JPH035936A - 光フアイバ形光磁気ヘッド - Google Patents

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】 し産業上の利用分野］ 本発明は、組木上に磁気的に記録された情報を光学的に
読み取る光ヘッド、特に光学系に偏波面保存光ファイバ
を用いた光ヘッドに関するものである。

［従来の技術］ 上記の如き情報担体として、記録、再生、消去が可能な
光学磁気ディスクが知られており、光磁気信号の再生は
、記録磁性膜に入射した直ｆｔ偏光が記録磁性膜で反射
するときに、反射光の偏光面が磁化方向に対応して回転
するという「カー効果」を検出することによって行う、
このカー効果の検出する方式としては、■消光形及び■
差動形の２種類がある。

まず、上記■の消光形について第９図を用いて説明する
。

図示してないレーザ光源からのレーザ光を偏光子１によ
り直線偏光とし、この直線１、偏光を光磁気ディスク２
の基板２ａの裏面に塗布した記録磁性＋１０２ｂに投光
すると、その反射光は、カー効果により記録磁性膜の垂
直磁化方向に応じて偏光面が回転する。第１０図に示し
たように、調光子３の主方位を、記録された情報が“０
”のとき消光状態となるように設定すれば、記録情報が
“１”のときに検光子３を透過するようになり、光磁気
記録をディテクタ４で電気信号に変換して読み出すこと
が可能となる。記録情報が“１”のとき検光子３を透過
する光強度ｌ５１ｇは Ｉ　ｓａｇ　＝Ｋ　−１０ｓ＋ｎθ’、　（２・θｋｌ
　　・（１）１８　Ｌ、ＩＯ；入射する直線調光の強度
。

θｋ、カー回転角。

Ｋ　；記録膜反射率によって定められる比例定数 である。

尚、第１０図は光の強度ではなく、振幅による表示して
いる。

次に、上記■の差動形の検出方法を第１１図により説明
する。

図示してないレーザ光源からのレーザ光を偏光子１によ
って直線偏光として、光磁気ディスク２の基板２ａの裏
面に塗布された記録磁性膜２ｂによって反射させる。第
１２図に示したように、偏光ビームスグリツタ（ＰＢＳ
）５の主方位を４５゜傾けると、ディテクタ４ａにはＳ
の軸への射影分（Ｓｌ光成分）Ｉｓが、ディテクタ１１
ｂにはＰの軸への射影分＜Ｐ（Ｒ光成分）ＩＰが入射す
る。

Ｉ　Ｐ、　Ｉ　Ｓの各強度は、信号“１″“のとさＩ　
Ｐ　＝　Ｉ　ｏ　Ｋ／２（１＋ｓｉｎ　２　θｋｌ−＋
２）Ｉ　Ｓ　＝　Ｉ　ｏ　Ｋ／２ｆ１−ｓｉｎ　２θｋ
）−（３）である、この光信号をディテクタ４ａ、４ｂ
で受光し光電変換して電気信号とし、両者の電気信号を
差動アンプ６に入力して演算し、差信号を取り出す、信
号量を上記■と同様に見積もると、ｌ５ＩＱ＝ＩＰ−Ｉ
Ｓ Ｉ　ｏ　Ｋ　ｓ＋ｎ（２θｋ）　　−（４）となる。

現状の光磁気記録膜はカー回転角θｋがθｋ≦１°であ
り、上記■の消光形では信号量が微少（ｃｃ　５ｉｎ２
（２θｋ））となるため、僅がな用途しか用いられない
、一方、上記■の差動形では信号量が太きく　＜ｃｃ　
５ｉｎ（２θｋ））とれるなめ、Ｓ／Ｎ比の良い信号検
出が可能となる。従って、−殻間に行われている光磁気
信号検出は上記■の差動形である。

現在、−殻間に用いられている光磁気へ／ドの構成を第
１３図により説明する０本ｐ１は上記■の差動形の検出
方法である。

半導体レーザ１１を出射した光は、コリメートレンズ１
２により平行光とされ、調光プリズム１３でｉ線屑光と
される。この直線制光の平行光束は、フォーカスレンズ
１４により光磁気ディスク２の記録磁性膜２ｂに微小ス
ポットで絞り込まれる。記録磁性膜２ｂからの反射光は
調光プリズム１３で分岐された後、１７２波長板１６に
よって調光面が４５°回転され、これにより調光ビーム
スプリッタ１７と調光プリズム１３の方位角が４５゜ず
らされる、調光ビームスグリツタ１７で透過・反射した
ｐＨ光・Ｓ面光の各成分はディテクタ１８ａ、１８ｂで
受光され、光電変換される。ディテクタ１８ａ、１８ｂ
から出力された電気信号は差動形アンプ１９により差分
がとられ、記録膜のカー回転角θｋ即ち記録情報の再生
が可能となる。

［発明が解決しようとする課題］ 光磁気ディスク装置において、所望の情報を再生するの
に要する時Ｂ、いわゆるアクセスタイムを短縮し、なお
且つ装置自身の小型化、消！！電力の低減を図るために
は、光ヘツド自身の重量を低減していくことが必須とな
る。

しかしながら、第１３図のように一体型の構成では小型
・軽量化に限界があり、装置の高速化に対応して行くこ
とができない。

そこで第１４図に示すように、フォーカスレンズ１４を
別ユニットとして、固定部２ｏと可動部３０とに分漏し
、光の送受を空間伝播によって行う分離ヘッドが実用化
されている。

しかし、光の送受を空間伝播によって行うと、可動レー
ルの位置決めの誤差（ピッチング・ヨーインク・ローリ
ンク）により往路と復路の光線か一致しなくなるため、 （ｉ）絞り込みビームに収差が発生し、スポットを微小
に絞れなくなり、高密度記録が不可能になる （ｉｉｌオートフォーカス制御・トラッング制御にずれ
が生じるため、これらの補正手段が必要になる。

等々の問題が生じる。

そこで固定部と可動部を光ファイバにより連結する方式
も何件か出願されているが、まだ実用上十分なものとは
いい難い。

本発明の目的は、光ヘッドにおける可動部の小型・軽量
化を十分に図り得る光ファイバ形光磁気ヘッドを提供す
ることにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明の光ファイバ形光磁気ヘッドのうち消光形の形態
は、偏光特性を有する光束を集束して偏波面保存光ファ
イバに入射させる第１の光学的手段と、前記偏波面保存
光ファイバからの出射光を磁気記録媒１水上に光スポッ
トとして集束させる第２の光学的手段と、前記磁気記録
媒体から１、偏光状態が変化して戻って来る反射光を上
記市波面保存光ファイバを通して検出するディテクタと
を設けると共に、前記第２の光学的手段と偏波面（呆存
光ファイバとの間に旋光子を介在させて、この旋光子の
１回の旋光角が θｋ／２±ｎ・４５゜ 但し、θｋ／２は記録磁性膜のカー回転角口＝０．１，
２．・・・ になるように定めた構成のものである。

まな差動形の形態は、前記峡光子の代りに、１回の旋光
角が ２２．５’±　４５＠−ｎ　　（ｎ　＝Ｏ，’１，２．
−）になるように定めた旋光子を用いたものである。

［作用］ 偏光特性を有する光、例えば直線偏光は、その偏光面を
保持したまま偏波面保存光ファイバをからｌ′１１射さ
れ旋光子に透過し、その崗光面がθへ／２゛だけ回転さ
れた後、記録磁性膜に投光される。投光された光は、記
ｊｌＪ！磁性膜の磁化方向に応じて±θｋだけ１橿光而
が回転されて記録磁性膜から反射され、再び旋光子を透
過することで偏光面が更にθ＾／２°だけ回転された後
、！Ｉｎ　′＆面保存光ファイバを経てディテクタで検
出される。

消光形の形態の場合、上記旋光子はその１回の旋光角θ
Ａ７２″′か θ　＾／２　−　θ　ｋ／２　　　＋−ｎ−４５’　　
　＜　　ｎ　　＝０．’１．２　−）であるので、光束
は往路と復路で合計θ＾±θ絃だけ偏光面が回転される
。即ち、記録磁性膜の記録内容が“°０”　（カー回転
角か一θｋ）の場合には、往路と復路で２回回転される
ことで主方位と一致するため、カー回転角−θｋの光が
消光され、記録内容が“１”　（カー回転角がトθｋ）
の場合には、主方位と一致せずディテクタに検出される
。

差動形の形態の場合、上記旋光子はその１回の旋光角θ
＾／２°が θ＾／２　＝２２．５゜±ｎ・４５°　（ｎ、−＝Ｏ，
ｌ、２・・・）になるよう定められているため、往路と
復路で合計４５″±ｎ−９０”　　（ｎ＝ｏ、１，２．
−）回転され、記録内容の“ＯＮ　“１″に応じたカー
回転角−θｋ±θｋの光かディテクタに検出される。

消光形及び差動形のいずれの場合にも、１つの偏波面保
存光ファイバにより光ヘツド固定部と光ヘツド可動部を
連結することができ、光ヘッド’Ｑ動部の重量を低減し
て、アクセスタイムを短縮できる。従って、光ヘッドの
高速化、小形化か大幅に向上される。また、光束の往路
と復路が一致するため、絞り込みビームの収差の発生や
オートフォーカス制御・トラッキング制御のずれの発生
等もない。

［実施例］ 以下、図示の実施例に基づいて本発明を説明Ｊ−る。

第１図は消光形の光磁気ヘッドを示したもので、図の右
側が固定部２０、左ａｐ１が可動部３０である。

固定部２０は、半導体レーザ２１、コリメートレンズ２
２、面光子２３、絞り込みレンズ２５を順次有すると共
に、面光子２３と絞り込みレンズ２５との間にビームス
プリッタ２４を有し、ビームスプリッタ２４からの反射
光路中に検光子３１デイデクタ３２が設けである。また
可動部３０は、コリメートレンズ２７とフォーカスレン
ズ２９を有し、両者の間には旋光性物質であるファラデ
ー素子から成る旋光子２８が設けである。

固定部２０と可動部３０の光学系は、偏波面保存光ファ
イバ２６で接続されている。上記固定部２０の絞り込み
レンズ２５は、この偏波面保存光ファイバ２６へ光束を
絞り込んで入射させるためのものであり、可動部３０の
コリメートレンズ２７は偏波面保存光ファイバ２６から
出射した光束を平行光束に戻すためのものである。

偏波面保存光ファイバ２６の主方位は、偏光子３の主方
位と一致している。一致していないと、閾波面保存光フ
ァイバ２６内で発生する位相差のために、出射光が楕円
周光となり、ヘッド光学系の消光比が劣化する。即ち、
信号のＳ／Ｎ比が劣化し、現実的な信号の検出が不可能
となるためである。

上記光学系の動作を、光路に従って説明する。

半導体レーザ２１を出射した光はコリメートレンズ２２
により平行光とされ、偏光子２３によって直線偏光とさ
れ、ビームス１リツタ２４を透過して、絞り込みレンズ
２５によって偏波面保存光ファイバ２６の一端に絞り込
まれる。このとき直線面光の方位と偏波面保存光ファイ
バ２６の方位は一致している。従って、偏波面保存光フ
ァイバ２６内では位相差が発生せず、直線面光はその面
光面を保持したまま伝搬され、楕円ｔｍ光となることは
ない。

偏波面保存光ファイバ２６内を伝搬しその他端に出射し
た直線偏光は、コリメートレンズ２７により平行光束に
戻された後、旋光子２８を透過し、ここでその光束の偏
光面が旋光子２８の１回の旋光角θ＾／２゛だけ回転さ
せられる。この光束は、更にフォーカスレンズ２９によ
りスポットに絞り込まれ、光磁気ディスク２の記録磁性
ＩＩ！２ｂ上に光スポットが投光される。

投光された光スポットは記録磁性ＩＩ！２ｂで反射され
、その際、記録磁性＋１１２ｂの磁化方向に応じて、カ
ー回転角±θｋ　（記録信号が“０″のとき葺号、“１
′°のとき正号）だけ偏光面が回転される。この記録磁
性膜２ｂから反射光は、フォーカスレンズ２９によって
平行光束に戻され再び旋光子２８を透過し、偏光面が更
にθ＾／２°だけ回転され後、コリメートレンズ２７を
経て、上記偏波面保存光ファイバ２６のａ＠に入射する
。従って、旋光子２８を往復することで、光束の偏光面
は、往路でθ＾／２°、復路でθ＾／２°、合計θＡ’
だけ回転されることになる。

結局、記録磁性膜２ｂからの反射光は、漏波間保存光フ
ァイバ２６の主方位とは（θ＾±θｋ）の角度をなす。

偏波面保存光ファイバ２６は、入射時の主方位への射影
分、すなわち−光のＰ成分。

Ｓ成分の強度を保存する特性を有する。

ここで、上記旋光子の１回の旋光角θ＾／２°をθへ／
２−　θｋ／２　　±　ｎ−４５’　　　（ｎ＝ｏ、１
，２．・−）にとると、記録信号が“０“のとき消光状
態となって、消光形の光学系となり、情報の再生が可能
となる。即ち、旋光子２８を往復することで、θ＾＝θ
ｋ　士　ロ・９０°　（ｎ　＝　０．１，２．・＝　）
回転され、記録磁性膜２ｂの記録信号が“Ｏ″（カー回
転角−θｋ）の場合には、反射光の偏光面が藺波面保存
光ファイバ２６の主方位、つまり検光子３１の主方位と
一致して、カー回転角θれ分の信号光１　ｓｉｇが消光
される。

他方、記録信号が“１”　（カー回転角＋θｋ）の場合
には、検光子３１の主方位と一致しない。

従って、偏波面保存光ファイバ２６から出射され、絞り
込みレンズ２５で平行光束に戻されたのち、ビームスプ
リッタ２４で反射された偏光は、検光子３１を透過し、
ディテクタ３２により検出される。

尚、第１図の実施例では、ビームスプリッタ２４として
、Ｐ偏光とＳ偏光を等量ずつ反射・透過するプリズム（
Ｒ，’ＴＲｐ　＞を用いているが、鴻光ビームスグリツ
タ＜’ｒ、≦１．Ｒｐ≦１）を用いれば、偏光子２３及
び検光子３５を省略することかできる。

第３図は差動形の光磁気ヘッドの実施例を示したもので
、第１図とは、固定部２０の構成及び旋光子２８の１回
の旋光角θ八／２°の定め方がａ達している。

第３図において、固定部２０のビームスプリッタ２４か
らの反射光路中には、検光子３１の代わりに、偏光ビー
ムスプリッタ３３が配置され、その透過光路中にはディ
テクタ３２ａが、反射光路中にはディテクタ３２ａが設
けである。そして、ディテクタ３２ａ、３２ｂの出力は
差動増幅器３４に入力されている。

可動部３０のコリメートレンズ２７とフォーカスレンズ
２９との間に配置された旋光子２８は、その１回の旋光
角θ＾／２°が θへ／２　＝±　１・　４５°　　（ロ　−（１，１，
２，・・・　）になるよう定められている。

このため、旋光子２８を透過する光束の偏光面が、往路
と復路で合計４５°＋ｎ−９０°　（ｎ＝０．１゜２、
・・・）回転され、記録信号“０”、“１”に応じなカ
ー回転角−θｋ、十θｈの偏光が市波面保存光ファイバ
２６に入射し、その入射時の主方位への射影分、すなわ
ち偏光のＰ成分、Ｓ成分の強度が保存されてｌ云搬され
る。

上記偏光のＰ成分、Ｓ成分は、ビームスプリッタ２４で
等量づつ反射されて取り出された後、次の面光ビームス
プリッタ３３でＰ成分とＳ成分とに分離され、ディテク
タ３２ａ、３２ｂに入射する。ディテクタ３２ａ、３２
ｂからはＰ成分とＳ成分の光強度に対応した信号が出力
され、差動増幅器３４で差分がとられ、再生信号として
収り出される。

上記第１図１第３図の構成によれば、光ヘッドにおける
可動部の構成要素が少なくてすみ小形軽量化が図れるな
め、アクセスタイムが短縮され、情報の検索時間を短縮
することができる。また、偏波面保存光ファイバは、往
路復路に共通の１本であるため、可動部の小形軽量化が
容易であると共に、フレキシブルなレイアウトが可能で
、可動部、固定部の交換が容易となり、保守性が飛躍的
に＋６Ｉ上する。光を空１ｍ伝搬させず、浦波ＵｒＪ保
存光ファイバで伝搬させるので、収差の少ない良好な絞
り込みスポットが得られる。更に、全体として組立性の
向上による低価格化が図れる。

第５図、第６図は本実施例の光ヘッドを大容量記録装置
に適用した場合の概念図である。

この適用例では、光ヘッドの固定部２０を何セントか同
一の筐体４１に納めて、それから閤波面保存光ファイバ
２６により光をヘッド可動部３０に伝搬する。また、光
磁気ディスク２を数枚重ね、それら光磁気ディスク２，
２間に可動部３０を配置して第６図の々（ｌきスタｌり
型ディスク装置４０を構成している。これは、可動ｍ２
０が小形・軽量であるためであり、従来よりも自由なレ
イアウトでかつ容易に大容量記録装置が実現できる２第
７図、第８図は、本発明の光磁気ヘッドの別の実施例で
あり、第７図は消光形、第８図は差動形を示す、コリメ
ートレンズ２７が省略されている点で第１図、第３図と
異なる。

即ち、第１図、第３図におけるコリメートレンズ２７は
必ず必要というものて・はなく、第７図又は第８図に示
すように、フォーカスレンズ２９のみによっても絞り込
み可能である。このとき面波面保存光ファイバ２６の出
射端は、フォーカスレンズ２９の焦点位置よりも遠方に
あれば出射ビームは必ず一点に集束することになり、第
１図、第３図に示した実施例のものよりも、組立て精度
を要することなく可動部３０を構成できる。従って、組
立性の向上による低価格化が図れる。

また、旋光子２８を、第７図１第８図に示すように、反
射形の旋光子３５で構成すれば、この反射形の旋光子３
５をトラッキング制御ミラーとしても使／ｆ’Ｉするこ
とができ、構造の簡略化が図れる。

［発明の効果１ 以上述べたように、本発明によれば下記のような優れた
効果が得られる。

（１）光ヘッドを偏波面保存光ファイバの前後で可動部
と固定部とに分けることができ、その可動部は構成要素
が少なくてすむため、可動部の小形軽量化が図れる。こ
のため、アクセスタイムか短縮され、情報の検索時間を
短縮することかできる。

（２）また、爛波面保仔光ファイバは、往路復路に共通
の１本であるため、可動部の小形軽量化に寄与すると共
に、フレキシブルなレイアウトが可能で、可動部、固定
部の交換か容易となり、保守性が飛躍的に向上する。

（３）（祠波面保存光ファイバで往路と復路を一致させ
て光を伝搬させるので、収差の少ない良好な絞り込みス
ポットが得られる。

（４）更に、全体として組立性の向上による低価格ｆヒ
が図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第８図は本発明の光フーｒイバ形光磁気ヘッド
の実施例を示すもので、第１図は消光形の一実施例を示
す図、第２図は消光形とするための検光子と偏光子の方
位を示す図、第３図は差動形の一実施例を示す図、第４
図は差動形とするための検光子と端光子の方位を示す図
、第５図及び第６図は本発明をスタック形ディスク装置
に適用した一実施例を示す図、第７図は消光形の別の実
施例を示す図、第８図は差動形の別の実施例を示す図、
第９図は従来の消光形の動作を示す模式図、第１０図は
その消光形とするための検光子と偏光子の方位を示す図
、第１１図は従来の差動形の動作を示す模式図、第１２
図はその消光形とするための検光子と端光子の方位を示
す図、第１３図は従来の光磁気ヘッドの光学系を示す模
式図、第１４図は従来の分離形光磁気ヘッドの光学系を
示す模式図である。 図中、２は光磁気ディスク、２ｂは記録磁性膜、２０は
固定部、２１は半導体レーザ、２２はコリメートレンズ
、２３は端光子、２４はビームスプリッタ、２５は絞り
込みレンズ、２６は耐波面保存光ファイバ、２７はコリ
メートレンズ、２８は旋光子、２９はフォーカスレンズ
、３０は可動部、３１は検光子、３２．３２ａ、３２ｂ
はディテクタ、３３は偏光をビームスプリッタ、３４は
差動増幅器、３５は反射形の旋光子を示す。 ３２ａ、３２ｂ：　　７−＜Ｆ　りｊ７第２図 第４図 第 ９ 図 ／ 第１０ 図 第 図 第 図 第１１ 図 第１２ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、偏光特性を有する光束を集束して偏波面保存光ファ
   イバに入射させる第１の光学的手段と、前記偏波面保存
   光ファイバからの出射光を記録磁性膜上に光スポットと
   して集束させる第２の光学的手段と、記録磁性膜から偏
   光状態が変化して戻って来る反射光を上記偏波面保存光
   ファイバを通して検出するディテクタとを設けると共に
   、前記第２の光学的手段と偏波面保存光ファイバとの間
   に旋光子を介在させ、この旋光子の１回の旋光角が θｋ／２±ｎ・４５° 但し、θｋ／２は記録磁性膜のカー回転角 ｎ＝０，１，２，… になるように定めたことを特徴とする光ファイバ形光磁
   気ヘッド。 ２、前記旋光子の代りに、１回の旋光角が ２２．５゜±ｎ・４５゜（ｎ＝０，１，２，…）になる
   ように定めた旋光子を用いたことを特徴とする請求項１
   記載の光ファイバ形光磁気ヘッド。