JPS631652B2 - - Google Patents
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- JPS631652B2 JPS631652B2 JP58200967A JP20096783A JPS631652B2 JP S631652 B2 JPS631652 B2 JP S631652B2 JP 58200967 A JP58200967 A JP 58200967A JP 20096783 A JP20096783 A JP 20096783A JP S631652 B2 JPS631652 B2 JP S631652B2
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- G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
- G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
- G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
- G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
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-
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- Optics & Photonics (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は光情報処理装置、特に半導体レーザ素
子を光源に用いた光情報処理装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to an optical information processing device, and particularly to an optical information processing device using a semiconductor laser element as a light source.
近年、ガスレーザに代わつて、半導体レーザ素
子を光源に用いた光情報処理装置の開発が盛んに
なつてきた。光デイスクはその一例である。光デ
イスクとは、半導体レーザ素子を用いて円盤(デ
イスク)に記録されている情報信号を再生した
り、又はデイスクに情報を高密度に記録するもの
である。すなわち、半導体レーザを用いてデイス
ク上に情報信号を記録したり再生するためには、
半導体レーザ素子から出たビームを光学系を構成
する結合レンズ及び対物レンズを用いてデイスク
上に直径1μm程度の円形状の光スポツトとして
形成しなければならない。
In recent years, development of optical information processing devices that use semiconductor laser elements as light sources in place of gas lasers has become active. Optical disks are one example. An optical disk uses a semiconductor laser element to reproduce information signals recorded on a disk (disc) or to record information on the disk at high density. In other words, in order to record and reproduce information signals on a disk using a semiconductor laser,
The beam emitted from the semiconductor laser element must be formed into a circular light spot with a diameter of about 1 μm on the disk using a coupling lens and an objective lens that constitute an optical system.
一般に、半導体レーザ素子は、その発光領域の
縦横比が異なるため、ビームの拡がり角が非等方
的である。この半導体レーザビームの拡がり角
は、半導体レーザ素子の構造によつて異なつてい
る。即ち、第1図に示す如く半導体レーザ素子か
らのビームの遠視野像における出射光分布の水平
方向及び垂直方向のe-2での角度をそれぞれθ、
θ⊥とすると、例えばCSP型半導体レーザでは
θ=8゜、θ⊥=24゜及びθ⊥/θ=3 ……(1)
となる。また、BH型半導体レーザでは
θ=16゜、θ⊥=32゜及びθ⊥/θ=2 ……(2)
であり、BH型レーザではビーム拡がり角の比
θ⊥/θは2、CSP型レーザでは3となつてい
る。なお、第1図の横軸は広がり角、その縦軸は
光強度である。第2図は上述した半導体レーザ素
子のビーム拡がり角が等方的でない場合に、デイ
スク上に直径1μmφ程度の等方的スポツトを形
成するための従来の光情報処理装置の一例を示し
ている。 In general, semiconductor laser devices have different aspect ratios of their light emitting regions, so the beam spread angle is anisotropic. The divergence angle of this semiconductor laser beam differs depending on the structure of the semiconductor laser element. That is, as shown in FIG. 1, the angles at e -2 in the horizontal and vertical directions of the output light distribution in the far-field image of the beam from the semiconductor laser device are θ, respectively.
Assuming θ⊥, for example, in a CSP type semiconductor laser, θ=8°, θ⊥=24°, and θ⊥/θ=3 (1). In addition, for the BH type semiconductor laser, θ = 16°, θ⊥ = 32°, and θ⊥/θ = 2 ... (2), and the beam divergence angle ratio θ⊥/θ is 2 for the BH type laser, and θ⊥/θ = 2 for the CSP type laser. For lasers, it is 3. Note that the horizontal axis in FIG. 1 is the spread angle, and the vertical axis is the light intensity. FIG. 2 shows an example of a conventional optical information processing apparatus for forming an isotropic spot with a diameter of about 1 μmφ on a disk when the beam divergence angle of the semiconductor laser device described above is not isotropic.
第2図において、半導体レーザ素子1の一方の
端面から出た等方でない拡がり角をもつたビーム
は結合レンズ2、対物レンズ3によつてデイスク
4上に光スポツト5が形成される。光検出器6は
半導体レーザ素子1の光出力を検出する手段であ
る。なお、Aは光軸である。第2図において、結
合レンズ2の開口数NAは、半導体レーザ1とレ
ンズ2とのなす半画角θとすると、
NA=sinθ ……(3)
の関係がある。また半導体レーザ素子1のビーム
拡がり角について、上述したように水平方向及び
垂直方向のe-2での大きさをθ及びθ⊥とすると、
このような半導体レーザ素子を用いてデイスク4
上に等方的なスポツト5を形成するためには、
θθ<θ⊥ ……(4)
となるように結合レンズ2の開口数NAを選ばな
ければならない。すなわち、結合レンズ2の開口
数を小さくし、軸外の光線を遮断して、光軸A
(θ=0)付近のみのビームを用いて、結合レン
ズ2から出た光の強度分布を等方的にさせる必要
がある。第1図に示すビームの広がり角と第(1)、
(3)及び(4)式より、CSP型レーザでは
NA=0.1
θ=5.7゜(θ<θ⊥) ……(5)
とすると、結合レンズ2を通つた後のビームはほ
ぼ等方的になり、したがつて、デイスク4上に等
方的なスポツト5が形成される。 In FIG. 2, a beam having a non-isotropic divergence angle emitted from one end face of the semiconductor laser element 1 is formed into a light spot 5 on a disk 4 by a coupling lens 2 and an objective lens 3. The photodetector 6 is a means for detecting the optical output of the semiconductor laser element 1. Note that A is the optical axis. In FIG. 2, the numerical aperture NA of the coupling lens 2 has the following relationship, where θ is the half angle of view formed by the semiconductor laser 1 and the lens 2: NA=sinθ (3). Regarding the beam divergence angle of the semiconductor laser device 1, as mentioned above, if the magnitudes at e -2 in the horizontal and vertical directions are θ and θ⊥,
Using such a semiconductor laser element, the disk 4
In order to form an isotropic spot 5 on the top, the numerical aperture NA of the coupling lens 2 must be selected so that θθ<θ⊥ (4). That is, by reducing the numerical aperture of the coupling lens 2 and blocking off-axis rays, the optical axis A is
It is necessary to make the intensity distribution of the light emitted from the coupling lens 2 isotropic by using only the beam around (θ=0). The divergence angle of the beam shown in Fig. 1 and (1),
From equations (3) and (4), for a CSP type laser, NA = 0.1 θ = 5.7° (θ < θ⊥) ... (5), then the beam after passing through the coupling lens 2 is almost isotropic. Therefore, an isotropic spot 5 is formed on the disk 4.
しかし、かかる構成では半導体レーザ素子から
出射された光線の一部しかデイスク上に照射され
ないので、レーザ素子の光利用効率が悪い。特
に、記録を行なうような場合には、デイスクに設
けられた金属薄膜を溶解し、穴を形成しなければ
ならないので、再生を行なう場合より数倍の光量
を必要とする。また、半導体レーザ素子は、ある
一定以上の光量をだすと寿命が短かくなる。従つ
て、半導体レーザ素子を用いた光情報処理装置に
おいては、レーザ素子の光利用効率を高め、でき
るだけ光出力を少なくおさえることが、寿命及び
信頼性の面からぜひ必要なのである。 However, in this configuration, only a portion of the light beam emitted from the semiconductor laser element is irradiated onto the disk, resulting in poor light utilization efficiency of the laser element. In particular, when recording, it is necessary to melt the thin metal film provided on the disk and form holes, which requires several times the amount of light compared to when reproducing. Furthermore, when a semiconductor laser element emits a certain amount of light or more, its lifetime becomes short. Therefore, in an optical information processing device using a semiconductor laser element, it is absolutely necessary to increase the light utilization efficiency of the laser element and to suppress the optical output as much as possible from the viewpoint of lifespan and reliability.
なお、第2図に示す構成において、半導体レー
ザ素子1にデイスク4からの反射光が帰還する
と、デイスクからの反射光の強弱に応じて半導体
レーザ1の出力が増減するので、デイスク4の情
報を光検出器6の出力によつて再生できる。この
技術は特開昭49−69008号公報に記載されている。 In the configuration shown in FIG. 2, when the reflected light from the disk 4 returns to the semiconductor laser element 1, the output of the semiconductor laser 1 increases or decreases depending on the strength of the reflected light from the disk. It can be reproduced by the output of the photodetector 6. This technique is described in Japanese Patent Application Laid-open No. 49-69008.
一方、デイスク上に絞りこんだスポツトを円形
状に近づけるために円筒レンズを用いることが考
えられている。しかし、円筒レンズは工作上の精
度が出にくく、高価であること、光学系の配置が
複雑になることの欠点があり、また、光スポツト
を1μmの円形状スポツトに収束することは、円
筒レンズを使用しているために非点収差が大きく
影響して、困難である。 On the other hand, it has been considered to use a cylindrical lens to make the narrowed spot on the disk closer to a circular shape. However, cylindrical lenses have the drawbacks of being difficult to achieve precision in machining, being expensive, and complicating the arrangement of the optical system.In addition, converging a light spot into a circular spot of 1 μm is difficult to achieve with a cylindrical lens. This is difficult due to the large influence of astigmatism due to the use of
本発明は、デイスク上に等方的なスポツトを簡
単な光学系で光利用効率よく形成することが可能
な光情報処理装置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an optical information processing device that can form an isotropic spot on a disk with a simple optical system and with high light utilization efficiency.
かかる目的を達成するために、本発明において
は、半導体レーザ素子からのビームを情報記録媒
体に導く光学系中にビーム変換用のプリズムを具
備せしめたことを特徴とする。即ち、本発明はデ
イスク上の光スポツトが等方形状になるという結
合レンズの条件である第(4)式を無視して、結合レ
ンズの開口数を大きくすることによつて半導体レ
ーザ素子からの非等方形状のビームを殆んどすべ
て結合レンズに入射させると共に、結合レンズの
後段にプリズムを配置することにより、結合レン
ズを通過した等方的でないビームを等方的形状の
ビームに変換せしめるのである。さらに、本発明
ではこのプリズムと、デイスクからの反射光を取
り出すための光学素子を一体化し、プリズムの挿
入による光の反射損失を少なくして、光の利用効
率をさらに向上せしめる。
In order to achieve this object, the present invention is characterized in that a prism for beam conversion is provided in the optical system that guides the beam from the semiconductor laser element to the information recording medium. That is, the present invention ignores equation (4), which is the condition of the coupling lens that the light spot on the disk has an isotropic shape, and increases the numerical aperture of the coupling lens to increase the light output from the semiconductor laser element. By making almost all of the non-isotropic beam incident on the coupling lens and placing a prism after the coupling lens, the non-isotropic beam that has passed through the coupling lens is converted into an isotropic beam. It is. Furthermore, in the present invention, this prism is integrated with an optical element for extracting the reflected light from the disk, thereby reducing the reflection loss of light due to the insertion of the prism, thereby further improving the light utilization efficiency.
まず、本発明の原理につき第3図の参考例を用
いて説明する。
First, the principle of the present invention will be explained using the reference example shown in FIG.
本発明では、デイスク4上の光スポツト5が等
方形状になるという結合レンズの条件である第(4)
式を無視して、結合レンズ2の開口数NAを大き
く(NA=0.5)する。上記結合レンズ2の開口数
NA(=sinθ)は
θ<θ⊥≦θ ……(6)
となるように設定される。 In the present invention, the condition (4) of the coupling lens that the light spot 5 on the disk 4 has an isotropic shape is satisfied.
Ignoring the equation, the numerical aperture NA of the coupling lens 2 is increased (NA=0.5). Numerical aperture of the above coupling lens 2
NA (=sinθ) is set so that θ<θ⊥≦θ (6).
第(6)式は前述の第(4)式とは全く逆になつてい
る。しかし、実際には、第1図に示す遠視野像の
e-2での垂直方向の拡がりの角度θ⊥がほぼ結合レ
ンズの開口数NA(=sinθ)を満足すれば実質的
に半導体レーザ素子からのビームを殆んど結合レ
ンズに入射させることになる。したがつて、実効
的には、
θ<θ≦θ⊥ ……(7)
を満足すればよい。 Equation (6) is completely opposite to Equation (4) above. However, in reality, the far-field image shown in Figure 1 is
If the vertical spread angle θ⊥ at e -2 approximately satisfies the numerical aperture NA (=sin θ) of the coupling lens, most of the beam from the semiconductor laser element will actually be incident on the coupling lens. . Therefore, effectively, it is sufficient to satisfy θ<θ≦θ⊥ ...(7).
このように、結合レンズの開口数が大きくなる
と、半導体レーザ素子からのビームがそれだけ多
く結合レンズに入射されるので、レーザ素子の光
の利用効率が高くなるのである。しかし、第(7)式
を満足する結合レンズ2を通過した光ビームは等
方的でないので光スポツト5も等方的でなくなつ
てしまう。そこで本発明においてはこれを解決す
るために第3図の参考例に示すように、第(7)式を
満足する結合レンズ2の後段にプリズム7を挿入
する。第7図において、プリズムはその頂角を
θd、屈折率をNとする直角プリズムとし、入射角
をθi、入射ビーム径Iと、屈折ビーム径Oの比を
m=O/Iとすると、これらは、それぞれ次式で与
えられる。 In this way, when the numerical aperture of the coupling lens increases, more beams from the semiconductor laser element are incident on the coupling lens, and the efficiency of using light from the laser element increases. However, since the light beam passing through the coupling lens 2 that satisfies equation (7) is not isotropic, the light spot 5 is also not isotropic. Therefore, in the present invention, in order to solve this problem, as shown in the reference example of FIG. 3, a prism 7 is inserted after the coupling lens 2 that satisfies equation (7). In Fig. 7, the prism is a right-angled prism with an apex angle of θ d and a refractive index of N, the incident angle is θ i , and the ratio of the incident beam diameter I to the refracted beam diameter O is m = O/I. , these are given by the following equations, respectively.
但しmは使用する半導体レーザ素子の構造によ
つて設定される。即ち、プリズム7は半導体レー
ザ素子からのビームの拡がりの水平方向を伸長せ
しめてその垂直方向と一致させて、等方的なビー
ムに変換する。したがつて、半導体レーザ素子か
らのビームを殆んど結合レンズに入射させた場
合、等方的なビームを得るためには、mをビーム
の拡がり角の比θ⊥/θと一致させる必要があ
る。例えば、BH型半導体レーザ素子を用いる場
合は第(2)式によりm=2、CSP型半導体レーザ素
子を用いる場合は第(1)式よりm=3である。した
がつて、プリズム7の素材としてBK7(N=
1.510)を用いると、プリズムは、第(8)式より、
BH型半導体レーザ素子用には
CSP型半導体レーザ素子用には
となる。また、プリズムの素材としてSF−11(N
=1.764)を用いると、
BH型半導体レーザ素子用には
CSP型半導体レーザ素子用には
となる。 However, m is set depending on the structure of the semiconductor laser device used. That is, the prism 7 expands the horizontal direction of the spread of the beam from the semiconductor laser element so that it coincides with the vertical direction, thereby converting it into an isotropic beam. Therefore, when most of the beam from the semiconductor laser device is incident on the coupling lens, m needs to match the beam divergence angle ratio θ⊥/θ in order to obtain an isotropic beam. be. For example, when using a BH type semiconductor laser element, m=2 according to equation (2), and when using a CSP type semiconductor laser element, m=3 according to equation (1). Therefore, BK7 (N=
1.510), from equation (8), the prism is For CSP type semiconductor laser devices becomes. In addition, SF-11 (N
= 1.764), for BH type semiconductor laser device, For CSP type semiconductor laser devices becomes.
したがつて、第(2)式で表わされるビーム拡がり
角をもつBH型半導体レーザ素子については第(9)
式又は第(11)式で表わされるプリズム7を、第(1)式
で表わされるビーム拡がり角をもつCSP型半導体
レーザ素子については、第(10)式又は第(12)式で表わ
されるプリズム7を第3図において結合レンズ2
の直後に挿入することによつて、等方的なビーム
に変換することが可能となる。この等方になつた
光ビームは対物レンズ3によつてデイスク4上に
等方なスポツトとして照射される。しかして、
縦、横比の異なる発光領域を有する半導体レーザ
素子からのビームの一部を遮断することなく、デ
イスク上に等方的なスポツトとして照射すること
が可能となる。しかもプリズムを使用しているた
めに、収差が生じない。 Therefore, for a BH type semiconductor laser device with a beam divergence angle expressed by equation (2), equation (9)
For a CSP semiconductor laser device having a beam divergence angle expressed by equation (1), the prism 7 expressed by equation (11) may be replaced by a prism expressed by equation (10) or equation (12). 7 as the coupling lens 2 in Fig. 3.
By inserting the beam immediately after the beam, it is possible to convert it into an isotropic beam. This isotropic light beam is irradiated onto the disk 4 by the objective lens 3 as an isotropic spot. However,
It becomes possible to irradiate the disk as an isotropic spot without blocking part of the beam from the semiconductor laser element having light emitting regions with different vertical and horizontal ratios. Moreover, since a prism is used, no aberration occurs.
なお、第3図において、半導体レーザ素子1か
らのビームは、図の矢印で示すようにP偏光(偏
光面が紙面に平行に振動している)に設定されて
いる。 In FIG. 3, the beam from the semiconductor laser element 1 is set to be P-polarized light (the plane of polarization vibrates parallel to the plane of the paper) as shown by the arrow in the figure.
第4図は、本発明の他の参考例の構成を示す図
であり、第3図と同一符号は同一又は均等部分を
示す。第4図の例では、第3図の例と異なり、ビ
ームの拡がりの垂直方向を縮少して、その水平方
向と一致するようにした場合であり、プリズム7
の入射面が、第3図の例とは逆に配置されてい
る。即ち、半導体レーザ素子1からのビームは、
図の黒丸で示す如くS偏光(偏光面が紙面に垂直
に振動している)に設定され、これが1/2波長板
11によつてP偏光に変換されて、プリズム7に
入射されるのである。かくすることにより、対物
レンズ3の小型化が可能となる。 FIG. 4 is a diagram showing the configuration of another reference example of the present invention, and the same reference numerals as in FIG. 3 indicate the same or equivalent parts. In the example of FIG. 4, unlike the example of FIG. 3, the vertical direction of the beam spread is reduced so that it coincides with the horizontal direction, and the prism 7
The plane of incidence is arranged opposite to the example of FIG. That is, the beam from the semiconductor laser element 1 is
As shown by the black circle in the figure, the light is set to S-polarized light (the plane of polarization vibrates perpendicular to the plane of the paper), which is converted to P-polarized light by the 1/2 wavelength plate 11 and then incident on the prism 7. . By doing so, the objective lens 3 can be made smaller.
以上のことから、ビームの偏向は、第5図に示
す如く、垂直方向ではS偏光であり、水平方向で
はP偏光である。 From the above, the beam deflection is S-polarized in the vertical direction and P-polarized in the horizontal direction, as shown in FIG.
以上の説明においては、半導体レーザ素子の一
方の端面から出たビームをデイスクで反射させて
その反射光を上記端面に帰還させることにより、
所定情報を記録・再生する光情報処理装置につい
て説明したが、本発明は半導体レーザ素子からの
ビームをデイスクに導く光学系中にプリズムを設
け、このプリズムでデイスクからの反射光を取り
出し、その反射光の変化を光検出器で検出するこ
とにより、所定情報の記録・再生する光情報処理
装置に関する。 In the above explanation, by reflecting the beam emitted from one end face of the semiconductor laser element on the disk and returning the reflected light to the end face,
Although the optical information processing device for recording and reproducing predetermined information has been described, the present invention provides a prism in the optical system that guides the beam from the semiconductor laser element to the disk, extracts the reflected light from the disk with this prism, and processes the reflected light. The present invention relates to an optical information processing device that records and reproduces predetermined information by detecting changes in light with a photodetector.
第6図は、かかる光情報処理装置の構成例を示
し、本発明の理解を容易にする参考例を示す図で
ある。この例では、第3図に示した構成におい
て、プリズム7と対物レンズ3との間にプリズム
9及び1/4波長板8を配置している。かかる構成
によりデイスク4からの反射光を上記プリズム9
で取り出し、その反射光の変化を光検出器10で
検出することが可能となる。なお、第6図の例に
おいて、光検出器6はレーザ光出力を一定に保
つ、所謂光出力安定化自動制御のためのレーザ光
出力モニターとして用いられる。 FIG. 6 is a diagram showing an example of the configuration of such an optical information processing device, and is a diagram showing a reference example to facilitate understanding of the present invention. In this example, a prism 9 and a quarter-wave plate 8 are arranged between the prism 7 and the objective lens 3 in the configuration shown in FIG. With this configuration, the reflected light from the disk 4 is directed to the prism 9.
The photodetector 10 can detect changes in the reflected light. In the example shown in FIG. 6, the photodetector 6 is used as a laser light output monitor for so-called automatic light output stabilization control to keep the laser light output constant.
なお、以上の説明においては、プリズム7の挿
入による反応損失については全く説明しなかつた
が、プリズム7による反射損失ができる限り小さ
くなるように、プリズムの屈折率Nを選ぶのが望
ましい。ここで、第7図を用いてプリズム7の入
射面PI、出射面POにおける反射率RI,ROについ
て説明すると、これらはそれぞれ次式で与えられ
る。 In the above description, the reaction loss due to the insertion of the prism 7 was not explained at all, but it is desirable to select the refractive index N of the prism so that the reflection loss due to the prism 7 is as small as possible. Here, the reflectances R I and R O at the entrance surface P I and exit surface P O of the prism 7 will be explained using FIG. 7. These are given by the following equations, respectively.
第8図及び第9図は、反射率RI,ROとプリズ
ムの屈折率Nとの関係を、第(8)式及び第(13)式
から求めた結果であり、第8図はm=2の場合、
第9図はm=3の場合を示す。なお図のRO′につ
いては後述する。プリズムの反射損失はRIとRO
の和が最小のときが最も少ない。したがつて図か
らm=2の場合には屈折率Nが1.4程度の材料、
m=3の場合には、屈折率Nが1.7程度の材料が
プリズム素材として最も好ましいことが判る。 Figures 8 and 9 show the relationship between the reflectances R I and R O and the refractive index N of the prism obtained from equations (8) and (13). If = 2,
FIG. 9 shows the case where m=3. Note that R O ′ in the figure will be described later. The reflection loss of the prism is R I and R O
The least is when the sum of is the smallest. Therefore, from the figure, when m = 2, a material with a refractive index N of about 1.4,
When m=3, it can be seen that a material with a refractive index N of about 1.7 is most preferable as the prism material.
したがつてプリズム7の素材として、BH型半
導体レーザ素子用にはBK7(N=1.510)を、CSP
型半導体レーザ素子用にはSF−11(N=1.764)
を用いるのが好ましい。 Therefore, as the material for prism 7, BK7 (N=1.510) is used for BH type semiconductor laser device, and CSP
SF-11 (N=1.764) for type semiconductor laser devices
It is preferable to use
また、プリズム7による反射損失を少なくする
ために、プリズム7の入出射面に単層又は多層の
反射防止膜をコートすることも有効である。この
場合、プリズムの屈折率Nを調整することによつ
て、入射面PIでの反射率ROを充分小さくし、出
射面POにのみ反射防止膜をコートすることも可
能である。即ち、BH半導体レーザ素子を用いる
場合には、第8図から明らかなように、屈折率N
を1.65〜2.45の範囲に設定することにより、反射
率RIを1%以下にすることが可能である。例え
ば、プリズム素材としてSF−11を用いれば入射
面PIでの反射率RIを0.004にすることができる。
一方、CSP型半導体レーザ素子を用いる場合に
は、第9図から明らかなように屈折率Nを2.45〜
3.55の範囲に設定することにより反射率RIを1%
以下にすることが可能である。例えば、プリズム
素材としてルチル(TiO2)、酸化テルル(TeO2)
等の結晶を用いることができる。 Furthermore, in order to reduce reflection loss due to the prism 7, it is also effective to coat the entrance/exit surface of the prism 7 with a single-layer or multi-layer anti-reflection film. In this case, by adjusting the refractive index N of the prism, it is possible to sufficiently reduce the reflectance R O at the incident surface P I and coat only the exit surface P O with an antireflection film. That is, when using a BH semiconductor laser element, as is clear from FIG.
By setting RI in the range of 1.65 to 2.45, it is possible to reduce the reflectance R I to 1% or less. For example, if SF-11 is used as the prism material, the reflectance R I at the incident surface P I can be set to 0.004.
On the other hand, when using a CSP type semiconductor laser element, as is clear from FIG.
By setting within the range of 3.55, the reflectance R I can be reduced to 1%.
It is possible to do the following. For example, rutile (TiO 2 ) and tellurium oxide (TeO 2 ) are used as prism materials.
Crystals such as the following can be used.
さて、本発明においては、第10図及び第11
図に示すようにビーム変換用プリズム7と反射光
取り出し用プリズム9とを一体構造とすることに
よつて反射損失を少なくする。 Now, in the present invention, FIGS.
As shown in the figure, the beam conversion prism 7 and the reflected light extraction prism 9 are integrally constructed to reduce reflection loss.
第10図は、プリズム7とプリズム9と同じ素
材で一体化構成した場合の一実施例である。図に
おいて、79が一体化されたプリズムであり、1/
4波長板8もプリズム79に接着されている。一
体化によりプリズム7の出射面及びプリズム9の
入射面における反射損失をなくすことができる。
第11図はプリズム7とプリズム9を異なる素材
で一体化構成した場合の一実施例である。例え
ば、プリズム9の素材をBK7(N=1.510)とした
場合、プリズム7とプリズム9との境界面20に
おける反射率RO′は、Nをプリズム7の屈折率と
して
RO′=(N−1.510/N+1.510)2 ……(14)
で与えられる。第8図及び第9図にそれぞれm=
2、m=3のときの反射率RO′と屈折率Nとの関
係を点線で示した。図から明らかなように、プリ
ズム7による反射損失を大幅に改善することが可
能である。例えば、プリズム7の素材をSF−11
(N=1.764)とすれば
BH型半導体レーザ素子用で
RI=0.004
RO′=0.006
CSP型半導体レーザ素子用で
RI=0.067
RO′=0.006
とすることができる。 FIG. 10 shows an example in which the prism 7 and the prism 9 are integrally constructed of the same material. In the figure, 79 is an integrated prism, and 1/
A four-wavelength plate 8 is also bonded to the prism 79. By integrating, reflection loss at the exit surface of the prism 7 and the entrance surface of the prism 9 can be eliminated.
FIG. 11 shows an example in which the prism 7 and the prism 9 are integrally constructed from different materials. For example, when the material of the prism 9 is BK7 (N=1.510), the reflectance R O ′ at the interface 20 between the prisms 7 and 9 is calculated as R O ′=(N− 1.510/N+1.510) 2 ...(14) is given. In Figures 8 and 9, m=
2. The relationship between the reflectance R O ' and the refractive index N when m=3 is shown by a dotted line. As is clear from the figure, it is possible to significantly improve the reflection loss caused by the prism 7. For example, the material for Prism 7 is SF-11.
(N=1.764), R I =0.004 R O ′=0.006 for a BH type semiconductor laser device, R I =0.067 R O ′=0.006 for a CSP type semiconductor laser device.
以上説明した如く、本発明によれば光源として
等方的な拡がり角をもたない半導体レーザ素子を
用いても、デイスクに等方的な(円形状)スポツ
トを効率よく形成でき、しかもプリズムの捜入に
よる光の反射損失も少なく、光の利用効率を格段
に向上させることができる。
As explained above, according to the present invention, an isotropic (circular) spot can be efficiently formed on a disk even if a semiconductor laser element without an isotropic divergence angle is used as a light source, and the prism There is also little reflection loss of light due to searching, and the efficiency of light use can be significantly improved.
第1図は、半導体レーザ光の遠視野像を示す
図、第2図は、従来の光情報処理装置を説明する
ための図、第3図及び第4図は、本発明の参考例
の構成を示す図、第5図は、本発明の動作を説明
する図、第6図は、本発明の他の参考例の構成を
示す図、第7図は、本発明を説明するための図、
第8図及び第9図は、プリズムの入出射面での反
射率と屈折率との関係を示す図、第10図及び第
11図は、それぞれ本発明の一実施例の要部の構
成を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a far-field image of a semiconductor laser beam, FIG. 2 is a diagram for explaining a conventional optical information processing device, and FIGS. 3 and 4 are configurations of reference examples of the present invention. FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the present invention. FIG. 6 is a diagram for explaining the configuration of another reference example of the present invention. FIG. 7 is a diagram for explaining the present invention.
8 and 9 are diagrams showing the relationship between the reflectance and the refractive index at the entrance and exit surfaces of the prism, and FIGS. 10 and 11 are diagrams showing the configuration of essential parts of an embodiment of the present invention, respectively. FIG.
Claims (1)
とで異なり強度分布が光軸に関し非等方な発散ビ
ームであつて、該水平な方向に偏光された光ビー
ムを出力する半導体レーザ素子と、実質的にθ
<θ≦θ⊥(但しθは上記レーザ素子となす半画
角、θ及びθ⊥は上記レーザ素子からの光ビーム
の水平方向及び垂直方向の拡がり角)を満たし上
記レーザ素子からの光ビームを平行化するレンズ
と、該平行化された光ビームが入射される入射端
面と該光ビームが出力される出射端面とを有する
第1のプリズムであつて、該入射端面が上記垂直
方向に平行となり、かつ該出射端面が該プリズム
で屈折された光ビームに対し垂直となるように配
設された第1のプリズムと、該第1のプリズムか
ら出力される光ビームを情報記録媒体に集束させ
る対物レンズと、上記第1のプリズムと上記対物
レンズの間の光路中に設け、上記媒体からの反射
ビームを取り出す第2のプリズムと、上記第2の
プリズムでとり出された上記反射ビームを受光す
る光検出器からなり、上記第2のプリズムが上記
第1のプリズムを含んで一体に構成されているこ
とを特徴とする光情報処理装置。 2 上記第1のプリズムが屈折率1.764の透明素
材からなることを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の光情報処理装置。 3 上記第1のプリズムが屈折率1.510の透明素
材からなることを特徴とする特許請求の範囲第1
項記載の光情報処理装置。[Claims] 1. A diverging beam whose divergence angle is different in the horizontal direction and perpendicular direction to the joint surface and whose intensity distribution is anisotropic with respect to the optical axis, and which is polarized in the horizontal direction. The output semiconductor laser element and substantially θ
<θ≦θ⊥ (where θ is the half angle of view formed by the above laser element, and θ and θ⊥ are the horizontal and vertical spread angles of the light beam from the above laser element), and the light beam from the above laser element is A first prism having a collimating lens, an entrance end surface into which the collimated light beam is incident, and an exit end surface through which the light beam is output, the entrance end surface being parallel to the perpendicular direction. , and a first prism disposed such that the output end face is perpendicular to the light beam refracted by the prism, and an objective that focuses the light beam output from the first prism onto an information recording medium. a second prism provided in the optical path between the first prism and the objective lens to take out the reflected beam from the medium; and a second prism for receiving the reflected beam taken out by the second prism. An optical information processing device comprising a photodetector, wherein the second prism is integrated with the first prism. 2. Claim 1, wherein the first prism is made of a transparent material with a refractive index of 1.764.
The optical information processing device described in Section 1. 3. Claim 1, wherein the first prism is made of a transparent material with a refractive index of 1.510.
The optical information processing device described in Section 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58200967A JPS5998329A (en) | 1983-10-28 | 1983-10-28 | Optical information processing device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP58200967A JPS5998329A (en) | 1983-10-28 | 1983-10-28 | Optical information processing device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5998329A JPS5998329A (en) | 1984-06-06 |
JPS631652B2 true JPS631652B2 (en) | 1988-01-13 |
Family
ID=16433291
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58200967A Granted JPS5998329A (en) | 1983-10-28 | 1983-10-28 | Optical information processing device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5998329A (en) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS50147341A (en) * | 1974-05-15 | 1975-11-26 | ||
US3969573A (en) * | 1974-02-15 | 1976-07-13 | U.S. Philips Corporation | Apparatus for reading a record carrier on which information is stored in an optically readable structure |
JPS5184206A (en) * | 1974-12-09 | 1976-07-23 | Teletype Corp | |
JPS5224542A (en) * | 1975-08-20 | 1977-02-24 | Canon Inc | Optical system for shaping a beam |
JPS5445156A (en) * | 1977-09-16 | 1979-04-10 | Hitachi Ltd | Optical system |
JPS6153775A (en) * | 1984-08-24 | 1986-03-17 | Oki Electric Ind Co Ltd | Semiconductor integrated circuit device |
-
1983
- 1983-10-28 JP JP58200967A patent/JPS5998329A/en active Granted
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Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5998329A (en) | 1984-06-06 |
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