JPS63147108A - ２波長分離フイルタ− - 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】 産業上の利用分野 本発明は光ディスクの装置等の光学ヘッドを構成する２
波長分離フィルターの性能改善に関するものである。

従来の技術 近年光源として半導体レーザを用い、前記半導体レーザ
光をφ１ｕｍ１層の微小スポット光に絞り。

感光材料を蒸着したディスク状の情報媒体に照射し、ビ
デオ信号やデジタル信号を同心円状あるいはスパイラル
状に記録再生する光デイスク装置が提案されている。

この装置の応用例として、ふたつの波長の異なるレーザ
光源を持ち、両レーザビームを同時に絞り、ディスク上
に互いを近接させて照射する装置が考えられる。

かかる装置の例として、一方の光をトラック方向に長い
長円形に絞り、この絞られた微小スポット光で情報を消
去し、他方の光はディスク上で略円形に絞り、この略円
形の微小スポット光で情報の記録再生を行なうようにし
た装置等が考えられている。

係る２つの波長の異なる半導体レーザを用いだ２レーザ
光ヘツドを実現するだめには、第１の半導体レーザから
発振する波長λ１の光は透過させ、第２の半導体レーザ
から発振する波長λ２の光は反射させる光学部品（この
ような特性を有するものを、２波長分離フィルターと呼
ぶ）の特性改善が強く要望されている。

このような特性を実現させるべく、第６図に示すように
、片方のプリズム６ｏの上に、中屈折率を有する誘電体
物質層を形成し、その上に高屈折率を有する誘電体物質
層と、低屈折率を有する誘電体物質層とを交互に積層し
、最終層に中屈折率を有する誘電体物質層を形成して所
望の特性を得ようと試みがなされている。

ＢＫ７等の光学ガラスからなるプリズム５０上に、高屈
折率の材料としてＴｉＯ２、低屈折率の材料として５１
０２を、電子ビーム蒸着法により３９層積層する場合、
第１層と第３９層の光学的膜厚を設計基準波長をλ０と
するとユリ二としその他の各層をλＯ／　４としていた
。２ ＢＫ７の屈折率を１．５１　、　’ｒ１ｏ２の屈折率を
２．２２゜５１０２の屈折率を１．４６　、　Ａｇ２Ｏ
，の屈折率を１．６５　。

入射面を１７．８°、設計基準波長λ０を９６２　ｎｕ
ｎとした場合の前記膜構成の透過率特性を第６図に示す
。

縦軸が透過率（単位：％）で、横軸が波長（単位：ｎｍ
）である。

発明が解決しようとする問題点 このような膜構成の２波長分離フィルターを光学ヘッド
に用いた際の問題点を説明する。

一般に半導体レーザの発振波長の製造ばらつきは±ＩＱ
ｎｍ程度ある。また半導体レーザの発振波長は温度によ
って多少変化し３０°Ｃの温度変化で４〜５１ｍ変化す
る。更に発光パワーによっても波長は変化し、２０ｍＷ
で６ｎｍ程度変化する。

前記の２波長分離フィルターの膜特性は、温度・湿度等
の環境変化によって波長シフトが起こる。

波長シフトとは、透過率特性の透過領域並びに反射領域
が、高波長側・短波長側に移動することを言う。我々の
実験結果では一２０’Ｃ・１０％から８０°Ｃ・８０％
の環境変化で約ＩＱｎｍ程度変動している。

膜特性の波長シフトは、製造時の製造条件のバラツキに
よっても発生する。我々の実験結果では各ロットにより
士ｓｎｍ程度である。

我々の２ビ一ム元ヘッドでは、第１の半導体レーザの中
心発振波長を７８０１　ｍ　＋第２の半導体レーザの中
心発振波長を８６Ｑ、ｎｍとしている。

従って、前記２波長分離フィルターに要求される膜特性
は、７８０１ｍ±２Ｑｎｍの範囲では、レーザービーム
を高効率に透過させ、８６０ｎｍ±２０１ｍの範囲では
高効率で反射させることである。そのためには反射領域
から透過領域までの立上りが急峻でかっ、透過帯でリッ
プルの少ない、膜特性を得る必要がある。

しかし、従来の膜構成では、第６図に示すように、透過
領域でのリップルが多く発生し、第１の半導体レーザに
対して最悪の場合６５％程度の透過率になることがあっ
た。

このことは、各種効率を下げるだけでなく、反射率も増
加させる結果をまねき、検出系に到達し各信号検出に悪
影響を及ぼす。そのため、従来は半導体レーザの発振波
長を個々に測定するとともに、２波長分離フィルターの
膜特性を測定し、ベアリングを行って欧州していた。性
能面、量産在。

低価格化を実現する上で不十分であった。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、半導体レー
ザの発振波長の製造ばらつき、２波長分離フィルターの
製造ばらつき、波長シフトが多少あっても、λ１波長で
の透過率、λ２波長での反射率の特性が劣化しない膜構
成を提供することを目的としている。

間ｍ点を解決するだめの手段 上記の問題点を解決するだめの本発明の技術的な手段は
、プリズムとそのプリズム上に成膜された誘電体多層膜
とその上に接着されたプリズムとを備え、前記誘電体多
層膜の全膜層数が２９層から３９層の奇数層数であり、
全層数をＮ層とするとプリズムから数えて奇数層は高屈
折率の誘電体物質層で、偶数層は低屈折率の誘電体物質
層であり、高屈折率の誘電体物質層である第１層、第３
層、第７層、第Ｎ−６層、第Ｎ−２層、第Ｎ層のλ０ 前記以外の各層の光学的膜厚全一としたことである。

作用 本発明は、上記膜構成にすることにより、反射帯から透
過帯捷での立上り特性が急峻で、かつ透過帯におけるリ
ップルを減少させると共に、透過効率が良好である２波
長分離フィルターを得ることができる。

実施例 第１図に本発明の２波長分離フィルターの一例を示す。

プリズム１，２はクラウンガラスの一種であるＢＫ７（
商標）で屈折率は約１．５１である。高屈折率の材料と
してＴｉＯ２１低屈折率の材料として５１０２　を電子
ビーム蒸着法により、前記プリズム１上に奇数層は高屈
折率の誘電体物質層、偶数層は低屈折率の誘電体物質層
になるよう、交互に３９層積層する。設計基準波長をλ
０とすると、第１層と第３９層の光学的膜厚は１．２９
λｏ／４゜第３層と第３７層の光学的膜〃、が約１．１
７λｏ／４゜λＯ 第７層と第３３層は１．０６λｏ／４、その他の層は一
である。

本膜構成で設計波長λｏ＝９６２ｎｍ、入射角１７．８
°、　ＴｉＯ２の屈折率を２．２２　、５ｉ０２の屈折
率を１．４６とした場合の前記膜構成の透過率特性を第
２図に示す。縦軸が透過率（単位；％）で、横軸が波長
（単位：　ｎｍ　）である。

本２波長分離フィルターは、Ｐ偏光の光を分離するよう
に設計基準波長が、設定されている。設計基準波長を変
えればＳ偏光の分離フィルターにも容易に実現できる。

第２ズと第４図を比べれ（ば７８０ｍｍ−ｉ３Ｑｎ＋ｎ
のリップルが犬１福に１氏減され、透過率特性が改善さ
れている。

全層数が２９層（Ｎ＝２９）の場合を第３図に示す。第
１層、第２９層の光学的膜厚ば１，２９ＸλＤ であり、第７層、第２３層は１．０６×−である。

本膜構成で設計波長λＱ＝９６２１ｍ、入射角１７．８
°で１０２の屈折率を２．２２　、５ｉ０２　の屈折率
を１．４６とした場合の前記膜構成の透過率特性を第４
図に示す。７８０ｍｍ±３０ｎｍの透過帯においてリッ
プルが著しく改善されている。

立上り幅をＰ偏光の透過率が１％から９０％の幅と定義
すると、２７１ｍである。第２図の場合は１７層ｍであ
る。このように膜層数により立上り幅は大きく変化する
。最適な膜層数は、製造はらつき、経時変化等で、立上
り波長位置がシフトしだ時に８６０ｍｍ±２０ｎｍ　で
Ｐ偏光の透Ａ率が何％まで許容できるかという光学系の
問題より決定される。本発明の膜構成を用いれば２９層
から３９層においてリップルのない立上り１急変なフィ
ルターが実現可能である。

以上のような膜構成をもつ２波長分離フィルターを、光
学ヘッドに用いることにより、伝迄効吊の向上、各信号
検出精度の向上はもとより、半導体レーザとのベアリン
グ作業等を削除することができるため、生産性の向上代
価格化が実現できる。

また、本発明の膜構成は、奇数層つまり高屈折λ０ 率の誘電体物質層のみを−からずらしているため、製造
時の光学的、膜厚の制御および調整が容易である。

蒸着物質も高低屈折率物質ＴｌＯ２とＳ工０２Ｌが用い
ないため、製造性も非常に容易である。

発明の効果 以上述べてきたように、本発明の膜構成を用いることに
より、近接した波長の光を高精度に分隋でき、製造容易
で安価な２波長分離フィルターを提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における２波長分旭フィルタ
ーの構成図、第２図は同フィルターの透退部特性図、第
３図は同地の実施例における２波長分離フィルターの構
成図、第４図は同フィルターの透過率特性図、第６図は
従来の２波長分離フィルターの構成図、第６図は同フィ
ルターの透過率特性図である。 １．２・・・・・・プリズム。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 プリズム２　　　　眉墨　先ｉＰｌ順Ｍ（嗜）プＩノズ
ム　ｌ 第２図 閃△ＶＥＬＥＮＧＴＨＣｎｍ） 第３図 ヮ・リズム２　　　　　　漫Ｎｏ、　　　光字的膜厚Ｃ
×’ｌ）プリズム！ 第　４　図 ＷＡＶＥＬＥＮＧＴ）−１（ｎｍ） 第５図 プリズム５０

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）プリズムとそのプリズム上に成膜された誘電体多
   層膜と、その上に接着されたプリズムとを備え、前記誘
   電体多層膜の全膜層数が２９層から３９層の奇数層数で
   あり、全層数をＮ層とするとプリズムから数えて奇数層
   は高屈折率の誘電体物質層で、偶数層は低屈折率の誘電
   体物質層であり、高屈折率の誘電体物質層である第１層
   、第３層、第７層、第Ｎ−６層、第Ｎ−２層、第Ｎ層の
   光学的膜厚を、設計基準波長λ＿０の１／４からずらし
   、前記以外の各層の光学的膜厚をλ＿０／４とした２波
   長分離フィルター。
2. （２）高屈折率の誘電体物質層がＴｉＯ＿２、低屈折率
   の誘電体物質層がＳｉＯ＿２からなる特許請求の範囲第
   １項記載の２波長分離フィルター。
3. （３）第１層と第Ｎ層の光学的膜厚が約１．２９×λ＿
   ０／４、第３層と第Ｎ−２層の光学的膜厚が約１．１７
   ×λ＿０／４、第７層と第Ｎ−６層の光学的膜厚が約１
   ．０６×λ＿０／４である特許請求の範囲第２項記載の
   ２波長分離フィルター。