JP2005004964A - Optical pickup, multi-wavelength semiconductor laser unit, and optical information recording / reproducing method - Google Patents
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Abstract
【課題】 簡易な構成で多種類の光ディスク間での互換性を実現することができ、偏光性の検出光学系を用いた場合であっても、安定に信号の検出を行うことのできる小型の光ピックアップを提供する。
【解決手段】 Siサブマウント45−4の上に、GaN系青色半導体レーザチップ45とAlGaInP系赤色半導体レーザチップ46とAlGaAs系近赤外半導体レーザチップ47とを実装する。最短波長である青色半導体レーザチップ45(波長405nm)を中央に実装し、赤色半導体レーザチップ46(波長650nm)と近赤外半導体レーザチップ47(波長790nm)とを、青色半導体レーザチップ45(波長405nm)の両側に実装する。それぞれのレーザチップ45〜47から出射された光は、エッチドミラー45−3で反射されて光路の方向が変えられた後、焦点距離25mmのコリメートレンズによって平行光となる。
【選択図】 図5
PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve compatibility between various types of optical disks with a simple configuration and to be able to stably detect a signal even when a polarization detection optical system is used. Provide optical pickup.
A GaN blue semiconductor laser chip 45, an AlGaInP red semiconductor laser chip 46, and an AlGaAs near infrared semiconductor laser chip 47 are mounted on a Si submount 45-4. The blue semiconductor laser chip 45 (wavelength 405 nm), which is the shortest wavelength, is mounted in the center, and the red semiconductor laser chip 46 (wavelength 650 nm) and the near-infrared semiconductor laser chip 47 (wavelength 790 nm) are connected to the blue semiconductor laser chip 45 (wavelength). 405 nm) on both sides. The light emitted from each of the laser chips 45 to 47 is reflected by the etched mirror 45-3 to change the direction of the optical path, and then becomes parallel light by a collimating lens having a focal length of 25 mm.
[Selection] Figure 5
Description
本発明は、異なる波長の光ビームを出射する複数の光源(例えば、半導体レーザ)を備えた光ピックアップ、多波長半導体レーザユニット及び光情報記録再生方法に関する。 The present invention relates to an optical pickup including a plurality of light sources (for example, semiconductor lasers) that emit light beams having different wavelengths, a multi-wavelength semiconductor laser unit, and an optical information recording / reproducing method.
1996年に、AlGaInP系の赤色半導体レーザ(波長650nm近傍)を用いて、4.7GBの記録容量を有するDVD(digital versatile disk)システムが開発された。従来のCD(compact disk)システムでは、AlGaAs系の近赤外半導体レーザ(波長780nm近傍)が用いられ、その記録容量は650MBであった。 In 1996, a DVD (digital versatile disk) system having a recording capacity of 4.7 GB was developed using an AlGaInP red semiconductor laser (wavelength near 650 nm). In a conventional CD (compact disk) system, an AlGaAs-based near infrared semiconductor laser (wavelength near 780 nm) is used, and its recording capacity is 650 MB.
CDシステムとDVDシステムとでは異なる点は数多くあるが、その1つとして、使用する光ディスクの基材の厚みが異なる。具体的には、CDシステムでは光ディスクの基材の厚みが1.2mmであるのに対して、DVDシステムでは光ディスクの基材の厚みが0.6mmである。そのため、DVDシステムでは、CDシステムとの互換性を得るために、いろいろな方法が提案されている。 There are many differences between the CD system and the DVD system. One of them is that the thickness of the base material of the optical disk to be used is different. Specifically, the thickness of the base material of the optical disk is 1.2 mm in the CD system, whereas the thickness of the base material of the optical disk is 0.6 mm in the DVD system. Therefore, in the DVD system, various methods have been proposed in order to obtain compatibility with the CD system.
その1つとして、2焦点レンズを用いた構成がある(例えば、非特許文献1参照)。 One of them is a configuration using a bifocal lens (for example, see Non-Patent Document 1).
2焦点レンズは、波長650nmに対して設計された開口数NAが0.6の対物レンズ上に同心円状のホログラム素子を形成したものである。そして、この2焦点レンズを用いれば、ホログラム素子の+1次光を利用して基材厚み1.2mmのCDの上に収差なく集光される光と、通常の対物レンズ(ホログラム素子の0次光)として利用して基材厚み0.6mmのDVDの上に収差なく集光される光との間の分離を可能にして、CDとDVDとの間の互換を実現することができる。 In the bifocal lens, concentric hologram elements are formed on an objective lens having a numerical aperture NA of 0.6 designed for a wavelength of 650 nm. If this bifocal lens is used, light collected without aberration on a CD having a substrate thickness of 1.2 mm using the + 1st order light of the hologram element and a normal objective lens (the 0th order of the hologram element). Light), separation between light collected without aberration on a DVD having a substrate thickness of 0.6 mm is possible, and compatibility between CD and DVD can be realized.
しかし、2焦点レンズを用いた光学系では、CDとの互換性は実現されているが、CD−Rとの互換性は得られていない。CD−Rでは赤色領域に対する反射特性が著しく小さいため、十分な再生信号を得ることができないからである。そのため、図21に示すような2つの集積ユニット125、126(波長650nm、780nm)を有する光ピックアップが提案されている。
However, in an optical system using a bifocal lens, compatibility with CD is realized, but compatibility with CD-R is not obtained. This is because CD-R has a remarkably small reflection characteristic with respect to the red region, so that a sufficient reproduction signal cannot be obtained. Therefore, an optical pickup having two integrated
図21の構成において、DVD用集積ユニット125から出射された波長650nmのレーザ光は、波長分離プリズム127を透過した後、偏光ホログラム128(LiNbO3 基板上にプロトン交換によって回折格子が形成されている)と波長板129(波長650nmに対して(5/4)λ板)とを透過し、対物レンズ132によって光ディスク(DVD−ROM)131の上に集光される。光ディスク131からの反射光は、波長板129によって往路と90度偏光方向が回転し、偏光ホログラム128によって回折され、DVD用集積ユニット125の中の光検出器(PD)の上に結像される。検出光学系は、フォーカス方向がSSD(spot size detection)法によって制御され、トラッキング方向が位相差検出法によって制御される。
In the configuration of FIG. 21, the laser beam having a wavelength of 650 nm emitted from the DVD integrated
一方、CD用集積ユニット126から出射された波長780nmのレーザ光は、狭ピッチのプラスチックホログラム素子126bを透過した後、波長分離プリズム127で反射する。そして、DVD用集積ユニット125からの波長650nmのレーザ光と同様に、偏光ホログラム128と波長板129とを透過し、対物レンズ132によって光ディスク(CDあるいはCD−R)130の上に集光される。光ディスク130からの反射光は、波長板129と偏光ホログラム128とを再び透過する。このとき、波長板129は波長780nmに対してはλ板として作用するため、偏光方向は維持され、また、偏光ホログラム128でも回折作用を受けない。波長分離プリズム127での反射後にプラスチックホログラム素子126bで回折された光は、CD用集積ユニット126の中の光検出器(PD)の上に結像される。検出光学系は、フォーカス方向がSSD法によって制御され、トラッキング方向が3ビーム法によって制御される。
On the other hand, the laser beam having a wavelength of 780 nm emitted from the CD integrated
対物レンズ132は、波長780nmの光が基材厚み1.2mmの光ディスク(CDあるいはCD−R)130に対して収差が小さくなり、波長650nmの光が基材厚み0.6mmの光ディスク(DVD−ROM)131に対して収差が小さくなるように設計されている。
In the
以上のような構成を有する光ピックアップを用い、CD用集積ユニット126から出射される波長780nmのレーザ光によって基材厚み1.2mmの光ディスク(CDあるいはCD−R)130を再生し、DVD用集積ユニット125から出射される波長650nmのレーザ光によって基材厚み0.6mmの光ディスク(DVD−ROM)131は再生することにより、良好な再生特性を得ることができる。
現行のDVDの記録容量は4.7GBであり、NTSC方式(National Television System Commitee standard)の放送データを約2時間記録することができる。しかし、今後、high-visionやhigh-difinition(以下、総じて『HD』と称する)の画像データに対するメディアを開発するためには、光ディスクの記録密度をさらに向上させることが必要不可欠となる。 The recording capacity of the current DVD is 4.7 GB, and NTSC (National Television System Commitee standard) broadcast data can be recorded for about 2 hours. However, in order to develop media for image data of high-vision and high-difinition (hereinafter generally referred to as “HD”), it is essential to further improve the recording density of the optical disc.
光ディスクの記録密度を向上させる手段として、(1)光源を短波長化する、(2)対物レンズの開口数NAを大きくする、等の手段が考えられる。しかし、システムのマージンなどの観点から、対物レンズの開口数NAを現行の0.6よりも大きくすることは困難であり、また、CDやDVDとの互換性の観点からも厳しい。 As means for improving the recording density of the optical disk, there are conceivable means such as (1) shortening the wavelength of the light source, and (2) increasing the numerical aperture NA of the objective lens. However, it is difficult to make the numerical aperture NA of the objective lens larger than the current 0.6 from the viewpoint of system margin and the like, and it is also difficult from the viewpoint of compatibility with CD and DVD.
一方、光源を短波長化する手段としては、近赤外半導体レーザの第2高調波発生(SHG)技術を利用する方法、あるいは、GaN系の半導体レーザを使用する方法等が考えられる。波長400nm程度の青色光を用いることにより、現行のDVDの記録密度を約2.3倍に向上させることができる。以下、このようにして得られるDVDを、『HD−DVD』と称する。 On the other hand, as means for shortening the wavelength of the light source, a method using a second harmonic generation (SHG) technique of a near-infrared semiconductor laser, a method using a GaN-based semiconductor laser, or the like can be considered. By using blue light having a wavelength of about 400 nm, the recording density of the current DVD can be improved by about 2.3 times. Hereinafter, the DVD thus obtained is referred to as “HD-DVD”.
青色光を利用したHD−DVDの時代においても、DVDやCDとの互換性を得ることが重要である。CD−Rと同様に色素系のDVD−Rも現在開発されているが、CD−RやDVD−Rは青色領域においては反射特性が劣化する。従って、互換性を実現するためには、青色領域、赤色領域及び赤外領域の3つの波長領域の光をそれぞれ出射するコヒーレント光源が搭載された光ピックアップが必要となる。 Even in the age of HD DVD using blue light, it is important to obtain compatibility with DVD and CD. Dye-based DVD-Rs are currently being developed in the same way as CD-Rs, but CD-Rs and DVD-Rs have degraded reflection characteristics in the blue region. Therefore, in order to realize compatibility, an optical pickup equipped with a coherent light source that emits light in three wavelength regions of the blue region, the red region, and the infrared region is required.
しかし、多波長のコヒーレント光源を用いて構成される光ピックアップは、多数の光学部品を必要とするため、実用レベルの量産可能な光ピックアップを設計することは困難である。具体的には、例えば、
(1)光学部品の点数が多くなるために、各光学部品の収差に対する精度が厳しくなったり集積化が困難となったりして、小型(薄型)の光ピックアップの設計が厳しくなる、
(2)多波長の光のそれぞれに対する検出光学系を同時に実現する必要があるために、偏光性ホログラム素子や偏光分離素子を検出光学系に利用しようとすると、1/4波長板の構成が複雑になる、
などの問題点が発生する。
However, since an optical pickup configured using a multi-wavelength coherent light source requires a large number of optical components, it is difficult to design an optical pickup that can be mass-produced at a practical level. Specifically, for example,
(1) Since the number of optical components increases, the accuracy of aberration of each optical component becomes strict and integration becomes difficult, and the design of a small (thin) optical pickup becomes strict.
(2) Since it is necessary to simultaneously realize a detection optical system for each of the multi-wavelength light, if a polarizing hologram element or a polarization separation element is used for the detection optical system, the configuration of the quarter wavelength plate is complicated. become,
Such problems occur.
本発明は、従来技術における前記課題を解決するためになされたものであり、簡易な構成で多種類の光ディスク間での互換性を実現することができ、偏光性の検出光学系を用いた場合であっても、安定に信号の検出を行うことのできる小型の光ピックアップ、多波長半導体レーザユニット及び光情報記録再生方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems in the prior art, and can realize compatibility between various types of optical disks with a simple configuration, and uses a polarizing detection optical system. Even so, an object of the present invention is to provide a small optical pickup, a multi-wavelength semiconductor laser unit, and an optical information recording / reproducing method capable of stably detecting a signal.
前記目的を達成するため、本発明に係る光ピックアップの構成は、同一のサブマウント上に実装され、互いに異なる波長(λ1 <λ2 <・・・)の光ビームをそれぞれ出射する複数のコヒーレント光源と、前記異なる波長の光ビームの全てを平行光に変換するコリメートレンズとを備えたことを特徴とする。この光ピックアップの構成によれば、光源から出射された光ビームを平行光に変換するコリメートレンズが1つであるため、コリメートレンズの調整を簡素化することができる。 In order to achieve the above object, the configuration of the optical pickup according to the present invention is mounted on the same submount and emits a plurality of coherent beams that emit light beams having different wavelengths (λ 1 <λ 2 <...). A light source and a collimating lens that converts all of the light beams having different wavelengths into parallel light are provided. According to this configuration of the optical pickup, since there is one collimating lens that converts the light beam emitted from the light source into parallel light, the adjustment of the collimating lens can be simplified.
また、前記本発明の光ピックアップの構成においては、前記コリメートレンズは、最短波長λ1 の前記光ビームを出射する前記コヒーレント光源から出射される光ビームが前記コリメートレンズの光軸上に位置するように配置されているのが好ましい。この好ましい例によれば、全ての波長の光に対して収差の小さい光ピックアップを実現することができる。 Further, in the configuration of the optical pickup of the present invention, the collimating lens is arranged such that the light beam emitted from the coherent light source that emits the light beam having the shortest wavelength λ 1 is positioned on the optical axis of the collimating lens. Is preferably arranged. According to this preferable example, it is possible to realize an optical pickup having a small aberration with respect to light of all wavelengths.
また、前記本発明の光ピックアップの構成においては、前記複数のコヒーレント光源が異なる波長(λ1 <λ2 <λ3 )の光ビームをそれぞれ出射する3つのコヒーレント光源であり、前記3つのコヒーレント光源の波長が、それぞれ370nm<λ1 <430nm、635nm<λ2 <690nm、760nm<λ3 <810nmの範囲にあるのが好ましい。 In the configuration of the optical pickup of the present invention, the plurality of coherent light sources are three coherent light sources that respectively emit light beams having different wavelengths (λ 1 <λ 2 <λ 3 ), and the three coherent light sources Are preferably in the ranges of 370 nm <λ 1 <430 nm, 635 nm <λ 2 <690 nm, and 760 nm <λ 3 <810 nm, respectively.
また、前記本発明の光ピックアップの構成においては、同心円状の領域に分割され、前記コヒーレント光源と光ディスクとの間の光路中に挿入された可変位相板と、前記コヒーレント光源の各々から出射される各波長の前記光ビームを前記光ディスク上に集光する対物レンズとをさらに備え、前記可変位相板によって前記対物レンズで発生する球面収差が補償されるのが好ましい。 In the configuration of the optical pickup of the present invention, the variable phase plate is divided into concentric regions and inserted in the optical path between the coherent light source and the optical disc, and the coherent light source emits the light. It is preferable that an objective lens for condensing the light beam of each wavelength on the optical disc is further provided, and that the spherical aberration generated in the objective lens is compensated by the variable phase plate.
また、本発明に係る多波長半導体レーザユニットの第1の構成は、同一のサブマウント上に実装され、互いに異なる波長(λ1 <λ2 <・・・)の光ビームをそれぞれ出射する複数の半導体レーザチップを備え、前記複数の半導体レーザチップは、それらの出射端面位置がそれぞれ光軸方向で異なるように配置されていることを特徴とする。 The first configuration of the multi-wavelength semiconductor laser unit according to the present invention is mounted on the same submount and emits a plurality of light beams having different wavelengths (λ 1 <λ 2 <...). A semiconductor laser chip is provided, and the plurality of semiconductor laser chips are arranged such that their emission end face positions are different in the optical axis direction.
また、本発明に係る多波長半導体レーザユニットの第2の構成は、同一のサブマウント上に実装され、互いに異なる波長(λ1 <λ2 <λ3 )の光ビームをそれぞれ出射する3つの半導体レーザチップを備え、最短波長λ1 の前記光ビームを出射する前記半導体レーザチップは、前記3つの半導体レーザチップの中央に位置することを特徴とする。 The second configuration of the multi-wavelength semiconductor laser unit according to the present invention is mounted on the same submount and emits light beams having different wavelengths (λ 1 <λ 2 <λ 3 ). The semiconductor laser chip that includes a laser chip and emits the light beam having the shortest wavelength λ 1 is located at the center of the three semiconductor laser chips.
また、本発明に係る光情報記録再生方法は、同一のサブマウント上に実装され、互いに異なる波長(λ1 <λ2 <・・・)の光ビームをそれぞれ出射する複数のコヒーレント光源から前記光ビームを出射するステップと、コリメートレンズによって前記光ビームを平行光に変換するステップとを備え、前記コリメートレンズは、最短波長λ1 の前記光ビームを出射する前記コヒーレント光源から出射される光ビームが前記コリメートレンズの光軸上に位置するように配置されていることを特徴とする。 The optical information recording / reproducing method according to the present invention is mounted on the same submount and emits the light from a plurality of coherent light sources that respectively emit light beams having different wavelengths (λ 1 <λ 2 <...). A step of emitting a beam; and a step of converting the light beam into parallel light by a collimating lens, wherein the collimating lens emits a light beam emitted from the coherent light source that emits the light beam having the shortest wavelength λ 1. It arrange | positions so that it may be located on the optical axis of the said collimating lens.
本発明によれば、簡易な構成で多種類の光ディスク間での互換性を実現することができ、偏光性の検出光学系を用いた場合であっても、安定に信号の検出を行うことのできる光ピックアップ、多波長半導体レーザユニット及び光情報記録再生方法を提供することができる。 According to the present invention, compatibility between various types of optical disks can be realized with a simple configuration, and even when a polarizing detection optical system is used, stable signal detection can be performed. An optical pickup, a multi-wavelength semiconductor laser unit, and an optical information recording / reproducing method can be provided.
以下、実施の形態を用いて本発明をさらに具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically using embodiments.
〈第1の実施の形態〉
本実施の形態においては、青色領域及び赤色領域の2波長領域の光をそれぞれ出射するコヒーレント光源が搭載され、偏光性ホログラム素子と波長板とを用いた検出光学系を有する光ピックアップについて説明する。
<First Embodiment>
In the present embodiment, an optical pickup that includes a coherent light source that emits light in two wavelength regions of a blue region and a red region and includes a detection optical system that uses a polarizing hologram element and a wavelength plate will be described.
図1は本発明の第1の実施の形態における光ピックアップを示す概略構成図である。 FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an optical pickup according to the first embodiment of the present invention.
本実施の形態においては、青色領域のコヒーレント光源として、第2高調波発生(SHG)技術を利用したSHGブルーレーザユニット1が用いられている。図2に、SHGブルーレーザユニット1の構成を示す。SHGブルーレーザユニット1は、近赤外半導体レーザと光導波路型波長変換素子とにより構成されている。
In the present embodiment, the SHG
図2の構成においては、近赤外半導体レーザとして、波長可変が可能な分布ブラッグ反射型(DBR)半導体レーザ11が用いられている。DBR半導体レーザ11は、活性領域とDBR領域とからなり、それぞれ独立した電極を有している。DBR半導体レーザ11の発振波長は810nmであり、出力は50mWである。
In the configuration of FIG. 2, a distributed Bragg reflection (DBR)
一方、光導波路型波長変換素子としては、Mgが5mol%ドープされたLiNbO3 基板15上に周期的な分極反転領域17とプロトン交換光導波路(以下『光導波路』という)16とが形成された擬似位相整合方式(QPM)の分極反転型光導波路デバイス14が用いられている。
On the other hand, as an optical waveguide type wavelength conversion element, a periodically domain-inverted
DBR半導体レーザ11から出射されたレーザ光は、コリメートレンズ12とフォーカスレンズ13とによって光導波路16内に結合され、DBR半導体レーザ11の出力50mWに対して光導波路16からの出力光として3mWの青色光(波長405nm)が得られる。ビームの広がり角は、垂直方向が13.2度、水平方向が5.7度である。
The laser light emitted from the
また、本実施の形態においては、赤色領域のコヒーレント光源として、AlGaInP系の赤色半導体レーザユニット2が用いられている。赤色半導体レーザユニット2の発振波長は670nmであり、閾値76mA及び5mWでの動作電流は90mAである。
In the present embodiment, an AlGaInP red
以下に、図1を用いて、本実施の形態の光ピックアップの構成について、さらに具体的に説明する。 Hereinafter, the configuration of the optical pickup according to the present embodiment will be described more specifically with reference to FIG.
それぞれ検出用フォトディテクタを有するSHGブルーレーザユニット1及び赤色半導体レーザユニット2から出射されたレーザ光は、それぞれコリメートレンズ3、4によって平行光となり、光合波手段としての誘電体多層膜ミラー5によって同一光軸上を伝搬するように合波される。このように、本実施の形態においては、光合波手段として誘電体多層膜ミラー5が用いられているが、回折格子などを用いて同一光軸上を伝搬させることも可能である。しかし、光利用効率を考慮すると、誘電体多層膜ミラー5を用いるのが望ましい。この誘電体多層膜ミラー5は、P波、S波ともに波長500nm以下の光を透過し、波長500nm以上の光を反射する構成となっている。誘電体多層膜ミラー5を透過及び反射した光は、偏光性ホログラム6及び波長板7を透過した後、立ち上げミラー8によって紙面の垂直方向に曲げられ(但し、図1においては、紙面の上方に曲げられているように描かれている)、対物レンズ9によって光ディスク10上に集光される。
The laser beams emitted from the SHG
偏光性ホログラム6は、LiNbO3 基板上にプロトン交換(δn=0.04)及びエッチング(深さ100μm)によってグレーティングが形成された構成となっている。ここで、グレーティングのピッチは8μm(=Λ)に設定されている。プロトン交換によって異常光の屈折率は増加し、常光の屈折率は低下するので、プロトン交換領域をエッチングすることにより、異常光の屈折率変化が厚みの低減によって補償され、常光のみに感度を有するグレーティングが形成される。このため、偏光性ホログラム6は、往路の偏光方向が異常光方向(C軸方向もしくは結晶主軸)と平行になるように配置されている。尚、偏光方向は、図1に示されている。
The
波長板7は、波長504nm(3/4・λ2 <λ<5/4・λ1 )の光に対してλの位相変調(遅延量)が得られるように設計されている。このため、波長板7は、青色光(波長λ1 )に対して5/4波長板(506nm)として作用し、赤色光(波長λ2 )に対して3/4波長板(502nm)として作用する。従って、青色光及び赤色光は、波長板7によって共に円偏光に変換され、その後、対物レンズ9によって光ディスク10上に集光される。
The
すなわち、波長板7の遅延量λは、青色光(波長λ1 )に対してλ1 /4の略奇数倍であり、赤色光(波長λ2 )に対してもλ2 /4略奇数倍である。従って、波長板7は、どちらの波長の光に対しても1/4波長板として作用する。また、対物レンズ9は、青色光及び赤色光に対して収差が小さくなるように設計されている。
That is, the delay amount
光ディスク10からの反射光は、再び対物レンズ9、立ち上げミラー8を通過した後、波長板7によって直線偏光に変換される。反射光の偏光方向は往路の偏光方向に対して90度回転しているので、反射光は、偏光性ホログラム6に対して常光方向に平行に入射し、偏光性ホログラム6のグレーティングによってθ(=λ/Λ)方向に回折する。波長板7は、往復で、青色光に対して10/4波長板として作用し、赤色光に対して6/4波長板として作用し、ともに半波長板として作用するため、偏光方向が90度回転する。偏光性ホログラム6の回折効率としては、青色光に対して60%、赤色光に対して50%が実現された。
Reflected light from the
誘電体多層膜ミラー5を透過及び反射した青色光及び赤色光は、それぞれコリメートレンズ3、4を透過した後、各レーザユニット1、2に集積化された検出用フォトディテクタ上に集光される。そして、検出用フォトディテクタによってフォーカス信号、トラッキングサーボ信号及びRF信号が検出される。この場合、フォーカスサーボは3分割フォトディテクタを用いてスポットサイズディテクション法(以下『SSD法』という)によって行われ、トラッキングサーボは4分割フォトディテクタを用いて位相差法によって行われる。本実施の形態においては、光ディスク10からの反射光の50%以上がフォトディテクタ上に到達し、安定なサーボ動作及び再生信号が得られた。
The blue light and red light transmitted and reflected through the
本実施の形態の波長板7は、その厚みを所定の値に設定することにより、DVDやHD−DVDで用いられる赤色光及び青色光に対して、ともに1/4波長板として作用することができる。そして、このような波長板7を備えていることにより、偏光分離手段である偏光性ホログラム6を利用して構成された検出光学系を用いて安定にサーボ動作及び再生信号の検出を行うことができる。この波長板7は、従来と同様に水晶などを用いて容易に作製することができるので、その実用的効果は大きい。
The
本実施の形態においては、青色領域のコヒーレント光源としてSHGブルーレーザユニット1を用いているが、GaN系青色半導体レーザを用いても同様の効果が得られる。
In the present embodiment, the SHG
ここで、GaN系青色半導体レーザの作製方法について説明する。まず、SiC基板上にn型GaNを成長させて、n型AlGaN/GaN超格子のクラッド層及びn型GaN光ガイド層を形成し、InGaNの多重量子井戸活性層を形成した後に、p型AlGaN層、p型GaN光ガイド層、p型AlGaN/GaN超格子クラッド層、p型GaN層を形成し、さらにp型電極を形成する。尚、SiC基板は導電性であるため、基板の裏面にn型電極を形成する。これにより、動作電流Iop=100mAに対して5mWの青色光(波長405nm)が得られる。 Here, a method for manufacturing a GaN-based blue semiconductor laser will be described. First, n-type GaN is grown on a SiC substrate, an n-type AlGaN / GaN superlattice cladding layer and an n-type GaN light guide layer are formed, an InGaN multiple quantum well active layer is formed, and then a p-type AlGaN A p-type GaN light guide layer, a p-type AlGaN / GaN superlattice clad layer, a p-type GaN layer, and a p-type electrode. Since the SiC substrate is conductive, an n-type electrode is formed on the back surface of the substrate. As a result, 5 mW of blue light (wavelength 405 nm) is obtained for the operating current I op = 100 mA.
本実施の形態の光ピックアップにおいては、青色光の光源と赤色光の光源とが搭載され、それぞれが偏光性の検出光学系を有しているので、検出用フォトディテクタに大きな光量の光を導くことができる。従って、本実施の形態の光ピックアップを用いれば、赤色光によってDVD−Rを、青色光によってHD−DVD−Rを、それぞれ安定に再生することができる。 In the optical pickup of the present embodiment, a blue light source and a red light source are mounted, and each has a polarizing detection optical system, so that a large amount of light is guided to the detection photodetector. Can do. Therefore, by using the optical pickup of the present embodiment, it is possible to stably reproduce a DVD-R with red light and an HD-DVD-R with blue light.
次に、検出用フォトディテクタがコヒーレント光源から分離され、偏光性ホログラムの代わりに偏光分離素子(PBS)が用いられた構成について、図3を参照しながら説明する。 Next, a configuration in which the detection photodetector is separated from the coherent light source and a polarization separation element (PBS) is used instead of the polarization hologram will be described with reference to FIG.
図3の構成において、SHGブルーレーザ18及び赤色半導体レーザ19から出射された光は、それぞれコリメートレンズ20、20−1とPBS21、22を透過した後、光合波手段としての誘電体多層膜ミラー23によって同一光軸上を伝搬するように合波される。合波された光ビームは、図1の構成で用いられた波長板7と同じように作用する波長板24を透過した後、立ち上げミラー25−1によって紙面に垂直な方向に曲げられ(但し、図3においては、紙面の上方に曲げられているように描かれている)、対物レンズ25によって光ディスク26上に集光される。
In the configuration of FIG. 3, the light emitted from the SHG
光ディスク26からの反射光は、再び対物レンズ25、立ち上げミラー25−1、波長板24を通過した後、誘電体多層膜ミラー23で透過及び反射し、それぞれの光路に配置されたPBS21、22に導かれる。青色光及び赤色光の偏光方向は、波長板24によってもとの偏光方向に対して90度回転されているために、それぞれPBS21、22によって光路が90度曲げられ、それぞれ検出レンズ27、28及びシリンドリカルレンズ29、30を透過した後に、フォトディテクタ31、32上に集光される。
Reflected light from the
以上のような構成において、フォーカス方向のサーボ動作を非点収差法によって行い、トラッキング方向のサーボ動作を位相差法によって行うことにより、良好な再生信号が得られた。 In the configuration as described above, a good reproduction signal was obtained by performing the servo operation in the focus direction by the astigmatism method and performing the servo operation in the tracking direction by the phase difference method.
図3の構成においても、波長板24は、波長504nm(3/4・λ2 <λ<5/4・λ1 )の光に対してλの位相変調(遅延量)が得られるように設計されているので、青色光(波長λ1 )に対して5/4波長板(506nm)として作用し、赤色光(波長λ2 )に対して3/4波長板(502nm)として作用する。すなわち、波長板24の遅延量λは、青色光(波長λ1 )に対してλ1 /4の略奇数倍であり、赤色光(波長λ2 )に対してもλ2 /4の略奇数倍である。従って、波長板24は、どちらの波長の光に対しても1/4波長板として作用する。このため、図3のように偏光分離素子(PBS)を用いた検出光学系においても、検出用フォトディテクタ上に十分な光量の光を導くことができるので、安定なサーボ動作及び信号検出が可能となる。特に、SHGブルーレーザと異なり、GaN系及びAlGaInP系の半導体レーザなどはサンプル間での発振波長のばらつきが大きいので、図3の構成によって得られる効果は大きい。
In the configuration of FIG. 3 as well, the
また、本実施の形態の波長板は1/4波長板として作用するように設計されているので、波長の許容幅も大きく、実用的効果は大きい。 In addition, since the wave plate of the present embodiment is designed to function as a quarter wave plate, the allowable wavelength range is large and the practical effect is great.
さらに、波長650nmのAlGaInP系半導体レーザと波長395nmのGaN系半導体レーザとを用いた光ピックアップにおいても、波長490nmに対する波長板を設計することにより、上記と同様の効果を奏する光ピックアップを実現することができる。 Furthermore, even in an optical pickup using an AlGaInP semiconductor laser having a wavelength of 650 nm and a GaN semiconductor laser having a wavelength of 395 nm, an optical pickup having the same effect as described above can be realized by designing a wavelength plate for a wavelength of 490 nm. Can do.
尚、上記したように、本実施の形態の波長板は、水晶などを用いて容易に作製することができるが、複屈折の波長分散の大きい材料を用いて作製することもできる。例えば、芳香族ポリスルファン系樹脂は、赤色波長(690nm)での複屈折に対して青色波長(380nm)での複屈折が1.65倍大きくなる。従って、この樹脂を用いれば、波長690nmの光に対して1/4波長板として作用し、波長380nmの光に対して3/4波長板として作用する波長板を作製することができる。以下、複屈折の波長分散の大きい材料を用いて作製した波長板について説明する。 As described above, the wave plate of the present embodiment can be easily manufactured using quartz or the like, but can also be manufactured using a material having a large birefringence wavelength dispersion. For example, an aromatic polysulfane-based resin has a birefringence at a blue wavelength (380 nm) of 1.65 times larger than a birefringence at a red wavelength (690 nm). Therefore, when this resin is used, it is possible to produce a wave plate that acts as a quarter-wave plate for light with a wavelength of 690 nm and acts as a quarter-wave plate for light with a wavelength of 380 nm. Hereinafter, a wave plate produced using a material having a large birefringence wavelength dispersion will be described.
ここで、芳香族ポリスルファン系樹脂における波長690nmの光に対する複屈折をna 、芳香族ポリスルファン系樹脂を用いて作製した波長板の厚さをdとする。このとき、波長380nmの光に対する複屈折は1.65na となる。この場合、波長690nmの光に与えられる位相差はna ×dとなるので、これが690nmの1/4となるように、すなわち、na ×d=690×1/4の関係が成り立つように厚さdを選定する。 Here, the birefringence for light having a wavelength of 690nm in the aromatic polysulfane resins n a, the thickness of the wavelength plate produced by using an aromatic polysulphanes resin as d. In this case, the birefringence of wavelength 380nm to light becomes 1.65n a. In this case, since the phase difference given to the light having a wavelength of 690 nm is n a × d, the phase difference is ¼ of 690 nm, that is, the relationship of n a × d = 690 × 1/4 is established. Select the thickness d.
芳香族ポリスルファン系樹脂を用いて作製した波長板の厚さがdの場合、波長380nmの光に与えられる位相差は1.65na ×dとなり、上記na ×d=690×1/4の関係を用いれば、1.65×690×1/4=285nmとなる。この位相差は、380nmの3/4に相当する。従って、芳香族ポリスルファン系樹脂を用いれば、赤色(波長690nm)の光に対して直線偏光を円偏光に変換することができ、さらに青色(波長380nm)の光に対しても直線偏光を円偏光に変換することのできる波長板を作製することができる。 If the thickness of the wave plate produced by using an aromatic polysulphanes resin is d, the phase difference given to the wavelength 380nm light 1.65n a × d, and the above n a × d = 690 × 1 / If the relationship of 4 is used, 1.65 × 690 × 1/4 = 285 nm. This phase difference corresponds to 3/4 of 380 nm. Therefore, if an aromatic polysulfane resin is used, linearly polarized light can be converted into circularly polarized light with respect to red (wavelength 690 nm) light, and linearly polarized light can be converted with respect to blue light (wavelength 380 nm). A wave plate that can be converted into circularly polarized light can be produced.
尚、ここでは、樹脂として芳香族ポリスルファン系樹脂を用いたが、構成単位として主鎖をなす結合中にビフェニル骨格、ナフタレン骨格もしくはスチルベン骨格を含む単位を有するポリエステル(特開平7−233249号公報参照)などの複屈折の波長分散の大きい材料であれば何ら問題はない。 Here, an aromatic polysulfane-based resin is used as the resin, but a polyester having a unit containing a biphenyl skeleton, a naphthalene skeleton or a stilbene skeleton in a bond forming a main chain as a structural unit (Japanese Patent Laid-Open No. 7-233249) There is no problem as long as it is a material having a large birefringence wavelength dispersion, such as a publication.
さらに、大きな複屈折を有する材料を用いることにより、波長400nm前後の青色光を用いて、上記と同じことを実現することができる。 Furthermore, by using a material having a large birefringence, the same as described above can be realized by using blue light having a wavelength of around 400 nm.
以上のように複屈折の波長分散の大きい材料を用いて作製した波長板を用いる場合、この波長板の遅延量λは、波長λ1 の光に対してλ1 /4の(2n+3)倍であり、波長λ2 (>λ1 )の光に対してλ2 /4の(2n+1)倍(但し、n=0、1、2、・・・)であるのが望ましい。 When using a wavelength plate produced by using a material having a large wavelength dispersion of birefringence as described above, the delay amount lambda of the wave plate, the wavelength lambda 1 of lambda 1/4 to light (2n + 3) at double There, the wavelength λ 2 (> λ 1) of the lambda 2/4 for light of (2n + 1) times (where, n = 0, 1, 2, · · ·) and it is desirable.
〈第2の実施の形態〉
本実施の形態においては、異なる波長の光を出射する複数のコヒーレント光源が同一の基板(サブマウント)の上に実装されたレーザユニットを用いた光ピックアップについて説明する。
<Second Embodiment>
In the present embodiment, an optical pickup using a laser unit in which a plurality of coherent light sources that emit light of different wavelengths are mounted on the same substrate (submount) will be described.
具体的には、本実施の形態においては、GaN系青色半導体レーザチップ(波長405nm)とAlGaInP系赤色半導体レーザチップ(波長650nm)とAlGaAs系近赤外半導体レーザチップ(波長790nm)とがSiサブマウント上に実装されたレーザユニットについて説明する。図4は本実施の形態の光ピックアップを示す概略構成図、図5はそれに用いられるレーザユニットを示す概要図である。 Specifically, in this embodiment, a GaN-based blue semiconductor laser chip (wavelength 405 nm), an AlGaInP-based red semiconductor laser chip (wavelength 650 nm), and an AlGaAs-based near infrared semiconductor laser chip (wavelength 790 nm) are Si sub-layers. The laser unit mounted on the mount will be described. FIG. 4 is a schematic configuration diagram showing an optical pickup according to the present embodiment, and FIG. 5 is a schematic diagram showing a laser unit used therefor.
図5に示すように、Siサブマウント45−4の上には、GaN系青色半導体レーザチップ45とAlGaInP系赤色半導体レーザチップ46とAlGaAs系近赤外半導体レーザチップ47とが実装されている。ここで、最短波長である青色半導体レーザチップ45(波長405nm)が中央に実装されており、赤色半導体レーザチップ46(波長650nm)と近赤外半導体レーザチップ47(波長790nm)とは、青色半導体レーザチップ45(波長405nm)の両側に200μm離間して実装されている。
As shown in FIG. 5, a GaN blue
それぞれのレーザチップ45〜47から出射された光は、エッチドミラー45−3で反射されて光路の方向が変えられた後、焦点距離25mmのコリメートレンズ34によって平行光となる(図4参照)。本実施の形態において、コリメートレンズ34は、青色半導体レーザチップ45(波長405nm)から出射される光がレンズの中心(すなわち、光軸上)に位置するように配置されている。各レーザチップ45〜47の位置は、コリメートレンズ34によって平行光が得られるように、それぞれ最適な焦点位置に調整されている。
The light emitted from each of the laser chips 45 to 47 is reflected by the etched mirror 45-3 to change the direction of the optical path, and then becomes parallel light by the collimating
図4に示すように、コリメートレンズ34によって平行光となった光は、偏光性ホログラム35及び誘電体多層膜ミラー36を透過した後、立ち上げミラー37によって紙面に垂直な方向に曲げられる(但し、図4においては、紙面の左方向に曲げられているように描かれている)。そして、可変位相板44及び波長板38を透過した後、対物レンズ39によって光ディスク40上に集光される。ここで、誘電体多層膜ミラー36は、波長780nmの光に対する反射率が50%で、青色領域及び赤色領域の光を100%透過するように設計されており、波長板38は、上記第1の実施の形態で用いられた波長板と同じように作用する。
As shown in FIG. 4, the light that has become parallel light by the collimating
波長板38としては、波長504nmの光に対してλの位相変調(遅延量)が得られるように設計された上記第1の実施の形態の波長板と同じ波長板が用いられているので、光ディスク40からの反射光は偏光性ホログラム35で回折し、その回折効率として50%以上の高い値が得られた。
As the
立ち上げミラー37と波長板38との間に設置された可変位相板44は、対物レンズ39で発生する球面収差を補正するためのものである。図6(a)、(b)に、可変位相板44の構成を示す。
A
図6(b)に示すように、可変位相板44は、液晶48−3と、それを両側から挟み込むように配置された配向膜(ポリイミド系)48−2とITO(InSnOx )電極48−1とガラス基板49とにより構成されている。液晶48−3の厚みは2μmであり、各配向膜48−2の厚みは80nmである。配向膜48−2は、液晶48−3の長軸(矢印)が図6(a)に示すC軸の方向に並ぶようにラビングされている。
As shown in FIG. 6B, the
液晶48−3としては、誘電率の異方性が正の液晶(例えば、メルク社のZLI−4792)が用いられている。液晶48−3は、電圧(〜60Hz)を印加することにより、Z軸方向に徐々に傾き、C軸の偏光方向に対して屈折率が低下する。このため、印加電圧を調整することにより、液晶48−3にC軸方向の屈折率変化、すなわち位相変化を与えることができる。図6(a)は、印加電圧が0Vのときの液晶48−3の状態を示している。 As the liquid crystal 48-3, a liquid crystal having positive dielectric anisotropy (for example, ZLI-4792 manufactured by Merck) is used. The liquid crystal 48-3 is gradually inclined in the Z-axis direction by applying a voltage (˜60 Hz), and the refractive index is lowered with respect to the polarization direction of the C-axis. Therefore, by adjusting the applied voltage, it is possible to give the liquid crystal 48-3 a refractive index change in the C-axis direction, that is, a phase change. FIG. 6A shows the state of the liquid crystal 48-3 when the applied voltage is 0V.
ITO電極48−1は、半径500μmごとに同心円状の領域に分割されている。但し、図6(a)においては、概念的に4つのITO電極48−1のみが描かれている。 The ITO electrode 48-1 is divided into concentric regions every radius of 500 μm. However, in FIG. 6A, only four ITO electrodes 48-1 are depicted conceptually.
対物レンズ39は、青色光に対して収差が最も小さくなるように設計された非球面レンズである。図7(a)に、対物レンズ39に赤色光が入射したときに発生する球面収差の分布を示している。この場合、図7(b)に示すような分布の電圧を可変位相板44に印加することにより、図7(a)に示す球面収差を補償することができる。
The
具体的には、対物レンズ39が有効ビーム径4mmの非球面レンズである場合に、赤色光に対して最大でφ1 =100mλの球面収差が発生した。この場合、V1 =5Vなる電圧を印加することにより、図7(c)に示すような屈折率分布を生じさせることができ、赤色光に対する非球面レンズ(対物レンズ39)の球面収差を補償することができた。その結果、直線偏光で可変位相板44のC軸方向に入射した赤色光は、波長板38を透過した後、対物レンズ39によって基材厚み0.6mmの光ディスク40上に集光され、良好な集光特性が得られた。近赤外光に対しても同様であり、対物レンズ39で発生する球面収差を補償するような電圧を印加することにより、良好な集光特性が得られる。
Specifically, when the
尚、本実施の形態においては、色収差によって発生する球面収差を補償する場合を例に挙げて説明したが、基材厚みの誤差によって発生する球面収差を補償することもできる。特に、青色光に対しては、基材厚みの誤差によって発生する球面収差が大きくなるので、その実用的効果は大きい。 In the present embodiment, the case where spherical aberration caused by chromatic aberration is compensated is described as an example. However, spherical aberration caused by an error in substrate thickness can also be compensated. In particular, for blue light, since the spherical aberration generated by the error in the thickness of the base material becomes large, the practical effect is great.
また、本実施の形態においては、液晶材料として誘電率の異方性が正の液晶を用いたが、誘電率の異方性が負の液晶(例えば、メルク社のMLC−6608)を用いても、同様の効果が得られる。尚、誘電率の異方性が負の液晶を用いる場合には、液晶の長軸がZ軸方向から少しC軸方向に傾くように配向処理を行うのが望ましい。 In the present embodiment, a liquid crystal having a positive dielectric anisotropy is used as the liquid crystal material, but a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy (for example, MLC-6608 manufactured by Merck) is used. The same effect can be obtained. In the case where a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy is used, it is desirable to perform the alignment treatment so that the major axis of the liquid crystal is slightly inclined from the Z-axis direction to the C-axis direction.
図4、図5に示すように、光ディスク40からの反射光は、それぞれ、検出用フォトディテクタ43と、レーザユニット33に集積化された検出用フォトディテクタ45−1及び45−2に導かれる。
As shown in FIGS. 4 and 5, the reflected light from the
波長790nmの近赤外光は、誘電体多層膜ミラー36で反射し、検出レンズ41及びシリンドリカルレンズ42を透過した後、4分割フォトディテクタ43に導かれる。この場合、フォーカスサーボは非点収差法によって行われ、トラッキングサーボはプッシュプル法によって行われる。
Near-infrared light having a wavelength of 790 nm is reflected by the
一方、波長405nmの青色光と波長650nmの赤色光は、偏光性ホログラム35で回折し、コリメートレンズ34を透過した後、レーザユニット33の上に設けられた3分割フォトディテクタ45−1及び6分割フォトディテクタ45−2に導かれる。この場合、フォーカスサーボは3分割フォトディテクタ45−1を用いてSSD法によって行われ、トラッキングサーボは6分割フォトディテクタ45−2を用いて位相差法によって行われる。特に、図5に示すように、6分割フォトディテクタ45−2の上方の4つのフォトディテクタによって青色光の検出を行い、下方の4つのフォトディテクタによって赤色光の検出を行うように構成することにより、フォトディテクタ45−2の分割数を8から6に減らすことができる。
On the other hand, the blue light having a wavelength of 405 nm and the red light having a wavelength of 650 nm are diffracted by the
図4、図5の構成においては、最短波長である青色半導体レーザチップ45がコリメートレンズ34の中心に調整され(すなわち、サブマウント45−4の上で、コリメートレンズ34の光軸中心に対応する位置に実装され)、また、液晶レンズ(可変位相板44)によって対物レンズ39の収差を補正することができるため、全ての波長の光に対してトータルの透過波面収差を50mλ以下の小さな値に抑えることができる。これにより、良好な再生特性が得られる。
4 and 5, the blue
本実施の形態の光ピックアップにおいては、青色光、赤色光及び近赤外光の各光源が搭載され、それぞれが検出光学系を有しているので、青色光によってHD−DVD−Rを、赤色光によってDVD−Rを、近赤外光によってCD−Rを、それぞれ安定に再生することができる。 In the optical pickup of this embodiment, each light source of blue light, red light, and near-infrared light is mounted and each has a detection optical system. Therefore, the HD-DVD-R is converted into red by blue light. DVD-R can be stably reproduced by light, and CD-R can be stably reproduced by near-infrared light.
また、図4、図5の構成においては、3つの波長の光源(GaN系青色半導体レーザチップ45、AlGaInP系赤色半導体レーザチップ46、AlGaAs系近赤外半導体レーザチップ47)が実装されたレーザユニット33を例に挙げて説明したが、GaN系青色半導体レーザチップとAlGaInP系赤色半導体レーザチップの2つの波長の半導体レーザチップが実装されたレーザユニットを用いた場合であっても、同様の効果が得られる。図8に、その場合の概略構成図を示す。
4 and 5, a laser unit in which light sources of three wavelengths (GaN-based blue
図8の構成において、レーザユニット50には、GaN系青色半導体レーザチップとAlGaInP系赤色半導体レーザチップの2つの半導体レーザチップが実装されており、また、図5の場合と同様に、3分割及び6分割のフォトディテクタが実装されている(但し、これらは図8には図示されていない)。コリメートレンズ51は、より短波長であるGaN系青色半導体レーザチップから出射される光がレンズの中心(すなわち、光軸上)に位置するように配置されている。偏光性ホログラム52を透過した後の光は、立ち上げミラー53によって紙面に垂直な方向に曲げられ(但し、図8においては、紙面の左方向に曲げられているように描かれている)、上記第1の実施の形態で用いられた波長板と同じように作用する波長板54を透過した後に、対物レンズ55によって光ディスク56上に集光される。
In the configuration of FIG. 8, the
光ディスク56からの反射光は、再び対物レンズ55、波長板54、立ち上げミラー53を通過した後、偏光性ホログラム52によって回折され、レーザユニット50に集積化された検出用フォトディテクタに導かれて、サーボ動作及びRF信号の検出が行われる。
The reflected light from the
図8の構成においても、最短波長である青色半導体レーザチップがコリメートレンズ51の中心に調整されている(すなわち、サブマウントの上で、コリメートレンズ51の光軸中心に対応する位置に実装されている)。これにより、全ての波長の光に対してトータルの透過波面収差を50mλ以下の小さな値に抑えることができるので、良好な再生特性が得られる。また、光ピックアップに青色光の光源と赤色光の光源が搭載され、それぞれが検出光学系を有しているので、青色光によってHD−DVD−Rを、赤色光によってDVD−Rを、それぞれ安定に再生することができる。
Also in the configuration of FIG. 8, the blue semiconductor laser chip having the shortest wavelength is adjusted to the center of the collimating lens 51 (that is, mounted on the submount at a position corresponding to the center of the optical axis of the collimating
本実施の形態のように、同一のサブマウント上に複数の半導体レーザチップを実装し、1つのコリメートレンズによって平行光に変換するようにすれば、小型の光ピックアップを実現することができ、光ディスクドライブの厚みを大幅に薄くすることができる。また、直接結合による小型のSHGブルーレーザも提案されており、GaN系半導体レーザの代わりにSHGブルーレーザを搭載しても、同様の効果が得られる。 If a plurality of semiconductor laser chips are mounted on the same submount and converted into parallel light by one collimating lens as in this embodiment, a small optical pickup can be realized, and an optical disc The thickness of the drive can be significantly reduced. Also, a small SHG blue laser by direct coupling has been proposed, and the same effect can be obtained even if an SHG blue laser is mounted instead of a GaN-based semiconductor laser.
また、対物レンズとして非球面レンズを用いた場合、異なる波長の光が入射すると、色収差によって球面収差が発生するが、本実施の形態のように同心円状の領域に分割された液晶からなる可変位相板を用いることにより、対物レンズで発生する球面収差を補償することができる。特に、多波長のコヒーレント光源が搭載された光ピックアップにおいて、その実用的効果が大きい。 In addition, when an aspheric lens is used as the objective lens, spherical light is generated due to chromatic aberration when light of different wavelengths is incident. However, a variable phase composed of liquid crystal divided into concentric areas as in this embodiment. By using the plate, spherical aberration generated in the objective lens can be compensated. In particular, in an optical pickup equipped with a multiwavelength coherent light source, its practical effect is great.
〈第3の実施の形態〉
本実施の形態においては、複数のコヒーレント光源から出射される光を光合波手段としての誘電体多層膜ミラーによって合波し、1つの対物レンズによって光ディスク上に集光することのできる光ピックアップについて説明する。複数の光学部品を透過及び反射した光は、その光学部品の収差の影響を受けるが、本実施の形態の構成は、かかる問題点を解決するために有効である。
<Third Embodiment>
In the present embodiment, an optical pickup capable of combining light emitted from a plurality of coherent light sources with a dielectric multilayer mirror as an optical combining means and condensing it on an optical disk with one objective lens will be described. To do. Although light transmitted and reflected by a plurality of optical components is affected by the aberration of the optical components, the configuration of the present embodiment is effective in solving such problems.
図9に、本実施の形態における光ピックアップの概略構成図を示す。図8に示すように、本実施の形態の光ピックアップは、それぞれ検出用フォトディテクタが集積化されたGaN系青色半導体レーザユニット57(波長405nm)と、AlGaInP系赤色半導体レーザユニット58(波長650nm)と、AlGaAs系近赤外半導体レーザユニット59(波長790nm)とを有している。そして、これらの各レーザユニット57〜59から出射される光は、光合波手段としての2つの誘電体多層膜ミラーM1、M2によって合波される。 FIG. 9 shows a schematic configuration diagram of the optical pickup in the present embodiment. As shown in FIG. 8, the optical pickup of the present embodiment includes a GaN blue semiconductor laser unit 57 (wavelength 405 nm), an AlGaInP red semiconductor laser unit 58 (wavelength 650 nm), each of which is integrated with a photodetector for detection. And an AlGaAs near-infrared semiconductor laser unit 59 (wavelength 790 nm). And the light radiate | emitted from each of these laser units 57-59 is multiplexed by the two dielectric multilayer mirrors M1 and M2 as an optical multiplexing means.
各半導体レーザユニット57〜59から出射された光は、それぞれコリメートレンズ60〜62によって平行光となった後、偏光性ホログラム63〜65と波長板66〜68を透過する。波長板66〜68は、それぞれの波長の光に対してλ/4の位相変調(遅延量)が得られるように設計されており、それぞれの波長の光は、波長板66〜68によって円偏光に変換される。
The light emitted from each of the
図10(a)、(b)に、誘電体多層膜ミラーM1、M2の透過特性を示す。図10(a)に示すように、誘電体多層膜ミラーM1は、波長500nm以下の光をP波、S波ともに95%以上透過し、波長500nm以上の光をP波、S波ともに95%以上反射する。一方、図10(b)に示すように、誘電体多層膜ミラーM2は、波長700nm以下の光をP波、S波ともに95%以上透過し、波長700nm以上の光をP波、S波ともに95%以上反射する。 10A and 10B show the transmission characteristics of the dielectric multilayer mirrors M1 and M2. As shown in FIG. 10 (a), the dielectric multilayer mirror M1 transmits 95% or more of light having a wavelength of 500 nm or less for both P wave and S wave, and 95% of light having a wavelength of 500 nm or more for both P wave and S wave. Reflected above. On the other hand, as shown in FIG. 10B, the dielectric multilayer mirror M2 transmits 95% or more of light with a wavelength of 700 nm or less for both P wave and S wave, and transmits light with a wavelength of 700 nm or more for both P wave and S wave. Reflects 95% or more.
これらの誘電体多層膜ミラーM1、M2は、SiO2 とTiO2 の多層膜(計20層以上)により構成されている。尚、2つの誘電体多層膜ミラーM1、M2のうち、誘電体多層膜ミラーM2は、膜厚制御を高精度で行うことにより、P波とS波の立ち上がりの波長差が50nm以下となるように作製されている。 These dielectric multilayer mirrors M1 and M2 are composed of multilayer films (total of 20 layers or more) of SiO 2 and TiO 2 . Of the two dielectric multilayer mirrors M1 and M2, the dielectric multilayer mirror M2 is configured such that the wavelength difference between the rise of the P wave and the S wave is 50 nm or less by controlling the film thickness with high accuracy. Have been made.
青色半導体レーザユニット57から出射された波長405nmの青色光は、誘電体多層膜ミラーM1、M2を透過する。赤色半導体レーザユニット58から出射された波長650nmの赤色光は、誘電体多層膜ミラーM1で反射した後、誘電体多層膜ミラーM2を透過する。また、近赤外半導体レーザユニット59から出射された波長790nmの近赤外光は、誘電体多層膜ミラーM2で反射する。これにより、3つの光は同一光軸上を伝搬するように合波される。合波された光は、立ち上げミラー69によって紙面に垂直な方向に曲げられ(但し、図9においては、紙面の上方に曲げられているように描かれている)、対物レンズ70によって光ディスク71上に集光される。図8の構成においては、3つの波長の光に対して収差を小さくするために、対物レンズ70として開口数(NA)0.6の組レンズが用いられている。
Blue light with a wavelength of 405 nm emitted from the blue
光ディスク71からの反射光は、それぞれ往路と同じ光路を通るが、波長板66〜68により、偏光方向が往路に対して90度回転される。その後、光ディスク71からの反射光は、偏光性ホログラム63〜65によって回折され、各レーザユニット57〜59に集積化されたそれぞれの検出用フォトディテクタに導かれる。フォトディテクタは、上記第2の実施の形態と同様に、3分割フォトディテクタと6分割フォトディテクタとにより構成されている。この場合、フォーカスサーボは3分割フォトディテクタを用いてSSD法によって行われ、トラッキングサーボは6分割フォトディテクタを用いて位相差法によって行われる。
Reflected light from the
一般に、光学部品は、反射波面収差よりも透過波面収差の方が小さい。光学部品を光が透過する場合には、表面と裏面で収差を打ち消し合うため、表面状態で発生する収差のみを考えればよい。一方、光学部品で反射する光に対しては、光学部品の歪みなどが直接波面収差に影響を及ぼす。従って、光学部品は、透過部品として用いる方が収差が小さくなるため望ましい。また、同じ波面収差の光学部品は、より短い波長の光に対してより大きな収差として影響を及ぼす。 In general, an optical component has smaller transmitted wavefront aberration than reflected wavefront aberration. When light passes through the optical component, aberrations cancel out on the front surface and the back surface, so that only the aberration that occurs in the surface state needs to be considered. On the other hand, for light reflected by the optical component, distortion of the optical component directly affects the wavefront aberration. Therefore, it is desirable to use the optical component as a transmissive component because aberrations are reduced. In addition, optical components having the same wavefront aberration affect the light having a shorter wavelength as a larger aberration.
以上の点を考慮して、図9に示す本実施の形態の光ピックアップにおいては、最短波長であるGaN系青色半導体レーザユニット57から出射される光が誘電体多層膜ミラーM1、M2を透過するように構成されている。
Considering the above points, in the optical pickup of the present embodiment shown in FIG. 9, light emitted from the GaN-based blue
図9の構成においては、各波長の光に対する対物レンズ通過後の透過波面収差を50mλ以下に抑圧することができ、再生特性において良好な結果を得ることができた。また、図9の構成の光ピックアップにおいては、青色光、赤色光及び近赤外光の各光源が搭載され、それぞれが検出光学系を有しているので、青色光によってHD−DVD−Rを、赤色光によってDVD−Rを、近赤外光によってCD−Rを、それぞれ安定に再生することができる。 In the configuration of FIG. 9, the transmitted wavefront aberration after passing through the objective lens with respect to each wavelength of light can be suppressed to 50 mλ or less, and a good result in reproduction characteristics can be obtained. Further, in the optical pickup having the configuration shown in FIG. 9, each light source of blue light, red light and near infrared light is mounted and each has a detection optical system. DVD-R can be reproduced stably by red light, and CD-R can be reproduced stably by near-infrared light.
図11に、本実施の形態における他の光ピックアップの概略構成図を示す。図11に示す光ピックアップにおいては、誘電体多層膜ミラーM2の代わりに、透過特性がP波とS波で異なる誘電体多層膜ミラーM3が用いられている。 FIG. 11 shows a schematic configuration diagram of another optical pickup according to the present embodiment. In the optical pickup shown in FIG. 11, a dielectric multilayer mirror M3 having different transmission characteristics for the P wave and the S wave is used instead of the dielectric multilayer mirror M2.
誘電体多層膜ミラーにおいてS波とP波のどちらに対しても同じ透過特性を得るためには、蒸着時の制御を精密に行うことが必要がある。量産時の歩留まりを考慮すると、図12(a)、(b)に示すような透過特性をそれぞれ有する誘電体多層膜ミラーM1、M3を備えた構成の方が有利である。具体的には、図12(b)に示すように、誘電体多層膜ミラーM3は、波長790nmの光に対してP波の透過率が95%以上、S波の反射率が95%以上となるように設計されている。一方、図12(a)に示すように、誘電体多層膜ミラーM1は、図10(a)に示したものと同様に、波長500nm以下の光をP波、S波ともに95%以上透過し、波長500nm以上の光をP波、S波ともに95%以上反射する。 In order to obtain the same transmission characteristics for both the S wave and the P wave in the dielectric multilayer mirror, it is necessary to precisely control the deposition. In consideration of the yield at the time of mass production, the configuration including the dielectric multilayer mirrors M1 and M3 having the transmission characteristics as shown in FIGS. 12A and 12B is more advantageous. Specifically, as shown in FIG. 12B, the dielectric multilayer mirror M3 has a P-wave transmittance of 95% or more and a S-wave reflectance of 95% or more with respect to light having a wavelength of 790 nm. Designed to be On the other hand, as shown in FIG. 12A, the dielectric multilayer mirror M1 transmits 95% or more of light with a wavelength of 500 nm or less for both the P wave and the S wave, as shown in FIG. Reflects light having a wavelength of 500 nm or more for both P wave and S wave by 95% or more.
図11の構成において、GaN系青色半導体レーザユニット72(波長405nm)とAlGaInP系赤色半導体レーザユニット73(波長650nm)から出射された光は、コリメートレンズ75、76によってそれぞれ平行光となった後、誘電体多層膜ミラーM1によって同一光軸上を伝搬するように合波される。合波された2つの光は、偏光性ホログラム78及び波長板80を透過し、それぞれの光が円偏光に変換される。ここで、波長板80は、上記第1の実施の形態で用いられた波長板と同じように作用する。すなわち、波長板80の遅延量λは、青色光(波長λ1 )に対してλ1 /4の略奇数倍であり、赤色光(波長λ2 )に対してもλ2 /4の略奇数倍である。従って、波長板80は、どちらの波長の光に対しても1/4波長板として作用する。
In the configuration of FIG. 11, the light emitted from the GaN blue semiconductor laser unit 72 (wavelength 405 nm) and the AlGaInP red semiconductor laser unit 73 (wavelength 650 nm) is converted into parallel light by the
一方、AlGaAs系近赤外半導体レーザユニット74から出射された波長790nmの近赤外光は、コリメートレンズ77によって平行光となり、無偏光性のガラスホログラム79を透過した後に、誘電体多層膜ミラーM3で反射する。これにより、3つの光は、最終的に同一光軸上を伝搬するように合波される。
On the other hand, near-infrared light having a wavelength of 790 nm emitted from the AlGaAs-based near-infrared
合波された3つの光は、立ち上げミラー81によって紙面に垂直な方向に曲げられ(但し、図11においては、紙面の上方に曲げられているように描かれている)、対物レンズ82によって光ディスク83上に集光される。尚、図11の構成においても、3つの波長の光に対して収差を小さくするために、対物レンズ82として開口数(NA)0.6の組レンズが用いられている。
The combined three lights are bent in a direction perpendicular to the paper surface by the rising mirror 81 (however, in FIG. 11, they are drawn to be bent above the paper surface), and by the
光ディスク83からの反射光は、それぞれ往路と同じ光路を通って、各レーザユニット72〜74に集積化されたそれぞれの検出用フォトディテクタ上に導かれる。
The reflected light from the
すなわち、青色光(波長405nm)及び赤色光(波長650nm)は、その偏光方向が波長板80によってもとの偏光方向に対して90度回転された後、偏光性ホログラム78によって回折され、レーザユニット72、73に集積化されたそれぞれの検出用フォトディテクタ上に導かれる。
That is, the blue light (wavelength 405 nm) and the red light (wavelength 650 nm) are diffracted by the
一方、近赤外光(波長790nm)に関しては、誘電体多層膜ミラーM3の透過特性がP波とS波で異なるため、AlGaAs系近赤外半導体レーザユニット74に対応して設けられた検出光学系を構成する光学部品として無偏光性のガラスホログラム79が用いられている。そして、光ディスク83で反射した近赤外光(波長790nm)は、誘電体多層膜ミラーM3で反射し、ガラスホログラム79及びコリメートレンズ77を透過した後、レーザユニット74に集積化された検出用フォトディテクタ上に導かれる。図9の構成と比較すると、ガラスホログラム79が用いられており、検出用フォトディテクタ上に導かれる近赤外光の光量が小さくなるため、サーボ系のゲインなどを調整する必要があるが、再生特性などの劣化は観測されなかった。
On the other hand, for near infrared light (wavelength 790 nm), the transmission characteristics of the dielectric multilayer mirror M3 are different between the P wave and the S wave, so that the detection optics provided corresponding to the AlGaAs near infrared
図11の構成においても、最短波長であるGaN系青色半導体レーザユニット72から出射される光が、誘電体多層膜ミラーM1、M3を透過するように構成されているため、各波長の光に対する対物レンズ通過後の透過波面収差を50mλ以下に抑圧することができ、再生特性においても良好な結果を得ることができた。また、図11の構成の光ピックアップにおいては、青色光、赤色光及び近赤外光の各光源が搭載され、それぞれが検出光学系を有しているので、青色光によってHD−DVD−Rを、赤色光によってDVD−Rを、近赤外光によってCD−Rを、それぞれ安定に再生することができる。
Also in the configuration of FIG. 11, the light emitted from the GaN-based blue
尚、本実施の形態においては、青色半導体レーザとしてGaN系半導体レーザが用いられているが、GaN系半導体レーザの代わりにSHGブルーレーザを用いても、同様の効果が得られる。 In the present embodiment, a GaN-based semiconductor laser is used as the blue semiconductor laser. However, the same effect can be obtained by using an SHG blue laser instead of the GaN-based semiconductor laser.
また、本実施の形態においては、3つの波長の光に対して収差を小さくするために、対物レンズとして組レンズが用いられているが、上記第2の実施の形態のように、対物レンズとして非球面レンズを用い、液晶レンズ(可変位相板)によって非球面レンズ(対物レンズ)の収差を補正する構成であっても、同様の効果が得られる。 In the present embodiment, a combined lens is used as an objective lens in order to reduce the aberration with respect to light of three wavelengths. However, as in the second embodiment, as an objective lens, The same effect can be obtained even when the aspheric lens is used and the aberration of the aspheric lens (objective lens) is corrected by the liquid crystal lens (variable phase plate).
〈第4の実施の形態〉
本実施の形態においては、複数のコヒーレント光源と、偏光性ホログラムを用いた検出光学系とを有し、1つの波長板によって安定なサーボ動作及び再生信号の検出を行うことのできる光ピックアップ及び光情報記録再生装置について説明する。
<Fourth embodiment>
In this embodiment, an optical pickup and a light that have a plurality of coherent light sources and a detection optical system using a polarization hologram and can perform stable servo operation and reproduction signal detection with a single wavelength plate. An information recording / reproducing apparatus will be described.
このような光ピックアップ及び光情報記録再生装置を実現するために、本実施の形態においては、液晶材料から構成される位相可変型波長板が用いられる。また、コヒーレント光源としては、GaN系青色半導体レーザ(波長405nm)とAlGaInP系赤色半導体レーザ(波長650nm)とAlGaAs系近赤外半導体レーザ(波長790nm)とが用いられる。 In order to realize such an optical pickup and an optical information recording / reproducing apparatus, in this embodiment, a phase variable wave plate made of a liquid crystal material is used. As a coherent light source, a GaN blue semiconductor laser (wavelength 405 nm), an AlGaInP red semiconductor laser (wavelength 650 nm), and an AlGaAs near infrared semiconductor laser (wavelength 790 nm) are used.
図13(a)は本実施の形態における光ピックアップを示す概略構成図、図13(b)は図13(a)の構成における偏光性ホログラムや光ディスクの複屈折性の結晶主軸とコヒーレント光源の偏光方向との関係を示す図である。この構成においても、図9に示した構成と同様の誘電体多層膜ミラーM1、M2が用いられ、これらの誘電体多層膜ミラーM1、M2は、各波長においてP波、S波ともに同じ透過特性を示す。 FIG. 13A is a schematic configuration diagram showing the optical pickup according to the present embodiment, and FIG. 13B is a polarization hologram or a birefringent crystal main axis of an optical disc and a polarization of a coherent light source in the configuration of FIG. It is a figure which shows the relationship with a direction. Also in this configuration, the dielectric multilayer mirrors M1 and M2 similar to the configuration shown in FIG. 9 are used, and these dielectric multilayer mirrors M1 and M2 have the same transmission characteristics for both the P wave and the S wave at each wavelength. Indicates.
図13の構成において、GaN系青色半導体レーザユニット84(波長405nm)とAlGaInP系赤色半導体レーザユニット85(波長650nm)から出射された光は、コリメートレンズ87、88によってそれぞれ平行光となった後、誘電体多層膜ミラーM1によって同一光軸上を伝搬するように合波される。一方、AlGaAs系近赤外半導体レーザユニット86から出射された波長790nmの近赤外光は、コリメートレンズ89によって平行光となった後、誘電体多層膜ミラーM2で反射する。これにより、3つの光は、同一光軸上を伝搬するように合波される。合波された3つの光は、偏光性ホログラム90を透過した後、立ち上げミラー91によって紙面に垂直な方向に曲げられる(但し、図13(a)においては、紙面の上方に曲げられているように描かれている)。そして、位相可変型波長板R1を透過した後、対物レンズ93によって光ディスク94上に集光される。尚、対物レンズ93としては、組レンズが用いられている。
In the configuration of FIG. 13, the light emitted from the GaN-based blue semiconductor laser unit 84 (wavelength 405 nm) and the AlGaInP-based red semiconductor laser unit 85 (wavelength 650 nm) is converted into parallel light by the
本実施の形態においては、誘電体多層膜ミラーM1、M2の透過特性がP波とS波で同じであるため、全ての波長の光に対して、偏光性ホログラム90を用いて検出光学系が構成されている。従って、位相可変型波長板R1を、全ての波長の光に対して1/4波長板として作用するように調整する必要がある。そこで、本実施の形態においては、位相可変型波長板R1として、図14(a)〜(c)に示すような液晶材料から構成される位相可変型波長板が用いられている。
In this embodiment, since the transmission characteristics of the dielectric multilayer mirrors M1 and M2 are the same for the P wave and the S wave, the detection optical system uses the
ここで、位相可変型波長板R1の構成について説明する。図14(b)に示すように、位相可変型波長板R1は、上記第2の実施の形態で説明した可変位相板44と同様に、液晶98と、それを両側から挟み込むように配置された配向膜(ポリイミド系)97とITO(InSnOx )電極96とガラス基板95とにより構成されている。液晶98の厚みは3μmであり、配向膜97の厚みは80nmである。配向膜97は、液晶98の長軸(矢印)が図13(a)に示すC軸の方向に並ぶようにラビングされている。
Here, the configuration of the phase variable wave plate R1 will be described. As shown in FIG. 14B, the phase-variable wave plate R1 is arranged so as to sandwich the
液晶98としては、誘電率の異方性が正の液晶(例えば、メルク社のZLI−4792)が用いられている。液晶98は、電圧(〜60Hz)を印加することにより、Z軸方向に徐々に傾き、C軸の偏光方向に対して屈折率が低下する。このため、印加電圧を調整することにより、液晶98にC軸方向の屈折率変化、すなわち位相変化を与えることができる。図14(b)は、印加電圧V=0のときの液晶98の傾きを示し、図14(c)は、印加電圧V=V1のときの液晶98の傾きを示している。
As the
液晶98の傾きによる位相変調φ(rad)は、液晶の複屈折量を△n、液晶の厚みをd、液晶の傾きをθとしたとき、近似的に、φ(rad)〜2π×△n×d×(cos2θ)/λによって表記される。従って、λ=780nm、△n=0.1に対して、θ=0(印加電圧V=0)のとき、位相変調として0.385λが得られる。そこで、1.5Vの電圧を印加して、液晶98を図13(c)に示すような角度θを有するように傾けることにより、波長λ=780nmの光に対して位相変調が0.25λ(λ/4)となるように位相可変型波長板R1を調整した。
The phase modulation φ (rad) due to the tilt of the
このように、本実施の形態で使用される可変位相型波長板R1は、印加電圧を変化させることによって位相変調を任意に変化させることができるので、赤色光及び青色光に対してもλ/4の位相変調を得ることができる。具体的には、本実施の形態においては、位相可変型波長板R1に、赤色光に対しては2V、青色光に対しては5Vの電圧を印加することより、位相可変型波長板R1をそれぞれの波長の光に対して1/4波長板として作用させることができる。 As described above, the variable phase type wave plate R1 used in the present embodiment can arbitrarily change the phase modulation by changing the applied voltage. Therefore, even for red light and blue light, λ / 4 phase modulations can be obtained. Specifically, in the present embodiment, by applying a voltage of 2V for red light and 5V for blue light to the phase variable wave plate R1, the phase variable wave plate R1 is It can act as a quarter wavelength plate for light of each wavelength.
尚、位相可変型波長板R1は、その結晶主軸(C軸:異常光方向)が合波された光の偏光方向に対して45度傾いた状態で設置されている。 The phase variable wave plate R1 is installed with its crystal main axis (C axis: extraordinary light direction) inclined by 45 degrees with respect to the polarization direction of the combined light.
光ディスク94からの反射光は、位相可変型波長板R1によってその偏光方向がもとの偏光方向に対して90度回転され、偏光性ホログラム90によって回折された後、それぞれの半導体レーザユニット84〜86に集積化された検出用フォトディテクタ上に導かれる。
The reflected light from the
位相可変型波長板R1は、印加電圧を調整することによってC軸方向の屈折率が変化するため、得られる位相変調を変化させることができる。また、合波された光の偏光方向は位相可変型波長板R1の結晶主軸(C軸)に対して45度傾いているので、光ディスク94上に集光される光の波長λに対してλ/4の位相変調が得られるように位相可変型波長板R1への印加電圧を調整することにより、合波されたそれぞれの光を円偏光に変換することができる。光ディスク94からの反射光については、さらにλ/4の位相変調が得られるため、往路に対して偏光方向が90度回転した直線偏光に変換される。そして、このような位相可変型波長板R1を備えていることにより、複数の波長の光源を備えた光ピックアップにおいても、偏光分離手段を利用して構成された検出光学系を用いて安定にサーボ動作及び再生信号の検出を行うことができるので、その実用的効果は大きい。
Since the refractive index in the C-axis direction is changed by adjusting the applied voltage, the phase variable wave plate R1 can change the obtained phase modulation. Further, since the polarization direction of the combined light is inclined by 45 degrees with respect to the crystal main axis (C axis) of the phase variable wave plate R1, it is λ with respect to the wavelength λ of the light collected on the
図14の構成においては、液晶材料が単独で用いられているが、屈折率の波長分散関係の異なる2つの液晶材料から構成される位相可変型波長板R1bを用いることにより、さらに実用的なデバイスを実現することができる。以下、その構成について、図15(a)、(b)を参照しながら説明する。 In the configuration of FIG. 14, a liquid crystal material is used alone, but a more practical device can be obtained by using a phase variable wave plate R1b composed of two liquid crystal materials having different refractive index wavelength dispersion relationships. Can be realized. The configuration will be described below with reference to FIGS. 15 (a) and 15 (b).
具体的には、この位相可変型波長板R1bは、トラン系を含む液晶124とフェニルシクロヘキサン系を主成分とする液晶123とにより構成されている。図15(a)、(b)に示すように、それぞれの配向方向(矢印で図示)は、互いに直交する関係にある(印加電圧V=0の場合)。尚、トラン系を含む液晶124とフェニルシクロヘキサン系を主成分とする液晶123とは、それぞれ配向膜(ポリイミド系)122とITO(InSnOx )電極121とガラス基板120とに挟まれている。
Specifically, the phase variable wavelength plate R1b is composed of a
図16(a)、(b)は、トラン系を含む液晶124とフェニルシクロヘキサン系を主成分とする液晶123のそれぞれについての、波長と位相変調量との関係を示している。図16(a)に示すように、トラン系を含む液晶124は、波長分散の大きい材料である。一方、図16(b)に示すように、フェニルシクロヘキサン系を主成分とする液晶123は、波長分散の小さい材料である。尚、図16(b)のフェニルシクロヘキサン系を主成分とする液晶123の厚みは、図16(a)のトラン系を含む液晶124の厚みの2倍になっている。
FIGS. 16A and 16B show the relationship between the wavelength and the amount of phase modulation for each of the
2つの液晶123、124の遅光軸(C軸)を直交させて構成することにより、複屈折が生じるC軸方向も直交方向となる。その結果、2つの液晶123、124の組合せによって得られる位相変調量は、両液晶123、124でそれぞれ生じる複屈折量の差となる。従って、フェニルシクロヘキサン系を主成分とする液晶123の厚みを、トラン系を含む液晶124の厚みの2倍に設定することにより、図16(c)に示す波長分散特性が得られる。これは、図16(b)の特性から図16(a)の特性を減じたものに相当する。
By configuring the slow optical axes (C-axis) of the two
本実施の形態においては、トラン系を含む液晶124の厚みを2μm、フェニルシクロヘキサン系を主成分とする液晶123の厚みを4μmに設定することにより、波長780nmの光に対して200nmの位相差、波長650nmの光に対して160nmの位相差、波長405nmの光に対して90nmの位相差をそれぞれ得ることができ、それぞれの波長の光に対してほぼ1/4波長板として作用することのできる位相可変型波長板R1bを実現することができた。また、フェニルシクロヘキサン系を主成分とする液晶123への印加電圧を調整することによって特性の微調整を行うことができるので、環境温度が変化等した場合であっても、安定に1/4波長板として作用させることができる。
In this embodiment, by setting the thickness of the
尚、図15の位相可変型波長板R1bは液晶材料のみによって構成されているが、図17(a)、(b)に示すように、屈折率の波長分散関係の異なる液晶とフィルムとの組合わせから構成される位相可変型波長板R1cを用いることにより、さらに実用的な光ピックアップを実現することができる。 The phase variable wavelength plate R1b in FIG. 15 is composed of only a liquid crystal material, but as shown in FIGS. 17A and 17B, a combination of a liquid crystal and a film having different refractive index wavelength dispersion relations. A more practical optical pickup can be realized by using the phase variable type wave plate R1c constituted by the combination.
この位相可変型波長板R1cは、液晶232とポリビニルアルコール系フィルム133とを組み合わせることによって構成されている。尚、液晶232は、配向膜(ポリイミド系)134とITO(InSnOx )電極135とガラス基板136とに挟まれている。また、ポリビニルアルコール系フィルム133は、ガラス基板136の上に形成されている。
This phase variable wave plate R1c is configured by combining a liquid crystal 232 and a
液晶232としては、波長分散の大きい材料(例えば、トラン系を含む液晶)が用いられている。一方、ポリビニルアルコール系フィルム133は、波長分散の小さい材料である。液晶232とポリビニルアルコール系フィルム133とを、その遅相軸(C軸)が図17(a)、(b)に矢印などで示すように互いに直交する関係となる(印加電圧V=0の場合)ように配置することにより、複屈折が生じるC軸方向も直交方向となる。従って、この位相可変型波長板R1cにおいても、液晶232とポリビニルアルコール系フィルム133でそれぞれ生じる複屈折量の差が、実際の位相変調量となる。
As the liquid crystal 232, a material having a large wavelength dispersion (for example, a liquid crystal containing a tolan series) is used. On the other hand, the
具体的には、液晶232の厚みを2μmに設定したとき、波長780nmの光に対して200nmの位相変調量が得られ、図16(a)に示すような波長分散関係となった。一方、ポリビニルアルコール系フィルム133の厚みを100μmに設定したとき、波長780nmの光に対して400nmの位相変化量が得られ、図16(b)に示すような波長分散関係となった。結果として得られる位相変調量は、図16(c)に示すような波長分散特性となった。これにより、波長780nmの光に対して200nmの位相差、波長650nmの光に対して160nmの位相差、波長405nmの光に対して90nmの位相差をそれぞれ得ることができ、それぞれの波長の光に対してほぼ1/4波長板として作用することのできる位相可変型波長板R1cを実現することができた。
Specifically, when the thickness of the liquid crystal 232 was set to 2 μm, a phase modulation amount of 200 nm was obtained for light with a wavelength of 780 nm, and a wavelength dispersion relationship as shown in FIG. On the other hand, when the thickness of the
この位相可変型波長板R1cにおいては、液晶232への印加電圧を調整することによって特性の微調整を行うことができるので、環境温度が変化等した場合であっても、安定に1/4波長板として作用させることができる。 In the phase-variable wavelength plate R1c, the characteristics can be finely adjusted by adjusting the voltage applied to the liquid crystal 232. Therefore, even when the environmental temperature changes, the quarter wavelength is stably obtained. Can act as a plate.
異なる波長のコヒーレント光源を備えた従来の光ピックアップにおいては、検出光学系の1つが偏光分離手段を利用して構成されている場合、1/4波長板をそれぞれの波長の光ごとに切り替えなければ安定なサーボ動作及び信号の検出を行うことができない。これに対して、本実施の形態のように、液晶材料から構成される位相可変型波長板を光ピックアップに挿入し、印加電圧の調整によって位相変調量を制御するように構成すれば、1つの位相可変型波長板を全ての波長の光に対して1/4波長板として作用させることができるので、安定に信号の検出を行うことができると共に、各種のメディアとの互換性も実現することができる。従って、その実用的効果は大きい。また、屈折率の波長分散関係の異なる液晶又はフィルムとの組合わせにより、位相可変型波長板への印加電圧を低減することができるので、さらに実用的なデバイスを実現することができる。 In a conventional optical pickup provided with coherent light sources having different wavelengths, when one of the detection optical systems is configured using polarization separation means, the quarter-wave plate must be switched for each wavelength of light. Stable servo operation and signal detection cannot be performed. On the other hand, if the phase modulation type wave plate made of a liquid crystal material is inserted into the optical pickup and the phase modulation amount is controlled by adjusting the applied voltage as in the present embodiment, one The phase variable wave plate can act as a quarter wave plate for light of all wavelengths, so that signals can be detected stably and compatibility with various media can be realized. Can do. Therefore, the practical effect is great. In addition, a combination with a liquid crystal or a film having a different refractive index wavelength dispersion relationship can reduce the voltage applied to the phase-variable wavelength plate, thereby realizing a more practical device.
〈第5の実施の形態〉
上記第4の実施の形態においては、複数の波長の光に対して1/4波長板として作用する位相可変型波長板R1、R1b又はR1cを用いた光ピックアップ及び光情報記録再生装置について説明した。本実施の形態においては、位相可変型波長板を光ディスクで生じる複屈折量を補正するために用いた光ピックアップ及び光情報記録再生装置について説明する。
<Fifth embodiment>
In the fourth embodiment, the optical pickup and the optical information recording / reproducing apparatus using the phase variable wave plate R1, R1b, or R1c acting as a quarter wave plate for light of a plurality of wavelengths have been described. . In the present embodiment, an optical pickup and an optical information recording / reproducing apparatus that use a phase variable wavelength plate for correcting the amount of birefringence generated in an optical disk will be described.
光ディスクの基板として用いられるポリカーボネートは、その成形時に屈折率の異方性が生じ、複屈折性が発生する。図18に、ポリカーボネート基板の波長632.8nmに対する複屈折性の一例を示す。図18より、光ディスクの内周方向では大きな複屈折性を示し、往復行路で100nm程度の位相差(波長405nmの光に対して約1/4波長の位相差)が生じることが分かる。 Polycarbonate used as a substrate for optical discs has a refractive index anisotropy during molding and birefringence occurs. FIG. 18 shows an example of birefringence with respect to a wavelength of 632.8 nm of the polycarbonate substrate. From FIG. 18, it can be seen that a large birefringence is exhibited in the inner circumferential direction of the optical disc, and a phase difference of about 100 nm (a phase difference of about ¼ wavelength with respect to light having a wavelength of 405 nm) occurs in the reciprocating path.
検出光学系に偏光性ホログラムやPBS(偏光分離素子)などを用いた構成においては、1/4波長板が偏光性ホログラムあるいはPBS(偏光分離素子)と光ディスクとの間に存在するため、上記のように光ディスクに複屈折性が生じると、検出用フォトディテクタ上に導かれる光の光量が変化する。これに対して、本実施の形態においては、位相可変型波長板を用いることにより、検出用フォトディテクタ上に導かれる光量を一定に保つことが可能となる。 In a configuration using a polarization hologram or PBS (polarization separation element) in the detection optical system, a quarter-wave plate exists between the polarization hologram or PBS (polarization separation element) and the optical disk. As described above, when birefringence occurs in the optical disc, the amount of light guided onto the detection photodetector changes. On the other hand, in the present embodiment, the amount of light guided onto the detection photodetector can be kept constant by using the phase variable wavelength plate.
図19(a)は本実施の形態における光ピックアップを示す概略構成図、図19(b)は図19(a)の構成における偏光性ホログラムや光ディスクの複屈折性の結晶主軸とコヒーレント光源の偏光方向との関係を示す図である。 FIG. 19A is a schematic configuration diagram showing an optical pickup according to the present embodiment, and FIG. 19B is a polarization hologram or a birefringent crystal main axis of an optical disk and a polarization of a coherent light source in the configuration of FIG. It is a figure which shows the relationship with a direction.
図19の構成において、GaN系青色半導体レーザユニット110(波長405nm)とAlGaInP系赤色半導体レーザユニット111(波長650nm)から出射された光は、コリメートレンズ113、114によってそれぞれ平行光となった後、誘電体多層膜ミラーM1によって同一光軸上を伝搬するように合波される。一方、AlGaAs系近赤外半導体レーザユニット112から出射された波長790nmの近赤外光は、コリメートレンズ115によって平行光となった後、誘電体多層膜ミラーM2で反射する。これにより、3つの光は、同一光軸上を伝搬するように合波される。合波された3つの光は、偏光性ホログラム116を透過した後、立ち上げミラー117によって紙面に垂直な方向に曲げられる(但し、図19(a)においては、紙面の上方に曲げられているように描かれている)。そして、位相可変型波長板R1、R2を透過した後、対物レンズ118によって光ディスク119上に集光される。
In the configuration of FIG. 19, the light emitted from the GaN-based blue semiconductor laser unit 110 (wavelength 405 nm) and the AlGaInP-based red semiconductor laser unit 111 (wavelength 650 nm) is converted into parallel light by the
位相可変型波長板R1は、そのC軸方向が合波された光の偏光方向に対して45度傾いた状態で設置されており、全ての波長の光に対して1/4波長板として作用するように調整されている。光ディスク119からの反射光は、位相可変型波長板R1によってその偏光方向がもとの偏光方向に対して90度回転され、偏光性ホログラム116によって回折された後、それぞれの半導体レーザユニット110〜112に集積化された検出用フォトディテクタ上に導かれる。
The phase-variable wave plate R1 is installed in a state where its C-axis direction is inclined 45 degrees with respect to the polarization direction of the combined light, and acts as a quarter-wave plate for light of all wavelengths. Has been adjusted to. The reflected light from the
図19(a)、(b)に示す構成において、位相可変型波長板R2を、そのC軸方向が光ディスク119の半径方向と平行になるように設置することにより、位相可変型波長板R2を用いて、光ディスク119で生じる複屈折量を補正することができる。光ディスク119で生じる複屈折量に対しては、光ディスク119の半径方向とそれに垂直な方向に結晶軸ができるので、その結晶軸と位相可変型波長板R2の結晶軸とを平行に位置させることにより、光ディスク119で生じる複屈折量を補正することができる。これにより、光ディスク119で生じる複屈折量が大きくても、位相可変型波長板R2によって反射光の偏光方向を往路に対して90度回転させることができるので、各レーザユニット110〜112に集積化された検出用フォトディテクタ上に導かれる光の光量を一定に保つことができる。すなわち、位相可変型波長板R2は、位相波長可変型波長板R1と光ディスク119とで生じる遅延量の和が入射する光の波長に対して1/4波長板として作用するように、言い換えれば、検出用フォトディテクタ上に導かれる光の光量が最大となるように、その位相差を調整する。
In the configuration shown in FIGS. 19A and 19B, the phase variable wavelength plate R2 is installed so that the C-axis direction thereof is parallel to the radial direction of the
例えば、青色光を用いて再生する場合には、位相可変型波長板R1が波長405nmの光に対して1/4波長板として作用するように位相可変型波長板R1への印加電圧を調整し、検出用フォトディテクタ上に導かれる光の光量が一定となるように位相可変波長板R2への印加電圧を調整する。これにより、光ディスク119間で複屈折量がばらついていても、安定にサーボ動作及び再生を行うことができる。
For example, when reproducing using blue light, the voltage applied to the phase variable wave plate R1 is adjusted so that the phase variable wave plate R1 acts as a quarter wave plate for light having a wavelength of 405 nm. The applied voltage to the phase variable wavelength plate R2 is adjusted so that the amount of light guided onto the detection photodetector is constant. Thereby, even if the amount of birefringence varies between the
特に、青色領域では、その複屈折量が波長分散関係により大きくなる。また、波長が短くなるので位相変調量はさらに大きくなる。従って、本実施の形態のように、光ディスク119で生じる複屈折量を補償するための位相可変型波長板R2が搭載された光ピックアップの実用的効果は大きい。また、光ディスク119の複屈折性によって生じる位相変調量は波長によって異なるため、異なる波長のコヒーレント光源を備えた光ピックアップにおいて、特にその効果が大きい。
In particular, in the blue region, the amount of birefringence increases due to the wavelength dispersion relationship. Further, since the wavelength is shortened, the amount of phase modulation is further increased. Therefore, as in the present embodiment, the practical effect of the optical pickup on which the phase variable wavelength plate R2 for compensating the birefringence amount generated in the
〈第6の実施の形態〉
図20(a)は位相可変型波長板を1つにまとめた本実施の形態における光ピックアップを示す概略構成図、図20(b)は図20(a)の構成における偏光性ホログラムや光ディスクの複屈折性の結晶主軸とコヒーレント光源の偏光方向との関係を示す図である。
<Sixth embodiment>
FIG. 20A is a schematic configuration diagram showing an optical pickup in the present embodiment in which phase variable wavelength plates are combined into one, and FIG. 20B is a diagram of a polarization hologram or an optical disc in the configuration of FIG. It is a figure which shows the relationship between the birefringent crystal principal axis and the polarization direction of a coherent light source.
本構成においては、図20(b)に示すように、光ピックアップと光ディスク109とが互いに45度傾いた状態で設置されている。このため、位相可変型波長板R3の結晶主軸(C軸)と光ディスク109の基板の半径方向とが互いに平行となるので、1枚の位相可変型波長板R3に、1/4波長板としての機能と光ディスク109で生じる複屈折量を補償する機能とを併有させることができる。そして、このような位相可変型波長板R3を備えていることにより、異なる波長のコヒーレント光源を備えた光ピックアップにおいても、偏光分離手段を利用して構成された検出光学系を用いて安定にサーボ動作及び再生信号の検出を行うことができる。また、光ディスクの複屈折性を補償することができ、さらに光ピックアップの簡素化や消費電力の低減を図ることもできるので、その実用的効果は大きい。尚、位相可変型波長板R3の結晶主軸(C軸)と光ディスク109の基板の半径方向とが互いに垂直であっても、同様の効果が得られる。
In this configuration, as shown in FIG. 20B, the optical pickup and the
光ディスク109に複屈折性がある場合、位相可変型波長板R3の位相変調と光ディスク109の位相変調との合計がトータルの位相変調となる。このため、光ディスク109の位相変調がλ/4と大きい場合、トータルでλ/2の位相差が生じる。これは、往復ではλの位相差となるため、偏光性の検出光学系を用いた場合、検出用フォトディテクタ上に導かれる光の光量がゼロとなる。これに対して、本実施の形態においては、1枚の位相可変型波長板R3に、1/4波長板としての機能と光ディスク109で生じる複屈折量を補償する機能とを併有させているので、偏光性の検出光学系を用いた場合であっても、検出用フォトディテクタ上に導かれる光の光量がゼロとなることはない。
When the
本実施の形態の構成においても、図9、図13、図19と同様に、誘電体多層膜ミラーM1、M2が用いられており、これらの誘電体多層膜ミラーM1、M2は、各波長においてP波、S波ともに同じ透過特性を示す。 Also in the configuration of the present embodiment, dielectric multilayer mirrors M1 and M2 are used as in FIGS. 9, 13, and 19, and these dielectric multilayer mirrors M1 and M2 are used at each wavelength. Both P wave and S wave show the same transmission characteristics.
図20の構成において、GaN系青色半導体レーザユニット99(波長405nm)とAlGaInP系赤色半導体レーザユニット100(波長650nm)から出射された光は、コリメートレンズ102、103によってそれぞれ平行光となった後、誘電体多層膜ミラーM1によって同一光軸上を伝搬するように合波される。一方、AlGaAs系近赤外半導体レーザユニット101から出射された波長790nmの近赤外光は、コリメートレンズ104によって平行光となった後、誘電体多層膜ミラーM2で反射する。これにより、3つの光は、同一光軸上を伝搬するように合波される。合波された3つの光は、偏光性ホログラム105を透過した後、立ち上げミラー106によって紙面に垂直な方向に曲げられる(但し、図20(a)においては、紙面の上方に曲げられているように描かれている)。そして、位相可変型波長板R3を透過した後、対物レンズ108によって光ディスク109上に集光される。
In the configuration of FIG. 20, light emitted from the GaN blue semiconductor laser unit 99 (wavelength 405 nm) and the AlGaInP red semiconductor laser unit 100 (wavelength 650 nm) is converted into parallel light by the
光ディスク109からの反射光は、再び対物レンズ108、位相可変型波長板R3、立ち上げミラー106を通過した後、偏光性ホログラム105によって回折されて、それぞれの半導体レーザユニット99〜101に集積化された検出用フォトディテクタ上に導かれる。
The reflected light from the
本実施の形態の光ピックアップの構成においては、合波された光の偏光方向が光ディスク109の半径方向に対して45度傾いており、かつ、位相可変型波長板R3の結晶主軸(C軸)と光ディスク109の半径方向とが互いに平行となっている。そのため、直線偏光で出射された光の偏光方向は、位相可変型波長板R3の結晶主軸(C軸)に対して45度の角をなすので、位相可変型波長板R3を1/4波長板として作用させることができる。また、光ディスク109で発生する複屈折量は半径方向に生じ、その方向は位相可変型波長板R3の結晶主軸(C軸)と平行であるため、位相可変型波長板R3を用いて光ディスク109で生じる複屈折量を補償することもできる。
In the configuration of the optical pickup of the present embodiment, the polarization direction of the combined light is inclined 45 degrees with respect to the radial direction of the
本実施の形態においては、全ての波長の光に対して、偏光性ホログラム105を用いて検出光学系が構成されている。このため、位相可変型波長板R3を、全ての波長の光に対して1/4波長板として作用するように調整する必要がある。コヒーレント光源から出射された光は、直線偏光で偏光性ホログラム105の異常光方向に入射する。偏光性ホログラム105は異常光方向の光に対して屈折率変化を感じないので、光は回折しない。位相可変型波長板R3の位相変調と光ディスク109で生じる片道の位相変調との和がnπ/4(往復でnπ/2)(但し、n=1、3、5、7、・・・)となるように制御すれば、光ディスク109からの反射光は、位相可変型波長板R3を通過した後に、偏光方向がもとの偏光方向に対して90度回転した直線偏光に変換される。すなわち、各レーザユニット99〜101に集積化された検出用フォトディテクタ上に導かれる光の光量が最大となるように位相変調が制御されることとなり、安定なサーボ動作及び信号の検出が可能となる。
In the present embodiment, a detection optical system is configured using the
本実施の形態においては、3波長領域の光をそれぞれ出射する光源を備えた光ピックアップについて説明したが、2波長領域の光をそれぞれ出射する光源を備えた光ピックアップにおいても、同様の効果が得られる。特に、光ディスクの複屈折量は短波長領域において大きくなるので、短波長の光源を備えた光ピックアップにおいて、特にその効果が大きい。 In the present embodiment, an optical pickup provided with light sources that respectively emit light in three wavelength regions has been described. However, the same effect can be obtained also in an optical pickup provided with light sources that respectively emit light in two wavelength regions. It is done. In particular, since the amount of birefringence of the optical disk increases in the short wavelength region, the effect is particularly great in an optical pickup equipped with a short wavelength light source.
本実施形態においても、上記第4の実施の形態において説明した屈折率の波長分散関係の異なる2つの液晶材料から構成される位相可変型波長板を用いることにより、さらに実用的なデバイスを実現することができる。この場合、トラン系を含む液晶及びフェニルシクロヘキサン系を主成分とする液晶のそれぞれへの印加電圧を調整することによって特性の微調整を行うことができるので、環境温度が変化等した場合であっても、位相可変型波長板を安定に1/4波長板として作用させることができる。 Also in this embodiment, a more practical device is realized by using the phase-variable wave plate composed of two liquid crystal materials having different refractive index wavelength dispersion relationships described in the fourth embodiment. be able to. In this case, since the characteristics can be finely adjusted by adjusting the voltage applied to each of the liquid crystal containing a tolan series and the liquid crystal having a phenylcyclohexane series as a main component, the environmental temperature is changed. In addition, the phase variable wave plate can be stably operated as a quarter wave plate.
1 SHGブルーレーザユニット
2 赤色半導体レーザユニット
3 コリメートレンズ
4 コリメートレンズ
5 誘電体多層膜ミラー
6 偏光性ホログラム
7 波長板
8 立ち上げミラー
9 対物レンズ
10 光ディスク
11 DBR半導体レーザ
12 コリメートレンズ
13 フォーカスレンズ
14 分極反転型光導波路デバイス
15 MgドープLiNbO3 基板
16 光導波路
17 分極反転領域
18 SHGブルーレーザ
19 赤色半導体レーザ
20 コリメートレンズ
20−1 コリメートレンズ
21 PBS
22 PBS
23 誘電体多層膜ミラー
24 波長板
25 対物レンズ
26 光ディスク
27 検出レンズ
28 検出レンズ
29 シリンドリカルレンズ
30 シリンドリカルレンズ
31 フォトディテクタ
32 フォトディテクタ
33 レーザユニット
34 コリメートレンズ
35 偏光性ホログラム
36 誘電体多層膜ミラー
37 立ち上げミラー
38 波長板
39 対物レンズ
40 光ディスク
41 検出レンズ
42 シリンドリカルレンズ
43 フォトディテクタ
44 可変位相板
45−1 3分割フォトディテクタ
45−2 6分割フォトディテクタ
45−3 エッチドミラー
45 青色半導体レーザチップ
46 赤色半導体レーザチップ
47 近赤外半導体レーザチップ
48−1 ITO電極
48−2 配向膜
48−3 液晶
49 ガラス基板
50 レーザユニット
51 コリメートレンズ
52 偏光性ホログラム
53 立ち上げミラー
54 波長板
55 対物レンズ
56 光ディスク
57 青色半導体レーザユニット
58 赤色半導体レーザユニット
59 近赤外半導体レーザユニット
60 コリメートレンズ
61 コリメートレンズ
62 コリメートレンズ
63 偏光性ホログラム
64 偏光性ホログラム
65 偏光性ホログラム
66 波長板
67 波長板
68 波長板
69 立ち上げミラー
70 対物レンズ
71 光ディスク
M1 誘電体多層膜ミラー
M2 誘電体多層膜ミラー
72 青色半導体レーザユニット
73 赤色半導体レーザユニット
74 近赤外半導体レーザユニット
75 コリメートレンズ
76 コリメートレンズ
77 コリメートレンズ
78 偏光性ホログラム
79 ガラスホログラム
80 波長板
81 立ち上げミラー
82 対物レンズ
83 光ディスク
M3 誘電体多層膜ミラー
84 青色半導体レーザユニット
85 赤色半導体レーザユニット
86 近赤外半導体レーザユニット
87 コリメートレンズ
88 コリメートレンズ
89 コリメートレンズ
90 偏光性ホログラム
91 立ち上げミラー
R1、R1b、R1c 位相可変型波長板
93 対物レンズ
94 光ディスク
95 ガラス基板
96 ITO電極
97 配向膜
98 液晶
99 青色半導体レーザユニット
100 赤色半導体レーザユニット
101 近赤外半導体レーザユニット
102 コリメートレンズ
103 コリメートレンズ
104 コリメートレンズ
105 偏光性ホログラム
106 立ち上げミラー
R3 位相可変型波長板
108 対物レンズ
109 光ディスク
110 青色半導体レーザユニット
111 赤色半導体レーザユニット
112 近赤外半導体レーザユニット
113 コリメートレンズ
114 コリメートレンズ
115 コリメートレンズ
116 偏光性ホログラム
117 立ち上げミラー
R2 位相可変型波長板
118 対物レンズ
119 光ディスク
120 ガラス基板
121 ITO電極
122 配向膜
123 液晶
124 液晶
125 DVD用集積ユニット
126 CD用集積ユニット
127 波長分離プリズム
128 偏光ホログラム
129 波長板
130 CD(CD−R)
131 DVD−ROM相変化型記録再生ディスク
132 対物レンズ
133 フィルム
134 配向膜
135 ITO電極
136 ガラス基板
232 液晶
DESCRIPTION OF
22 PBS
23 Dielectric multilayer mirror 24 Wave plate 25 Objective lens 26 Optical disk 27 Detection lens 28 Detection lens 29 Cylindrical lens 30 Cylindrical lens 31 Photo detector 32 Photo detector 33 Laser unit 34 Collimating lens 35 Polarizing hologram 36 Dielectric multilayer mirror 37 Rising mirror 38 Wave plate 39 Objective lens 40 Optical disk 41 Detection lens 42 Cylindrical lens 43 Photo detector 44 Variable phase plate 45-1 3 split photo detector 45-2 6 split photo detector 45-3 Etched mirror 45 Blue semiconductor laser chip 46 Red semiconductor laser chip 47 Near Infrared semiconductor laser chip 48-1 ITO electrode 48-2 Alignment film 48-3 Liquid crystal 49 Glass substrate 50 Laser unit 51 Collimating lens 5 2 Polarizing hologram 53 Raising mirror 54 Wave plate 55 Objective lens 56 Optical disk 57 Blue semiconductor laser unit 58 Red semiconductor laser unit 59 Near infrared semiconductor laser unit 60 Collimating lens 61 Collimating lens 62 Collimating lens 63 Polarizing hologram 64 Polarizing hologram 65 Polarizing hologram 66 Wave plate 67 Wave plate 68 Wave plate 69 Rising mirror 70 Objective lens 71 Optical disk M1 Dielectric multilayer mirror M2 Dielectric multilayer mirror 72 Blue semiconductor laser unit 73 Red semiconductor laser unit 74 Near infrared semiconductor laser Unit 75 Collimating lens 76 Collimating lens 77 Collimating lens 78 Polarizing hologram 79 Glass hologram 80 Wave plate 81 Raising mirror 82 Objective lens 83 Optical disk M 3 Dielectric multilayer mirror 84 Blue semiconductor laser unit 85 Red semiconductor laser unit 86 Near infrared semiconductor laser unit 87 Collimating lens 88 Collimating lens 89 Collimating lens 90 Polarizing hologram 91 Rising mirror R1, R1b, R1c Phase variable wavelength plate 93 Objective lens 94 Optical disk 95 Glass substrate 96 ITO electrode 97 Alignment film 98 Liquid crystal 99 Blue semiconductor laser unit 100 Red semiconductor laser unit 101 Near infrared semiconductor laser unit 102 Collimator lens 103 Collimator lens 104 Collimator lens 105 Polarizing hologram 106 Rise mirror R3 Phase variable wavelength plate 108 Objective lens 109 Optical disk 110 Blue semiconductor laser unit 111 Red semiconductor laser unit 112 Near infrared semiconductor laser Unit 113 Collimating lens 114 Collimating lens 115 Collimating lens 116 Polarizing hologram 117 Rising mirror R2 Phase variable wave plate 118 Objective lens 119 Optical disk 120 Glass substrate 121 ITO electrode 122 Alignment film 123 Liquid crystal 124 Liquid crystal 125 Integrated unit 126 for DVD Integrated unit 127 Wavelength separation prism 128 Polarization hologram 129 Wave plate 130 CD (CD-R)
131 DVD-ROM phase change recording / reproducing
Claims (7)
前記複数の半導体レーザチップは、それらの出射端面位置がそれぞれ光軸方向で異なるように配置されていることを特徴とする多波長半導体レーザユニット。 A plurality of semiconductor laser chips that are mounted on the same submount and emit light beams having different wavelengths (λ 1 <λ 2 <...), Respectively,
The multi-wavelength semiconductor laser unit, wherein the plurality of semiconductor laser chips are arranged such that their emission end face positions are different in the optical axis direction.
最短波長λ1 の前記光ビームを出射する前記半導体レーザチップは、前記3つの半導体レーザチップの中央に位置することを特徴とする多波長半導体レーザユニット。 Three semiconductor laser chips mounted on the same submount and emitting light beams having different wavelengths (λ 1 <λ 2 <λ 3 ), respectively,
The multi-wavelength semiconductor laser unit, wherein the semiconductor laser chip that emits the light beam having the shortest wavelength λ 1 is positioned at the center of the three semiconductor laser chips.
前記コリメートレンズは、最短波長λ1 の前記光ビームを出射する前記コヒーレント光源から出射される光ビームが前記コリメートレンズの光軸上に位置するように配置されていることを特徴とする光情報記録再生方法。 Emitting the light beams from a plurality of coherent light sources mounted on the same submount and emitting light beams having different wavelengths (λ 1 <λ 2 <...), Respectively, and the light beams by a collimating lens. Converting into parallel light,
The collimating lens is arranged such that a light beam emitted from the coherent light source that emits the light beam having the shortest wavelength λ 1 is positioned on an optical axis of the collimating lens. Playback method.
Priority Applications (1)
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