JPH0246536A - 光ピックアップ装置 - Google Patents

光ピックアップ装置

Info

Publication number
JPH0246536A
JPH0246536A JP63196557A JP19655788A JPH0246536A JP H0246536 A JPH0246536 A JP H0246536A JP 63196557 A JP63196557 A JP 63196557A JP 19655788 A JP19655788 A JP 19655788A JP H0246536 A JPH0246536 A JP H0246536A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
optical
pickup device
grating coupler
laser
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP63196557A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoshikazu Hori
義和 堀
Hiroaki Yamamoto
博昭 山本
Fumihiro Sogawa
十川 文博
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP63196557A priority Critical patent/JPH0246536A/ja
Priority to US07/487,964 priority patent/US5161148A/en
Publication of JPH0246536A publication Critical patent/JPH0246536A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Couplings Of Light Guides (AREA)
  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Optical Head (AREA)

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、レーザ光を用いて光ディスクや光磁気ディス
ク等の光記憶媒体に記憶される情報の記録や読み出し等
を行うだめの光情報処理用の光ピ媒体に記憶される情報
の記録や読み出しをレーザ光を用いて行う光ピックアッ
プは、光源としての半導体レーザ、該半導体レーザ、該
半導体レーザから出射する光を光記憶媒体上に収束する
ための光学レンズ、光記憶媒体で反射するレーザ光を受
光素子に導くだめのビームスプリッタ、反射光に非点収
差等を与え、光記憶媒体上に収束された光の焦点ずれを
検出可能にして、受光素子に結像させるだめのシリンド
リカルレンズ及び反射光を受光して、焦点ずれトラッキ
ングずれ、及び前記光記憶媒体に記憶された情報を検出
するための受光素子を含んで構成されている。
通常の光ピックアップは、この様に光記憶媒体で反射す
るレーザ光を受光素子に導くだめのビームスプリッタや
反射光に非点収差等を与え、光記憶媒体上に収束された
光の焦点ずれを検出可能にして該受光素子に結像させる
ためのシリンドリカルレンズ等が必要とされるので、光
学部品点数が増え光軸合わせが困難となり製造価格が高
価なものとなシ、また光ピックアップを小型化する上で
大キな問題となっていた。
そこで、小型化を実現するために、通常の光ビ5ベーノ ツクアップにおけるビームスプリッタとシリンドリカル
レンズの両方の機能を同時に実現可能なホログラム素子
で置き換えられた光ピックアップが発表された。〔参考
文献、木材ら、第22回微小光学研究金輪文、vol 
14.228 (’86 ) ]このホログラム型の光
ピックアップの概略を第6図に示す。半導体レーザ61
よシ放射された光は、ホログラムレンズ62を通過し結
像レンズ63により光ディスク64の表面に集光される
。光ディスク64の表面で記録情報に応じた強度で反射
して広がる光は、再度結像レンズ63によシ収束され、
一部は半導体レーザ61に戻るが、一部は二つの領域(
R1,R2)に分割されたホログラム素子62によシ二
方向に分割され、四分割の受光素子65に結像され、所
謂ナイフェツジ法によシ焦点ずれが検出され、またトラ
ッキングずれ及び前記光記憶媒体に記憶された情報の信
号が検出される。
寸だ、ホログラム素子と受光素子をガラス基板上に集積
化するという提案もなされている。〔参6ヘー。
考文献、砂川ら、昭和61年度電子通信学会光・電波部
門全国大会〕この光ピックアップの概略を第6図に示す
。半導体レーザ(LD)71から放射された光は、コリ
メーションレンズ72、対物レンズ73を通過して、光
ディスク74に絞られる。光ディスクからの反射光が、
前記の二つのレンズの間に設置された基板70上の光導
波路75に、集光グレーティングカプラ76.77によ
って導かれ、2組すなわち受光素子78 、79 。
80.81に導かれる。フォーカス誤差はフーコー法に
て検出される。
発明が解決しようとする課題 ところが前記のホログラム型光ピックアップにおいては
、ホログラム素子と半導体レーザの距離を一定以上(数
m)とらなければ受光素子を設置できず、光ピックアッ
プの小型化には大きな効果が発揮できず、また、ホログ
ラムと受光素子の位置関係の調整が非常に困難であった
。まだ光導波路型の光ピックアップでは、小型化の可能
性はあるものの、光導波路上に受光素子を形成する必要
7ベーノ があり、コスト高になると共に、受光素子として高感度
、高速で動作する素子を形成する事は困難である。例え
ばアモルファスシリコンを用いて。
ガラス等の基板の上に受光素子を形成する事は比較的容
易であるが、応答速度が数百kbit / s  と遅
く、光ディスクに記憶された情報を、実用として要求さ
れる数10 Mbit / sの速度で読み出す事は困
難である。
本発明はこの様な課題を克服し、小型軽量で高性能な光
ピックアップを提供するものである。
課題を解決するための手段 本発明は光を放射する半導体レーザ、前記レーザから出
射する光を光記°億媒体上に収束するための光学レンズ
、前記光記憶媒体によって反射される光の光路中に配置
されて前記反射光が結合されるグレーティングカプラの
形成された光導波路。
この光導波路を伝搬する光を外部に放出する光結合器、
及び放出された光を検出するための光導波路と別体の受
光素子を含んで構成される光ピックアップである。まだ
レーザからの出射光の発散角を拡大する発散性のレンズ
手段を用いてもよい。
作用 本発明は光ディスクからの反射光が、複数の回折格子に
より光導波路に導かれ、光導路中を複数方向に一定距離
以上伝搬した後、光導波路外部に放射されて光導波路と
別体の複数の受光素子に入射させる事により、光ピック
アップの小型軽量化が実現され、高速、高感度の受光素
子を用いることができ、高性能な光ピックアップが得ら
れる。
実施例 本発明の光ピックアップの詳細を実施例を用いて説明す
る。第1図に本発明のピックアップの概略を示し、矢印
は光の伝搬状況を示す。半導体レーザ1から放射した光
は透明基板2を透過して発散し、集光レンズ3によって
光デイスク40表面に集光される。光ディスク4からの
反射光は再び集光レンズ3を透過して半導体レーザ1に
戻ろうとするが、一部は入力グレーティングカプラ5に
よって光導波路6に導かれ、出力グレーティングカプラ
7に向って伝搬し、グレーティングカプラ9へ一ノ アで放射され、別体の受光素子8に達して信号が検出さ
れる。
第2図に本発明の光導波路の形成された基板の表面の概
略を示す。透明基板の表面に4分割のグレーティングカ
プラ5(sa、5b 、50.5d)が形成されている
。このグレーティングカプラは導波光と発散光が結合す
る発散性のグレーティングカプラであって、逆に、グレ
ーティングカプラに収束性の光が入射すると、導波光に
変換される。
そしてカプラsa、sb、sc、5dに入射した収束性
の光は、はぼ平行な光となって導波路中を。
矢印9a、9b、9c、9d方向に伝搬し、平行な形状
の出力グレーティングカプラγ(γa。
7b、7C,7d)に達して空間中に放射され。
別体の4つの受光素子5(sa、sb、sc。
8d)で検出される。
ところで発散性のグレーティングカプラは設定の焦点位
置と実際光の収束点が異なると結合効率が劣化するとい
う特徴を有している。そこで、カプラ5a、5dの設定
焦点距離をf。+Δfと設定107、−7 し、カプラsc、5bの設定焦点距離をf。−Δfにし
ておく。ここでf。は半導体レーザが光デイスク表面で
最少に絞られた時の焦点距離である。
すると、光ディスクが、収束レンズに近づいた時には収
束距離が長くなり、グレーティングカプラ5aと6dの
結合効率がグレーティングカプラ5bと50の結合効率
よりも良くなる。従って、受光素子sa、sdの出力が
素子8b、80の出力よシも大きくなる。故に素子Ba
、sb、8c。
8dの出力を人、B 、C,Dとすると、(A+D)>
(B+C)となる。壕だ逆に、光ディスクが収束レンズ
から遠ざかると、(A+D)<(B−1)となシフオー
カス信号が得られる。また、光ディスクのトラック方向
が第2図の導波光の伝搬方向と垂直ならば、(人士G)
−(B十D)によってトラッキング信号が得られる。ま
た光ディスクに記憶された信号は(A+B+C+D)で
得られる。
第1図のピックアップによれば、入力用および出力用グ
レーティングカプラ5,7を用い、受光素子8として単
結晶S1よシなるものを使用する11 /\−7 ことができ、応答速度は数10Mbit/s〜数100
Mbit/sが得られ、充分実用に供するものとするこ
とができる。
また、第1図では、グレーティングカプラ5により導波
路6を伝搬させるため、受光素子8をレーザ1から離し
ても、レーザ1と透明基板2を数μm程度に接近させる
ことができ、ピックアップの小型化を達成することがで
きる。
なお、レーザ1は、DFB (分布帰還型)レーザが望
ましい。通常の半導体レーザは、電流、温度等で波長が
変動し、光導波路に導かれる光の量が大きく変動する。
したがって、波長変動が少ないDFBレーザが好適であ
る。
本発明の第2の実施例を第3図に示す。
半導体レーザ1から放射した光は凹レンズ1゜によシ更
に発散性の強いビームとして透明基板2に透過し、集光
レンズ3によって光ディスク4の表面に集光される。光
ディスクからの反射光は再び集光レンズ3を通して半導
体レーザ1に戻ろうとするが、一部は入力グレーティン
グカプラ5によって光導波路6に導かれ、出力グレーテ
ィングカプラ7に向って伝搬し、放射され、凹レンズ1
oを通して受光素子8に達する。
信号検出の原理は、第1図の実施例と全く同じであるが
、第1図に比較して、凹レンズ1oを用いる事により、
半導体レーザ1と集光レンズ3の距離をたとえば6rr
a以下に短縮する事ができる。
第1図ではI Cm程度必要である。またこの様に半導
体レーザ1と収束(集光)レンズ3の距離が短く出来る
事が第3図の光ピックアップの特徴であり、従来のホロ
グラム型の光ピックアップでは実現が困難であった。
本発明の光ピックアップに用いる事の可能な半導体レー
ザ装置の他の実施例を第4図に示す。第4図ておいて、
第3図と同一機能部分には同一番号を付し、集光レンズ
3、光ディスク4は図では省略している。このレーザ装
置は、半導体レーザ1、受光素子8、光導波路6.凹レ
ンズ及びグレーティングカプラ5,7が同一のマウント
に警戒されている。41はキャップ、42はSiのサブ
13 K ’。
マウントでレーザ1がマウントされ、複数に分割された
受光素子8はマウント9に設置されている。
凹レンズ10.光導波路6とグレーティングカプラ5,
7は透明基板2に設置され、透明基板2が上面キャップ
の役割をも果たし、これと側面キャップ41とで内部が
封止され、内部には不活性ガスが封入されている。
本実施例の半導体レーザ装置を用いる事によシ、光ピッ
クアップの小型化が実現される。
本実施例では凹レンズ10が設置されているが。
凹レンズ10を設置しなくてもよく、この場合は第一の
実施例の光ピックアップと同様となる。
第4図によれば、受光素子8とレーザ1が同一マウント
に一体化されて封止されておシ、素子8とレーザ1の位
置合せが容易であり、組立も行いやすく、信頼性も高い
構造を実現できる。
寸た本発明の実施例では、グレーティングカプラが、単
に透明な基板上に形成されているが、透明な基板もしく
はグレーティングを形成する媒体として、ニオブ酸リチ
ウムや液晶等の屈折率異方14へ 。
性を有する光学媒体を利用し、VL波長板等と組み合わ
せる事によシ光の利用効率を高める事ができる。
発明の効果 以上に示した如く、本発明は従来の光ピックアップの問
題点を克服し、小型軽量かつ高性能な光ピックアップを
提供するものであり、光情報処理装置にとって大きな価
値を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の光ピックアップの概略図、
第2図は同実施例に用いた光導波路の設置された基板の
平面図、第3図は本発明の他の実施例の光ピックアップ
の概略図、第4図は本発明に用いる半導体レーザ装置の
一例の概略図、第5図、第6図は従来の光集積化ピック
アップ、従来のホログラム型光ピックアップの概略図で
ある。 1・・・・・・半導体レーザ、2・・・・透明基板、3
・・・・・集束レンズ、4・川・・光ディスク、5・・
川・入力グレーティング、6・・・・・・光導波路、7
・・・・・・出力グレーティング、8,8・・・・・・
受光素子。 区 鷲r 憾 区 U) 城 a)O− トi 8ミ

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)光を放射する半導体レーザ、前記レーザから出射
    する光を光記憶媒体上に収束するための光学レンズ、前
    記光記憶媒体によって反射される光の光路中に配置され
    て前記反射光が結合されるグレーティングカプラの形成
    された光導波路、この光導波路を伝搬する光を外部に放
    出する光結合器、前記放出された光を検出するための受
    光素子を含んで構成される光ピックアップ装置。
  2. (2)光を放射する半導体レーザ、前記レーザから出射
    する光の発散角を拡大するための発散性の光学レンズ、
    前記発散光を光記憶媒体上に収束するための光学レンズ
    、前記光記憶媒体によって反射される光の光路中に配置
    されて前記反射光が結合されるグレーティングカプラの
    形成された光導波路、この光導波路を伝搬する光を外部
    に放出する光結合器、前記放出された光を検出するため
    の受光素子を含んで構成される事を特徴とする光ピック
    アップ装置。
  3. (3)グレーティングカプラが複数の発散性グレーティ
    ングカプラである事を特徴とする特許請求の範囲第1項
    又は第2項記載の光ピックアップ装置。
  4. (4)受光素子が前記複数のグレーティングカプラに対
    応して複数個設置されている事を特徴とする特許請求の
    範囲第3項記載の光ピックアップ装置。
  5. (5)発散性グレーティングカプラの焦点距離が、二種
    類以上存在する事を特徴とする特許請求の範囲第1項又
    は第2項記載の光ピックアップ装置。
  6. (6)光導波路を伝搬する光を外部に放出する光結合器
    がグレーティングカプラである事を特徴とする特許請求
    の範囲第1項又は第2項記載の光ピックアップ装置。
  7. (7)回折格子が屈折率異方性を有する光学媒体で形成
    されている事を特徴とする特許請求の範囲第1項又は第
    2項記載の光ピックアップ装置。
  8. (8)半導体レーザと複数の受光素子が同一マウントに
    配置され、かつ前記レーザが前記グレーティングカプラ
    と光結合器と光導波路の形成された透明な基板で封じら
    れたことを特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項
    記載の光ピックアップ装置。
  9. (9)光導波路の形成された透明な基板と、半導体レー
    ザの間に凹レンズが介在している事を特徴とする特許請
    求の範囲第8項記載の光ピックアップ装置。
JP63196557A 1988-08-05 1988-08-05 光ピックアップ装置 Pending JPH0246536A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63196557A JPH0246536A (ja) 1988-08-05 1988-08-05 光ピックアップ装置
US07/487,964 US5161148A (en) 1988-08-05 1989-08-01 Optical pick-up using wavelength guide with grating coupler therein

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP63196557A JPH0246536A (ja) 1988-08-05 1988-08-05 光ピックアップ装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0246536A true JPH0246536A (ja) 1990-02-15

Family

ID=16359715

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP63196557A Pending JPH0246536A (ja) 1988-08-05 1988-08-05 光ピックアップ装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0246536A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03274513A (ja) * 1990-03-26 1991-12-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光結合装置
US5161148A (en) * 1988-08-05 1992-11-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical pick-up using wavelength guide with grating coupler therein
US5701289A (en) * 1995-06-23 1997-12-23 Nec Corporation Optical head with hologram couplers for reading and writing data
US5757755A (en) * 1995-08-24 1998-05-26 Nec Corporation Data reading/writing optical head with holographic coupler

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6111947A (ja) * 1984-06-27 1986-01-20 Canon Inc 光ヘツド装置
JPS6171430A (ja) * 1984-09-14 1986-04-12 Omron Tateisi Electronics Co 光情報処理装置
JPS6299927A (ja) * 1985-10-25 1987-05-09 Hitachi Ltd 光ピツクアツプ

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6111947A (ja) * 1984-06-27 1986-01-20 Canon Inc 光ヘツド装置
JPS6171430A (ja) * 1984-09-14 1986-04-12 Omron Tateisi Electronics Co 光情報処理装置
JPS6299927A (ja) * 1985-10-25 1987-05-09 Hitachi Ltd 光ピツクアツプ

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5161148A (en) * 1988-08-05 1992-11-03 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Optical pick-up using wavelength guide with grating coupler therein
JPH03274513A (ja) * 1990-03-26 1991-12-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 光結合装置
US5701289A (en) * 1995-06-23 1997-12-23 Nec Corporation Optical head with hologram couplers for reading and writing data
US5757755A (en) * 1995-08-24 1998-05-26 Nec Corporation Data reading/writing optical head with holographic coupler

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7184386B2 (en) Integrated type optical head with sheet waveguide and light coupler
JP4022412B2 (ja) 複合反射プリズム及びこれを採用した光ピックアップ装置
JP3456809B2 (ja) 光導波路素子、光導波路素子への結合方法、光ピックアップ装置
JPS63188844A (ja) 光磁気記録媒体用ピツクアツプ
KR950010270B1 (ko) 광디스크 픽업장치
JPH0246536A (ja) 光ピックアップ装置
JPS63164034A (ja) 光導波路型光ピツクアツプ
US6661765B2 (en) Optical pickup apparatus
JP3635524B2 (ja) 光導波路素子及び光ピックアップ
JP2506972B2 (ja) 光ピックアップ装置
JPS63247925A (ja) 光ヘツド
JP3067906B2 (ja) 光ピックアップ装置
JPS6288150A (ja) 光デイスク用ピツクアツプ
JPH07169090A (ja) 光情報並列記録再生装置
JPS6361430A (ja) 光ピツクアツプ
JPS63164035A (ja) 光導波路型光ピツクアツプ
JPH09171633A (ja) 集積光ピックアップシステム
JPH03192542A (ja) 光ピックアップ
JP3545794B2 (ja) 導波路型光信号検出素子
JP3393680B2 (ja) 光ピックアップ
JPH0554420A (ja) 光集積ピツクアツプ
JPS63163409A (ja) 光集積回路
JPH07174925A (ja) 導波路型光反射集光光学系及びこれを用いた導波路型光信号検出素子並びに光ピックアップ
JPH01241033A (ja) 光導波路装置
JPS63146243A (ja) 光ヘツド装置