JPS6353428A - Wave front detection element - Google Patents

Wave front detection element

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Publication number
JPS6353428A
JPS6353428A JP19738186A JP19738186A JPS6353428A JP S6353428 A JPS6353428 A JP S6353428A JP 19738186 A JP19738186 A JP 19738186A JP 19738186 A JP19738186 A JP 19738186A JP S6353428 A JPS6353428 A JP S6353428A
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JP
Japan
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light
grating
wavefront
gratings
incident
Prior art date
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Pending
Application number
JP19738186A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yuichi Handa
祐一 半田
Masahiro Okuda
昌宏 奥田
Masaru Osawa
大 大沢
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
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Priority to JP19738186A priority Critical patent/JPS6353428A/en
Publication of JPS6353428A publication Critical patent/JPS6353428A/en
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Abstract

PURPOSE:To achieve a higher accuracy, by arranging a plurality of gratings in a path of incident light. CONSTITUTION:This element is so designed that an outgoing convergent light 22a diffracted with a grating 20a converges at a specified position most efficiently when a gradient angle phi of a wave front gives a desired value in the perimeter of an incident divergent light 21a. An outgoing convergent light 21b is diffracted with a grating 20b. Here, the cycle and the directivity of the grating 20b are so set that an outgoing light 22b converges at a specified position most efficiently when the gradient angle phi of a wave front gives a desired value in the perimeter of the incident light 21b. An equiphase plane is determined by mutual interference between the incident light 21a of 21b and the outgoing light 22a or 22b to allow the setting of a grating distribution. Thus, a plurality of gratings different in selected combination are used to detect a wave front selectively and the results are integrated thereby achieving highly accurate detection of the state of wave fronts.

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野コ 本発明は光波の波面状態を検出する素子に関し、特に複
数のグレーティングを用いて各グレーティングにて異な
る結合度にて選択的に回折させ該回折光を検出すること
により波面を検出する素子に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Field of Application] The present invention relates to an element for detecting the wavefront state of a light wave, and in particular, a device that uses a plurality of gratings to selectively diffract the light wave with different degrees of coupling. The present invention relates to an element that detects a wavefront by detecting light.

[従来の技術] 光デイスク装置や光磁気ディスク装置等の光学的情報記
録再生装置においては、光−・ットにより記録媒体に対
し記録または(1f生のために光をスポット照射し更に
該記録媒体からの反射光を検出することが行なわれる。
[Prior Art] In an optical information recording/reproducing device such as an optical disk device or a magneto-optical disk device, a light beam is used to record information on a recording medium (for example, by irradiating a spot of light for 1f raw time and further recording the information). Detection of reflected light from the medium is performed.

この様な光学的情報記録再生においては、照射光が記録
なV体に対し所定の精度で合焦していることが8黄であ
る。そこで、光ヘッドではスポット!I+、モ射尤の記
録媒体による反射光を検出し、該反射光の状疋、から合
焦ずれの大きさ及び向きを検出し、この検出結果ににI
;づき光ヘット光学系の光集束性対物レンズを光軸方向
に適宜変位させて、記録媒体上で常に最適な光スボ−/
 ト径が維持されて正確な合焦状5Sが実現される様な
制御いわゆるオートフォーカシング制御を行なっている
In such optical information recording and reproduction, 8 yellow means that the irradiation light is focused on the recording V body with a predetermined accuracy. Therefore, the optical head is spot on! I+ detects the reflected light from the recording medium, detects the size and direction of the out-of-focus from the shape of the reflected light, and uses this detection result to
; By appropriately displacing the light-focusing objective lens of the optical head optical system in the optical axis direction, the optimal optical focus/focus on the recording medium is always achieved.
A so-called autofocusing control is performed so that the diameter of the lens is maintained and an accurate focused state 5S is achieved.

第6図は従来の光ヘッドにおけるオートフォーカシング
制御のための波面検出光学系を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a wavefront detection optical system for autofocusing control in a conventional optical head.

第6図において、lは半導体レーザであり、2はコリメ
ータレンズであり、3はビームスプリフタであり、4は
光集束性対物レンズであり、6は光集束性レンズであり
、7はシリンドリカルレンズであり、8は4分−1,l
光検出器である。また、5は情報記録媒体である。
In FIG. 6, l is a semiconductor laser, 2 is a collimator lens, 3 is a beam splitter, 4 is a light focusing objective lens, 6 is a light focusing lens, and 7 is a cylindrical lens. and 8 is 4 minutes-1,l
It is a photodetector. Further, 5 is an information recording medium.

半導体レーザ1から発せられた発散光束はコリメータレ
ンズ2により平行光束とされて、ビームスプリフタ3を
透過直進し2対物レンズ4により集束されて情報記録媒
体54−にビームスポットを形成する。該記録媒体から
の反射光は再び対物レンズ4を通過し、この際集束され
てほぼ上行光束とされ、ビームスプリフタ3により反射
されレンズ6により集束せしめられる。該集束光束はシ
リンドリカルレンズ7により一方向にのみ集束されて光
検出器8に入射せしめられる。該光検出器の4分割の方
向を適正に設定しておくことにより、該光検出器の各分
割部分の出力の演算から記録媒体5への入射光束のフォ
ーカシング誤差が検出される。これは、シリンドリカル
レンズが特異な収差パターンをもつことを利用して、光
検出器8に入射する光束の波面状jBを検出しているこ
とに他ならない。
The diverging light beam emitted from the semiconductor laser 1 is made into a parallel light beam by the collimator lens 2, passes straight through the beam splitter 3, and is focused by the objective lens 4 to form a beam spot on the information recording medium 54-. The reflected light from the recording medium passes through the objective lens 4 again, and at this time is focused into a substantially upward beam, reflected by the beam splitter 3, and focused by the lens 6. The focused light beam is focused in only one direction by the cylindrical lens 7 and is made incident on the photodetector 8. By appropriately setting the directions of the four divisions of the photodetector, the focusing error of the light beam incident on the recording medium 5 can be detected from calculation of the output of each division of the photodetector. This is nothing but detecting the wavefront shape jB of the light flux incident on the photodetector 8 by utilizing the fact that the cylindrical lens has a unique aberration pattern.

この検出結果から不図示のアクチュエータを駆動して、
対物レンズ4を光軸方向に移動させて、正確な合焦状態
へと近づける。かくして、オートフォーカシング制御が
実現される。
Based on this detection result, an actuator (not shown) is driven,
The objective lens 4 is moved in the optical axis direction to bring it closer to an accurate focusing state. In this way, autofocusing control is realized.

従来、光ヘッドにおいて波面検出に利用されている方法
としては、上記方法の他にナイフェツジ法等がある。
In addition to the above-mentioned methods, methods conventionally used for wavefront detection in optical heads include the Knifezi method and the like.

[発明が解決しようとする問題点] しかして、以」二の棲な従来提案されている波面検出素
子は、いづれも光集束性レンズを必要とし光学系の光路
が長く、従って小型化には限度があり、更に設計の自由
度が小さい、等の問題点を有する。
[Problems to be Solved by the Invention] However, the wavefront detection elements that have been proposed so far require a light-focusing lens and have a long optical path, and therefore are difficult to miniaturize. There are limitations, and furthermore, there are problems such as a small degree of freedom in design.

そこで、本発明は、以上の様な従来技術に鑑入て、光集
束性レンズを必要とせず、小型化が実現でき、更に設計
の自由度の大きい波面検出素子を提供することを目的と
する。
Therefore, in view of the above-mentioned conventional techniques, the present invention aims to provide a wavefront detection element that does not require a light focusing lens, can be miniaturized, and has a greater degree of freedom in design. .

[問題点を解決するための手段] 未発明によれば、以」−の如き[I的を達成するものと
して、グレーティングと光検出器との組が複数並設され
ており、該グレーティングは被検入射光の経路に配置さ
れており、各グレーティングは入射光波ll111と光
検出=へ到達する出射光波面との回折による結合の選択
性が異なることを特徴とする、波面検出素子が提供され
る。
[Means for Solving the Problems] According to the invention, a plurality of sets of gratings and photodetectors are arranged in parallel, and the gratings are Provided is a wavefront detection element disposed in the path of the detection incident light, wherein each grating has a different selectivity of coupling by diffraction between the incident light wave ll111 and the output light wavefront reaching the photodetector. .

[実施例] 以下、図面を参照しなから未発[Ulの具体的実施例を
説+31−]する。
[Embodiments] Hereinafter, specific embodiments of Ul will be described without reference to the drawings.

第1図は未発11による波面検出、ド子の第1の実施例
を示す概略平面図である。
FIG. 1 is a schematic plan view showing a first embodiment of the wavefront detection using the unreleased 11 and the detector.

第1図において、20a、20bは互いに平行に配置さ
れた特性の異なるグレーティングであり、23a、23
bはそれぞれ上記グレーティング20a、20bに対し
組をなす様に配置された光検出器たとえばフォトダイオ
ードである。
In FIG. 1, 20a and 20b are gratings with different characteristics arranged parallel to each other, and 23a and 23
Reference numerals b denote photodetectors such as photodiodes arranged in pairs with respect to the gratings 20a and 20b, respectively.

本実施例において、被検入射光は右方から先ずグレーテ
ィング20aに入射し、該グレーティングにより回折せ
しめられた光は光検出器23aへと集束入射せしめられ
、該グレーティング20aにより回折されなかった光は
直進してグレーティング20bに入射し、該グレーティ
ジグにより回折せしめられた光は光検出W23bへと集
束入射せしめられる。該グレーティング20bにより回
折されなかった光は直進する。
In this embodiment, the incident light to be detected first enters the grating 20a from the right side, the light diffracted by the grating is focused on the photodetector 23a, and the light not diffracted by the grating 20a is The light that travels straight and enters the grating 20b and is diffracted by the grating jig is focused and incident on the photodetector W23b. The light that is not diffracted by the grating 20b travels straight.

以下、本実施例素子の作用に関し説明する。The operation of the device of this example will be explained below.

第2図(a)、(b)は本実施例のグレーティングの特
性を説IIするための概略平面図である。
FIGS. 2(a) and 2(b) are schematic plan views for explaining the characteristics of the grating of this embodiment.

本実施例において、グレーティング20aは発散光波面
を検出するためのものであり、グレーティング20bは
集束光波面を検出するためのものである。
In this embodiment, the grating 20a is for detecting a diverging light wavefront, and the grating 20b is for detecting a convergent light wavefront.

第2図(a)において、21aは込射発散光であり、2
2aはグレーティング20aにより回折された出射集束
光である。該グレーティングのグレーティング周期Δ及
び方向性は、入射光21aの周辺部の波面の傾き角度Φ
が所望の値である場合に、出射光22aが最も効率良く
所定の位置(第1図における光検出器23aの位置)に
集束せしめられる様に設計されている。同様に、第2図
(b)において、21bは入射集束光であり、22bは
グレーティング20bにより回折された出射集束光であ
る。該グレーティングのグレーティング周期及び方向性
は、入射光21bの周辺部の波面の傾き角度φが所望の
値である場合に、出射光22bが最も効率良く所定の位
置(第1図における光検出器23bの位置)に集束せし
められる様に設計されている。
In FIG. 2(a), 21a is the incident diverging light, and 2
2a is an emitted focused light diffracted by the grating 20a. The grating period Δ and directionality of the grating are determined by the inclination angle Φ of the peripheral wavefront of the incident light 21a.
is a desired value, the emitted light 22a is designed to be most efficiently focused at a predetermined position (the position of the photodetector 23a in FIG. 1). Similarly, in FIG. 2(b), 21b is the incident focused light, and 22b is the outgoing focused light diffracted by the grating 20b. The grating period and directionality of the grating are such that when the inclination angle φ of the peripheral wavefront of the incident light 21b is a desired value, the output light 22b is most efficiently directed to a predetermined position (the photodetector 23b in FIG. 1). It is designed to be focused at the position of

以上の様にグレーティングの周期及び傾きはホログラフ
ィの原理から容易に設計できる。即ち、該当する入射光
21aまたは21bと出射光22aまたは22bとの相
互干渉による等位相面を求めることによりグレーティン
グ分布を設定することができる。
As described above, the period and inclination of the grating can be easily designed based on the principle of holography. That is, the grating distribution can be set by finding an equal phase plane due to mutual interference between the corresponding incident light 21a or 21b and output light 22a or 22b.

グレーティング20a、20bの角度選択性Δ0は一般
に場所によって異なり、図示される様に、グレーティン
グ周期をΔとしグレーティングの厚さをdとすると、結
合波理論から、はぼΔ0=A/d で与えられる。従って、グレーティングの厚さdを大き
くすることにより鋭い角度選択性が実現され、特定の入
射光波面に対してのみ鋭い出力を得ることができる。
The angular selectivity Δ0 of the gratings 20a and 20b generally varies depending on the location, and as shown in the figure, if the grating period is Δ and the grating thickness is d, from coupled wave theory, it is approximately given by Δ0=A/d. . Therefore, by increasing the thickness d of the grating, sharp angle selectivity can be achieved, and a sharp output can be obtained only for a specific incident light wavefront.

第3図は本実施例素子のグレーティングの波面選択特性
を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing the wavefront selection characteristics of the grating of the device of this example.

第3図において、横軸は入射光の周辺部の波面の傾き角
度φ(但し、発散光波面の場合Φ〉Oとし、集束光波面
の場合φく0としている)を示し、縦軸は光検出器23
a、23bにより検出される出力光強度を示す。このグ
ラフから分る様に、入射光のfM辺部の波面の傾き角度
φによって光検出器23aの出力と光検出器23bの出
力との比率が異なるので、該比率を検出することにより
入射光波面の傾き角度φを求めることができる。尚、こ
の検出に際しては、双方のグレーティングにより回折せ
しめられる入射光周辺部波面傾き角度φにはオーバーラ
ンプする領域があり、且つ被検入射光はグレーティング
に順次入射せしめられるので、この点を考慮して補正す
る。
In Fig. 3, the horizontal axis shows the inclination angle φ of the wavefront at the periphery of the incident light (in the case of a diverging light wavefront, Φ〉O, and in the case of a converging light wavefront, φ〉0), and the vertical axis shows the inclination angle φ of the wavefront in the peripheral part of the incident light. Detector 23
a and 23b show the output light intensity detected by 23b. As can be seen from this graph, the ratio of the output of the photodetector 23a and the output of the photodetector 23b differs depending on the inclination angle φ of the wavefront of the fM side of the incident light. The inclination angle φ of the surface can be determined. In addition, in this detection, there is an overlamp region in the peripheral wavefront inclination angle φ of the incident light diffracted by both gratings, and the incident light to be detected is made to enter the gratings sequentially, so this point should be taken into account. Correct it.

第4図は本発明による波面検出素子の第2の実施例を示
す概略平面図である。
FIG. 4 is a schematic plan view showing a second embodiment of the wavefront detection element according to the present invention.

第4図において、33はスラブ光導波路であり、該光導
波路の一部には互いに平行な2つのチャンネル光導波路
34a、34bが設けられている。該チャンネル光導波
路の一部にはそれぞれグレーティング30a、30bが
形成されている。また、チャンネル光導波路34a、3
4bの一端にはそれぞれ光検出$23a、23bが接続
されている。
In FIG. 4, 33 is a slab optical waveguide, and a part of the optical waveguide is provided with two mutually parallel channel optical waveguides 34a and 34b. Gratings 30a and 30b are formed in a portion of the channel optical waveguide, respectively. In addition, the channel optical waveguides 34a, 3
Photodetectors 23a and 23b are connected to one end of 4b, respectively.

本実施例において、被検光31はスラブ導波光の形で右
方から入射し、先ずチャンネル光導波路34aのグレー
ティング30aの部分に到達し、これにより一部がブラ
ッグ回折されてチャンネル導波光32aに結合され、残
りは該チャンネル光導波路34aを通過する。該通過光
は続いてチャンネル光導波路34bのグレーティング3
0bの部分に到達し、これにより一部がブラッグ回折さ
れてチャンネル導波光32bに結合され、残りは該チャ
ンネル光導波路34bを通過する。チャンネル導波光3
2a、32bはそれぞれ光検出器23a、23bに到達
し、検出される。
In this embodiment, the test light 31 enters from the right in the form of slab waveguide light and first reaches the grating 30a of the channel optical waveguide 34a, whereupon a portion is Bragg diffracted and becomes the channel waveguide light 32a. The remaining light passes through the channel optical waveguide 34a. The passing light then passes through the grating 3 of the channel optical waveguide 34b.
0b, a part thereof undergoes Bragg diffraction and is coupled to the channel optical waveguide 32b, and the rest passes through the channel optical waveguide 34b. Channel guided light 3
2a and 32b reach photodetectors 23a and 23b, respectively, and are detected.

本実施例においては、グレーティング30a。In this embodiment, the grating 30a.

30bはそれぞれ上記第1実施例のグレーティング20
a、20bと同様の結合選択性をもつ様に設定されてい
る。そして、本実施例においても、入射光の周辺部の波
面の傾き角度φによって光検出器23aの出力と光検出
器23bの出力との比率が異なるので、該比率を検出す
ることにより入射波面の傾き角度φを求めることができ
る。
30b are the gratings 20 of the first embodiment, respectively.
It is designed to have the same binding selectivity as a and 20b. Also in this embodiment, since the ratio between the output of the photodetector 23a and the output of the photodetector 23b differs depending on the inclination angle φ of the wavefront in the peripheral part of the incident light, the ratio between the output of the photodetector 23a and the output of the photodetector 23b is detected. The tilt angle φ can be determined.

以上の本実施例においては、チャンネル光導波路34a
、34bの上に形成されたグレーティング30a、30
bを用いることにより、被検スラブ導波光を拡散させる
ことなしに所定幅のチャンネル導波光に結合させ、効率
よく光検出器へと導入している。更に、この様な構成に
よれば、光路を短縮できるので小型化が可能であり、且
つ設計の自由度も大きい、等の利点がある[この様なス
ラブ導波光とチャンネル導波光との結合のためのグレー
ティング構造に関しては特願昭60−262655号に
詳しい記・敗がある]。
In the above embodiment, the channel optical waveguide 34a
, 34b are formed on the gratings 30a, 30.
By using b, the slab waveguide light to be tested is coupled to the channel waveguide light of a predetermined width without being diffused, and efficiently introduced into the photodetector. Furthermore, this configuration has advantages such as being able to shorten the optical path, making it possible to downsize the device, and having a large degree of freedom in design. The grating structure for this purpose is detailed in Japanese Patent Application No. 60-262655].

本実施例の様な導波路構造の波面検出素子は、導波路基
板として31等の゛ト導体を用いることにより、光検出
器等をも1チー、プ上に集積化することができる。
In the wavefront detection element having a waveguide structure as in this embodiment, a photodetector etc. can be integrated on one chip by using a conductor such as 31 as the waveguide substrate.

第5図は本発明による波面検出素子をフォーカシング制
御f段として有する光学的情報記録再生装置の光ヘッド
の実施例を示す概略斜視図である。
FIG. 5 is a schematic perspective view showing an embodiment of an optical head of an optical information recording/reproducing apparatus having a wavefront detection element according to the present invention as a focusing control f stage.

第5図において、41はガラス基板であり、40はその
表面に形成された比較的屈折率の高いスラブ光導波路で
ある。該スラブ光導波路の一部には互いに平行な3つの
チャンネル光導波路43゜44a、44bが設けられて
いる。該チャンネル光導波路の一部にはそれぞれグレー
ティング47.48a、48bが形成されている。グレ
ーティング48a、48bはそれぞれ上記第1図のグレ
ーティング20a、20bと同様の結合選択性をもつ様
に設定されている。また、上記スラブ光導波路の表面に
は光集束作用を有するグレーティングカップラ46が形
成されている。
In FIG. 5, 41 is a glass substrate, and 40 is a slab optical waveguide having a relatively high refractive index formed on the surface thereof. Three channel optical waveguides 43° 44a and 44b parallel to each other are provided in a part of the slab optical waveguide. Gratings 47, 48a and 48b are formed in a portion of the channel optical waveguide, respectively. The gratings 48a and 48b are set to have the same bonding selectivity as the gratings 20a and 20b shown in FIG. 1 above, respectively. Furthermore, a grating coupler 46 having a light focusing function is formed on the surface of the slab optical waveguide.

」二記チャンネル光導波路43の一端はスラブ光導波路
40の端面まで延びており、ここには光源たる半導体レ
ーザ42が接続されている。更に、上記チャンネル光導
波路44a、44bの一端に接続される様に光検出′J
A45a、45bが形成されている。
One end of the channel optical waveguide 43 extends to the end face of the slab optical waveguide 40, and a semiconductor laser 42 serving as a light source is connected thereto. Further, a photodetector 'J is connected to one end of the channel optical waveguides 44a and 44b.
A45a and 45b are formed.

以上の様な本実施例においては、゛ト導体レーザ42か
らの光束はチャンネル光導波路43内を矢印の向きに伝
搬するチャンネル導波光に結合される。該チャンネル導
波光はグレーティング47に到達して、ここでブラッグ
回折せしめられ、スラブ光導波路40内を矢印の向きに
右方へと伝搬するスラブ導波光に結合される。該スラブ
導波光は上記チャンネル光導波路43の長さ方向に関す
るグレーティング47の長さに対応する幅をもって上記
光集束性グレーティングカップラ46へと伝搬する。該
グレーティングカップラはほぼ該ステプ導波光の幅に対
応する幅を有する。1該グレーテイングカフブラ46に
到達したスラブ導波光は、該カップラにより゛べ一間伝
搬の集中光に結合される。該出射集中光は図小される様
にす;・f間の所定の位、−A Sに果束せしめられる
。この位置には、図示はしないが、情tlli記S!、
媒体が配置されており、該記録媒体北に光スボントが形
成される。
In this embodiment as described above, the light beam from the conductor laser 42 is coupled to channel guided light propagating in the direction of the arrow within the channel optical waveguide 43. The channel guided light reaches the grating 47, undergoes Bragg diffraction there, and is coupled to the slab guided light that propagates to the right in the direction of the arrow within the slab optical waveguide 40. The slab guided light propagates to the optical focusing grating coupler 46 with a width corresponding to the length of the grating 47 in the longitudinal direction of the channel optical waveguide 43. The grating coupler has a width that approximately corresponds to the width of the step guided light. 1. The slab waveguide light that has reached the grating cuff 46 is coupled by the coupler into concentrated light that propagates between the slabs. The emitted concentrated light is made to be smaller in the figure; and is focused at a predetermined position between -AS and f. Although it is not shown in this position, there is a tlli-ki S! ,
A medium is placed, and an optical substrate is formed to the north of the recording medium.

一方、情報記録媒体からの反射光はに記経路を逆行し、
光集束性グレーティングカップラ46を経て上記スラブ
光4波路40内を矢印の向きに左方へと伝搬するステプ
導波光に結合される。該スラブ導波光は−に記チャンネ
ル光導波路44a更にはチャンネル光導波路44bに到
達する。そして、上記第4図の実施例に関し述へた様に
、該スラブ導波光の波面状態に応じた比率でグし・−テ
ィング48a、48bによりブラッグ回折せしめられ、
それぞれチャンネル光導波路44a 、44b内を矢印
の向きに伝搬するチャンネル導波光に結合される。該チ
ャンネル導波光はそれぞれ光検出器45a、45bに入
射して、検出される。
On the other hand, the reflected light from the information recording medium travels backwards along the path described in
It is coupled to the step waveguide light propagating leftward in the direction of the arrow in the four slab light wave paths 40 through the light focusing grating coupler 46. The slab waveguide light reaches the channel optical waveguide 44a and further reaches the channel optical waveguide 44b. As described above with respect to the embodiment shown in FIG. 4, the slab guided light is subjected to Bragg diffraction by the gratings 48a and 48b at a ratio corresponding to the wavefront state,
They are coupled to channel guided light propagating in the direction of the arrow in channel optical waveguides 44a and 44b, respectively. The channel guided lights are respectively incident on photodetectors 45a and 45b and detected.

情報記録媒体が正規の位置Sにあり情報記録媒体に対す
る照射光が正確に合焦されている場合には、該媒体によ
り反射された光はグレーティングカップラ46により平
行なスラブ導波光に結合される。
When the information recording medium is in the normal position S and the light irradiated to the information recording medium is accurately focused, the light reflected by the medium is coupled by the grating coupler 46 into parallel slab waveguide light.

これに対し、情報記録媒体が正規の位置Sから光軸方向
にずれていて情報記録媒体に対する照射光が正確に合焦
されていない場合には、該媒体により反射された光はグ
レーティングカップラ46により非平行なスラブ導波光
(1(Iち発散4波光または集束導波光)に結合される
On the other hand, if the information recording medium is deviated from the normal position S in the optical axis direction and the irradiation light to the information recording medium is not accurately focused, the light reflected by the medium is transmitted to the grating coupler 46. It is coupled into non-parallel slab waveguide light (1 (i.e., diverging four-wave light or convergent waveguide light)).

従って、上記第1実施例の場合と同様にしてグレーティ
ング48a、48bに入射する導波光の波面を検出する
ことができ、情報記録媒体が位置Sに対しいづれの側に
どの程度の距離隔てられているかが分る。そこで、グレ
ーティング48a。
Therefore, it is possible to detect the wavefront of the guided light incident on the gratings 48a and 48b in the same manner as in the first embodiment, and to determine the distance to which side the information recording medium is separated from the position S. I can see if there are any. Therefore, the grating 48a.

48bに平行なスラブ導波光が入射する様に、不図示の
アクチュエータを用いて光ヘッドを移動させることによ
りオートフォーカシング制御が実現される。
Autofocusing control is realized by moving the optical head using an actuator (not shown) so that parallel slab waveguide light is incident on 48b.

尚、本実施例においては、情報の記録時には半導体レー
ザ42からの光束を記録信号に従って変調せしめておく
ことにより情報記録媒体へ情報を記録することができ、
また情報の再生時には半導体レーザ42からの光束の強
度を一定に維持しておくことにより情報記録媒体の記録
情報を光検出器45aの出力と光検出器45bの出力と
の和で検出して再生することができる。
In this embodiment, information can be recorded on the information recording medium by modulating the light beam from the semiconductor laser 42 in accordance with the recording signal when recording information.
Furthermore, when reproducing information, by keeping the intensity of the light beam from the semiconductor laser 42 constant, recorded information on the information recording medium is detected and reproduced by the sum of the output of the photodetector 45a and the output of the photodetector 45b. can do.

以上の実施例においては、グレーティングが2つであり
、且つそのうちの一方のグレーティングが発散光波面に
対し比較的大きな結合性をもち且つ他方のグレーティン
グが集束光波面に対し比較的大きな結合性をもつ例が示
されているが、本発明はこれに限定されるものでないこ
とはもちろんであり、3つ以りの異なる結合選択性をも
つクレーティングを有するものをも包含する。
In the above embodiment, there are two gratings, and one of the gratings has relatively high coupling to the diverging light wavefront, and the other grating has relatively high coupling to the converging light wavefront. Although an example is shown, the present invention is of course not limited to this, and also includes those having cratings with three or more different binding selectivities.

[発明の効果〕 以上の様な本発明によれば、結合の選択性が異なる複数
のグレーティングを用いてそれぞれ選択的に波面を検出
し、その結果を総合することにより、高い精度にて波面
状態を検出することが可能となる。また、本発明によれ
ば、レンズ登用いる波面検出に比へて素子の著しい小型
化がTii能となり、特に光集積回路素子としての適用
が可能となる。更に、本発明によれば、各グレーティン
グの変調度や厚さ等の特性をかなりの範囲で変化させて
所望の特性を得ることができ、設計の自由度が大きい。
[Effects of the Invention] According to the present invention as described above, a wavefront state is detected with high accuracy by selectively detecting a wavefront using a plurality of gratings having different coupling selectivities, and integrating the results. It becomes possible to detect. Further, according to the present invention, it is possible to significantly reduce the size of the device compared to wavefront detection using a lens, and in particular, it becomes possible to apply the device as an optical integrated circuit device. Furthermore, according to the present invention, desired characteristics can be obtained by varying the modulation degree, thickness, and other characteristics of each grating over a considerable range, providing a large degree of freedom in design.

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

第1図は本発明による波面検出素子を小ず概略平面図で
ある。 第2図(a)、(b)はグレーティングの特性を説す1
するための概略平面図である。 第3図はグレーティングの波面選択特性を示すグラフで
ある・ 第4図は本発明による波面検出素子を示す概略平面図で
ある。 第5図は本発明による波面検出素子をフォーカシング制
御手段として有する光学的情報記録再生装この光ヘッド
を示す概略斜視図である。 第6図は従来の光ヘッドにおけるオートフォーカシング
制御のための波面検出光学系を示す図である。 20a、20bニゲレーテイング、 21a、2Lb:入射光、 22a、22b:出射光、 23a、23b:光検出器、 30a、30bニゲレーテイング、 33ニスラブ光導波路、 34a 、34b :チャンネル光導波路、40ニスラ
ブ光導波路、  41:基板、42:半導体レーザ、 43.44a 、44b :チャンネル光導波路、45
a、45b:光検出器、 46:グレーテイングカアプラ、 47.48a、48bニゲレーテイング。 代理人  弁理士  山 下 穣 モ 第1図 23b    23゜ 第2図(G) 第2図(b) 第3図 圧77え5会贋 第4図 23b    23a 第5図 第6図
FIG. 1 is a schematic plan view of a wavefront detection element according to the present invention. Figure 2 (a) and (b) explain the characteristics of the grating 1
FIG. FIG. 3 is a graph showing the wavefront selection characteristics of the grating. FIG. 4 is a schematic plan view showing the wavefront detection element according to the present invention. FIG. 5 is a schematic perspective view showing an optical head of an optical information recording/reproducing device having a wavefront detection element as a focusing control means according to the present invention. FIG. 6 is a diagram showing a wavefront detection optical system for autofocusing control in a conventional optical head. 20a, 20b nigerating, 21a, 2Lb: incident light, 22a, 22b: output light, 23a, 23b: photodetector, 30a, 30b nigerating, 33 Nislab optical waveguide, 34a, 34b: channel optical waveguide, 40 Nislab optical waveguide Wavepath, 41: Substrate, 42: Semiconductor laser, 43.44a, 44b: Channel optical waveguide, 45
a, 45b: photodetector, 46: grating coupler, 47. 48a, 48b nigerating. Agent Patent Attorney Minoru Yamashita Mo Figure 1 23b 23゜Figure 2 (G) Figure 2 (b) Figure 3 Pressure 77e 5 False Figure 4 23b 23a Figure 5 Figure 6

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)グレーティングと光検出器との組が複数並設され
ており、該グレーティングは被検入射光の経路に配置さ
れており、各グレーティングは入射光波面と光検出器へ
到達する出射光波面との回折による結合の選択性が異な
ることを特徴とする、波面検出素子。
(1) A plurality of pairs of gratings and photodetectors are arranged in parallel, and the gratings are arranged in the path of the incident light to be detected, and each grating has a wavefront of the incident light and a wavefront of the output light that reaches the photodetector. A wavefront detection element characterized in that the selectivity of coupling by diffraction with the element differs.
(2)グレーティングと光検出器との組が2つ設けられ
ており、一方のグレーティングが発散光波面に対し比較
的大きな結合性をもち且つ他方のグレーティングが集束
光波面に対し比較的大きな結合性をもつ、特許請求の範
囲第1項の波面検出素子。
(2) Two sets of gratings and photodetectors are provided, one grating having relatively high coupling to the diverging light wavefront and the other grating having relatively high coupling to the converging light wavefront. A wavefront detection element according to claim 1, having:
(3)被検光束がスラブ導波光であり、グレーティング
がスラブ光導波路の一部に設けられたチャンネル光導波
路に形成されており、該チャンネル光導波路の端部に光
検出器が結合されている、特許請求の範囲第1項の波面
検出素子。
(3) The light flux to be tested is slab waveguide light, the grating is formed in a channel optical waveguide provided in a part of the slab optical waveguide, and a photodetector is coupled to the end of the channel optical waveguide. , a wavefront detection element according to claim 1.
JP19738186A 1986-08-25 1986-08-25 Wave front detection element Pending JPS6353428A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012508771A (en) * 2008-11-13 2012-04-12 イースタン バージニア メディカル スクール Method for activating and aggregating human platelets and forming a platelet gel using a nanosecond pulse electric field

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JP2012508771A (en) * 2008-11-13 2012-04-12 イースタン バージニア メディカル スクール Method for activating and aggregating human platelets and forming a platelet gel using a nanosecond pulse electric field

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