JPS635307A

JPS635307A - 光導波装置

Info

Publication number: JPS635307A
Application number: JP61147201A
Authority: JP
Inventors: Tomoaki Uno; 智昭宇野; Yasushi Matsui; 松井　康
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1986-06-25
Filing date: 1986-06-25
Publication date: 1988-01-11

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、光学的記録再生装置に利用される光導波装置
に関し、さらに具体的に記述すれば、導波型出力レンズ
の集光位置を電気的に制御し得る光導波装はに関するも
のである。

（従来の技術）最近の光情報処理分野においては、光ディスク等の光学
的記録再生装置は、データの書込み、読出し用としてレ
ーザ光が用いられている。レーザ光は記録媒体上に集光
して、記録媒体の反射率変化によって情報を読み出す。

通常、レーザ光は、回折限界に近い波長の数分の一程度
のスポット径にまで、レンズを用いて集光されるが、読
取り位置が変わると、集光距離や情報の書き込まれた位
置すなわちトラックが変化するため、絶えずレンズの位
置を、！ｉｌｌ察する機能が゛必要である。

従来、このような光ピツクアップに用いられているフォ
ーカシング機能とトラッキング機能は、第４図に示すよ
うな磁石と２個のコイルを用いて行われていた。光ピツ
クアップは、磁石１の磁極ｌａおよびｌｂの間に、平行
にフォーカシング用コイル２．直角にトラッキング用コ
イル３を備えたレンズ４が配設され、半導体レーザ５の
発生するレーザ光をディスク６の表面の記録トラック７
に集光する構造である。

集光位置が光ディスク６の表面から外れた場合には、フ
ォーカシング用コイル２に流れる電流が変化して上下方
向に調整して、集光位置が光ディスク６の表面に来るよ
うにする。同様に、集光位置が光ディスク６の表面で記
録トラック７からずれた場合には、トラッキング用コイ
ル３に流れる電流が変化してレンズ４を左右方向に調整
する。

また、近年、第５図に示す光集積ピックアップが発表さ
れた（電子通信学会論文誌’８５／１０　Ｖｏｌ、Ｊ６
８−　ＣＮｏ、　１０）。

同図において、光集積ピックアンプは、基板８の表面に
形成した光導波層９の一部に導波型出力レンズ１０（集
光グレイティングカップラ）を設け、上記の光導波層９
の端に装着した半導体レーザ１１の発生するレーザ光を
集光スポット１２に集光するものである。半導体レーザ
１１から出るレーザ光は、光導波層９の中の光導波路９
ａに沿って導波し、導波型出力レンズ１０で外部に取り
出され、９ｉ＆光スポツト１２に集光される。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、第４図に示した磁石１と２個のコイル２
および３を用いてレンズ４を動かし、集光位置を調整す
る機械的な方法は、応答速度が遅く、せいぜい数１０Ｍ
Ｈｚ程度の情報処理速度しか得られないという問題があ
った。また、第５図に示した光ピツクアップでは、集積
化構成にも拘らず、フォーカシングおよびトラッキング
機能がないという問題があった。

本発明は上記の問題点を解決するもので、集光スポット
の位置調整機能を有する光導波装置を提、供するもので
ある。

（問題点を解決するための手段）上記の問題点を解決するため、本発明は、光導波装置に
形成される光導波路の一部に屈折率調整機能を有する屈
折率調整領域を設けるものである。

さらに、屈折率調整領域には、光導波装置が半導体材料
で形成される時は、電流注入によって屈折率が変化する
屈折率調整機能を用い、誘電体材料で形成される時は、
ポッケルス効果又はカー効果により屈折率が変化する屈
折率調整機能を用いる。

また、上記の屈折率調整領域の形状は短冊状または短冊
形又はくさび形とし、光導波路にほぼ垂直に配置する。

（作　用）このような構成により、屈折率調整領域の屈折率を制御
することによって、レンズ側から見た等測的な光源位置
を変化させて、導波型出力レンズへのレーザ光の入射角
を変え、集光スポットの位置を変化するものである。

上記の屈折率調整領域の作用について、第３図により説
明する。同図において、１点鎖線で示した中心線に垂直
に、実線で描いた短冊形が屈折率調整領域１３．中心線
上の点ＲおよびＲ′が光源位置１４および等価光源位置
１５である。

今、光導波層の絶対屈折率をｎ、屈折率調整領域１３の
絶対屈折率をｎ＋Δｎ、屈折率調整領域１３の幅をｄ、
屈折率調整領域１３への入射角をθ、屈折角をθ′とす
ると１次の式が成り立つ６ｎ　ｓｉｎθ＝（ｎ＋Δｎ）
ｓｉｎθ’　　　　　−（１）ＣＯＳθ ＝ｄ□・□、−１　・・・（２）ｎ＋Δｎ　　　ｃｏｓθ 従って１例えば、ｎ　＝３．３．Δｎ＝＝４Ｘ１０−”
、ｄ＝３２０ｐｍ、　　０　＝３０’の時、光源位置が
１ｐｍ変化する。

また、レンズ公式から次の式が成り立つ。

ここで、ｆは焦点距離、ａは光源とレンズの距離、ｂは
光源と集光スポットの距離である。

（３）式を距離で微分すると、の関係が得られ、光源からレンズまでの距離ａのをΔｂ
だけ変化する。上述のようにΔａ＝１μｍの量としてΔ
ｂ＝ｔｏμｍが得られる。

このように、屈折率調整領域の屈折率を制御することに
より、集光スポットの位置を変化することができる。

この屈折率制御は、半導体材料では電源電流注入で、誘
電体材料ではポッケルス効果およびカー効果によって行
えるので、外部からの制御電流又は制御電圧によって連
続的に屈折率を変化することができ、従って、集光スポ
ットの位置も連続的に調整することができる。

（実施例）本発明の実施例２例について、第１図および第２図によ
り説明する６第１図は本発明による第１の実施例の光導波装置の斜視
図で、第５図に示した光ピツクアップと同じ構成部品に
は同一記号を付し、その説明を省略する。

同図において、本発明による光導波装置は、光導波層９
の中の光導波路９ａの中間に、短冊形の屈折率調整領域
１３が設けられている。

屈折率調整領域１３の屈折率変化量Δｎがゼロの時は、
半導体レーザ１１から出るレーザ光は、実線で示す光導
波路９ａを経て、集光スポット１２に集光する。屈折率
変化量Δｎがゼロより大きくなった時は、レーザ光は屈
折率調整領域１３で曲げられ破線で示す光導波路９ｂを
経て、集光スポット１６に集光する。

このようにして、レーザ光にほぼ垂直に配置した短冊形
の屈折率調整領域１３を制御することによって、フォー
カシング機能を遂行することができる。

第２図は本発明による第２の実施例の光導波層れの斜視
図で、第１図に示した第１の実施例と異なる点は、屈折
率調整領域１７が、くさび形の２個の屈折率調整領域１
７ａおよび１７ｂを尖端を食い違いに配置して短冊状に
構成されたことである。

屈折率調整領域１７の屈折率変化量Δｎがゼロの時は、
集光スポット１２に集光することは、上述の第１の実施
例と変わらない。くさび形の屈折率調整領域１７ａおよ
び１７ｂの一方の屈折率変化量Δｎがゼロに等しくない
時は、半導体レーザ１１から出るレーザ光は、屈折率調
整領域１７で左右何れかの方向に曲げられ、破線で示す
光導波路９Ｃを経て集光スポット１８に集光する。

このように、２個のくさび形を組み合わせた屈折率調整
領域１７を用いると、前述のトラッキング機能を遂行す
ることができる。

なお１本実施例の基板８および光導波層９の材料として
ＧａＡｓ／ＡｌｘＧａ、−ｘＡｓ系、　ＩｎｘＧａ、−
ｘＡｓ、Ｐｌ−。

／　ＩｎＰ系等の半導体材料でも良く、また、ＬｉＮｂ
０．　。

ＰＬＺＴ、　ＺｎＯ等の誘電体材料でも良く、レーザ光
の波長に対して透明な材料で構成すれば良い。また、屈
折率調整領域は、使用目的に応じて複数個配列しても良
い。レーザ光の発生は、半導体レーザ、ガスレーザある
いは固体レーザの何れでも良い。

（発明の効果）以上説明したように１本発明は、光導波路と。

この光導波路による導波光を集光して外部に取り出す導
波型出力レンズを設けた光導波装置に、上記の光導波路
の一部に屈折率調整領域を設けることによって、高速で
フォーカシングおよびトラッキングが行える小形の光導
波装置が可能となる。

また、これを採用することにより、光ディスク等の光情
報処理能力を大幅に向上することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図はそれぞれ本発明による第１および
第２の実施例の光導波装置の斜視図、第３図は本発明の
集光位置調整作用を説明するための主要部構成図、第４
図は従来の光ピツクアップの構成図、第５図は従来の光
集積ピックアップの斜視図である。１　・・・磁石、ｌａ、ｌｂ・・・磁極、　２　・・・
フォーカシング用コイル、　３　・・・　トラッキング
用コイル、　４　・・・　レンズ、　５，１１・・・半
導体レーザ、　６　・・・光ディスク、７　・・・記録
トラック、　８　・・・基板、　９・・・光導波層、　
　９ａ、　９ｂ、　９ｃ・・・光導波路、１０・・・導
波型出力レンズ（集光グレイティングカップラ）、１２
．１６．１８・・・集光スポット、　　１３．１７（１
７ａ、　１７ｂ）−屈折率調整領域、１４・・・光源位
置、１５・・・等価光源位置。特許出願人　松下電器産業株式会社代　理　人　　　星　　野　　恒　　司・　−−゛）１
　　；丁−）− ８１昇　　−票１；）、−１１・′ 第１図第２図１’７　（１７ａ、ｉ’／ｂ）　、−ａＬ伽’ＴＮＥｉ
ｌ’ｆｆ１ＡＦ氏第３図ｄ− １５−４（血元Ｊ伍直第４図７−−−記録トフツク第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）光導波路と、この光導波路の導波光を集光して外
部に取り出す導波型出力レンズとを有する光導波装置に
おいて、上記の光導波路の一部に屈折率調整機能を設け
たことを特徴とする光導波装置。
（２）光導波装置が半導体材料で形成され、屈折率調整
機能が、電流注入による屈折率の変化を用いて行われる
ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の光導
波装置。
（３）光導波装置が誘電体材料で形成され、屈折率調整
機能が、ポッケルス効果又はカー効果による屈折率変化
を用いて行われることを特徴とする特許請求の範囲第（
１）項記載の光導波装置。
（４）屈折率調整機能を有する領域の形状が、短冊状又
はくさび状で、レーザ光に体してほぼ垂直に配置された
ことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の光導
波装置。