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CN1187743C - 光学元件,光源装置,光头装置以及光信息处理装置 - Google Patents

光学元件,光源装置,光头装置以及光信息处理装置 Download PDF

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CN1187743C CNB011218711A CN01121871A CN1187743C CN 1187743 C CN1187743 C CN 1187743C CN B011218711 A CNB011218711 A CN B011218711A CN 01121871 A CN01121871 A CN 01121871A CN 1187743 C CN1187743 C CN 1187743C
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Abstract

第1半导体激光器(611)出射第1波长650nm的沿着x轴方向偏振的光L1。第2半导体激光器(612)出射第2波长780nm的沿着x轴方向偏振的光L2。波长片(621)对光L1起(2m+1)λ/2片(m是整数)的作用，对光L2起nλ片(n是整数)的作用。偏振光各向异性全息元件(180)使x轴方向的偏振光发生衍射，使y轴方向的偏振光透过。其结果是衍射后的光L2’的视在发光点与光L1的发光点一致。这样构成的光源装置能够以简单的结构低成本地，并且使光轴一致高效地出射波长不同的2束光。

Description

光学元件，光源装置，光头装置以及光信息处理装置
技术领域
本发明涉及记录在光盘或者光卡等光媒体上的信息的再生、消除或者在该光媒体上进行信息记录的光头装置。另外，本发明涉及在这样的光头装置中使用的光源装置以及光学元件。进而本发明还涉及包含光头装置的光信息处理装置。
背景技术
近年来伴随着光盘的发展，提出并正在使用记录再生型光盘、只读型(ROM)光盘等各种光盘的规格。对于这些光盘，不少情况下使用各种不同的激光。在这样的状况下，提出具有两个波长的光源的光头，使得能够用同一个装置记录和再生使用没有互换性的不同激光的不同种光盘。该方法公开在水野定夫等的「集成型DVD用光头」(NationalTechnical Report Vol.43 No.3 Jun.P.275(1997))中。在这样的光头中需要把各个光源点的位置设置在共同的光轴上。
作为实现该光头的方法，一般使用通过分色镜把来自2束光源的光的光轴进行合成的方法，而为了简化光学系统还提出使用衍射元件使光轴并合的方法(特开平11-110785号公报，特开平10-320814号公报，特开平10-326428号公报，特开平10-319318号公报)。然而，上述结构的衍射元件由于在产生衍射光的同时也产生透过光，因此成为效率很差的光源。
作为其解决方法提出使用偏振光各向异性全息片的方法(特开平11-161996号公报，特开平10-289468号公报)。
以下，以特开平11-161996号公报为例说明现有的光源以及光头装置。
图16是现有的光头装置的结构图。在后述的封装119中，内部安装有2个不同的半导体激光器，在封装119的上方从不同的点能够出射不同波长的光L1、L2。另外，光L1和光L2以偏振方向正交的方式偏振。从封装119出射的光(L1、L2)入射到偏振光分离全息片120上。偏振光分离全息片120具有使特定方向的偏振光衍射，使与之正交方向的偏振光透过的功能。在这里配置成使光L2衍射，使光L1透过。
设计偏振光分离全息片120的形状，使得光L2发生衍射，且其衍射光视在发光点与光L1的发光点一致。这样光L1和光L2就可使它们的光轴并合，入射到物镜103，通过物镜103在光盘350的记录面上聚焦。
其次，应用图17A、图17B对封装119内的光源加以说明。图17A是从封装119的出射方向观看的平面图，图17B是与封装119的光轴大致平行的面上的剖面图。在封装119内备有半导体激光器611和半导体激光器612，分别使光L1、光L2出射。半导体激光器611和半导体激光器612分别经过保持装置301以及302安装在封装119中，使得出射光的偏振方向相互正交。来自半导体激光器611、612的出射光经过反射镜641、642反射到封装119的上方。
根据以上的结构，能够实现光轴一致的高效率的2波长光头。
另外，在特开平10-289468号公报中，使用了与半导体激光器611和半导体激光器612不同的偏振方向振动的半导体激光器，示出了配置在相同方向的光头装置。使用该技术也能够实现光轴一致的高效率的2波长光头装置。
然而，在特开平11-161996号公报的方法中，为了使2个波长的偏振方向相互正交，需要在封装119中沿着不同的方向安装半导体激光器611和半导体激光器612，存在着结构复杂，成本高这样的问题。
另外，如特开平10-289468号公报所示那样，使用以不同的偏振方向振动的半导体激光器，沿着相同方向配置的方法，难以在TE模式下实现稳定振动的半导体激光器，仍然存在成本高这样的问题。
发明内容
本发明的目的在于，解决上述课题，提供产生高效而廉价的2波长的光的光源装置。另外，本发明的目的在于，提供低成本的光学元件，使得以高效率产生2波长的光成为可能。进而，本发明的目的在于，提供使用了这样的光源装置的光头装置以及光信息处理装置。还有，本发明的目的在于，提供能够使2波长的光的视在光源位置如所希望的那样进行位置并合的发光点位置并合方法。
本发明为了达到上述的目的采用以下的结构。
本发明第1种结构的光源装置的特征在于，具备：出射具有第1波长λ1而且沿着第1方向偏振的光的第1光源；出射具有与上述第1波长不同的第2波长λ2而且沿着上述第1方向偏振的光的第2光源；波长片；以及用于将沿着上述第1方向偏振的光衍射，将沿着与上述第1方向正交的第2方向偏振的光透过的衍射元件，上述波长片的相位超前轴被配置在与上述第1方向大约成45度的角度上，上述波长片的厚度t和对于上述第1波长λ1的光的复折射量Δn1的关系，在m为整数时，大约满足(2m+1)·λ1＝t/Δn1；上述波长片的厚度t和对于上述第2波长λ2的光的复折射量Δn2的关系，在n为整数时，大约满足n·λ2＝t/Δn2；从上述第1光源出射的光被变换为沿着上述第2方向偏振的光，并透过上述波长片，从上述第2光源出射的光不变换偏振光方向而透过上述波长片，上述衍射元件使透过了上述波长片的、从上述第2光源出射的光衍射，被上述衍射元件衍射的、从上述第2光源出射的光具有与上述第2光源的发光点不同的视在发光点。如果依据这样的结构，则能够以简单的结构，低成本地提供能够使光轴一致并且高效地出射波长不同的2束光的光源装置。
在上述第1光源装置中，能够使从上述第2光源出射的光的视在发光点与上述第1光源的发光点一致。如果依据这样的结构，能够提供从共同的视在发光点出射波长不同的2束光的光源装置。
另外，在上述第1光源装置中，在上述第1光源沿着特定方向出射具有方向性的光时，能够使从上述第2光源出射的光的视在发光点位于距上述第1光源的发光点的上述特定的方向上。如果依据这样的结构，则能够提供从处在同一视在光轴上的不同位置的2个发光点分别出射波长不同的2束光的光源装置。
另外，上述第1光源装置还具有第2波长片，上述第2波长片的相位超前轴被配置在与上述第1方向大约成45度的角度上，上述第2波长片的厚度t’和对于上述第1波长λ1的光的复折射量Δn1’的关系，在n’为整数时，大约满足n’·λ1＝t’/Δn1’；上述第2波长片的厚度t’和对于上述第2波长λ2的光的复折射量Δn2’的关系，在m’为整数时，大约满足(2m’+1)·λ2＝t’/Δn2’；被变换为在上述第2方向上偏振的光的、从上述第1光源出射的光透过上述第2波长片，并被变换为在上述第1方向上偏振的光。如果依据这样的结构，则能够提供使偏振方向一致而波长不同的2束光出射的光源装置。
本发明第2种结构的光源装置的特征在于，具备：出射具有第1波长λ1而且沿着第1方向偏振的光的第1光源；出射具有与上述第1波长不同的第2波长λ2而且沿着上述第1方向偏振的光的第2光源；波长片；以及用于将沿着上述第1方向偏振的光透过，将沿着与上述第1方向正交的第2方向偏振的光衍射的衍射元件，上述波长片的相位超前轴被配置在与上述第1方向大约成45度的角度上，上述波长片的厚度t和对于上述第1波长λ1的光的复折射量Δn1的关系，在n为整数时，大约满足n·λ1＝t/Δn1；上述波长片的厚度t和对于上述第2波长λ2的光的复折射量Δn2的关系，在m为整数时，大约满足(2m+1)·λ2＝t/Δn2；从上述第2光源出射的光被变换为沿着上述第2方向偏振的光，并透过上述波长片，从上述第1光源出射的光不变换偏振光方向而透过上述波长片，上述衍射元件使透过了上述波长片的、从上述第2光源出射的光衍射，被上述衍射元件衍射的、从上述第2光源出射的光具有与上述第2光源的发光点不同的视在发光点。如果依据这样的结构，则能够以简单的结构，低成本地提供能够使光轴一致并且高效地出射波长不同的2束光的光源装置。
在上述第2光源装置中，能够使从上述第2光源出射的光的视在发光点与上述第1光源的发光点一致。如果依据这样的结构，能够提供从共同的视在发光点出射波长不同的2束光的光源装置。
另外，在上述第2光源装置中，在上述第1光源沿着特定方向出射具有方向性的光时，能够使从上述第2光源出射的光的视在发光点位于距上述第1光源的发光点的上述特定的方向上。如果依据这样的结构，则能够提供从处在同一视在光轴上的不同位置的2个发光点分别出射波长不同的2束光的光源装置。
另外，上述第2光源装置还具有第2波长片，上述第2波长片的相位超前轴被配置在与上述第1方向大约成45度的角度上，上述第2波长片的厚度t’和对于上述第1波长λ1的光的复折射量Δn1’的关系，在n’为整数时，大约满足n’·λ1＝t’/Δn1’；上述第2波长片的厚度t’和对于上述第2波长λ2的光的复折射量Δn2’的关系，在m’为整数时，大约满足(2m’+1)·λ2＝t’/Δn2’；被变换为在上述第2方向上偏振的光的、从上述第2光源出射的光透过上述第2波长片，并被变换为在上述第1方向上偏振的光。如果依据这样的结构，则能够提供使偏振方向一致而波长不同的2束光出射的光源装置。
其次，本发明第1种结构的光学元件的特征在于，具备：厚度t和对于第1波长λ1的光的复折射量Δn1的关系，在m为整数时，大约满足(2m+1)·λ1＝t/Δn1，厚度t和对于上述第2波长λ2的光的复折射量Δn2的关系，在n为整数时，大约满足n·λ2＝t/Δn2的波长片；和用于将沿着第1方向偏振的光透过，将沿着与上述第1方向正交的第2方向偏振的光衍射的衍射元件；上述波长片和上述衍射元件被配置成使得上述波长片的相位超前轴与上述第1方向的夹角大致为45度。如果依据这样的结构，则通过使从第1光源出射的、具有第1波长并且沿着第1方向偏振的光和从配置在与第1光源不同位置的第2光源出射的、具有第2波长并且沿着第1方向偏振的光入射到上述第1光学元件，借此就能够几乎不降低光的强度，使2束光的光轴一致而出射。
另外，本发明第2种结构的光学元件的特征在于，具备：厚度t和对于上述第1波长λ1的光的复折射量Δn1的关系，在n为整数时，大约满足n·λ1＝t/Δn1，厚度t和对于上述第2波长λ2的光的复折射量Δn2的关系，在m为整数时，大约满足(2m+1)·λ2＝t/Δn2的第1波长片；厚度t’和对于上述第1波长λ1的光的复折射量Δn1’的关系，在n’为整数时，大约满足n’·λ1＝t’/Δn1’，厚度t’和对于上述第2波长λ2的光的复折射量Δn2’的关系，在m’为整数时，大约满足(2m’+1)·λ2＝t’/Δn2’的第2波长片；以及用于将沿着第1方向偏振的光透过，将沿着与上述第1方向正交的第2方向偏振的光衍射的衍射元件，按序配置上述第1波长片，上述衍射元件以及上述第2波长片，使得上述第1波长片的相位超前轴与上述第1方向的夹角以及上述第2波长片的相位超前轴与上述第1方向的夹角都大致为45度。如果依据这样的结构，则除了上述第1光学元件效应外，还能够使出射的2束光的偏振光方向一致。
其次，本发明的光头装置具备发射光源；会聚来自上述发射光源的光束、在信息记录媒体上形成微小光点的会聚光学系统；接受由上述信息记录媒体反射的光束、输出光电流的光探测器，其特征在于：上述发射光源是上述第1或者第2光源装置。如果依据这样的结构，则由于发射光源出射光轴一致的2个不同波长的光，因此不需要分别对应于2个波长的光来设置会聚光学系统和光探测器。从而，能够提供小型、不增加调整工序、低成本的光头装置。
另外，本发明的光信息处理装置具备：使光束照射到信息记录媒体上，从其反射光读取信息的光头装置；控制上述光头装置，处理所读取的信息的电路，其特征在于：上述光头装置是上述本发明的光头装置，上述电路可进行控制，使得上述光头装置内的光源装置根据上述信息记录媒体的种类出射适当波长的光。如果依据这样的结构，则能够以简单的结构低成本地提供对于不同使用波长的信息记录媒体使信息的记录以及/或者再生成为可能的光信息处理装置。
其次，本发明第1种结构的发光点位置并合方法其特征在于：在出射具有第1波长并且沿着第1方向偏振的光的第1光源；出射具有与上述第1波长不同的第2波长并且沿着上述第1方向偏振的光的第2光源的光学系统中，使从上述第1光源出射的光以及从上述第2光源出射的光入射到对上述第1波长的光实质上起(2m+1)λ/2片(m是整数)的作用，对上述第2波长的光实质上起nλ片(n是整数)的作用的波长片上，使从上述第1光源出射的光变换为沿着与上述第1方向正交的第2方向偏振的光透过，同时使从上述第2光源出射的光不改变偏振光方向透过以后，入射到衍射光栅中，沿着上述第1方向偏振的光衍射，使沿着上述第2方向偏振的光透过，由此使得从上述第2光源出射的光具有与上述第2光源的发光点不同的视在发光点而使发光点位置并合。如果依据这样的结构，则能够以简单的结构、低成本地并且使光轴一致、高效地出射波长不同的2束光。
在上述第1发光点位置并合方法中，能够使从上述第2光源出射的光的视在发光点与上述第1光源的发光点一致。如果依据这样的结构，则能够从共同的视在发光点出射波长不同的2束光。
另外，在上述第1发光点位置并合方法中，在上述第1光源沿着特定方向出射具有方向性的光时，能够使从上述第2光源出射的光的视在发光点位于距上述第1光源的发光点的上述特定方向。如果依据这样的结构，则能够从同一视在光轴的不同位置的2个发光点分别出射波长不同的2束光。
另外，本发明第2种结构的发光点位置并合方法其特征在于：在出射具有第1波长并且沿着第1方向偏振的光的第1光源；出射具有与上述第1波长不同的第2波长并且沿着上述第1方向偏振的光的第2光源的光学系统中，使从上述第1光源出射的光以及从上述第2光源出射的光入射到对上述第1波长的光实质上起nλ片(n是整数)的作用，对上述第2波长的光实质上起(2m+1)λ/2片(m是整数)的作用的波长片上，使从上述第1光源出射的光不改变偏振方向透过，同时使从上述第2光源出射的光变换为沿着与上述第1方向正交的第2方向偏振的光透过以后，入射到衍射光栅中，使沿着上述第2方向偏振的光衍射，使沿着上述第1方向偏振的光透过，由此使得从上述第2光源出射的光具有与上述第2光源的发光点不同的视在发光点而使发光点位置并合。如果依据这样的结构，则能够以简单的结构、低成本地并且使光轴一致、高效地出射波长不同的2束光。
在上述第2发光点位置并合方法中，能够使从上述第2光源出射的光的视在发光点与上述第1光源的发光点一致。如果依据这样的结构，则能够从共同的视在发光点出射波长不同的2束光。
另外，在上述第2发光点位置并合方法中，在上述第1光源沿着特定方向出射具有方向性的光时，能够使从上述第2光源出射的光的视在发光点位于距上述第1光源的发光点的上述特定方向。如果依据这样的结构，则能够从同一视在光轴的不同位置的2个发光点分别出射波长不同的2束光。
附图说明
图1是本发明实施例1的光源装置的结构图。
图2是表示实施例1的光源装置中使用的偏振光各向异性全息元件结构的剖面图。
图3是本发明实施例1的波长片的说明图。
图4示出在本发明实施例1的光源装置中偏振光各向异性全息元件和波长片的配置方向图。
图5是本发明实施例2的光源装置的结构图。
图6是本发明实施例3的光头装置的结构图。
图7是本发明实施例4的光源装置的结构图。
图8是本发明实施例5的光头装置的结构图。
图9是本发明实施例6的光源装置的结构图。
图10是本发明实施例7的光头装置的结构图。
图11是表示本发明实施例8的光学元件结构的剖面图。
图12是表示本发明实施例9的光学元件结构的剖面图。
图13是表示本发明实施例10的光学元件结构的剖面图。
图14是表示本发明实施例11的光学元件结构的剖面图。
图15是本发明实施例12的光信息处理装置的结构图。
图16是现有的光头装置的结构图。
图17是现有的光学装置的结构图，图17A是平面图，图17B是侧向剖面图。
具体实施方式
实施例1
以下参照附图说明本发明实施例1的光源装置。
图1中示出实施例1的光源装置630a的结构。为了以下说明的方便，如图中左下方所述的那样设定xyz坐标轴，把箭头方向定为各轴的正向。另外，y轴以指向纸面的方向为正向。以下，只要没有特别地预先说明，则在其它的附图中也与图1所示的坐标轴相同。
611是波长λ1＝650nm的半导体激光器，以TE模式振动，出射沿着x轴方向偏振的光L1。612是波长λ2＝780nm的半导体激光器，以TE模式振动，出射沿着x轴方向偏振的光L2。半导体激光器611和半导体激光器612固定在保持装置300上，保持装置300进而固定在封装119上。
621是波长片，相位超前轴与x轴成45度的夹角，固定在封装119上。180是偏振光各向异性全息元件，经过波长片621固定在封装119上，使得x轴方向的偏振光衍射，使得y轴方向的偏振光透过。
首先，使用图2说明偏振光各向异性全息元件180。410是各向同性基板，在表面上形成剖面形状为锯齿形的周期性的沟槽。在该锯齿形的沟槽中充填双折射材料450。各向同性基板410和双折射材料450选定为与y轴方向的折射一致，使得该方向的偏振光不致发生衍射。
另外，为了以最高效率使沿着x轴方向偏振的光(L2)衍射，根据双折射材料450的双折射量决定沟槽的深度，使得通过沟槽的最深处的光和通过最浅处的光的相位差在波长λ2处为2π。根据该结构，实现使x轴方向的偏振光衍射，使y轴方向的偏振光透过的作用。
偏振光各向异性全息元件180的沟槽面内的形状被设计成使得从衍射光L2’看到的半导体激光器612的视在发光点位于与半导体激光器611的发光点相同的位置。
其次，说明波长片621的详细情况。波长片621被设计成对波长650nm(λ1)的光起λ/2片的作用，对波长780nm(λ2)的光不起什么作用。即，确定波长片621的厚度d，使得对来自半导体激光器611的光大致上起(2m+1)λ/2片(m是整数)的作用，对来自半导体激光器612的光大致为nλ片(n是整数)。
如果把波长片621的相位超前轴与相位滞后轴的折射率差记为Δn，把入射的波长记为λ，则相位超前轴与相位滞后轴的相位差Δφ用下述[公式1]表示。
Δφ = 2 π λ Δn · d
如上所述，波长片621被置于相位超前轴与x轴成45度的方向。在该状态下入射到波长片621的x轴方向偏振的光按照由相位差Δφ决定的一定比例变换为沿着y轴方向偏振的光。
如果把沿着x轴方向偏振的入射光的强度记为I0，则通过波长片621变换为沿着y轴方向的偏振光的光的强度(偏振光方向是y轴方向)Iy用下述[公式2]表示。
I y = I 0 · sin 2 ( Δφ 2 )
另外，没有进行变换的光的强度(偏振光方向是x轴方向)Ix用下述[公式3]表示。
I x = I 0 · cos 2 ( Δφ 2 )
Ix和Iy都依赖于Δφ，Δφ依赖于入射光的波长λ。从而，Ix和Iy其作用因波长而异。波长片621利用了这种差别，实现上述的作用。
如上所述，可配置偏振光各向异性全息元件180，使得x轴方向的偏振光衍射，使得y轴方向的偏振光透过。因此，为了实现本实施例的光源装置，可以决定波长片621的厚度d，使得来自半导体激光器611的出射光L1(波长λ1)在透过波长片621以后的光的y轴分量强度Iy(λ1)，来自半导体激光器612的出射光L2(波长λ2)在透过波长片621后的光的x轴成分量强度Ix(λ2)均成为最大。
图3表示Iy(λ1)以及Ix(λ2)与波长片621的厚度d的关系。纵轴表示出射光的强度。从上述[公式1]～[公式3]可知，用实线表示的Iy(λ1)以及用虚线表示的Ix(λ2)都对于厚度d的变化周期性地进行变化，二者周期的差别起因于波长的差别。
从图3可知，如果取A位置的厚度d则效率成为最高。具有A位置的厚度的波长片621对波长λ1(650nm)的光大致起2.5λ片的作用，对波长λ2(780nm)的光大致起2λ片的作用。虽然A位置对各个波长不是最佳位置，但是是位于各波长的最佳位置的中间位置，因此在实用上没有问题。该位置可以根据所使用的系统的状况适当地在A附近确定。另外，在A’位置也可以得到大致相同的特性。
在本实施例的光源装置中按照图4所示的位置关系配置上述的偏振光各向异性全息元件180与波长片621，实现其工作。在图4中625表示波长片621的相位超前轴方向。
以下，应用图1说明本实施例的光源装置的工作。来自半导体激光器611的沿着x轴方向偏振的光L1通过上述的波长片621变换为沿着y轴方向偏振的光。光L1进而入射到偏振光各向异性全息元件180，而偏振光各向异性全息元件180由于使y轴方向的偏振光透过，因此从透过光L1’看到的视在发光点不发生移动而位于半导体激光器611的出射端。
来自半导体激光器612的沿着x轴方向偏振的光L2虽然入射到波长片621，但其偏振方向仍然保持在x轴方向而透过。光L2进而入射到偏振光各向异性全息元件180，但由于偏振光各向异性全息元件180使x轴方向的偏振光衍射，因此从衍射光L2’看到的视在发光点发生移动。偏振光各向异性全息元件180被设计成沟槽形状，使得从光L2’看到的视在发光点成为半导体激光器611的出射位置。从而，如果从出射一侧观看本光源装置，则出射光L1’与出射光L2’能够进行犹如从同一个点发光那样的工作。
如上所述，如果依据本发明，则能够高效而简单地实现产生有共同视在发光点的2个波长的光的光源装置。
在上述例子中，作为偏振光各向异性全息元件180也可以使用使x轴方向的偏振光透过，使y轴方向的偏振光衍射的偏振光各向异性全息元件，实现产生2个波长的光的光源装置。
以下，说明这样的光源装置。
基本结构与图1所示的光源装置相同。但是，在本光源装置中，作为偏振光各向异性全息元件180，与上述光源装置不同，使用使x轴方向的偏振光透过，使y轴方向的偏振光衍射的偏振光各向异性全息元件。另外，波长片621被设计成对波长650nm(λ1)的光不起任何作用，对波长780nm(λ2)的光起λ/2片的作用的波长片。即，确定波长片621的厚度d，使得波长片621对来自半导体激光器611的光大致起nλ片(n是整数)的作用，对来自半导体激光器612的光大致为(2m+1)λ/2片(m是整数)。例如，如果把波长片621的厚度d设计在图3的B位置则能够实现以上功能。在这种情况下，对于光L1而言起3λ片的作用，对光L2而言起2.5λ片的作用。
该结构对波长λ1(650nm)的光和波长λ2(780nm)的光的任一方都成为最佳设计，能够实现产生更高效率的2个波长的光的光源装置。另外，使用对于光L1而言起6λ片的作用的这种厚度的波长片621也能够获得相同的效果。
实施例2
图5是实施例2的光源装置630b的结构图。在本实施例2中，把实施例1中的半导体激光器611和半导体激光器612置换为半导体激光器613。其它的结构与实施例1相同。半导体激光器613是把半导体激光器611和半导体激光器612单片集成化了的器件，由于能够高精度地设置2个波长的光的发光点的间距，因此能够高精度地实现发光点一致的光源装置。
实施例3
图6是实施例3的光头装置的结构图。光源装置630是实施例1的光源装置630a或者实施例2的光源装置630b中的任一种，从同一视在点出射2束不同波长的光L1’、L2’。
光源装置630根据光盘350的种类，出射光L1’、L2’中的某一种或者同时出射这两种光。出射的光(L1’、L2’)受光束分离器361反射，通过准直透镜102和物镜103，会聚到光盘350上(去路)。进而该光束作为包含记录在光盘350上的信息的反射光通过与去路相反的光路，入射到光束分离器361。该光束透过光束分离器361加上非点像差，由光探测器191接收。在光探测器191中通过分割为多个的光接收元件，取出聚焦伺服信号等所必需的信息。
在现有的光头中，由于2束光的光源的位置不同，因此根据各自的光束需要2个光探测器。而如果依据本实施例，则用一个光探测器191就够了，能够简化因使用2个光探测器而附加的调整工序，从而能够实现廉价的光头装置。
实施例4
图7是实施例4的光源装置631的结构图。在本实施例4中，把实施例1的偏振光各向异性全息元件180的沟槽面内的形状设计成使得半导体激光器612的衍射光L2’的视在发光点与半导体激光器611的发光点位于同一光轴上的不同位置。
如果依据本实施例，则可以实现可能用于有必要使2束不同波长的光的发光点在光轴方向的位置偏移以纠正像差的光头装置等的光源装置。
另外，如实施例2那样，也能够实现把激光器611和半导体激光器612置换成单片集成化了的半导体激光器613，由此能够实现光轴高精度一致的光源装置。
实施例5
图8是实施例5的光头装置的结构图。光源装置631是实施例4的光源装置，从沿着视在光轴方向错开的2个点出射不同波长的光L1’、L2’。
光源装置631根据光盘的种类，使光L1’，L2’中的任一种光出射。
首先，说明记录以及/或者再生光盘351的情况。这时，使半导体激光器611发光，从光源装置631使光L1’出射。出射的光L1’透过光束分离器362，用准直透镜102变换为平行光，通过物镜103，会聚到光盘351上(去路)。进而该光束作为包含记录在光盘351上的信息的反射光通过与去路相反的光路，入射到光束分离器362。该光束受光束分离器362反射，为了检测伺服信号，由全息元件171进行波面变换，由光探测器192接收。
其次，说明记录以及/或者再生与光盘351有不同厚度的光盘352的情况。这时，使半导体激光器612发光，从光源装置631使光L2’出射。出射的光L2’透过光束分离器362，用准直透镜102变换为稍许偏离平行的光，通过物镜103会聚到光盘352(去路)。这时，由于稍许偏离平行的光入射到物镜103，因此可纠正由光盘基片的厚度差异引起的球面像差。光L2’进而作为包含记录在光盘352上的信息的反射光通过与去路相反的光路，入射到光束分离器632，该光束受光束分离器362反射，为了检测伺服信号，由全息元件171进行波面变换，由光探测器192接收。
如果依据本实施例，则能够简单而廉价地实现能够记录以及/或者再生不同厚度光盘的光头装置。
实施例6
图9是实施例6的光源装置632的结构图。本实施例的光源装置632是利用偏振光，高效地分离去回光路的光学系统中使用的光源装置。
实施例1，实施例2以及实施例4的光源装置由于光L1’与光L2’的偏振方向正交，因此不能在把λ/4片与偏振光分离光学系统组合起来的去回光路光学系统中使用。本实施例的光源装置632通过使用波长片622解决该问题。
波长片622是与波长片621起到相同作用的波长片，将波长片621、622配置成使得2个相位超前轴方向成为相同方向或者相互正交的方向，并进行层叠使得在其中间夹入偏振光各向异性全息元件180。借助于该波长片622能够把由波长片621改变了偏振方向的光的偏振方向恢复过来，能够实现光L1’与光L2’的偏振方向一致的光源装置。
实施例7
图10是实施例7的光头装置的结构图。光源装置632是实施例6的光源装置，从同一视在点出射偏振方向一致的2个不同波长的光L1’、L2’。
光源装置632根据光盘351的种类，出射光L1’、L2’中的任一种或者同时出射这两种光。出射的光(L1’、L2’)透过偏振光束分离器107，由准直透镜102变换为平行光以后，由1/4波长片115变换为圆偏振光，通过物镜103会聚到光盘351上(去路)。进而该光束作为包含记录在光盘351上的信息的反射光通过与去路相反的光路入射到偏振光束分离器107。这时，通过1/4波长片115圆偏振光变换为与去路正交的偏振光。该光束受偏振光束分离器107反射，由圆柱透镜109加上非点像差，由光探测器193接收。在光探测器193中通过被分离为多个的光接收元件，取出聚焦伺服信号等必要的信息。
如果依据本实施例，则由于能够高效地分离去回光路，因此能够实现高效的光头装置。
实施例8
图11是表示实施例8的光学元件的结构的剖面图。410是各向同性基板，在表面上形成剖面形状为锯齿形周期性的沟槽。在该锯齿形的沟槽中充填双折射材料450。选定各向同性基板410与双折射材料450，使得y轴方向的折射一致，使得该方向的偏振光不致发生衍射。
另外，为了以最大效率使沿着x轴方向偏振的波长λ2的光(L2)衍射，根据双折射材料450的双折射量决定沟槽的深度，使得通过了双折射材料450的沟槽的最深处的光与通过了最浅处的光的相位差在波长λ2处为2π。该结构能实现使x轴方向的偏振光衍射，使y轴方向的偏振光透过的作用。
进而在该元件中，被设计成对波长650nm(λ1)的光起λ/2片的作用，对波长片780nm(λ2)的光不起什么作用的双折射材料420被配置在与双折射材料450的各向同性基板410相反一侧的面上，其相位超前轴与x轴成45度。
本光学元件由于把由各向同性基板410以及双折射材料450构成的偏振光各向异性全息元件与波长片(双折射基板420)集成化，因此体积很小。另外由于也能够在晶片的状态下制作，是一种能够采用切割方法进行批量生产的结构。
实施例9
图12是表示实施例9的光学元件结构的剖面图。在各向同性基板411的表面上形成或者粘接树脂等双折射材料451的薄膜，进而形成剖面形状为锯齿形的双折射材料450，用各向同性材料441充填该锯齿形的沟槽。进而为了提高抗湿性等抗环境性能，粘接各向同性基板412。选定双折射材料450与各向同性材料441，使得y轴方向的折射一致，使得该方向的偏振光不致发生衍射。
另外，为了以最高效率使沿着x轴方向偏振的波长λ2的光(L2)衍射，确定沟槽的深度，使得通过了双折射材料450的沟槽的最深处的光与通过了最浅处的光的相位差在波长λ2处为2π。该结构能实现使x轴方向的偏振光衍射，使y轴方向的偏振光透过的作用。
进而在本元件中双折射材料451的厚度被设计成使得对波长650nm(L1)的光起λ/2片的作用，对波长780nm(L2)的光不起什么作用，其相位超前轴被配置成与x轴成45度。
本光学元件由于使由各向同性材料441以及双折射材料450构成的偏振光各向异性全息元件与波长片(双折射材料451)集成化，因此体积很小。另外由于也能够在晶片状态下制作，是一种能够采用切割方法进行批量生产的结构。
实施例10
图13是表示实施例10的光学元件结构的剖面图。本元件是在实施例8(图11)的光学元件的各向同性基板410上集成了双折射基板421的产物。在与实施例8相同的构件上标注相同的符号并且省略重复的说明。通过赋予双折射基板421上与双折射基板420相同的功能，能够如在实施例6中说明的那样，使2束出射光的偏振光方向一致。
实施例11
图14是表示实施例11的光学元件结构的剖面图。本元件是在实施例9(图12)的光学元件的各向同性材料441与各向同性基板412之间集成了双折射材料452后的产物。在与实施例9相同的构件上标注相同的符号并且省略重复的说明。通过赋予双折射材料452与双折射材料451相同的功能，能够如在实施例6说明的那样，使2束出射光的偏振方向一致。
实施例12
图15是实施例12的光信息处理装置的结构图。光盘350由旋转机构510旋转。光头装置500由驱动装置502粗调到光盘350中存在所希望信息的轨迹处。光头装置500还与光盘350有对应的位置关系，向电路504发送聚焦误差信号或者跟踪误差信号。电路504对应于这些信号，向光头装置500发送使物镜微动的信号。根据该信号，光头对光盘350进行聚焦伺服和跟踪伺服。对光盘350进行信息的读出、写入或消除。另外，电路504还具有判别光盘350的种类并进行控制的功能，使得光头装置500内的半导体激光器发出适当波长的光。
作为光头装置500，能够使用实施例3、5、7中任一种光头装置。本实施例的光信息处理装置由于使用了这样的光头装置500，因此具有能够实现不同种类的光盘的记录以及/或者再生的功能。
如以上说明的那样，如果依据本发明的光源装置以及发光点位置并合方法，就能够以简单的结构低成本地使光轴一致并且高效地出射波长不同的2束光。
另外，如果依据本发明的光学元件，则能够几乎不降低光的强度，使光轴一致，出射从配置在不同位置的光源出射的不同波长的2束光。
另外，如果依据本发明的光头装置，则由于发射光源出射光轴一致的2个不同波长的光，因此不需要设置分别对应于2个波长的光的会聚光学系统和光探测器。从而，能够提供小型、不增加调整工序以及低成本的光头装置。
另外，如果依据本发明的光信息处理装置，则能够以简单的结构低成本地对使用波长不同的信息记录媒体提供使信息的记录以及/或者再生成为可能的光信息处理装置。

Claims (12)

1.一种光源装置，其特征在于：
具备：
出射具有第1波长λ1而且沿着第1方向偏振的光的第1光源；
出射具有与上述第1波长不同的第2波长λ2而且沿着上述第1方向偏振的光的第2光源；
波长片；以及
用于将沿着上述第1方向偏振的光衍射，将沿着与上述第1方向正交的第2方向偏振的光透过的衍射元件，
上述波长片的相位超前轴被配置在与上述第1方向大约成45度的角度上，
上述波长片的厚度t和对于上述第1波长λ1的光的复折射量Δn1的关系，在m为整数时，大约满足(2m+1)·λ1＝t/Δn1；
上述波长片的厚度t和对于上述第2波长λ2的光的复折射量Δn2的关系，在n为整数时，大约满足n·λ2＝t/Δn2；
从上述第1光源出射的光被变换为沿着上述第2方向偏振的光，并透过上述波长片，从上述第2光源出射的光不变换偏振光方向而透过上述波长片，
上述衍射元件使透过了上述波长片的、从上述第2光源出射的光衍射，
被上述衍射元件衍射的、从上述第2光源出射的光具有与上述第2光源的发光点不同的视在发光点。
2.如权利要求1中所述的光源装置，其特征在于：
从上述第2光源出射的光的视在发光点与上述第1光源的发光点一致。
3.如权利要求1中所述的光源装置，其特征在于：
上述第1光源沿着特定方向出射具有方向性的光，
从上述第2光源出射的光的视在发光点位于从上述第1光源的发光点的上述特定的方向。
4.如权利要求1中所述的光源装置，其特征在于：
还具有第2波长片，
上述第2波长片的相位超前轴被配置在与上述第1方向大约成45度的角度上，
上述第2波长片的厚度t’和对于上述第1波长λ1的光的复折射量Δn1’的关系，在n’为整数时，大约满足n’·λ1＝t’/Δn1’；
上述第2波长片的厚度t’和对于上述第2波长λ2的光的复折射量Δn2’的关系，在m’为整数时，大约满足(2m’+1)·λ2＝t’/Δn2’；
被变换为在上述第2方向上偏振的光的、从上述第1光源出射的光透过上述第2波长片，并被变换为在上述第1方向上偏振的光。
5.一种光源装置，其特征在于：
具备
出射具有第1波长λ1而且沿着第1方向偏振的光的第1光源；
出射具有与上述第1波长不同的第2波长λ2而且沿着上述第1方向偏振的光的第2光源；
波长片；以及
用于将沿着上述第1方向偏振的光透过，将沿着与上述第1方向正交的第2方向偏振的光衍射的衍射元件，
上述波长片的相位超前轴被配置在与上述第1方向大约成45度的角度上，
上述波长片的厚度t和对于上述第1波长λ1的光的复折射量Δn1的关系，在n为整数时，大约满足n·λ1＝t/Δn1；
上述波长片的厚度t和对于上述第2波长λ2的光的复折射量Δn2的关系，在m为整数时，大约满足(2m+1)·λ2＝t/Δn2；
从上述第2光源出射的光被变换为沿着上述第2方向偏振的光，并透过上述波长片，从上述第1光源出射的光不变换偏振光方向而透过上述波长片，
上述衍射元件使透过了上述波长片的、从上述第2光源出射的光衍射，
被上述衍射元件衍射的、从上述第2光源出射的光具有与上述第2光源的发光点不同的视在发光点。
6.如权利要求5中所述的光源装置，其特征在于：
从上述第2光源出射的光的视在发光点与上述第1光源的发光点一致。
7.如权利要求5中所述的光源装置，其特征在于：
上述第1光源沿着特定方向出射具有方向性的光，
从上述第2光源出射的光的视在发光点位于从上述第1光源的发光点的上述特定的方向。
8.如权利要求5中所述的光源装置，其特征在于：
还具有第2波长片，
上述第2波长片的相位超前轴被配置在与上述第1方向大约成45度的角度上，
上述第2波长片的厚度t’和对于上述第1波长λ1的光的复折射量Δn1’的关系，在n’为整数时，大约满足n’·λ1＝t’/Δn1’；
上述第2波长片的厚度t’和对于上述第2波长λ2的光的复折射量Δn2’的关系，在m’为整数时，大约满足(2m’+1)·λ2＝t’/Δn2’；
被变换为在上述第2方向上偏振的光的、从上述第2光源出射的光透过上述第2波长片，并被变换为在上述第1方向上偏振的光。
9.一种光学元件，其特征在于：
具备：
厚度t和对于第1波长λ1的光的复折射量Δn1的关系，在m为整数时，大约满足(2m+1)·λ1＝t/Δn1，厚度t和对于上述第2波长λ2的光的复折射量Δn2的关系，在n为整数时，大约满足n·λ2＝t/Δn2的波长片；和
用于将沿着第1方向偏振的光透过，将沿着与上述第1方向正交的第2方向偏振的光衍射的衍射元件；
上述波长片和上述衍射元件被配置成使得上述波长片的相位超前轴与上述第1方向的夹角大致为45度。
10.一种光学元件，其特征在于：
具备：
厚度t和对于上述第1波长λ1的光的复折射量Δn1的关系，在n为整数时，大约满足n·λ1＝t/Δn1，厚度t和对于上述第2波长λ2的光的复折射量Δn2的关系，在m为整数时，大约满足(2m+1)·λ2＝t/Δn2的第1波长片；
厚度t’和对于上述第1波长λ1的光的复折射量Δn1’的关系，在n’为整数时，大约满足n’·λ1＝t’/Δn1’，厚度t’和对于上述第2波长λ2的光的复折射量Δn2’的关系，在m’为整数时，大约满足(2m’+1)·λ2＝t’/Δn2’的第2波长片；以及
用于将沿着第1方向偏振的光透过，将沿着与上述第1方向正交的第2方向偏振的光衍射的衍射元件，
按序配置上述第1波长片，上述衍射元件以及上述第2波长片，使得上述第1波长片的相位超前轴与上述第1方向的夹角以及上述第2波长片的相位超前轴与上述第1方向的夹角都大致为45度。
11.一种光头装置，该光头装置具备发射光源；会聚来自上述发射光源的光束并在信息记录媒体上形成微小光点的会聚光学系统；接受被上述信息记录媒体反射的光束并输出光电流的光探测器，其特征在于：
上述发射光源是权利要求1～8的任一项中所述的光源装置。
12.一种光信息处理装置，该光信息处理装置具备在信息记录媒体上照射光束并从其反射光读取信息的光头装置；控制上述光头装置，处理所读取的信息的电路，其特征在于：
上述光头装置是权利要求11中所述的光头装置，
上述电路可进行控制，使得根据上述信息记录媒体的种类，上述光头装置内的光源装置出射适当波长的光。
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