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JP2003141768A - Optical probe and optical pickup - Google Patents

Optical probe and optical pickup

Info

Publication number
JP2003141768A
JP2003141768A JP2001332331A JP2001332331A JP2003141768A JP 2003141768 A JP2003141768 A JP 2003141768A JP 2001332331 A JP2001332331 A JP 2001332331A JP 2001332331 A JP2001332331 A JP 2001332331A JP 2003141768 A JP2003141768 A JP 2003141768A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
optical
optical probe
light emitting
substrate
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
JP2001332331A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Junichi Takahashi
淳一 高橋
Hiroyasu Mifune
博庸 三船
Genichi Otsu
元一 大津
Motonobu Korogi
元伸 興梠
Takashi Yatsui
崇 八井
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.)
Kanagawa Academy of Science and Technology
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Kanagawa Academy of Science and Technology
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 Kanagawa Academy of Science and Technology, Ricoh Co Ltd filed Critical Kanagawa Academy of Science and Technology
Priority to JP2001332331A priority Critical patent/JP2003141768A/en
Publication of JP2003141768A publication Critical patent/JP2003141768A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】光出射開口が破損しにくく、高精度と高再現性
で微小な光出射開口を有するとともに、より高速なトラ
ッキング動作を行う。 【解決手段】高屈折率材料で形成された基板2と同じ材
料で形成され、外壁に先細のテーパー面を有し、先端部
に細長形状の光出射部5を有する突起部3と対向する面
に、基板2と同じ材料で形成されたマイクロレンズ4を
設け、マイクロレンズ4に入射した光がマイクロレンズ
4と基板2の境界で反射することを防止し、入射した光
を有効に利用する。この入射した光をマイクロレンズ4
で光出射部5に集光して、光出射部に非常に小さな光ス
ポットを実現する。
(57) [PROBLEMS] To provide a light emitting aperture that is hardly damaged, has a small light emitting aperture with high accuracy and high reproducibility, and performs a higher-speed tracking operation. A surface which is formed of the same material as a substrate made of a high refractive index material, has a tapered tapered surface on an outer wall, and faces a protruding portion having a light emitting portion having an elongated shape at a tip end. Is provided with a microlens 4 formed of the same material as that of the substrate 2 to prevent light incident on the microlens 4 from being reflected at the boundary between the microlens 4 and the substrate 2 and to utilize the incident light effectively. This incident light is passed through a micro lens 4
The light is condensed on the light emitting unit 5 to realize a very small light spot on the light emitting unit.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、近接場光を発生
する光プローブと光ピックアップ用光学素子及び光ピッ
クアップ、特に光記録媒体に対する記録密度の高密度化
に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical probe for generating near-field light, an optical element for an optical pickup, and an optical pickup, and more particularly to increasing the recording density of an optical recording medium.

【0002】[0002]

【従来の技術】CDやDVDに代表される光記録媒体
は、大容量で小型化にする高密度化の方向に進歩してい
る。このように光記録媒体を高密度化するためには、入
射する光の波長λを短波長にするともにレンズの開口数
を大きくして光記録媒体の記録ビットを微小化する必要
である。しかし光の回折限界により光の分解能を上げる
には限度があり、光記録媒体の記録ビットを回折限界を
越えて微小化できないとともに、微小化した記録ビット
をクロストークなしで読むことができなくなる。
2. Description of the Related Art Optical recording media typified by CDs and DVDs have been advancing toward high density and high density. As described above, in order to increase the density of the optical recording medium, it is necessary to shorten the wavelength λ of the incident light and increase the numerical aperture of the lens to miniaturize the recording bits of the optical recording medium. However, there is a limit to increase the resolution of light due to the diffraction limit of light, and it is impossible to miniaturize the recording bit of the optical recording medium beyond the diffraction limit and read the miniaturized recording bit without crosstalk.

【0003】この光の回折限界を越えて記録ビットを微
小化する解決策の1つとして近接場光を使用した光プロ
ーブが、例えば特開2000−171380号公報に開示されてい
る。特開2000−171380号公報に示された光プローブは、
シリコン基板の一方の面に長方形状の光入射開口を設
け、光入射開口と反対の面に光入射開口から入射された
光を集光して出射する光出射開口を設け、光入射開口と
光出射開口の間に、光入射開口に直交する面の断面が次
第に小となるように形成されたガイド壁を設け、光出射
開口は一次元的な長方形状の開口に複数の遮光材を長辺
方向に略等間隔で複数個配設して複数の開口を形成して
スリット状とし、光プローブを軽量化と小型化するとと
もに、高精度のトラッキング制御ができるようにしてい
る。
An optical probe using near-field light is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-171380 as one of the solutions for miniaturizing the recording bit beyond the light diffraction limit. The optical probe shown in JP-A-2000-171380,
A rectangular light entrance opening is provided on one surface of the silicon substrate, and a light exit opening that collects and outputs the light incident from the light entrance opening is provided on the surface opposite to the light entrance opening. A guide wall is formed between the exit openings so that the cross section of the plane orthogonal to the light entrance opening is gradually smaller. The light exit opening is a one-dimensional rectangular opening with multiple light-shielding members on the long side. A plurality of apertures are formed at substantially equal intervals in the direction to form a plurality of apertures, and the slits are formed to reduce the weight and size of the optical probe and enable highly accurate tracking control.

【0004】この光プローブは光出射開口側の長方形形
状の短辺の寸法を数10nmにする必要がある。この光プ
ローブを製造するときは、シリコン基板の両面を酸化処
理してSi基板の表面と裏面にSiO層を形成し、一
方のSiO層側例えば表面からリゾグラフィにより、
光入射開口とガイド壁を形成するためのレジスト膜のマ
スクパターンを形成する。このマスクパターン側から裏
面まで異方性エッチング処理を行い、光入射開口とガイ
ド壁を形成する。このエッチング処理により形成された
部分に表面側から保護材を形成し、例えば電子ビーム描
画装置を用いて裏面に光出射開口を形成するためのレジ
スト膜からなるマスクパターンを形成し、このマスクパ
ターンを例えばフッ素酸緩衝溶液を用いて除去する処理
を行い、レジスト膜を除去するとともに保護材を除去し
て、一次元方向に配列された光出射開口を形成してい
る。
In this optical probe, it is necessary to set the dimension of the short side of the rectangular shape on the light emission opening side to several tens of nm. When manufacturing this optical probe, a SiO 2 layer formed on the surface and the back surface of the Si substrate by oxidizing the surfaces of the silicon substrate, by Rizogurafi from one SiO 2 layer side such as surface,
A mask pattern of a resist film for forming the light entrance opening and the guide wall is formed. Anisotropic etching is performed from the mask pattern side to the back surface to form the light incident opening and the guide wall. A protective material is formed from the front side on the portion formed by this etching process, and a mask pattern made of a resist film for forming a light emission opening is formed on the back side using, for example, an electron beam drawing apparatus, and this mask pattern is formed. For example, the removal process is performed by using a fluoric acid buffer solution, the resist film is removed, and the protective material is removed to form the light emission openings arranged in a one-dimensional direction.

【0005】しかしながらシリコン基板の厚さは、各基
板間で数10μm程度ばらついている。また、エッチング
スピードも、エッチング液中に溶解したシリコンの量や
エッチング液にとけ込む酸素の量、微妙な温度などによ
り、大きく変化する。したがって、あらかじめ測定した
エッチングスピードとシリコン基板の厚さから数10nm
の開口寸法が形成されるようにエッチングを停止するこ
とは現実には非常に困難である。
However, the thickness of the silicon substrate varies by several tens of μm between the substrates. The etching speed also greatly changes depending on the amount of silicon dissolved in the etching liquid, the amount of oxygen dissolved in the etching liquid, the delicate temperature, and the like. Therefore, from the etching speed measured in advance and the thickness of the silicon substrate, several tens of nm
It is very difficult in practice to stop the etching so that the opening size is formed.

【0006】また、小さい光出射開口の周囲に厚い縁が
できるため、このままだと記録媒体に数10nmの距離ま
で光出射開口を近づけることができない。そこで縁を除
去するが、このときの光出射開口を有する部分の厚さは
10μm程度であるので、縁を除去する際、あるいは除
去した後に非常に破損しやすくなる。
Further, since a thick edge is formed around the small light emitting opening, the light emitting opening cannot be brought close to the recording medium up to a distance of several tens of nm. Then, the edge is removed. However, since the thickness of the portion having the light emission opening at this time is about 10 μm, the edge is very likely to be damaged during or after the removal.

【0007】この発明はかかる短所を改善し、光出射開
口が破損しにくく、高精度と高再現性で微小な光出射開
口を有するとともに、より高速なトラッキング動作を行
うことができる光プローブと、より精度の高いトラッキ
ング制御を行うことができる光ピックアップ装置を提供
することを目的とするものである。
The present invention solves the above disadvantages, the light emitting aperture is not easily damaged, has a fine light emitting aperture with high accuracy and high reproducibility, and is capable of performing a higher-speed tracking operation. An object of the present invention is to provide an optical pickup device capable of performing more accurate tracking control.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】この発明に係る光プロー
ブは、高屈折率材料で形成された基板と、基板と同じ材
料で形成され、外壁に先細のテーパー面を有し、先端部
に細長形状の光出射部を有する突起部と、基板の突起部
と対向する面に、基板と同じ材料で形成された集光レン
ズとを有することを特徴とする。
An optical probe according to the present invention comprises a substrate made of a high refractive index material, a substrate made of the same material as the substrate, an outer wall having a tapered surface, and an elongated tip. It is characterized in that it has a protrusion having a light emitting portion in a shape and a condenser lens made of the same material as the substrate on a surface of the substrate facing the protrusion.

【0009】前記突起部の先端部に設けた光出射部に複
数の遮光部を細長形状の長辺方向に略等間隔で複数個配
設して、光出射部をスリット状に分割することが望まし
い。
It is possible to divide the light emitting portion into slits by disposing a plurality of light shielding portions on the light emitting portion provided at the tip of the protrusion at substantially equal intervals in the long side direction of the elongated shape. desirable.

【0010】また、前記集光レンズの外周部に補強部材
を設けたり、集光レンズ側に透光性基板を設けると良
い。
Further, it is preferable to provide a reinforcing member on the outer peripheral portion of the condenser lens or to provide a transparent substrate on the condenser lens side.

【0011】さらに、集光レンズと基板及び突起部の屈
折率をn、集光レンズに入射する光の波長をλとしたと
き、突起部の先端に設けた細長形状の光出射部の長辺の
長さaと短辺の長さbを、a≧(λ/2n)、b<(λ
/2n)の条件を満たすように光出射部の形状を定める
と良い。
Further, when the refractive index of the condenser lens, the substrate and the protrusion is n and the wavelength of the light incident on the condenser lens is λ, the long side of the elongated light emitting portion provided at the tip of the protrusion. Of the length a and the length b of the short side are a ≧ (λ / 2n), b <(λ
The shape of the light emitting portion may be determined so as to satisfy the condition of / 2n).

【0012】この発明の光ピックアップは、前記光プロ
ーブを有する光ピックアップであって、記録再生用の光
を出射する光学系と光プローブの間に、光学系から出射
する光を偏向して光プローブの細長形状の光出射部の長
辺方向に走査する光偏向手段を有することを特徴とす
る。
An optical pickup according to the present invention is an optical pickup having the above-mentioned optical probe, wherein the light emitted from the optical system is deflected between an optical system for emitting the recording / reproducing light and the optical probe. It has a light deflecting means for scanning in the long side direction of the elongated light emitting part.

【0013】前記光偏向手段としてガルバノミラーや回
転多面鏡あるいは音響光学偏向器又は電気光学偏向器を
使用すると良い。
A galvanometer mirror, a rotary polygon mirror, an acousto-optic deflector or an electro-optic deflector may be used as the light deflecting means.

【0014】また、前記電気光学偏向器は立方体の電気
光学結晶で構成し、光が透過する方向と平行な電極が形
成され、電極の幅は光が透過する方向に沿って変化する
形状に形成されていることが望ましい。
Further, the electro-optical deflector is composed of a cubic electro-optical crystal, and an electrode is formed parallel to the light transmitting direction, and the width of the electrode is formed in a shape changing along the light transmitting direction. It is desirable that

【0015】さらに、電気光学結晶としてLN(LiN
bO)結晶を用い、LN結晶の光学軸と平行に電界が
加えられるように電極の形状を定めると良い。
Further, as an electro-optic crystal, LN (LiN
It is preferable to use a bO 3 ) crystal and determine the shape of the electrode so that an electric field is applied parallel to the optical axis of the LN crystal.

【0016】また、前記電気光学結晶としてドメイン反
転型の電気光学結晶を使用すると良い。
Further, it is preferable to use a domain inversion type electro-optical crystal as the electro-optical crystal.

【0017】また、電気光学結晶に入射する光を光学軸
と平行な方向の直線偏光とすることが望ましい。
Further, it is desirable that the light incident on the electro-optic crystal be linearly polarized light in a direction parallel to the optical axis.

【0018】また、この発明の光ピックアップは、光プ
ローブをアームの先端下部に設け、光学系と光偏向手段
とともに光偏向手段からの光の光路を変えて光プローブ
に入射する集光手段をアームの上部に搭載したことを特
徴とする。
Further, in the optical pickup of the present invention, the optical probe is provided below the tip of the arm, and the optical system, the optical deflecting means, and the focusing means for changing the optical path of the light from the optical deflecting means to enter the optical probe. It is characterized by being installed on the upper part of.

【0019】[0019]

【発明の実施の形態】図1はこの発明の光プローブの構
成を示し、(a)は正面図、(b)は断面図、(c)は
裏面図である。図に示すように、光プローブ1は、高屈
折率材料、例えばSi材料で形成された基板2と、基板
2と同じ材料で形成され、基板1の一方の面に設けられ
た突起部3と、基板2と同じ材料で形成され、基板2の
突起部3と対向する面に設けられ、光を集光するマイク
ロレンズ4を有する。突起部3は、図2の斜視図に示す
ように、先端部が先細となったテーパー面からなる側面
を有する角錐台形状に形成され、角錐台形状の頂点部に
は細長形状の光出射部5を有する。この細長形状の光出
射部5の長辺の寸法はレーザ光の波長以上であり、短辺
の寸法は数10nmの波長以下に形成され、光出射部5付
近に近接場光と伝搬光を発生させる。突起部3が設けら
れた基板2の面と突起部3の側面には金属遮光膜6を有
する。この金属遮光膜6は、例えばAl,Au等で形成
され、例えば蒸着法等の薄膜形成技術により光を透過さ
せない程度の膜厚に形成されている。例えばAl材料で
金属遮光膜6を形成した場合は、約30nm程度あるいは
それ以上の膜厚で形成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIG. 1 shows the structure of an optical probe of the present invention, (a) is a front view, (b) is a sectional view, and (c) is a rear view. As shown in the figure, the optical probe 1 includes a substrate 2 formed of a high refractive index material, for example, a Si material, and a protrusion 3 formed of the same material as the substrate 2 and provided on one surface of the substrate 1. The microlens 4 is formed of the same material as the substrate 2 and is provided on the surface of the substrate 2 facing the protrusion 3 and condenses light. As shown in the perspective view of FIG. 2, the protrusion 3 is formed in a truncated pyramid shape having a tapered side surface with a tapered tip, and an elongated light emitting portion at the apex of the truncated pyramid shape. Have 5. The long side of the elongated light emitting section 5 is longer than the wavelength of the laser light, and the short side of the elongated light emitting section 5 is formed to have a wavelength of several tens of nanometers or less, thereby generating near-field light and propagating light near the light emitting section 5. Let A metal light-shielding film 6 is provided on the surface of the substrate 2 on which the protrusion 3 is provided and on the side surface of the protrusion 3. The metal light-shielding film 6 is formed of, for example, Al, Au, or the like, and is formed by a thin film forming technique such as vapor deposition to a thickness that does not allow light to pass therethrough. For example, when the metal light-shielding film 6 is formed of an Al material, it is formed with a film thickness of about 30 nm or more.

【0020】この光プローブ1を使用した光ピックアッ
プの光学系7は、図3の構成図に示すように、レーザ光
源としての半導体レーザ素子(以下、LDという)8と
コリメータレンズ9aとビームスプリッタ10とコリメ
ータレンズ9b及び光検出デバイス(以下、PDとい
う)11を有し、光学系7のビームスプリッタ10と光
プローブ1の間には偏向器12を有する。偏向器12は
例えばモータにより揺動するガルバノミラー13からな
る。
An optical system 7 of an optical pickup using this optical probe 1 has a semiconductor laser element (hereinafter referred to as LD) 8 as a laser light source, a collimator lens 9a and a beam splitter 10 as shown in the configuration diagram of FIG. And a collimator lens 9b and a photodetecting device (hereinafter referred to as PD) 11, and a deflector 12 between the beam splitter 10 of the optical system 7 and the optical probe 1. The deflector 12 is composed of, for example, a galvanometer mirror 13 which is swung by a motor.

【0021】この光ピックアップの光学系7で記録媒体
14に情報を記録したり、記録媒体14に記録された情
報を読み取るとき、LD8から出射したレーザ光はコリ
メートレンズ9aで平行光になり、ビームスプリッタ1
0で直角に反射され、ガルバノミラー13により反射さ
れる。ガルバノミラー13により反射したレーザ光は光
プローブ1のマイクロレンズ4に入射し、基板2を通り
突起部3の先端部に設けた光出射部5に集光する。この
光出射部5に集光するレーザ光を通す光プローブ1のマ
イクロレンズ4と基板2及び突起部3は同じ高屈折率材
料、例えば750nm〜850nmで屈折率が3.7程度のSi
材料で形成されているから、マイクロレンズ4に入射し
たレーザ光がマイクロレンズ4と基板2の境界及び基板
2と突起部3の境界で反射することを防ぐことができ、
光プローブ1に入射した光を効率良く利用することがで
きる。また、光プローブ1のマイクロレンズ4に入射し
た光を、金属遮光膜6で散乱させて突起部3の光出射部
5における光強度が大きくなるように集光し、光出射部
5の近傍に近接場光を発生させ、記録媒体14に情報を
効率良く記録したり再生することができる。また、突起
部3の先端から発生する光以外の光を金属遮光膜6で遮
断して、読み取り信号のS/Nを向上させることができ
る。
When information is recorded on the recording medium 14 or information recorded on the recording medium 14 is read by the optical system 7 of the optical pickup, the laser beam emitted from the LD 8 is collimated by the collimator lens 9a and becomes a beam. Splitter 1
It is reflected at a right angle of 0 and is reflected by the galvano mirror 13. The laser light reflected by the galvanometer mirror 13 enters the microlens 4 of the optical probe 1, passes through the substrate 2, and is focused on the light emitting portion 5 provided at the tip of the protrusion 3. The microlens 4 of the optical probe 1 that passes the laser beam focused on the light emitting portion 5, the substrate 2 and the protrusion 3 are made of the same high refractive index material, for example, Si having a refractive index of about 3.7 at 750 nm to 850 nm.
Since it is made of a material, it is possible to prevent the laser light incident on the microlens 4 from being reflected at the boundary between the microlens 4 and the substrate 2 and at the boundary between the substrate 2 and the protrusion 3.
The light incident on the optical probe 1 can be efficiently used. Further, the light incident on the microlens 4 of the optical probe 1 is scattered by the metal light-shielding film 6 and is condensed so that the light intensity at the light emitting portion 5 of the protrusion 3 becomes large, and the light is emitted in the vicinity of the light emitting portion 5. Information can be efficiently recorded or reproduced on the recording medium 14 by generating near-field light. Moreover, the light other than the light generated from the tip of the protrusion 3 can be blocked by the metal light shielding film 6 to improve the S / N of the read signal.

【0022】また、光プローブ1に入射するレーザ光
は、ガルバノミラー13を揺動によりレーザ光を反射さ
せる方向を周期的に変えられながら突起部3の頂点部に
設けられた光出射部5に向かい、光出射部5の長辺方向
に走査される。
The laser light incident on the optical probe 1 is transmitted to the light emitting portion 5 provided at the apex of the protrusion 3 while the direction of reflecting the laser light is periodically changed by oscillating the galvanometer mirror 13. Scanning is performed in the direction of the long side of the light emitting unit 5.

【0023】この光ピックアップの光学系7で記録媒体
14に情報を記録したり再生するときの一処理としてト
ラッキングエラー検出とトラッキングアクチュエーショ
ンが挙げられる。記録媒体14上には、書き込みができ
ないROMタイプの場合を除いて各トラックにトラック
を案内する案内溝としてのランドグルーブが存在する。
ガルバノミラー13によりトラック幅より小さい幅で出
射光の位置が振れるように、いわゆるビームウォブリン
グ動作をさせる。そして記録媒体14のランドあるいは
グルーブに出射光が当たるタイミングと、そのときに記
録媒体14から反射してガルバノミラー13とビームス
プリッタ10及びコリメートレンズ9bを通ってPD1
2に入射する反射光の強度からウォブリングする出射光
振れ幅の中心位置とトラック中心位置とのずれを検出で
き、いわゆるトラックエラー検出を行うことができる。
また、この値から、PD12からガルバノミラー13へ
の制御回路により出射光振れ幅の中心位置とトラック中
心位置を一致させるようにガルバノミラー13を制御す
ることができる。
Tracking error detection and tracking actuation are one of the processes for recording and reproducing information on the recording medium 14 by the optical system 7 of the optical pickup. On the recording medium 14, there is a land groove as a guide groove for guiding the track to each track except for the ROM type in which writing is not possible.
A so-called beam wobbling operation is performed by the galvano mirror 13 so that the position of the emitted light is swung with a width smaller than the track width. Then, when the emitted light hits the land or groove of the recording medium 14, and at that time, the PD 1 is reflected from the recording medium 14 and passes through the galvanometer mirror 13, the beam splitter 10, and the collimating lens 9b.
The deviation between the center position of the wobbling width of the emitted light and the center position of the track can be detected from the intensity of the reflected light incident on 2, and so-called track error detection can be performed.
Further, from this value, the galvano mirror 13 can be controlled by the control circuit from the PD 12 to the galvano mirror 13 so that the center position of the oscillation width of the emitted light coincides with the center position of the track.

【0024】また、記録媒体14に記録したり再生する
とき、ガルバノミラー13を揺動することによりレーザ
光を反射させる方向を変え、光プローブ1の突起部3の
頂点部に設けられた光出射部5の長辺方向に走査するこ
とにより、記録媒体14の複数トラックに記録あるいは
再生を行うことができる。すなわち、記録媒体14と光
プローブ1のギャップを小さくするために光プローブ1
を記録媒体14に接触スライディングをさせる場合があ
る。この場合、摩擦,摩耗の観点からすると記録媒体1
4の回転速度は遅い方が良い。このように記録媒体14
の回転速度を遅くすると記録・再生速度が遅くなってし
まう。これに対して、光プローブ1の光出射部5の長辺
は複数トラックの長さを持っているので、図4に示すよ
うに、光出射部5の長辺を記録媒体14のトラック15
と直交するように、サスペンション16を介して光プロ
ーブ1を記録媒体14上に位置決めし、記録,再生する
ビームを振らせることにより、複数のトラック15に対
して記録あるいは再生を行うことができ、実質的に記録
再生速度を向上させることができる。特にトラッキング
動作をする場合は、光出射部5の長辺方向は2トラック
分の寸法があれば良い。
When recording or reproducing on the recording medium 14, the galvano mirror 13 is swung to change the direction in which the laser light is reflected, and the light emission provided at the apex of the projection 3 of the optical probe 1 is changed. By scanning in the long side direction of the unit 5, recording or reproduction can be performed on a plurality of tracks of the recording medium 14. That is, in order to reduce the gap between the recording medium 14 and the optical probe 1, the optical probe 1
The recording medium 14 may be contact-slipped. In this case, from the viewpoint of friction and wear, the recording medium 1
The rotation speed of 4 should be slow. In this way, the recording medium 14
If the rotation speed of is slowed down, the recording / playback speed will slow down. On the other hand, since the long side of the light emitting portion 5 of the optical probe 1 has a length of a plurality of tracks, the long side of the light emitting portion 5 is set to the track 15 of the recording medium 14 as shown in FIG.
By positioning the optical probe 1 on the recording medium 14 via the suspension 16 and oscillating the beam for recording and reproducing, recording or reproducing can be performed on a plurality of tracks 15, The recording / reproducing speed can be substantially improved. In particular, when the tracking operation is performed, it is sufficient that the light emitting portion 5 has a dimension of two tracks in the long side direction.

【0025】また、光プローブ1の突起部3の頂点の光
出射部4を例えば長円形状や長方形状等のいわゆる細長
形状とすることにより、モード間干渉により発生する略
楕円状のビームスポットの長軸方向、すなわち入射光の
偏光方向と平行な方向に対しても小スポット化を実現す
ることができる。すなわち光プローブ1では、モード間
干渉効果を利用することにより小スポット化と高効率化
とが同時に達成されている。しかしながら、突起部3の
頂点の光出射部5の形状が、正方形形状又は円形状ある
いはそれに類する形状であるような場合、モード間干渉
により発生するビームスポットの形状は楕円形状となっ
てしまう。すなわち、入射光の偏光方向と垂直な方向に
対してはビームスポット径が小さくなり、回折限界を超
えた高分解能化が達成可能であるが、入射光の偏光方向
と平行な方向に対してはピームスポット径が半波長程度
までにしか小さくならず高分解能化が困難であった。こ
れに対して、突起部3の頂点の光出射部5の形状を、入
射光の偏光方向と平行な方向が短辺となり、入射光の偏
光方向と垂直な方向が長辺となるような長方形形状とす
ることにより、小スポット化が困難であった入射光の偏
光方向と平行な方向に対しては光出射部5の短辺によっ
て光が閉じ込められ、入射光の偏光方向と平行な方向に
対してもピームスポットの小スポット化を実現すること
ができ、より高分解化と高効率化とを実現することがで
きる。
Further, by making the light emitting portion 4 at the apex of the protrusion 3 of the optical probe 1 into a so-called elongated shape such as an oval shape or a rectangular shape, a substantially elliptical beam spot generated by inter-mode interference is formed. A small spot can be realized also in the major axis direction, that is, in the direction parallel to the polarization direction of incident light. That is, in the optical probe 1, the small spot and high efficiency are achieved at the same time by utilizing the inter-mode interference effect. However, when the shape of the light emitting portion 5 at the apex of the protrusion 3 is a square shape, a circular shape, or a similar shape, the shape of the beam spot generated by the inter-mode interference becomes an elliptical shape. That is, the beam spot diameter becomes small in the direction perpendicular to the polarization direction of the incident light, and high resolution exceeding the diffraction limit can be achieved, but in the direction parallel to the polarization direction of the incident light. The beam spot diameter was reduced to about half a wavelength, which made it difficult to achieve high resolution. On the other hand, the shape of the light emitting portion 5 at the apex of the protrusion 3 is a rectangle in which the direction parallel to the polarization direction of the incident light is the short side and the direction perpendicular to the polarization direction of the incident light is the long side. With the shape, the light is confined by the short side of the light emitting portion 5 in the direction parallel to the polarization direction of the incident light, which has been difficult to be made into a small spot, and the light is confined in the direction parallel to the polarization direction of the incident light. On the other hand, it is possible to reduce the spot size of the beam spot, and it is possible to achieve higher resolution and higher efficiency.

【0026】このような突起部3の光出射部5の形状と
して具体的には、光プローブ1に入射するレーザ光の波
長をλ、マイクロレンズ4と基板2及び突起部3の屈折
率をnとすると、長辺の長さaは、a≧λ/2nの範
囲、すなわち、長辺の長さaは最低次モードのカットオ
フ径(λ/2n)以上であることが必要である。また、短
辺の長さbは、a>bを満たすことが必要である。具体
的には、シリコン(屈折率n=3.6)からなる突起部3に
おいて、波長λを780nmとした場合、a>108nmとな
る。なお、最低次モードのカットオフ径(λ/2n)以上
となるように長辺の長さaを設定すれば、短辺の長さb
はいくらでも小さくしても構わない。
Specifically, the shape of the light emitting portion 5 of the protrusion 3 is such that the wavelength of the laser light incident on the optical probe 1 is λ, and the refractive indexes of the microlens 4, the substrate 2 and the protrusion 3 are n. Then, the length a of the long side needs to be in the range of a ≧ λ / 2n, that is, the length a of the long side needs to be equal to or larger than the cutoff diameter (λ / 2n) of the lowest order mode. In addition, the length b of the short side needs to satisfy a> b. Specifically, in the projection 3 made of silicon (refractive index n = 3.6), when the wavelength λ is 780 nm, a> 108 nm. If the length a of the long side is set to be equal to or larger than the cutoff diameter (λ / 2n) of the lowest order mode, the length b of the short side is
It doesn't matter how much or how small it is.

【0027】また、小さい光スポット径を得るための高
開口数のマイクロレンズ4、例えば固浸レンズ(Solid I
mmersion Lens、以下SILという)を用いれば良い。例
えば、真空中における波長λが780nmの光を用い、S
ILからなるマイクロレンズ4の開口数を1、突起部3
を形成するSiの屈折率nを3.7とすると、入射してく
る波面等の条件にもよるが、実際に得られる波面の条件
で考えると、SILからなるマイクロレンズ4により突
起部3の先端に集光されるピーク値の1/eになるビ
ーム径は約170nm、ピーク値の半値になるビーム径は
約100nmになる。この突起部3の光出射部5の短辺の
長さbを数10nm、例えば50nmにすることによりスポ
ットの大きさは短辺の長さbにより制限され、記録密度
をより向上することができる。
Further, a micro lens 4 having a high numerical aperture for obtaining a small light spot diameter, for example, a solid immersion lens (Solid I
mmersion Lens, hereinafter referred to as SIL) may be used. For example, using light with a wavelength λ of 780 nm in vacuum, S
The numerical aperture of the microlens 4 made of IL is 1 and the projection 3 is
Supposing that the refractive index n of Si for forming is 3.7, it depends on the conditions such as the incident wavefront. However, considering the conditions of the wavefront that is actually obtained, the microlens 4 made of SIL causes the tip of the protrusion 3 to reach the tip. The beam diameter of 1 / e 2 of the focused peak value is about 170 nm, and the beam diameter of half the peak value is about 100 nm. By setting the length b of the short side of the light emitting portion 5 of the protrusion 3 to several tens nm, for example, 50 nm, the size of the spot is limited by the length b of the short side, and the recording density can be further improved. .

【0028】また、マイクロレンズ4と基板2及び突起
部3を高屈折率材料であるSiで形成しているから、マ
イクロレンズ4と基板2及び突起部3における光の波長
は、マイクロレンズ4としてガラスを使用した場合より
短くなる。具体的にはガラスの屈折率は約1.5であるの
で、Si内での波長はガラスの場合の0.4倍になる。例
えば真空中で波長750nmの光はSi内では約200nmに
なる。このようにマイクロレンズ4と基板2及び突起部
3内で光の波長が短くなるので、スポットの大きさはマ
イクロレンズ4としてガラスを使用した場合の0.4倍に
なり、より高密度な記録を実現することができる。
Since the microlens 4, the substrate 2 and the protrusion 3 are made of Si which is a high refractive index material, the wavelength of light on the microlens 4, the substrate 2 and the protrusion 3 is the same as that of the microlens 4. It is shorter than when glass is used. Specifically, since the refractive index of glass is about 1.5, the wavelength in Si is 0.4 times that of glass. For example, light having a wavelength of 750 nm in vacuum becomes about 200 nm in Si. In this way, the wavelength of light is shortened in the microlens 4, the substrate 2 and the protrusion 3, so that the spot size is 0.4 times as large as when glass is used as the microlens 4, and higher density recording is realized. can do.

【0029】また、図5に示すように、光プローブ1の
基板2のマイクロレンズ4側の外周部に補強部17を設
けることにより、光プローブ1の剛性を高めることがで
きるとともに、マイクロレンズ4を容易に作製すること
ができる。
Further, as shown in FIG. 5, by providing the reinforcing portion 17 on the outer peripheral portion of the substrate 2 of the optical probe 1 on the microlens 4 side, the rigidity of the optical probe 1 can be increased and the microlens 4 can be provided. Can be easily manufactured.

【0030】この光プローブ1の作製方法を図6の工程
図を参照して説明する。まず、図6(a)に示すよう
に、厚さが数100μmの単結晶Si基板21上に厚さが
約1μmのSiO層22と厚さが約5〜10μmの単結
晶Si層23が積層されているいわゆるSOI基板20
を用いる。この単結晶Si層23の屈折率は、波長λ=
780nmにおいて屈折率n=3.7と非常に高い。また、5
μm程度の厚さだと40%程度の透過率を示す。この単結
晶Si層23の突起部3を作製する部分に、(b)に示
すように、フォトレジストなどで突起形状樹脂24を形
成する。この突起形状樹脂24をマスクにして、(c)
に示すように、突起部3を単結晶Si層23に形成す
る。次に、(d)に示すように、単結晶Si層23と突
起部3の表面に金属膜25を堆積する。そして(e)に
示すように、突起部3の先端部分の金属膜25をFIB
あるいは化学機械研磨などで除去して、単結晶Si層2
3の表面と突起部3の側面に金属遮光膜6を形成する。
次に、(f)に示すように、突起部3が形成された部分
に対応する単結晶Si基板21とSiO層22の中央
分を除去し、露出した単結晶Si層23の突起部3と対
応する位置に感光性材料(レジスト)を塗布する。この塗
布する感光性材料の厚さは、単結晶Si層23に形成す
るマイクロレンズ4の高さと、後に感光性材料をマスク
としてエッチングを行うSi材料のエッチング速度と感
光性材料のエッチング速度との比(選択比)により設定
する。例えば、両者のエッチング速度が等しい場合(選
択比1)には、感光性材料の高さは形成するマイクロレ
ンズ4の高さと等しくする。また、Si材料のエッチン
グ速度が感光性材料のエッチング速度より2倍大きい場
合(選択比2)には、感光性材料の高さはマイクロレン
ズ4の高さの1/2で良い。この感光性材料としては、
通常の半導体製造に用いられるフォトレジストあるいは
感光性ドライフィルムを使用する。具体的には、OFP
R−800(ポジ型レジスト)、OMR−85(ネガ型レジ
スト)などを用いれば良い。このポジ型あるいはネガ型
レジストの選択によりフォトリソ工程に用いる写真マス
クの形状が変化するが、基本的な形成手順は変わらな
い。感光性材料としてポジ型レジストを使用した場合
は、感光性材料の上にマイクロレンズ4の径と同等のパ
ターンを形成したマスク(フォトマスク)を介して光を
照射し、感光性材料を感光させたのち現像する。この現
像により、単結晶Si層23にマイクロレンズ径と同等
のパターン樹脂が残る。この残存したパターン樹脂に対
て熱や圧力を加え、重力および表面張力の効果により、
(g)に示すように、凸レンズ形状樹脂26を形成す
る。ここで作用させる温度と圧力はパターン樹脂の形状
により異なるが、温度は200〜400℃、圧力は1〜10気圧
の範囲で選べば良い。この形成した凸レンズ形状樹脂2
6をマスクとして単結晶Si層23を垂直な方向にエッ
チング(異方性エッチング)して、(h)に示すように
マイクロレンズ4を作製する。このエッチングの手段と
しては、半導体製造プロセスで通常用いられるドライエ
ッチングが可能である。具体的には反応性イオンエッチ
ング法(RIE)や電子サイクロトロン共鳴エッチング
法(ECR)などである。ドライエッチングに用いるガ
スは基板材料により選択する。例えば基板材料がSiの
場合は、CFやCHEあるいはSFなどを用い
る。また、エッチング速度や選択性の調整のために上記
のエッチッグガスに、NやOあるいはArなどのガ
スを混入しても良い。
A method of manufacturing the optical probe 1 will be described with reference to the process chart of FIG. First, as shown in FIG. 6A, a SiO 2 layer 22 having a thickness of about 1 μm and a single crystal Si layer 23 having a thickness of about 5 to 10 μm are formed on a single crystal Si substrate 21 having a thickness of several 100 μm. So-called SOI substrates 20 that are stacked
To use. The refractive index of the single-crystal Si layer 23 has a wavelength λ =
The refractive index at 780 nm is very high, n = 3.7. Also, 5
A thickness of about μm shows a transmittance of about 40%. As shown in (b), a protrusion-shaped resin 24 is formed on the portion of the single crystal Si layer 23 where the protrusion 3 is to be formed, using photoresist or the like. Using the protrusion-shaped resin 24 as a mask, (c)
As shown in, the protrusion 3 is formed on the single crystal Si layer 23. Next, as shown in (d), a metal film 25 is deposited on the surfaces of the single crystal Si layer 23 and the protrusions 3. Then, as shown in (e), the metal film 25 at the tip of the protrusion 3 is formed by FIB.
Alternatively, the single crystal Si layer 2 is removed by chemical mechanical polishing or the like.
A metal light-shielding film 6 is formed on the surface of 3 and the side surface of the protrusion 3.
Next, as shown in (f), the central portion of the single crystal Si substrate 21 and the SiO 2 layer 22 corresponding to the portion where the protrusion 3 is formed is removed, and the exposed protrusion 3 of the single crystal Si layer 23 is removed. Apply a photosensitive material (resist) to the position corresponding to. The thickness of the photosensitive material to be applied depends on the height of the microlens 4 formed on the single crystal Si layer 23, the etching rate of the Si material that is etched later using the photosensitive material as a mask, and the etching rate of the photosensitive material. Set by the ratio (selection ratio). For example, when the etching rates of both are equal (selection ratio 1), the height of the photosensitive material is made equal to the height of the microlens 4 to be formed. When the etching rate of the Si material is twice as high as the etching rate of the photosensitive material (selection ratio 2), the height of the photosensitive material may be 1/2 of the height of the microlens 4. As this photosensitive material,
A photoresist or a photosensitive dry film used in ordinary semiconductor manufacturing is used. Specifically, OFP
R-800 (positive resist), OMR-85 (negative resist) or the like may be used. The shape of the photographic mask used in the photolithography process changes depending on the selection of the positive type or negative type resist, but the basic forming procedure does not change. When a positive resist is used as the photosensitive material, the photosensitive material is exposed to light through a mask (photomask) formed with a pattern equivalent to the diameter of the microlens 4 on the photosensitive material. After that, develop. By this development, a pattern resin having a diameter of the microlens remains on the single crystal Si layer 23. Heat and pressure are applied to the remaining pattern resin, and due to the effects of gravity and surface tension,
As shown in (g), the convex lens-shaped resin 26 is formed. The temperature and pressure applied here vary depending on the shape of the pattern resin, but the temperature may be selected within the range of 200 to 400 ° C. and the pressure within the range of 1 to 10 atmospheric pressure. This formed convex lens-shaped resin 2
The single crystal Si layer 23 is etched (anisotropically etched) in the vertical direction by using 6 as a mask to produce the microlens 4 as shown in (h). As a means for this etching, dry etching which is usually used in a semiconductor manufacturing process can be used. Specifically, the reactive ion etching method (RIE) and the electron cyclotron resonance etching method (ECR) are used. The gas used for dry etching is selected depending on the substrate material. For example, when the substrate material is Si, CF 4 , CHE 3, SF 6 or the like is used. Further, a gas such as N 2 , O 2 or Ar may be mixed with the above etch gas to adjust the etching rate and the selectivity.

【0031】このようにしてマイクロレンズ4を突起部
3に近づけて配置できるので開口数NAを高くすること
ができ、光利用効率の向上と記録密度の向上を図ること
ができる。
Since the microlens 4 can be arranged close to the protrusion 3 in this manner, the numerical aperture NA can be increased, and the light utilization efficiency and the recording density can be improved.

【0032】また、マイクロレンズ4を作製するための
フォトレジストパターンを形成する方法としては、ここ
で挙げたリフローの方式の他に、図7に示すようないわ
ゆる中間調マスクパターンのフォトマスク24aを使っ
ても良い。さらに、マイクロレンズ4としては必ずしも
球面レンズである必要はなく、非球面レンズや楕円形レ
ンズでも良い。
As a method of forming a photoresist pattern for manufacturing the microlens 4, in addition to the reflow method described here, a so-called halftone mask pattern photomask 24a as shown in FIG. 7 is used. You can use it. Furthermore, the microlens 4 does not necessarily have to be a spherical lens, and may be an aspherical lens or an elliptical lens.

【0033】また、図8に示すように、光プローブ1の
突起部3の頂点に設けられた光出射部5の長辺方向に一
定間隔例えば50nm程度の間隔を置いて複数の遮光部1
8を設け、光出射部5を複数の微小領域に分割して配置
しても良い。この複数の遮光部18の間隔は、突起部3
の頂点部分に形成するレジストパターンで決まり、その
寸法精度は非常に高くすることができる。
Further, as shown in FIG. 8, a plurality of light-shielding portions 1 are arranged at regular intervals of, for example, about 50 nm in the long side direction of the light emitting portion 5 provided at the apex of the protrusion 3 of the optical probe 1.
8 may be provided, and the light emitting portion 5 may be divided and arranged in a plurality of minute regions. The interval between the plurality of light shielding portions 18 is equal to the protrusion 3
It is determined by the resist pattern formed at the apex portion of, and its dimensional accuracy can be made extremely high.

【0034】この場合、光プローブ1に入射して光出射
部5の長辺方向に走査されるレーザ光は、光出射部5の
長辺方向の微小領域から記録媒体14に順次出射され、
高速記録と再生を実現することができる。また、光出射
部5を複数の微小領域に分割する遮光部18の間隔は突
起部3の頂点部分のフォトリソ・エッチングで決まるの
で、その間隔を記録媒体14のトラックピッチとほぼ同
じにすることができる。したがって、図9に示すよう
に、記録媒体14に形成されるトラック列に対してサス
ペンション16により光プローブ1を配置するときのト
ラック15との角度θを小さくして配置することができ
る。
In this case, the laser light which is incident on the optical probe 1 and is scanned in the long side direction of the light emitting section 5 is sequentially emitted from the minute area of the light emitting section 5 in the long side direction to the recording medium 14,
High-speed recording and reproduction can be realized. Further, the interval between the light shielding parts 18 that divide the light emitting part 5 into a plurality of minute regions is determined by photolithography / etching at the apex of the protrusion part 3, and therefore the interval can be made almost the same as the track pitch of the recording medium 14. it can. Therefore, as shown in FIG. 9, when the optical probe 1 is arranged by the suspension 16 with respect to the track row formed on the recording medium 14, the angle θ with the track 15 can be made small.

【0035】この光出射部5を遮光部18で複数の微小
領域に分割した光プローブ1の作製方法を図10の工程
図を参照して説明する。まず、図10(a)に示すよう
に、厚さが数100μmの単結晶Si基板21上に厚さが
約1μmのSiO層22と厚さが約5〜10μmの単結
晶Si層23が積層されているいわゆるSOI基板20
を用いる。この単結晶Si層23の突起部3を作製する
部分に、(b)に示すように、フォトレジストなどで突
起形状樹脂24を形成する。この突起形状樹脂24を形
成する際に、光出射部5を複数の微小領域に分割する遮
光部18を形成する部分の樹脂膜厚を少々薄くする。こ
れはこの部分だけ露光量を減らしてフォトマスクを介し
て露光することにより実現できる。この突起形状樹脂2
4をマスクにして、(c)に示すように、遮光部18を
形成する部分に溝19を有する突起部3を単結晶Si層
23に形成する。次に、(d)に示すように、単結晶S
i層23と突起部3の表面に金属膜25を堆積する。そ
して突起部3の先端部分の金属膜25をFIBあるいは
化学機械研磨などで除去する。この突起部3の先端部分
の金属膜25を除去することにより、(e)に示すよう
に、突起部3の頂点部分の溝19に遮光部18を残し、
単結晶Si層23の表面と突起部3の側面に金属遮光膜
6を形成する。次に、(f)に示すように、突起部3が
形成された部分に対応する単結晶Si基板21とSiO
層22の中央分を除去し、露出した単結晶Si層23
の突起部3と対応する位置に感光性材料(レジスト)を塗
布し、マイクロレンズ4の径と同等のパターンを形成し
たマスクを介して光を照射し、感光性材料を感光させた
のち現像する。この現像により、単結晶Si層23にマ
イクロレンズ径と同等のパターン樹脂が残る。この残存
したパターン樹脂に対て熱や圧力を加え、(g)に示す
ように、凸レンズ形状樹脂26を形成する。この形成し
た凸レンズ形状樹脂26をマスクとして単結晶Si層2
3を垂直な方向にエッチング(異方性エッチング)し
て、(h)に示すようにマイクロレンズ4を作製する。
このように光出射部5を複数の微小領域に分割する遮光
部18をフォトリソ・エッチングで形成することによ
り、遮光部18とその間隔を高精度に形成することがで
きる。
A method of manufacturing the optical probe 1 in which the light emitting portion 5 is divided into a plurality of minute regions by the light shielding portion 18 will be described with reference to the process chart of FIG. First, as shown in FIG. 10A, a SiO 2 layer 22 having a thickness of about 1 μm and a single crystal Si layer 23 having a thickness of about 5 to 10 μm are formed on a single crystal Si substrate 21 having a thickness of several 100 μm. So-called SOI substrates 20 that are stacked
To use. As shown in (b), a protrusion-shaped resin 24 is formed on the portion of the single crystal Si layer 23 where the protrusion 3 is to be formed, using photoresist or the like. When forming the protrusion-shaped resin 24, the resin film thickness of the portion where the light-shielding portion 18 that divides the light emitting portion 5 into a plurality of minute regions is formed is made slightly thinner. This can be realized by reducing the exposure amount only in this portion and exposing through a photomask. This protrusion-shaped resin 2
Using the mask 4 as a mask, as shown in (c), the protrusion 3 having the groove 19 in the portion where the light shielding portion 18 is formed is formed in the single crystal Si layer 23. Next, as shown in (d), the single crystal S
A metal film 25 is deposited on the surfaces of the i layer 23 and the protrusions 3. Then, the metal film 25 on the tip portion of the protrusion 3 is removed by FIB or chemical mechanical polishing. By removing the metal film 25 at the tip of the protrusion 3, as shown in (e), the light-shielding portion 18 is left in the groove 19 at the apex of the protrusion 3,
The metal light-shielding film 6 is formed on the surface of the single crystal Si layer 23 and the side surface of the protrusion 3. Next, as shown in (f), the single crystal Si substrate 21 and SiO corresponding to the portion where the protrusion 3 is formed are formed.
The central portion of the two layers 22 is removed to expose the exposed single crystal Si layer 23.
A photosensitive material (resist) is applied to a position corresponding to the protruding portion 3 of, and light is irradiated through a mask on which a pattern equivalent to the diameter of the microlens 4 is formed, and the photosensitive material is exposed and then developed. . By this development, a pattern resin having a diameter of the microlens remains on the single crystal Si layer 23. Heat and pressure are applied to the remaining pattern resin to form the convex lens-shaped resin 26 as shown in (g). Using the formed convex lens-shaped resin 26 as a mask, the single crystal Si layer 2 is formed.
3 is etched in a vertical direction (anisotropic etching) to produce a microlens 4 as shown in (h).
By forming the light-shielding portion 18 that divides the light emitting portion 5 into a plurality of minute regions by photolithography / etching, the light-shielding portion 18 and its interval can be formed with high precision.

【0036】また、図11に示すように、光プローブ1
のマイクロレンズ4側にガラス基板30を設けても良
い。このようにガラス基板30を設けることにより、光
プローブ1の剛性をより高めることができるとともに、
マイクロレンズ4を作製するフォトリソグラフィを容易
にすることができる。このガラス基板30を有する光プ
ローブ1の作成方法を図12の工程図を参照して説明す
る。
As shown in FIG. 11, the optical probe 1
The glass substrate 30 may be provided on the microlens 4 side. By providing the glass substrate 30 in this way, the rigidity of the optical probe 1 can be further increased, and
Photolithography for producing the microlens 4 can be facilitated. A method for producing the optical probe 1 having the glass substrate 30 will be described with reference to the process chart of FIG.

【0037】まず、図12(a)に示すように、厚さが
数100μmの単結晶Si基板21上に厚さが約1μmの
SiO層22と厚さが約5〜10μmの単結晶Si層2
3が積層されているいわゆるSOI基板20を用いる。
このSOI基板20の単結晶Si層23の感光性材料
(レジスト)を塗布し、(b)に示すように、マイクロレ
ンズ形状のレジストパターン31とその周辺にガラス基
板30を接合する部分32を残しておくようにレジスト
パターンを形成する。このレジストパターンを形成する
とき、単結晶Si層23の平坦な面に感光性材料を塗布
するから、感光性材料を均一に塗布することができ、マ
イクロレンズ形状のレジストパターン31を精度良く形
成することができる。
First, as shown in FIG. 12A, a SiO 2 layer 22 having a thickness of about 1 μm and a single crystal Si having a thickness of about 5 to 10 μm are formed on a single crystal Si substrate 21 having a thickness of several 100 μm. Layer 2
A so-called SOI substrate 20 in which 3 is stacked is used.
Photosensitive material of the single crystal Si layer 23 of the SOI substrate 20
(Resist) is applied, and as shown in (b), a resist pattern is formed so as to leave a microlens-shaped resist pattern 31 and a portion 32 around which the glass substrate 30 is bonded. When forming this resist pattern, since the photosensitive material is applied to the flat surface of the single crystal Si layer 23, the photosensitive material can be applied uniformly, and the microlens-shaped resist pattern 31 is accurately formed. be able to.

【0038】このレジストパターンをマスクとして単結
晶Si層23を垂直な方向にエッチング(異方性エッチ
ング)し、(c)に示すように、マイクロレンズ4とガ
ラス接合部33を形成する。このガラス接合部33に、
(d)に示すように、ガラス基板30を乗せる。このガ
ラス基板30としては、例えば米国コーニング社製#77
40を用いる。その厚さは0.1mmから3mm程度とす
る。このガラス基板30の上面と単結晶Si基板21の
下面に電極34を圧接し、窒素ガス中あるいは真空中で
350℃に加熱した状態で、単結晶Si基板21側の電極
34に正の300V程度の電圧を約10分印加して、ガラス
基板30を単結晶Siからなるガラス接合部33に接合
する。このガラス基板30を接合するとき、単結晶Si
基板21と単結晶Siからなるガラス接合部33の間に
は絶縁層であるSiO層22があるが、温度が高く、
電圧も高いので、電流が突き抜けたり漏れて、接合に必
要な電流が流れ、ガラス基板30をガラス接合部33に
陽極接合で接合することができる。その後(e)に示す
ように、電極34を除去し、(f)に示すように、単結
晶Si基板21を除去してSiO層22も除去する。
そして(g)に示すように、マイクロレンズ4に対向す
る突起部3を形成する単結晶Si層23の位置にフォト
レジストなどで突起形状樹脂24を形成する。この突起
形状樹脂24をマスクにして、(h)に示すように、突
起部3を形成する。次に、(i)に示すように、単結晶
Si層23と突起部3の表面に金属膜25を堆積する。
そして突起部3の先端部分の金属膜25をFIBあるい
は化学機械研磨などで除去して、(j)に示すように、
突起部3の頂点部分に遮光部18を残し、単結晶Si層
23の表面と突起部3の側面に金属遮光膜6を形成す
る。
Using this resist pattern as a mask, the single crystal Si layer 23 is etched in a vertical direction (anisotropic etching) to form the microlens 4 and the glass bonding portion 33, as shown in FIG. In this glass joint 33,
As shown in (d), the glass substrate 30 is placed. As the glass substrate 30, for example, # 77 manufactured by Corning Inc.
Use 40. Its thickness is about 0.1 mm to 3 mm. The electrode 34 is pressed onto the upper surface of the glass substrate 30 and the lower surface of the single crystal Si substrate 21, and the electrode 34 is placed in a nitrogen gas or in a vacuum.
While being heated to 350 ° C., a positive voltage of about 300 V is applied to the electrode 34 on the single crystal Si substrate 21 side for about 10 minutes to bond the glass substrate 30 to the glass bonding portion 33 made of single crystal Si. When joining the glass substrates 30, single crystal Si
There is a SiO 2 layer 22 as an insulating layer between the substrate 21 and the glass bonding portion 33 made of single crystal Si, but the temperature is high,
Since the voltage is also high, a current penetrates or leaks and a current necessary for bonding flows, and the glass substrate 30 can be bonded to the glass bonding portion 33 by anodic bonding. Thereafter, as shown in (e), the electrode 34 is removed, and as shown in (f), the single crystal Si substrate 21 is removed and the SiO 2 layer 22 is also removed.
Then, as shown in (g), a protrusion-shaped resin 24 is formed by photoresist or the like at the position of the single crystal Si layer 23 forming the protrusion 3 facing the microlens 4. Using the protrusion-shaped resin 24 as a mask, the protrusion 3 is formed as shown in (h). Next, as shown in (i), a metal film 25 is deposited on the surfaces of the single crystal Si layer 23 and the protrusions 3.
Then, the metal film 25 at the tip of the protrusion 3 is removed by FIB, chemical mechanical polishing, or the like, and as shown in (j),
The light shielding portion 18 is left on the apex portion of the protrusion 3, and the metal light shielding film 6 is formed on the surface of the single crystal Si layer 23 and the side surface of the protrusion 3.

【0039】このガラス基板30が取り付けられた光プ
ローブ1の突起部3を形成するときに、単結晶Si層2
3にはガラス基板30が取り付けられているから、十分
な剛性を有し、単結晶Si層23の厚さを薄くすること
ができ、形成する突起部3をマイクロレンズ4に近づけ
ることができる。したがって開口数NAを向上すること
ができ、光利用効率を向上することができる。
When forming the protrusion 3 of the optical probe 1 to which the glass substrate 30 is attached, the single crystal Si layer 2 is formed.
Since the glass substrate 30 is attached to 3, the single crystal Si layer 23 can have a sufficient rigidity and the thickness of the single crystal Si layer 23 can be reduced, and the protrusion 3 to be formed can be brought close to the microlens 4. Therefore, the numerical aperture NA can be improved and the light utilization efficiency can be improved.

【0040】上記説明ではガラス基板30の材料として
米国コーニング社製#7740を一例としてあげたが、特に
これに限定されるわけではなく、米国コーニング社製#
7070や岩城硝子のSW−3等を用いることもできる。ま
た、単結晶Si層23とガラス基板30を接合する方法
として陽極接合を使用した場合について説明したが、特
にこれに限るわけではなく、常温の直接接合を用いても
良い。常温接合は、鏡面研磨したシリコンウェファやガ
ラス基板、金属基板をいわゆるRCA洗浄した後、真空
チャンバ内でArのFAB(Fast Atomic Beam)を2枚の
基板にそれぞれに300秒程度同時に照射した後、10MP
aの圧力で圧着する。大気に戻した後の接合強度は12M
Pa以上になる。
In the above description, # 7740 manufactured by Corning Incorporated in the United States was given as an example of the material for the glass substrate 30, but the material is not particularly limited thereto, and # 7740 manufactured by Corning Incorporated in the United States is used.
It is also possible to use 7070 or SW-3 of Iwaki Glass. Moreover, although the case where anodic bonding is used as a method of bonding the single crystal Si layer 23 and the glass substrate 30 has been described, the invention is not limited to this and direct bonding at room temperature may be used. At room temperature bonding, after mirror-polished silicon wafers, glass substrates, and metal substrates are so-called RCA cleaned, two FAB (Fast Atomic Beam) of Ar are simultaneously irradiated to each of the two substrates in the vacuum chamber for about 300 seconds, 10MP
Crimping with the pressure of a. Bonding strength after returning to atmosphere is 12M
Pa or more.

【0041】この光プローブ1に入射したレーザ光を光
出射部5の長辺方向に走査する偏向器12としてガルバ
ノミラー13を設けた場合について説明したが、図13
に示すように、偏向器12としてポリゴンミラー40を
使用し、ビームスプリッタ10で直角に反射されたレー
ザ光をポリゴンミラー40で反射させる方向を周期的に
変えながら光プローブ1に入射して突起部3の頂点部に
設けられた光出射部5の長辺方向に走査するようにして
も良い。この場合、出射光の振れ幅の中心位置と記録媒
体14のトラック15の中心位置を一致させるには、図
11の矢印Cに示すトラッキングアクチュエーション方
向にポリゴンミラー40を動かせば良い。
The case where the galvano mirror 13 is provided as the deflector 12 for scanning the laser light incident on the optical probe 1 in the long side direction of the light emitting portion 5 has been described.
As shown in FIG. 2, a polygon mirror 40 is used as the deflector 12, and the laser beam reflected at a right angle by the beam splitter 10 is incident on the optical probe 1 while periodically changing the direction in which the laser beam is reflected by the polygon mirror 40. Alternatively, scanning may be performed in the long side direction of the light emitting portion 5 provided at the apex portion of 3. In this case, the polygon mirror 40 may be moved in the tracking actuation direction shown by an arrow C in FIG. 11 in order to match the center position of the swing width of the emitted light with the center position of the track 15 of the recording medium 14.

【0042】また、図14に示すように、偏向器12と
して、入力する交流電圧により偏向方向を制御する音響
光学偏向器(以下、AO偏向器という)41を設け、ビ
ームスプリッタ10で直角に反射されたレーザ光をAO
変調器41で偏向方向を周期的に変えながら光プローブ
1に入射して突起部3の頂点部に設けられた光出射部5
の長辺方向に走査するようにしても良い。この場合、ト
ラッキングエラー検出のためにレーザ光をウォブリング
するには、AO偏向器41に加えられる交流電圧を必要
な振れ幅に対応する周波数変動を持つ交流電圧とする。
これによりトラッキングエラーを検出し、この値から交
流電圧周波数変動の中心周波数を制御することにより、
出射光振れ幅の中心位置と記録媒体14のトラック中心
位置を一致させるようにAO偏向器41を制御すること
ができる。このAO偏向器41としては、Ti:LiN
bOやLiTaOやZnO等を用いることができ
る。
As shown in FIG. 14, as the deflector 12, an acousto-optical deflector (hereinafter referred to as an AO deflector) 41 for controlling the deflection direction by an input AC voltage is provided and reflected at a right angle by the beam splitter 10. AO
The light emitting portion 5 provided on the apex portion of the protrusion 3 upon entering the optical probe 1 while periodically changing the deflection direction by the modulator 41
You may make it scan in the long side direction. In this case, in order to wobble the laser light for detecting the tracking error, the AC voltage applied to the AO deflector 41 is set to an AC voltage having a frequency fluctuation corresponding to the required swing width.
By detecting the tracking error by this, by controlling the center frequency of the AC voltage frequency fluctuation from this value,
The AO deflector 41 can be controlled so that the center position of the emitted light deflection width and the track center position of the recording medium 14 coincide with each other. As this AO deflector 41, Ti: LiN
bO 3 , LiTaO 3 , ZnO, or the like can be used.

【0043】また、図15に示すように、偏向器12と
して電気光学偏向器(以下、EO偏向器という)42を
設け、ビームスプリッタ10で直角に反射されたレーザ
光をEO偏向器42で偏向方向を周期的に変えながら光
プローブ1に入射して突起部3の頂点部に設けられた光
出射部5の長辺方向に走査するようにしても良い。この
場合、記録媒体14から光プローブ1を介してPD12
に入射する光をPD12で電気信号に変換して、これを
フィードバック回路43に入力し交流電圧の振幅を可変
してEO偏向器42を制御する信号を出力する。トラッ
キングエラー検出のためにビームをウォブリングするに
は、EO偏向器42に加えられるこの交流電圧を必要な
振れ幅に対応する振幅を持つ交流電圧とする。これによ
りトラッキングエラーを検出し、この値から交流電圧の
バイアス値を制御することにより、出射光振れ幅の中心
位置と記録媒体14のトラック中心位置を一致させるよ
うにEO偏向器42を制御することができる。このEO
偏向器32としては、Ti:LiNbOやLiTaO
等を用いることができる。
Further, as shown in FIG. 15, an electro-optical deflector (hereinafter referred to as EO deflector) 42 is provided as the deflector 12, and the laser light reflected at a right angle by the beam splitter 10 is deflected by the EO deflector 42. The light may be incident on the optical probe 1 while periodically changing the direction and scanning may be performed in the long side direction of the light emitting portion 5 provided at the apex of the protrusion 3. In this case, the PD 12 is passed from the recording medium 14 through the optical probe 1.
The light incident on is converted into an electric signal by the PD 12, which is input to the feedback circuit 43 to change the amplitude of the AC voltage and output a signal for controlling the EO deflector 42. To wobble the beam for tracking error detection, this AC voltage applied to the EO deflector 42 is made an AC voltage having an amplitude corresponding to the required deflection width. By this, a tracking error is detected, and the bias value of the AC voltage is controlled from this value to control the EO deflector 42 so that the center position of the emitted light deflection width and the track center position of the recording medium 14 coincide with each other. You can This EO
As the deflector 32, Ti: LiNbO 3 or LiTaO
3 or the like can be used.

【0044】このEO偏向器42を構成する電気光学結
晶44の形状は、図16(a)の正面図と(b),
(c)の側面図に示すように立方体で、光の透過するx
方向に長く、電極45が形成されている面に垂直なz方
向に薄いことが好ましい。電極45のy方向の長さ(幅)
はx方向に関して変化するように形成されている。この
電極45の最も単純な形は直角三角形又は図16に示す
ように台形である。この電気光学結晶44は電界を印加
することで屈折率が変化する。ここでは、特に、電界に
比例して屈折率が変化するポッケルス効果を利用する。
この電気光学結晶44は電極45が形成されている部分
のみに電界が印加されるので、電圧源46から電極45
に電圧が印加されて生じる電界により、電極45の部分
の屈折率が他の部分のそれよりも増加又は減少する。こ
れによりスネルの式から電気光学結晶44を透過する光
は電気光学結晶44内で屈折して出射する光は偏向す
る。この出射した光を光プローブ1に照射することによ
り、突起部4の先端の光出射部5の長辺方向に走査する
ことができる。
The shape of the electro-optic crystal 44 that constitutes the EO deflector 42 is as shown in the front view of FIG.
It is a cube as shown in the side view of FIG.
It is preferably long in the direction and thin in the z direction perpendicular to the surface on which the electrode 45 is formed. Length (width) of the electrode 45 in the y direction
Are formed so as to change in the x direction. The simplest form of this electrode 45 is a right triangle or a trapezoid as shown in FIG. The refractive index of the electro-optic crystal 44 changes when an electric field is applied. Here, in particular, the Pockels effect in which the refractive index changes in proportion to the electric field is used.
Since the electric field is applied only to the portion where the electrode 45 is formed in the electro-optical crystal 44, the electrode 45 is applied from the voltage source 46.
An electric field generated by applying a voltage to the electrode increases or decreases the refractive index of a portion of the electrode 45 as compared with that of other portions. As a result, according to Snell's equation, the light transmitted through the electro-optical crystal 44 is refracted in the electro-optical crystal 44 and the emitted light is deflected. By irradiating the optical probe 1 with the emitted light, it is possible to scan in the long side direction of the light emitting portion 5 at the tip of the protrusion 4.

【0045】一般に、ポッケルス効果における結晶の屈
折率の状態を表す屈折率楕円体の式は電気光学定数テン
ソルと印加電界ベクトルを用いて下記(1),(2)式
で表せる。
Generally, the formula of the index ellipsoid showing the state of the refractive index of the crystal in the Pockels effect can be expressed by the following formulas (1) and (2) using the electro-optic constant tensor and the applied electric field vector.

【0046】[0046]

【数1】 [Equation 1]

【0047】電気光学結晶44としてLN結晶(LiN
bO)を使用した場合、電気光学定数テンソルの各成
分の値は下記(3)式に示すようになる。
As the electro-optic crystal 44, an LN crystal (LiN
When bO 3 ) is used, the value of each component of the electro-optical constant tensor is as shown in the following formula (3).

【0048】[0048]

【数2】 [Equation 2]

【0049】図17に示すように、LN結晶からなる電
気光学結晶44の光学軸であるz軸方向に電界Ezを印
加し、光がx方向へ伝搬した場合を考える。ここで光学軸
とは、結晶中を伝搬する伝搬光が偏光に依存無く、常に
常光線となる方向をいう。上記(1)〜(3)式より屈
折率楕円体は下記(4)式になる。
As shown in FIG. 17, consider a case where an electric field Ez is applied in the z-axis direction, which is the optical axis of the electro-optic crystal 44 made of an LN crystal, and light propagates in the x-direction. Here, the optical axis means a direction in which the propagating light propagating through the crystal is always an ordinary ray without depending on the polarization. From the above formulas (1) to (3), the refractive index ellipsoid becomes the following formula (4).

【0050】[0050]

【数3】 [Equation 3]

【0051】ここで屈折率n,nは電界Ez=0の
ときのy偏光の屈折率nとz偏光の屈折率nを表
す。そして電界Ezを印加したことによる屈折率変化は
少ないので、下記(5)式のように近似することができ
る。
[0051] represents a case in refractive index n o, n e is the refractive index n z in the refractive index n y and z polarization of y-polarized light when the electric field Ez = 0. Since the change in the refractive index due to the application of the electric field Ez is small, it can be approximated by the following expression (5).

【0052】[0052]

【数4】 [Equation 4]

【0053】この近似により、屈折率楕円体は下記
(6)式で表せる。
By this approximation, the index ellipsoid can be expressed by the following equation (6).

【0054】[0054]

【数5】 [Equation 5]

【0055】したがってy偏光とz偏光で屈折率は下記
(7)式のように変化する。
Therefore, the refractive index changes between y-polarized light and z-polarized light as shown in the following expression (7).

【0056】[0056]

【数6】 [Equation 6]

【0057】ここで図18に示すように屈折率分布をも
つ領域を作り、ビーム径Dの光を伝搬させるときのこと
を考える。図18でビームの上端を通る光(ビームAと
いう)とビームの下端を通る光(ビームBという)に注目
すると、ビームA,Bが結晶を通り抜けるのにかかる時
間T,Tは光の速度をcとすると下記(8)式と
(9)式で表せる。
Here, consider a case where a region having a refractive index distribution is formed as shown in FIG. 18 and light having a beam diameter D is propagated. Focusing on the light passing through the upper end of the beam (referred to as beam A) and the light passing through the lower end of the beam (referred to as beam B) in FIG. 18, the times T A and T B required for the beams A and B to pass through the crystal are When the speed is c 0 , it can be expressed by the following equations (8) and (9).

【0058】[0058]

【数7】 [Equation 7]

【0059】したがってビームAが結晶端に達したとき
ビームBは下記(10)式で示す距離Δxだけ結晶を飛
び出している。
Therefore, when the beam A reaches the crystal edge, the beam B jumps out of the crystal by the distance Δx shown in the following equation (10).

【0060】[0060]

【数8】 [Equation 8]

【0061】したがって光は位相をそろえるため下記
(11)式に示す角度θだけ偏向することになる。
Therefore, since the phases of light are aligned, the light is deflected by the angle θ shown in the following equation (11).

【0062】[0062]

【数9】 [Equation 9]

【0063】さらに、このビームがガウシアンビームの
ウェイストに置かれていたとした場合、無限遠での回折
広がり半頂角は下記(12)式となる。
Further, assuming that this beam is placed in the waste of a Gaussian beam, the diffraction spread half-vertical angle at infinity is given by the following expression (12).

【0064】[0064]

【数10】 [Equation 10]

【0065】この(12)式から、集光したときに1ス
ポット半径のN個分スポットを動かすことができる量
(分解点数Nという)は下記(13)式で表せる。
From this equation (12), the amount by which N spots of one spot radius can be moved when focused
(The number of decomposition points N) can be expressed by the following equation (13).

【0066】[0066]

【数11】 [Equation 11]

【0067】以上のことから、LN結晶からなる電気光
学結晶44に直角三角形又は図16に示すように台形の
電極45を設けることにより偏向器として使用すること
ができる。また、(7)式と(13)式を用いてLN結
晶に入射した光の分解点数Nは下記(14)式と表せ
る。
From the above, the electro-optic crystal 44 made of the LN crystal can be used as a deflector by providing the electrode 45 of a right triangle or a trapezoid as shown in FIG. Further, the decomposition point N of the light incident on the LN crystal using the equations (7) and (13) can be expressed as the following equation (14).

【0068】[0068]

【数12】 [Equation 12]

【0069】LN結晶の場合、r33>r13、n
であるため、偏向の効果が大きい光学軸に平行な、
すなわちz軸方向の偏光(z偏光)の光を入射させる。ま
た、トラッキング信号検出を可能とするためには、記録
されているマークの中心からビームをその半径程度移動
させる必要がある。すなわち、偏向素子に求める分解点
数は1以上が必要となる。これを目標にLN結晶を使用
した例えば厚さが2mmで幅wが10mmで長さが40m
mの電気光学結晶44に例えば図19に示すように、端
部に勾配が2/40の傾斜を有する電極45を作製し
た。このような大きさをもつ偏向器では光学軸に平行な
偏光に対して分解点数Nは下記(15)式となり、160
V程度で分解点数N=1を実現できる。ここで、波長は
830nm、屈折率n=2.2とした。
[0069] In the case of the LN crystal, r 33> r 13, n o ≒
Since it is n e, it is parallel to the optical axis where the effect of deflection is large,
That is, polarized light in the z-axis direction (z-polarized light) is made incident. Further, in order to enable tracking signal detection, it is necessary to move the beam from the center of the recorded mark by about the radius thereof. That is, the number of decomposition points required for the deflection element must be 1 or more. Aiming at this, using LN crystal, for example, the thickness is 2 mm, the width w is 10 mm, and the length is 40 m.
For example, as shown in FIG. 19, an electrode 45 having an inclination of 2/40 at the end was formed on the electro-optic crystal 44 of m. In a deflector having such a size, the number N of decomposition points is (15) below for polarized light parallel to the optical axis.
The decomposition score N = 1 can be realized at about V. Where the wavelength is
830nm, and the refractive index n o = 2.2.

【0070】[0070]

【数13】 [Equation 13]

【0071】このLN結晶からなる電気光学結晶44
に、図20に示すように、光学軸に平行に電界を印加
し、かつ光学軸方向に平行な直線偏光の光Eをx軸方
向に入射した場合の出射ビームの移動量(偏向量)を図2
1(b)に、垂直な光Eのそれを図21(a)に示
す。両者を比較すれば明らかなように、前者の場合の方
が、移動量が大きいことが解る。すなわち、より低い電
圧でビームを振ることができる。
Electro-optic crystal 44 composed of this LN crystal
As shown in FIG. 20, when the electric field is applied parallel to the optical axis and the linearly polarized light E z parallel to the optical axis direction is incident in the x-axis direction, the amount of movement (deflection amount) of the outgoing beam Figure 2
1 (b), that of the vertical light E y is shown in FIG. 21 (a). As is clear by comparing the two, it can be seen that the former case has a larger movement amount. That is, the beam can be swung with a lower voltage.

【0072】次にEO偏向器42としてドメイン反転
(強誘電体分極反転)型の電気光学結晶を使用した場合
について図22(a)の上面図と(b)の断面図により
説明する。このEO偏向器42は、電極45に電圧源4
6より電圧を印加すると電気光学結晶44に電界が発生
する。このEO偏向器42は、(a)に示すように複数
の電気光学結晶44が楔形をしていて交互にスタックさ
れ、斜線で示した部分44aとそれ以外の部分44b
は、同じ電界が掛かった場合に生じる屈折率の変化が異
なるようになっている。それぞれは楔形をしていて交互
にスタックされている。ここで、図22に示すように光
学軸と垂直なx方向に光47が入射すると、斜線の部分
44aとそれ以外の部分44bの境界で屈折率差による
屈折が生じる。この現象は光47が境界を通るたびに生
じるので、EO偏向器42から出射する光は偏向され
る。この偏向の度合いは電極45に印加する電圧により
制御できるので、このEO偏向器42から出射した光を
光プローブ1に照射することにより、光プローブ1の突
起部3の先端に設けた光出射部5を走査することができ
る。
Next, the case where a domain inversion (ferroelectric polarization inversion) type electro-optic crystal is used as the EO deflector 42 will be described with reference to the top view of FIG. 22A and the sectional view of FIG. The EO deflector 42 includes a voltage source 4 for the electrode 45.
When a voltage is applied from No. 6, an electric field is generated in the electro-optic crystal 44. In this EO deflector 42, a plurality of electro-optic crystals 44 are wedge-shaped and are alternately stacked as shown in FIG. 7A, and a portion 44a shown by hatching and a portion 44b other than that are shown.
Have different changes in the refractive index that occur when the same electric field is applied. Each has a wedge shape and is stacked alternately. Here, as shown in FIG. 22, when the light 47 is incident in the x direction perpendicular to the optical axis, refraction occurs due to the refractive index difference at the boundary between the shaded portion 44a and the other portion 44b. Since this phenomenon occurs every time the light 47 passes through the boundary, the light emitted from the EO deflector 42 is deflected. The degree of this deflection can be controlled by the voltage applied to the electrode 45. Therefore, by irradiating the optical probe 1 with the light emitted from the EO deflector 42, the light emitting portion provided at the tip of the protrusion 3 of the optical probe 1 is irradiated. 5 can be scanned.

【0073】また、このEO偏向器42において、楔形
をしていて交互にスタックされている電気光学結晶44
の斜線の部分44aとそれ以外の部分44bで光学軸方
向を反対になるようにすると、電極45に印加する電圧
と消費電力がより低くすることができ、より効率を向上
することができる。
In the EO deflector 42, the electro-optic crystals 44 having a wedge shape and alternately stacked.
By making the optical axis directions of the shaded portion 44a and the other portion 44b opposite to each other, the voltage applied to the electrode 45 and the power consumption can be further reduced, and the efficiency can be further improved.

【0074】次に前記のように構成された光プローブ1
と光学系7を有する光ピックアップ50の全体構成を図
23の斜視図に示す。記録媒体14の上には近接場光を
発生する光プローブ1が配置され、記録媒体14が回転
することにより生じる空気流により光プローブ1は記録
媒体14の表面から数10nm浮上したり、あるいは接触
状態でスライドする。光プローブ1はサスペンション1
6を介してアーム51に接続されている。アーム51に
は光学系7と偏向器12と集光素子52が搭載され、ア
ームモータ53により移動させられる。このアーム51
の移動により光プローブ1が記録媒体14上の所望のト
ラック上に移動し、搭載された光学系7と偏向器12と
集光素子52も光プローブ1と一体になって移動する。
したがって、自動的に光学系7から発したレーザ光は光
プローブ1に照射されるので、光学系7と光プローブ1
をアライメントするアクチュエータや制御系を設けなく
て済む。また、偏向器12として細長い形状であるAO
偏向器41やEO偏向器42をアーム51上に寝かせて
搭載することができるので、アーム51を薄型でコンパ
クトに構成することができる。
Next, the optical probe 1 configured as described above.
The overall configuration of the optical pickup 50 having the optical system 7 and the optical system 7 is shown in the perspective view of FIG. An optical probe 1 for generating near-field light is arranged on the recording medium 14, and the optical probe 1 floats from the surface of the recording medium 14 by several tens nm or comes into contact with the air flow generated by the rotation of the recording medium 14. Slide in the state. Optical probe 1 is suspension 1
It is connected to the arm 51 via 6. The optical system 7, the deflector 12, and the condenser element 52 are mounted on the arm 51, and are moved by the arm motor 53. This arm 51
Moves the optical probe 1 onto a desired track on the recording medium 14, and the optical system 7, the deflector 12, and the condenser element 52 mounted on the recording medium 14 move together with the optical probe 1.
Therefore, since the laser beam emitted from the optical system 7 is automatically irradiated to the optical probe 1, the optical system 7 and the optical probe 1
It is not necessary to provide an actuator or a control system for aligning the. Further, the deflector 12 has an elongated AO shape.
Since the deflector 41 and the EO deflector 42 can be laid down on the arm 51 and mounted, the arm 51 can be made thin and compact.

【0075】この光ピックアップ50の光プローブ1と
アーム51と光学系7と偏向器12及び集光素子52の
配置を図24に示す。図24(a)に示す偏向器12は
例えばEO偏向器42からなり、集光素子52はEO偏
向器42と同じ材料でEO偏向器42と一体に形成され
た直角プリズム54からなり、傾斜面に反射膜55を有
し、光プローブ1の直上に配置されている。集光素子5
2と光プローブ1の光路に対応するアーム51の部分に
は穴が空いているか、例えばガラス等の透光性の素材が
はめ込まれている。偏向器12により偏向された光は集
光素子52の反射膜55で反射し光プローブ1に入射し
マイクロレンズ4により集光される。これにより、トラ
ッキングあるいは高速記録・再生のための光走査を行う
ことができる。また、マイクロレンズ4を光プローブ1
に設けてあるので、光プローブ1には平行光のままで光
を照射でき、集光素子52から照射する光と光プローブ
1のアライメントはマイクロレンズ4と突起部3の位置
関係で決まり、光プローブ1を作製するときに高精度に
決定すれば、使用時には両者間の位置関係は変わらない
ので、集光素子52から照射する光と光プローブ1間の
アライメントに必要とされる精度を緩和することができ
る。
The arrangement of the optical probe 1, arm 51, optical system 7, deflector 12 and condenser element 52 of the optical pickup 50 is shown in FIG. The deflector 12 shown in FIG. 24A is composed of, for example, an EO deflector 42, and the condensing element 52 is composed of a right-angled prism 54 integrally formed with the EO deflector 42 by using the same material as that of the EO deflector 42. It has a reflective film 55 on it and is arranged directly above the optical probe 1. Focusing element 5
2 and a portion of the arm 51 corresponding to the optical path of the optical probe 1 is provided with a hole or a transparent material such as glass is fitted therein. The light deflected by the deflector 12 is reflected by the reflection film 55 of the condenser element 52, enters the optical probe 1, and is condensed by the microlens 4. Thereby, optical scanning for tracking or high speed recording / reproducing can be performed. In addition, the microlens 4 is attached to the optical probe 1.
Since the optical probe 1 can be irradiated with the parallel light as it is, the alignment of the light irradiated from the condensing element 52 and the optical probe 1 is determined by the positional relationship between the microlens 4 and the protrusion 3. If the determination is made with high accuracy when the probe 1 is manufactured, the positional relationship between the two does not change during use, so that the accuracy required for the alignment between the light emitted from the condensing element 52 and the optical probe 1 is relaxed. be able to.

【0076】この集光素子52としては、図24(b)
に示すように、偏向器12と独立して設けた直角プリズ
ム56の傾斜面に反射膜55を設け、直角プリズム56
を透光性の接着剤で偏向器12と結合しても良い。ま
た、図24(c)に示すように、例えばEO偏向器42
等と同じ材料で偏向器12と一体に形成され反射型レン
ズ57又はEO偏向器42等と同じ材料で偏向器12と
独立して形成された反射型レンズ57の球面に反射膜5
5を設けて集光素子52としても良い。このように集光
素子52として反射型レンズ57を使用することによ
り、反射型レンズ57と光プローブ1のマイクロレンズ
4との2つのレンズを組み合わせることができ開口数N
Aをより向上して集光スポット径を小さくでき、光利用
効率を高くすることができる。なお、集光素子52を形
成する直角プリズム54,56や反射型レンズ57に設
けた反射膜55はEO偏向器42等と電極とは電気的に
接続されていない方が望ましい。また、図25に示すよ
うに、集光素子52と光プローブ1の間に集光レンズ5
8を設けることにより、集光スポット径をより小さくす
ることができる。
The condensing element 52 is shown in FIG.
As shown in FIG. 5, the reflecting film 55 is provided on the inclined surface of the right-angled prism 56 provided independently of the deflector 12, and the right-angled prism 56 is provided.
May be connected to the deflector 12 with a translucent adhesive. Further, as shown in FIG. 24C, for example, the EO deflector 42
Is formed integrally with the deflector 12 using the same material as that of the reflective lens 57, or the reflective film 57 is formed on the spherical surface of the reflective lens 57 formed of the same material as that of the EO deflector 42 and the like independently of the deflector 12.
5 may be provided to serve as the condensing element 52. By using the reflective lens 57 as the condensing element 52 in this way, it is possible to combine the two lenses of the reflective lens 57 and the microlens 4 of the optical probe 1 with a numerical aperture N.
A can be further improved to reduce the diameter of the focused spot, and the light utilization efficiency can be increased. It is preferable that the right angle prisms 54 and 56 forming the condenser element 52 and the reflective film 55 provided on the reflective lens 57 are not electrically connected to the EO deflector 42 and the like and the electrodes. Further, as shown in FIG. 25, the condenser lens 5 is provided between the condenser element 52 and the optical probe 1.
By providing 8, the focused spot diameter can be made smaller.

【0077】前記説明では光プローブ1のマイクロレン
ズ4として凸レンズを使用した場合について説明した
が、図26(a)、(b)の断面図に示すように、屈折
率n1の高屈折率材料61と屈折率n2が屈折率n1よ
り大きい高屈折率材料62を使用し、屈折率n2の高屈
折率材料62でレンズ部を形成したり、(c)に示すよ
うに、高屈折率材料63で形成した凸レンズ64を対向
して設けても良い。
In the above description, the case where the convex lens is used as the microlens 4 of the optical probe 1 has been described. However, as shown in the sectional views of FIGS. 26A and 26B, the high refractive index material 61 having the refractive index n1 is used. And a high refractive index material 62 having a refractive index n2 larger than the refractive index n1 is used to form a lens portion with the high refractive index material 62 having a refractive index n2, or as shown in FIG. The formed convex lenses 64 may be provided so as to face each other.

【0078】また、光プローブ1の基板2の表面に設け
た金属遮光膜6の厚さを、図27に示すように、突起部
3の高さと同じになるように形成しても良い。このよう
に突起部3の先端部と金属遮光膜6の表面を同じ面にす
ることにより、突起部3を記録媒体14と対向させて使
用する場合、突起部3の頂点部分に応力が集中すること
を防ぐことができ、突起部3を破損せずに安定して使用
することができる。
Further, the thickness of the metal light-shielding film 6 provided on the surface of the substrate 2 of the optical probe 1 may be formed so as to be the same as the height of the protrusion 3 as shown in FIG. By thus forming the tip of the protrusion 3 and the surface of the metal light-shielding film 6 on the same surface, when the protrusion 3 is used so as to face the recording medium 14, stress concentrates on the apex portion of the protrusion 3. This can be prevented and the projection 3 can be used stably without being damaged.

【0079】また、上記説明では光プローブ1を単結晶
Siで作製した場合について説明したが下記の材料で光
プローブ1を作製しても良い。単結晶Si、SiO2、Ge、ガ
ラス、結晶石英、C(ダイヤモンド)、アモルファスSi、
マイクロクリスタル(微小結晶)Si、多結晶Si、SiN
(x、yは任意)、TiO2、ZnO、 TeO2、Al2O3、Y2O3、La2
O2S、LiGaO2、 BaTiO3、 SrTiO3、 PbTiO3、 KNbO 3、K
(Ta,Nb)O3(KTN)、LiNbO3、LiTaO3、Pb(Mg1/3Nb2/3)O3
(Pb,La)(Zr,Ti)O2、(Pb,La)(Hf,Ti)O3、PbGeO3、Li2GeO
3、MgAl2O4、CoFe2O4、(Sr,Ba)Nb2O6、La2Ti 2O7、Nd2Ti
2O7、Ba2TiSi12O8、Pb5Ge3O11、Bi4Ge3O12、Bi4Si
3O12、Y3Al5O12、Gd3Fe5O12、(Gd,Bi)3Fe5O12、Ba2NaNb
O15、Bi12GeO2O、Bi12SiO2、Ca12Al14O33、LiF、NaF、K
F、RbF、CsF、NaCl、KCl、RbCl、CsCl、AgCl、TlCl、Cu
Cl、LiBr、NaBr、KBr、CsBr、AgBr、TlBr、LiI、NaI、K
I、CsI、Tl(Br,I)、Tl(Cl、Br)、MgF2、CaF2、SrF2、Ba
F2、PbF2、Hg2CI2、FeF3、CsPbCl3、BaMgF4、BaZnF4、N
a2SbF5、LiClO4・3H2O、CdHg(SCN)4、ZnS、ZnSe、ZnTe、
CdS、CdSe、CdTe、a-HgS、PbS、PbSe、EuS、EuSe、GaS
e、LiInS2、AgGaS2、AgGaSe2、TiInS2、TiInSe2、TlGaS
e2、TlGaS2、As2S3、As2Se3、Ag3AsS3、Ag3SbS3、CdGa2
S4、CdCr2S4、TlTa3S 4、Tl3TaSe4、Tl3VS4、Tl3AsS4、T
l3PSe4、GaP、GaAs、GaN、(Ga,Al)As、Ga(As,P)、(lnG
a)P、(lnGa)As、(Ga,AI)Sb、Ga(AsSb)、(lnGa)(AsP)、
(GaAI)(AsSb)、ZnGeP2、CaCO3、NaNO3、a-HIO3、a-LiIO
3、KIO2F2、FeBO3、Fe3BO6、KB5O8・4H2O、BeSO4・2H2O、
CuSO4・5H2O、Li2SO4・H2O、KH2PO4, KD2PO4、NH4H2PO4
KH2AsO4、KD2AsO4 CSH2AsO4、CsD2AsO4、KTiOPO4,RbTiO
PO4、(K,Rb)TiOPO4、PbMoO4、a-Gd2(MoO4)3、a-Tb2(MoO
4)3、Pb2MoO5、Bi2WO6、K2MoOS3・KCl、YVO4Ca3(VO4)2
Pb5(GeO4)(VO4)2、CO(NH2)2,Li(COOH)・H2O、Sr(COO
H)2、(NH4CH2COOH)3H2SO4、(ND4CD2COOD)3D2SO4,(NH4CH
2COOH)3H2BeF、(NH4)2C2O4・H2O、C4H3N3O4、C4H9NO3、C
6H4(NO2)、 C6H4NO2Br、C6H4NO2CI、C6H4NO2NH2、 C6H4
(NH4)OH、C6H4(CO2)2HCs、C6H4(CO2)2HRb、C6H3NO2CH3N
H2、C6H3CH3(NH2)2、 C6H12O5・H2OKH(C8H4O4)、C1OH11N
3O6、[CH2・CF2]n。
In the above description, the optical probe 1 is made of a single crystal.
Although the case where it is made of Si has been explained,
The probe 1 may be manufactured. Single crystal Si, SiO2, Ge, moth
Lath, crystalline quartz, C (diamond), amorphous Si,
Microcrystal Si, Polycrystalline Si, SixN
y(x and y are arbitrary), TiO2, ZnO, TeO2, Al2O3, Y2O3, La2
O2S, LiGaO2, BaTiO3, SrTiO3, PbTiO3, KNbO 3, K
(Ta, Nb) O3(KTN), LiNbO3, LiTaO3, Pb (Mg1/3Nb2/3) O3,
(Pb, La) (Zr, Ti) O2, (Pb, La) (Hf, Ti) O3, PbGeO3, Li2GeO
3, MgAl2OFour, CoFe2OFour, (Sr, Ba) Nb2O6, La2Ti 2O7, Nd2Ti
2O7, Ba2TiSi12O8, PbFiveGe3O11, BiFourGe3O12, BiFourSi
3O12, Y3AlFiveO12, Gd3FeFiveO12, (Gd, Bi)3FeFiveO12, Ba2NaNb
O15, Bi12GeO2O, Bi12SiO2, Ca12Al14O33, LiF, NaF, K
F, RbF, CsF, NaCl, KCl, RbCl, CsCl, AgCl, TlCl, Cu
Cl, LiBr, NaBr, KBr, CsBr, AgBr, TlBr, LiI, NaI, K
I, CsI, Tl (Br, I), Tl (Cl, Br), MgF2, CaF2, SrF2, Ba
F2, PbF2, Hg2CI2, FeF3, CsPbCl3, BaMgFFour, BaZnFFour, N
a2SbFFive, LiClOFour・ 3H2O, CdHg (SCN)Four, ZnS, ZnSe, ZnTe,
CdS, CdSe, CdTe, a-HgS, PbS, PbSe, EuS, EuSe, GaS
e, LiInS2, AgGaS2, AgGaSe2, TiInS2, TiInSe2, TlGaS
e2, TlGaS2, As2S3, As2Se3, Ag3AsS3, Ag3SbS3, CdGa2
SFour, CdCr2SFour, TlTa3S Four, Tl3TaSeFour, Tl3VSFour, Tl3AsSFour, T
l3PSeFour, GaP, GaAs, GaN, (Ga, Al) As, Ga (As, P), (lnG
a) P, (lnGa) As, (Ga, AI) Sb, Ga (AsSb), (lnGa) (AsP),
(GaAI) (AsSb), ZnGeP2, CaCO3, NaNO3, A-HIO3, A-LiIO
3, KIO2F2, FeBO3, Fe3BO6, KBFiveO8・ 4H2O, BeSOFour・ 2H2O,
CuSOFour・ 5H2O, Li2SOFour・ H2O, KH2POFour, KD2POFour, NHFourH2POFour,
KH2AsOFour, KD2AsOFour CSH2AsOFour, CsD2AsOFour, KTiOPOFour, RbTiO
POFour, (K, Rb) TiOPOFour, PbMoOFour, A-Gd2(MoOFour)3, A-Tb2(MoO
Four)3, Pb2MoOFive, Bi2WO6, K2MoOS3・ KCl, YVOFourCa3(VOFour)2,
PbFive(GeOFour) (VOFour)2, CO (NH2)2, Li (COOH) ・ H2O, Sr (COO
H)2, (NHFourCH2(COOH)3H2SOFour, (NDFourCD2(COOD)3D2SOFour, (NHFourCH
2(COOH)3H2BeF, (NHFour)2C2OFour・ H2O, CFourH3N3OFour, CFourH9NO3, C
6HFour(NO2), C6HFourNO2Br, C6HFourNO2CI, C6HFourNO2NH2, C6HFour
(NHFour) OH, C6HFour(CO2)2HCs, C6HFour(CO2)2HRb, C6H3NO2CH3N
H2, C6H3CH3(NH2)2, C6H12OFive・ H2OKH (C8HFourOFour), C1OH11N
3O6, [CH2・ CF2] n.

【0080】[0080]

【発明の効果】この発明は以上説明したように、高屈折
率材料で形成された基板と同じ材料で形成され、外壁に
先細のテーパー面を有し、先端部に細長形状の光出射部
を有する突起部と対向する面に、基板と同じ材料で形成
された集光レンズを設けることにより、集光レンズに入
射した光が集光レンズと基板の境界で反射することを防
止し、入射した光を有効に利用することができ、光の利
用効率を高めることができる。また、入射した光を集光
レンズで光出射部に集光するから、光出射部に非常に小
さな光スポットを実現でき、記録密度を向上するととも
に精度の高いトラッキング制御を実現することができ
る。
As described above, the present invention is formed of the same material as the substrate formed of a high refractive index material, has a tapered surface on the outer wall, and has an elongated light emitting portion at the tip. By providing a condenser lens made of the same material as the substrate on the surface facing the protruding portion, the light incident on the condenser lens is prevented from being reflected at the boundary between the condenser lens and the substrate, and is incident. The light can be effectively used, and the light utilization efficiency can be improved. Further, since the incident light is condensed by the condenser lens on the light emitting portion, a very small light spot can be realized on the light emitting portion, the recording density can be improved, and highly accurate tracking control can be realized.

【0081】また、突起部の先端部に設けた光出射部に
複数の遮光部を細長形状の長辺方向に略等間隔で複数個
配設して、光出射部をスリット状に分割することによ
り、光出射部に、より小さい光スポットを実現すること
ができ、高速な入出力ビットレートを実現することがで
きる。
In addition, a plurality of light-shielding portions may be provided in the light emitting portion provided at the tip of the protrusion at substantially equal intervals in the long side direction of the elongated shape, and the light emitting portion may be divided into slits. As a result, a smaller light spot can be realized at the light emitting portion, and a high input / output bit rate can be realized.

【0082】さらに、集光レンズの外周部に補強部材を
設けることにより、光プローブの剛性を高め、集光レン
ズを突起部に近づけて配置することができ、開口数を向
上させて、光利用効率と記録密度の向上を図ることがで
きる。
Further, by providing a reinforcing member on the outer peripheral portion of the condenser lens, the rigidity of the optical probe can be increased, and the condenser lens can be arranged closer to the protrusion, thereby improving the numerical aperture and utilizing the light. It is possible to improve efficiency and recording density.

【0083】また、集光レンズ側に透光性基板を設ける
ことにより、光プローブの剛性をより高めるとともに、
集光レンズを容易に作製することができる。
Further, by providing a transparent substrate on the side of the condenser lens, the rigidity of the optical probe is further enhanced, and
The condenser lens can be easily manufactured.

【0084】また、集光レンズと基板及び突起部の屈折
率をn、集光レンズに入射する光の波長をλとしたと
き、突起部の先端に設けた細長形状の光出射部の長辺の
長さaと短辺の長さbを、a≧(λ/2n)、b<(λ
/2n)の条件を満たすように光出射部の形状を定める
ことにより、光出射部に小さい光スポットを安定して実
現することができる。
When the refractive index of the condenser lens, the substrate and the protrusion is n and the wavelength of the light incident on the condenser lens is λ, the long side of the elongated light emitting portion provided at the tip of the protrusion. Of the length a and the length b of the short side are a ≧ (λ / 2n), b <(λ
By defining the shape of the light emitting portion so as to satisfy the condition of / 2n), it is possible to stably realize a small light spot on the light emitting portion.

【0085】また、この光プローブを有する光ピックア
ップの、記録再生用の光を出射する光学系と光プローブ
の間に、光学系から出射する光を偏向して光プローブの
細長形状の光出射部の長辺方向に走査する光偏向手段を
設けることにより、光プローブの細長形状の光出射部の
長辺方向に安定して光を走査することができ、高速な入
出力ビットレートを実現することができる。
Further, in the optical pickup having the optical probe, the elongated light emitting portion of the optical probe is deflected between the optical system for emitting the recording / reproducing light and the optical probe to deflect the light emitted from the optical system. By providing the light deflecting means for scanning in the long side direction, it is possible to stably scan the light in the long side direction of the elongated light emitting part of the optical probe, and to realize a high input / output bit rate. You can

【0086】この光偏向手段としてガルバノミラーや回
転多面鏡あるいは音響光学偏向器又は電気光学偏向器を
使用することにより、簡単な構成で光プローブの細長形
状の光出射部の長辺方向に安定して光を走査することが
できる。
By using a galvanometer mirror, a rotating polygon mirror, an acousto-optic deflector or an electro-optic deflector as the light deflecting means, the elongated shape of the light emitting portion of the optical probe can be stabilized in the long side direction with a simple structure. Light can be scanned.

【0087】また、電気光学偏向器は立方体の電気光学
結晶で構成し、光が透過する方向と平行な電極を形成
し、電極の幅は光が透過する方向に沿って変化する形状
に形成することにより、光プローブの細長形状の光出射
部の長辺方向に走査する光を安定して偏向させることが
できる。
Further, the electro-optical deflector is composed of a cubic electro-optical crystal, and an electrode parallel to the light transmitting direction is formed, and the width of the electrode is formed in a shape changing along the light transmitting direction. Thus, the light scanning in the long side direction of the elongated light emitting portion of the optical probe can be stably deflected.

【0088】さらに、電気光学結晶としてLN(LiN
bO)結晶を用い、LN結晶の光学軸と平行に電界が
加えられるように電極の形状を定めることにより、簡単
な構成で光プローブに入射する光を偏向させることがで
きる。
Further, as an electro-optic crystal, LN (LiN
By using a bO 3 ) crystal and determining the shape of the electrode so that an electric field is applied in parallel with the optical axis of the LN crystal, it is possible to deflect the light incident on the optical probe with a simple configuration.

【0089】また、電気光学結晶としてドメイン反転型
の電気光学結晶を使用することにより、偏向の度合いを
印加する電圧により制御でき、光プローブに入射する光
を安定して偏向させることができる。
Further, by using a domain inversion type electro-optical crystal as the electro-optical crystal, the degree of deflection can be controlled by the applied voltage, and the light incident on the optical probe can be stably deflected.

【0090】さらに、電気光学結晶に入射する光を光学
軸と平行な方向の直線偏光とすることにより、より低い
電圧で光を偏向させることができ、記録再生時の消費電
力を低減することができる。
Further, by making the light incident on the electro-optic crystal linearly polarized in the direction parallel to the optical axis, the light can be deflected at a lower voltage, and the power consumption during recording / reproduction can be reduced. it can.

【0091】また、光プローブをアームの先端下部に設
け、光学系と光偏向手段とともに光偏向手段からの光の
光路を変えて光プローブに入射する集光手段をアームの
上部に搭載することにより、偏向手段と光プローブをア
ライメントするアクチュエータや制御系を不要とし、装
置の小型化や簡素化を図ることができる。
Further, the optical probe is provided below the tip of the arm, and the optical system and the light deflecting means are mounted on the upper part of the arm so that the light converging means for changing the optical path of the light from the light deflecting means is incident on the optical probe. As a result, the actuator and the control system for aligning the deflecting means and the optical probe are unnecessary, and the size and simplification of the device can be achieved.

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

【図1】この発明の光プローブの構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of an optical probe of the present invention.

【図2】光プローブの構成を示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a configuration of an optical probe.

【図3】光ピックアップの構成図である。FIG. 3 is a configuration diagram of an optical pickup.

【図4】記録媒体のトラックに対する光プローブの配置
図である。
FIG. 4 is a layout view of an optical probe with respect to a track of a recording medium.

【図5】第2の光プローブの構成図である。FIG. 5 is a configuration diagram of a second optical probe.

【図6】第2の光プローブの作製方法を示す工程図であ
る。
FIG. 6 is a process drawing showing the method of manufacturing the second optical probe.

【図7】光プローブのマイクロレンズを作製するフォト
マスクの構成図である。
FIG. 7 is a configuration diagram of a photomask for producing a microlens of an optical probe.

【図8】第3の光プローブの構成図である。FIG. 8 is a configuration diagram of a third optical probe.

【図9】記録媒体のトラックに対する第3の光プローブ
の配置図である。
FIG. 9 is a layout view of a third optical probe with respect to a track of a recording medium.

【図10】第3の光プローブの作製方法を示す工程図で
ある。
FIG. 10 is a process drawing showing the manufacturing method of the third optical probe.

【図11】第4の光プローブの構成図である。FIG. 11 is a configuration diagram of a fourth optical probe.

【図12】第4の光プローブの作製方法を示す工程図で
ある。
FIG. 12 is a process drawing showing the manufacturing method of the fourth optical probe.

【図13】第2の光ピックアップの構成図である。FIG. 13 is a configuration diagram of a second optical pickup.

【図14】第3の光ピックアップの構成図である。FIG. 14 is a configuration diagram of a third optical pickup.

【図15】第4の光ピックアップの構成図である。FIG. 15 is a configuration diagram of a fourth optical pickup.

【図16】EO偏向器の構成図である。FIG. 16 is a configuration diagram of an EO deflector.

【図17】EO偏向器の電気光学結晶に対する電圧印加
方向を示す模式図である。
FIG. 17 is a schematic diagram showing the direction of voltage application to the electro-optic crystal of the EO deflector.

【図18】電気光学結晶を透過するビームを示す模式図
である。
FIG. 18 is a schematic diagram showing a beam that passes through an electro-optic crystal.

【図19】EO偏向器の電気光学結晶に対する電極形状
を示す配置図である。
FIG. 19 is a layout view showing electrode shapes for an electro-optic crystal of an EO deflector.

【図20】EO偏向器に対する光の入射方向を示す模式
図である。
FIG. 20 is a schematic diagram showing the incident direction of light to the EO deflector.

【図21】EO偏向器に印加した電界に対する出射ビー
ムの移動量の変化特性図である。
FIG. 21 is a change characteristic diagram of the amount of movement of the outgoing beam with respect to the electric field applied to the EO deflector.

【図22】ドメイン反転型の電気光学結晶を使用したE
O偏向器の構成図である。
FIG. 22. E using a domain inversion type electro-optic crystal
It is a block diagram of an O deflector.

【図23】光ピックアップの全体構成図である。FIG. 23 is an overall configuration diagram of an optical pickup.

【図24】光ピックアップのアームに対する光学系と偏
向器と集光素子及び光プローブの配置図である。
FIG. 24 is a layout diagram of an optical system, a deflector, a condensing element, and an optical probe for an arm of an optical pickup.

【図25】光ピックアップのアームに対する光学系と偏
向器と集光素子及び光プローブの他の配置図である。
FIG. 25 is another layout diagram of the optical system, the deflector, the condensing element, and the optical probe for the arm of the optical pickup.

【図26】マイクロレンズの他の構成を示す断面図であ
る。
FIG. 26 is a cross-sectional view showing another configuration of the microlens.

【図27】第5の光ピックアップの構成図である。FIG. 27 is a configuration diagram of a fifth optical pickup.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1;光プローブ、2;基板、3;突起部、4;マイクロ
レンズ、5;光出射部、6;金属遮光膜、7;光学系、
8;LD、9;コリメータレンズ、10;ビームスプリ
ッタ、11;PD、12;偏向器、13;ガルバノミラ
ー、14;記録媒体、15;トラック、16;サスペン
ション、17;補強部、18;遮光部、40;ポリゴン
ミラー、41;AO偏向器、42;EO偏向器。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1; Optical probe, 2; Substrate, 3; Projection part, 4; Microlens, 5; Light emitting part, 6; Metal light shielding film, 7; Optical system,
8; LD, 9; Collimator lens, 10; Beam splitter, 11; PD, 12; Deflector, 13; Galvano mirror, 14; Recording medium, 15; Track, 16; Suspension, 17; Reinforcing section, 18; Light-shielding section , 40; polygon mirror, 41; AO deflector, 42; EO deflector.

フロントページの続き (72)発明者 三船 博庸 東京都大田区中馬込1丁目3番6号 株式 会社リコー内 (72)発明者 大津 元一 神奈川県川崎市高津区坂戸3丁目2番地1 号 財団法人神奈川科学技術アカデミー内 (72)発明者 興梠 元伸 神奈川県川崎市高津区坂戸3丁目2番地1 号 財団法人神奈川科学技術アカデミー内 (72)発明者 八井 崇 神奈川県川崎市宮前区野川3184−21 Fターム(参考) 5D118 AA13 CA13 DC07 DC13 DC16 5D119 AA11 AA22 AA43 EC32 EC39 JA34 JA43 JA52 JA54 JA55 MA05 5D789 AA11 AA22 AA43 CA21 CA22 CA23 EC32 EC39 JA34 JA43 JA52 JA54 JA55 MA05 Continued front page    (72) Inventor Hironori Mifune             1-3-3 Nakamagome, Ota-ku, Tokyo Stocks             Company Ricoh (72) Inventor Motoichi Otsu             3-2-1 Sakado, Takatsu-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture             No. Within Kanagawa Academy of Science and Technology (72) Inventor Motonobu Korogi             3-2-1 Sakado, Takatsu-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture             No. Within Kanagawa Academy of Science and Technology (72) Inventor Takashi Yai             3184-21 Nogawa, Miyamae-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa F term (reference) 5D118 AA13 CA13 DC07 DC13 DC16                 5D119 AA11 AA22 AA43 EC32 EC39                       JA34 JA43 JA52 JA54 JA55                       MA05                 5D789 AA11 AA22 AA43 CA21 CA22                       CA23 EC32 EC39 JA34 JA43                       JA52 JA54 JA55 MA05

Claims (15)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 高屈折率材料で形成された基板と、基板
と同じ材料で形成され、外壁に先細のテーパー面を有
し、先端部に細長形状の光出射部を有する突起部と、基
板の突起部と対向する面に、基板と同じ材料で形成され
た集光レンズとを有することを特徴とする光プローブ。
1. A substrate formed of a high refractive index material, a protrusion formed of the same material as the substrate, having a tapered surface on its outer wall and an elongated light emitting portion at its tip, and a substrate. An optical probe having a condensing lens formed of the same material as the substrate on a surface facing the protruding portion.
【請求項2】 前記突起部の先端部に設けた光出射部に
複数の遮光部を細長形状の長辺方向に略等間隔で複数個
配設して、光出射部をスリット状に分割した請求項1記
載の光プローブ。
2. A plurality of light-shielding portions are provided in the light emitting portion provided at the tip of the protrusion at substantially equal intervals in the long side direction of the elongated shape, and the light emitting portion is divided into slits. The optical probe according to claim 1.
【請求項3】 前記集光レンズの外周部に補強部材を設
けた請求項1又は2記載の光プローブ。
3. The optical probe according to claim 1, wherein a reinforcing member is provided on an outer peripheral portion of the condenser lens.
【請求項4】 前記集光レンズ側に透光性基板を設けた
請求項1,2又は3記載の光プローブ。
4. The optical probe according to claim 1, wherein a transparent substrate is provided on the condenser lens side.
【請求項5】 前記集光レンズと基板及び突起部の屈折
率をn、集光レンズに入射する光の波長をλとしたと
き、突起部の先端に設けた細長形状の光出射部の長辺の
長さaと短辺の長さbを、 a≧(λ/2n) b<(λ/2n) の条件を満たすように光出射部の形状を定めた請求項1
乃至4のいずれかに記載の光プローブ。
5. When the refractive index of the condenser lens, the substrate and the protrusion is n and the wavelength of light incident on the condenser lens is λ, the length of the elongated light emitting portion provided at the tip of the protrusion is long. The shape of the light emitting portion is determined so that the side length a and the short side length b satisfy the condition of a ≧ (λ / 2n) b <(λ / 2n).
5. The optical probe according to any one of 4 to 4.
【請求項6】 請求項1乃至5のいずれかに記載の光プ
ローブを有する光ピックアップであって、 記録再生用の光を出射する光学系と光プローブの間に、
光学系から出射する光を偏向して光プローブの細長形状
の光出射部の長辺方向に走査する光偏向手段を有するこ
とを特徴とする光ピックアップ。
6. An optical pickup including the optical probe according to claim 1, wherein the optical probe emits light for recording and reproduction, and the optical probe.
An optical pickup comprising: a light deflecting unit that deflects light emitted from an optical system and scans the light emitting portion of the optical probe in the long side direction.
【請求項7】 前記光偏向手段としてガルバノミラーを
使用した請求項6記載の光ピックアップ。
7. The optical pickup according to claim 6, wherein a galvano mirror is used as the light deflecting means.
【請求項8】 前記光偏向手段として回転多面鏡を使用
した請求項6記載の光ピックアップ。
8. The optical pickup according to claim 6, wherein a rotating polygon mirror is used as the light deflecting means.
【請求項9】 前記光偏向手段として音響光学偏向器を
使用した請求項6記載の光ピックアップ。
9. The optical pickup according to claim 6, wherein an acousto-optic deflector is used as the light deflecting means.
【請求項10】 前記光偏向手段として電気光学偏向器
を使用した請求項6記載の光ピックアップ用光学素子。
10. The optical element for an optical pickup according to claim 6, wherein an electro-optical deflector is used as the light deflecting means.
【請求項11】 前記電気光学偏向器は立方体の電気光
学結晶で構成され、光が透過する方向と平行な電極が形
成され、電極の幅は光が透過する方向に沿って変化する
形状に形成されている請求項10記載の光ピックアッ
プ。
11. The electro-optical deflector is composed of a cubic electro-optical crystal, electrodes are formed parallel to the light transmitting direction, and the width of the electrodes is formed in a shape changing along the light transmitting direction. The optical pickup according to claim 10, which is provided.
【請求項12】 前記電気光学結晶としてLN(LiN
bO)結晶を用い、LN結晶の光学軸と平行に電界が
加えられるように電極の形状を定めた請求項11記載の
光ピックアップ。
12. LN (LiN as the electro-optic crystal
The optical pickup according to claim 11, wherein a shape of the electrode is determined so that an electric field is applied in parallel with an optical axis of the LN crystal by using a bO 3 ) crystal.
【請求項13】 前記電気光学結晶としてドメイン反転
型の電気光学結晶を使用した請求項11記載の光ピック
アップ。
13. The optical pickup according to claim 11, wherein a domain inversion type electro-optic crystal is used as the electro-optic crystal.
【請求項14】 前記電気光学結晶に入射する光を光学
軸と平行な方向の直線偏光とした請求項11,12又は
13記載の光ピックアップ。
14. The optical pickup according to claim 11, 12 or 13, wherein the light incident on the electro-optic crystal is linearly polarized light in a direction parallel to the optical axis.
【請求項15】 前記光プローブをアームの先端下部に
設け、光学系と光偏向手段とともに光偏向手段からの光
の光路を変えて光プローブに入射する集光手段をアーム
の上部に搭載した請求項11乃至14のいずれかに記載
の光ピックアップ。
15. The optical probe is provided below the tip of the arm, and the optical system, the optical deflector, and the condenser for changing the optical path of the light from the optical deflector to enter the optical probe are mounted on the upper part of the arm. Item 15. The optical pickup according to any one of items 11 to 14.
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WO2004083929A1 (en) * 2003-03-20 2004-09-30 Hamamatsu Photonics K.K. Solid immersion lens and microscope

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004083929A1 (en) * 2003-03-20 2004-09-30 Hamamatsu Photonics K.K. Solid immersion lens and microscope
JPWO2004083929A1 (en) * 2003-03-20 2006-06-22 浜松ホトニクス株式会社 Solid immersion lens and microscope
US7423816B2 (en) 2003-03-20 2008-09-09 Hamamatsu Photonics K.K. Solid immersion lens and microscope
JP4536654B2 (en) * 2003-03-20 2010-09-01 浜松ホトニクス株式会社 Solid immersion lens and microscope

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