DE4218642C2 - Plattenförmiger Strahlteiler und optisches System zum Abtasten eines optomagnetischen Aufzeichnungsträgers mit diesem Strahlteiler - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen plattenförmigen Strahlteiler und ein optisches System einer Vorrichtung zum Abtasten eines optomagnetischen Aufzeichnungsträgers, wobei der plattenförmige Strahlteiler in dem Strahlengang dieses Systems angeordnet ist.

Eine spezielle Einsatzmöglichkeit der hier in Rede stehenden plattenförmigen Strahlteiler ist eine Vorrichtung zum Abtasten (Lesen) eines optomagnetischen Aufzeichnungsträgers. Von dem Aufzeichnungsträger reflektiertes und polarisiertes Licht wird in zwei Komponenten aufgeteilt, um den Kerr-Drehwinkel (abhängig von der Information auf dem Aufzeichnungsträger) und ein Fehlersignal zu erfassen.

Fig. 11 zeigt ein optisches System für eine Vorrichtung zum Abtasten eines optomagnetischen Aufzeichnungsträgers mit einem herkömmlichen Strahlteiler.

Ein von einem Halbleiterlaser 1 emittierter Laserstrahl wird durch eine Collimatorlinse 2 gebündelt und anschließend von einem Strahlteiler 3 und einem totalreflektierenden Prisma abgelenkt, so daß der Strahl über ein Objektiv 5 auf eine Seite einer Laser-Disk auftrifft. Der von der Disk D reflektierte Lichtstrahl gelangt durch den Strahlteiler 3 hindurch zu einem Wollaston-Prisma 6, von dem der Strahl in drei Komponenten aufgeteilt wird, welche durch Feldlinsen 7a und 7b auf sechs verschiedene Zonen einer PIN-Photodiode 8 gerichtet werden. Zwei Lichtstrahlen B1 und B2 mit unterschiedlichen Polarisationsebenen gelangen auf zwei Lichtempfangsbereiche 8a und 8b der PIN-Photodiode 8. Die Photodiode gibt ein Signal ab, welches repräsentativ ist für die Differenz der Lichtmengen, die auf die Lichtempfangsbereiche 8a und 8b gelangen. Der verbleibende, polarisationsunabhängige Lichtstrahl B3 wird von einem Lichtempfangsbereich 8c aufgenommen, der in vier Zonen unterteilt ist und ein Fokussierfehlersignal sowie ein Spurfehlersignal liefert.

Das in dem oben beschriebenen optischen System verwendete Wollaston-Prisma 6 dient als Element zur Aufteilung des von dem Aufzeichnungsträger D kommenden Lichtstrahls in Polarisations-Komponenten. Durch die schwierige Herstellung dieses Bauteils ist sein Preis hoch. Um ein brauchbares Fokussierfehlersignal am Ausgang des Lichtempfangsbereichs 8c und auch ein brauchbares Spurfehlersignal zu erhalten, muß der Strahlanteil B3 eine vorbestimmte Querschnittsform aufweisen. Dementsprechend muß mit relativ hohem Aufwand eine Linsenanordnung (7b) hinter dem Prisma 6 angeordnet werden.

Aus der EP 0 339 722 A1 ist ein optisches System einer Vorrichtung zum Abtasten eines optomagnetischen Aufzeichnungsträgers bekannt, bei dem im Strahlengang des von dem Aufzeichnungsträger reflektierten Lichtstrahls ein für Lichtstrahlen durchlässiger Trägerkörper angeordnet ist, auf dessen Rückseite die Strahlen reflektiert werden, und auf dessen Vorderseite eine polarisationsempfindliche strahlteilende Schicht angeordnet ist. Eine Komponente des Lichtstrahls geht durch diese Schicht hindurch und fällt auf einen Lichtdetektor. Die andere Komponente wird von der polarisationsempfindlichen Strahlteilerschicht reflektiert, um nach nochmaliger Reflexion an der Rückseite des Trägerkörpers auf einen weiteren Lichtdetektor gelenkt zu werden. Die polarisationsempfindliche Schicht bewirkt eine vollständige Aufteilung des Lichtstrahls in die beiden senkrecht aufeinanderstehenden Strahlkomponenten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen plattenförmigen Strahlteiler und ein optisches System einer Vorrichtung zum Abtasten eines optomagnetischen Aufzeichnungsträgers, bei dem ein solcher plattenförmiger Strahlteiler eingesetzt wird, anzugeben, wobei sowohl der Strahlteiler selbst als auch das diesen Strahlteiler beinhaltende optische System sich durch einen einfachen und eine kostengünstige Herstellung ermöglichenden Aufbau auszeichnen.

Gelöst wird diese Aufgabe durch die in den Ansprüchen angegebene Erfindung.

Bei dem erfindungsgemäßen Strahlteiler wird mit relativ einfachen Mitteln eine solche Aufteilung des Lichtstrahls bewirkt, daß ein erster Teilstrahl beide Komponenten des auf den Strahlteiler auftreffenden Lichtstrahls enthält, während außerdem zwei weitere Teilstrahlen erzeugt werden, die jeweils eine polarisierte Komponente besitzen. Dabei haben die polarisierten Komponenten der beiden Teilstrahlen jeweils gleiche Intensität. Damit können diese Teilstrahlen zur Spur- und Fokussiersteuerung bei Laser-Disks verwendet werden.

Bei einem optomagnetischen Aufzeichnungsträger wird der abtastende Lichtstrahl mit einem vorgegebenen Kerr-Drehwinkel reflektiert, und dieser Lichtstrahl gelangt in den Strahlteiler, wo eine Polarisation durch den eingangsseitigen Polarisationsfilm stattfindet. Von dem optischen Element werden die Teilstrahlen in ihrer Polarisation um 90 Grad gedreht, bevor die Teilstrahlen auf die Rückseite des kantenförmigen Strahlteilers gelangen. Dort werden sie je nach Ausführungsform beide reflektiert oder es wird ein Teil reflektiert und ein Teil duchgelassen. Auf diese Weise werden Teilstrahlen gebildet, welche die eine oder die andere Komponente bzw. beide Komponenten enthalten, so daß diese Signale hinsichtlich der Komponentenanteile ausgewertet werden können.

Die Erfindung wird anhand von Zeichnungen nachfol­ gend näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Schnittansicht eines Strahlteilers gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2 eine Schnittansicht eines Strahlteilers gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 3 eine Schnittansicht eines Strahlteilers gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht des Aufbaus eines optischen Systems eines opto-magne­ tischen Aufzeichnungsträgers unter Verwen­ dung des erfindungsgemäßen Strahlteilers;

Fig. 5 eine Darstellung zur Erläuterung des Orientierungswinkels des Strahlteilers in der Einrichtung gemäß Fig. 4;

Fig. 6 eine Schnittansicht eines Strahlteilers gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 7 eine Schnittansicht eines Strahlteilers gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 8 eine Schnittansicht eines Strahlteilers gemäß einer sechsten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 9 eine perspektivische Darstellung des Aufbaus eines optischen Systems einer opto-magnetischen Laser-Disk unter Verwendung des Strahlteilers gemäß der vierten Ausführungsform der Erfin­ dung;

Fig. 10 eine Darstellung zur Erläuterung des Orientierungswinkels des Strahlteilers in der Einrichtung gemäß Fig. 9;

Fig. 11 eine Seitenansicht des Aufbaus eines konventionellen Strahlteilers und eines optischen Systems unter Verwendung des konventionellen Strahlteilers.

Fig. 1 zeigt eine Schnittansicht eines ersten Aus­ führungsbeispiels eines Strahlteilers. Polarisati­ onsfilme 12a und 12b sind jeweils auf den Oberflä­ chen flacher Glasplatten 11a und 11b einer Dicke t aufge­ bracht. Zwischen den flachen Glasplatten 11a und 11b ist als optisches Element eine Phasendifferenzplatte 13 angeordnet, die eine Phasendifferenz von λ/2 (wobei λ die Lichtwellenlänge ist) bei dem hindurchtretenden Licht bewirkt.

Nach Fig. 1 ist ein orthogonales α, β-Koordinatensystem so definiert, daß die α- Achse die vertikale Richtung in der Zeichnungsebene und die β-Achse die Normale auf der Zeich­ nungsebene darstellt. Die Lichtkomponente in der Polarisationsebene α wird als P-Wellenkomponente und die Lichtkomponente der Polarisierungsebene β wird als S-Wellenkomponente bezeichnet. Der Einfallswinkel des längs der optischen Achse B einfallenden Lichts ist mit R bezeichnet.

Der Einfallswinkel R stimmt etwa mit dem Brewster-Winkel überein und ist bei einem Brechungs­ index von 1,51 der Glasplatten 11a und 11b auf 60 Grad eingestellt. In Abhängigkeit von dem Brewster- Winkel R und der Art der Polarisationsfilme 12a, 12b ist der Strahlteiler 10 so eingestellt, daß 100% der P- Wellenkomponente und 60% der S-Wellenkomponente durch die Polarisationsfilme 12a und 12b hindurch­ treten sowie 40% der S-Wellenkomponente von diesen reflektiert werden. Diese Verhältnisse kön­ nen optional eingestellt werden.

Da das durch die eine Phasendifferenz vom λ/2 bewirkende Phasendifferenzplatte 13 hindurchgetre­ tene Licht bezüglich seiner Polarisationsebene um 90 Grad gedreht wird, wird die P-Wellenkomponente zu einer S-Wellenkomponente und die S-Wellenkompo­ nente zu einer P-Wellenkomponente.

Nachfolgend wird die Wirkung des Strahlteilers 10 näher beschrieben.

Wenn das Licht in den Strahlteiler 10 unter dem Einfallswinkel R eintritt, werden 40% der S-Wellenkomponente durch den Polarisationsfilm 12a reflektiert, und die verbleibenden 60% gehen hin­ durch. Ebenso passieren 100% der P-Wellenkomponen­ te den Polarisationsfilm 12a. Daher werden insge­ samt am Polarisationsfilm 12a lediglich 40% der S- Wellenkomponente des einfallenden Lichts reflek­ tiert. Das reflektierte Licht ist in Fig. 1 mit R1 gekennzeichnet.

60% der S-Wellenkomponente und 100% der P-Wellen­ komponente, die durch den Polarisationsfilm 12a hindurchgetreten sind, passieren die Glas­ platte 11a und anschließend die Phasendifferenz­ platte 13. Wegen der Drehung der Polarisationsebene um 90 Grad durch die Phasendifferenzplatte 13 weist das durch die nächste Glasplatte 11b hin­ durchtretende Licht 100% der S-Wellenkomponente und 60% der P-Wellenkomponente auf.

Bei dem nächsten Polarisationsfilm 12b werden 40% der S-Wellenkomponente reflektiert, und die verblei­ benden 60% gehen hindurch. Die P-Wellenkomponente wird nicht reflektiert. Demzufolge weist das durch den Polarisationsfilm 12b reflektierte und durch die Glasplatte 11b zurückkommende Licht nur 40% der S-Wellenkomponente auf. Da diese S-Wellen­ komponente wiederum durch die Phasendifferenzplatte 13 hindurchtritt, wird es bezüglich seiner Polari­ sationsebene um 90 Grad gedreht, so daß 40% der S- Wellenkomponente zu 40% der P-Wellenkomponente werden. Diese P-Wellenkomponente wird nicht durch den Polarisationsfilm 12a reflektiert und tritt in ihrer Gesamtheit durch ihn hindurch. Im Ergebnis wird die von dem Polarisationsfilm 12b reflektierte Komponente als P-Wellenkomponente parallel zu dem reflektierten Licht R1 ausgegeben. Das reflektierte Licht mit 40% der P- Wellenkomponente wird mit R2 bezeichnet.

Weiterhin passieren die verbleibenden 60% der E- Wellenkomponente und 60% der P-Wellenkomponente in ihrer Gesamtheit, so wie sie einfallen, den Polari­ sationsfilm 12b. Dementsprechend weist das übertra­ gene Licht, bezeichnet mit T, das durch den Strahlteiler 10 hindurchgetreten ist, 60% der S-Wellen­ komponente und 60% der P-Wellenkomponente auf.

Fig. 1 zeigt den Fall, daß der Strahlteiler 10 im Strahlengang des von der Wiedergabeseite einer opto-magnetischen Diskette zurückkommenden Lichts angeordnet ist.

Im Strahlengang des reflektierten Lichts R1 mit 40% der S-Wellenkomponente und dem Strahlengang des reflektierten Lichts R2 mit 40% der P-Wellenkompo­ nente ist jeweils ein lichtempfangender Detektorbereich 21 und 22 einer PIN-Photodiode angeordnet. Durch An­ ordnung eines Differenzverstärkers 23, der die Differenz zwischen den Mengen des durch die beiden Detektorbereiche empfangenen Lichts verstärkt (das heißt, die Differenz zwischen einem I-Ausgangssignal und einem J-Ausgangssignal, die jeweils der empfangenen Lichtmenge entsprechen), ist es möglich, die Differenz zwischen dem I-Aus­ gangssignal und dem J-Ausgangssignal, also die Differenz zwischen den Lichtmengen der S-Wellenkom­ ponente und der P-Wellenkomponente, zu ermitteln und so ein Informationssignal der opto-magnetischen Diskette zu erhalten.

Im Strahlengang des über­ tragenen Lichts T ist eine in vier Zonen aufgeteil­ te Photodiode 24 angeordnet. Da das hindurchgetre­ tene Licht T unabhängig von dem polarisierten Zu­ stand des von der Diskette zurückkommenden Lichts ist, ist es mög­ lich, ein Fokusfehlersignal und ein Spurfehler­ signal durch Erfassung des hindurchgetretenen Lichts T mittels des viergeteilten Lichtempfangsbe­ reichs zu erhalten. Da der Strahlteiler 10 insgesamt aus einer flachen Plattenstruktur besteht, wird das übertragene Licht T, das das Element 10 passiert hat, verzerrt und kann daher als Fokusfehlersignal mittels des viergeteil­ ten lichtempfangenden Bereichs ausgewertet werden. Daher besteht keine Notwendigkeit zur Verwendung einer zylindrischen Linse entsprechend der Feldlin­ se 7b, die beim Stand der Technik, wie in Fig. 11 dargestellt, Verwendung findet.

Es sei bemerkt, daß das Spurfehlersignal über den viergeteilten lichtempfangenden Bereich mittels des sogenannten "Gegentakt-Verfahrens" ermittelt werden kann.

Fig. 4 zeigt detailliert den Aufbau eines optischen Systems der opto-magnetischen Disketteneinrichtung unter Verwendung des Strahlteilers 10.

Ein Laserstrahl von einem Halbleiterlaser 31 wird durch eine Kollimatorlinse 32 in einen parallelen Strahl konvertiert. Ein Teil (in erster Linie die S-Wellenkomponente) des Laser­ strahls wird durch einen polarisierenden Strahltei­ ler 33 reflektiert, anschließend von einem bewegba­ ren Spiegel 34 zur Ausrichtungskorrektur und schließlich durch ein Totalreflexionsprisma 35 reflektiert, um durch ein Objekt 36 auf die Wiedergabeseite einer Diskette fokussiert zu wer­ den. Das von der Wiedergabeseite der Diskette reflektierte Licht kommt denselben Weg zurück, gelangt nach Passieren des Polarisationsstrahl­ teilers 33 durch eine Feldlinse 37 und tritt schließlich in den Strahlteiler 10 ein.

Fig. 5 zeigt den Orientierungswinkel des Strahlteilers 10 in Einfallsrichtung auf den Strahlteiler 10 (das heißt, in Richtung von V in Fig. 4) gesehen. Unter der Annahme, daß in der Einrichtung gemäß Fig. 4 die X-Koordinate die horizontale Richtung und die Y-Koordinate die vertikale Richtung an­ zeigt, ist das orthogonale Koordinatensystem mit den Achsen α und β, das in Fig. 1 dargestellt ist, um einen Winkel von 45 Grad um die optische Achse bezüglich des orthogonalen X,Y-Koordinatensystems gedreht.

Es wird nunmehr angenommen, daß das von der Diskette zurückkommende Licht mit einem Kerr-Rotationswinkel versehen ist und seine Polarisationsebene um einen Winkel Rk, bezogen auf die Y-Achse, negativ oder positiv verdreht ist, wie in Fig. 5 dargestellt. Im Strahlteiler 10 gemäß Fig. 1 wird das Licht entsprechend der um den Win­ kel Rk gedrehten Polarisationsebene in eine P-Wel­ lenkomponente in Richtung der α-Achse und eine S- Wellenkomponente in Richtung der β-Achse aufge­ teilt. Die Differenz zwischen den beiden Komponen­ ten wird durch die lichtempfangenden Bereiche 21 und 22 ermittelt. Demzufolge kann die Drehrichtung der Polarisationsebene, gegeben durch die positiven oder negativen Winkel Rk in Fig. 5 durch den Aus­ gang des Differentialverstärkers 23 ermittelt wer­ den, um das Informationssignal wiederzugeben.

Fig. 2 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel des Strahlteilers gemäß der vorliegenden Erfindung. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine einzelne flache Glasplatte anstatt der zwei flachen Glasplatten in Fig. 1 vorgesehen. Im einzelnen weist der Strahlteiler 10A gemäß Fig. 2 eine Struktur auf, bei der der Polarisationsfilm 12a, eine flache Glasplatte 11 und die Phasendifferenzplatte 13 zur Erzeugung einer Phasendifferenz von λ/2 sowie der Polarisa­ tionsfilm 12b in der genannten Reihenfolge von der Lichteinfallseite ausgehend angeordnet sind. Der Strahlteiler 10A funktioniert in derselben Art und Weise wie der Strahlteiler 10, der in Fig. 1 darge­ stellt ist. Daher wird das einfallende Licht in das reflektierte Licht R1 mit 40% der S-Wellenkompo­ nente, das reflektierte Licht R2 mit 40% der P- Wellenkomponente und das hindurchgetretene Licht T mit jeweils 60% der S-Wellenkomponente und der P- Wellenkomponente aufgeteilt.

Eine dritte, in Fig. 3 dargestellte Ausführungsform ist noch weiter im Aufbau vereinfacht.

In einem Strahlteiler 10B dieser Ausführungsform sind die Polarisationsfilme 12a und 12b unmittelbar auf beide Seiten einer Phasendifferenzplatte 13a aufgebracht, die aus einem anisotropen Kristall, beispielsweise Quarz, gebildet ist und solch eine Dicke t1 aufweist, daß sie eine Phasendifferenz von λ/2 bei dem durch sie hindurchtretenden Licht verursacht.

Bei diesem Ausführungsbeispiel treten durch den Polarisationsfilm 12a auf der Frontoberfläche 100% der P-Wellenkomponente und 60% der S-Wellenkompo­ nente hindurch. Diese hindurchgetretenen Komponen­ ten werden um 90 Grad in ihren Polarisationsebenen gedreht, während sie durch die Phasendiffe­ renzplatte 13a laufen und sind in 100% der S-Wellenkomponente und 60% der P-Wellenkomponente geändert, wenn sie den Polarisationsfilm 12b auf der rückwärtigen Oberfläche erreichen. Durch den Polarisationsfilm 12b treten jeweils 60% der S- Wellenkomponente und der P-Wellenkomponente hin­ durch und bilden somit das hindurchgetretene Licht T, während 40% der S-Wellenkomponente reflektiert werden. Die S-Wellenkomponente ändert sich in eine P-Wellenkomponente, während sie durch die Phasendifferenzplatte 13a läuft und tritt durch den Polarisationsfilm 12a hindurch. Demzufol­ ge werden jeweils 40% der P-Wellenkomponente und der S-Wellenkomponente als reflektiertes Licht R1 und R2 erhalten.

Bei dem zweiten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 kann die Phasendiffe­ renzplatte 13 auch benachbart zu dem Polarisationsfilm 12a auf der Frontoberfläche angeordnet sein, ge­ folgt von der Glasplatte 11 und dem Polari­ sationsfilm 12b in der genannten Reihenfolge.

Fig. 6 ist eine Schnittdarstellung eines vierten Ausführungsbeispiels des Strahlteilers. In den Fig. 6 bis 10 sind die mit den in den Fig. 1 bis 5 übereinstimmenden Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen.

Der in Fig. 6 dargestellte Strahlteiler ist so auf­ gebaut, daß ein Polarisationsfilm 12 auf die auf der Lichteinfallseite liegende Oberfläche einer flachen Glasplatte 11 aufgebracht ist. Eine Phasen­ differenzplatte 13A ist mit der rückwärtigen Ober­ fläche der flachen Glasplatte 11 verbunden, und ein Totalreflexionsfilm 14 ist auf die rückwärtige Oberfläche der Phasendifferenzplatte 13A aufge­ bracht. Die Phasendifferenzplatte 13A verursacht eine Phasendifferenz von λ/4 (oder 5 λ/4, 9 λ/4, wobei λ die Wellenlänge des einfallenden Lichts ist) bei dem hindurchtretenden Licht. Demgemäß wird das Licht, das nach Hindurchtreten durch die Phasendif­ ferenzplatte 13A von dem Totalreflexionsfilm 14 reflektiert wird und durch die Phasendifferenzplat­ te 13A hindurchtritt, insgesamt einer Phasendifferenz von λ/2 unterworfen, wenn es zum zweiten Mal durch die Phasendifferenzplatte 13A hindurchtritt und bezüglich seiner Polarisationsebene um 90 Grad gedreht.

Nach Fig. 6 ist das orthogonale α-, β- Koordinatensystem so definiert, daß die α-Achse die vertikale Richtung in der Zeichnungsebene wiedergibt und die β-Achse die Normale auf der Zeichnungsebene. Eine Lichtkomponente mit der Polarisationsebene in Richtung der α-Achse ist eine P-Wellenkomponente und eine Lichtkomponente mit der Polarisationsebene in Richtung der β-Achse ist eine S-Wellenkomponente. Ein Lichteinfallswinkel längs der optischen Achse einfallenden Lichts wird bezo­ gen auf den Strahlteiler 10C mit R festgelegt.

Der Einfallswinkel R stimmt nahezu mit dem Brewster-Winkel überein und wird beispielsweise auf etwa 60° eingestellt, wenn die Glasplatte 11 einen Brechungsindex von 1,51 aufweist. In Abhän­ gigkeit von der Auslegung des Brewster-Winkels R und der Art des Polarisationsfilms 12 wird der Strahlteiler 10C so eingestellt, daß 100% der P-Wellenkomponen­ te und 60% der S-Wellenkomponente durch den Pola­ risationsfilm 12 hindurchtreten und 40% der S- Wellenkomponente durch diesen reflektiert werden. Diese Verhältnisse können optional eingestellt werden.

Da das durch die Phasendifferenzplatte 13A hin­ durchgetretene Licht reziprok um 90° bezüglich seiner Polarisationsebene gedreht wird, ändert sich die P-Wellenkomponente in die S-Wellenkomponente und die S-Wellenkomponente in die P-Wellenkomponen­ te.

Die Wirkungen des Strahlteilers 10C werden nachfol­ gend erläutert.

Wenn das Licht in den Strahlteiler 10C unter dem Einfallwinkel R eintritt, werden 40% der S-Wellenkomponente von dem Polarisationsfilm 12 reflektiert und die verbleibenden 60% treten durch ihn hindurch. Ebenso passieren 100% der P-Wellen­ komponente den Polarisationsfilm 12. Daher werden beim Polarisationsfilm 12 lediglich 40% der S- Wellenkomponente des einfallenden Lichts reflek­ tiert. Dieses reflektierte Licht ist in Fig. 6 mit R1 bezeichnet.

60% der S-Wellenkomponente und 100% der P-Wellen­ komponente, die jeweils durch den Polarisationsfilm 12 hindurchgetreten sind, passieren die Glasplatte 11 und anschließend die Phasendifferenz­ platte 13A mit der nachfolgenden Reflexion dieser Komponenten durch den Totalreflexionsfilm 14, während sie die Phasendifferenzplatte 13A passie­ ren. Da das durch die Glasplatte 11 zurück­ kommende reflektierte Licht nach Passieren der Phasendifferenzplatte 13A reziprok in seiner Pola­ risationsebene um 90° gedreht ist, ist das Ergebnis 100% der S-Wellenkomponente und 60% der P-Wellen­ komponente.

Das durch den Totalreflexionsfilm 14 reflektierte Licht erreicht den Polarisationsfilm 12 erneut. Nunmehr werden 40% der S-Wellenkomponente am Polarisationsfilm 12 reflektiert und die verblei­ benden 60% treten durch ihn hindurch. Die P- Wellenkomponente wird nicht reflektiert und pas­ siert insgesamt den Polarisationsfilm 12. Demzufol­ ge weist das durch den Polarisationsfilm 12 hin­ durchgetretene Licht sowohl 60% der S-Wellenkompo­ nente als auch 60% der P-Wellenkomponente auf und ist demzufolge unabhängig von dem Polarisationszu­ stand des zurückkommenden Lichts. Das zurückkommen­ de Licht ist mit R0 bezeichnet.

Andererseits werden 40% der S-Wellenkomponente, die durch den Polarisationsfilm 12 zur Umkehr in die Glasplatte 11 und zum erneuten Passieren der Phasendifferenzplatte 13A reflektiert worden sind, durch den Totalreflexionsfilm 14 reflektiert und passieren anschließend die Phasendifferenzplat­ te 13A noch einmal, gefolgt vom Eintritt in die Glasplatte 11. Durch diesen hin- und herge­ henden Verlauf durch die Phasendifferenzplatte 13A ändern sich 40% der S-Wellenkomponente in eine P- Wellenkomponente. Diese 40% der P-Wellenkomponente passieren insgesamt den Polarisationsfilm 12. Das resultierende Licht ist in Fig. 6 mit R2 bezeich­ net.

In Fig. 6 ist der Fall dargestellt, daß der Strahlteiler 10C im Strahlengang des Lichts von der Wiedergabe­ seite einer Diskette angeordnet ist.

In den Strahlengängen der jeweiligen, oben erläu­ terten Lichtkomponenten R0, R1, R2 ist eine PIN- Photodiode 20 angeordnet, die in sechs Zonen aufge­ teilt ist. Die Lichtkomponente R1 mit 40% der S- Wellenkomponente wird durch den lichtempfangenden Bereich 21 detektiert. Die Lichtkomponente R2 mit 40% der P-Wellenkomponente wird durch den licht­ empfangenden Bereich 22 detektiert. Die von beiden lichtempfangenden Detektorbereichen aufgenommenen Licht­ mengen werden als elektrische Eingangsgrößen in einen Differenzverstärker 23 eingegeben. Der Differenzverstärker 23 ermittelt die Differenz zwischen den durch die beiden lichtempfangenden Detektorbereiche 21 und 22 aufgenommenen Lichtmengen (d. h. die Differenz zwischen einer I-Ausgangsgröße und einer J-Ausgangsgröße), so daß das ermittelte Ergebnis ein reproduziertes Ausgangssignal der opto-magnetischen Diskette ist.

Der viergeteilte lichtempfangende Bereich 24 ist im Brennpunkt der Lichtkomponente R0 angeord­ net, die jeweils 60% der S-Wellenkomponente und der P-Wellenkomponente aufweist. Ein Fokusfehler­ signal und ein Spurfehlersignal können ausgehend von Ausgangsgrößen erhalten werden, die durch den viergeteilten lichtempfangenden Bereich 24 detek­ tiert werden. Da der Strahlteiler 10C vollständig aus der flachen Plattenstruktur gebil­ det ist, unterliegt die zweimal durch den Strahltei­ ler 10C mittels Reflexion hindurchtretende konden­ sierte Lichtkomponente R0 einem Astigmatismus. Durch Ausnutzung des Astigmatismus kann das Fokus­ fehlersignal durch den viergeteilten lichtem­ pfangenden Bereich erhalten werden. Daher besteht keine Notwendigkeit, eine zylindrische Linse, wie die Feldlinse 7b, die beim Stand der Technik gemäß Fig. 11 Verwendung findet, zu verwenden. Es sei darauf hingewiesen, daß das Spurfehlersignal von dem viergeteilten lichtempfangenden Bereich durch das sogenannte "Gegentakt-Verfahren" detektiert werden kann.

Fig. 9 zeigt im Detail den Aufbau eines optischen Systems der opto-magnetischen Disketteneinrichtung, bei der der Strahlteiler 10C Verwendung findet.

Ein Laserstrahl, der von einem Halbleiterlaser 31 emittiert wird, wird durch eine Kollimatorlinse 32 in einen parallelen Strahl konvertiert. Ein Teil (in erster Linie die S-Wellenkomponente) des Laser­ strahls wird von einem Strahlteiler 33 reflektiert, anschließend von einem bewegbaren Spiegel 34 zur Ausrichtungskorrektur und weiter durch ein Total­ reflexionsprisma 35 reflektiert, um schließlich mittels einer Objektlinse 36 auf die Wiedergabe­ seite einer Diskette fokussiert zu werden. Das von der Wiedergabeseite der Diskette reflektierte Licht wird längs desselben Strahlengangs zurückge­ führt, jedoch nach Durchtritt durch den Strahlen­ teiler 33 mittels einer Feldlinse 37 kondensiert, um schließlich in den Strahlteiler 10C einzutreten.

Fig. 10 zeigt den Orientierungswinkel des Strahlteilers 10C in Einfallsrichtung auf den Strahlteiler 10C gesehen (d. h. in der Richtung des Pfeils V in Fig. 9). Unter der Voraussetzung, daß in der Ein­ richtung gemäß Fig. 9 die X-Achse eines orthogona­ len X-Y-Koordinatensystems die Horizontalrichtung und die Y-Achse die vertikale Richtung repräsen­ tiert, ist das orthogonale α-β-Koordinatensystem, dargestellt in Fig. 6, um 45° um die optische Achse bezüglich des orthogonalen X,Y-Koordinatensystems gedreht.

Weiterhin wird die Annahme getroffen, daß das von der opto-magnetischen Diskette zurückkommende Licht mit einem Kerr-Rotationswinkel behaftet ist und seine Polarisationsebene um den Winkel Rk in nega­ tiver oder positiver Richtung bezüglich der Y- Achse, wie in Fig. 10 dargestellt, gedreht ist. In dem Strahlteiler 10C gemäß Fig. 6 ist die der um den Winkel Rk gedrehten Polarisationsebene entsprechen­ de Komponente in eine P-Wellenkomponente in Rich­ tung der α-Achse und eine S-Wellenkomponente in Richtung der β-Achse aufgeteilt, wobei die Diffe­ renz zwischen den beiden Komponenten von den licht­ empfangenden Bereichen 21 und 22 detektiert wird. Demgemäß kann die Drehrichtung der Rotationsebene, die durch den positiven Rk-Winkel oder den negati­ ven Rk-Winkel in Fig. 10 gegeben ist, durch ein Ausgangssignal des Differentialverstärkers 23 detektiert werden.

Fig. 7 zeigt eine fünfte Ausführungsform des erfin­ dungsgemäßen Strahlteilers. In dem Strahlteiler 10D gemäß dieser Ausführungsform ist die Phasendiffe­ renzplatte 13A zwischen zwei flachen Glasplatten 11a und 11b angeordnet, die eine übereinstimmende Dicke t aufweisen. Der Polarisa­ tionsfilm 12 ist auf die Vorderseite der Glasplatte 11a aufgebracht, und der Totalre­ flexionsfilm 14 ist auf die Rückseite der Glasplatte 11b aufgebracht. Wie bei der vierten Ausführungsform, verursacht die Phasendif­ ferenzplatte 13A eine Phasendifferenz von λ/2 bei dem zweimal durch sie hindurchtretenden Licht, wobei eine Drehung der Polarisationsebene um 90° erfolgt.

In dem Strahlteiler 10C werden ebenfalls 40% der S- Wellenkomponente durch den Polarisationsfilm 12 reflektiert zur Bildung der Lichtkomponente R1. Ebenso werden 100% der P-Wellenkomponente und 60% der S-Wellenkomponente, die beide durch den Polari­ sationsfilm 12 hindurchgetreten sind, vom Totalre­ flexionsfilm 14 reflektiert, um reziprok die Phasendifferenzplatte 13A zu passieren, so daß sie sich jeweils in 60% der P-Wellenkomponente und 100% der S-Wellenkomponente ändern. Anschließend wird die Lichtkomponente R0 mit jeweils 60% der S-Wel­ lenkomponente und der P-Wellenkomponente erhalten. Weiter werden anschließend 40% der S-Wellenkompo­ nente, die von dem Polarisationsfilm 12 reflektiert worden sind, durch den Totalreflexionsfilm 14 reflektiert und ändern sich reziprok nach Hindurch­ treten durch die Phasendifferenzplatte 13A in eine P-Wellenkomponente. Die P-Wellenkomponente wird als Lichtkomponente R2 nach Hindurchtreten durch den Polarisationsfilm 12 erhalten.

Eine sechste Ausführungsform, dargestellt in Fig. 8, ist noch weitergehend im Aufbau vereinfacht.

In dem Strahlteiler 10E gemäß dieser Ausführungsform wird eine Phasendifferenzplatte 13B verwendet, die aus einem anisotropen Kristall, beispielsweise Quarz, gebildet ist, und solche eine Dicke Z1 auf­ weist, daß sie eine Phasendifferenz von λ/2 bei dem durch sie reziprok (zweimal) hindurchtretenden Licht verursacht. Der Polarisationsfilm 12 ist unmittelbar auf die Frontoberfläche der Phasendif­ ferenzplatte 13B aufgebracht und der Total­ reflexionsfilm 14 ist unmittelbar auf deren rück­ wärtige Oberfläche aufgebracht. Bei dieser Ausfüh­ rungsform passieren 100% der P-Wellenkomponente und 60% der S-Wellenkomponente den Polarisations­ film 12. Die hindurchgetretenen Komponenten werden in ihren Polarisationsebenen während der Ausbreitung durch die Phasendifferenzplatte 13B um 90° gedreht, vom Totalreflexionsfilm 14 reflektiert und laufen anschließend wiederholt durch die Phasendifferenzplatte 13B, wobei sie sich in 100% der S-Wellenkomponente und 60% der P-Wellen­ komponente jeweils ändern, wenn sie zum Polarisa­ tionsfilm 12 zurückkehren. Durch den Polarisations­ film 12 treten jeweils 60% der S-Wellenkomponente und der P-Wellenkomponente hindurch, um die Licht­ komponente R0 zu bilden. Weitere 40% der S-Wellen­ komponente, die vom Polarisationsfilm 12 reflek­ tiert werden, ändern sich reziprok in eine P-Wel­ lenkomponente während der Ausbreitung durch die Phasendifferenzplatte 13B und passieren anschlie­ ßend den Polarisationsfilm 12, um die Lichtkompo­ nente R2 mit 40% der P-Wellenkomponente zu bilden.

Es können beim vierten Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 6 der Polarisations­ film 12, die Phasendifferenzplatte 13A, die flache Glasplatte 11 und der Totalreflexionsfilm 14 auch in der vorstehenden Reihenfolge von der Einfalls­ seite ausgehend angeordnet sein.

Claims (4)

1. Plattenförmiger Strahlteiler (10, 10A, 10B), der unter dem Brewster-Winkel in einem Lichtstrahlengang aus polarisiertem Licht angeordnet ist, das eine erste und eine zweite Komponente (S, P) aufweist, wobei die Schwingungsebenen der beiden Komponenten in einem Winkel von 90° miteinander stehen, und der den einfallenden Lichtstrahl in einen beide Komponenten aufweisenden transmittierten Strahlanteil (T) und in einen beide Komponenten trennenden reflektierten Strahlanteil (R) aufspaltet, mit

• a) einem Paar Polarisationsfilme (12a, 12b), die parallel zueinander auf dem plattenförmigen Strahlteiler (10) angeordnet sind und die jeweils
  • - die erste Komponente zu einem vorgegebenen Anteil reflektieren und zu einem vorgegebenen Anteil durchlassen und
  • - die zweite Komponente vollständig durchlassen,
    und mit
• b) einem optischen Element (13), das zwischen dem Paar Polarisationsfilme (12a, 12b) angeordnet ist und das beim Durchtritt des Lichts eine Drehung der jeweiligen Schwingungsebene der beiden Komponenten um 90° bewirkt.

2. Optisches System einer Vorrichtung zum Abtasten eines optomagnetischen Aufzeichnungsträgers, bei dem

• - das von dem Aufzeichnungsträger reflektierte und polarisierte Licht, das eine in einer ersten Schwingungsebene schwingende erste Komponente und eine in einer zweiten, senkrecht zur ersten Ebene schwingende zweite Komponente aufweist, auf einen unter dem Brewster-Winkel im Strahlengang angeordneten Strahlenteiler mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen a) und b) gelenkt wird,
• - der vom Strahlteiler transmittierte, beide Komponenten aufweisende Strahlanteil auf eine erste Licht-Detektorvorrichtung (24) gerichtet wird und
• - bei dem die beiden verschiedenen, von dem Strahlteiler getrennt reflektierten Schwingungs-Komponenten auf verschiedene Detektoren (21, 22) einer zweiten Licht-Detektorvorrichtung gelenkt werden.

3. Plattenförmiger Strahlteiler (10C, D, E), der unter dem Brewster-Winkel in einem Lichtstrahlengang aus polarisiertem Licht angeordnet ist, das eine erste und eine zweite Komponente aufweist, wobei die Schwingungsebenen der beiden Komponenten (S, P) in einem Winkel von 90° miteinander stehen, und der den einfallenden Lichtstrahl in einen ersten, aus beiden Komponenten bestehenden reflektierten Strahlanteil, einen zweiten, lediglich aus der ersten Komponente (S) bestehenden reflektierten Strahlanteil und in einen dritten, lediglich aus der zweiten Komponente (P) bestehenden reflektierten Strahlanteil aufspaltet, mit

• a) einem auf der Lichteintrittseite des plattenförmigen Strahlteilers angeordneten Polarisationsfilm (12), der die erste Komponente (S) zu einem vorbestimmten Anteil reflektiert und zu einem vorbestimmten Anteil durchläßt und der die zweite Komponente (P) vollständig durchläßt,
• b) einer auf der Rückseite des plattenförmigen Strahlteilers angeordneten Reflexionsfläche (14), die parallel zu dem Polarisationsfilm (12) angeordnet ist und mit
• c) einem optischen Element (13), das zwischen dem Polarisationsfilm und der Reflexionsfläche angeordnet ist und das beim zweimaligen Durchtritt des Lichts eine Drehung der jeweiligen Schwingungsebene der beiden Komponenten um 90° bewirkt.

4. Optisches System einer Einrichtung zum Abtasten eines optomagnetischen Aufzeichnungsträgers, bei dem

• - das von dem Aufzeichnungsträger reflektierte polarisierte Licht, das eine in einer ersten Schwingungsebene schwingende erste Komponente und eine in einer zweiten, senkrecht zur ersten Ebene schwingende zweite Komponente aufweist, auf einen unter dem Brewster-Winkel im Strahlengang angeordneten Strahlenteiler mit den im Anspruch 3 angegebenen Merkmalen a) bis c) gelenkt wird und bei dem
• - der vom Strahlteiler (10C, D, E) reflektierte, aus beiden Komponenten bestehende erste Strahlanteil auf eine erste Detektorvorrichtung (24) einer Licht-Detektorvorrichtung, der zweite, aus der ersten Komponente bestehende vom Strahlteiler reflektierte Strahlanteil auf einen zweiten Detektor (22) der Licht-Detektorvorrichtung und der dritte, aus der zweiten Komponente bestehende vom Strahlteiler reflektierte Strahlanteil auf einen dritten Detektor (21) der Licht-Detektorvorrichtung gelenkt wird.