JPS63164034A - 光導波路型光ピツクアツプ - 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 本発明は光導波路型ピックアップに関し、特にコンパク
トディスク及び光ディスク等の光記録媒体を用いて、情
報の記録、読み出し或は消去を行うだめの光ピツクアッ
プ装置であって、小型軽量化を企るために光導波路９回
折動子、受光素子等の形成された基板を用いる光集積化
光ピツクアップに係るものである。

従来の技術 光ピツクアップは、基本的には光源としての半導体レー
ザ、光の集光２分離のための光学系及び受光素子で構成
される。第３図に従来の実用レベルの読みとり専用の光
ピツクアップの一例を示す。

半導体レーザ１１から出射した光がハーフミラ−１２で
反射されて、４５°　ミラー１３で進行方向が変えられ
る。そしてフォーカシングレンズ１４で絞られて光ディ
スク１６に集光される。光デイスク表面で反射される光
は、光路を逆戻りし、ハーフミラ−１２に達し、一部が
ハーフミラ−を透過し、凹レンズ１３を介して、フォト
ディテクタ１４に結像され、ディスクに記録された情報
の読み出しを行う。

この光ピツクアップは光学系を空間的に配置しているの
で、小型化或は軽量化に限界があった。

そこで、小型軽量化を実現するために、集積化光ピツク
アップが提案されている（参考文献、裏ら、電子通信学
会論文誌　ＶｏｌＪ６Ｂ−Ｃ，８０３゜ｊ８５）。第４
図に、裏らの提案による集積化光ピツクアップの概略図
を示す。Ｓｉ基板２１上に形成された誘電体光導波路２
２を半導体レーザ２３から出射した光が伝搬し、フォー
カシンググレーティングカプラ２４により、集光性の光
ビームが外部に放射され、光デイスク２５＋Ｃ絞られる
。そしてディスクの表面で反射された光は、フォーカシ
ンググレーティングカプラ２４に戻り、再度、光導波路
を光源方向に伝搬する。そして、光導波路表面に設置さ
れたフォーカシングビームスプリッタ−２６により伝搬
方向が変化され、二対の受光素子２７に集光される。

発明が解決しようとする問題点 この集積化光ピツクアップは光学系の小型化。

軽量化に大きな効果をもたらす事は可能であるが、実際
の動作にはフォーカシングやトラッキングの制御のため
に、基板全体を動かす必要があり、またその時には基板
上の導波路に光学的に結合されている半導体レーザをも
含めて動かす必要がある。

従って基板位置を制御するだめの、アクチュエータの機
械的な負荷が従来の実用レベルの光ピツクアップに比較
して大きくなり、消費電力が増加したり、またアクセス
時間が長くなるという欠点を有する。

また、提案されている集積化ピックアップでは、グレー
ティングカプラとして集光性のグレーティングカプラを
利用しているので、外部レンズが不要となり、小型化に
は大きな効果を有するものの、グレーティングの形状が
、二次曲線、或は四次曲線で表わされる様な極めて複雑
な形状であり、高速の電子計算機で制御された電子ビー
ム露光装置を用いなければ実現できないという大きな欠
点を有している。また、光デイスク用のピックアップに
対応できる様に約１μｍのスポ・ント径に光を絞れる様
なグレーティングフォーカシングカプラを実現するため
には、高精度な電子ビーム描画が必要となり、そのため
には高価な描画装置が必要であった。

本発明は以上に示した様な従来の光ピツクアップ及び集
積化光ピ・ツクアップの問題点を克服し、小型でかつ、
量産性に富む高性能な光ピツクアップを提供するもので
ある。

問題点を解決するための手段 本発明は、レーザ光を伝搬する光導波路及び光導波路を
伝搬するレーザ光を外部の空間に放射するためのグレー
ティングカプラを含んで集積化された基板と、外部に放
射された光ビームを集光させ、かつ集光位置を制御する
ための可動外部レンズから構成される事を特徴とする光
導波路型光ピックアップであり、また、前記グレーティ
ングカプラの形状が平行状もしくは同心円状である事を
特徴とするものである。

作　　用 本発明は、光導波路、グレーティング等の集積化された
基板を固定し、小型の集光用レンズを可動にする事によ
り、小型軽量の光ピツクアップを実現すると共に、グレ
ーティング形状を同心円状又は平行直線状にする事によ
り、ホログラフィック露光等量産性に富む露光方法で実
現するものである口 実施例 本発明の第１の実施例における光導波路型光ピックアッ
プを第１図に示す。１はＳｉ基板であり、基板１上に形
成された誘電体導波路（ガラス／５ｉＯ２）２を半導体
レーザ３から出射した光が伝搬し、ＳｉＮ　装荷により
形成されたグレーティングレンズ４により平行ビームに
変換され、そして平行状のグレーティングカプラ６によ
り、基板の外部に平行ビームとして放射され、外部集光
レンズ６により、光ディスク−７に照射される。そして
ディスク７の表面で反射した光は集光レンズ６を戻り、
グレーティングカプラ５に入射し、再度光導波路を光源
方向に伝搬する。ところが、ビームスプリッタ８により
、伝搬光の一部の進行方向が変えられ、グレーティング
レンズ４により二対の受光素子９、に集光され、記録信
号の読み出し、及びフォーカシング、トラッキングの検
出を行う事ができる。まだ外部集光レンズ６は、受光素
子の出力に応じて、その位置が３次元的に可動制御され
、常に正確に光ディスク了のトラック上にレーザ光が集
光される様に構成されている。

本実施例の特徴は、グレーティングレンズやビームスプ
リッタは、密着式のホログラフィック露光、或は通常の
ホトリソグラフィーにより形成する事が可能であり、ま
た、グレーティングカブラ５は、平行直線群の回折格子
であるので、通常の二光束回渉によるホログラフィック
露光により実現できるので、特に高価な電子ビーム描画
露光装置を必要とせず、また生産性にも優れている。

本発明の第２の実施例を第２図に示す。４１はＳｉ基板
であり、基板４１上に形成された誘電体導波路（ガラス
／　Ｓ　ｉ○２）４２を半導体レーザ４３から出射した
光が伝搬し、同心円状のグレーティングカブ、う（同心
円の中心は半導体レーザの光放射部にほぼ接する導波路
端面）４４により平行ビームが外部に放射され、外部集
光レンズ４６により、光ディスク４６に照射される。そ
してディスク４６の表面で反射した光は、可動集光レン
ズ４６を戻シ、グレーティングカブラ４４に入射し、再
度、光導波路を光源方向に伝搬する。そして、設置され
たフォーカシングビームスプリッタ４７により伝搬方向
が変化され、二対の受光素子８に集光される。集光の制
御原理は、第１の実施例と全く同様である。

この実施例に用いた、同心円状のグレーティングカブラ
も、第１の実施例の場合と同様に、ホログラフィック露
光が可能であり、同様の効果が得られる。

本実施例においては、シリコン基板１，４１を用いてフ
ォーカシングビームスプリッタと受光素子が集積されて
いるが必ずしもこれらの素子は集積化されている必要は
なく、また、基板はシリコン基板に限られるものではな
く、ガリウムひ素基板、或は、リチウムニオベート等の
誘電体基板、又はガラス基板であってもさしつかえない
。

また、本実施例においては、半導体レーザの一端面から
放射し、発散する光を平行ビームとして空中に放出させ
るために、レーザ端面を中心とする同心円上に設定した
が、レーザから放射し導波路中を広がって伝搬する光を
一度コリメートさせれば、平行線状の回折格子をグレー
ティングカブラとして使用する事が可能となる事は自明
である。

発明の効果 以上、実施例を用いて説明した如く、本発明によれば、
光ピツクアップの小型化、高性能化を実現する事が可能
となるのみならず、低価格で、量産性に優れた光ピツク
アップの実現が可能となるものであり、産業上極めて大
きな価値を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光導波路型ピックアップの第１の実施
例の概略斜視図、第２図は本発明の光導波路型ピックア
ップの第２の実施例の概略斜視図、第３図は従来の光ピ
ツクアップの概略斜視図、第４図は提案された集積化ピ
ックアップの概略斜視図である。 １・・・・・・Ｓｉ基板、２・・・・・・誘電体導波路
、３・・・・・・半導体レーザ、４・・・・・・グレー
ティングレンズ、５・・・・・・グレーティングカブラ
、６・・・・・・外部集光レンズ、７・・・・・・光デ
ィスク。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名Δ’
　　Ｓｔ狂 第２図 ／　／−１，−ブータイオート ｔ３−ミラー １４−フォーカスレン大′ 第　３　図　　　　　　　　　　１５−−ｆｒスクにテ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体レーザからの出射光を伝搬する光導波路と
   、前記光導波路を伝搬するレーザ光を外部の空間にコリ
   メート光として放射するためのグレーティングカプラの
   形成された基板と、外部に放射されたコリメート光を記
   録媒体の表面に集光させ、かつ集光位置を制御するため
   の可動外部レンズとを備えてなる光導波路型光ピックア
   ップ。
2. （２）グレーティングカプラの形状が、平行状もしくは
   同心円状である特許請求の範囲第１項記載の光導波路型
   光ピックアップ。