 0 people approaches 90°.Also, the C/N at 1 suitable value of θ input and the C/N at θ = 45°
Comparing the above, it can be seen that when FR and S become relatively larger than T, the C/N is further improved. For example, ξ=
In the case of I x 10-'', the C/N is improved by more than 18 dB, which shows that the present invention is very effective. FIG. 6B is a schematic view of FIG. 6A viewed from the arrow direction. In FIGS. 6A and 6B, the same members as in FIG. , and a detailed explanation will be omitted. In this embodiment as well, the signal processing system after the photodetector 29 is configured as shown in the second figure. This embodiment is similar to the half mirror 23 of the first embodiment. Half mirror 1O instead of
The half mirror 10 is configured to detect the transmitted light using the half mirror 10. The face of the half mirror 1O is inclined at a predetermined angle to prevent stray light from entering the photodetector 29. In this example, P is used in the explanatory text of FIG. The S polarization direction may be replaced with each other. Further, although the half mirror 23 and IO are used in FIGS. 1 and 6, the present invention is effective even if these are replaced with a polarizing beam splitter. For example, JP-A-58-1896
Polarizing beam splitter (l rr l”
=0.2. The C/N can be further improved by using l rs l"=1) in FIG. 1. In FIG. If you use a splitter, it will be more C.
/N can be improved. The present invention can be applied in various ways in addition to the embodiments described above. For example, in the embodiment, the reflected light from the magneto-optical recording medium is detected, but it may be configured to detect a light flux that passes through the magneto-optical recording medium and is modulated by the Faraday effect. [Effects of the Invention] As explained above, the present invention improves signal detection in a magneto-optical information reproducing device by setting the angle of the analyzer optical axis from the incident light beam polarization direction to an optimal angle from the conventional 45°. It has the effect of improving C/N. Furthermore, since a high C/N can be obtained according to the present invention, there is no need for a complicated detection system as in conventional devices, thereby increasing the reliability of the device and reducing manufacturing costs. 4. Brief explanation of the drawings Figure 1 is a schematic diagram showing an optical system according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a schematic diagram showing an optical system according to an embodiment of the present invention.
The first figure is a schematic diagram showing the signal processing system of the embodiment shown in the third figure.
The figure shows the polarization state of reflected light from a magneto-optical recording medium.
FIG. 4 and FIG. 5 are diagrams showing the relationship between the optical axis azimuth angle and C/N of the analyzer in the present invention, and FIG. 6 (A),
CB) is a schematic diagram showing other embodiments of the present invention, FIG. 7 is a schematic diagram showing an example of a conventional magneto-optical information reproducing device, and FIG. 8 is a diagram showing the principle of general magneto-optical signal detection. It is. 13... Detection light, 21... Semiconductor laser, 22... Collimator lens, 23... Half mirror 124... Objective lens, 26... Magneto-optical recording medium, 27... Analyzer, 28... Condensing lens, 29... Photodetector.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)所定の方向に偏光した光束を磁気的に情報が記録
された記録媒体上に照射する手段と、磁気光学効果によ
り前記情報に応じて偏光状態に変調を受けた前記記録媒
体からの反射又は透過光束を検光する検光手段と、該検
光手段を透過した光束を光電検出する増幅作用のない光
検出器と、前記光検出器の検出信号を増幅し、前記情報
を再生する増幅手段とから成り、前記光検出器に入射す
る磁気光学効果により変調を受けない偏光成分強度の平
均を@I@_R、光磁気信号観測周波数におけるこの強
度ゆらぎの2乗平均をΔI^2_R、ξ=ΔI^2_R
/@I@_R、前記記録媒体上における入射光束の光量
をI_O、前記記録媒体の振幅反射率をR、前記検光手
段を除く記録媒体より光検出器に至る光学系の光利用効
率をε、前記光検出器の光電変換効率をK、電荷量をe
、光磁気信号観測周波数における前記増幅手段の熱雑音
をT、検出信号のバンド幅をΔB、前記検光手段の振幅
透過率をt_A、同じく検光手段の消光比をη_Aとし
たときに、前記検光手段の光学軸と前記所定の方向との
なす角度θ_Aが以下の条件、▲数式、化学式、表等が
あります▼但し、 FR=ξ・(Kε|t_A|^2|R|^2I_O)^
2・ΔBS=zeκε|t_A|^2|R|^2I_O
・ΔBを満足することを特徴とした光磁気情報再生装置
(1) A means for irradiating a recording medium on which information is magnetically recorded with a light beam polarized in a predetermined direction, and reflection from the recording medium whose polarization state is modulated according to the information by the magneto-optic effect. Alternatively, an analysis means for analyzing the transmitted light beam, a photodetector without an amplification effect for photoelectrically detecting the light beam transmitted through the analysis means, and an amplification for amplifying the detection signal of the photodetector and reproducing the information. The mean of the intensity of the polarized light component that is not modulated by the magneto-optic effect incident on the photodetector is @I@_R, and the root mean square of this intensity fluctuation at the magneto-optical signal observation frequency is ΔI^2_R, ξ =ΔI^2_R
/@I@_R, the light intensity of the incident light beam on the recording medium is I_O, the amplitude reflectance of the recording medium is R, and the light utilization efficiency of the optical system from the recording medium to the photodetector excluding the analyzing means is ε , the photoelectric conversion efficiency of the photodetector is K, and the amount of charge is e.
, where T is the thermal noise of the amplification means at the magneto-optical signal observation frequency, ΔB is the bandwidth of the detection signal, t_A is the amplitude transmittance of the analysis means, and η_A is the extinction ratio of the analysis means. The angle θ_A between the optical axis of the analyzer and the above-mentioned predetermined direction is under the following conditions, ▲ There are mathematical formulas, chemical formulas, tables, etc. ▼ However, FR = ξ・(Kε | t_A | ^ 2 | R | ^ 2 I_O) ^
2・ΔBS=zeκε|t_A|^2|R|^2I_O
- A magneto-optical information reproducing device characterized by satisfying ΔB.
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