JPH04219657A

JPH04219657A - 光磁気情報記録再生装置及びモードスプリッタ

Info

Publication number: JPH04219657A
Application number: JP3076026A
Authority: JP
Inventors: Tami Isobe; 磯部　民; Shigeyoshi Misawa; 三沢　成嘉; Kiyoshi Yokomori; 横森　清; Shunsuke Fujita; 俊介藤田; Masakane Aoki; 真金青木; Yoshinobu Nakayama; 義宣中山; Hiroyoshi Funato; 広義船戸
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1990-04-13
Filing date: 1991-04-09
Publication date: 1992-08-10
Also published as: US5208800A

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、光磁気ディスク、光磁
気カード、光磁気テープ等の光磁気記録媒体に対して情
報の記録再生を行う、導波路型の光ピックアップ部を備
えた光磁気情報記録再生装置、及びその光磁気情報記録
再生装置のＴＥ−ＴＭモード分離部等に用いられるモー
ドスプリッタに関する。

【０００２】

【従来の技術】書き換え可能な高密度記憶装置として開
発研究が活発な光磁気ディスクは、光磁気記録媒体から
反射される光のカー効果による偏光方向の回転を検出し
て情報再生するが、このカー効果による偏光方向の回転
は微小なので、良好な信号対雑音比（Ｓ／Ｎ比）を得る
ためには、高精度な検光子や差動検出光学系等を必要と
する。従来これらの光学系にはバルク型光学素子（検光
子、プリズム、レンズ等）が用いられていたが、バルク
型光学素子は相互の位置合わせが難しく、また、小型化
、軽量か困難であるといった問題があった。そこで、こ
れらのバルク型光学系の欠点を克服する素子として、検
出光学系を薄膜導波路上に集積化した”光磁気ディスク
ピックアップ用導波路型差動検出デバイス”が提案され
ている。図１５はそのようなデバイス素子を用いた光磁
気ディスクピックアップ全体の構成を示した図である。同図において、レーザダイオード５０から出射した光束
はコリメートレンズ５１で平行光束とされた後、このデ
バイス素子６０を透過したあと、対物レンズ５２により
光磁気ディスク５３上に集光される。そして、光磁気デ
ィスク５３からの反射光は、対物レンズ５２を介して３
焦点集光グレーティング・カプラ（ＴＦＧＣ；Ｔｒｉｆ
ｏｃａｌ　　Ｆｏｃｕｓｉｎｇ　　Ｇｒａｔｉｎｇ　　
Ｃｏｕｐｌｅｒ）５４に入射する。その内、中央部のフ
ォーカシング・グレーティング・カプラ（ＦＧＣ）　５
４ｂに入射した光は素子上の導波路を導波しながら光セ
ンサ５７に入射し、また両端のＦＧＣ５４ａ，５４ｃに
入射した光はそれぞれ光センサ５６，５５に入射する。そして演算回路５８により、光センサ５５〜５７の出力
から、光磁気信号（ＭＯ信号）、フォーカス誤差信号（
ＦＯ信号）、トラッキング誤差信号（ＴＲ信号）が検出
される。

【０００３】次に、上記構成のうち、光磁気信号差動検
出の原理を図１６及び図１７を参照して説明する。光磁
気ディスク５３からの反射光は、電界のＰ成分（Ｅｐ）
とＳ成分（Ｅｓ）の合成ベクトルとして表すことができ
る。また光導波路において直交するＴＥ及びＴＭモード
はわずかであるが、異なる実行屈折率をもつ。そこで反
射光のＥｐ成分は、中央のＦＧＣ　５４ｂで位相整合条
件を満たし、ＴＭモードを励振し、一方、Ｅｓ成分は両
端のＦＧＣ５４ａ，５４ｃで位相整合条件を満たし、Ｔ
Ｅモード光を励振するようにする。このように３つのＦ
ＧＣは面分割型の互いに直交する２検光子として動作す
るので、光磁気信号の差動検出ができる。ここで図１７
に示すように、光センサ５５〜５７を構成するフォトダ
イオード（ＰＤ）をそれぞれＰＤ１〜ＰＤ５とすると、
光磁気信号（ＭＯ信号）は、　　ＭＯ信号＝（ＰＤ１）＋（ＰＤ２）＋（ＰＤ４）＋
（ＰＤ５）−（ＰＤ３）となる。また、フォーカス誤差信号（ＦＯ信号）は、３
つのＦＧＣの内、両端のＦＧＣ５４ａ，５４ｃを用いて
フーコー法に類似した方法により検出している。光磁気
ディスク５３が対物レンズ５２より遠ざかったときは、
媒体からの反射光は集束光となり、ＦＧＣの集光点が光
センサ５５，５６の手前側となり、内側のフォトダイオ
ードＰＤ２とＰＤ４に入射する光量が増す。光磁気ディ
スク５３が対物レンズ５２に近づいたときは、該光磁気
ディスク５３からの反射光は発散光となり、外側のフォ
トダイオードＰＤ１とＰＤ５に入射する光量が増加する
。すなわち、内側と外側のフォトダイオードの検出信号
の差からフォーカス誤差信号（ＦＯ信号）が得られ、　　ＦＯ信号＝｛（ＰＤ２）＋（ＰＤ４）｝−｛（ＰＤ
１）＋（ＰＤ５）｝となる。また、トラッキング信号は、やはり両端のＦＧ
Ｃを用い、プッシュプル法で検出している。トラックか
ら外れると、光磁気ディスク５３からの反射光のｘ軸方
向の光強度分布が非対称となり、両端のＦＧＣに入射す
る光量に差がでてくる。したがって、トラッキング誤差
信号（ＴＲ信号）は、　　ＴＲ信号＝｛（ＰＤ１）＋（ＰＤ２）｝−｛（ＰＤ
４）＋（ＰＤ５）｝となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで従来例におい
ては、光磁気信号を検出するとき、中央のＦＧＣ　５４
ｂでＴＭモードを励振し、両端のＦＧＣ５４ａ，５４ｃ
でＴＥモードを励振して、面分割した信号を差動検出す
るため、光磁気ディスク等の光磁気記録媒体からの反射
光のノイズや強度分布の非対称性が、差動検出してもキ
ャンセルされずに残ってしまうという問題点がある。こ
れは、３つのＦＧＣ面内の光強度分布が一様でないため
である。したがって、光磁気信号を検出するには、導波
路への光のカップリング部全面でＴＥモードとＴＭモー
ドの両方を励振し、その後、導波路内でＴＥモードとＴ
Ｍモードを分離した方が、Ｓ／Ｎ比の良い光磁気信号が
得られると考えられる。また、従来例においては、ＦＧ
ＣによりＴＥモードとＴＭモードの両方を励振している
ため、光源の波長変動に対して回折効率が低下したり焦
点位置が変動してしまう。このため、光磁気信号の検出
効率や焦点位置の検出効率が低下し、雑音が増加してＳ
／Ｎ比が低下するという問題もある。本発明は上記事情
に鑑みてなされたものであって、光磁気記録媒体からの
反射光のノイズや強度分布に影響されない光磁気信号、
及び焦点位置検出信号、トラッキング誤差信号を得るこ
とができる導波路型の光ピックアップ部を備えた光磁気
情報記録再生装置を提供することを目的とする。また、
本発明では、上記導波路型光ピックアップ部の磁気信号
検出部を構成するＴＥ−ＴＭモード分離部等に用いるの
に最適なモードスプリッタを提供することを目的とする
。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
、本願請求項１記載の発明による光磁気情報記録再生装
置は、基板上に光導波路を形成した薄膜型光導波路素子
に、光磁気記録媒体からの反射光の直交する２つの偏光
成分を前記光導波路のＴＥモード、ＴＭモードとして同
一面で同時に励振させる光導波路カップリング部と、光
導波路層の厚みをテーパ状に変化させたテーパ状結合部
を含むＴＥ−ＴＭモード分離部とを設けた光磁気信号検
出部を備えたことを特徴とする。

【０００６】本願請求項２記載の発明による光磁気情報
記録再生装置は、光源と、該光源を集光する光学系と、
該光学系からの光を光導波路に集光するプリズムカプラ
と、該プリズムカプラと結合され光導波路と高屈折率光
導波路と導波路集光素子と複数の光検知器とを基板上に
一体的に形成した導波路素子とからなり、前記プリズム
カプラで光導波路に集光した光が前記導波路集光素子に
より空間的に分離され、光束の両端部は焦点位置誤差信
号及びトラッキング信号を検出し、光束の中央部は光磁
気信号を検出するように前記検出器を配置し、前記光磁
気信号を検出する場合には、前記導波路素子への入射光
の偏波面の回転を、前記プリズムカプラにより励起した
光導波路及び高屈折率光導波路中のＴＥモード及びＴＭ
モードの光量差として、前記高屈折率光導波路と光導波
路の境界において反射及び透過によりＴＥ−ＴＭモード
を分離して前記複数の光検知器により検知し、該検知信
号の差動により光磁気信号を検出することを特徴とする
。

【０００７】また、本願請求項３記載の発明は、光導波
路中を伝搬する複数のモードを効率よく分離するための
光導波路におけるモードスプリッタであって、Ａ領域と
Ｂ領域を持つ光導波路において、Ａ領域における伝搬定
数がβＡｉでＢ領域における伝搬定数がβＢｉであるモ
ードｉと、Ａ領域における伝搬定数がβＡｊでＢ領域に
おける伝搬定数がβＢｊであるモードｊが同一方向に伝
搬しており、上記伝搬定数が次式を満足しているとし、
βＡｉ＞βＢｉ　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　・・・（１）βＡｊ＞βＢｊ　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（２）（βＢ
ｉ／βＡｉ）＞（βＢｊ／βＡｊ）　　　　　　　・・
・（３）さらに、厚みがテーパ状に変化することによっ
て、Ｂ領域からＡ領域に結合する第１テーパ結合部と、
Ａ領域からＢ領域に結合する第２テーパ結合部があり、
第１テーパ結合部と第２テーパ結合部のなす各θが、モ
ードｉの臨界角、ａｒｃｓｉｎ（βＢｉ／βＡｉ）よりも大きいとし、そ
して、モードｉとモードｊの光波が第１テーパ結合部へ
入射する入射角度αが次式を満足するように構成したこ
とを特徴とする。　ａｒｃｓｉｎ｛（βＡｉ／βＢｉ）ｓｉｎ（θ−θｃ
ｉ）｝＜α＜ａｒｃｓｉｎ｛（βＡｊ／βＢｊ）ｓｉｎ
（θ−θｃｊ）｝　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・・
（４）但し、θｃｉ＝ａｒｃｓｉｎ（βＢｉ／βＡｉ）：モー
ドｉの臨界角θｃｊ＝ａｒｃｓｉｎ（βＢｊ／βＡｊ）
：モードｊの臨界角

【０００８】また本願請求項４記載
の発明による光磁気情報記録再生装置は、光磁気記録媒
体からの反射光の直交する２つの偏光成分を、光導波路
のＴＥモード、ＴＭモードとして励振させる光導波路カ
ップリング部と、請求項３記載のモードスプリッタを有
し該モードスプリッタのモードｉ，モードｊを前記ＴＥ
モードまたはＴＭモードとすることによってＴＥモード
とＴＭモードを分離するＴＥ−ＴＭモード分離部とから
構成された光学系を備え、光磁気記録媒体からの反射光
を上記光学系に導いて光磁気信号を検出する光磁気信号
検出部を備えたことを特徴とする。

【０００９】

【作用】本願請求項１，２記載の発明では、光磁気信号
を検出するには、導波路への光のカップリング部全面で
、ＴＥモードとＴＭモードを励振し、その後、導波路内
でＴＥモードとＴＭモードを分離したほうが、Ｓ／Ｎ比
の良い光磁気信号が得られるという発見に基づき、ＴＥ
モードを励振する領域とＴＭモードを励振する領域を同
一のカップリング面で行い、ＴＥ−ＴＭモード分離は導
波路内のＴＥ−ＴＭモード分離部で行うことにより、各
モードの励振と分離を機能分離し、反射光のノイズや強
度分布に影響されない光磁気信号を得ることができるよ
うに光ピックアップの光磁気信号検出部を構成したもの
である。

【００１０】先ず、導波路内でＴＥモードとＴＭモード
を分離する方法について説明する。本出願人は、既に、
光導波路の厚みがテーパ状に変化する境界によって２つ
の領域に分けられた光導波路を使って、光導波路中を伝
搬する複数のモードを効率良く分離するモードスプリッ
タを提案している（特開昭６４−４７０６号、特開昭６
４−４７０７号）。ここで、簡単にこのモードスプリッ
タの原理について図１４（ａ），（ｂ）を参照して説明
する。図１４（ａ）に示すように、光がｚ方向のみに閉
じ込められた二次元光導波路を考える。導波光の動きを
ｚ方向の動きとｘ−ｙ平面上の動きとに分離して取扱い
、後者を二次元光学と呼ぶ。二次元光学においては、モ
ードの等価屈折率がバルク光学系の屈折率に対応し、モ
ードの等価屈折率は導波路の膜厚や屈折率を変えること
によって変化させることができる（尚、導波路だけでな
く、基板やクラッド層の屈折率、膜厚を変えることによ
っても変化する）。また、二次元光学においても、フェ
ルマ−の原理とスネルの法則は維持される。今、図１４
（ａ）のように、厚み方向（ｚ軸方向）にテーパ状の結
合部をもつ２つの二次元導波路Ａ，Ｂを考える。導波路
Ａ，Ｂにおけるモード伝搬定数を夫々βＡ，βＢとする
と、スネルの法則は■式のようになる。 βＡｓｉｎαＡ＝βＢｓｉｎαＢ　　　　　　　　　　
・・・■但し、αＡ　は導波路Ａにおける入射角、αＢ
　は導波路Ｂにおける屈折角を表し、どちらもｘ−ｙ平
面上にある。今、βＡ＞βＢと仮定すると、二次元光学では、入射角
αＡ　が、下記の■式の条件を満足していれば、導波路
Ａで生じた光波は、■式に従って、導波路Ｂに屈折する
（図１４（ｂ）の状態）。 αＡ＜ａｒｃｓｉｎ（βＢ／βＡ）　　　　　　　　　
　　　・・・■また、入射角αＡ　が、下記の■式の条
件を満足する場合には、結合部において全反射が起こる
（図１４（ａ）の状態）。 αＡ＞ａｒｃｓｉｎ（βＢ／βＡ）　　　　　　　　　
　　　・・・■２つのバルクのメディアの境界において
は、フレネルの法則に従う部分反射という現象が起こる
。二次元光学においても、導波路Ａと導波路Ｂの境界が
光の波長に対して急に変化している場合には部分反射が
起こるが、ＡとＢの境界が光の波長に対して十分緩やか
なテーパ状になっている場合には、ａｒｃｓｉｎ（βＢ
／βＡ）という臨界角を境にして、屈折か全反射が起こ
り、部分反射という現象は起こらない。

【００１１】次に、伝搬定数が夫々βＡｉ，βＡｊであ
るモードｉとモードｊの光波が導波路Ａを伝搬している
とする。またモードｉ，ｊの導波路Ｂ中の伝搬定数はβ
Ｂｉ，βＢｊとする。 βＡｉ＞βＢｉ　，βＡｊ＞βＢｊ　　　　　　　　　
・・・■（βＢｉ／βＡｉ）＞（βＢｊ／βＡｊ）　　
　　　　　　・・・■ここで、上記■、■式が成り立ち
、且つ導波路Ａと導波路Ｂの境界が、光の波長に対して
十分に緩いテーパ状になるように導波路全体を構成する
と、モードｉに対する臨界角：ａｒｃｓｉｎ（βＢｉ／βＡ
ｉ）と、モードｊに対する臨界角：ａｒｃｓｉｎ（βＢ
ｊ／βＡｊ）の関係は、ａｒｃｓｉｎ（βＢｉ／βＡｉ
）＞ａｒｃｓｉｎ（βＢｊ／βＡｊ）となるので、入射
角αＡを、ａｒｃｓｉｎ（βＢｉ／βＡｉ）＞αＡ＞ａｒｃｓｉｎ
（βＢｊ／βＡｊ）・・・■■式の範囲に設定すると、
モードｉの光波は導波路Ｂに前記■式に従って決まる屈
折角で屈折し、モードｊの光波は境界において全反射す
る。従って、モードｉの光波とモードｊの光波とを分離
することができる。以上の原理によると、モードｉとモ
ードｊをＴＥモード、ＴＭモード（モードｉがＴＭモー
ドで、モードｊがＴＥモードでも、モードｉがＴＥモー
ドで、モードｊがＴＭモードでもよい）とすれば■，■
式が成立ち、且つ、導波路Ａと導波路Ｂの境界が光の波
長に対して十分に緩いテーパ状になるように導波路全体
を構成し、境界への入射角αＡ　が■式を満足する範囲
に設定すると、ＴＥモードとＴＭモードを分離できる。以上のようなモードスプリッタでは、簡単な構成で効率
よくモード分離でき、導波路の材質、膜厚、構成を選ぶ
ことによって任意のモードスプリッタが構成でき、モー
ド分離可能な入射角の範囲が任意に設定できる。

【００１２】次に導波路への光のカップリング部全面で
ＴＥモードとＴＭモードを励振させる光導波路カップリ
ングが知られているが、その原理について簡単に説明す
る。光磁気記録媒体等からの反射光を、光導波路中に導
くにはグレーティングカプラ法やプリズムカプラ法があ
るが、これらは何れも入射波と導波モードの位相整合を
とることにより導波光を励振する方法であり、入射角θ
を調整することにより、任意の導波モードを励振できる
。また、導波路中の各導波モードは、夫々異なる等価屈折
率をもつが、導波路の厚みを厚くしたりして導波モード
の導波路中への閉じ込めを強くすると、あるＴＥモード
とあるＴＭモードの等価屈折率をほとんど等しくするこ
とができる。このように、あるＴＥモード（ＴＥｉ　モ
ードとする）とあるＴＭモード（ＴＭｊ　モードとする
）の等価屈折率が、ほとんど等しい導波路に、グレーテ
ィングカプラ法やプリズムカプラ法で導波光を励振する
場合には、ＴＥｉ　モード（ＴＭｊ　モード）の等価屈
折率に対応した入射角で光を入射すると、導波路中には
ＴＥｉ　モードとＴＭｊ　モードの両方が励振される。従って、このように光磁気記録媒体からの反射光の直交
する２つの偏光成分を光導波路のＴＥモード、ＴＭモー
ドとして励振させる光導波路カップリング部と、テーパ
結合部を持つＴＥ−ＴＭモード分離部とを１つの導波路
に作り込んで光磁気情報記録再生装置の光ピックアップ
部を構成すれば、光磁気記録媒体からの反射光のＴＥモ
ードに対応する偏光成分とＴＭモードに対応する偏光成
分を同時に光導波路中に励振し、その後、ＴＥ−ＴＭモ
ード分離部でＴＥモードとＴＭモードを分離することで
、光磁気信号を得ることができる。この方式だと、図１
５乃至図１７に示した従来例のように。ＴＥモードを励
振する領域とＴＭモードを励振する領域が違う、面分割
型ではないので、差動検出を行えば、光磁気記録媒体か
らの反射光のノイズや強度分布に影響されない光磁気信
号が得られる。

【００１３】ところで、導波路型の素子においては、実
際には導波路の材質、膜厚には制限があるので、前述し
たようなモードスプリッタでは、モード分離可能な入射
角の範囲（■式）を大きくするのは難しい。しかし、導
波路の作製誤差や、導波路内のその他の素子との位置ず
れなどを考慮すると、この入射角の範囲はなるべく大き
くとりたい。そこで、本願請求項３記載の発明では、モ
ード分離可能な入射角の許容範囲が大きく、導波路の作
製誤差や、導波路内のその他の素子との位置ずれに強く
、ＴＥ−ＴＭモード分離部等に用いるのに適したモード
スプリッタを提供するものである。請求項３記載の発明
においては、モードｉとモードｊの伝搬定数が、夫々β
Ｂｉ，βＢｊである導波路Ｂと、βＡｉ，βＡｊである
導波路Ａが、入射光の波長に対して十分に緩いテーパを
持つテーパ結合部で結合しており、且つ、上記伝搬定数
が前記（１），（２），（３）　式を満足しているとす
ると、導波路Ｂから導波路Ａへのテーパ結合部（第１テ
ーパ）と、導波路Ａから導波路Ｂへのテーパ結合部（第
２テーパ）という２つのテーパ結合部があり、且つ、そ
の第１テーパと第２テーパのなす角が、モードｉの臨界
角ａｒｃｓｉｎ（βＢｉ／βＡｉ）よりも大きいような
導波路を作製する。そして、第１テーパへの入射角αが
、前記（４）　式を満足するように構成すれば、第２テ
ーパにおいて、モードｉは導波路Ｂに屈折し、モードｊ
は全反射する。この時、入射角αの許容範囲（（４）　
式の範囲）は、第２テーパのみしかない場合（前記■式
の範囲）に比べて大きくなり、しかもモードｉの第２テ
ーパへの入射角α２ｉの臨界角θｃｉとの差の絶対値と
、モードｊの第２テーパへの入射角α２ｊの臨界角θｃ
ｊとの差の絶対値は、第２テーパのみしかない場合に比
べて大きくなる。このように、請求項３記載の発明によ
るモードスプリッタにおいては、第１テーパで屈折の際
の屈折角の違いにより先ず複数のモードを分離し、次に
、第２テーパで各モードの臨界角の違いを利用して分離
するため、従来のように１つのテーパ境界部だけでモー
ド分離する場合に比べて入射角の許容範囲が大きくなり
、導波路の作製誤差や、導波路内のその他の素子との位
置ずれに対して強くなる。尚、上記モードスプリッタの
モードｉ，モードｊをＴＥモードまたはＴＭモードとす
れば、前述したと同様にＴＥモードとＴＭモードを分離
できる。

【００１４】従って、請求項４記載の発明のように、光
磁気信号検出部のＴＥ−ＴＭモード分離部に請求項３記
載のモードスプリッタを用いた光情報記録再生装置では
、カップリング部や光センサ等との位置合わせが容易と
なり、且つ、より反射光のノイズや強度分布に影響され
ない光磁気信号を得ることができる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て詳細に説明する。図１は請求項１記載の発明の第１の
実施例を示す光磁気情報記録再生装置の光ピックアップ
部の側断面図、図２はその光ピックアップ部を構成する
導波路素子の光磁気信号検出部の平面図を示す。本実施
例による光磁気情報記録再生装置の光ピックアップを構
成する導波路素子の光磁気信号検出部８０としては、ま
ず、Ｓｉ基板１７上に熱酸化によりＳｉＯＮ２バッファ
層１６を作製し、その上にプラズマＣＶＤ法によりＳｉ
ＯＮ導波層１４を形成する。次に、導波光のカップリン
グ効率を上げるための、導波層１４よりも低屈折率のＳ
ｉＯＮクラッド層１３をＳｉＯＮ導波層１４上のカップ
リング領域４０にプラズマＣＶＤにより形成する。また
、ＳｉＯＮ導波層１４上の別の場所には、ＳｉＯＮ導波
層１４よりも屈折率の高いＳｉＮ導波層１５をプラズマ
ＣＶＤにより形成する。ＳｉＯＮクラッド層１３やＳｉＮ導波層１５の図１に示
すような形状は導波層全面に膜を蒸着してからエッチン
グで周囲の膜を除去してもよいし、蒸着するときに膜を
つけたい部分以外の領域をマスクで覆っておく方法でも
よい。但しＳｉＯＮ導波層１４のみの領域と、ＳｉＯＮ
導波層１４の上にＳｉＮ導波層１５がある領域の境界部
分（図２の斜線部分）は光の波長に対して十分に緩いテ
ーパになっている。また前記ＳｉＯＮクラッド層１３の
カップリング領域４０上には、ＳｉＯＮ導波層１４より
も高屈折率の接着剤１２を固定剤としてカップリング用
プリズム１１が固定される。尚、このプリズム１１には
ＳｉＯＮ導波層１４よりも高屈折率の材料が選ばれる。各層の屈折率及び膜厚は、使用波長７８００Åに対して
下表に示す通りである。

【００１６】

【表１】また、プリズム１１の屈折率は２．０１０、高屈折率接
着剤１２の屈折率は１．８００である。また、プリズム
の頂角αは５４．７°である。

【００１７】この入射カップリング部４０（プリズムが
ついている領域）のＴＥ０　モードとＴＭ０　モードの
等価屈折率は１．５３７５と１．５３６９となりほとん
ど等しい。従って、プリズム１１への入射角θを４５°
とすると、ＴＥ０　モードもＴＭ０　モードも約８０％
の結合効率で導波路内に励振される。導波路内に励振さ
れたＴＥ０　モードとＴＭ０　モードはＴＥ−ＴＭモー
ド分離部４２に伝搬し、ＳｉＯＮ導波層１４よりも屈折
率の高いＳｉＮ導波層１５へ移る。この時、図２の斜線
の境界部分が光の波長に対して十分に緩いテーパ状にな
っているので、ＳｉＯＮ導波層１４を伝搬していた光は
除々にＳｉＮ導波層１５に移るので、散乱などによる損
失はほとんどない。ＳｉＮ導波層１５を伝搬した光は、
次に図２に示すようにＳｉＯＮ導波層１４との境界に入
射角度αＡ　で入射する。この時、ＳｉＮ導波層１５で
のＴＥ０　モードとＴＭ０　モードの等価屈折率はそれ
ぞれ１．７０９６と１．６４９２で、ＳｉＯＮ導波層１
４でのＴＥ０　モードとＴＭ０　モードの等価屈折率は
それぞれ１．５３５６と１．５３４２である。また、Ｓ
ｉＮ導波層１５とＳｉＯＮ導波層１４の境界部分（図２
の斜線部分）が光の波長に対して十分に緩いテーパにな
っているので、先に述べたモードスプリッタの原理によ
り（■式参照）、入射角αＡ　が、　　　　ａｒｃｓｉ
ｎ（１．５３５６／１．７０９６）＜αＡ＜ａｒｃｓｉ
ｎ（１．５３４２／１．６４９２）上式を満足する範囲
、すなわち、６３．９°から６８．５°の範囲にαＡ　
を設定すれば、ＳｉＮ導波層１５とＳｉＯＮ導波層１４
の境界においてＴＥ０　モードは全反射し、ＴＭ０　モ
ードは全透過するので、ＴＥ０　モードとＴＭ０　モー
ドとを分離できる。今、図１のように光磁気記録媒体５
３と本装置８０の位置を設定すれば、光磁気記録媒体５
３からの反射光のＰ成分はＴＭモードを励振し、Ｓ成分
はＴＥモードを励振する。従ってプリズム１１への入射
角θを４５°に設定し、ＴＥ０　モードとＴＭ０モード
をプリズムカップリング部４０で同時に励振し、ＴＥ−
ＴＭモード分離部４２でＴＥ０　モードとＴＭ０　モー
ドとを分離し、光検知器１８と光検知器１９の出力の差
をとれば、同相雑音が抑圧された光磁気信号が得られる
。

【００１８】次に、図３に請求項１記載の発明の第２実
施例を示す。また、図４に第３実施例を示す。第２実施
例と第３実施例はともに、入射光の導波路へのカップリ
ング部４０にグレーティングカプラ２１を用いている。つまり、ＳｉＯＮ導波層２２の上にレジストを塗布して
、ＳｉＯＮ導波層２２にＴＥ０　モード（ＴＭ０　モー
ド）の等価屈折率に対応したピッチで直線格子をパター
ンニングし、等価屈折率のほとんど等しいＴＥ０モード
とＴＭ０　モードを同時に励振できるようにしている。また、第２実施例と第３実施例において、光磁気記録媒
体５３と導波路の位置関係は同じで、光磁気記録媒体５
３からの反射光のＰ成分は導波路のＴＭモードを励振し
、Ｓ成分はＴＥモードを励振するようになっている。尚
、この位置関係は必ずしもこのようである必要はなく、
例えば、Ｐ成分がＴＥモードを、Ｓ成分がＴＭモードを
励振するような配置になっていてもかまわない。

【００１９】図３に示す第２実施例では、第１実施例と
同じＳｉＯＮ導波層２２とＳｉＮ導波層２３を用いてい
るが、第１実施例と違うのは、ＴＥ−ＴＭモード分離部
４２における導波路の構成でＳｉＮ導波層２３をバッフ
ァ層２４の上に先に蒸着し、エッチングによって図１の
ような形状にパターンニングした後、ＳｉＯＮ導波層２
２を全面に蒸着した点である。但し、この場合も斜線部
分は入射波長に対して十分に緩いテーパになっている。このような導波路構造にすると、導波光がＳｉＯＮ導波
層２２からＳｉＮ導波層２３へ移ったり、ＳｉＮ導波層
２３からＳｉＯＮ導波層２２へ移ったりする時のモード
移行が第１実施例の場合に比べてスムーズに行なわれる
ため、ＳｉＯＮ導波層２２とＳｉＮ導波層２３の境界面
における散乱が少なくなる。尚、図３において、符号２
５は基板を示す。

【００２０】第３実施例においては、第２実施例（図３
）の場合と同じように、ＴＥ−ＴＭモード分離部４２で
は、ＳｉＮ導波層２３をバッファ層２４の上に蒸着し、
図１のような形状にパターンニングした後、ＳｉＮ導波
層２３の上には、ＳｉＯＮ導波層２２がつかないように
マスクをした後、ＳｉＯＮ導波層２２を蒸着したもので
ある。このような導波路構造にすると、ＳｉＮ導波層２
３におけるＴＥ０　モードとＴＭ０　モードの等価屈折
率差が、図３の場合よりも大きくなる。すると、■式で
表わされるＴＥ−ＴＭモード分離部４２での入射角αＡ
　の範囲が広くなり、設計の自由度が大きくなる利点が
ある。

【００２１】次に、請求項２記載の発明の実施例につい
て説明する。図５及び図６は請求項２記載の発明による
光磁気情報記録再生装置の第１実施例を説明するための
構成図で、図５は光ピックアップ部の全体側面図、図６
は光ピックアップ部を構成する導波路素子の平面図であ
り、図中、１０１　は光源、１０２はコリメートレンズ
、１０３　はハーフミラー、１０４　は対物レンズ、１
０５　は基板、１０６　は光磁気記録媒体、１０７　は
プリズムカプラ、１０８　は高屈折率接着層、１０９　
はギャップ層、１１０　は光導波層、１１１　はバッフ
ァ層、１１２　は基板、１１３　は導波路集光素子、１
１４ａ，１１４ｂは導波路凹面鏡、１１５　は高屈折率
光導波層、１１６ａ〜１１６ｆは光検知器である。

【００２２】図５及び図６において、光源１０１　から
の出射光はコリメートレンズ１０２　により集束され、
ハーフミラー１０３（あるいは偏光ビームスプリッタで
もよい）を通って対物レンズ１０４　により基板１０５
　上の光磁気記録媒体１０６　面上に集光する。この光
磁気記録媒体１０６　面からの反射戻り光は、該光磁気
記録媒体１０６　の磁化の方向、すなわち光磁気信号に
より偏波面が±Δθ入射時に比べて回転されている。反
射戻り光は対物レンズ１０４　により再び集束されてハ
ーフミラー１０３により反射され、導波路素子１１３　
上に装荷したプリズムカプラ１０７　に入射する。ここで反射戻り光の偏波方向、すなわち電界ベクトルは
図５の紙面に平行なＥｐ成分と紙面に垂直なＥｓ成分に
分けられる。このうちＥｓ成分が光導波層１１０　中の
ＴＥモードを、Ｅｐ成分がＴＭモードをそれぞれ励起す
る。プリズムカプラ１０７　により光導波層１１０　中に結
合したＴＥモード及びＴＭモードは、導波路凹面鏡１１
４ａ，１１４ｂにより三分割され、外側の２つの光束は
導波路凹面鏡１１４ａ，１１４ｂにより反射集束されて
光検知器１１６ａ，１１６ｂ及び１１６ｃ，１１６ｄの
それぞれ中間に集光する。中央の光束は、ＴＥ−ＴＭモ
ード分離部を構成する周辺がテーパ状になった高屈折率
光導波層１１５　に入射し、高屈折率光導波層１１５　
の終端のテーパ部において、ＴＥモードは全反射して光
の進行方向が変化し、ＴＭモードは透過屈折してやはり
光の進行方向が変化し、ＴＭモード光は光検知器１１６
ｅへ、ＴＥモードは光検知器１１６ｆへそれぞれ入射す
る。尚、カップリング部やＴＥ−ＴＭモード分離部の原理及
び構成は請求項１記載の発明のものとほぼ同様である。

【００２３】ここで光源１０１　については、半導体レ
ーザ、各種固体レーザ、気体レーザ、及びそれらの第２
高調波等のコヒーレンスがよく、直線偏波しているもの
が望ましい。コリメートレンズ１０２　及び対物レンズ
１０４においては、通常のレンズ及びそれらの組合せの
他に、非球面レンズ、分布屈折率レンズ、フレネルレン
ズ、その他のレンズ、及びそれらの組合せが考えられる
。また、ハーフミラー１０３　の代わりに偏光ビームス
プリッタを用いてもよい。導波路素子１１３　について
は、基板１１２　として本実施例ではＳｉ，ＧａＡｓ等
の半導体基板を用いている。この場合は、光検知器、ト
ランジスタ、その他の電子回路素子を一体的に基板中に
作製できる利点がある。次に、バッファ層１１１　、光
導波層１１０　、及びギャップ層１０９については、誘
電体、ガラス、有機薄膜、その他の光源波長に対して透
明な材料を用いる必要があり、ギャップ層、バッファ層
の屈折率ｎＧ，ＮＢはそれぞれ光導波層の屈折率ｎＴよ
り小さい必要がある。ここで、基板１１２　は半導体基
板の他、誘電体、ガラス、プラスチック、その他も考え
られる。尚、バッファ層１１１　は基板１１２　が光源
波長に対して透明で吸収が少なかったり、光導波層１１
０　中の導波モードの導波損失を無視すれば必ずしも必
要ではない。

【００２４】次に、高屈折率接着層１０８　及びプリズ
ムカプラ１０７　については、それぞれの屈折率をｎＨ
，ｎＰとするとき、光導波層の屈折率ｎＴ　との間で、
ｎＰ≧ｎＨ＞ｎＴ　の関係を満たす必要がある。このプ
リズムカプラ１０７　はガラス、誘電体結晶、プラスチ
ック等の材料で形成され、高屈折率接着層１０８　によ
りギャップ層上に装荷、固定されている。高屈折率接着
層１０８　としては、有機，無機系の接着材や樹脂、そ
の他のものが考えられる。次に、導波路凹面鏡１１４ａ
，１１４ｂについては、光導波層１１０　を一部除去し
た構造の全反射ミラーとなっている。除去法はフォトリ
ソグラフィーによるパターンニングの後、ドライ，ウェ
ットエッチングを行ったり、他にイオンミーリングや切
削その他の方法が考えられる。この他、光導波層１１０
　を除去した後にＡｇ，Ａｕ，Ａｌ等の金属を装荷した
り、誘電体多層膜による反射膜を形成する構造も考えら
れる。次に、ＴＥ−ＴＭモード分離部を構成する高屈折
率光導波層１１５　については、この層の両端には緩い
テーパ形状が形成されている。このテーパ部により光導
波層１１０　を導波してきたＴＥモード及びＴＭモード
は、そのパワーの中心を光導波層１１０　より高屈折率
光導波層１１５　へ移す。このとき、高屈折率光導波層
１１５　の屈折率は光導波層１１０　の屈折率より高く
なければならない。また、この高屈折率光導波層１１５
　は光導波層１１０　、その他と同様に光源波長に対し
て透明な材料で形成される必要がある。

【００２５】上記バッファ層、ギャップ層、光導波層、
高屈折率光導波層とも、その作方法としては、蒸着、ス
パッタリング、ＣＶＤ、塗布、酸化、イオン交換、イオ
ン注入等の方法で形成可能であり、テーパ部については
エッチング、シャドウマスク法、イオンミーリング、異
方性エッチング等の方法や切削等が考えられる。光検知
器１１６ａ〜１１６ｆについては、不純物拡散法による
ＰＩＮフォトダイオードとなっているが、ショットキー
バリア型も考えられる。また、基板１１２　が半導体基
板でない場合には、α−Ｓｉのフォトダイオード等が適
用でき、この場合は光導波層１１０　あるいは高屈折率
光導波層１１５　上に装荷する。また、高屈折率光導波
層１１５　は図５の場合に光導波層１１０　の上に装荷
されているが、光導波層１１０　とバッファ層１１０　
の間に形成することも可能であり、作用も同様である。また、高屈折率接着層１０８　とギャップ層１０９　は
プリズムカプラ１０７　を固定し、入射ビーム径に合わ
せて安定した高結合効率を得るためのものであるが、該
プリズムカプラ１０７　を機械的に固定する等の方法で
導波路素子１１３　とプリズムカプラ１０７　を固定し
、プリズムカプラ１０７　と光導波層１１０　との間隔
を適当に調節することができれば、高屈折率接着層１０
８　及びギャップ層１０９　については必ずしも必要で
はない。また、光検知器１１６ａ〜１１６ｄは並列の２
組の光検知器となっているが、必ずしも並列でなく、一
方が光束の一部をさえぎり、他方がその残りの光束を検
知するような配置でもよい。

【００２６】次に、本実施例の場合の各種信号検出法に
ついて説明する。最初に光磁気信号の検出については、
光磁気記録媒体１０６　上の磁化ベクトルの向きにより
、ここからの反射戻り光は、光磁気記録媒体１０６　へ
の入射光に比べ偏波面は±Δθ回転している。次に、前
述したようにプリズムカプラ１０７　で光導波層１１０
　に結合した光は、反射戻り光の電界ベクトルのＥｓ成
分がＴＥモードを、Ｅｐ成分がＴＭモードを励起する。ここで、図６において、反射戻り光の電界ベクトルΕは
図５のＥｓ方向（図５の紙面に垂直な方向）をｘ方向と
し、Ｅｐ方向をｙ方向とし、ｘ−ｙ平面は反射戻り光の
光軸に対して垂直になる。このとき反射戻り光の電界ベ
クトルＥとｘ軸とのなす角をθとする。ここで、電界ベ
クトルＥの、光磁気記録媒体１０６　により回転を受け
ないときのｘ軸とのなす角をθ０　とすると、実際の反
射戻り光の電界ベクトルＥは光磁気記録媒体１０６　の
磁化ベクトルの向きによりθ＝θ０±Δθ　となる。

【００２７】次に、光導波層１１０　を伝搬するＴＥモ
ード及びＴＭモードは、ＴＥ−ＴＭモード分離領域に到
り高屈折率光導波層１１５　のテーパ部でその光パワー
が光導波層１１０　から高屈折率光導波層１１５　に移
り、同時にＴＥモードとＴＭモードの透過屈折率差がや
や異なることになる。ここで高屈折率光導波層の２番目
の境界のテーパ部の入射光に対する傾きを導波光に対し
てＴＥモードは反射し、ＴＭモードは透過屈折する角度
に設定しておくと、ＴＥモードは反射して高屈折率光導
波層１１５中を導波する。そしてそれぞれのモードは光
検知器１１６ｆ，１１６ｅで検知される。ここで反射戻
り光の電界ベクトルＥの向きがθ＝θ０　のとき、光検
知器１１６ｅ，１１６ｆの各出力Ｅ，ＦがＥ＝Ｆとなる
ように、θ０　を設定したり、各光検知器の感度を調節
しておくと、反射戻り光の偏波面（電界ベクトルＥの方
向）が回転してθ＝θ０＋Δθ　となったときは、Ｅｐ
成分が増加してＥｓ成分が減少する。このためＴＭモー
ド光が増加し、ＴＥモード光が減少する。光磁気信号をＳ＝Ｅ−Ｆとするとき、Ｅ＞Ｆとなり、Ｓ
＞０となる。また、θ＝θ０−Δθ　となったときは、
Ｅｐ成分が減少してＥｓ成分が増加する。このためＴＭ
モード光が減少し、ＴＥモード光が増加するため、Ｅ＜
Ｆとなり、Ｓ＜０となる。このようにして、光磁気信号
Ｓの正負により反射戻り光の偏波面の回転±Δθの方向
が検出でき、光磁気信号を得ることができる。

【００２８】次に、ハーフミラー１０３　あるいはそれ
にかわる偏光ビームスプリッタからの反射戻り光の電界
ベクトルＥのｘ方向とのなす角θに関して、光磁気記録
媒体１０６による偏波面の回転がない場合の角度θ＝θ
０の初期設定法について述べる。ここではθ＝θ０　の
とき図６に示す光検知器１１６ｅ，１１６ｆの光出力Ｅ
，Ｆが等しくなるように選ぶ必要がある。このためには
、光源１０１　の偏波面を光軸を中心に回転すること及
び導波路素子１１３　の位置を他の光学系に対して反射
戻り光の光軸を中心に回転することによって可能になる
が、その他に１／２波長板を光源１０１とコリメートレ
ンズ１０２　の間に、あるいは、ハーフミラー１０３と
プリズムカプラ１０７　との間に光軸にほぼ垂直に挿入
することにより、１／２波長板に入射する偏波面と１／
２波長板の位相軸とのなす角の２倍の角度だけ直線偏波
面を回転させることができる。このため、１／２波長板
の回転により所望の偏波面の角θ０　を得ることができ
る。特に、この方法は、他の光学系の配置を動かすこと
なく偏波面の回転が可能である利点がある。さらに、ハーフミラー１０３　の代わりに偏光ビームス
プリッタを用いた場合、通常、偏光ビームスプリッタで
反射された反射戻り光の電界ベクトルＥは、Ｅｓ成分が
多くＥｐ成分が少なくなるため、反射戻り光の偏波面の
回転角θ０に制約を受けるが、この１／２波長板を偏光
ビームスプリッタとプリズムカプラ１０７　の間に挿入
すれば、この問題点が解決され、偏波面方向を自由に選
ぶことができる。

【００２９】次に、焦点位置誤差信号の検出法について
説明する。図６においてプリズムカプラ１０７　により
光導波層へ結合した光束のうち、中心部以外の両側の部
分が導波路凹面鏡１１４ａ，１１４ｂにより反射、集束
され、対物レンズ１０４　の焦点が光磁気記録媒体１０
６　面上にある時（合焦点）に光検知器１１６ａ，１１
６ｂ及び１１６ｃ，１１６ｄのそれぞれ前面の中心に集
光するように、導波路凹面鏡１１４ａ，１１４ｂ、プリ
ズムカプラ１０７光検知器１１６ａ〜１１６ｄの各位置
及び該光検知器の感度を調整しておくと、合焦時には各
光束は図６に示したようになり、光検知器１１６ａ〜１
１６ｄの各出力をＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄとすると、Ａ＝Ｂかつ
Ｃ＝Ｄとなる。そこで、焦点位置誤差信号ΔＦを、ΔＦ
＝（Ａ＋Ｄ）−（Ｂ＋Ｃ）とすると、合焦時にはΔＦ＝０となる。ここで、光磁気記録媒体１０６　が対物レンズ１０４　
の焦点位置より遠ざかった場合、反射戻り光は合焦時に
比べてやや集束ぎみの光束となり、図７に示すように導
波路凹面鏡１１４ａ，１１４ｂで反射集束された２光束
はやや図の外側に移動する。このため、Ａ＞ＢかつＣ＜
Ｄとなり、ΔＦ＞０となる。反対に光磁気記録媒体１０
６　が対物レンズ１０４　の焦点より近づいた場合、反
射戻り光は合焦時に比べてやや発散ぎみの光束となり、
導波路素子１１３　中では、図８に示すように導波路凹
面鏡１１４ａ，１１４ｂで反射集束された２光束はやや
図の内側に移動する。このため、Ａ＜ＢかつＣ＞Ｄとな
り、ΔＦ＜０となる。このためΔＦ＝０となるようにア
クチュエータ等（図示せず）で対物レンズ１０４　ある
いは光学系全体を動かすことによりオートフォーカシン
グが可能になる。

【００３０】次に、トラッキング誤差信号ΔＴについて
は、プッシュプル法により、 ΔＴ＝（Ａ＋Ｂ）−（Ｃ＋Ｄ）とすることにより、ΔＴの正負によりアクチュエータ等
で対物レンズ１０４あるいは光学系全体を動かすことに
より、オートトラッキングが可能となる。尚、トラッキ
ング誤差信号が不用であれば、図６，図７，図８の導波
路凹面鏡１１４ａ，１１４ｂ及びそれに対応する光検知
器１１６ａ，１１６ｂ及び１１６ｃ，１１６ｄの組はど
ちらか一組でよく、この場合には焦点位置誤差信号はΔ
Ｆ＝Ａ−Ｂ、あるいは、ΔＦ＝Ｃ−Ｄで検出できる。

【００３１】次に図９は、請求項２記載の発明の第２の
実施例を示す図で、図中、１１７　はプリズムカプラ、
１２０　は光導波層、１２３　は導波路素子、１２７ａ
，１２７ｂは導波路レンズビームスプリッタ、１２５　
は高屈折率光導波層、１２６ａ〜１２６ｆは光検知器で
ある。この図９に示す実施例においては、図６で説明し
た導波路凹面鏡１１４ａ，１１４ｂの代わりに導波路レ
ンズビームスプリッタ１２７ａ，１２７ｂを用いている
。また、高屈折率光導波層１２５　の領域のみに光検知
器１２６ｆが配置され、高屈折率導波層１２５　の周囲
は全てテーパ領域となっている。本実施例においても、
光磁気信号Ｓの検出方法は図６の実施例と全く同様であ
る。また、焦点位置誤差信号ΔＦは、 ΔＦ＝（Ｂ＋Ｃ）−（Ａ＋Ｄ）とすれば、図６の実施例と同様に検出できる。また、ト
ラッキング誤差信号についても全く図２の実施例と同様
に検出できる。

【００３２】次に図１０は、請求項２記載の発明の第３
の実施例を示す図で、平面的構成は図９の実施例のもの
と同様である。図１０において図中１３１　は光源、１
３２　はコリメートレンズ、１３４　は対物レンズ、１
３５　は基板、１３６　は光磁気記録媒体、１３７　は
プリズムカプラ、１３８　は高屈折率接着層、１３９　
はギャップ層、１４０　は光導波層、１４１　はバッフ
ァ層、１４２　は基板、１４３　は導波路素子、１４５
　は高屈折率光導波層、１４６ａ〜１４６ｆは光検知器
、１４７ａ，１４７ｂは導波路レンズビームスプリッタ
（図９に示す１２７ａ，１２７ｂと同じ）である。この
図１０に示す実施例においては、図５で説明したハーフ
ミラー１０３　を用いず、コリメートレンズ１３２　か
らの光を一度導波路素子１４３　上のプリズムカプラ１
３７　に入射させ、プリズムカプラ１３７　の底面から
の反射光が対物レンズ１３４　を通って光磁気記録媒体
１３６　上に集光し、その反射戻り光が再び対物レンズ
１３４　を通って、プリズムカプラ１３７　に再び入射
し、光導波１４０　に結合する。プリズムカプラ１３７
　により光導波層１４０　中に結合したＴＥモード及び
ＴＭモードは、導波路レンズビームスプリッタ１４７ａ
，１４７ｂにより三分割され、外側の２つの光束は導波
路レンズビームスプリッタ１４７ａ，１４７ｂにより反
射集束されて光検知器１４６ａ，１４６ｂ、及び、１４
６ｃ，１４６ｄのそれぞれ中間に集束する。そして中央
の光束は周辺がテーパ状になった高屈折率光導波層１４
５　に入射し、高屈折率光導波層１４５　の終端のテー
パ部においてＴＥモードは全反射して光の進行方向が変
化し、ＴＭモードは透過屈折してやはり光の進行方向が
変化し、ＴＭモード光は光検出器１４６ｅへ、ＴＥモー
ドは光検知器１４６ｆへそれぞれ入射する。尚、平面的
構成としては図６，図７，図８の実施例のものも適用可
能である。また、各種信号検出方法は図６，図９の実施
例の場合と同様である。

【００３３】次に、請求項３記載の発明の実施例につい
て説明する。尚、この発明は、光磁気情報記録再生装置
の光磁気信号検出部のＴＥ−ＴＭモード分離部等に用い
るのに最適なモードスプリッタに関するものである。図
１１は本発明の一実施例を示すモ−ドスプリッタの説明
図であり、（ａ）はモ−ドスプリッタの断面図、（ｂ）
，（ｃ），（ｄ）は平面図である。モ−ドスプリッタの
膜構成は、図１１（ａ）の断面図に示すように、Ｓｉ基
板上にＳｉＯ２　バッファ層が積層され、その上にＳｉ
Ｎ導波層が積層されている。このＳｉＮ導波層の上には
ＳｉＯＮ導波層が積層されているが、このＳｉＮ導波層
とＳｉＯＮ導波層の境界部分は、図１１（ａ）　に示す
ように、入射波長に対して十分に緩いテ−パとなってい
る。光は最も屈折率の高い層を導波するので、Ａ領域で
は光はＳｉＮ層を導波し、Ｂ領域ではＳｉＯＮ層を導波
する。尚、ＳｉＯＮ層、ＳｉＮ層、ＳｉＯ２　バッファ
層、Ｓｉ基板の屈折率、膜厚はそれぞれ表２に示す通り
である。

【００３４】

【表２】ここで、本発明によるモ−ドスプリッタの原理を説明す
るために、ＳｉＮ　層のパタ−ン形状としては図１１の
（ｂ），（ｃ），（ｄ）の３通りを考える。尚、（ｂ）
，（ｃ）では光はＢ→Ａ→Ｂ又はＡと導波し、（ｄ）で
はＡ→Ｂ又はＡと導波する。図１１（ｂ），（ｃ）にお
いて、最初に光がＢ領域からＡ領域に進むときに通過す
るテ−パを第１テ−パと呼び、次に光がＡ領域からＢ領
域へ進む（又はＡ領域へ反射する）ときに出会うテ−パ
を第２テ−パと呼ぶ。また、上記Ａ領域とＢ領域でのＴ
Ｅ０　モ−ドとＴＭ０　モ−ドの等価屈折率は夫々次の
表３に示す通りである。

【００３５】

【表３】従って、図１１の（ｂ），（ｃ）の第２テ−パまたは（
ｄ）のテ−パ境界部におけるＴＥ０　モ−ドの臨界角θ
ＣＴＥ０とＴＭ０　モ−ドの臨界角θＣＴＭ０は、それ
ぞれ次のようになる。 θＣＴＥ０＝ａｒｃｓｉｎ（１．５１８８／１．７６９
０）≒５９．２°θＣＴＭ０＝ａｒｃｓｉｎ（１．５１
７９／１．７４０７）≒６０．７°

【００３６】図１１
の（ｄ）のパタ−ンの場合、Ａ領域を導波していたＴＥ
０　モ−ドとＴＭ０モ−ドの導波光が入射角度αでテ−
パ境界部に入射したとすると、入射角度αが、５９．２
°≦α≦６０．７°の範囲であれば、境界部においてＴ
Ｅ０　モ−ドは全反射され、ＴＭ０　モ−ドは全透過（
屈折）されて２つのモ−ドは分離できる。また、（ｃ）
のパタ−ンの場合、Ｂ領域を導波していたＴＥ０　モ−
ドとＴＭ０　モ−ドの導波光が入射角度αで第１テ−パ
部に入射したとすると、入射角度αが、−０．９３°≦
α≦０．８０°の範囲であれば、第２テ−パ部において
ＴＥ０　モ−ドは全反射され、ＴＭ０　モ−ドは全透過
（屈折）されて２つのモ−ドは分離できる。また、（ｂ
）のパタ−ンの場合、Ｂ領域を導波していたＴＥ０　モ
−ドとＴＭ０　モ−ドの導波光が入射角度αで第１テ−
パ部に入射したとすると、入射角度αが、５８．２°≦
α≦６２．０°の範囲であれば、第２テ−パ部において
ＴＥ０　モ−ドは全反射され、ＴＭ０　モ−ドは全透過
（屈折）されて２つのモ−ドは分離できる。以上のこと
から、（ｄ）のパタ−ンのように、１つのテ−パ境界部
だけでＴＥ０モ−ド（全反射）とＴＭ０　モ−ド（屈折
）を分離する場合には、前述したように、夫々の透過屈
折率の値で決まるＴＥ０　モ−ドの臨界角θＣＴＥ０と
ＴＭ０　モ−ドの臨界角θＣＴＭ０の間に入射角度αを
設定しなくてはならないことがわかる。

【００３７】ところが図１１の（ｂ）や（ｃ）のパタ−
ンのように、最初の第１テ−パで、屈折の際の屈折角の
違いによりＴＥ０　モ−ドとＴＭ０　モ−ドを先ず分離
し、次に第２テ−パで、臨界角の違いを利用してＴＥ０
　モ−ドを全反射させ、ＴＭ０　モ−ドを屈折させて分
離する場合には、第１テ−パへの入射角αの許容範囲（
ＴＥ０モ−ド全反射、ＴＭ０　モ−ド屈折となる範囲）
が、第２テ−パにおける臨界角θＣＴＥ０とθＣＴＭ０
の差よりも大きくなる。ここで、（ｃ）のパタ−ンの場合は、｜０．８０−（−０．９３）｜＝１．７３°また、（ｂ
）のパタ−ンの場合は、｜６２．０−５８．２｜＝３．８°であり、どちらも（
ｄ）のパタ−ンの場合の、｜６０．７−５９．２｜＝１．５° よりも大きいが、第１テ−パと第２テ−パのなす角が大
きくなるほど、入射角αの許容範囲は大きくなる（（ｂ
）の方が（ｃ）よりも許容範囲は広い）。但し、第１テ
−パと第２テ−パのなす角が、臨界角θＣＴＥ０よりも
小さい場合には、逆に入射角αの許容範囲はθＣＴＥ０
とθＣＴＭ０の差よりも小さくなる。また（ｂ）のパタ
−ンの場合、入射角度αを６０°にすると、第２テ−パ
への入射角はＴＥ０モ−ドが６０．５°、ＴＭ０　モ−
ドが５９．５°となり、臨界角θＣＴＥ０，θＣＴＭ０
に対してそれぞれ１．３°，１．２°離れている。とこ
ろが、（ｄ）のパタ−ンの場合のように、１つのテ−パ
境界部しかないと、テ−パ境界部への入射角αを６０°
にすると、ＴＥ０　モ−ドとＴＭ０　モ−ドは、それぞ
れ、臨界角θＣＴＥ０，θＣＴＭ０に対して０．８°，
０．７°しか離れていない。モ−ド分離するテ−パ境界
部（（ｂ）の場合は第２テ−パ）への入射角が、そのモ
−ドの臨界角に近い場合には、前述の部分反射（部分透
過）が起こりやすくなるので、入射角は、なるべく臨界
角から離れている方がＳ／Ｎ比（信号／雑音比）のよい
信号が得られる。

【００３８】以上のように、モ−ドｉとモ−ドｊの伝搬
定数がそれぞれβＢｉ，βＢｊである導波路Ｂと、βＡ
ｉ，βＡｊである導波路Ａが、入射光の波長に対して十
分に緩いテ−パを持つテ−パ結合部で結合しており、且
つ、上記伝搬定数が下記（１），（２），（３）式（■
，■式）を満足しているとすると、 βＡｉ＞βＢｉ　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　・・・（１）βＡｊ＞βＢｊ　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（２）（βＢ
ｉ／βＡｉ）＞（βＢｊ／βＡｊ）　　　　　　　・・
・（３）導波路Ｂから導波路Ａへのテ−パ結合部（第１
テ−パ）と、導波路Ａから導波路Ｂへのテ−パ結合部（
第２テ−パ）という２つのテ−パ結合部があり、且つそ
の第１テ−パと第２テ−パのなす角が、モ−ドｉの臨界
角、ａｒｃｓｉｎ（βＢｉ／βＡｉ）よりも大きいような導波路を作製する。そして第１テ−
パへの入射角αが下記（４）　式を満足するように構成
すれば、　　ａｒｃｓｉｎ｛（βＡｉ／βＢｉ）ｓｉｎ（θ−θ
ｃｉ）｝＜α＜ａｒｃｓｉｎ｛（βＡｊ／βＢｊ）ｓｉ
ｎ（θ−θｃｊ）｝　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・
・・（４）　　　　　　但し、θｃｉ＝ａｒｃｓｉｎ（βＢｉ／β
Ａｉ）：モ−ドｉの臨界角θｃｊ＝ａｒｃｓｉｎ（βＢ
ｊ／βＡｊ）：モ−ドｊの臨界角第２テ−パにおいて、
モ−ドｉは導波路Ｂに屈折し、モ−ドｊは全反射する。この時、入射角αの許容範囲（（４）　式の範囲）は、
第２テ−パのみしかない場合（前記■式の範囲）に比べ
て大きくなり、しかもモ−ドｉの第２テ−パへの入射角
α２ｉの臨界角θｃｉとの差の絶対値と、モ−ドｊの第
２テ−パへの入射角α２ｊの臨界角θｃｊとの差の絶対
値は、第２テ−パのみしかない場合に比べて大きくなる
。

【００３９】このように、請求項３記載の発明によるモ
−ドスプリッタにおいては、第１テ−パで屈折の際の屈
折角の違いにより先ず複数のモ−ドを分離し、次に、第
２テ−パで各モ−ドの臨界角の違いを利用して分離する
ため、従来のように１つのテ−パ境界部だけでモ−ド分
離する場合に比べて、入射角の許容範囲が大きくなり、
導波路の作製誤差や、導波路内のその他の素子との位置
ずれに対して強くなる。尚、上記モ−ドスプリッタのモ
−ドｉ，モ−ドｊをＴＥモ−ドまたはＴＭモ−ドとすれ
ば、上述したようにＴＥモ−ドとＴＭモ−ドを分離でき
る。

【００４０】次に、図１２に請求項４記載の発明による
光磁気情報記録再生装置の光ピックアップの光磁気信号
検出部の一実施例を示す。これは図１１を参照して説明
したモ−ドスプリッタを光磁気記録媒体からの光磁気信
号の検出に応用した場合の例である。尚、前述したよう
に、請求項１記載の発明では、光磁気記録媒体からの反
射光の直交する２つの偏光成分を、光導波路のＴＥモ−
ド，ＴＭモ−ドとして励振させる光導波路カップリング
部と、厚みをテ−パ状に変化させたテ−パ結合部を含む
ＴＥ−ＴＭモ−ド分離部から構成された光学系に導いて
、光磁気信号を検出することを特徴とする光磁気情報記
録再生装置について説明したが、請求項４記載の光磁気
情報記録再生装置の光磁気信号検出部の基本構成は請求
項１と同様であり、ＴＥ−ＴＭモ−ド分離部を構成する
モードスプリッタに請求項３記載のものを使用した例で
ある。また、図１２（ａ）は請求項１記載の光磁気情報
記録再生装置の光磁気信号検出部（図１）と同様に構成
された光磁気信号検出部の断面図であり、また、（ｃ）
は図２に示した実施例と同様の平面構成例であり、（ｂ
）が光磁気信号検出装置のＴＥ−ＴＭモ−ド分離部に請
求項３記載のモ−ドスプリッタを適用した実施例である
。

【００４１】先ず、図１２（ｃ）の平面構成例の場合に
ついて説明する。図１２（ａ），（ｃ）に示す光磁気信
号検出部においては、Ｓｉ基板２２７　上に熱酸化によ
りＳｉＯ２バッファ層２２６　を作製し、その上に、プ
ラズマＣＶＤによりＳｉＯＮ導波路層２２４　が形成さ
れている。カップリング部は、導波路層よりも屈折率の
低いＳｉＯＮギャップ層２２３　、導波路層よりも屈折
率の高い接着層２２２　、及び高屈折率プリズム２２１
　より構成される。ＴＥ−ＴＭモ−ド分離部としては、
ＳｉＯＮ導波路層２２４　の上に導波路層よりも屈折率
の高いＳｉＮ導波路層２２５　が積層されている。尚、
各層の屈折率、膜厚は表４に示す通りである。

【００４２】

【表４】また、プリズム２２１　の頂角θｐ　は５４．７度であ
る。カップリング部のＴＥ０　モ−ドとＴＭ０　モ−ド
の等価屈折率は１．５３７５と１．５３６９となり、ほ
とんど等しい。従って、プリズム２２１　への入射角θ
０　を４５°とすると、ＴＥ０　モ−ドもＴＭ０　モ−
ドも約８０％の結合効率でＳｉＯＮ導波路２２４　内に
励振される。導波路内に励振されたＴＥ０　モ−ドとＴ
Ｍ０　モ−ドは、ＴＥ−ＴＭモ−ド分離部に伝搬し、Ｓ
ｉＯＮ導波路層２２４　よりも屈折率の高いＳｉＮ導波
路層２２５　に移る。このとき、ＳｉＮ導波路層２２５
　の端面が光の波長に対して充分に緩いテ−パとなって
いるので、ＳｉＮ導波路層２２５　に移る際、散乱など
の損失はほとんどない。

【００４３】ＳｉＮ導波路層２２５　を伝搬した光は、
次に、ＳｉＯＮ導波路層２２４　との境界に入射角度α
Ａ　で入射する。ここでＳｉＮ導波路層２２５　でのＴ
Ｅ０　モ−ドとＴＭ０モ−ドの等価屈折率は、それぞれ
、１．７０９６と１．６４９２で、ＳｉＯＮ導波路層２
２４　でのＴＥ０　モ−ドとＴＭ０　モ−ドの等価屈折
率は、それぞれ、１．５３５６と１．５３４２である。また、ＳｉＮ導波路層２２５　とＳｉＯＮ導波路層２２
４　との境界部は、光の波長に対して充分に緩いテ−パ
となっているので、入射角αＡ　が、ａｒｃｓｉｎ（１．５３５６／１．７０９６）＜αＡ＜
ａｒｃｓｉｎ（１．５３４２／１．６４９２）を満たす範囲にあるとき、すなわち、６３．９°から６
８．５°のとき、ＴＥ０　モ−ドは全反射し、ＴＭ０　
モ−ドは全透過するので、ＴＥ０　モ−ドとＴＭ０　モ
−ドを分離できる。そして、分離後のＴＥ０　モ−ドと
ＴＭ０　モ−ドを、それぞれフォトディテクタ２８，２
９で受光して、両フォトディテクタ２８，２９の出力の
差をとれば、同相雑音が除去された光磁気信号が得られ
る。

【００４４】このとき、図１２（ｃ）の構成では、入射
光が第１テ−パに対して垂直入射するようにしているの
で、例えば、第１テ−パと第２テ−パのなす角θが６６
．２°だとすると、入射光の第１テ−パへの入射角度α
の許容範囲は、 −２．５°≦α≦２．６°であり、｜２．６°−（−２．５°）｜＝５．１°の許容量であ
る。また垂直入射（α＝０）の時の第２テ−パへの入射
角αＡ　は、ＴＥ０　モ−ド，ＴＭ０　モ−ドともに６
６．２°であり、臨界角θＣＴＥ０（＝６３．９°），
θＣＴＭ０（＝６８．５°）に対して、それぞれ、２．
３°，２．３°離れている。ところが、ＴＥ−ＴＭモ−
ド分離部に請求項３記載のモードスプリッタを適用した
図１２（ｂ）の場合は、第１テ−パと第２テ−パのなす
角θが　１１８．６°になっており、入射光の第１テ−
パへの入射角度αの許容範囲は、５５．６°≦α≦６５．３°であり、｜６５．３°−５５．６°｜＝９．７°の許容量になり
、図１２（ｃ）の場合よりもかなり大きくなる。また、
入射角度α＝６０°の時の第２テ−パへの入射角αＡ　
は、ＴＥ０　モ−ドが６７．５°でＴＭ０　モ−ドが６
４．９°であり、臨界角θＣＴＥ０，θＣＴＭ０に対し
て、それぞれ３．６°，３．６°離れている。

【００４５】従って、請求項４記載の光磁気情報記録再
生装置のように、請求項３記載のモ−ドスプリッタを光
磁気信号検出部のＴＥ−ＴＭモ−ド分離部に適用した構
成では、図１２（ｃ）のように１つのテ−パ境界部だけ
でモ−ド分離する場合に比べて、入射角の許容範囲が大
きくなり、導波路の作製誤差や導波路内のその他の素子
との位置ずれに強くなる。また第２テ−パへの入射角と
臨界角との差が大きくなり、よりＳ／Ｎ比の良い信号が
得られる。尚、請求項３記載の発明が適用される導波路
の断面構造については、図１１（ａ）のように、高屈折
率導波路（ＳｉＮ導波層）が低屈折率導波路（ＳｉＯＮ
導波層）の下に埋め込まれている構造や、図１２（ａ）
のように、高屈折率導波路（ＳｉＮ導波層）が低屈折率
導波路（ＳｉＯＮ導波層）の上に装荷されている場合や
、あるいは、図１３に示すように、テ−パ結合部で低屈
折率導波路（ＳｉＯＮ導波層）が一旦切れている場合な
どが考えられるが、どの構造でも構わない。また、図１
３の場合に、Ｃ領域の導波層は必ずしもＢ領域の導波層
と同じである必要はない。また、実施例では、Ｓｉ基板
上にＳｉＯ２バッファ層が積層され、その上にＳｉＯＮ
導波層又はＳｉＮ導波層が積層された光導波路であるが
、材質、層構成ともこれに限定されるものではない。

【００４６】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の発
明によれば、ＴＥモードとＴＭモードの等価屈折率がほ
とんど等しい導波路に（面分割ではなく）同時にＴＥモ
ードとＴＭモードを励振させる光導波路カップリング部
と、厚みをテーパ状に変化させたテーパ結合部を含むＴ
Ｅ−ＴＭモード分離部を、ひとつの導波路にモノリシッ
クに形成し、光磁気記録媒体からの反射光の直交する２
つの偏光成分を導波路内に同時に、ＴＥ又はＴＭモード
として励振させ、ＴＥ−ＴＭモード分離部で分けられた
ＴＥモードとＴＭモードを差動検出することによって、
光磁気記録媒体からの反射光のノイズや強度分布に影響
されない光磁気信号を得ることができる。また、光ピッ
クアップを構成するとき、バルク型光学素子（検光子，
プリズム，レンズ等）は対物レンズのみ使用するだけな
ので、光導波路カップリング部との位置合わせだけで光
学調整が可能であり、かつ小型化が可能である。

【００４７】次に、請求項２記載の発明によれば、プリ
ズムカプラにより光磁気記録媒体からの反射光を光導波
路中に励起しているため、光源の波長変動による励振効
率の変動や光導波路中の光束の焦点位置の変動がＦＧＣ
を用いた場合に比べ、回折を用いていないので小さくす
ることができる。このため光磁気信号検出及び焦点位置
の波長変動による検出効率があまり低下せず、Ｓ／Ｎ比
が従来技術に比べて向上する。また、光磁気記録媒体か
らの反射光をプリズムカプラで光導波路に結合させ、そ
の中心部で同時に励起されたＴＥ及びＴＭモード光を分
離した後、それらの差動により光磁気信号を検出してい
るいため、従来技術のようにＴＥモードとＴＭモードを
面分割してそれぞれ別のＦＧＣで励起する必要がなく、
また、反射光のノイズや反射光の光強度分布が一様でな
いことによる光磁気信号検出に影響する可能性が従来技
術より小さくなり、Ｓ／Ｎ比が向上する。

【００４８】次に、請求項３記載の発明によるモードス
プリッタにおいては、第１テーパで屈折の際の屈折角の
違いにより、先ず複数のモードを分離し、次に、第２テ
ーパで各モードの臨界角の違いを利用して分離するため
、１つのテーパ境界部だけでモード分離する場合に比べ
て、入射角の許容範囲が大きくなり、導波路の作製誤差
や、導波路内のその他の素子との位置ずれに対して強く
なる。また、第２テーパへの入射角と、臨界角との差が
大きくなり、Ｓ／Ｎ比の良い信号が得られる。

【００４９】次に、請求項４記載の発明では、請求項３
記載のモードスプリッタを光磁気信号検出部のＴＥ−Ｔ
Ｍモード分離部に用いたことにより、カップリング部や
光検知器等との位置合わせが容易で、且つ、光磁気記録
媒体からの反射光のノイズや強度分布に影響されないＳ
／Ｎ比の良い光磁気信号を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１記載の発明の第１実施例を示す光磁気
情報記録再生装置の光ピックアップ部の側断面図である
。

【図２】図１に示す光ピックアップ部を構成する導波路
素子の光磁気信号検出部の平面図である。

【図３】請求項１記載の発明の第２実施例を示す光磁気
情報記録再生装置の光ピックアップ部の側断面図である
。

【図４】請求項１記載の発明の第３実施例を示す光磁気
情報記録再生装置の光ピックアップ部の側断面図である
。

【図５】請求項２記載の発明の第１実施例を示す光磁気
情報記録再生装置の光ピックアップ部の全体側面図であ
る。

【図６】図５に示す光ピックアップ部を構成する導波路
素子の平面図である。

【図７】図６に示す導波路素子上の光束の光検知器に対
する片寄りを示す図である。

【図８】図６に示す導波路素子上の光束の光検知器に対
する片寄りを示す図である。

【図９】請求項２記載の発明の第２実施例を示す光ピッ
クアップ部を構成する導波路素子の平面図である。

【図１０】請求項３記載の発明の第３実施例を示す光磁
気情報記録再生装置の光ピックアップ部の全体側面図で
ある。

【図１１】請求項３記載の発明の一実施例を示すモード
スプリッタの説明図であり、（ａ）はモードスプリッタ
の断面図、（ｂ），（ｃ），（ｄ）は平面図である。

【図１２】請求項４記載の発明の一実施例を示す光磁気
情報記録再生装置の光ピックアップ部の説明図であって
、（ａ）は光ピックアップ部の概略構成を示す側断面図
、（ｂ）はＴＥ−ＴＭモード分離部に請求項３記載のモ
ードスプリッタを適用した場合の実施例を示す光磁気信
号検出部の平面図、（ｃ）は先願技術によるモードスプ
リッタを適用した場合の光磁気信号検出部の平面図であ
る。

【図１３】請求項３記載のモードスプリッタが適用され
る光導波路の別の構造例を示す断面図である。

【図１４】本出願人によって既に提案されているモード
スプリッタの原理を説明するための図である。

【図１５】従来の光磁気情報記録再生装置の構成例を示
す図である。

【図１６】従来の光磁気情報記録再生装置による光磁気
信号差動検出の原理を示す図である。

【図１７】従来の光磁気情報記録再生装置による光磁気
信号差動検出の原理を示す図である。

【符号の説明】

１１　　　　　　　　　　カップリング用プリズム１２
　　　　　　　　　　高屈折率接着剤１３　　　　　　
　　　　ＳｉＯＮクラッド層１４　　　　　　　　　　
ＳｉＯＮ導波層１５　　　　　　　　　　ＳｉＮ導波層
１６　　　　　　　　　　ＳｉＯＮ２　バッファ層１７
，２５　　　　　　基板１８，１９　　　　　　光検知器２１　　　　　　　　　　グレーティングカプラ４０　
　　　　　　　　　光導波路カップリング部４２　　　
　　　　　　　ＴＥ−ＴＭモード分離部１０１　　　　
　　　　　光源１０２　　　　　　　　　コリメートレンズ１０３　　
　　　　　　　ハーフミラー１０４　　　　　　　　　
対物レンズ１０５　　　　　　　　　基板１０６　　　　　　　　　光磁気記録媒体１０７　　　
　　　　　　プリズムカプラ１０８　　　　　　　　　
高屈折率接着層１０９　　　　　　　　　ギャップ層１１０　　　　　　　　　光導波層１１１　　　　　　　　　バッファ層１１２　　　　　　　　　基板１１３　　　　　　　　　導波路集光素子１１４ａ，１
１４ｂ　　導波路凹面鏡１１５　　　　　　　　　高屈折率光導波層１６ａ〜１
６ｆ　　　　光検知器２２１　　　　　　　　　カップリング用プリズム２２
２　　　　　　　　　高屈折率接着層２２３　　　　　
　　　　ＳｉＯＮギャップ層２２４　　　　　　　　　
ＳｉＯＮ導波路層２２５　　　　　　　　　ＳｉＮ導波
路層２２６　　　　　　　　　ＳｉＯ２　バッファ層２
２７　　　　　　　　　Ｓｉ基板２２８，２２９　　　　光検知器

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に光導波路を形成した薄膜型光導波
路素子に、光磁気記録媒体からの反射光の直交する２つ
の偏光成分を前記光導波路のＴＥモード、ＴＭモードと
して同一面で同時に励振させる光導波路カップリング部
と、光導波路層の厚みをテーパ状に変化させたテーパ状
結合部を含むＴＥ−ＴＭモード分離部とを設けた光磁気
信号検出部を備えたことを特徴とする光磁気情報記録再
生装置。
【請求項２】光源と、該光源を集光する光学系と、該光
学系からの光を光導波路に集光するプリズムカプラと、
該プリズムカプラと結合され光導波路と高屈折率光導波
路と導波路集光素子と複数の光検知器とを基板上に一体
的に形成した導波路素子とからなり、前記プリズムカプ
ラで光導波路に集光した光が前記導波路集光素子により
空間的に分離され、光束の両端部は焦点位置誤差信号及
びトラッキング信号を検出し、光束の中央部は光磁気信
号を検出するように前記検出器を配置し、前記光磁気信
号を検出する場合には、前記導波路素子への入射光の偏
波面の回転を、前記プリズムカプラにより励起した光導
波路及び高屈折率光導波路中のＴＥモード及びＴＭモー
ドの光量差として、前記高屈折率光導波路と光導波路の
境界において反射及び透過によりＴＥ−ＴＭモードを分
離して前記複数の光検知器により検知し、該検知信号の
差動により光磁気信号を検出することを特徴とする光磁
気情報記録再生装置。
【請求項３】光導波路中を伝搬する複数のモードを効率
よく分離するための光導波路におけるモードスプリッタ
であって、Ａ領域とＢ領域を持つ光導波路において、Ａ
領域における伝搬定数がβＡｉでＢ領域における伝搬定
数がβＢｉであるモードｉと、Ａ領域における伝搬定数
がβＡｊでＢ領域における伝搬定数がβＢｊであるモー
ドｊが同一方向に伝搬しており、上記伝搬定数が次式を
満足しているとし、 βＡｉ＞βＢｉ　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　・・・（１）βＡｊ＞βＢｊ　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　・・・（２）（βＢ
ｉ／βＡｉ）＞（βＢｊ／βＡｊ）　　　　　　　・・
・（３）さらに、厚みがテーパ状に変化することによっ
て、Ｂ領域からＡ領域に結合する第１テーパ結合部と、
Ａ領域からＢ領域に結合する第２テーパ結合部があり、
第１テーパ結合部と第２テーパ結合部のなす各θが、モ
ードｉの臨界角、ａｒｃｓｉｎ（βＢｉ／βＡｉ）よりも大きいとし、そ
して、モードｉとモードｊの光波が第１テーパ結合部へ
入射する入射角度αが次式を満足するように構成したこ
とを特徴とするモードスプリッタ。　　ａｒｃｓｉｎ｛（βＡｉ／βＢｉ）ｓｉｎ（θ−θ
ｃｉ）｝＜α＜ａｒｃｓｉｎ｛（βＡｊ／βＢｊ）ｓｉ
ｎ（θ−θｃｊ）｝　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　・・
・（４）但し、θｃｉ＝ａｒｃｓｉｎ（βＢｉ／βＡｉ）：モー
ドｉの臨界角θｃｊ＝ａｒｃｓｉｎ（βＢｊ／βＡｊ）
：モードｊの臨界角
【請求項４】光磁気記録媒体からの
反射光の直交する２つの偏光成分を、光導波路のＴＥモ
ード、ＴＭモードとして励振させる光導波路カップリン
グ部と、請求項３記載のモードスプリッタを有し該モー
ドスプリッタのモードｉ，モードｊを前記ＴＥモードま
たはＴＭモードとすることによってＴＥモードとＴＭモ
ードを分離するＴＥ−ＴＭモード分離部とから構成され
た光学系を備え、光磁気記録媒体からの反射光を上記光
学系に導いて光磁気信号を検出する光磁気信号検出部を
備えたことを特徴とする光磁気情報記録再生装置。