JPS6353729A - 集積化光ヘツド - Google Patents

集積化光ヘツド

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JPS6353729A
JPS6353729A JP61197382A JP19738286A JPS6353729A JP S6353729 A JPS6353729 A JP S6353729A JP 61197382 A JP61197382 A JP 61197382A JP 19738286 A JP19738286 A JP 19738286A JP S6353729 A JPS6353729 A JP S6353729A
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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］ 本発明は光学的情報記録再生装置における光ヘッドに関
し、特に光集束性レンズと導波型光回路とを集積化した
光ヘッドに関する。
［従来の技術］ 光デイスク装置や光磁気ディスク装置等の光学的情報記
録再生装置においては、記録媒体に対し記録または再生
のための光照射を行ない更に該記録媒体からの光を検出
するために光ヘッドが用いられる。この様な光ヘッドと
しては、従来、種々のレンズ、スプリッタ等の光学部品
を整列配近してなる、いわゆるバルク型のものが用いら
れている。
しかし、　　この様なバルク型の光ヘッドでは小型化に
限度があるので、近年の小型化の要求を十分に満たすこ
とはできない、また、バルク型の光ヘッドはその作製に
際し光学部品の組立調整を必要とし、その上均−な性能
のものが得難いという難点がある。
そこで、近年、小型化及び信頼性の向上を自損して光集
積回路型の光ヘッドが提案されるに至っている。
第４図は従来提案されている集積化光ヘッドの構成を示
す概略斜視図である。
第４図において、２は基板であり、該基板の表面に光導
波路１が形成されている。該光導波路の表面には光集束
作用を有するグレーティングカップラ３０が形成されて
いる。３は光源たる半導体レーザであり、該レーザは光
導波路１の端面に結合されている。
この光ヘッドにおいては、半導体レーザ３からのレーザ
光束は端面詰合により光導波路ｌ内の発散導波光３１に
結合される。該発散導波光が上記集束型グレーティング
カップラ３０に到達すると、該カップラにより空間伝搬
の集束光３２に結合される。該出射集束光は図示される
様に空間の所定の位置Ｓに集束せしめられる。従って、
この位置Ｓに情報記録媒体を配置することにより光束の
スポット照射が行なわれる。
尚、図示はしないが、情報記録媒体からの反射光も同様
に不図示の集束型グレーティングカップラにより光導波
路１内の導波光に結合され、不図示の光桧山器により検
出される。
［発明が解決しようとする問題点］ しかして、以上の様な従来提案されている集積化光ヘッ
ドにおいては１回折限界に近い光スポットを得ることの
できる集束型グレーティングカップラの作製には著しく
厳しい精度を要求され、事実上作製誤差等の理由で精度
良好な光ヘッドの実現が困難であった。
また、上記の様な集束型グレーティングカップラは、理
想的に高精度に作製されたとしても２その理想的使用状
態の実現は極めて困難であるという問題点もあった。即
ち、該グレーティングカップラに対する入射光の入射角
度のずれ、入射光の波長ずれ、入射光の入射位置ずれ等
により、著しい収差が現れるので、光集束性能を良好に
維持するのは極めて困難である。
そこで、本発明は、以上の様な従来技術に鑑みて、小型
化が実現できるという光集積回路型の構成の利点を失う
ことなく、更に光学的性能が良好で、作製が容易で、且
つ良好な状態での使用が容易な集積化光ヘッドを提供す
ることを目的とする。
［問題点を解決するための手段］ 本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして
、表面に光導波路が形成されている基板の内部に該基板
を横切る方向の光軸をもつ屈折率分布型レンズが形成さ
れており、上記光導波路にはその内部を伝搬する導波光
と上記屈折率分布型レンズを通過する光束とを結合せし
めるグレーティング構造が形成されていることを特徴と
する、集積化光ヘッドが提供される。
［実施例］ 以下、図面を参照しながら本発明の具体的実施例を説明
する。
第１図（ａ）は本発明による集積化光ヘッドの第１の実
施例を示す概略斜視図であり、第１図（ｂ）はそのＢ−
Ｂ断面図である。
第１図において、２はガラス基板であり、１はその表面
に形成された比較的屈折率の高いスラブ光導波路である
。該スラブ光導波路の一部には互いに平行な２つのチャ
ンネル光導波路１２．１３が設けられている。該チャン
ネル光導波路の一部分にはそれぞれグレーティング４．
５が形成されている。また、上記スラブ光導波路の表面
には均−周期のグレーティング構造６が設けられている
。該グレーティング構造上にはＰＭＭＡ等の誘電体膜の
バッファ層９とＡＩ等の金属膜または多層膜の反射層８
とからなる反射構造層が付設されている。
上記チャンネル光導波路１２．１３の一端はいづれもス
ラブ光導波路１の端面まで延びており、一方のチャンネ
ル光導波路１２の端面には光源たる半導体レーザ３が接
続されており、他方のチャンネル光導波路１３の端面に
は光ファイバ１１の一端が接続されている０図示はしな
いが、該光ファイバ１１の他端には光検出器が接続され
ている。
第１図（ｂ）に示される様に、基板２の上記グレーティ
ング構造６に対応する他面側には屈折率分布型レンズ７
ａが形成されている。該レンズは光集束性を有する。尚
、第１図（ｂ）において。
１０は情報記録媒体を示す。
本実施例における光導波路は、たとえば、基板２の表面
全面に一旦高屈折率の導波路を形成し。
しかる後にフォトリソグラフィー技術よりチャンネル光
導波路形成部分のみをマスクしてイオンビームを用いた
ドライエツチングにより所定の厚さエツチングすること
により上記スラブ光導波路１及び上記チャンネル光導波
路１２．１３として作成することができる。
本実施例における反射構造層は、たとえば、スピナー塗
布を用いてバッファ層を形成し、しかる後に蒸着により
反射層を形成することにより作成することができる。
本実施例における屈折率分布型レンズ７ａは、たとえば
、ガラス基板２の表面にフォトリソグラフィー技術によ
り所定のマスクを形成し、ＡｇＮ　０３　、　Ｔ　Ｉ　
Ｎ　０３等の溶融塩中で熱処理することによりガラス基
板２中のＮａイオン等の１価イオンと溶融塩中のＡｇイ
オンやＴＩイオン等の１価イオンとをイオン交換させる
。いわゆるイオン交換法により作成することができる。
この様な方法によれば、所望の良好な屈折率分布をもち
従って良好な性能をもつレンズが得られる。
以上の様な本実施例においては、半導体レーザ３からの
光束はチャンネル光導波路１２内を矢印の向きに伝搬す
るチャンネル導波光に結合される。該チャンネル導波光
はグレーティング４に到達して、ここでブラッグ回折せ
しめられ、スラブ光導波路１内を矢印の向きに右方へと
伝搬するスラブ導波光に結合される。該スラブ導波光は
上記チャンネル光導波路１２の長さ方向に関するグレー
ティング４の長さに対応する幅をもって上記グレーティ
ング構造６へと伝搬する。該グレーティング構造はほぼ
該スラブ導波光の幅に対応する幅を有する。該グレーテ
ィング構造６ではバッファ層９及び反射層８からなる反
射構造層が設けられており、該反射構造層を実質的に位
相整合条件を満たす様に適切に設定しておくことにより
上記スラブ導波光は極めて高効率にて基板ｚ側へと回折
せしめられる［この様な反射構造層を付設したグレーテ
ィング構造に関しては特願昭６０−２２４９２７号に詳
しい記載がある］、かくして、上記スラブ導波光は基板
ｚ内を下向きに進行する平行光束に結合せしめられる。
該平行光束は上記屈折率分布型レンズ７ａに到達し該レ
ンズにより集束せしめられて基板２から出射し、記録媒
体１０上にスポットを形成する。
一方、情報記録媒体ｌＯからの反射光は上記経路を逆行
し、屈折率分布型レンズ７ａ及びグレーティング構造６
を経て上記スラブ光導波路１内を矢印の向きに左方へと
伝搬するスラブ導波光に結合される。該スラブ導波光は
上記チャンネル光導波路１３のグレーティング５に到達
し、ここでブラッグ回折せしめられ、チャンネル光導波
路１３内を矢印の向きに伝搬するチャンネル導波光に結
合される。該チャンネル導波光は端面詰合により上記光
フアイバ１１内に導入され不図示の光検出器へと伝搬す
る。
情報の記録時には半導体レーザ３からの光束を記録信号
に従って変調せしめておくことにより情報記録媒体１０
へ情報を記録することができ、また情報の再生時には半
導体レーザ３からの光束の強度を一定に維持しておくこ
とにより情報記録媒体１０の記録情報を光検出器で検出
して再生することができる。
以上の本実施例においては、チャンネル光導波路１２．
１３及びその上に形成されたグレーティング４．５を用
いることにより、光源側からの光束をスラブ導波光に結
合させたり逆にスラブ導波光を光検出器側への出力光に
結合させたりしている。この様な構成によれば、導波路
レンズを用いる構成に比べて、光路を短縮できるので小
型化が回旋であり、構成要素間の位置精度をそれ程厳密
に設定しなくてもよいので作製が容易であり、且つ設計
の自由度も大きい１等の利点がある［この様なスラブ導
波光とチャンネル導波光との結合のためのグレーティン
グ構造に関しては特願昭６０−２６２８５５号に詳しい
記載がある］。
第２図は本発明による集植化光ヘッドの第２の実施例を
示す概略断面図であり、上記第１図（ｂ）と同様の図で
ある。
本実施例は、基板２内の屈折率分布型レンズ７ｂの位置
がグレーティング構造６側にある点のみが上記第１の実
施例と異なる。
第３図は本発明による集積化光ヘッドの第３の実施例を
示す概略斜視図である６本図において上記第１図におけ
ると同様の部材には同一の符号が付されている。
第３図において、２３は基板２の表面に形成されたスラ
ブ光導波路であるが、該導波路はＺｎＯ等の圧電性を有
する材料からなる。また、該導波路の一部には上記第１
実施例と同様にチャンネル光導波路１２が形成されてお
り、該チャンネル光導波路の一部に形成されたグレーテ
ィング４と上記スラブ光導波路２３の表面には形成され
たグレーティング構造６との間に矢印で示される弾性表
面波２２を励振せしめるためのくし型電極２０がスラブ
光導波路２３上に形成されている。２１は該くし型電極
２０に高周波を印加するための電源である。
本実施例においては、グレーティング４により回折せし
められてグレーティング構造６へと矢印の向きに右方へ
伝搬するスラブ導波光に対し、くし型電極２０から励振
された弾性表面波２２が回折格子として作用し、該回折
格子の周期即ち弾性表面波２２の波長に応じた角度に導
波光が偏向せしめられる。従って、本実施例においては
、電源２１に印加する高周波の周波数を変化させること
により、スラブ導波光をグレーティング構造６に対し連
続的に異なる角度で入射させることができ、かくして基
板２内の屈折率分布型レンズ７を通って集束せしめられ
る光のスポット位置を連続的に変化させることができ、
これによりトラッキング機能を実現することができる。
［発明の効果］ 以上の様な本発明によれば、グレーティング構造と屈折
率分布型レンズとを組合せることにより、入射角度、入
射位置及び光源波長等のそれぞれの比較的広い範囲わた
って収差を低減し得るので、良好な光学的性簡を有し、
良好な使用状態を容易に実現することかでさ几つ容易に
作製できる光ヘッドが提供される。更に、本発明によれ
ば、光集積回路型の構成であるが故の小型、軽量、薄型
及び高信頼性等の利点を有する光ヘッドが提供される。
【図面の簡単な説明】
ｔ５１図（ａ）は本発明による集積化光ヘッドの概略斜
視図であり、第１図（ｂ）はそのＢ−Ｂ断面図である。 第２図は本発明による集積化光ヘッドの概略断面図であ
る。 第３図は本発明による集積化光ヘッドの概略斜視図であ
る。 第４図は従来の集積化光ヘッドの構成を示す概略斜視図
である。 Ｌ、２３ニスラブ光導波路、　　２二基板、３：半導体
レーザ、 ４．５ニゲレーテイング、 ６：グレーティング構造、 ７．７ａ、７ｂ：屈折率分布型レンズ、８：反射層、　
　　　　　９：バッファ層、１１：光ファイバ、 １２．１３：チャンネル光導波路、 ２０：＜Ｌ型電極。 代理人　　弁理士　　山　下　穣　子 弟１図（ｏ） 第１図（ｂ） 第２図

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）表面に光導波路が形成されている基板の内部に該
    基板を横切る方向の光軸をもつ屈折率分布型レンズが形
    成されており、上記光導波路にはその内部を伝搬する導
    波光と上記屈折率分布型レンズを通過する光束とを結合
    せしめるグレーティング構造が形成されていることを特
    徴とする、集積化光ヘッド。
  2. （２）グレーティング構造に反射構造層が付設されてい
    る、特許請求の範囲第１項の集積化光ヘッド。
  3. （３）反射構造層がグレーティング構造上に形成された
    誘電体層と該誘電体層上に形成された反射層とを有する
    、特許請求の範囲第１項の集積化光ヘッド。
  4. （４）グレーティング構造の形成されている光導波路が
    スラブ光導波路であり、該スラブ光導波路の一部に少な
    くとも１つのチャンネル光導波路が形成されており、該
    チャンネル光導波路の少なくとも一部には該チャンネル
    光導波路内を伝搬する導波光と上記スラブ光導波路内を
    伝搬する導波光とを結合せしめるグレーティングが形成
    されており、且つ該チャンネル光導波路には光源または
    光検出器が直接的または間接的に接続されている、特許
    請求の範囲第１項の集積化光ヘッド。
  5. （５）光導波路が圧電性を有する材料からなり、該光導
    波路を伝搬する導波光を横切る向きに進行する弾性表面
    波を生ぜしめるための手段が設けられている、特許請求
    の範囲第１項の集積化光ヘッド。
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