JP2576545B2 - Optical head - Google Patents

Optical head

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光記録再生装置に使用される光学ヘッドに
関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an optical head used for an optical recording / reproducing apparatus.

〔発明の概要〕[Summary of the Invention]

本発明は、レーザー光が入射されて励起される1個ま
たは2個の固体レーザー媒体からのレーザー光の高調波
成分または和周波成分を光源として利用すると共に、こ
の高調波成分または和周波成分を、記録する情報信号に
基づいて変調する光変調手段を設けたことにより、情報
信号の高密度な記録及び再生を、小型かつ低消費電力で
良好に実現できるようにしたものである。
The present invention utilizes, as a light source, a harmonic component or a sum frequency component of laser light from one or two solid-state laser media to which laser light is incident and excited, and uses the harmonic component or the sum frequency component as a light source. By providing optical modulation means for modulating based on an information signal to be recorded, high-density recording and reproduction of the information signal can be realized satisfactorily with small size and low power consumption.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の光記録再生装置は、主として半導体レーザーを
光源としている。これは、装置の小型かつ低消費電力の
ためには半導体レーザーが最も優れているからである。
A conventional optical recording / reproducing apparatus mainly uses a semiconductor laser as a light source. This is because the semiconductor laser is most excellent for the small size and low power consumption of the device.

ところで、現在半導体レーザーの波長は市販品で最短
750nmであり、記録再生用には780nmのものが多く用いら
れている。半導体レーザーの短波長化は原理的には、光
記録再生装置の記録密度増加に直結しており、短波長化
への努力がなされているが、常温連続発振では600nm台
の後半にとどまっている。
By the way, the wavelength of semiconductor lasers is currently the shortest in commercial products.
750 nm, and 780 nm is often used for recording and reproduction. In principle, the shortening of the wavelength of semiconductor lasers is directly linked to the increase in the recording density of optical recording / reproducing devices, and efforts are being made to shorten the wavelength. .

一方、非線形現象を利用した短波長化も古くから行な
われているが、連続発振での効率は非常に低いものであ
った。
On the other hand, although the shortening of the wavelength using a nonlinear phenomenon has been performed for a long time, the efficiency in continuous oscillation is very low.

ところが、最近になって、レーザー光が入射されて励
起される固体レーザー媒体からのレーザー光の2次高調
波成分を用いて電気効率1%以上で緑色光などの短波長
光を得る技術が発達しつつある。
However, recently, a technology has been developed for obtaining short-wavelength light such as green light with an electrical efficiency of 1% or more by using the second harmonic component of laser light from a solid laser medium which is excited by the injection of laser light. I am doing it.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

上述した固体レーザー媒体からのレーザー光の2次高
調波成分を光源として利用する場合、パワーとしては記
録用としても充分であるが、信号帯域での変調は単独で
は困難であった。
When the second harmonic component of the laser light from the solid laser medium described above is used as a light source, the power is sufficient for recording, but modulation in the signal band alone has been difficult.

本発明は、このような点を考慮し、情報信号の高密度
な記録及び再生を、小型かつ低消費電力で行なうことが
できるようにすることを目的とするものである。
The present invention has been made in view of the foregoing, and has as its object to enable high-density recording and reproduction of an information signal to be performed with a small size and low power consumption.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明は、レーザー光が入射されて励起される1個ま
たは2個の固体レーザー媒体(3)、この固体レーザー
媒体(3)からのレーザー光が入射される非線形光学結
晶(5)及びこの非線形光学結晶(5)からのレーザー
光のうち高調波成分または和周波成分のみを出力する出
力ミラー(6)よりなる光源と、この光源からのレーザ
ー光を、記録する情報信号に基づいて変調する光変調手
段(7)と、この光変調手段(7)からのレーザー光を
記録媒体(11)上に集束させる光学系とよりなるもので
ある。
The present invention relates to one or two solid-state laser mediums (3) to be excited by laser light, a nonlinear optical crystal (5) to which laser light from the solid-state laser medium (3) is incident, and the nonlinear optical crystal (5). A light source comprising an output mirror (6) for outputting only a harmonic component or a sum frequency component of the laser light from the optical crystal (5), and light for modulating the laser light from this light source based on an information signal to be recorded. It comprises a modulating means (7) and an optical system for focusing the laser light from the light modulating means (7) onto a recording medium (11).

〔作用〕[Action]

上述構成においては、レーザー光が入射されて励起さ
れる固体レーザー媒体(3)からのレーザー光の高調波
成分または和周波成分を光源として利用すると共に、こ
の光源からのレーザー光を変調する光変調手段(7)を
設けたので、短波長のレーザー光による情報信号の高密
度な記録及び再生を、小型かつ低消費電力で実現し得
る。
In the above-described configuration, a harmonic component or a sum frequency component of the laser light from the solid-state laser medium (3), which is irradiated with and excited by the laser light, is used as a light source, and light modulation for modulating the laser light from the light source is performed. Since the means (7) is provided, high-density recording and reproduction of an information signal with a short wavelength laser beam can be realized with a small size and low power consumption.

〔実施例〕〔Example〕

以下、第1図を参照しながら本発明の一実施例につい
て説明する。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.

同図において、(1)はレーザーダイオードであり、
このレーザーダイオード(1)からのレーザー光LA1は
集光レンズ(2)を介して、例えばNd:YAG等の固体レー
ザー媒体(3)に入射されて、小型の固体レーザーが形
成される。
In the figure, (1) is a laser diode,
The laser beam LA1 from the laser diode (1) is incident on a solid-state laser medium (3) such as Nd: YAG via a condenser lens (2), and a small solid-state laser is formed.

この固体レーザー媒体(3)からのレーザー光LA2は
集光レンズ(4)を介してKTiPO4(KTP)等の非線形光
学結晶(5)に入射される。この非線形光学結晶(5)
からは、固体レーザー媒体(3)からのレーザー光LA2
の波長をλとすると、λ/2の波長の成分が含まれたレー
ザー光LA3が出力される。そして、このレーザー光LA3は
λ/2の波長の成分のみを出力する出力ミラー(6)に入
射され、この出力ミラー(6)よりλ/2の波長のレーザ
ー光LA4が出力される。この場合、固体レーザー媒体
(3)のレーザーダイオード(1)側の面にはミラー
(3a)が配され、λの波長の成分は出力ミラー(6)及
び固体レーザー媒体(3)のミラー(3a)で交互に反射
され、これらの間で共振状態となる。
The laser beam LA2 from the solid laser medium (3) is incident on a nonlinear optical crystal (5) such as KTiPO 4 (KTP) via a condenser lens (4). This nonlinear optical crystal (5)
From the laser beam LA2 from the solid laser medium (3)
Assuming that the wavelength is λ, a laser beam LA3 containing a component of the wavelength of λ / 2 is output. Then, the laser beam LA3 is incident on an output mirror (6) that outputs only the component of the wavelength of λ / 2, and the output mirror (6) outputs the laser beam LA4 of the wavelength of λ / 2. In this case, a mirror (3a) is arranged on the surface of the solid-state laser medium (3) on the side of the laser diode (1), and a component having a wavelength of λ is output from the output mirror (6) and the mirror (3a) of the solid-state laser medium (3). ) Are alternately reflected, and a resonance state occurs between them.

この出力ミラー(6)からのレーザー光LA4は、変調
器(7)を介して検光子(8)に入射され、この検光子
(8)より、例えばS偏光成分が出力される。
The laser beam LA4 from the output mirror (6) enters the analyzer (8) via the modulator (7), and outputs an S-polarized component, for example, from the analyzer (8).

この場合、変調器(7)は、例えば第2図及び第3図
に示すように構成される。第2図例は、光ファイバを使
用することによって動作電圧の低い光スイッチを使用で
きるようにしたものである。同図において、(31)及び
(32)はレンズ、(33)は光ファイバ、(34)はPLZT等
の電気光学素子で構成された光スイッチである。ここ
で、記録時には、光スイッチ(34)に記録する情報信号
SIが供給され、この光スイッチ(34)はこの情報信号SI
に基づいてオンオフ制御されるが、再生時には、光スイ
ッチ(34)はオンのままとされる。なお、この第2図例
において、入射側のレンズ(31)は、出力ミラー(6)
の変調器(7)側を所定の曲率を持つようにすることに
より省略できる。また、第3図例は、光スイッチ(41)
としてバルク結晶のPLZTを使用したものである。この第
3図例のものは、使い易さ,挿入光損失の少なさ及び消
光比の良さでは優れているが、第2図例のものに比べて
動作電圧は高くなる。ここで、記録時には、光スイッチ
(41)に記録する情報信号SIが供給され、この光スイッ
チ(41)はこの情報信号SIに基づいてオンオフ制御され
るが、再生時には、光スイッチ(41)はオンのままとさ
れる。これら第2図例及び第3図例の場合、周波数特性
の良いものでは数10GHzまで変調可能である。
In this case, the modulator (7) is configured as shown in FIGS. 2 and 3, for example. FIG. 2 shows an example in which an optical switch having a low operating voltage can be used by using an optical fiber. In the figure, (31) and (32) are lenses, (33) is an optical fiber, and (34) is an optical switch composed of an electro-optical element such as PLZT. Here, at the time of recording, the information signal to be recorded on the optical switch (34)
The optical switch (34) is supplied with the information signal SI.
On / off control is performed on the basis of the optical switch (34), but the optical switch (34) is kept on during reproduction. In the example of FIG. 2, the lens (31) on the incident side is an output mirror (6).
The modulator (7) can be omitted by having a predetermined curvature. FIG. 3 shows an optical switch (41).
Using PLZT of bulk crystal. The example of FIG. 3 is excellent in ease of use, small insertion light loss and good extinction ratio, but the operating voltage is higher than that of the example of FIG. Here, at the time of recording, an information signal SI to be recorded is supplied to the optical switch (41), and the optical switch (41) is turned on / off based on the information signal SI. It is left on. In the case of these examples shown in FIGS. 2 and 3, modulation is possible up to several tens of GHz with good frequency characteristics.

また、検光子(8)より出力されるレーザー光はビー
ムスプリッタ(9)に入射され、その光軸方向が変化さ
せられたのち、対物レンズ(10)で集束されて光磁気デ
ィスク(11)に入射される。
The laser beam output from the analyzer (8) is incident on the beam splitter (9), and after its optical axis direction is changed, is focused by the objective lens (10) and is focused on the magneto-optical disk (11). Incident.

以上の構成において、記録時には、光磁気ディスク
(11)の垂直磁化膜に記録する情報信号SIで変調された
レーザー光が照射されて磁化反転パターンが形成され、
記録が行なわれる。また、再生時には、光磁気ディスク
(11)に入射されたレーザー光は、記録トラックの垂直
磁化膜の磁化反転パターンに応じて偏光面が回転された
状態で反射される。なお、光磁気ディスク(11)に入射
されたレーザー光は、トラッキングサーボ用ピットの配
列に応じた変調を受けた状態で反射される。
In the above configuration, at the time of recording, a laser beam modulated by the information signal SI to be recorded on the perpendicular magnetic film of the magneto-optical disk (11) is irradiated to form a magnetization reversal pattern,
A record is made. At the time of reproduction, the laser light incident on the magneto-optical disk (11) is reflected with the polarization plane rotated in accordance with the magnetization reversal pattern of the perpendicular magnetization film of the recording track. The laser light incident on the magneto-optical disk (11) is reflected in a state where the laser light has been modulated in accordance with the arrangement of the tracking servo pits.

また、光磁気ディスク(11)で反射されるレーザー光
は、対物レンズ(10)を介してビームスプリッタ(9)
に入射される。このビームスプリッタ(9)を光軸方向
の変化を生じることなく通過したレーザー光はビームス
プリッタ(12)に入射される。このビームスプリッタ
(12)で光軸方向が変えられた一部のレーザー光は、シ
リンドリカルレンズ(13)を介してサーボエラー検出用
の光検出器(14)に入射される。この光検出器(14)か
らは、反射レーザー光が受けているトラッキングサーボ
用のピット配列による変調に応じた検出出力信号及び反
射レーザー光の光検出器(14)におけるスポット形状に
応じた検出出力信号が発生され、サーボエラー信号形成
部(15)に供給される。このサーボエラー信号形成部
(15)においては、光検出器(14)からの各検出出力信
号に基づいて、光磁気ディスク(11)に入射されるレー
ザー光の記録トラックに対する追従状態を表わすトラッ
キングエラー信号St及び光磁気ディスク(11)に入射さ
れるレーザー光の記録トラック上における集束状態を表
わすフォーカスエラー信号Sfが得られる。これらトラッ
キングエラー信号St及びフォーカスエラー信号Sfは、対
物レンズ(10)に関連して設けられたレンズ駆動機構を
作動させて行なわれるトラッキングサーボ及びフォーカ
スサーボに、夫々使用される。
The laser light reflected by the magneto-optical disk (11) passes through an objective lens (10) to a beam splitter (9).
Is incident on. The laser light that has passed through the beam splitter (9) without causing a change in the optical axis direction is incident on the beam splitter (12). Part of the laser light whose optical axis direction has been changed by the beam splitter (12) is incident on a photodetector (14) for servo error detection via a cylindrical lens (13). From the photodetector (14), a detection output signal according to the modulation by the pit array for tracking servo received by the reflected laser light and a detection output according to the spot shape of the reflected laser light at the photodetector (14). A signal is generated and supplied to a servo error signal forming section (15). In the servo error signal forming section (15), a tracking error indicating a tracking state of a laser beam incident on the magneto-optical disk (11) with respect to a recording track is determined based on each detection output signal from the photodetector (14). The signal St and a focus error signal Sf indicating the convergence state of the laser light incident on the magneto-optical disk (11) on the recording track are obtained. The tracking error signal St and the focus error signal Sf are respectively used for a tracking servo and a focus servo performed by operating a lens driving mechanism provided in association with the objective lens (10).

また、ビームスプリッタ(12)をその光軸方向の変化
を生じることなく通過した一部のレーザー光は、位相補
償板(16)を介して1/2波長板(17)に入射される。そ
して、この1/2波長板(17)で偏光面が45度回転させら
れてウォラストンプリズム(18)に入射され、このプリ
ズム(18)で互いに直交する偏光面を持つP偏光成分及
びS偏光成分に分離される。このプリズム(18)からの
P偏光成分及びS偏光成分は、受光レンズ(19)を介し
て読取情報検出用の光検出器(20)に入射される。そし
て、この光検出器(20)からは、P偏光成分及びS偏光
成分の変化に応じた2つの検出出力信号が発生され、夫
々読取情報信号形成部(21)に供給される。読取情報信
号形成部(21)においては、光検出器(20)からの2つ
の検出出力信号が相互比較されることにより、光磁気デ
ィスク(11)の垂直磁化膜において反射されるレーザー
光が受けた偏光面の回転が検出され、これにより読取情
報信号Siが形成される。再生時には、この読取情報信号
Siに基づいて再生情報が得られる。
A part of the laser light that has passed through the beam splitter (12) without changing its optical axis direction is incident on the half-wave plate (17) via the phase compensator (16). Then, the polarization plane is rotated by 45 degrees by the half-wave plate (17) and is incident on the Wollaston prism (18). Separated into components. The P-polarized component and the S-polarized component from the prism (18) are incident on a photodetector (20) for detecting read information via a light receiving lens (19). Then, from the photodetector (20), two detection output signals corresponding to changes in the P-polarized component and the S-polarized component are generated and supplied to the read information signal forming unit (21). In the read information signal forming section (21), the two detection output signals from the photodetector (20) are compared with each other to receive the laser light reflected on the perpendicular magnetization film of the magneto-optical disk (11). The rotation of the polarization plane is detected, thereby forming a read information signal Si. During playback, this read information signal
Reproduction information is obtained based on Si.

このように本例によれば、レーザーダイオード(1)
からのレーザー光LA1が入射されて励起される固体レー
ザー媒体(3)からのレーザー光LA2の2次高調波成分L
A4を光源として利用するものであり、小型で効率がよい
ものであるので、高密度な記録及び再生を、小型かつ低
消費電力で行なうことができる。また本例によれば、変
調器(7)を用いて変調を行なうものであるので、信号
帯域での変調を容易に行なうことができる。
Thus, according to this example, the laser diode (1)
Second harmonic component L of laser beam LA2 from solid-state laser medium (3) excited by laser beam LA1 incident from
Since A4 is used as a light source and is small and efficient, high-density recording and reproduction can be performed with small size and low power consumption. Further, according to the present example, since the modulation is performed using the modulator (7), the modulation in the signal band can be easily performed.

なお、上述実施例においては、固体レーザー媒体
(3)からのレーザー光LA2を非線形光学結晶(5)に
入射して2次高調波成分LA4を得るものであるが、例え
ば2個の固体レーザー媒体からの夫々周波数の異なるレ
ーザー光を非線形光学結晶に入射して、それらの和の周
波数のレーザー光を得、これを利用するように構成して
もよい。
In the above embodiment, the laser beam LA2 from the solid-state laser medium (3) is incident on the nonlinear optical crystal (5) to obtain the second harmonic component LA4. The laser beams having different frequencies from the laser beams may be incident on the nonlinear optical crystal to obtain a laser beam having the sum frequency of the laser beams, and this laser beam may be used.

また上述実施例においては、本発明を光磁気ディスク
の記録再生装置に適用した例であるが、その他の光記録
再生装置にも同様に適用することができる。
In the above embodiment, the present invention is applied to a recording / reproducing apparatus for a magneto-optical disk. However, the present invention can be similarly applied to other optical recording / reproducing apparatuses.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上述べた本発明によれば、レーザー光が入射されて
励起される1個または2個の固体レーザー媒体からのレ
ーザー光の高調波成分または和周波成分を光源として利
用すると共に、この高調波成分または和周波成分を、記
録する情報信号に基づいて変調する光変調手段を設けた
ので、高密度な記録及び再生を、小型かつ低消費電力で
良好に実現することができる。
According to the present invention described above, a harmonic component or a sum frequency component of laser light from one or two solid-state laser mediums to which laser light is incident and excited is used as a light source, and the harmonic component is used. Alternatively, since the light modulating means for modulating the sum frequency component based on the information signal to be recorded is provided, high-density recording and reproduction can be satisfactorily realized with small size and low power consumption.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の一実施例を示す構成図、第2図及び第
3図は変調器の一例を示す図である。 (1)はレーザーダイオード、(3)は固体レーザー媒
体、(5)は非線形光学結晶、(6)は出力ミラー、
(7)は変調器である。
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 and 3 are diagrams showing an example of a modulator. (1) a laser diode, (3) a solid-state laser medium, (5) a nonlinear optical crystal, (6) an output mirror,
(7) is a modulator.

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】レーザー光源と、上記レーザー光源から出
射されるレーザー光が入射されて励起される1又は2個
の固体レーザー媒体と、上記固体レーザー媒体から出射
されるレーザー光が入射される非線形光学結晶と、上記
非線形光学結晶から出射されるレーザー光のうち高調波
成分又は和周波成分のみを出射する出力ミラーと、上記
出力ミラーから出射されるレーザー光を、記録する情報
信号に基づいて変調する光変調手段と、上記光変調手段
からのレーザー光を記録媒体上に集束させる光学系と、
を供えたことを特徴とする光学ヘッド。
1. A laser light source, one or two solid-state laser media to which laser light emitted from the laser light source is incident and excited, and a non-linear laser light to be emitted from the solid-state laser medium. An optical crystal, an output mirror that emits only a harmonic component or a sum frequency component of laser light emitted from the nonlinear optical crystal, and a laser beam emitted from the output mirror modulated based on an information signal to be recorded. Light modulating means, and an optical system for focusing the laser light from the light modulating means on a recording medium,
An optical head comprising:
【請求項2】上記光変調手段は、電気光学素子によって
構成された光スイッチと、偏光素子によって構成された
検光子と、を有することを特徴とする特許請求の範囲第
1項記載の光学ヘッド。
2. The optical head according to claim 1, wherein said light modulating means has an optical switch constituted by an electro-optical element, and an analyzer constituted by a polarizing element. .
【請求項3】上記光変調手段は、上記出力ミラーから出
射されるレーザー光を第1の光ファイバーを介して上記
光スイッチに入射させ、上記光スイッチから出射される
レーザー光を第2の光ファイバーを介して上記検光子に
入射させるように構成されていることを特徴とする特許
請求の範囲第2項記載の光学ヘッド。
3. The light modulating means causes the laser light emitted from the output mirror to enter the optical switch via a first optical fiber, and transmits the laser light emitted from the optical switch to a second optical fiber. 3. The optical head according to claim 2, wherein the optical head is configured to be incident on the analyzer via a light source.
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