JPS63164035A - Optical guide type optical pickup - Google Patents
Optical guide type optical pickupInfo
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- JPS63164035A JPS63164035A JP61312026A JP31202686A JPS63164035A JP S63164035 A JPS63164035 A JP S63164035A JP 61312026 A JP61312026 A JP 61312026A JP 31202686 A JP31202686 A JP 31202686A JP S63164035 A JPS63164035 A JP S63164035A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は光導波路型光ピックアップに関し、特に光ディ
スク等の光記録媒体に記録された情報の読み出し等を行
うだめの光ピツクアップ装置であって、特に回折格子の
内蔵された光導波路を用いる光導波路型光ビラフナリプ
に関するものである。Detailed Description of the Invention Field of the Invention The present invention relates to an optical waveguide type optical pickup, and more particularly to an optical pickup device for reading out information recorded on an optical recording medium such as an optical disk. The present invention relates to an optical waveguide-type optical beam guide using an optical waveguide with a built-in grating.
従来の技術 光ピツクアップは、基本的には半導体レーザ。Conventional technology Optical pickups are basically semiconductor lasers.
光学系受光素子で構成される。第2図に従来の実用レベ
ルの読みとり専用の光ピツクアップの一例を示す。半導
体レーザ11から出射した光が、ハーフミラ−12で反
射されて、46°ミラー13で方向が変えられる。そし
てフォーカシングレンズ14でしぼられて光ディスク1
5に集光される。It consists of an optical system light receiving element. FIG. 2 shows an example of a conventional read-only optical pickup on a practical level. Light emitted from a semiconductor laser 11 is reflected by a half mirror 12 and its direction is changed by a 46° mirror 13. The optical disc 1 is then squeezed by the focusing lens 14.
The light is focused on 5.
光デイスク表面で反射される光は、光路を逆もどりしハ
ーフミラ−12に達し、一部がハーフミラ−を透過し、
凹レンズ13を介して、フォトディテクタ14に結像さ
れ、ディスクに記録された情報の読み出しを行う。The light reflected on the surface of the optical disk travels the optical path backwards and reaches the half mirror 12, and a part of it passes through the half mirror.
An image is formed on a photodetector 14 through a concave lens 13, and information recorded on the disk is read out.
この光ピツクアップは、光学系を空間的に配置している
ので、小型軽量化に限界があった。In this optical pickup, the optical system is arranged spatially, so there is a limit to how small and light it can be made.
これに対して元型軽量化を実現するために、集積化光ピ
ツクアップが提案された。(参考文献、裏ら、電子通信
学会論文誌、 Volj68−c 、 803 。In response, an integrated optical pickup was proposed to reduce the weight of the prototype. (References, Back, Journal of the Institute of Electronics and Communication Engineers, Volj68-c, 803.
°86)第3図に集積化光ピツクアップの概略図を牟す
・
Si基板21上に形成された誘電体光導波路22を半導
体レーザ23から出射した光が伝搬し、フォーカシング
グレーティングカプラ24により、集光性の光ビームが
外部に放射され、光ディスク25に照射される。そして
ディスクの表面で反射された光は、グレーティングフォ
ーカシングレンズ24に戻り、再度光導波路を光源方向
に伝搬する。そして、光導波路表面に設置されたフォー
カシングビームスプリッタ−26により伝搬方向が変化
され、二対の受光素子26に集光される。86) Figure 3 shows a schematic diagram of an integrated optical pickup. Light emitted from a semiconductor laser 23 propagates through a dielectric optical waveguide 22 formed on a Si substrate 21 and is focused by a focusing grating coupler 24. A photonic light beam is emitted to the outside and irradiated onto the optical disc 25. The light reflected by the surface of the disk returns to the grating focusing lens 24 and propagates through the optical waveguide toward the light source again. Then, the propagation direction is changed by a focusing beam splitter 26 installed on the surface of the optical waveguide, and the light is focused on two pairs of light receiving elements 26.
発明が解決しようとする問題点 この集積化光ピツクアップは光学系の小型化。The problem that the invention seeks to solve This integrated optical pickup has a miniaturized optical system.
軽量化に大きな効果をもたらす事は可能であるが、実際
の動作には、フォーカシングやトラッキングの制御のた
めに、基板全体を動かす必要があり、また装置としては
必ずしも小型軽量化が実現できないという欠点を有して
いる。Although it is possible to have a significant effect on weight reduction, in actual operation, the entire board must be moved to control focusing and tracking, and the disadvantage is that the device cannot necessarily be made smaller and lighter. have.
また、この集積化光ピツクアップにおいては、光学系の
配置が完全に固定されているために、導波路の膜厚、材
料組成の製造上のばらつき等に伴う導波層の実効屈折率
の変化によって、レーザ光の集光位置の変動域は、スポ
ット径の増大化をひきおこし、性能の悪化の要因ともな
る。また、ディスクから反射される情報を含む光は、グ
レーティングカプラ24で導波光に変換された後、フォ
ーカシングビームスプリッタ−により受光素子に入射さ
れるので光の利用効率が悪く、SNが悪化するのみなら
ず、まだ、前記と同様に導波路の実効屈折率のばらつき
により、受光感度が劣化する事が起こりやすい。しだが
って生産性の優れた集積化ピックアップの実現は極めて
困難であった。In addition, in this integrated optical pickup, since the arrangement of the optical system is completely fixed, changes in the effective refractive index of the waveguide layer due to manufacturing variations in waveguide film thickness and material composition, etc. The range of variation in the focusing position of the laser beam causes an increase in the spot diameter and is also a factor in the deterioration of performance. Furthermore, since the light containing information reflected from the disk is converted into guided light by the grating coupler 24 and then incident on the light receiving element by the focusing beam splitter, the light utilization efficiency is poor and the S/N will only deteriorate. First, as described above, the light receiving sensitivity is likely to deteriorate due to variations in the effective refractive index of the waveguide. Therefore, it has been extremely difficult to realize an integrated pickup with excellent productivity.
本発明は、以上に示した様な、従来の光ピツクアップ及
び集積化光ピツクアップの問題点を克服し、小型軽量で
、高性能かつ製造の容易な光ピツクアップ装置を提供す
るものである。The present invention overcomes the problems of conventional optical pickups and integrated optical pickups as described above, and provides an optical pickup device that is small and lightweight, has high performance, and is easy to manufacture.
問題点を解決するだめの手段
本発明は、表面の一部もしくは全体に光導波層が設置さ
れ、かつこの光導波層の一部に特定の形状を有する回折
格子が形成された透明基板の前記光導波層に半導体レー
ザの出射光が導入され、前記光導波層を伝搬する光が前
記回折格子により前記基板の外部の一定方向に集束性又
は発散性の形状を有して放射され、このビームが直接又
はレンズ等の集光性の光学媒体を介して情報記録媒体に
集光され、かつ情報記録媒体で反射される光を光学媒体
を介してもしくは直接前記透明基板に対して、その垂直
方向から異なる方向から発散性もしくは集光性の光ビー
ムとして透過させ、集光性の光学媒体もしくは直接四領
域以上の領域に分割された受光素子に集光され、前記情
報記録媒体の情報を検出する事を特徴とする光導波路型
光ピックアップである。Means for Solving the Problems The present invention provides a transparent substrate having an optical waveguide layer disposed on a part or the entire surface thereof, and a diffraction grating having a specific shape formed on a part of the optical waveguide layer. Emitted light from a semiconductor laser is introduced into the optical waveguide layer, and the light propagating through the optical waveguide layer is emitted by the diffraction grating in a converging or diverging shape in a certain direction outside the substrate, and this beam is focused on the information recording medium directly or through a light-concentrating optical medium such as a lens, and the light reflected by the information recording medium is directed to the transparent substrate through the optical medium or directly in a direction perpendicular to the transparent substrate. The light is transmitted as a diverging or condensing light beam from different directions, and is focused on a condensing optical medium or directly on a light-receiving element divided into four or more regions, and detects information on the information recording medium. This is an optical waveguide type optical pickup with the following characteristics.
作 用
本発明は、光ディスクから反射されて戻る集光性もしく
は発散性の光ビームを、光導波路及び回折格子の兼用さ
れた透明な基板を斜め方向から透過させる事により、受
光素子近傍での結像位置を縦方向と横方向で変化せしめ
る事により、光ディスクの距離の変化を受光面での集光
スポット形状の変化として検出する事を可能とするもの
である。Function The present invention allows a converging or diverging light beam that is reflected and returned from an optical disk to pass obliquely through a transparent substrate that serves as both an optical waveguide and a diffraction grating, thereby reducing convergence in the vicinity of a light-receiving element. By changing the image position in the vertical and horizontal directions, it is possible to detect changes in the distance of the optical disc as changes in the shape of the focused spot on the light receiving surface.
実施例
本発明の実施例を第1図に示す。1は透明なガラス基板
、2はチッ化シリコンで形成された光導波路、3は二酸
化シリコン膜で形成されたグレーティングカプラである
。EXAMPLE An example of the present invention is shown in FIG. 1 is a transparent glass substrate, 2 is an optical waveguide made of silicon nitride, and 3 is a grating coupler made of silicon dioxide film.
今、半導体レーザ4から出射した光は、光導波路2に結
合されて伝搬する。グレーティングカプラ3により伝搬
光は、空間に基板の垂直方向からずれた方向に発散ビー
ムとして放射され、その後フォーカシングレンズ5によ
り、光ディスク6の表面に集光される。この表面で反射
される光は、その強度がディスクに記録された情報に応
じて変化し、光路を逆戻りして基板1に達し、一部はグ
レーティング3により光導波路2に結合されるが、一部
は透明な基板1を透過し、この透過した光は、領域の四
つに分割された受光素子7の中央部付近に直接結像され
る。この場合のフォーカシング、及びトラッキング制御
の原理は、第2図に示した従来の光ピツクアップの原理
と全く同様である。Now, the light emitted from the semiconductor laser 4 is coupled to the optical waveguide 2 and propagated. The grating coupler 3 emits the propagating light into space as a diverging beam in a direction deviated from the perpendicular direction of the substrate, and then the focusing lens 5 focuses the light onto the surface of the optical disk 6 . The intensity of the light reflected by this surface changes depending on the information recorded on the disk, and the light travels back along the optical path to reach the substrate 1. Some of the light is coupled to the optical waveguide 2 by the grating 3, but part of it is coupled to the optical waveguide 2 by the grating 3. The light is transmitted through the transparent substrate 1, and the transmitted light is directly imaged near the center of the light-receiving element 7, which is divided into four regions. The principles of focusing and tracking control in this case are exactly the same as those of the conventional optical pickup shown in FIG.
本発明による光ピツクアップの特性は通常の光学系を用
いた光ピツクアップに比較して何ら遜色はなかった。The characteristics of the optical pickup according to the present invention were in no way inferior to those using an ordinary optical system.
本実施例においては、基板1としてガラス基板を用いた
が、必ずしもガラス基板に限定されるものではなく、リ
チウムニオベート、サファイヤ等、使用するレーザの発
振波長に対して透明な材料であれば適用が可能である。In this example, a glass substrate was used as the substrate 1, but it is not necessarily limited to glass substrates, and any material that is transparent to the oscillation wavelength of the laser used, such as lithium niobate or sapphire, can be used. is possible.
また、光導波路としてチッ化シリコンの誘電体光導波路
を用いているが、この材料に限定されるものではなく、
他の誘電体材料又は半導体材料でもよい。更にイオン交
換導波路等により基板の表面に屈折率の高い層が導波層
として形成されていてもよい。In addition, although a silicon nitride dielectric optical waveguide is used as the optical waveguide, it is not limited to this material.
Other dielectric or semiconductor materials may also be used. Further, a layer having a high refractive index may be formed as a waveguide layer on the surface of the substrate using an ion exchange waveguide or the like.
また本実施例では、グレーティングカプラ3として、光
発散性のものを用いているが、必ずしも光発散性である
必要性はなく光集束性のものを用いれば、フォーカシン
グレンズ6なしで光ディスク6の表面に集光される。た
だし、この場合は基板に向かう反射光は逆に、光発散性
となるので、基板を透過する前又は後に凸レンズ等を用
いて集光性の光ビームに変換して、受光素子に集光させ
ればよい。Furthermore, in this embodiment, a light-diverging grating coupler 3 is used, but it does not necessarily have to be light-divergent, and if a light-converging grating coupler is used, the surface of the optical disc 6 can be removed without the need for a focusing lens 6. The light is focused on. However, in this case, the reflected light toward the substrate becomes divergent, so it is converted into a condensing light beam using a convex lens or the like before or after passing through the substrate, and the light is condensed onto the light receiving element. That's fine.
発明の効果
以上、実施例を用いて説明した如く、また第1図と第2
図との比較で判る様に、本発明により、従来の光ピツク
アップに比較して、その性能を維持しつつ、小型軽量化
を実現する事が可能となり、本発明は産業上大きな価値
を有するものである。As described above with reference to the embodiments, the effects of the invention are as follows.
As can be seen from the comparison with the figure, the present invention makes it possible to achieve smaller size and lighter weight while maintaining performance compared to conventional optical pickups, and the present invention has great industrial value. It is.
第1図は本発明の一実施例における光導波路型光ピック
アップの概略斜視図、第2図は従来の実用レベルにある
光ピツクアップの概略斜視図、第3図は従来の集積化光
ピツクアップの概略斜視図である。
1・・・・・・ガラス基板、2・・・・・・光導波路、
3・・・・・・グレーティング、4・・・・・・半導体
レーザ、6・・・・・・フォーカシングレンズ、6・・
・・・・光ディスク、1o・・・・・・受光素子。
代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名1−
ガラス1扶
2− 光4遺路
3− グレーティングカブラ
6−光ブイヌク
7−4合割姿イテクタ
第1図
11−− レーず一ダイオード
12−ハーフミラ−
13−凹レンズ
I3 − ミ ラ −
14− フォーlヌレンズ
(CCFレンズ〕
第 2 図 14− フォトギイテク
タ15−−ディスク
21−Sノ &」ノξ
24−フォー1シング
ジレーテイレヅ方プラ
25−先手イスク
第 3 図 25−フォ一方シンヅど一ム
スプリッター
26− 受光素子FIG. 1 is a schematic perspective view of an optical waveguide type optical pickup according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic perspective view of a conventional optical pickup at a practical level, and FIG. 3 is a schematic perspective view of a conventional integrated optical pickup. FIG. 1... Glass substrate, 2... Optical waveguide,
3... Grating, 4... Semiconductor laser, 6... Focusing lens, 6...
...Optical disk, 1o... Light receiving element. Name of agent: Patent attorney Toshio Nakao and 1 other person1-
Glass 1 Fu2 - Optical 4 Remaining path 3 - Grating cover 6 - Optical converter 7 - 4 split view Itector 1 Figure 11 - Razor 1 Diode 12 - Half mirror 13 - Concave lens I3 - Mirror - 14 - Fold Nullens (CCF Lens) Fig. 2 14-Photograph 15--Disk 21-S &''No ξ 24-Four 1 Singing Relay One Plaster 25-Single Isk No. 3 Fig. 25-Four One Single Singing Lens Splitter 26- Light receiving element
Claims (1)
光導波層の一部に特定の形状を有する回折格子が形成さ
れた透明基板の前記光導波層に半導体レーザの出射光が
導入され、前記光導波層を伝搬する光が前記回折格子に
より、基板の外部の一定方向に集束性又は発散性の形状
を有して放射され、前記光ビームが直接又は集光性の光
学媒体を介して情報記録媒体に集光され、かつ前記情報
記録媒体で反射される光を光学媒体を介してもしくは直
接、前記透明基板に対して、その垂直方向から異なる方
向から発散性もしくは集束性の光ビームとして透過させ
、集光性の光学媒体もしくは直接、四領域以上の領域に
分割された受光素子に集光され、前記情報記録媒体の情
報を検出するように構成した光導波路型光ピックアップ
。Emitted light from a semiconductor laser is introduced into the optical waveguide layer of a transparent substrate, in which an optical waveguide layer is disposed on a part or the entire surface of the transparent substrate, and a diffraction grating having a specific shape is formed on a part of the optical waveguide layer, The light propagating through the optical waveguide layer is emitted by the diffraction grating in a converging or diverging shape in a certain direction outside the substrate, and the light beam is emitted directly or through a condensing optical medium. Light that is focused on an information recording medium and reflected by the information recording medium is applied to the transparent substrate through an optical medium or directly as a diverging or converging light beam from a direction different from the perpendicular direction thereof. An optical waveguide type optical pickup configured to allow light to pass through and be directly focused on a light-concentrating optical medium or a light-receiving element divided into four or more regions, and detect information on the information recording medium.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61312026A JPS63164035A (en) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | Optical guide type optical pickup |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP61312026A JPS63164035A (en) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | Optical guide type optical pickup |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63164035A true JPS63164035A (en) | 1988-07-07 |
Family
ID=18024325
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP61312026A Pending JPS63164035A (en) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | Optical guide type optical pickup |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63164035A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7046892B2 (en) | 2001-06-22 | 2006-05-16 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical waveguide, holographic medium, holographic storage and retrieval method and system |
JP2010091863A (en) * | 2008-10-09 | 2010-04-22 | Oki Electric Ind Co Ltd | Transmission and reception module |
-
1986
- 1986-12-26 JP JP61312026A patent/JPS63164035A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7046892B2 (en) | 2001-06-22 | 2006-05-16 | Nippon Telegraph And Telephone Corporation | Optical waveguide, holographic medium, holographic storage and retrieval method and system |
JP2010091863A (en) * | 2008-10-09 | 2010-04-22 | Oki Electric Ind Co Ltd | Transmission and reception module |
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