JPS63149850A - Magneto-optical information recording and reproducing device - Google Patents

Magneto-optical information recording and reproducing device

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JPS63149850A
JPS63149850A JP61296113A JP29611386A JPS63149850A JP S63149850 A JPS63149850 A JP S63149850A JP 61296113 A JP61296113 A JP 61296113A JP 29611386 A JP29611386 A JP 29611386A JP S63149850 A JPS63149850 A JP S63149850A
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JP
Japan
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magneto
light
optical disk
optical
grating
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Pending
Application number
JP61296113A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shigeyoshi Misawa
成嘉 三澤
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Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

PURPOSE:To perform the magneto-optical recording and reproducing by arranging the transparent substrate placing a pair of grid couplers whose grids are crossed at a specific angle between the lenses located between a laser light source and magneto-optical disk, a pair of nonreciprocal discoid double refraction plates, a diffracted light waveguide and an optical detector. CONSTITUTION:The light of a laser 22 is passed through a lens 23, receiving the rotary polarization via a pair of transparent substrates 29, 33, waveguides 30, 34, diffraction grid couplers 24, 26 and nonreciprocal discoid double refraction plates 25, 27 and projected on a magneto-optical disk 21. In this case, the magnetizing direction of the magnetic body of the disk is selected by an electromagnet 20 in the case of a writing and erasing. At the time of reproducing the reflection light of the disk varies at + or - theta for the magnetizing direction. The polarized plane is rotated by a refraction plate 27 and the diffracted light is combined with a waveguide path 34 by the grid coupler 26. The transmitting light of the coupler 26 is also combined with the waveguide path 30 by the coupler 24 and taken off by lenses 35, 32. Then reproducing is performed by using the output of detectors 36, 32 by keeping S=e-(a+b+c+ d)=0, by focusing with F=(a+d)-(b+c)=0 and the tracking is performed by T=(a+b)-(c+d)=0.

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、光磁気情報記録再生装置に関する。[Detailed description of the invention] Technical field The present invention relates to a magneto-optical information recording and reproducing device.

従来技術 従来、この種の光磁気メモリのピックアップは第19図
に示すように構成されている。まず、半導体レーザ1か
ら射出されたレーザ光はコリメートレンズ2によって平
行光とされ、ハーフミラー3を透過した後、集光レンズ
4によって光磁気ディスク5上に集光される。ここに、
記録時であれば、光磁気ディスク5に対向する電磁石6
によって光照射部分に対する磁気記録がなされる。そし
て、読取り時であれば、光磁気ディスク5からの反射光
は偏光面が回転した光となってハーフミラ−3に入射し
、その反射面3aによって反射された後、λ/2板7に
より偏光角が調整され、凸レンズ8と凹レンズ9とによ
りビーム変換される。
Prior Art Conventionally, a pickup for this type of magneto-optical memory has been constructed as shown in FIG. First, a laser beam emitted from a semiconductor laser 1 is made into parallel light by a collimator lens 2, passes through a half mirror 3, and then is condensed onto a magneto-optical disk 5 by a condenser lens 4. Here,
During recording, an electromagnet 6 facing the magneto-optical disk 5
Magnetic recording is performed on the light irradiated portion. When reading, the reflected light from the magneto-optical disk 5 enters the half mirror 3 as light with a rotated polarization plane, is reflected by the reflective surface 3a, and is then polarized by the λ/2 plate 7. The angle is adjusted and the beam is converted by a convex lens 8 and a concave lens 9.

この後、偏光ビームスプリッタ10に入射し、偏光方向
の異なる2つの光に分けられる。まず、一方では光検知
器11に入射して作動アンプ12によるプッシュプル法
によるトラッキングエラー信号ΔTとされる。又、他方
ではシリンドリカルレンズ13を介して光検出器14に
入射し、非点収差法によりフォーカスエラー信号ΔFが
得られるように構成されている。又、記録信号はこれら
の光検知器11.14による差動信号△Sを差動アンプ
15.16を経て偏光回転情報を検知することにより得
るようにしている。
Thereafter, the light enters the polarizing beam splitter 10 and is split into two lights with different polarization directions. First, on the one hand, the signal enters the photodetector 11 and is converted into a tracking error signal ΔT by the push-pull method using the operational amplifier 12. On the other hand, it is configured so that it enters the photodetector 14 via the cylindrical lens 13 and obtains a focus error signal ΔF using the astigmatism method. Further, a recording signal is obtained by detecting polarization rotation information from a differential signal ΔS from these photodetectors 11.14 via a differential amplifier 15.16.

ところが、このような従来の光磁気メモリの光ピツクア
ップ構成では、光ピツクアップ全体がバルク型の光学素
子のみにより構成されている。このため、大きくて重く
、かつ、複雑なものである。
However, in such a conventional optical pickup structure of a magneto-optical memory, the entire optical pickup is composed only of bulk type optical elements. Therefore, it is large, heavy, and complicated.

この結果、高速アクセスができない。更には、組み付は
調整個所が多く、経時変化も起りやすい。
As a result, high-speed access is not possible. Furthermore, there are many adjustment points during assembly, and changes over time are likely to occur.

又、光学系にハーフミラ−を用いているため、光の利用
効率も低下してしまうものである。
Furthermore, since a half mirror is used in the optical system, the light utilization efficiency is also reduced.

目的 本発明は、このような点に鑑みなされたもので、光ピツ
クアップの小型・軽量化を図り、システムの小型化及び
高速アクセス化を達成することができ、更には素子の集
積化による組付は調整の容易化、機械的安定性をも向上
させることができ、光の利用効率もよい光磁気情報記録
再生装置を得ることを目的とする。
Purpose The present invention has been made in view of the above points, and it is possible to reduce the size and weight of an optical pickup, achieve system miniaturization and high-speed access, and further improve assembly by integrating elements. The object of the present invention is to provide a magneto-optical information recording/reproducing device which can facilitate adjustment, improve mechanical stability, and also has good light utilization efficiency.

構成 本発明は、上記目的を達成するため、光磁気情報を記録
する光磁気ディスクと、レーザ光源と、このレーザ光源
からのレーザ光を前記光磁気ディスクに対して集光する
レンズ光学系と、前記レーザ光源と前記レンズ光学系と
の間に配置されて前記レーザ光源からのレーザ光を前記
光磁気ディスクに向けて透過させるとともに前記光磁気
ディスクからの反射光を回折させる格子方向が所定交叉
角度に設定された一対のグレーティングカプラと、これ
らのグレーティングカプラに対する入射光の偏光面を回
転させる一対の非相反性同腹屈折板と、前記グレーティ
ングカプラによる回折光を導波する導波路層と、これら
の導波路層により導波される光情報を検知する光検知器
と、これらのグレーティングカプラと導波路層と光検知
器とを一体的に形成するための少なくとも一部に透光部
を有する基板と、これらの光検知器による検知信号を差
動的に演算処理して前記光磁気ディスクの光磁気信号、
フォーカスエラー信号及びトラッキングエラー信号を読
取る差動演算手段と、フォーカシング制御とトラッキン
グ制御用のアクチュエータとを備えたことを特徴とする
ものである。
Structure In order to achieve the above object, the present invention includes a magneto-optical disk for recording magneto-optical information, a laser light source, and a lens optical system that focuses laser light from the laser light source onto the magneto-optical disk. A grating that is disposed between the laser light source and the lens optical system and transmits the laser light from the laser light source toward the magneto-optical disk and diffracts the reflected light from the magneto-optical disk has a predetermined intersection angle. a pair of grating couplers set to , a pair of non-reciprocal homocentric refracting plates that rotate the plane of polarization of incident light to these grating couplers, a waveguide layer that guides the diffracted light by the grating couplers, and a waveguide layer that guides the diffracted light by the grating couplers; A photodetector for detecting optical information guided by a waveguide layer; a substrate having at least a portion of the transparent portion for integrally forming the grating coupler, the waveguide layer, and the photodetector; , differentially processing the detection signals from these photodetectors to obtain a magneto-optical signal of the magneto-optical disk;
The present invention is characterized in that it includes a differential calculation means for reading a focus error signal and a tracking error signal, and an actuator for focusing control and tracking control.

以下、本発明の第一の実施例を第1図ないし第12図に
基づいて説明する。まず、電磁石20を備えた光磁気デ
ィスク21とレーザ光を射出するレーザ光源としての半
導体レーザ22との間にはハーフミラ−や偏光ビームス
プリッタを含まない本実施例方式の光ピツクアップが設
けられている。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described based on FIGS. 1 to 12. First, an optical pickup according to the present embodiment, which does not include a half mirror or a polarizing beam splitter, is provided between a magneto-optical disk 21 equipped with an electromagnet 20 and a semiconductor laser 22 as a laser light source that emits laser light. .

この光ピツクアップは前記半導体レーザ22側から順に
コリメートレンズ23、第1グレーテイングカプラ24
、第1非相反性円複屈折板25、第2グレーテイングカ
プラ26、第2非相反性円複屈折板27及び集光レンズ
28を配設してなる。
This light pickup includes a collimating lens 23 and a first grating coupler 24 in order from the semiconductor laser 22 side.
, a first non-reciprocal circular birefringent plate 25, a second grating coupler 26, a second non-reciprocal circular birefringent plate 27, and a condenser lens 28.

ここに、コリメートレンズ23や集光レンズ228は通
常の凸レンズとして示しであるが、非球面レンズ、グレ
ーティングレンズ、フレネルレンズ、分布屈折率レンズ
等の単体ないしは組合せによるものを適宜使用し得る。
Although the collimating lens 23 and the condensing lens 228 are shown here as ordinary convex lenses, a single lens or a combination of an aspherical lens, a grating lens, a Fresnel lens, a distributed refractive index lens, etc. may be used as appropriate.

又、第1グレーテイングカプラ24はガラス、誘電性材
料等による基板としての透明基板29上に形成した導波
路層30上に設けてなる。ここに、この導波路M30上
には第1グレーテイングカプラ24とともに導波路レン
ズ31及び光検出器32が設けられている。これは、第
1グレーテイングカプラ24と対をなす第2グレーテイ
ングカプラ26側でも同様であり、ガラス等による基板
としての透明基板33上に形成した導波路Ji34上に
導波路レンズビームスプリッタ35や光検出器36とと
もに設けてなる。
The first grating coupler 24 is provided on a waveguide layer 30 formed on a transparent substrate 29 made of glass, a dielectric material, or the like. Here, a waveguide lens 31 and a photodetector 32 are provided on the waveguide M30 along with the first grating coupler 24. This is the same on the second grating coupler 26 side that is paired with the first grating coupler 24, and the waveguide lens beam splitter 35 and the waveguide Ji34 are formed on a transparent substrate 33 made of glass or the like. It is provided together with the photodetector 36.

ここで、一対の第1,2グレーテイングカプラ24.2
6は等間隔直線状のレリーフ型ブレーズドグレーティン
グによるものであり、平面的に見ると、第2図に展開図
的に示すように、2つのグレーティングカプラ24.2
6は互いに一定の交叉角度、例えばα=45°を持って
交叉するように配置される。そして、これらのグレーテ
ィングカブラ24.26は表面レリーフ型のものの他に
、体積位相型等のものも考えられるが、要は高回折効率
のものが好ましい。又、製法としては電子ビーム、干渉
露光によるレジスト及びエツチングを用いる方法や、金
型方式などを適宜使用し得る。
Here, a pair of first and second grating couplers 24.2
Reference numeral 6 is a relief type blazed grating arranged in straight lines at regular intervals, and when viewed from above, two grating couplers 24.2 are shown in a developed view in FIG.
6 are arranged so as to intersect with each other at a certain intersection angle, for example, α=45°. In addition to surface relief type gratings 24 and 26, volume phase type gratings may also be used, but gratings with high diffraction efficiency are preferable. Further, as a manufacturing method, a method using a resist and etching using an electron beam or interference exposure, a mold method, or the like may be used as appropriate.

一方、導波路層30.34はともに透明基板29.33
の屈折率よりも高屈折率の透明物質からなる。例えば、
高屈折率ガラスや、Nb、03、Ta205、Si、N
、等の透明物質を真空蒸着法、スパッタリング法、CV
D法、ECR法等により積層形成してなる。この他、ポ
リマー等の有機物ないしはイオン交換、不純物拡散等に
よる高屈折率化手法によるものであってもよい。そして
、導波路レンズ31及び導波路レンズビームスプリッタ
35は導波路M30,34より更に高屈折率材料、例え
ばT i O,等が用いられている。
On the other hand, the waveguide layers 30 and 34 are both transparent substrates 29 and 33.
It is made of a transparent material with a refractive index higher than that of . for example,
High refractive index glass, Nb, 03, Ta205, Si, N
, etc., by vacuum evaporation method, sputtering method, CV
It is formed by laminating using the D method, the ECR method, or the like. In addition, methods for increasing the refractive index by using organic substances such as polymers, ion exchange, impurity diffusion, etc. may be used. The waveguide lens 31 and the waveguide lens beam splitter 35 are made of a material with a higher refractive index than the waveguides M30 and M34, such as T i O, for example.

又、光検出器32はα−3L等のフォトダイオードを真
空蒸着法、スパッタリング法、CVD法、ECR法等に
より導波路層30上に形成してなる。
The photodetector 32 is formed by forming a photodiode such as α-3L on the waveguide layer 30 by vacuum evaporation, sputtering, CVD, ECR, or the like.

光検出器36側も同様にフォトダイオード等によるもの
であるが、4つの検出器36a〜36dからなる。
The photodetector 36 side is also made of photodiodes, etc., and consists of four detectors 36a to 36d.

更に、一対の前記第1,2非相反性円複屈折板25.2
7は例えばファラデ回転子を用いたものであり、ドーナ
ツ型磁石37.38を用いて磁界を印加することにより
ファラデ効果を発揮し得るように構成されている。ファ
ラデ回転子としては、誘電体、磁性体、ガラスその他の
材料を用いることができる。特に、磁性材料の場合には
、YIG(Y、Fe、011)、GdB i IG(G
d、−xB 1xFe501゜)結晶のように性能指数
の大きいものが好ましい。この場合、偏光面回転角は、
磁性体の光軸方向の厚さと印加磁界の強さとにより調整
できる。この他、非相反性円相屈折を示す材料によるも
のであればよい。
Furthermore, the pair of first and second non-reciprocal circularly birefringent plates 25.2
Reference numeral 7 uses, for example, a Faraday rotator, and is configured to produce a Faraday effect by applying a magnetic field using donut-shaped magnets 37 and 38. The Faraday rotator may be made of dielectric, magnetic, glass, or other materials. In particular, in the case of magnetic materials, YIG (Y, Fe, 011), GdB i IG (G
d, -xB 1xFe501°) A material with a large figure of merit, such as a crystal, is preferred. In this case, the polarization plane rotation angle is
It can be adjusted by the thickness of the magnetic material in the optical axis direction and the strength of the applied magnetic field. In addition, any material that exhibits non-reciprocal circular phase refraction may be used.

そして、前記検出器36a〜36dからの検出出力は各
々差動アンプ39a〜39dに2つずつ対となって人力
されている。そして、差動アンプ39a、39bからの
出力が差動アンプ40aに人力されてトラッキングエラ
ー信号ΔTが得えられるように構成されている。又、差
動アンプ39c、39dからの出力は差動アンプ40b
に入力されフォーカシングエラー信号ΔFが得られるよ
うに構成されている。更には、差動アンプ39a。
The detection outputs from the detectors 36a to 36d are manually input in pairs to differential amplifiers 39a to 39d, respectively. The configuration is such that the outputs from the differential amplifiers 39a and 39b are manually input to the differential amplifier 40a to obtain a tracking error signal ΔT. Also, the outputs from the differential amplifiers 39c and 39d are output from the differential amplifier 40b.
The focusing error signal ΔF is obtained by inputting the focusing error signal ΔF. Furthermore, a differential amplifier 39a.

39bからの信号が入力される差動アンプ40cからの
出力信号と光検出器32からの検出信号とを入力として
光磁気信号として差動出力ΔSを出力する差動アンプ4
1が設けられている。これらの差動アンプ39a 〜3
9d、40a〜4oc及び41が差動演算手段を構成し
ている。
The differential amplifier 4 receives the output signal from the differential amplifier 40c, which receives the signal from the differential amplifier 39b, and the detection signal from the photodetector 32, and outputs a differential output ΔS as a magneto-optical signal.
1 is provided. These differential amplifiers 39a to 3
9d, 40a to 4oc, and 41 constitute differential calculation means.

このような構成において、本実施例による光ピツクアッ
プの動作等につき、第1図、第2図及び第3図を参照し
て詳細に説明する。ここに、第3図は第1図に示した各
素子をレーザ光が透過する時の偏光方向を示すものであ
る。まず、半導体レーザ22から射出されたレーザ光は
コリメートレズ23を通った後、透明基板29、導波路
層30及び第1グレーテイングカプラ24を透過して第
1非相反性円複屈折板25に入射する。第3図(a)に
は半導体レーザ22からの出射光の偏光方向が示され、
同図(b)には第1グレーテイングカプラ24に入射す
る偏光の角度が示される。この際、同図(b)に示すよ
うに第1グレーテイングカプラ24の格子方向に垂直に
半導体レーザ22からの射出光の偏光方向を設定する必
要がある。そして、同図(c)に示すように第1非相反
性円複屈折板25によって光軸を中心に偏光方向が回転
される。この偏光回転角度は、第1,2グレーティング
カブラ24. 26間のなす交叉角度α、第2図の場合
であればα=45°に等しく、かつ、偏光の回転方向も
同図(d)において第2グレーテイングカプラ26の格
子方向と垂直になるように設定する必要がある。このよ
うな条件設定の構成によれば、半導体レーザ22からの
出射光が第1゜2グレーティングカプラ24.26を透
過する時に、導波路層30.34に結合する光量が最も
少なくなり、検知系のノイズを低減できる。そして、こ
の第1非相反性円複屈折板25を出た光は透明基板33
、導波路[34及び第2グレーテイングカプラ26を透
過した後、第3図(e)に示すように第2非相反性円複
屈折板27によって偏光面が更に回転される。ここに、
この回転角度は後述するようにある範囲内において任意
に選択することができるが、ここでは例えば22.5°
に設定されている。この後、集光レンズ28によって同
図(f)で示すような偏光方向をもって光磁気ディスク
21に照射される。この際、書込みないしは消去時であ
れば、電磁石20によって光磁気ディスク21における
磁性体の磁化方向が選択される。
In such a configuration, the operation of the optical pickup according to this embodiment will be explained in detail with reference to FIGS. 1, 2, and 3. Here, FIG. 3 shows the polarization direction when laser light passes through each element shown in FIG. 1. First, the laser beam emitted from the semiconductor laser 22 passes through the collimating lens 23 , passes through the transparent substrate 29 , the waveguide layer 30 and the first grating coupler 24 , and enters the first non-reciprocal circularly birefringent plate 25 . incident. FIG. 3(a) shows the polarization direction of the light emitted from the semiconductor laser 22,
FIG. 2B shows the angle of polarized light incident on the first grating coupler 24. At this time, it is necessary to set the polarization direction of the light emitted from the semiconductor laser 22 perpendicular to the grating direction of the first grating coupler 24, as shown in FIG. 2(b). Then, the polarization direction is rotated about the optical axis by the first non-reciprocal circular birefringent plate 25, as shown in FIG. 2(c). This polarization rotation angle is determined by the first and second grating couplers 24. 26 is equal to α=45° in the case of FIG. 2, and the rotation direction of the polarized light is also perpendicular to the grating direction of the second grating coupler 26 in FIG. It is necessary to set it to . According to such a configuration of condition settings, when the emitted light from the semiconductor laser 22 passes through the 1°2 grating coupler 24.26, the amount of light coupled to the waveguide layer 30.34 is minimized, and the detection system can reduce noise. The light exiting the first non-reciprocal circularly birefringent plate 25 is transmitted to the transparent substrate 33.
, after passing through the waveguide [34 and the second grating coupler 26, the plane of polarization is further rotated by the second non-reciprocal circularly birefringent plate 27, as shown in FIG. 3(e). Here,
This rotation angle can be arbitrarily selected within a certain range as described later, but here, for example, 22.5 degrees.
is set to . Thereafter, the light is irradiated onto the magneto-optical disk 21 by the condenser lens 28 with the polarization direction shown in FIG. At this time, during writing or erasing, the magnetization direction of the magnetic material on the magneto-optical disk 21 is selected by the electromagnet 20.

一方、このような光照射条件下において、読取り時であ
れば、まず、第3図(g)に示すように、光磁気ディス
ク21からの反射光はファラデイ効果或いはカー効果に
上って偏光方向がディスクの磁化方向に対応して微少角
度±Δθだけ変化する。
On the other hand, under such light irradiation conditions, during reading, first, as shown in FIG. changes by a small angle ±Δθ corresponding to the magnetization direction of the disk.

このような反射光は集光レンズ28によって再び平行光
された後、同図(h)で示すように第2非相反性円複屈
折板27によって更に22.5°だけ偏光面の回転を受
ける。そして、第2グレーテイングカプラ26に同図(
i)中に実線矢印で示すような偏波方向で入射する。
After such reflected light is collimated again by the condensing lens 28, the plane of polarization is further rotated by 22.5° by the second non-reciprocal circular birefringent plate 27, as shown in FIG. . Then, the second grating coupler 26 is attached to the same figure (
i) is incident in the polarization direction as shown by the solid arrow.

ここで、グレーティングカプラである高回折効率グレー
ティングの偏光特性について考える。例えば、レリーフ
型グレーティングにおいて、第4図に示すようにグレー
ティング42に入射する直線偏光の格子方向とのなす角
度をθとする。この時、回折効率〔%〕及び透過率〔%
〕のθ依存性は第5図に示すような特性を示す。即ち、
入射光偏光面が格子方向と一致する時に回折効率が最大
となり透過率は最低となる。逆に、入射光偏光面が格子
方向と直交する時には回折効率が最低となり透過率が最
大となる。今、回折効率を11、透過率を12 とする
と、これらは概ね I、=C,c o s”0 +C2 I 、”C,s i n”θ十C4 (但し、01〜C4は定数) なる関係を持って変化する。
Here, we will consider the polarization characteristics of the high diffraction efficiency grating, which is a grating coupler. For example, in a relief type grating, as shown in FIG. 4, the angle between the linearly polarized light incident on the grating 42 and the grating direction is θ. At this time, diffraction efficiency [%] and transmittance [%]
The θ dependence of ) exhibits characteristics as shown in FIG. That is,
When the polarization plane of the incident light coincides with the grating direction, the diffraction efficiency becomes maximum and the transmittance becomes minimum. Conversely, when the plane of polarization of the incident light is perpendicular to the grating direction, the diffraction efficiency is at its lowest and the transmittance is at its highest. Now, if the diffraction efficiency is 11 and the transmittance is 12, these are approximately I, = C, co s"0 + C2 I, "C, sin" θ0 C4 (however, 01 to C4 are constants) change in relationship.

第2グレーテイングカプラ26においても、このような
特性を持つため、第3図(i)に示した↓つな偏光方向
の直線偏光が第2グレーテイングカプラ26に入射した
時には、同図中、実線矢印の長さが入射光の強度を示す
ものとすると、その格子方向の成分に相当する破線矢印
の強度の光が格子に直角なT方向に改正されることとな
る。この時、入射偏光面が反時計方向に回転すると回折
光強度は強くなり、時計方向に回転すると回折光強度は
弱くなる。
Since the second grating coupler 26 also has such characteristics, when linearly polarized light in the ↓ polarization direction shown in FIG. 3(i) enters the second grating coupler 26, Assuming that the length of the solid arrow indicates the intensity of the incident light, the light with the intensity of the dashed arrow corresponding to the component in the lattice direction is corrected in the T direction perpendicular to the lattice. At this time, when the incident polarization plane rotates counterclockwise, the intensity of the diffracted light increases, and when the plane of incident polarization rotates clockwise, the intensity of the diffracted light decreases.

何れにしても、第2グレーテイングカプラ26による回
折光は導波路層34内に結合される。又、第2グレーテ
イングカプラ26を透過する光の強度は、偏光面の回転
に関して回折光強度と反対の特性を持つ。そして、第2
グレーテイングカプラ26を再び透過した光は第3図(
j)に示すように第1非相反性円複屈折板25によって
更に45゜公傷光面の回転を受ける。この結果、同図(
k)に示すような偏光方向にて第1グレーテイングカプ
ラ24に入射する。ここで、回折光強度は第3図(k)
中の破線ベクトルの大きさに相当するものであり、格子
と直交するJ方向に回折されて導波路層30内に結合さ
れる。この第3図(k)において、入射偏光面が反時計
方向に回転すると回折光強度は弱くなり、逆に時計方向
に回転すると強くなる。
In any case, the diffracted light by the second grating coupler 26 is coupled into the waveguide layer 34. Further, the intensity of the light transmitted through the second grating coupler 26 has a characteristic opposite to the intensity of the diffracted light with respect to rotation of the plane of polarization. And the second
The light that has passed through the grating coupler 26 again is shown in Figure 3 (
As shown in j), the optical surface is further rotated by 45° by the first non-reciprocal circularly birefringent plate 25. As a result, the same figure (
The light enters the first grating coupler 24 in the polarization direction shown in k). Here, the diffracted light intensity is shown in Figure 3 (k).
This corresponds to the size of the broken line vector in the middle, and is diffracted in the J direction perpendicular to the grating and coupled into the waveguide layer 30. In FIG. 3(k), when the incident polarization plane is rotated counterclockwise, the intensity of the diffracted light becomes weaker, and when it is rotated clockwise, the intensity becomes stronger.

この結果、第2,1グレーテイングカプラ26゜24の
回折光強度を比較すると、光磁気ディスク21からの反
射光の偏光方向が±Δθ回転した時、の回転方向によっ
て一方の回折光は強くなり他方の回折光は弱くなる。こ
のため、両方の回折光の差をとることによって偏光の回
転方向を検知することができる。
As a result, when comparing the diffracted light intensities of the second and first grating couplers 26°24, it is found that when the polarization direction of the reflected light from the magneto-optical disk 21 is rotated by ±Δθ, one of the diffracted lights becomes stronger depending on the direction of rotation. The other diffracted light becomes weaker. Therefore, the rotation direction of polarized light can be detected by taking the difference between both diffracted lights.

そこで、まず、第2グレーテイングカプラ26により回
折された光は、導波路層34中を導波され導波路レンズ
ビームスプリッタ35によって2分割され、検知器36
a、36bの中間位置及び検知器36c、36dの中間
位置に結合する。又、第1グレーテイングカプラ24に
より回折された光は導波路層30中を導波され導波路レ
ンズ31によって光検知器32に集光される。ここで、
今、検知器36a〜36dの出力をa −dとし、光検
知器32の出力をeとする。そして、第2,1グレーテ
ィングカプラ26.24の回折光の差動出力Δ5=e−
(a十り+c十d)とし、光磁気ディスク21からの反
射光の偏光面が回転しない時の偏光方向が基準となるよ
うにこの時のΔS=Oとなるように電気回路定数調整等
により設定しておく。これによれば、第3図より光磁気
ディスク21からの反射光の偏光面が基準方向より時計
方向に回転すればΔS>oとなり、反時計方向に回転す
ればΔSくoとなる。これにより、光磁気ディスク21
上の信号に対応してΔSの符号が変化するので、書込ま
れている情報の再生が可能となる。
Therefore, first, the light diffracted by the second grating coupler 26 is guided through the waveguide layer 34 and split into two by the waveguide lens beam splitter 35.
a, 36b and an intermediate position of the detectors 36c, 36d. Further, the light diffracted by the first grating coupler 24 is guided through the waveguide layer 30 and focused onto the photodetector 32 by the waveguide lens 31. here,
Now, let the outputs of the detectors 36a to 36d be a-d, and the output of the photodetector 32 be e. Then, the differential output Δ5 of the diffracted light of the second and first grating couplers 26.24=e−
(a + c + d), and by adjusting the electric circuit constants, etc., so that ΔS = O at this time, so that the polarization direction when the polarization plane of the reflected light from the magneto-optical disk 21 does not rotate is the reference. Set it. According to this, from FIG. 3, if the plane of polarization of the reflected light from the magneto-optical disk 21 rotates clockwise from the reference direction, ΔS>o, and if it rotates counterclockwise, ΔS×o. As a result, the magneto-optical disk 21
Since the sign of ΔS changes in response to the above signal, the written information can be reproduced.

次に、フォーカスエラー信号(焦点誤差信号)の検知動
作について説明する。光磁気ディスク21が基準位置に
ある時には光磁気ディスク21からの反射光は第2グレ
ーテイングカプラ26を通る時にほぼ平行光束となる。
Next, the detection operation of a focus error signal (focus error signal) will be explained. When the magneto-optical disk 21 is at the reference position, the reflected light from the magneto-optical disk 21 becomes a substantially parallel beam of light when passing through the second grating coupler 26.

この時、第2図中に示すように2つの焦点は検知器36
a、’36b36bと検知器36c、36d間中央とに
あり、これらの出力はa=b、c+=dなる関係となる
。このため、フォーカスエラー信号ΔFはΔF= (a
+d)−(b+c)とするとΔF=Oとなる。しかし、
光磁気ディスク21が焦点位置よりも近づくと、反射光
は第6図(a)に示すようにやや発散光束となる。この
ため、出力はa)b、c)dとなり、フォーカスエラー
信号ΔFはΔF)Oとなる。
At this time, as shown in FIG.
a, '36b and the center between the detectors 36c and 36d, and their outputs have a relationship of a=b, c+=d. Therefore, the focus error signal ΔF is ΔF=(a
+d)-(b+c), ΔF=O. but,
When the magneto-optical disk 21 approaches the focal point, the reflected light becomes a slightly diverging beam as shown in FIG. 6(a). Therefore, the outputs become a) b, c) d, and the focus error signal ΔF becomes ΔF)O.

逆に、光磁気ディスク21が焦点位置よりも遠ざかると
、反射光は第6図(b)に示すようにやや集光束となる
。このため、出力はa<b、c<dとなり、フォーカス
エラー信号ΔFはΔF(Oとなる。よって、フォーカス
エラー信号ΔFの正負によって焦点誤差方向が判るので
、このフォーカスエラー信号ΔFがOとなるようにアク
チュエータ(図示せず)により集光レンズ28を光軸方
向に移動させることによってオートフォーカシング制御
が可能となる。この場合、集光レンズ28だけでなく、
他の導波路素子をも含めた全体を移動変位させるように
してもよい。又、半導体レーザ22とコリメートレンズ
23とを含めた全体を移動変位させるようにしてもよい
On the other hand, when the magneto-optical disk 21 moves further away from the focal point, the reflected light becomes a slightly convergent beam as shown in FIG. 6(b). Therefore, the output becomes a<b, c<d, and the focus error signal ΔF becomes ΔF(O. Therefore, the focus error direction can be determined by the positive or negative of the focus error signal ΔF, so this focus error signal ΔF becomes O. Autofocusing control becomes possible by moving the condensing lens 28 in the optical axis direction using an actuator (not shown).In this case, not only the condensing lens 28 but also
The entire waveguide including other waveguide elements may be moved and displaced. Alternatively, the entire structure including the semiconductor laser 22 and collimating lens 23 may be moved and displaced.

次に、トラッキングエラー信号ΔTの検知方式について
説明する。まず、光磁気ディスク21においてはトラッ
クが第2図に示す第2グレーテイングカプラ26の格子
方向に対して垂直な方向に設けられているものとする。
Next, a method of detecting the tracking error signal ΔT will be explained. First, it is assumed that the tracks on the magneto-optical disk 21 are provided in a direction perpendicular to the grating direction of the second grating coupler 26 shown in FIG.

そして、トラッキングエラー信号ΔTがΔT= (a+
b)−(c+d)であるとすると、焦点位置がトラック
上にある時には導波路レンズビームスプリッタ35によ
り分離された両光束の強度は等しくΔT、−0となる。
Then, the tracking error signal ΔT is ΔT=(a+
b) - (c+d), when the focal position is on the track, the intensities of both light beams separated by the waveguide lens beam splitter 35 are equal, ΔT, -0.

しかし、焦点位置がトラックからずれると回折により両
光束の強度は等しくなくなり、ΔT>O又はΔT<Oと
なる。このため、トラッキングずれ方向が判り、ΔT=
Oとなるように集光レンズ28をアクチュエータ(図示
せず)によりトラックと垂直な方向に変位移動させるこ
とにり、オートトラッキングが可能となる。この場合も
、フォーカシング制御時と同様に集光レンズ28だけで
なく、導波路素子部分ないしは半導体レーザ22及びコ
リメートレンズ23をも含む全体を変位移動させるよう
にしてもよい。
However, if the focal position deviates from the track, the intensities of both light beams will no longer be equal due to diffraction, and ΔT>O or ΔT<O. Therefore, the direction of tracking deviation is known, and ΔT=
By displacing and moving the condensing lens 28 in a direction perpendicular to the track using an actuator (not shown) so that the angle becomes O, auto-tracking becomes possible. In this case, as in the focusing control, not only the condensing lens 28 but also the waveguide element portion or the semiconductor laser 22 and the collimating lens 23 may be displaced and moved.

ところで、第1,2グレーテイングカプラ24゜26の
格子方向の交叉角度について検討する。前述した説明で
は、この交叉角度を45’の場合で説明したが、一般論
としてはこの交叉角度をαとすると、この交叉角度αは
O′くα<90″の範囲で任意に選択設定し得る。例え
ば、交叉角度α=22.5’に設定した場合の偏光動作
について第7図に示す。同図(b)に示すように半導体
レーザ22からの直線偏光の偏光面は第1グレーテイン
グカプラ24の格子方向に垂直方向にて入射するように
設定されている。又、第1非相反性円複屈折板25の回
転角度は同図(C)に示すように交叉角度α=22.5
°と等しくなるように設定されている。これにより、同
図(d)に示すように第2グレーテイングカプラ26に
入射する光の偏光面は格子方向に垂直となる。そして、
同図(f)に示すように第2非相反性円複屈折板27の
回転角を33.75°となるように設定すると、同図(
j)(k)に示すように光磁気ディスク21からの反射
光の偏光面の回転方向により差動出力ΔSの符号が士に
変化することが判る。これにより、信号の再生検知が可
能となる。
By the way, the intersection angle of the first and second grating couplers 24°26 in the grating direction will be discussed. In the above explanation, this intersection angle was explained in the case of 45', but in general terms, if this intersection angle is α, this intersection angle α can be arbitrarily selected and set within the range of O' and α<90''. For example, FIG. 7 shows the polarization operation when the intersection angle α is set to 22.5'.As shown in FIG. 7(b), the polarization plane of the linearly polarized light from the semiconductor laser 22 is The angle of rotation of the first non-reciprocal circularly birefringent plate 25 is set to be incident in a direction perpendicular to the lattice direction of the coupler 24.As shown in FIG. 5
is set equal to °. As a result, the polarization plane of the light incident on the second grating coupler 26 becomes perpendicular to the grating direction, as shown in FIG. 2D. and,
When the rotation angle of the second non-reciprocal circularly birefringent plate 27 is set to 33.75° as shown in FIG.
j) As shown in (k), it can be seen that the sign of the differential output ΔS changes depending on the rotation direction of the polarization plane of the reflected light from the magneto-optical disk 21. This makes it possible to detect signal playback.

より一般的に考える。まず、交叉角度αがOくα≦π/
4の場合を第8図及び第9図を参照して説明する。この
場合、光磁気ディスク21からの反射光の偏光方向が第
8図(a)に示す第1グレーテイングカプラ24への入
射光の偏光方向を基準として、これより同図(f)に示
すように角度βだけ回転されて第2グレーテイングカプ
ラ26に入射するものとする。この時の第2非相反性円
複屈折板27の回転角度は(β−α)/2となる。又、
第1非相反性円複屈折板25の回転角度は交叉角度αと
同一である。このような条件下に、光磁気ディスク21
に記録された信号を差動出力ΔSとして得るためには角
度βは制限を受ける。第9図はこの角度βがとり得る範
囲を斜線を施して示すものである。即ち、交叉角度αが
O〈α≦π/4なる条件にあっては、角度βは O≦β〈α、 (π/2)−αくβく(π/2)十α、π−αくβくπ
十α、 (3π/2)−αくβく(3π/2)十〇、2π−αく
β≦2π の何れかを任意にとり得る。この内、第2グレーテイン
グカプラ26への回折効率が特に高くなる(π/2)−
αくβく(π/2)+α又は(3π/2)−αくβく(
3π/2)+αなる@囲に角度βを設定するのがよい。
Think more generally. First, the intersection angle α is O such that α≦π/
Case 4 will be explained with reference to FIGS. 8 and 9. In this case, the polarization direction of the reflected light from the magneto-optical disk 21 becomes as shown in FIG. 8(f) based on the polarization direction of the incident light on the first grating coupler 24 shown in FIG. 8(a). It is assumed that the beam is rotated by an angle β and then enters the second grating coupler 26. At this time, the rotation angle of the second non-reciprocal circularly birefringent plate 27 is (β-α)/2. or,
The rotation angle of the first non-reciprocal circularly birefringent plate 25 is the same as the intersection angle α. Under such conditions, the magneto-optical disk 21
In order to obtain the signal recorded in the differential output ΔS, the angle β is limited. FIG. 9 shows the possible range of this angle β with diagonal lines. That is, under the condition that the intersection angle α is O<α≦π/4, the angle β is O≦β<α, (π/2)−α×β(π/2)10α, π−α ku β ku π
It can be arbitrarily set to 10α, (3π/2)−α×β×(3π/2)10, or 2π−α×β≦2π. Of these, the diffraction efficiency to the second grating coupler 26 is particularly high (π/2) -
α×β×(π/2)+α or (3π/2)−α×β×(
It is preferable to set the angle β around 3π/2)+α.

この中でも、特にβ工π/2又はβ−3π/2とすれば
、交叉角度α=一定なる条件下では、最大の検出回転角
度±Δθmaxが最も大きくなる。
Among these, especially when β-factor is set to π/2 or β-3π/2, the maximum detected rotation angle ±Δθmax becomes the largest under the condition that the intersection angle α=constant.

次に、交叉角度αがπ/4≦αくπ/2の場合を第10
図及び第11図を参照して説明する。この場合も、光磁
気ディスク21からの反射光の偏光方向が第10図(a
)に示す第1グレーテイングカブラ24への入射光の偏
光方向を基準として、これより同図(f)に示すように
角度βだけ回転されて第2グレーテイングカプラ26に
入射するものとする。この他、図示する符号等は第8図
の場合と同様である。そして、第11図は角度βがとり
得る範囲を斜線を施して示すものである。即ち、交叉角
度αがπ/4≦αくπ/2なる条件にあっては、角度β
は O≦βく(π/2)−〇、 αくβくπ−α、 (π/2)+αくβく(3π/2)−〇、π+αくβく
2π−α、 (3π/2)+αくβ≦2π の何れかを任意にとり得る。この内、第2グレーテイン
グカプラ26への回折効率が特に高くなるαくβくπ−
α又はπ+αくβく2π−αなる範囲に角度βを設定す
るのがよ、い。この中でも、特にβ=π/2又はβ−3
π/2とすれば、交叉角度α=一定なる条件下では、最
大の検出回転角度±ΔθmaXが最も大きくなる。
Next, the case where the crossing angle α is π/4≦α×π/2 is the 10th
This will be explained with reference to the figures and FIG. In this case as well, the polarization direction of the reflected light from the magneto-optical disk 21 is
), the polarization direction of the light incident on the first grating coupler 24 is used as a reference, and the light is rotated by an angle β as shown in FIG. Other than this, the illustrated symbols and the like are the same as those in FIG. 8. FIG. 11 shows the possible range of the angle β with diagonal lines. That is, under the condition that the intersection angle α is π/4≦α and π/2, the angle β
is O≦β×(π/2)−〇, α×β×π−α, (π/2)+α×β×(3π/2)−〇, π+α×β×2π−α, (3π/2 )+α and β≦2π. Among these, the diffraction efficiency to the second grating coupler 26 is particularly high.
It is best to set the angle β in the range α or π + α × β × 2π − α. Among these, especially β=π/2 or β-3
If π/2 is used, the maximum detected rotation angle ±ΔθmaX will be the largest under the condition that the crossing angle α=constant.

このような検討結果に基づき、Oくαくπ/2の範囲を
とり得る交叉角度αに対する最大検出回転角度±Δθm
axを図示したのが第12図である。
Based on these study results, the maximum detected rotation angle ±Δθm for the intersection angle α, which can range from 0 to π/2, is determined.
FIG. 12 shows ax.

この特性図によれば最大検出回転角度±Δe maxが
最大となるのは、交叉角度α=45° (=π/4)の
時である。次に、第1,2非相反性円複屈折板25.2
7については通常いくらかの吸収損失を生ずるため、そ
の厚さをなるべく薄くしておくほうが光の有効利用の点
で有利である。このためには、半導体レーザ22からの
光が光磁気ディスク21で反射しグレーティングカブラ
26,24で回折して導波路層34.30中に結合する
までに偏光面の合計回転角度がなるべく小さいほうがよ
いといえる。ここで、合計回転角度は非相反外円複屈折
板27.25によりα+(β−化)/2+(β−化)/
2+α=α十βとなる。これより、交叉角度αは第12
図の最大検出回転角度上Δθmaxの許容する範囲で小
さな値に設定し、角度β=π/2とするのが、最も損失
を小さくするのに適した組合せとなる。更に、グレーテ
ィングカブラ24.26の回折効率については、各々の
最大回折効率をη1.η2とし、光磁気ディスク21か
らの反射光を工。とすると、各々のグレーティングカブ
ラ24.26の最大回折光強度はη11゜、(1−η1
)η2■。どなる。このため、双方の強度をできるだけ
近づけ、かつ、光の利用効率を高くするためには、効率
η、#50%とし、効率η2はできるだけ高くするのが
よい。
According to this characteristic diagram, the maximum detected rotation angle ±Δe max is maximum when the intersection angle α=45° (=π/4). Next, the first and second non-reciprocal circularly birefringent plates 25.2
7 usually causes some absorption loss, so it is advantageous to make the thickness as thin as possible in terms of effective use of light. For this purpose, the total rotation angle of the polarization plane should be as small as possible before the light from the semiconductor laser 22 is reflected by the magneto-optical disk 21, diffracted by the grating couplers 26 and 24, and coupled into the waveguide layer 34, 30. It can be said to be good. Here, the total rotation angle is α+(β-ization)/2+(β-ization)/
2+α=α+β. From this, the intersection angle α is the 12th
Setting the maximum detection rotation angle Δθmax in the figure to a small value within the allowable range and setting the angle β=π/2 is the most suitable combination for reducing the loss. Furthermore, regarding the diffraction efficiency of the grating couplers 24 and 26, the maximum diffraction efficiency of each is expressed as η1. Let η2 be the reflected light from the magneto-optical disk 21. Then, the maximum diffracted light intensity of each grating coupler 24.26 is η11°, (1-η1
)η2■. bawl. Therefore, in order to make both intensities as close as possible and to increase the light utilization efficiency, it is preferable to set the efficiency η to #50% and to make the efficiency η2 as high as possible.

つづいて、本発明の第二の実施例を第13図により説明
する。前記実施例で示した部分と同−若しくは相当する
部分は同一符号を用いて示す(以下の実施例でも同様と
する)。本実施例はコリメートレンズ23を省略し集光
レンズ28のみによるレンズ系としたものである。本実
施例によれば、1つのレンズのみでよいため、小型・軽
量化を図り、かつ、構成も単純化し得るものとなる。も
つとも、前記実施例に比べれば集光レンズ28により大
きなパワーを必要とする。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 13. Portions that are the same as or correspond to those shown in the above embodiments are indicated using the same reference numerals (the same applies to the following embodiments). In this embodiment, the collimating lens 23 is omitted and the lens system is made up of only the condensing lens 28. According to this embodiment, since only one lens is required, the device can be made smaller and lighter, and the configuration can be simplified. However, compared to the previous embodiment, the condenser lens 28 requires greater power.

又、本発明の第三の実施例を第14図により説明する。Further, a third embodiment of the present invention will be explained with reference to FIG.

本実施例は、第1,2グレーティングカプラ24.26
 (導波路層30.34)を不透明基板42.43上に
形成したものである。ここに、これらの不透明基板42
.43には半導体レーザ22からのレーザ光を光磁気デ
ィスク21側に透過させるための透光部としての開口部
42a、43aが形成されている。より具体的には、こ
れらの不透明基板42.43はSi等の半導体基板によ
るものであり、開口部42a、43aはドライ又はウェ
ット方式のエツチングや研磨又はイオンシーリング法等
が採用される。又、これらの不透明基板42.43上に
は各々透明なバッファ層44.45が形成されている。
In this embodiment, the first and second grating couplers 24, 26
(Waveguide layer 30.34) is formed on an opaque substrate 42.43. Here, these opaque substrates 42
.. Openings 42a and 43a are formed in the opening 43 as a light-transmitting section for transmitting the laser light from the semiconductor laser 22 to the magneto-optical disk 21 side. More specifically, these opaque substrates 42 and 43 are made of a semiconductor substrate such as Si, and the openings 42a and 43a are formed by dry or wet etching, polishing, ion sealing, or the like. Further, transparent buffer layers 44 and 45 are formed on these opaque substrates 42 and 43, respectively.

これらのバッファ層44.45の屈折率はその上に形成
する導波路層30.34の屈折率よりも低くなくてはな
らない。
The refractive index of these buffer layers 44, 45 must be lower than the refractive index of the waveguide layer 30, 34 formed thereon.

そして、このようなバッファ層44.45及び導波路層
30.34は透明物質を真空蒸着法、スパッタリング法
、CVD法、ECR法等により積層してなる。又、ポリ
マ等の有機物あるいはイオン交換、不純物拡散等によっ
て形成してもよい。更に、本実施例のように不透明基板
42.43を用いる場合にはこの基板42.43中に光
検知器32.36を形成することもできる。46.47
はこれらの光検知器32.36に対する電極であり、真
空蒸着法、スパッタリング法等により形成される。
The buffer layers 44, 45 and the waveguide layers 30, 34 are formed by laminating transparent materials using a vacuum evaporation method, a sputtering method, a CVD method, an ECR method, or the like. Alternatively, it may be formed using an organic material such as a polymer, ion exchange, impurity diffusion, or the like. Furthermore, when an opaque substrate 42.43 is used as in this embodiment, a photodetector 32.36 can also be formed in this substrate 42.43. 46.47
are electrodes for these photodetectors 32 and 36, and are formed by vacuum evaporation, sputtering, or the like.

つぎに、本発明の第四の実施例を第15図により説明す
る。本実施例は、2枚の透明基板29゜33について、
これらを省略し、1枚の第1非相反性円複屈折板25を
兼用使用するようにしたものである。又、本実施例では
通常の凸レンズによるコリメートレンズ23及び集光レ
ンズ28に代えて、ブレーズ化してなるフレネルレンズ
によるコリメートレンズ48及び集光レンズ49が用い
られている。本実施例にあっても、導波路[30゜34
やグレーティングカプラ24.26をその両面に形成す
る第1非相反性門複屈折板25についてはファラデイ効
果を持つ誘電体又は磁性体が用いられており、コア型の
磁石37が必要となる。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 15. In this example, regarding two transparent substrates 29°33,
These are omitted, and one first non-reciprocal circularly birefringent plate 25 is used for both purposes. Further, in this embodiment, a collimating lens 48 and a condensing lens 49 made of a blazed Fresnel lens are used in place of the collimating lens 23 and condensing lens 28 which are ordinary convex lenses. Even in this example, the waveguide [30°34
The first non-reciprocal birefringent plate 25 on which the grating couplers 24 and 26 are formed is made of a dielectric or magnetic material having a Faraday effect, and requires a core magnet 37.

本実施例によれば、半導体レーザ22を除く各部材、素
子を第1非相反性円複屈折板25を中心に一体化するこ
とができ、構造がより簡単となる。
According to this embodiment, each member and element except the semiconductor laser 22 can be integrated around the first non-reciprocal circularly birefringent plate 25, making the structure simpler.

又、軽量化もより向上し、アクセス時間の短縮化が可能
となり、信頼性も向上するものとなる。
Further, the weight can be further reduced, the access time can be shortened, and the reliability can be improved.

なお、本実施例の場合、第16図に示すように透明基板
33+第1非相反性円複屈折板25を基板として一体化
構成してもよい。より具体的には、第1非相反性円複屈
折板25は透明基板33上に液相、気相等の結晶成長法
、CVD法、スパッタリング法、真空蒸着法、コーティ
ング法等によって積層することができる。これによれば
、第15図の場合と殆ど同様の構成となるものであるが
、基板ベースとして通常の誘電体結晶、半導体等の透明
基板を使用することができ、使用材料選定の条件、自由
度を広げることができる。ここに、導波路層30.34
の屈折率は、透明基板33及び第1非相反性円複屈折板
25の屈折率よりも高くする必要がある。導波路層30
.34単独ではこの条件を満足しない場合には、第14
図等の場合と同様に導波路層30.34と板25.33
との間に導波路層30.34より低屈折率のバッファ層
を設ければよい。
In the case of this embodiment, as shown in FIG. 16, the transparent substrate 33 and the first non-reciprocal circular birefringence plate 25 may be integrated as a substrate. More specifically, the first non-reciprocal circularly birefringent plate 25 can be laminated on the transparent substrate 33 by a crystal growth method such as a liquid phase or vapor phase, a CVD method, a sputtering method, a vacuum evaporation method, a coating method, or the like. can. According to this, the configuration is almost the same as that shown in Fig. 15, but a transparent substrate such as a normal dielectric crystal or a semiconductor can be used as the substrate base, and there are no conditions or freedom in selecting the materials used. You can expand your horizons. Here, the waveguide layer 30.34
It is necessary that the refractive index of the transparent substrate 33 and the first non-reciprocal circular birefringence plate 25 be higher than that of the transparent substrate 33 and the first non-reciprocal circularly birefringent plate 25. Waveguide layer 30
.. If 34 alone does not satisfy this condition, 14th
Waveguide layer 30.34 and plate 25.33 as in the case of the figure etc.
A buffer layer having a lower refractive index than the waveguide layers 30 and 34 may be provided between the waveguide layers 30 and 34.

又、本発明の第五の実施例を第17図により説明する。Further, a fifth embodiment of the present invention will be explained with reference to FIG. 17.

本実施例では、導波路レンズビームスプリッタ35に代
えて導波路フレネルレンズビームスプリッタ50を用い
、導波路lノンズ31に代えて導波路フレネルレンズ5
1を用いるようにしたものである。これらのビームスプ
リッタ50及びレンズ51は高屈折率材料のパターンニ
ングや拡散、イオン交換等による高屈折率化等の手法に
よって作成できる。
In this embodiment, a waveguide Fresnel lens beam splitter 50 is used in place of the waveguide lens beam splitter 35, and a waveguide Fresnel lens 5 is used in place of the waveguide l-nons 31.
1 is used. These beam splitter 50 and lens 51 can be fabricated by techniques such as patterning of a high refractive index material, diffusion, ion exchange, etc. to increase the refractive index.

更に、本発明の第六の実施例を第18図により説明する
。本実施例は、第1,2グレーティングカプラ24.2
6の格子形状として、直線格子に代え、曲率格子形状と
することにより、集光作用をも持たせたものである。こ
れによれば、第1グレーテイングカプラ24側では導波
路レンズ31を不要とすることができる。又、第2グレ
ーテイングカプラ26側では導波路レンズビームスプリ
ッタ35に代えて、導波路ビームスプリッタ52で充分
とすることができる。もつとも、これらのグレーティン
グカプラ24.26について格子曲率を大きくしすぎる
と、ピックアップとしての最適な角度や効率に悪影響を
及ぼすため、なるべく小さな曲率に設定するのがよい。
Furthermore, a sixth embodiment of the present invention will be explained with reference to FIG. In this embodiment, the first and second grating couplers 24.2
By using a curvature lattice shape instead of a straight lattice shape as the lattice shape of No. 6, a light condensing effect is also provided. According to this, the waveguide lens 31 can be made unnecessary on the first grating coupler 24 side. Further, on the second grating coupler 26 side, a waveguide beam splitter 52 may be sufficient instead of the waveguide lens beam splitter 35. However, if the grating curvature of these grating couplers 24 and 26 is made too large, it will have a negative effect on the optimum angle and efficiency as a pickup, so it is preferable to set the curvature as small as possible.

なお、何れの実施例ないしは変形例においても、第1グ
レーテイングカブラ24 (基板、導波路層等を含む)
と第2グレーテイングカプラ26(基板、導波路層等を
含む)との上下位置関係は逆としてもよい。
In any of the embodiments or modifications, the first grating coupler 24 (including the substrate, waveguide layer, etc.)
The vertical positional relationship between the second grating coupler 26 and the second grating coupler 26 (including the substrate, waveguide layer, etc.) may be reversed.

効果 本発明は、上述したように光ピツクアップが一対のグレ
ーティングカプラと一対の非相反性円相屈折板とを利用
することにより、光検知器は導波路層等とともに同一基
板上に実装して軽量・コンパクト化を図ることがてき、
アクセス時間の短縮化を図ることができ、又、同一基板
でよいので、フォトリソグラフィ法等による一体形成化
も可能となり、組付け・調整作業が簡略化され、更には
レーザ光源からのレーザ光を光磁気ディスクに効率よく
集光させることができるとともに、光磁気ディスクから
の反射光も効率よく光検知器まで回折・導波することが
でき、光の利用効率の高いものとなり、かつ、光検知器
への雑音光の入射も少なくなり、S/N比のよい良好な
る読取りが可能となるものである。
Effects As described above, in the present invention, the optical pickup uses a pair of grating couplers and a pair of non-reciprocal circular phase refracting plates, and the photodetector can be mounted on the same substrate with the waveguide layer etc., making it lightweight.・Can be made more compact,
Access time can be shortened, and since the same substrate can be used, it is also possible to form one piece using photolithography, etc., simplifying assembly and adjustment work, and furthermore, it is possible to reduce the amount of laser light from the laser light source. Not only can the light be efficiently focused on the magneto-optical disk, but also the reflected light from the magneto-optical disk can be efficiently diffracted and guided to the photodetector, resulting in highly efficient use of light and improved optical detection. This also reduces the amount of noise light that enters the device, allowing for better reading with a good S/N ratio.

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

第1図は本発明の第一の実施例を概念的に示す側面図、
第2図はその一部を展開図的に示す平面図、第3図は偏
光動作を示す説明図、第4図はグレーティングの説明図
、第5図は透過率及び回折効率の角度O依存度を示す特
性図、第6図はフォーカシングエラー信号発生時の状態
を示す平面図、第7図は交叉角度を異ならせた場合の偏
光動作を示す説明図、第8図は交叉角度を所定範囲で異
ならせる一般的な場合の偏光動作を示す説明図、第9図
はその時の角度βのとり得る範囲を示す座標図、第10
図は交叉角度を所定範囲で異ならせる一般的な場合の偏
光動作を示す説明図、第11図はその時の角度βのとり
得る範囲を示す座標図、第12図は交叉角α−最大検出
回転角±へ〇 max特性図、第13図は本発明の第二
の実施例を概念的に示す側面図、第14図は本発明の第
三の実施例を概念的に示す側面図、第15図は本発明の
第四の実施例を概念的に示す側面図、第16図はその変
形例を概念的に示す側面図、第17国は本発明の第五の
実施例を示す平面図、第18図は本発明の第六の実施例
を示す平面図、第19図は従来例を示す側面図である。 21・・・光磁気ディスク、22・・半導体レーザ(レ
ーザ光源)、24・・・グレーティングカプラ、25・
・・非相反性円相屈折板、26・・グレーティングカプ
ラ、27・・・非相反性円相屈折板、28・・・集光レ
ンズ(レンズ光学系)、29・・・透明基板(基板)、
30・・・導波路層、32・・・光検知器、33・・・
透明基板(基板)、34・・・導波路層、36・・・光
検知器、39a〜39d、40a〜40c、41−差動
アンプ(差動演算手段)、42.43・・・不透明基板
(基板)、42a、43a・・・開口部(透光部)、4
9・・・集光レンズ(レンズ光学系)出 願 人   
株式会社   リ コ −二% 5図 θL)− り 禿 /+++ ハ  ハ    ヘ   0■  −ピ  
 ・−″″″)    “+、J −ノ′  !   
 ′+7  71■図 υつ 手続補正書輸躬 昭和62年 2月 2日
FIG. 1 is a side view conceptually showing a first embodiment of the present invention;
Figure 2 is a plan view showing a part of it in an exploded view, Figure 3 is an explanatory diagram showing the polarization operation, Figure 4 is an explanatory diagram of the grating, and Figure 5 is the dependence of transmittance and diffraction efficiency on angle O. Fig. 6 is a plan view showing the state when a focusing error signal is generated, Fig. 7 is an explanatory diagram showing the polarization operation when the crossing angle is varied, and Fig. 8 is a diagram showing the polarization operation when the crossing angle is changed within a predetermined range. An explanatory diagram showing the polarization operation in a general case where the polarization operation is different, FIG. 9 is a coordinate diagram showing the possible range of the angle β at that time, and FIG.
The figure is an explanatory diagram showing the polarization operation in a general case where the crossing angle is varied within a predetermined range. Figure 11 is a coordinate diagram showing the possible range of the angle β at that time. Figure 12 is the crossing angle α - maximum detected rotation. 13 is a side view conceptually showing the second embodiment of the present invention, FIG. 14 is a side view conceptually showing the third embodiment of the present invention, 15th The figure is a side view conceptually showing the fourth embodiment of the present invention, FIG. 16 is a side view conceptually showing a modification thereof, Country 17 is a plan view showing the fifth embodiment of the present invention, FIG. 18 is a plan view showing a sixth embodiment of the present invention, and FIG. 19 is a side view showing a conventional example. 21... magneto-optical disk, 22... semiconductor laser (laser light source), 24... grating coupler, 25...
... Non-reciprocal circular phase refracting plate, 26... Grating coupler, 27... Non-reciprocal circular phase refracting plate, 28... Condensing lens (lens optical system), 29... Transparent substrate (substrate) ,
30... Waveguide layer, 32... Photodetector, 33...
Transparent substrate (substrate), 34... Waveguide layer, 36... Photodetector, 39a to 39d, 40a to 40c, 41-Differential amplifier (differential calculation means), 42.43... Opaque substrate (substrate), 42a, 43a...opening (transparent part), 4
9...Condensing lens (lens optical system) applicant
Riko Co., Ltd. -2% Figure 5 θL) - Bald/+++ Ha Ha He 0■ -Pi
・−″″″) “+、J −ノ′!
'+7 71 ■ Figure υ Procedural Amendments Imported February 2, 1986

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 光磁気情報を記録する光磁気ディスクと、レーザ光源と
、このレーザ光源からのレーザ光を前記光磁気ディスク
に対して集光するレンズ光学系と、前記レーザ光源と前
記レンズ光学系との間に配置されて前記レーザ光源から
のレーザ光を前記光磁気ディスクに向けて透過させると
ともに前記光磁気ディスクからの反射光を回折させる格
子方向が所定交叉角度に設定された一対のグレーテイン
グカプラと、これらのグレーテイングカプラに対する入
射光の偏光面を回転させる一対の非相反性円複屈折板と
、前記グレーテイングカプラによる回折光を導波する導
波路層と、これらの導波路層により導波される光情報を
検知する光検知器と、これらのグレーテイングカプラと
導波路層と光検知器とを一体的に形成するための少なく
とも一部に透光部を有する基板と、これらの光検知器に
よる検知信号を差動的に演算処理して前記光磁気ディス
クの光磁気信号、フォーカスエラー信号及びトラッキン
グエラー信号を読取る差動演算手段と、フォーカシング
制御とトラッキング制御用のアクチュエータとを備えた
ことを特徴とする光磁気情報記録再生装置。
A magneto-optical disk for recording magneto-optical information, a laser light source, a lens optical system for focusing laser light from the laser light source onto the magneto-optical disk, and between the laser light source and the lens optical system. a pair of grating couplers arranged to transmit laser light from the laser light source toward the magneto-optical disk and diffract reflected light from the magneto-optical disk, the grating directions of which are set at a predetermined crossing angle; a pair of non-reciprocal circularly birefringent plates that rotate the plane of polarization of light incident on the grating coupler; a waveguide layer that guides the diffracted light by the grating coupler; and a waveguide layer that guides the light diffracted by the grating coupler. A photodetector that detects optical information, a substrate having at least a part of the light-transmitting part for integrally forming the grating coupler, the waveguide layer, and the photodetector; It is characterized by comprising differential calculation means for differentially processing detection signals to read magneto-optical signals, focus error signals and tracking error signals of the magneto-optical disk, and actuators for focusing control and tracking control. A magneto-optical information recording and reproducing device.
JP61296113A 1986-12-12 1986-12-12 Magneto-optical information recording and reproducing device Pending JPS63149850A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5105403A (en) * 1988-01-27 1992-04-14 Hitachi, Ltd. Optical information reading apparatus with waveguide and diffraction grating
EP0581597A3 (en) * 1992-07-29 1995-01-18 Sharp Kk An optical information reproducing device.

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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EP0581597A3 (en) * 1992-07-29 1995-01-18 Sharp Kk An optical information reproducing device.

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