JPH06180886A - 光磁気情報記録再生装置 - Google Patents

光磁気情報記録再生装置

Info

Publication number
JPH06180886A
JPH06180886A JP4334473A JP33447392A JPH06180886A JP H06180886 A JPH06180886 A JP H06180886A JP 4334473 A JP4334473 A JP 4334473A JP 33447392 A JP33447392 A JP 33447392A JP H06180886 A JPH06180886 A JP H06180886A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical waveguide
optical
magneto
waveguide
mode
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
JP4334473A
Other languages
English (en)
Inventor
Tami Isobe
民 磯部
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.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh 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 Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP4334473A priority Critical patent/JPH06180886A/ja
Publication of JPH06180886A publication Critical patent/JPH06180886A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Optical Integrated Circuits (AREA)
  • Optical Head (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】光利用効率を低下させずにS/N比の高い信号
検出が行なえる光磁気情報記録再生装置を提供する。 【構成】本発明は、光源1と集光光学系4と検出系集積
素子6と光導波路カプラー3とを備えた光磁気情報記録
再生装置において、光磁気情報記録媒体5からの反射光
を検出する検出系集積素子6が、TE,TMモードの等
価屈折率がほぼ等しい第1光導波路と該第1光導波路に
結合されているTE,TMモードの等価屈折率が異なる
第2光導波路と該第2光導波路に結合されている第3光
導波路と第4光導波路を有し、第2光導波路と第3光導
波路と第2光導波路から第3光導波路への結合部からな
るTE/TMモード分離素子と光検出器P1とで光磁気
信号検出部を構成し、第2光導波路と第4光導波路と第
2光導波路から第4光導波路への結合部と光検出器P
2,P3とで焦点誤差信号検出部を構成したことを特徴
とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、光磁気ディスク、光磁
気カード、光磁気テープ等の光磁気情報記録媒体に対し
て情報の記録・再生を行なう光磁気情報記録再生装置に
関し、特に、光ピックアップ部の構成に特徴を有する光
磁気情報記録再生装置に関する。
【0002】
【従来の技術】現在、光情報記録再生装置の光ディスク
用ピックアップなどで焦点誤差信号検出用に広く使われ
ている非点収差法は、光学系が大きくなり装置をコンパ
クトにできないという欠点がある。また、装置をコンパ
クトにできる焦点誤差信号検出法としてTAOHS法
(臨界角法(特開昭63−9305号公報参照))とい
う方法が知られている。以下、この方法の原理を図7、
図8を参照して簡単に説明する。
【0003】図7において、光情報記録媒体(以下、光
ディスクと呼ぶ)からの反射光が合焦状態では平行光線
で検出プリズム21に入射するようにし、また、検出プ
リズム21の反射面22は、この合焦状態での入射光線
に対して臨界角もしくはそれよりやや小さめに設定す
る。すると、光ディスクが合焦状態からずれて、反射光
が検出プリズム21に収束光の状態(図7の点線)で入
射すると、反射面22への入射光線は光軸上の中心光線
を除いて臨界角の前後で連続的に変化する。すなわち、
中心光線より図7において右側の光線は、一番右側(外
側)の光線を筆頭として全ての入射光線の入射角は臨界
角よりも小さくなる。従って、この部分では透過光が存
在し、この透過した分だけ中心光線から右側の光束の強
度は弱められる。また、中心光線より図7において左側
の光線の入射角は臨界角よりも大きくなり、この部分で
入射した光線は全て全反射する。
【0004】これに対して、光ディスクが反対方向にず
れて反射光が発散光の状態で検出プリズム21に入射す
ると、反射面22で反射される反射光の光量分布が変化
し、中心光線を含む紙面に対して垂直な面を境として明
暗の状態が収束光の場合と逆になる。また、合焦状態で
は反射面22への入射光線は平行光で、その全光線が一
様に反射されるから、上述した明暗は現われない。光検
出器23は、上述した反射面22からの反射光の光量分
布を検出するもので、中心光線を含む紙面に垂直な面を
境に二分割した二つの受光領域a,bを持っている。こ
のようにすれば、合焦状態では受光部a,bへの入射光
量はそれぞれ等しくなり、反射面22へ収束光の状態で
光ディスクからの反射光が入射した場合には、aが明る
くbが暗くなり、逆に発散光の状態で入射した場合に
は、aが暗くbが明るくなるので、各受光領域a,bの
出力の差を検出することにより焦点誤差信号(フォーカ
スエラー信号)が得られる。
【0005】尚、図8には検出プリズム21の屈折率が
1.50の場合のP偏光及びS偏光の反射率Rp,Rsが
示されているが、図8を見ると明らかなように、臨界角
よりも入射角が大きい場合には全反射するが、臨界角よ
りも入射角が小さい場合には、全部が透過するのではな
く一部の光は反射するので、感度が悪いという欠点があ
る。以上のように、非点収差法による焦点誤差信号検出
では光学系が大きくなり装置をコンパクトにできないと
いう欠点があり、また、バルク型光学系を用いた上述の
臨界角法では焦点誤差信号の感度が悪いという欠点があ
る。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】このようなTAOHS
法の欠点を解決する新しい焦点誤差信号検出法として、
本発明者らは先に、以下に示す導波路臨界角法を提案し
ている(特願平3−238342号)。以下、図9、図
10を用いて原理を簡単に説明する。今、図9のよう
に、膜厚方向(Z軸方向)に入射波長に対して十分に緩
やかなテーパ状の結合部を持つ二つの光導波路A,Bを
考える。光導波路A,Bにおけるモード伝搬定数を、そ
れぞれβA,βB(βA>βB)とすると、導波光が導波路
Aから導波路Bへ導波するときの入射角度αA が次式で
表わされる臨界角αC よりも大きい場合には全反射が起
こり(図9(a))、 αC=sin~1B/βA) 臨界角αC よりも小さい場合には全透過(全て導波路B
に屈折する)が起こる(図9(b))。
【0007】図7、図8を用いて説明したように、バル
クのメディアの境界における反射の場合には、臨界角よ
りも入射角度が小さい場合にはフレネルの法則に基づく
部分反射が起こり、図9のような二次元光導波路の場合
でも二つの導波路の境界が、入射波長に対して急に変化
している場合には部分反射が起こる。しかし、図9のよ
うに、導波路Aと導波路Bの境界が入射波長に対して十
分緩やかなテーパ状になっている場合には、臨界角αC
を境にして全反射か全透過が起こり、部分反射は起こら
ない。
【0008】図10では、テーパ結合部は合焦状態での
導波光(平行光線)に対して入射角θa が、臨界角(α
C=sin~1B/βA))近傍に設定してある。すると、光
ディスクが合焦状態からずれて導波光がテーパ結合部に
収束光の状態(図10の点線の状態)で入射すると、中
心光線から右側の入射光線の入射角は、臨界角よりも小
さくなり導波路Bに屈折する。また、中心光線より左側
の入射光線の入射角は臨界角より大きくなり全反射す
る。逆に発散光の状態で入射すると、中心光線から右側
の光線は全反射し、左側の光線は導波路Bに屈折する。
従って、図10に示すような導波路型焦点誤差信号検出
器を構成し、中心光線を境に二分割された導波路型光検
出器11と12を作り、出力の差信号を検出することに
より、非常に感度の高い焦点誤差信号が得られる。
【0009】尚、本発明者らは、先に光導波路のTEモ
ードとTMモードのテーパ結合部における臨界角の差を
利用した光磁気信号検出装置を提案しており(特願平2
−98454号)、この光磁気信号検出装置と前述の導
波路臨界法による焦点誤差信号検出装置(特願平3−2
38342号)とを組み合わせた光磁気情報記録再生装
置も提案している(特願平3−238342号)。この
光磁気情報記録再生装置の信号検出部を構成する検出系
集積素子の一例を図11に示す。
【0010】図11において、光磁気情報記録媒体から
の反射光はプリズムカプラーによって検出系集積素子の
SiON導波路にカップリングされた後、中心光線近傍
の光は、テーパ結合部と光検出器32a,32bを含む
光磁気信号検出部に導かれ、両端の周辺光線は、テーパ
結合部と光検出器31a,31b,33a,33bを含
む焦点誤差信号検出部に導かれる。光磁気信号を検出す
るためには、光磁気情報記録媒体からの反射光の直交す
る二つの偏光成分を光導波路のTEモード、TMモード
として光導波路にカップリングさせた後、二つのモード
を分離して検出し差信号をとる。ところが、焦点誤差信
号検出部におけるテーパ結合部の導波光に対する入射角
度は、どちらかのモード(TEモードまたはTMモー
ド)の臨界角に設定しなければならないので、二つのモ
ードが一緒に導波してきた場合には、もう一方のモード
は焦点誤差信号のノイズになってしまう。この問題を解
決するために、図11の例では、金属などの吸収膜(図
では金属マスク)を周辺光線の導波する光路上に装荷
し、TMモードを吸収膜で吸収させている。しかしなが
ら、金属などの吸収膜を用いてTMモードを吸収する方
法では、光利用効率が低下するという問題がある。
【0011】そこで、本発明では、前述の光磁気信号検
出装置(特願平2−98454号)と、焦点誤差信号検
出装置(特願平3−238342号)とを組み合わせた
光磁気情報記録再生装置において、吸収膜を使わずに、
すなわち光利用効率を低下させずに、よりS/N比の高
い焦点誤差信号を検出する方法及び構成を提案すること
を目的としている。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1の発明は、光源と、その光源からの光を光
磁気情報記録媒体上に集光させる集光光学系と、前記光
磁気情報記録媒体からの反射光を検出する検出系集積素
子と、前記光磁気情報記録媒体からの反射光を前記検出
系集積素子に導波モードとして導く光導波路カプラーと
からなる光磁気情報記録再生装置において、前記検出系
集積素子が、TEモードとTMモードの等価屈折率がほ
ぼ等しい第1光導波路と、その第1光導波路に結合され
ているTEモードとTMモードの等価屈折率が異なる第
2光導波路と、その第2光導波路に結合されている第3
光導波路と、第4光導波路を有し、前記第2光導波路
と、前記第3光導波路と、第2光導波路から第3光導波
路への結合部(2−3結合部)からなるTE/TMモー
ド分離素子と導波路光検出器とで光磁気信号検出部を構
成し、前記第2光導波路と、前記第4光導波路と、第2
光導波路から第4光導波路への結合部(2−4結合部)
と導波路光検出器とで焦点誤差信号検出部を構成してい
ることを特徴とする。
【0013】請求項2の発明は、光源と、その光源から
の光を光磁気情報記録媒体上に集光させる集光光学系
と、前記光磁気情報記録媒体からの反射光を検出する検
出系集積素子と、前記光磁気情報記録媒体からの反射光
を前記検出系集積素子に導波モードとして導く光導波路
カプラーとからなる光磁気情報記録再生装置において、
前記検出系集積素子が、TEモードとTMモードの等価
屈折率がほぼ等しい第1光導波路と、その第1光導波路
に結合されているTEモードとTMモードの等価屈折率
が異なる第2光導波路と、その第2光導波路に結合され
ている第3光導波路と、第4光導波路を有し、前記第2
光導波路と、前記第3光導波路と、第2光導波路から第
3光導波路への結合部(2−3結合部)からなるTE/
TMモード分離素子と導波路光検出器とで構成された光
磁気信号検出部を二つ、前記光導波路カプラーでカップ
リングされた導波モードの中心光線に対して線対称な位
置に構成し、前記第2光導波路と、前記第4光導波路
と、第2光導波路から第4光導波路への結合部(2−4
結合部)と導波路光検出器とで構成された焦点誤差信号
検出部に、前記光磁気信号検出部におけるTE/TMモ
ード分離素子で反射されたTEモードが導かれる(入射
する)ように、前記焦点誤差信号検出部を二つ構成した
ことを特徴とする。
【0014】請求項3の発明は、光源と、その光源から
の光を光磁気情報記録媒体上に集光させる集光光学系
と、前記光磁気情報記録媒体からの反射光を検出する検
出系集積素子と、前記光磁気情報記録媒体からの反射光
を前記検出系集積素子に導波モードとして導く光導波路
カプラーとからなる光磁気情報記録再生装置において、
前記検出系集積素子が、TEモードとTMモードの等価
屈折率がほぼ等しい第1光導波路と、その第1光導波路
に結合されているTEモードとTMモードの等価屈折率
が異なる第2光導波路と、その第2光導波路に結合され
ている第3光導波路と、第4光導波路を有し、前記第2
光導波路と、前記第3光導波路と、第2光導波路から第
3光導波路への結合部(2−3結合部)からなるTE/
TMモード分離素子と導波路光検出器とで構成された光
磁気信号検出部を二つ、前記光導波路カプラーでカップ
リングされた導波モードの中心光線に対して平行な位置
に構成し、前記第2光導波路と、前記第4光導波路と、
第2光導波路から第4光導波路への結合部(2−4結合
部)と導波路光検出器とで構成された焦点誤差信号検出
部に、前記光磁気信号検出部におけるTE/TMモード
分離素子で反射されたTEモードが導かれる(入射す
る)ように、前記焦点誤差信号検出部を二つ構成したこ
とを特徴とする。
【0015】請求項4の発明は、請求項1,2,3の光
磁気情報記録再生装置において、光磁気信号検出部にお
ける第3光導波路と焦点誤差信号検出部における第4光
導波路と第1光導波路が同一の層構成であることを特徴
とする。請求項5の発明は、請求項1,2,3の光磁気
情報記録再生装置において、光磁気信号検出部が少なく
とも二つ以上のTE/TMモード分離素子からなること
を特徴とする。請求項6の発明は、請求項1の光磁気情
報記録再生装置において、焦点誤差信号検出部における
2−4結合部と同じ構成の結合部に同じ入射角度で入射
させることを、少なくとも一回以上行なうことを特徴と
する。請求項7の発明は、請求項1,2,3の光磁気情
報記録再生装置において、光磁気信号検出部のTE/T
Mモード分離素子における2−3結合部において、前記
光導波路カプラーでカップリングされた導波モードが、
反射または透過(屈折)する領域よりも光の導波方向に
ある第2光導波路と第3光導波路の境界線の形状が、徐
々に反射光側に近づくようになっていることを特徴とす
る。
【0016】
【作用】本発明の光磁気情報記録再生装置においては、
光導波路カプラーで検出系集積素子の第1光導波路にカ
ップリングされ第1光導波路から第2光導波路に導波す
るTEモードとTMモードの導波光は、第2光導波路か
ら第3光導波路への結合部(2−3結合部)からなるT
E/TMモード分離素子により分離され、TEモードは
2−3結合部において全反射され、TMモードは第3光
導波路へ透過(屈折)され光磁気信号検出部の導波路光
検出器で受光される。また、2−3結合部において全反
射されたTEモードは、第2光導波路と、第4光導波路
と、第2光導波路から第4光導波路への結合部(2−4
結合部)と導波路光検出器とからなる焦点誤差信号検出
部に導波され、前述の導波路臨界法により焦点誤差信号
が検出される。このように、本発明によれば、金属膜な
どによりTMモードを吸収させたりせずに、焦点誤差信
号検出部へはTEモードのみを導波させることができる
ため、光利用効率が高く、S/N比の良い焦点誤差信号
が得られる。また、光磁気信号は、光磁気信号検出部の
導波路光検出器の出力(TMモードの出力)と焦点誤差
信号検出部の導波路光検出器の出力(TEモードの出
力)との差信号として得られるため、光利用効率が高
く、S/N比の良い光磁気信号が得られる。
【0017】
【実施例】以下、図示の実施例を用いて本発明の構成、
動作について説明する。 [実施例1]先ず、図1(a),(b)を用いて請求項
1の光磁気情報記録再生装置の一実施例を説明する。こ
こで、図1(a)は、光源と、その光源からの光を光磁
気情報記録媒体上に集光させる集光光学系と、前記光磁
気情報記録媒体からの反射光を検出する検出系集積素子
と、前記光磁気情報記録媒体からの反射光を前記検出系
集積素子に導波モードとして導く光導波路カプラーの断
面図であり、図1(b)は検出系集積素子の平面図であ
る。図1(a)において、符号1は半導体レーザ等の光
源、2はコリメートレンズ、3はプリズムカプラー、4
は対物レンズ、5は光磁気ディスクや光磁気カード等の
光磁気情報記録媒体、6は導波路型の検出系集積素子で
あり、図1(b)において、P1,P2,P3は導波路
光検出器である。また、図1(b)において、第1光導
波路のTE0モードとTM0モードの等価屈折率をそれぞ
れNe1,Nm1、第2光導波路のTE0モードとTM0モー
ドの等価屈折率をそれぞれNe2,Nm2、第3光導波路の
TE0モードとTM0モードの等価屈折率をそれぞれN
e3,Nm3、第4光導波路のTE0モードとTM0モードの
等価屈折率をそれぞれNe4,Nm4、とすると、第1光導
波路のNe1とNm1はほぼ等しく、第2光導波路のNe2
Nm2は異なっている。
【0018】図1(a),(b)において、光源1から
の出射光は、コリメートレンズ2により収束され、プリ
ズムカプラー3に入射し、プリズムカプラー3の底面か
らの反射光が対物レンズ4を通って光磁気ディスク等の
光磁気情報記録媒体5に集光し、その反射戻り光が再び
対物レンズ4を通ってプリズムカプラー3に入射し、検
出系集積素子6の第1光導波路にカップリングし、導波
光となる。第1光導波路では、Ne1とNm1はほぼ等しい
ので、光磁気情報記録媒体からの反射光の直交する二つ
の偏光成分が光導波路のTE0モード,TM0モードとし
て光導波路にカップリングする。その後、導波光は、第
2光導波路と、第3光導波路と、第2光導波路から第3
光導波路への結合部(2−3結合部)からなるTE/T
Mモード分離素子と導波路光検出器P1とで構成されて
いる光磁気信号検出部に導波する。
【0019】ここで、各導波路におけるTE0モードと
TM0モードの等価屈折率は、以下のような関係を満足
している。 Ne2>Ne3 ,Nm2>Nm3 ,Nm3/Nm2>Ne3/Ne2 従って、光磁気信号検出部に導波してきた光束がテーパ
形状の2−3結合部に入射するときの入射角αが、2−
3結合部におけるTE0 モードの臨界角θe、 θe=sin~1(Ne3/Ne2) と、TM0 モードの臨界角θm、 θm=sin~1(Nm3/Nm2) の間に設定されていれば、すなわち次式を満足していれ
ば、 sin~1(Ne3/Ne2)<α<sin~1(Nm3/Nm2) 2−3結合部においてTE0 モードは全反射し、TM0
モードは第3光導波路に屈折する。従って、光検出器P
1では、全透過(屈折)したTM0 モードのみを検出す
る。
【0020】2−3結合部において全反射したTE0
ードは、次に前記第2光導波路と、前記第4光導波路
と、第2光導波路から第4光導波路への結合部(2−4
結合部)と導波路光検出器P2,P3とからなる焦点誤
差信号検出部に導波する。2−4結合部(テーパ結合
部)に前記TE0 モードが入射するときの入射角度γ
は、2−4結合部におけるTE0 モードの臨界角θe=s
in~1(Ne4/Ne2)近傍に設定されており、光磁気情報記
録媒体5が合焦状態からずれてテーパ結合部に収束光の
状態(図1の点線で示す状態)で入射すると、中心光線
から右側の入射光線の入射角は、臨界角よりも小さくな
り、第4光導波路に屈折する。また、中心光線より左側
の入射光線の入射角は臨界角よりも大きくなり全反射す
る。逆に発散光の状態で入射すると、中心光線から右側
の光線は全反射し、左側の光線は第4光導波路に屈折す
る。従って図1に示すように、中心光線を境に二分割さ
れた導波路光検出器P2とP3を作り、出力の差信号を
検出することにより、非常に感度の高い焦点誤差信号が
得られる。また、導波路光検出器P2とP3の和信号が
TE0 モードの出力なので、光検出器P1の出力と(P
2+P3)の出力の差信号が光磁気信号となる。このよ
うに、本実施例では、図11の従来例と違って、金属膜
などによりTMモードを吸収させたりしていないため、
光利用効率が高く、S/N比の良い信号が得られる。
【0021】尚、図1において、第3光導波路や第4光
導波路が第1光導波路と同一の層構成であれば、第1光
導波路と第3光導波路、第4光導波路を同時に作製で
き、この場合、上記の第3光導波路や第4光導波路が満
足すべき条件を満たしていれば、本実施例と同じように
光磁気信号、焦点誤差信号が検出でき、かつ、第3光導
波路や第4光導波路が第1光導波路と同一の層構成でな
い場合よりも、製造工程を簡略化できる(請求項4)。
例えば、検出系集積素子6を作製する際に、Si基板上
にSiO2 等からなるバッファ層を形成し、その上に第
2光導波路を構成するSiN層等を形成し、この時に、
マスク等を用いるかエッチング等の手法により、第1,
第3,第4光導波路部分のSiNは除去し、かつ2−3
結合部と2−4結合部の部分のSiN層をテーパ状に形
成しておき、次に、SiNよりも低屈折率のSiON層
等を形成すれば、上記実施例の条件を満たす第3,第4
光導波路を第1光導波路と同一の層構成で同時に形成で
きる。
【0022】ところで、検出系集積素子6の焦点誤差信
号検出部における2−4結合部において、導波路断面の
テーパ部の長さが入射光の波長に対して十分に長くなか
ったりすると、前記TE0 モードの臨界角θe=sin~
1(Ne4/Ne2)よりも小さい角度で導波光が入射したと
きに、100%屈折せずに一部の光が反射してしまい
(部分反射が起こり)、結果的に焦点誤差信号の感度が
悪くなる。そこで、このような場合には、図4に示すよ
うに、2−4結合部で反射した光を再び2−4結合部と
同じ構成の結合部に同じ入射角で入射させることを少な
くとも一回以上行なう構成とする。すなわち、2−4結
合部を二段またはそれ以上の多段に配置すると、一度の
反射では臨界角よりも小さい角度で入射したときに反射
率Rmが0ではなくても、n(n>1)段の2−4結合
部を通って最終的に光検出器で検出される反射率は、限
り無く0に近づき、焦点誤差信号の感度を上げることが
できる。この時、n段の2−4結合部は、それぞれ平行
な位置関係になっている(請求項6)。
【0023】[実施例2]図2は請求項2の光磁気情報
記録再生装置の一実施例を示すための構成図で、検出系
集積素子の要部平面図である。実施例1では、光磁気情
報記録媒体から反射して光導波路カプラー(プリズムカ
プラー3)を通って第1光導波路にカップリングした導
波光の面内強度分布が時間によって変わらない場合、す
なわち、中心光線に対して右側の導波光の強度と左側の
導波光の強度の比が常に一定の場合を考えている。しか
し、実際の光磁気情報記録再生装置においては、いわゆ
るトラッキングエラーがあるため、導波光の面内強度分
布は一定ではない。請求項2の発明は、上記問題を解決
するためのものであり、実施例1では、光磁気信号検出
部と焦点誤差信号検出部がそれぞれ一つずつしか存在し
なかったのに対して、本実施例では、光磁気信号検出部
と焦点誤差信号検出部が導波光の中心光線に対して対称
に二つずつ構成されている。
【0024】ここで、図2に示すように第1光導波路
(図示せず)にカップリングした導波光を中心光線に対
して二つに分けて、右側の光束を2a、左側の光束を2
bとする。まず、前記光束2aは、導波路光検出器P1
を含む光磁気信号検出部に入射し、そして、実施例1と
同じ原理で、2−3結合部においてTE0 モードは全反
射し、TM0 モードは第3光導波路に屈折する。従っ
て、光検出器P1では全透過(屈折)したTM0 モード
を検出する。2−3結合部で全反射したTE0 モード
は、次に導波路光検出器P2とP3を含む焦点誤差信号
検出部に導波する。2−4結合部に前記TE0 モードが
入射する時の入射角度γは、2−4結合部におけるTE
0 モードの臨界角θe=sin~1(Ne4/Ne2)近傍に設定
されており、光磁気情報記録媒体5が合焦状態からずれ
て2−4結合部(テーパ結合部)に収束光の状態(図2
の点線の状態)で入射すると、入射角は臨界角よりも小
さくなり第4光導波路に屈折し、導波路光検出器P3で
検出される。逆に発散光の状態で入射すると、入射角は
臨界角よりも大きくなり、全反射して、導波路光検出器
P2で検出される。
【0025】同様に、前記光束2bは、導波路光検出器
P4を含む光磁気信号検出部に入射し、2−3結合部に
おいて第3光導波路に全透過(屈折)したTM0 モード
が光検出器P4で検出され、全反射したTE0 モード
は、次に導波路光検出器P5とP6を含む焦点誤差信号
検出部に導波する。そして、光磁気情報記録媒体5が合
焦状態からずれて2−4結合部(テーパ結合部)に収束
光の状態(図2の点線の状態)で入射すると、入射角は
臨界角よりも小さくなり第4光導波路に屈折し、導波路
光検出器P6で検出される。逆に発散光の状態で入射す
ると、入射角は臨界角よりも大きくなり、全反射して、
導波路光検出器P5で検出される。
【0026】従って、各導波路光検出器P1,P2,P
3,P4,P5,P6の出力をそれぞれQ1,Q2,Q
3,Q4,Q5,Q6とすると、光磁気信号MOは、 MO=(Q2+Q3+Q5+Q6)−(Q1+Q4) という差動信号によって得られ、これは、前記光束2a
の光量(Q1+Q2+Q3)と前記光束2bの光量(Q
4+Q5+Q6)の比が変化しても影響を受けない。ま
た、焦点誤差信号FOは、 FO=(Q2+Q5)−(Q3+Q6) という差動信号によって得られ、この信号も前記光束2
aの光量(Q1+Q2+Q3)と前記光束2bの光量
(Q4+Q5+Q6)の比が変化しても影響を受けな
い。すなわち、本構成にすることによって導波光の面内
強度分布に強い信号が得られる。
【0027】[実施例3]図3は請求項3の光磁気情報
記録再生装置の一実施例を示すための構成図で、検出系
集積素子の要部平面図である。本実施例では、実施例2
と同じように、光磁気信号検出部と焦点誤差信号検出部
が導波光の中心光線に対して二つずつ構成されている
が、実施例2では対称な位置関係であったのに対して、
本実施例では平行な位置関係と成っている。尚、光磁気
信号、焦点誤差信号検出の原理は実施例2と同じであ
る。
【0028】ここで、図3に示すように、第1光導波路
(図示せず)にカップリングした導波光を中心光線に対
して二つに分けて、右側の光束を3a、左側の光束を3
bとする。前記光束3aは、導波路光検出器P1を含む
光磁気信号検出部に入射し、光検出器P1で第3光導波
路に全透過(屈折)したTM0 モードが検出された後、
2−3結合部において全反射したTE0 モードが、導波
路光検出器P2とP3を含む焦点誤差信号検出部に導波
する。同様に、前記光束3bは、導波路光検出器P4を
含む光磁気信号検出部に入射し、光検出器P4で第3光
導波路に全透過(屈折)したTM0 モードが検出された
後、2−3結合部において全反射したTE0 モードが、
導波路光検出器P5とP6を含む焦点誤差信号検出部に
導波する。
【0029】従って、各導波路光検出器P1,P2,P
3,P4,P5,P6の出力をそれぞれQ1,Q2,Q
3,Q4,Q5,Q6とすると、光磁気信号MOは、 MO=(Q2+Q3+Q5+Q6)−(Q1+Q4) という差動信号によって得られ、これは、前記光束3a
の光量(Q1+Q2+Q3)と前記光束3bの光量(Q
4+Q5+Q6)の比が変化しても影響を受けない。ま
た、焦点誤差信号FOは、 FO=(Q2+Q5)−(Q3+Q6) という差動信号によって得られ、この信号も前記光束3
aの光量(Q1+Q2+Q3)と前記光束3bの光量
(Q4+Q5+Q6)の比が変化しても影響を受けな
い。
【0030】ところで、実際に、本発明の検出系集積素
子を作成する場合には、成膜やエッチング等の各プロセ
スの際の作成誤差によって設計値との違いが生じ、光磁
気信号検出部で、導波光が2−3結合部に入射するとき
の入射角αが、TE0 モードの臨界角と、TM0 モード
の臨界角の間に入らなくなったり、焦点誤差信号検出部
で、導波光が2−4結合部に入射するときの入射角度が
TE0 モードの臨界角近傍からずれたりする場合があ
る。このような場合、実施例2のように、光磁気信号検
出部と焦点誤差信号検出部が導波光の中心光線に対して
対称に二つずつ構成されている場合には補正できない
が、本実施例のように、二つの光磁気信号検出部と焦点
誤差信号検出部が導波光の中心光線に対して平行な位置
関係の場合には、光磁気情報記録媒体から光導波路カプ
ラーを通って検出系集積素子に入射する時の入射角度を
微調整することで、導波光が2−3結合部に入射すると
きの入射角や2−4結合部に入射するときの入射角を補
正できる。
【0031】[実施例4]実施例1,2,3の検出系集
積素子では、いずれも光導波路を光が伝搬するため、導
波路界面の不完全性や導波路の不均質性、導波路内不純
物など、様々な原因で散乱光が存在する。このような導
波路の散乱光が導波路光検出器で検出されると、信号の
S/N比が悪くなってしまう。また、導波路内の散乱光
には、導波路内で反射波を発生しない、すなわち散乱光
は進行方向にしか存在しないという特徴がある。そこ
で、本実施例では、光磁気信号検出部を少なくとも二つ
以上のTE/TMモード分離素子(2−3結合部)で構
成する(請求項5)。
【0032】すなわち、実施例1,2,3の検出系集積
素子における光磁気信号検出部の2−3結合部を二段ま
たはそれ以上の多段に配置し、TE0 モード光を二回以
上全反射させてから焦点誤差信号検出部に導波すれば、
より散乱光成分の少ないTE0 モード光が焦点誤差信号
検出部に入射するため、焦点誤差信号のS/N比が良く
なる。この時、2−3結合部は、それぞれ平行な位置関
係に成っている。ここで、図5は、請求項2に記載の光
磁気情報記録再生装置に本発明を実施した場合の一実施
例を示す検出系集積素子の要部平面図であり、光磁気信
号検出部と焦点誤差信号検出部を導波光の中心光線に対
して対称に二つずつ構成すると共に、光磁気信号検出部
のTE/TMモード分離素子(2−3結合部)を二段に
構成した例である。尚、光磁気信号、焦点誤差信号検出
の原理は実施例2と同じである。
【0033】[実施例5]実施例1,2,3の検出系集
積素子の光磁気信号検出部の2−3結合部では、TE0
モードとTM0 モードの臨界角の違いによってTE0
ードが反射し、TM0 モードが屈折するが、この時一般
にTM0 モードの屈折角は90°に近く、透過したTM
0 モードは、第2光導波路と第3光導波路の境界線にほ
とんど平行に導波する。実施例4で述べたような、導波
路内の散乱光は、特に、導波路と導波路の結合部分の界
面で起こりやすいので、前記透過したTM0 モードを検
出する導波路光検出器には、2−3結合部のテーパ形状
の不完全性による散乱光が入りやすい。そこで、図6の
実施例に示すように、2−3結合部に導波光が入射する
領域よりも光の導波方向側にある第2光導波路と第3光
導波路の境界が、透過光(TM0モード)から離れて反射
光(TE0 モード)側に近づくようになっていれば、前
記透過したTM0 モードを検出する導波路光検出器に前
記テーパ形状の不完全性による散乱光が入りにくくなる
(請求項7)。
【0034】
【発明の効果】以上実施例に基づいて説明したように、
請求項1の光磁気情報記録再生装置においては、金属膜
などによりTMモードを吸収させたりせずに、焦点誤差
信号検出部へはTEモードのみを導波させることができ
るため、従来装置に比べて光利用効率が高く、S/N比
の良い焦点誤差信号が得られ、また、光磁気信号は、光
磁気信号検出部の導波路光検出器の出力(TMモードの
出力)と焦点誤差信号検出部の導波路光検出器の出力
(TEモードの出力)との差信号として得られるため、
光利用効率が高く、S/N比の良い光磁気信号が得られ
る。
【0035】請求項2の光磁気情報記録再生装置におい
ては、請求項1と同様の作用効果に加えて、請求項1の
検出系集積素子では光磁気信号検出部と焦点誤差信号検
出部がそれぞれ一つずつしか存在しなかったのに対し
て、検出系集積素子の光磁気信号検出部と焦点誤差信号
検出部が導波光の中心光線に対して対称に二つずつ構成
されているため、導波光の面内強度分布に強い信号が得
られる。また、請求項3の光磁気情報記録再生装置にお
いては、請求項1と同様の作用効果に加えて、検出系集
積素子の光磁気信号検出部と焦点誤差信号検出部を導波
光の中心光線に対して平行に二つずつ構成することによ
って、導波光の面内強度分布に強い信号が得られると共
に、導波光が2−3結合部に入射するときの入射角や2
−4結合部に入射するときの入射角を補正できる。
【0036】請求項4の光磁気情報記録再生装置におい
ては、請求項1,2,3の装置構成に加えて、検出系集
積素子の第3光導波路や第4光導波路を第1光導波路と
同一の層構成にすることにより、第3光導波路や第4光
導波路が第1光導波路と同一でない場合よりも、製造工
程を簡略化できる。請求項5の光磁気情報記録再生装置
においては、請求項1,2,3の検出系集積素子におけ
る光磁気信号検出部の2−3結合部を二段またはそれ以
上の多段に配置する構成としたことにより、より散乱光
成分の少ないTE0 モード光が焦点誤差信号検出部に入
射し、S/N比のよい焦点誤差信号が得られる。
【0037】請求項6の光磁気情報記録再生装置におい
ては、請求項1の検出系集積素子における焦点誤差信号
検出部の2−4結合部を二段またはそれ以上の多段に配
置する構成としたことにより、焦点誤差信号の感度を上
げることができる。請求項7の光磁気情報記録再生装置
においては、請求項1,2,3の検出系集積素子におけ
る光磁気信号検出部の2−3結合部において、導波光が
2−3結合部に入射する領域よりも光の導波方向側にあ
る第2光導波路と第3光導波路の境界が、透過光(TM
0 モード)から離れて反射光(TE0 モード)側に近づ
くようになっている構成としたことにより、2−3結合
部を透過したTM0 モードを検出する導波路光検出器に
2−3結合部のテーパ形状の不完全性による散乱光が入
りにくくなり、S/N比のよい光磁気信号が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】請求項1の一実施例を示す図であって、(a)
は光磁気情報記録再生装置の概略構成を示す断面図、
(b)は検出系集積素子の平面図である。
【図2】請求項2の一実施例を示す検出系集積素子の要
部平面図である。
【図3】請求項3の一実施例を示す検出系集積素子の要
部平面図である。
【図4】請求項6の一実施例を示す検出系集積素子の要
部平面図である。
【図5】請求項5の一実施例を示す検出系集積素子の要
部平面図である。
【図6】請求項7の一実施例を示す光磁気信号検出部の
平面図である。
【図7】従来のバルク型光学素子を用いた臨界角法によ
る焦点誤差信号検出方法の説明図である。
【図8】図7における検出プリズムの屈折率が1.50
の場合の入射角度に対するP偏光及びS偏光の反射率
(Rp,Rs)の変化を示すグラフである。
【図9】光導波路Aと光導波路Bとをテーパ結合部で結
合してなる二次元光学系を用いた導波路臨界角法の原理
説明図である。
【図10】従来技術の一例を示す図であって、導波路臨
界角法を応用した導波路型焦点誤差信号検出器の平面図
である。
【図11】従来技術の一例を示す図であって、光磁気情
報記録再生装置の導波路型検出系集積素子の平面図であ
る。
【符号の説明】
1・・・光源 2・・・コリメートレンズ 3・・・プリズムカプラー 4・・・対物レンズ 5・・・光磁気情報記録媒体 6・・・検出系集積素子 P1,P2,P3,P4,P5,P6・・・導波路光検
出器

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】光源と、その光源からの光を光磁気情報記
    録媒体上に集光させる集光光学系と、前記光磁気情報記
    録媒体からの反射光を検出する検出系集積素子と、前記
    光磁気情報記録媒体からの反射光を前記検出系集積素子
    に導波モードとして導く光導波路カプラーとからなる光
    磁気情報記録再生装置において、 前記検出系集積素子が、TEモードとTMモードの等価
    屈折率がほぼ等しい第1光導波路と、その第1光導波路
    に結合されているTEモードとTMモードの等価屈折率
    が異なる第2光導波路と、その第2光導波路に結合され
    ている第3光導波路と、第4光導波路を有し、 前記第2光導波路と、前記第3光導波路と、第2光導波
    路から第3光導波路への結合部(2−3結合部)からな
    るTE/TMモード分離素子と導波路光検出器とで光磁
    気信号検出部を構成し、 前記第2光導波路と、前記第4光導波路と、第2光導波
    路から第4光導波路への結合部(2−4結合部)と導波
    路光検出器とで焦点誤差信号検出部を構成していること
    を特徴とする光磁気情報記録再生装置。
  2. 【請求項2】光源と、その光源からの光を光磁気情報記
    録媒体上に集光させる集光光学系と、前記光磁気情報記
    録媒体からの反射光を検出する検出系集積素子と、前記
    光磁気情報記録媒体からの反射光を前記検出系集積素子
    に導波モードとして導く光導波路カプラーとからなる光
    磁気情報記録再生装置において、 前記検出系集積素子が、TEモードとTMモードの等価
    屈折率がほぼ等しい第1光導波路と、その第1光導波路
    に結合されているTEモードとTMモードの等価屈折率
    が異なる第2光導波路と、その第2光導波路に結合され
    ている第3光導波路と、第4光導波路を有し、 前記第2光導波路と、前記第3光導波路と、第2光導波
    路から第3光導波路への結合部(2−3結合部)からな
    るTE/TMモード分離素子と導波路光検出器とで構成
    された光磁気信号検出部を二つ、前記光導波路カプラー
    でカップリングされた導波モードの中心光線に対して線
    対称な位置に構成し、 前記第2光導波路と、前記第4光導波路と、第2光導波
    路から第4光導波路への結合部(2−4結合部)と導波
    路光検出器とで構成された焦点誤差信号検出部に、前記
    光磁気信号検出部におけるTE/TMモード分離素子で
    反射されたTEモードが導かれる(入射する)ように、
    前記焦点誤差信号検出部を二つ構成したことを特徴とす
    る光磁気情報記録再生装置。
  3. 【請求項3】光源と、その光源からの光を光磁気情報記
    録媒体上に集光させる集光光学系と、前記光磁気情報記
    録媒体からの反射光を検出する検出系集積素子と、前記
    光磁気情報記録媒体からの反射光を前記検出系集積素子
    に導波モードとして導く光導波路カプラーとからなる光
    磁気情報記録再生装置において、 前記検出系集積素子が、TEモードとTMモードの等価
    屈折率がほぼ等しい第1光導波路と、その第1光導波路
    に結合されているTEモードとTMモードの等価屈折率
    が異なる第2光導波路と、その第2光導波路に結合され
    ている第3光導波路と、第4光導波路を有し、 前記第2光導波路と、前記第3光導波路と、第2光導波
    路から第3光導波路への結合部(2−3結合部)からな
    るTE/TMモード分離素子と導波路光検出器とで構成
    された光磁気信号検出部を二つ、前記光導波路カプラー
    でカップリングされた導波モードの中心光線に対して平
    行な位置に構成し、 前記第2光導波路と、前記第4光導波路と、第2光導波
    路から第4光導波路への結合部(2−4結合部)と導波
    路光検出器とで構成された焦点誤差信号検出部に、前記
    光磁気信号検出部におけるTE/TMモード分離素子で
    反射されたTEモードが導かれる(入射する)ように、
    前記焦点誤差信号検出部を二つ構成したことを特徴とす
    る光磁気情報記録再生装置。
  4. 【請求項4】請求項1,2,3記載の光磁気情報記録再
    生装置において、光磁気信号検出部における第3光導波
    路と焦点誤差信号検出部における第4光導波路と第1光
    導波路が同一の層構成であることを特徴とする光磁気情
    報記録再生装置。
  5. 【請求項5】請求項1,2,3記載の光磁気情報記録再
    生装置において、光磁気信号検出部が少なくとも二つ以
    上のTE/TMモード分離素子からなることを特徴とす
    る光磁気情報記録再生装置。
  6. 【請求項6】請求項1記載の光磁気情報記録再生装置に
    おいて、焦点誤差信号検出部における2−4結合部と同
    じ構成の結合部に同じ入射角度で入射させることを、少
    なくとも一回以上行なうことを特徴とする光磁気情報記
    録再生装置。
  7. 【請求項7】請求項1,2,3記載の光磁気情報記録再
    生装置において、光磁気信号検出部のTE/TMモード
    分離素子における2−3結合部において、前記光導波路
    カプラーでカップリングされた導波モードが、反射また
    は透過(屈折)する領域よりも光の導波方向にある第2
    光導波路と第3光導波路の境界線の形状が、徐々に反射
    光側に近づくようになっていることを特徴とする光磁気
    情報記録再生装置。
JP4334473A 1992-12-15 1992-12-15 光磁気情報記録再生装置 Pending JPH06180886A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4334473A JPH06180886A (ja) 1992-12-15 1992-12-15 光磁気情報記録再生装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4334473A JPH06180886A (ja) 1992-12-15 1992-12-15 光磁気情報記録再生装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06180886A true JPH06180886A (ja) 1994-06-28

Family

ID=18277785

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4334473A Pending JPH06180886A (ja) 1992-12-15 1992-12-15 光磁気情報記録再生装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06180886A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006275568A (ja) * 2005-03-28 2006-10-12 Institute Of Physical & Chemical Research フォトニック結晶導波路のフォトニックバンド構造の測定方法およびその装置

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006275568A (ja) * 2005-03-28 2006-10-12 Institute Of Physical & Chemical Research フォトニック結晶導波路のフォトニックバンド構造の測定方法およびその装置
JP4657775B2 (ja) * 2005-03-28 2011-03-23 独立行政法人理化学研究所 フォトニック結晶導波路のフォトニックバンド構造の測定方法およびその装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5208800A (en) Mode splitter and magneto-optical signal detection device
JPH07287883A (ja) 光集積回路
JPH027238A (ja) 光情報記録再生装置
JP3029541B2 (ja) 光ピックアップ装置
JPH06180886A (ja) 光磁気情報記録再生装置
JP3152456B2 (ja) 焦点誤差信号検出装置及び光情報記録再生装置並びに光磁気情報記録再生装置
JP3373560B2 (ja) 光磁気情報記録再生装置
JPH01271931A (ja) 光学的再生ヘッド
US7899285B2 (en) Leaky surface-plasmon mode directional coupler and polarization detection module for magneto-optical pickup head using the same
JP3213405B2 (ja) 高屈折率媒質から低屈折率媒質へ全反射を生じる角度以下の入射角で入射する入射光を検出する光検出装置
JP3302709B2 (ja) 光磁気情報記録再生装置及びその製造方法
JPH07272311A (ja) 光集積回路及び光ピックアップ
JPH0246412A (ja) 光学ヘッド装置
JPH03192305A (ja) 光学素子
JPH05225639A (ja) 光磁気信号検出装置
JP3277040B2 (ja) 導波光分離検出器及びその製造方法並びに導波光分離検出装置
JPH06150425A (ja) 光ピックアップ
JPH0495252A (ja) 光学読取装置
JPH07272310A (ja) 光集積回路及び光ピックアップ
JPH04149840A (ja) 光学式情報読取り装置
JPH0388155A (ja) 光学ヘッド
JPH05128623A (ja) 光磁気媒体用ピツクアツプ
JPH05325249A (ja) 光ピックアップ
JPH03192558A (ja) 光学ヘッド
JPH04146545A (ja) 光ピックアップ装置