JPH03254450A - 光磁気記録媒体の再生用光学装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光磁気記録媒体の再生用光学装置に関し、特
に、磁性体の円二色性効果を利用して光磁気信号を差動
検出する再生用光学装置に関するものである。

〔従来の技術〕

記録媒体として希土類遷移金属合金薄膜を用いた光ディ
スクは、デジタルメモリとして実用化段階に入ってきて
いる。光ディスクに記録された情報の再生には、通常、
半導体レーザが発する直線偏光を記録媒体に照射し、そ
の反射光の偏波面の回転を検光子で光強度に変換する方
法が採られている。

上記のいわゆるカー効果を利用した再生方法の原理を説
明すると、第５図に示すよ・うに、半導体レーザが発す
る直線偏光の記録媒体における反則光Ｒ１は、検光子３
１に導かれる。検光子３１において、記録媒体の垂直磁
化方向の違いに対応する偏波面の傾きの違いによって分
離された検出光Ｄｌｌと検出光ＤＩ２とが、それぞれ光
検出器３２・３３によって電気信号に変換され、再生信
号Ｓ。

および再生信号ＳｔＺが得られる。

記録媒体の垂直磁化方向の特定方向を（＋）、その逆方
向を（＝）とし、（＋）方向に磁化された記録ビットに
おける反射光ベクトルをα、（−）方向に磁化された記
録ビットにおける反射光ベクトルをβ、入射光ベクトル
をγとする。第６図に示すように、反射光ベクトルαの
偏波面は入射光ベクトルγに対してカー回転角子θアだ
け回転している。また、反射光ヘクトルβの偏波面は入
射光ベクトルγに対してカー回転角−θ、だけ回転して
いる。

反射光ベクトルα・βは、検光子３１の互いに直交する
２つの偏光方向Ｘ・Ｙに検波される。偏光方向Ｘに対し
ては、反射光ベクトルβの成分β８に対応する信号が光
検出器３２によってハイレベルで出力され、反射光ベク
トルαの成分α８に対応する信号が光検出器３２によっ
てローレベルで出力される。これによって、ハイレベル
が（−）方向に磁化された記録に対応する再生信号Ｓｌ
＋が光検出器３２から出力される。

一方、偏光方向Ｙに対しては、成分α、が光検出器３２
からローレベルとして出力されるとき、反射光ベクトル
αの成分α、に対応する信号が光検出器３３によってハ
イレベルで出力される。また、成分β８が光検出器３２
からハイレベルとして出力されるとき、反射光くクトル
βの成分βＹに対応する信号が光検出器３３によってロ
ーレベルで出力される。これによって、光検出器３２か
ら出力され、ハイレベルが（＝）方向に磁化された記録
に対応する再生信号Ｓ工、と、光検出器３３から出力さ
れ、ハイレベルが（＋）方向に磁化された記録に対応す
る再生信号Ｓ　１２とは、位相が互いに半周期ずれ、極
性が互いに反転した信号となる。

このようにして得られた再生信号Ｓｌｌおよび再生信号
Ｓ１２は、反射光の偏波面の回転に基づいて得られた信
号なので、光ディスクに付着したほこり等の影響が少な
くディスクノイズが含まれにくい。さらに、Ｓ／Ｎ比を
向上させるためこれらは差動増幅器に入力され、その出
力信号に基づいて情報の再生が行われる。

ところが、上記のように光磁気記録に対して通常行われ
るカー効果を利用した再生方法では、検光子３１の設定
に高精度が要求され、また、再生装置の価格上昇を招く
という問題点を有している。

そこで、検光子を用いずに再生用光学装置を簡略化して
再生装置のコストダウンを図ることができる方法として
、記録媒体に円偏光を照射し、記録媒体の垂直磁化方向
の違いに対応して反射光の強度と位相に異方性が生じる
ことを利用する、いわゆる円二色性効果を利用する再生
方法も理論的には考えられている。

第７図に示すように、記録媒体３４の入射光側の媒質の
屈折率をｎｏ、記録媒体３４の上向き磁化方向の記録ビ
ン）３４ａの屈折率をｎ。、複素反射率をｒ９、下向き
磁化方向の記録ビット３４ｂの屈折率をｎ−１複素反射
率をｒ−とする。このような記録媒体３４に、例えば光
の進行方向に正対して右回りの円偏光り、を照射したと
き、記録ビン）３４ａにおける反射光は左回りの円偏光
Ｌ　１２となり、記録ビット３４ｂにおける反射光は強
度の小さい左回りの円偏光ＬＩ３となって、（ｒ。）２
−（ｒＪ”　　・・・・・・（１）の式で表される反射
光強度差が得られる（記録媒体３４に左回りの円偏光を
照射゛したときは、反射光は右回りとなり、記録ビット
３４ａおよび記録ピッ）３４ｂにおける反射光強度の関
係は上記と逆になる）。なお、ｒ。およびｒ−は、ｎｏ
、ｎ。

、ｎ−を用いて、 ｒ　−＝　（ｎｏ　　ｎ−）／（ｎｏ　＋ｎ、−）・・
・・・・（２）ｒ−＝　（ｎｏ　　ｎ−）／（ｎｏ　＋
ｎ−）・・・・・・（３）のように表される。

［発明が解決しようとする課Ｂ］ ところが、円二色性効果を利用した再生方法では、記録
媒体の磁化方向を反射光強度差で検出しようとするため
、光ディスクに付着したほこり等の異物が反射光強度に
影響を与え、再生信号にノイズが含まれることになる。

その結果、従来のカ−効果を利用した再生方法よりも、
信号品質が劣化し易いという問題点を有している。

本発明の目的は、光磁気記録媒体の情報再生にカー効果
を利用せず、円二色性効果を利用して光学系を簡略化し
、しかも従来のように再生信号を差動増幅できるように
した光磁気記録媒体の再生用光学装置を提供することに
ある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る光磁気記録媒体の再生用光学装置は、上記
の課題を解決するために、光ビームをたとえば希土類遷
移金属合金薄膜から威る光磁気記録媒体に照射し、その
反射光を光検出手段によって検出することにより、磁化
方向の違いによって光磁気記録媒体に記録された情報を
読み取る光磁気記録媒体の再生用光学装置において、Ｓ
偏光を出射する第１の光源たとえば半導体レーザと、上
記Ｓ偏光とは波長の異なるＰ偏光を出射する第２の光源
たとえば半導体レーザと、上記Ｓ偏光およびＰ偏光を円
偏光に変換する１７′４波長板とを備え、上記１／４波
長板で変換されたＳ偏光の円偏光およびＰ偏光の円偏光
が光磁気記録媒体に同時に導かれ、各円偏光の光磁気記
録媒体における反射光の強度変化に対応して光検出手段
から出力される各再生信号が差動増幅されることを特徴
としている。

〔作　用〕

上記の構成によれば、第１の・光源が出射するＳ偏光は
、１／４波長板（互いに垂直な方向に振動する直線偏光
間の光路差が１７４波長±２０％以内であれば使用でき
る）でたとえば右円偏光に変換され光磁気記録媒体に照
射される。それと同時に、第２の光源が出射するＰ偏光
は、１／４波長板でたとえば左円偏光に変換され光磁気
記録媒体に照射される。たとえば希土類遷移金属合金薄
膜から成る光磁気記録媒体は、円二色性を有しているの
で、光磁気記録媒体の磁化方向が垂直下向きになってい
る磁区に照射された右円偏光は、強度の大きく減衰した
左円偏光となって反射される。

一方、照射された左円偏光は、強度の減衰が小さい右円
偏光となって反射される。

また、磁化方向が垂直上向きになっている磁区に照射さ
れた左円偏光は、強度の大きく減衰した右円偏光となっ
て反射される。一方、照射された右円偏光は、強度の減
衰が小さい左円偏光となって反射される。この結果、光
磁気記録媒体に照射された右円偏光の反射光強度変化と
、照射された左円偏光の反射光強度変化とは位相が半周
期ずれて極性が逆向きになる。

光検出手段は、各円偏光の光磁気記録媒体における反射
光をそれぞれ検出し、再生信号として出力する。従って
、各再生信号は、記録媒体の磁化方向に対応して極性が
互いに逆向きとなるので、差動増幅が可能になる。反射
光強度に基づく各再生信号にほこり等の影響によるノイ
ズが含まれていたとしても、差動増幅されることによっ
てノイズが相殺されるので、実用レベルのＳ／Ｎ比が得
られる。

〔実施例１） 本発明の一実施例を第１図ないし第３図に基づいて説明
すれば、以下の通りである。

本発明の再生用光学装置の要部は、第１図に概略的に示
すように、異なる波長を有すると共に偏光方向が互いに
直交するレーザ光を発射する第１の光源および第２の光
源としての半導体レーザト２、偏光ビームスプリッタ３
、ハーフミラ−４、平行光線束を作るコリメートレンズ
５、直線偏光を円偏光に変える１／４波長板６、対物レ
ンズ７、特定波長の光のみを透過させる波長フィルタ１
０、および光検出手段としての光検出器１１・１２から
構成されている。

偏光ビームスプリッタ３は、電場ヘクトルが入射面に対
して垂直なＳ偏光を全反射し、電場ヘクトルが入射面に
対して平行なＰ偏光を全透過させる機能を有している。

半導体レーザ１が発射する直線偏光ＬＩＳは、偏光ビー
ムスプリッタ３に対してＳ偏光となり、半導体レーザ２
が発射する直線偏光Ｉ−ｚｐは、偏光ビームスプリッタ
３に対してＰ偏光となるようになっている（従って、直
線偏光ＬＩＳと直線偏光Ｌ２Ｐとは、偏光方向が互いに
直交している）。

１／４波長板６は、入射光の電場ベクトルの主軸Ｍ方向
成分の位相を１／４波長遅らせる機能を有している。主
軸Ｍの配設方向は、第２図に示すように、入射する直線
偏光Ｌ＋ｓの偏光方向Ｎｓが主軸Ｍに対してθ−左４５
°の傾きを持ち、また、直線偏光ＬＺＰの偏光方向Ｎ２
がθ＝右４５°の傾きを持つようになっている。このよ
うな直線偏光Ｌ　Ｉｓは、１／４波長板６によって主軸
Ｍ方向成分の位相が１／４波長遅れると、右円偏光に変
わる。一方、上記のような直線偏光ＬＺＦは、主軸Ｍ方
向成分の位相が１／４波長遅れると、左円偏光に変わる
。

なお、光ディスク８の記録媒体９は、対物レンズ７の光
軸に垂直に設けられ、希土類遷移金属合金薄膜より戒っ
ている。情報は記録媒体９の垂直磁化方向の違いによっ
て記録されている。

上記の構成において、半導体レーザ１から発射された直
線偏光Ｌ　Ｉｓは、Ｓ偏光となっているので、偏光ビー
ムスプリッタ３によって対物レンズ７の光軸方向に全反
射される。そして、直線偏光ＬＩＳはハーフミラ−４を
透過しコリメートレンズ５で平行光線束にされたのち、
既に説明したように、１／４波長板６によって右円偏光
に変わる。右円偏光は対物レンズ７によってビームスポ
ットに集光され、光ディスク８の記録媒体９に照射され
る。この右円偏光は、従来例の第６図で説明したように
、記録媒体９において左円偏光（記録媒体９から見て）
となって反射され、対物レンズ７で平行光線束となり、
再び１／４波長板６に右円偏光（１／４波長板６から見
て）となって戻る。１／４波長板６では、右円偏光の透
過光は主軸Ｍ方向成分の位相が１／４波長遅れると、Ｐ
偏光の直線偏光ＬＩＦとなる。直線偏光ＬＩＦは、コリ
メートレンズ５を介してハーフミラ−４で波長フィルタ
１０の方向へ反射され、波長フィルタｌＯで選択透過さ
れ、光検出器１１に検出される。

他方、半導体レーザ２から発射された直線偏光ＬＡＦは
（半導体レーザｌから発射された直線偏光Ｌ＋ｓとは波
長が異なっている）、Ｐ偏光となっているので、偏光ビ
ームスプリッタ３を全透過する。そして、直線偏光Ｌ２
Ｆは、直線偏光ＬＩ５と同様に、ハーフミラ−４、コリ
メートレンズ５を介して１／４波長板６によって左円偏
光に変わる。対物レンズ７を介して記録媒体９に照射さ
れた上記の左円偏光は、記録媒体９において右円偏光（
記録媒体９から見て）となって反射され、対物レンズ７
を通り、再び１／４波長板６に左円偏光（ｌ／４波長板
６から見て）となって戻る。１／４波長板６では、左円
偏光の透過光はＳ偏光の直線偏光Ｌ　ＺＳとなる。直線
偏光Ｌ　２ｇは、コリメートレンズ５を介してハーフミ
ラ−４で波長フィルタｌＯの方向へ反射され、波長フィ
ルタ１０で全反射され、光検出器１２に検出される。

光検出器１１が出力する再生信号Ｓ１の信号強度変化は
２記録媒体９における反射を経た直線偏光ＬＩＦの光強
度変化に対応する。第３図に示すように、記録媒体９の
垂直下向きに磁化された磁区９ｂでは、従来例の第６図
で説明したように円二色性効果によって、照射された右
円偏光の反射光強度は減衰するから、再生信号Ｓ１のロ
ーレベルは磁区９ｂに対応する。従って、再生信号Ｓ１
のハイレベルは磁区９ａに対応する。

また、光検出器１２が出力する再生信号Ｓ２の信号強度
変化は、記録媒体９における反射を経た直線偏光Ｌｚｓ
の光強度変化に対応する。記録媒体９の垂直下向きに磁
化された磁区９ｂでは、照射された左円偏光の反射光強
度は右円偏光のときとは逆に、磁区９ａにおいて減衰す
るから、再生信号Ｓ２のローレベルは磁区９ａに対応す
る。従って、再生信号Ｓ２のハイレベルは磁区９ａに対
応する。

これによって、磁区９ａおよび磁区９ｂに対応する再生
信号Ｓ１および再生信号Ｓ２の信号強度は、互いに極性
が反対になる。従って、このような再生信号Ｓ、および
再生信号Ｓ２を差動増幅器に入力すれば、実用可能なＳ
／Ｎ比を有する再生信号が得られる。さらに、光デイス
ク８０基板上に付着したほこり等の異物によって反射光
強度が影響を受け、たとえば再生信号Ｓ１の信号強度が
本来の値よりΔＳ小さくなったとしても、半導体レーザ
１および半導体レーザ２は記録媒体９に同時に照射を行
うため、同じ異物の影響によって、再生信号Ｓ２の信号
強度もΔＳ小さくなる。従って、再生信号Ｓ１および再
生信号Ｓ２が差動増幅器に入力されれば、ΔＳは相殺さ
れてしまう。この結果、記録情報の再生信号以外のディ
スクノイズが低減されることになる。

〔実施例２〕 本発明の他の実施例を第４図に基づいて説明すれば、以
下の通りである。尚、説明の便宜上、前記の実施例１の
図面に示した部材と同一の機能を有する部材には、同一
の符号を付記して、その説明を省略する。

実施例１では、記録媒体９における２つの反射光が、波
長の違いを利用して波長フィルタ１０によって分離され
る場合を示した。本実施例では、反射光が偏光方向の違
いを利用して偏光ビームスプリッタ３によって分離され
る場合を示す。

本実施例の再生用光学装置は、第４図に示すように、半
導体レーザ１と偏光ビームスプリッタ３との間にハーフ
ミラ−１３が配設され、半導体レーザ２と偏光ビームス
プリンタ３との間にハーフミラ−１４が配設されている
。対物レンズ７の光軸上には、第３図と同様に、コリメ
ートレンズ５１／４波長板６、光ディスク８およびその
記録媒体９が設けられている。また、後述するように、
記録媒体９における各反射光・は、偏光ビームスプリッ
タ３によって分離されたのち、一方はハーフミラ−１３
によって光検出器１２に導かれ、同時に他方はハーフミ
ラ−１４によって光検出器１１に導かれるようになって
いる。

上記の構成において、半導体レーザ１が発射する直線偏
光ＬＩＳはＳ偏光であるから、ハーフミラ−１３を透過
したのち、偏光ビームスプリンタ３で全反射され、コリ
メートレンズ５．１／４波長板６、および対物レンズ７
を介し７て、右円偏光となって光ディスク８の記録媒体
９に照射される。

そして、その反射光は実施例１と同様に、１／４波長板
６でＰ偏光の直線偏光ＬＩＦとなるから、偏光ビームス
プリンタ３を全透過し、ハーフビラ−１４で全反射され
たのち光検出器１１に導かれる。

半導体レーザ２から発射され、直線偏光ＬＩＳとは波長
が異なるＰ偏光の直線偏光ＬＡＦも、実施例１と同様に
、１／４波長板６の作用によってＳ偏光の直線偏光ＬＺ
Ｓとなって戻ってくるから、偏光ビームスプリッタ３で
全反射され、ハーフミラ−１３で全反射されたのち光検
出器１２に導かれる。

以下、光検出器１１が出力する再生信号Ｓ０、光検出器
１２が出力する再生信号Ｓ２、および差動増幅によって
得られる再生信号の説明は実施例１と同しであるから省
略する。

〔発明の効果〕

本発明に係る光磁気記録媒体の再生用光学装置は、以上
のように、Ｓ偏光を出射する第１の光源と、上記Ｓ偏光
とは波長の異なるＰ偏光を出射する第２の光源と、上記
Ｓ偏光およびＰ偏光を円偏光に変換する１／４波長板と
を備え、上記１／４波長板で変換されたＳ偏光の円偏光
およびＰ偏光の円偏光が光磁気記録媒体に同時に導かれ
、各円偏光の光磁気記録媒体における反射光の強度変化
に対応して光検出手段から出力される各再生信号が差動
増幅される構成である。

従って、記録媒体に同時に導かれた各円偏光は円二色性
効果により、記録媒体の磁化方向に対応して反射光強度
の極性が互いに逆向きになるように変化するので、それ
に応して光検出手段から出力される各再生信号を差動増
幅、することが可能となる。この結果、差動増幅によっ
てディスクノイズが相殺されることにもなり、実用レヘ
ルのＳ／Ｎ比を従来のように高価な検光子を用いずに簡
便な光学装置によって得ることができるという効果を奏
する。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第３図は本発明の一実施例を示すものであ
る。 第１図は光磁気記録媒体の再生用光学装置の要部の構成
図である。 第２図は１／４波長板の作用に関する説明図である。 第３図は記録媒体の磁化方向に対応する再生信号の波形
図である。 第４図は本発明の他の実施例を示すものであって、光磁
気記録媒体の再生用光学装置の要部の構成国である。 第５図ないし第７図は従来例を示すものである。 第５図は光磁気記録媒体の再生用光学装置の要部の構成
国である。 第６図はカー効果と再生信号の極性との関係を示す説明
図である。 第７図は光磁気記録媒体における円二色性効果に関する
説明図である。 １は半導体レーザ（第１の光源）、２は半導体レーザ（
第２の光源）、６は１／４波長板、９は記録媒体（光磁
気記録媒体）、１１・１２は光検出器（光検出手段）１
．Ｌ、ｓは直線偏光（Ｓ偏光）、Ｌ２Ｆは直線偏光（Ｐ
偏光）、ＳＩ　−３２は再生信号である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 光ビームを光磁気記録媒体に照射し、その反射光を光検
   出手段によって検出することにより、磁化方向の違いに
   よって光磁気記録媒体に記録された情報を読み取る光磁
   気記録媒体の再生用光学装置において、 Ｓ偏光を出射する第１の光源と、上記Ｓ偏光とは波長の
   異なるＰ偏光を出射する第２の光源と、上記Ｓ偏光およ
   びＰ偏光を円偏光に変換する１／４波長板とを備え、上
   記１／４波長板で変換されたＳ偏光の円偏光およびＰ偏
   光の円偏光が光磁気記録媒体に同時に導かれ、各円偏光
   の光磁気記録媒体における反射光の強度変化に対応して
   光検出手段から出力される各再生信号が差動増幅される
   ことを特徴とする光磁気記録媒体の再生用光学装置。