專利名稱：激光頭裝置、衍射元件及衍射元件的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明，涉及用于DVD及CD等的光記錄媒體的重放、記錄的激光頭裝置、衍射元件和衍射元件的制造方法。
背景技術(shù)：
作為激光頭裝置，已知有具有DVD-R重放、記錄用的650nm頻帶的激光二極管和CD-R重放、記錄用的780nm頻帶的激光二極管的所謂2波長激光頭裝置。
例如，如圖9所示，2波長激光頭裝置100，具有射出DVD-R重放、記錄用的650nm頻帶的第1激光L1的第1激光光源101；射出CD-R重放、記錄用的780nm頻帶的第2激光L2的第2激光光源102；將第1激光L1和第2激光L2向光記錄媒體103引導(dǎo)的共同光學(xué)系統(tǒng)104。
共同光學(xué)系統(tǒng)104，具有向光記錄媒體103反射第1激光L1的第1光束分離器141；透射由第1光束分離器141反射的第1激光L1、并向光記錄媒體103反射第2激光L2的第2光束分離器142；將來自第2光束分離器142的第1激光L1和第2激光L2作成平行光的準(zhǔn)直透鏡143；將來自準(zhǔn)直透鏡143的平行光在光記錄媒體103上聚光的物鏡144。共同光學(xué)系統(tǒng)104還具有將由光記錄媒體103反射，透過第2光束分離器142和第1光束分離器141的第1和第2的激光的返回光聚光的中心透鏡145；接受通過該中心透鏡145來的第1和第2激光L1、L2的返回光的共同的受光元件146。
又，在第1激光光源101與共同光學(xué)系統(tǒng)104之間配置有第1衍射元件105，在第2激光光源102與共同光學(xué)系統(tǒng)104之間配置有衍射元件106，通過用第1衍射元件105所獲得的第1激光L1的衍射光和用第2衍射元件106所獲得的第2激光的衍射光，在激光頭裝置100中，利用差動推挽法(DPP法)等進(jìn)行跟蹤誤差檢測。
這里，第1和第2的衍射元件105、106，分別設(shè)定有與第1和第2的激光L1、L2的波長相應(yīng)的衍射光柵的階梯高度。例如，若激光頭裝置100是重放專用的，則將第1和第2的衍射元件105、106的階梯的高度作成0.1μm～0.5μm左右。又，若將激光頭裝置100作成對重放、記錄都能使用時，則從能量效率方面考慮將1次/0次分波比減小，并設(shè)定多個0次光的比例，因此階梯的高度采用0.1μm～0.2μm左右。
但是，在使用這樣的第1和第2的衍射元件105、106的激光頭裝置100中，存在以下的問題首先，由于使用第1和第2的衍射元件105、106兩個衍射元件，零件個數(shù)多且需要分別對第1和第2衍射元件105、106進(jìn)行位置調(diào)整，因此激光頭裝置的組裝需花費很大的工夫。
又，如上所述，在激光頭裝置100為重放專用的情況下，第1和第2的衍射元件105、106的階梯的高度采用約成0.1μm～0.5μm左右，設(shè)計自由度高，而在激光頭裝置對重放、記錄都能進(jìn)行的情況下，階梯的高度采用0.1μm～0.2μm左右受到更多制約。
又，由于將第1和第2的衍射元件105、106配置在第1和第2的激光光源101、102的附近，故光柵的級距(pitch)細(xì)小。因此，在用成膜技術(shù)及光刻技術(shù)等這樣的半導(dǎo)體加工方法形成光柵的情況下，就必須使用分檔器(日文ステツパ)等高價的暴光裝置，另一方面，在用切削加工形成光柵的情況下，必須使用寬度窄的車刀等，用這樣的任一種方法進(jìn)行制造都難以大量生產(chǎn)。
又，在將第1和第2的激光光源101、102內(nèi)藏在1個組件中的雙激光器型的激光光源用于激光頭裝置中的情況下，對于雙激光器型的激光光源，將與各激光對應(yīng)的第1和第2的衍射元件105、106沿裝置光軸排列著配置。因此，在任何1個激光都通過與另一方的激光對應(yīng)的一側(cè)的衍射元件時，成為較多地發(fā)生不需要的光、效率降低、噪音的原因。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是鑒于上述問題而作成的，其目的在于，提供在大量生產(chǎn)中也能精度良好地形成分別衍射波長不同的第1和第2的激光的第1衍射光柵和第2衍射光柵的衍射元件的激光頭裝置、衍射元件和衍射元件的制造方法。
為了解決上述問題，在本發(fā)明中的激光頭裝置，具有射出第1激光的第1光源；射出與所述第1激光波長不同的第2激光的第2光源；將從這些光源所射出的第1激光和第2激光向光記錄媒體引導(dǎo)的共同光學(xué)路徑，其特點在于，將衍射元件配置在所述共同光學(xué)路徑上，所述衍射元件，具有部分地形成于入射面或射出面上的第1衍射光柵和第2衍射光柵，所述第1衍射光柵，構(gòu)成為使所述第1激光衍射，同時使所述第2激光不衍射地保持原狀透過的狀態(tài)，所述第2衍射光柵，構(gòu)成為使所述第2激光衍射、并使所述第1激光按照原狀地透過的狀態(tài)。
在本發(fā)明中，所述衍射元件，一側(cè)的平面至少具有被分割成型成所述第1衍射光柵的第1衍射光柵形成區(qū)域和形成有所述第2衍射光柵的第2衍射光柵形成區(qū)域的透光性基板。采用這樣的結(jié)構(gòu)，由于在透光性基板的一側(cè)的平面上，部分地形成有第1衍射光柵和第2衍射光柵，故能在衍射元件的射出面或入射面上部分地形成有第1衍射光柵和第2衍射光柵。又，由于將第1衍射光柵和第2衍射光柵形成在相同的平面上，故能使光柵方向高度一致。
又，在本發(fā)明中，所述衍射元件，具有有所述第1衍射光柵的第1平面與有所述第2衍射光柵的第2平面相對的透光性基板，所述第1平面被分割成型成所述第1衍射光柵的第1衍射光柵形成區(qū)域和不使所述第1激光衍射的區(qū)域，所述第2平面被分割成型成所述第2衍射光柵的第2衍射光柵形成區(qū)域和至少不使所述第2激光衍射的區(qū)域。采用這樣的結(jié)構(gòu)，能在衍射元件的射出面和入射面上部分地形成第1衍射光柵和第2衍射光柵。又，與在入射面和射出面的整個面上形成衍射光柵的情況相比，能提高衍射元件的表里面上的衍射光柵的形狀精度。
在本發(fā)明中，最好是，所述第1衍射光柵和所述第2衍射光柵，都由規(guī)定的高度的多個階梯所形成。通過將階梯的高度根據(jù)第1衍射光柵和第2衍射光柵分別進(jìn)行設(shè)定，就能分別對第1衍射光柵和第2衍射光柵的衍射效率進(jìn)行設(shè)定。
在本發(fā)明中，最好是，在將所述第1激光的波長設(shè)為λ1；將所述第2激光的波長設(shè)為λ2；將所述透光性基板的折射率設(shè)為n；將1以上的整數(shù)設(shè)為a、b時，將所述第1衍射光柵的階梯的高度設(shè)定成滿足aλ2/(n-1)，并將所述第2衍射光柵的階梯設(shè)定為滿足bλ1/(n-1)。當(dāng)將階梯的高度進(jìn)行這樣的設(shè)定時，能利用a、b的值對所需的衍射效率進(jìn)行設(shè)定。
在本發(fā)明中，最好是，使在所述第1衍射光柵中衍射的第1激光的光成分的相位與透過所述第2衍射光柵的第1激光的光成分的相位一致。采用這樣的結(jié)構(gòu)，能使第1激光的透過率提高，使光點直徑減小。
在本發(fā)明中，最好是，在構(gòu)成衍射元件的透光性基板的一側(cè)的平面被分割成第1衍射光柵形成區(qū)域和第2衍射光柵形成區(qū)域的情況下，所述透光性基板的所述一側(cè)的平面，例如，被條狀地分割成所述第1衍射光柵形成區(qū)域和所述第2衍射光柵形成區(qū)域。若這樣簡單排列地形成第1衍射光柵形成區(qū)域和第2衍射光柵形成區(qū)域，則具有容易制造且不發(fā)生因區(qū)域分割引起的衍射光的優(yōu)點。這里，在將第1衍射光柵形成區(qū)域和第2衍射光柵形成區(qū)域分割成條狀的情況下，只要將各區(qū)域的寬度作成波長的100倍左右，就能抑制因區(qū)域分割引起的衍射光的發(fā)生、能良好地進(jìn)行記錄、重放。
在本發(fā)明中，最好是，所述透光性基板的所述同一平面，被同心圓狀地分割成所述第1衍射光柵形成區(qū)域和所述第2衍射光柵形成區(qū)域。采用這樣的結(jié)構(gòu)，能獲得良好的跟蹤誤差檢測用信號，并能獲得重放后信號、記錄用信號。
在本發(fā)明中，最好是，所述透光性基板的所述同一平面，分別被同心圓狀交替地地分割成多個環(huán)狀區(qū)域的所述第1射光柵形成區(qū)域和所述第2衍射光柵形成區(qū)域。采用這樣的結(jié)構(gòu)，對于0次光和衍射光的任1個、都能使光束形狀與入射光大致同等，就能進(jìn)行良好的記錄、重放。
在本發(fā)明中，最好是，所述透光性基板的所述同一平面，被矩陣狀地分割成所述第1衍射光柵形成區(qū)域和所述第2衍射光柵形成區(qū)域。采用這樣的結(jié)構(gòu)，對于0次光和衍射光的任一個，都能使光束形狀與入射光大致相同，就能進(jìn)行良好的記錄、重放。
在本發(fā)明中，最好是，在構(gòu)成衍射元件的透光性基板的第1平面上有第1衍射光柵形成區(qū)域、在第2平面上有第2衍射光柵形成區(qū)域的情況下，在所述透光性基板的所述第1平面和所述第2平面上，同心圓狀地形成有所述第1衍射光柵形成區(qū)域和所述第2衍射光柵形成區(qū)域。采用這樣的結(jié)構(gòu)，能使第1激光和第2激光的光束形狀與入射光大致同等，就能進(jìn)行良好的記錄、重放。
在這種情況下，最好是，所述衍射元件的所述第1衍射光柵形成區(qū)域和所述第2衍射光柵形成區(qū)域比通過該區(qū)域的激光的有效直徑大。采用這樣的結(jié)構(gòu)，在將衍射元件搭載在激光頭裝置上時的調(diào)整中，由于在光軸方向和與光軸正交的方向的位置調(diào)整、使衍射元件圍繞光軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)而對光柵方向進(jìn)行調(diào)整的旋轉(zhuǎn)調(diào)整中，在位置調(diào)整的范圍具有余量，故容易對衍射元件的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行調(diào)整。
在本發(fā)明中，最好是，在所述第1激光的波長比所述第2激光的波長短的情況下，所述衍射元件，在包含光軸的中央?yún)^(qū)域，構(gòu)成為具有不使所述第1激光衍射的區(qū)域。采用這樣的結(jié)構(gòu)，在包含光軸的中央?yún)^(qū)域中，由于第1激光不衍射，故在使用第1激光在光記錄媒體上記錄信息時，能使用中央部的效率高的狀態(tài)的光束點。該情況下，只要在包含上述光軸的中央?yún)^(qū)域的外周側(cè)上形成第1激光的衍射光柵，也能獲得所需的衍射光。
在本發(fā)明中，最好是，所述衍射元件，在所述共同光學(xué)路徑中，僅通過朝光記錄媒體的所述第1和所述第2的激光，并被配置在不通過由光記錄媒體反射的所述第1和第2的激光的返回光的部分。采用這樣的結(jié)構(gòu)，由于衍射元件不會衍射由光記錄媒體反射的返回光，故能防止因返回光的衍射引發(fā)噪音。
在本發(fā)明中的衍射元件，入射第1激光和與該第1激光波長不同的第2激光，其特點在于，透光性基板的同一平面至少被分割成形成衍射所述第1激光，同時使所述第2激光不衍射地保持原狀透過的第1衍射光柵的第1衍射光柵形成區(qū)域；形成衍射所述第2激光，同時使所述第1激光不衍射地保持原狀透過的第2衍射光柵的第2衍射光柵形成區(qū)域。
在本發(fā)明的衍射元件的制造方法中，對于使所述衍射元件成型用的模具，利用切削加工，形成構(gòu)成所述第1衍射光柵的第1槽和構(gòu)成所述第2衍射光柵的第2槽，然后，用所述模具形成所述衍射元件。
如上所述，本發(fā)明的衍射元件，由于能配置在共同的光路中，故能使衍射元件遠(yuǎn)離第1和第2激光光源地進(jìn)行配置。因此，由于能使第1和第2的衍射光柵中的光柵的級距增大，能利用由刀寬較大的車刀進(jìn)行的切削加工在模具上形成槽。又，由于將第1和第2衍射光柵形成在相同側(cè)的平面上，故在組裝模具時，也不需要以高精度使表里面一致成制造已有的衍射元件的情況。又，由于第1衍射光柵與第2衍射光柵的階梯高度不同，故用切削加工形成槽的方法，與用半導(dǎo)體加工方法形成光柵的情況相比是容易的，且設(shè)備費用也便宜。
在本發(fā)明中，最好是，在構(gòu)成所述模具的可動側(cè)的模具構(gòu)件和固定側(cè)的模具構(gòu)件中，對于該固定側(cè)的模具構(gòu)件形成所述第1槽和所述第2槽。當(dāng)用這樣結(jié)構(gòu)的模具形成衍射元件時，與對于可動側(cè)的模具構(gòu)件形成第1槽和第2槽的情況相比，能形成槽的尺寸精度高的衍射元件。
在本發(fā)明的衍射元件的另一制造方法中，對于所述基板，利用切削加工，形成構(gòu)成所述第1衍射光柵用的第1槽和構(gòu)成所述第2衍射光柵用的第2槽。
如上所述，本發(fā)明的衍射元件，由于能配置在共同的光路中，故能使衍射元件遠(yuǎn)離第1和第2激光光源地進(jìn)行配置。因此，由于能使第1和第2的衍射光柵中的光柵的級距增大，能利用由刀寬較大的車刀進(jìn)行的切削加工在基板上形成槽。又，由于第1衍射光柵與第2衍射光柵的階梯高度不同，故用切削加工形成槽的方法，與用半導(dǎo)體加工方法形成光柵的情況相比是容易的，且設(shè)備費用也便宜。
接著，本發(fā)明的衍射元件，入射第1激光和與該第1激光波長不同的第2激光，其特點在于，在透光性基板的相對的平面中，一個平面，至少被分割成形成衍射所述第1激光，同時使所述第2激光不衍射地保持原狀透過的第1衍射光柵的第1衍射光柵形成區(qū)域；不衍射所述第1激光的區(qū)域，另一個平面，至少被分割成形成衍射所述第2激光，同時使所述第1激光不衍射地保持原狀透過的第2衍射光柵的第2衍射光柵形成區(qū)域；不衍射所述第2激光的區(qū)域。
在本發(fā)明的衍射元件的制造方法中，對于使所述衍射元件成型用的模具，利用切削加工，形成構(gòu)成所述第1衍射光柵的第1槽和構(gòu)成所述第2衍射光柵的第2槽，然后，用所述模具形成所述衍射元件。
如上所述，本發(fā)明的衍射元件，由于能配置在共同的光路中，故能使衍射元件遠(yuǎn)離第1和第2激光光源地進(jìn)行配置。因此，能使第1和第2的衍射光柵中的光柵的級距增大，能利用由刀寬較大的車刀進(jìn)行的切削加工在模具上形成槽。又，由于將第1和第2衍射光柵部分地形成在衍射元件的表里面上，故與在表背的整個面上形成衍射光柵的情況相比，能高精度地形成。在組裝模具時，與在表背的整個面上形成衍射光柵的情況相比，能使光柵方向高精度一致。又，由于第1衍射光柵與第2衍射光柵的階梯高度不同，故用切削加工形成槽的方法，與用半導(dǎo)體加工方法形成光柵的情況相比是容易的，且設(shè)備費用也便宜。
在本發(fā)明的衍射元件的另一制造方法中，對于所述透光性基板，利用切削加工，形成構(gòu)成所述第1衍射光柵用的第1槽和構(gòu)成所述第2衍射光柵用的第2槽。
如上所述，本發(fā)明的衍射元件，由于能配置在共同的光路中，故能使衍射元件遠(yuǎn)離第1和第2激光光源地進(jìn)行配置。因此，能使第1和第2的衍射光柵中的光柵的級距增大，能利用由刀寬較大的車刀進(jìn)行的切削加工在基板上形成槽。又，由于第1衍射光柵與第2衍射光柵的階梯高度不同，故用切削加工形成槽的方法，與用半導(dǎo)體加工方法形成光柵的情況相比是容易的，且設(shè)備費用也便宜。
又，本發(fā)明的衍射元件，分別入射波長不同的第1激光、第2激光和第3激光，其特點在于，在透光性基板的相對的平面中，一個平面，至少被分割成形成以規(guī)定的衍射效率使所述第1激光衍射的第1衍射光柵的第1衍射光柵形成區(qū)域和不使所述的第2激光和第3激光衍射的區(qū)域，另一個平面，至少被分割成形成以規(guī)定的衍射效率使所述第2激光衍射、并使所述第3激光不衍射地保持原狀通過的第2衍射光柵的第2衍射光柵形成區(qū)域；形成以規(guī)定的衍射效率使所述第3激光衍射、并使所述第2激光不衍射地保持原狀通過的第3衍射光柵的第3衍射光柵形成區(qū)域；不使所述第1激光衍射的區(qū)域。
發(fā)明效果在用于本發(fā)明的激光頭裝置的衍射元件中，將使第1激光衍射并使第2激光不衍射地保持原狀透過的第1衍射光柵和使第2激光衍射、且不使第1激光衍射地保持原狀透過的第2衍射光柵部分地形成于衍射元件的入射面或射出面上。在該1個衍射元件中，能獲得第1激光和第2激光的0次光和衍射光，能對2種光記錄媒體生成重放用信號、記錄用信號和跟蹤誤差檢測用信號。
又，在通常的衍射光柵中，對階梯高度、由負(fù)載引起的0次光與1次衍射光的分波比進(jìn)行調(diào)整，本元件的情況，通過對第1衍射光柵形成區(qū)域與第2衍射光柵形成區(qū)域的面積進(jìn)行調(diào)整，由于也能容易地對0次光與1次衍射光的分波比進(jìn)行調(diào)整，故設(shè)計的自由度變得非常大、能獲得對第1和第2激光的兩方最佳的高效率的結(jié)構(gòu)。又，還能與將第1和第2激光光源搭載在相同組件上的雙激光器相對應(yīng)。
而且，采用本發(fā)明，由于能將衍射元件配置在共同的光路中，并遠(yuǎn)離第1和第2的激光地進(jìn)行配置，故能使第1和第2衍射光柵中的光柵的級距增大。因此，在大量生產(chǎn)中，也能容易地形成第1和第2衍射光柵。又，通過在衍射元件的同一面上形成第1和第2衍射光柵，故在制造衍射元件的情況下，與在表里面制造形成第1和第2衍射光柵的已有的衍射元件的情況相比，在模具成型和半導(dǎo)體加工方法的任一個中，本發(fā)明的方法都能適合于大量生產(chǎn)。也就是說，在模具成型的情況下，由于能用復(fù)制性良好的固定側(cè)的模具來形成第1和第2的衍射光柵，故能形成良好的精度。又，在組裝模具時，也不需要象制作已有的衍射元件時那樣使表背的條狀的方向高精度一致。另一方面，在以光刻技術(shù)等那樣的半導(dǎo)體加工方法制作的情況下，由于只要在基板的同一面上形成第1和第2衍射光柵就可以，故與在表里面上形成光柵的情況相比，生產(chǎn)率高。
又，在本發(fā)明中，由于在衍射元件的表里面上形成第1和第2的衍射光柵的場合、部分地形成第1和第2衍射光柵，故與在制作第1和第2的衍射光柵形成于表背的整個面上的已有的衍射元件的情況相比，在模具成型的情況下，本發(fā)明的方法也能適合于大量生產(chǎn)。也就是說，在模具成型的情況下，由于用模具在表背的面上部分地形成第1和第2的衍射光柵，故對于在復(fù)制性差的可動側(cè)的模具上所形成的一側(cè)的衍射光柵，與在整個面上形成衍射光柵的情況相比，也能形成良好的精度。又，在組裝模具時，若與在表背整個面上形成衍射光柵的情況相比時，也能使表里的條的方向高精度一致。


圖1是本發(fā)明實施形態(tài)1的激光頭裝置的光學(xué)系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)圖。
圖2(A)～(E)是本發(fā)明實施形態(tài)1的衍射元件的俯視圖、右側(cè)視圖、示意地表示光柵形成的橫剖視圖、表示由衍射元件產(chǎn)生的第1激光的衍射狀態(tài)的說明圖、表示由衍射元件產(chǎn)生的第2激光的衍射狀態(tài)的說明圖。
圖3(A)、(B)是本發(fā)明實施形態(tài)3的衍射元件的俯視圖和側(cè)視圖。
圖4(A)、(B)是本發(fā)明實施形態(tài)4的衍射元件的俯視圖和側(cè)視圖。
圖5(A)、(B)是本發(fā)明實施形態(tài)5的衍射元件的俯視圖和側(cè)視圖。
圖6(A)～(E)是表示本發(fā)明實施形態(tài)7的衍射元件的俯視圖、側(cè)視圖、后視圖、表示由衍射元件產(chǎn)生的第1激光的衍射狀態(tài)的說明圖、表示由衍射元件產(chǎn)生的第2激光的衍射狀態(tài)的說明圖。
圖7是本發(fā)明的激光頭裝置中的衍射元件的另一配置位置的說明圖。
圖8是具有射出第1激光和第2激光的雙激光器的激光頭裝置中的衍射元件的配置位置的說明圖。
圖9是表示已有的激光頭裝置的光學(xué)系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)圖。
符號說明1-激光頭裝置；2-第1激光二極管；3-第2激光二極管；4-共同的光學(xué)系統(tǒng)；5-光記錄媒體；6-衍射元件；41-第1光束分離器；42-第2光束分離器；43-準(zhǔn)直透鏡；44-物鏡；45-中心透鏡；46-受光元件；61-透光性基板；62-入射面；63-射出面；64-第1衍射光柵形成區(qū)域；65-第2衍射光柵形成區(qū)域；66-第1衍射光柵；66a-階梯；67-第2衍射光柵；67a-階梯；L1-第1激光；L1A-第1激光的0次光；L1B、L1C-第1激光的±1次衍射光；L2-第2激光；L2A-第2激光的0次光；L2B、L2C-第2激光的±1次衍射光具體實施方式
以下參照附圖對應(yīng)用本發(fā)明的激光頭裝置的一例進(jìn)行說明。
實施形態(tài)1<總體結(jié)構(gòu)>
圖1是本例的激光頭裝置的光學(xué)系統(tǒng)的概略結(jié)構(gòu)圖。本例的激光頭裝置1，是對DVD-R、CD-R等的基板厚度及記錄密度不同的多種光記錄媒體5進(jìn)行信息的重放、記錄等的裝置，具有射出波長為650nm頻帶的第1激光L1的第1激光二極管2、射出波長為780nm頻帶的第2激光L2的第2激光二極管3、共同光學(xué)系統(tǒng)4。
共同光學(xué)系統(tǒng)4，具有向光記錄媒體5反射第1激光L1的第1光束分離器41；透過由第1光束分離器41反射的第1激光L1、并向光記錄媒體5反射第2激光L2的第2光束分離器42；將來自第2光束分離器42的第1激光L1和第2激光L2作成平行光的準(zhǔn)直透鏡43；使來自準(zhǔn)直透鏡43的平行光在光記錄媒體5上進(jìn)行聚光的物鏡44。
共同光學(xué)系統(tǒng)4具有將由光記錄媒體5進(jìn)行反射，并透過第2和第1的光束分離器42、41的第1和第2的激光L1、L2的返回光進(jìn)行聚光的中心透鏡45；接受來自中心透鏡45的第1和第2的激光L1、L2的返回光的受光元件46。
又，在本實施形態(tài)中，共同光學(xué)系統(tǒng)4在第2光束分離器42與準(zhǔn)直透鏡43之間具有射出第1和第2的激光L1、L2的0次光和±1次衍射光的衍射元件6。
關(guān)于該衍射元件6的詳細(xì)結(jié)構(gòu)將在后面詳細(xì)說明，在激光頭裝置1中，在作為光記錄媒體5進(jìn)行DVD-R的信息重放、信息記錄時，從第1激光光源2射出波長為650nm的第1激光L1。該第1激光L1被導(dǎo)向共同光學(xué)系統(tǒng)4，并利用物鏡44在DVD-R的記錄面上會聚成光點，由DVD-R的記錄面進(jìn)行反射的第1激光L1的返回光在受光元件46上聚光。利用由受光元件46檢測出的信號進(jìn)行DVD-R的信息重放、信息記錄。
用從衍射元件6輸出的0次光進(jìn)行這樣的DVD-R的信息重放、信息記錄，并利用從衍射元件6射出的±1次衍射光進(jìn)行使用差動推挽法(DPP法)的跟蹤誤差檢測。
與此相對，在作為光記錄媒體5進(jìn)行CD-R的信息重放、信息記錄時，從第2激光光源3射出波長為780nm的第2激光L2。該第2激光L2被導(dǎo)向共同光學(xué)系統(tǒng)4，并利用物鏡44在CD-R的記錄面上會聚成光點，由CD-R的記錄面進(jìn)行反射的第2激光L2的返回光在受光元件46上聚光。利用由受光元件46檢測出的信號進(jìn)行CD-R的信息重放、信息記錄。
用從衍射元件6輸出的0次光進(jìn)行這樣的CD-R的信息重放、信息記錄，并利用從衍射元件6射出的±1次衍射光進(jìn)行使用差動推挽法(DPP法)的跟蹤誤差檢測。
<衍射元件的結(jié)構(gòu)>
圖2(A)～(E)是本發(fā)明實施形態(tài)1的衍射元件6的俯視圖、右側(cè)視圖、模式地表示光柵形成的橫剖視圖、表示由衍射元件6產(chǎn)生的第1激光L1的衍射狀態(tài)的說明圖、表示由衍射元件6產(chǎn)生的第2激L2的衍射狀態(tài)的說明圖。
如這些圖所示，衍射元件6具有由透光性材料形成的矩形的透光性基板61，該透光性基板61，一個平面成為第1和第2激光L1、L2的入射面62；另一個平面成為射出面63。在圖2(D)中，第1激光L1表示其光束直徑，在圖2(E)中，第2激光L2表示其光束直徑。因此，第1激光L1、第2激光L2分別在大約整個入射面62入射。
在本實施形態(tài)的衍射光柵6中，透光性基板61的射出面63，條狀地2分割成第1衍射光柵形成區(qū)域64和第2衍射光柵形成區(qū)域65，各自的區(qū)域以衍射光柵不同的形態(tài)來形成。
首先，在第1衍射光柵形成區(qū)域64中，使波長650nm的第1激光L1以規(guī)定的一次衍射效率衍射、并形成不使波長780nm的第2激光L2衍射而保持原狀透過的第1衍射光柵66。因此，該第1衍射光柵形成區(qū)域64，對于第2激光L2，成為不衍射而保持原狀透過的透過區(qū)域。第1衍射光柵66，由形成為條狀的多個階梯66a構(gòu)成。
階梯66a的高度d1，在波長780nm的第2激光L2透過時被設(shè)定成為2π的整數(shù)倍、即發(fā)生1個波長的整數(shù)倍的光程差的尺寸。該高度d1，在將第2激光L2的波長設(shè)為λ2、將透光性基板61的折射率設(shè)為n、將1以上的整數(shù)設(shè)為a時，可利用數(shù)式d1＝aλ2/(n-1)求出。由階梯66a引起的第1激光L1的衍射效率，被a的值所規(guī)定，由于a的值越小衍射效率越高，故a的值例如被設(shè)定為1。
各階梯66a的級距被設(shè)定成將第1激光L1作成規(guī)定的1次衍射角度的狀態(tài)。
與此相對，在第2衍射光柵形成區(qū)域65中，不使波長650nm的第1激光L1衍射而保持原狀透過、并形成使波長780nm的第2激光L2以規(guī)定的一次衍射效率衍射的第2衍射光柵67。因此，該第2衍射光柵形成區(qū)域65，對于第1激光L1，成為不衍射而保持原狀透過的透過區(qū)域。第2衍射光柵67，由形成為條狀的多個階梯67a構(gòu)成。又，第2衍射光柵的階梯67a的條紋方向與第1衍射光柵66的階梯66a的條紋方向不一致，分別成為規(guī)定的角度方向。
階梯67a的高度d2，在波長650nm的第1激光L1透過后被設(shè)定成發(fā)生為2π的整數(shù)倍、即1波長的整數(shù)倍的光程差的尺寸。該高度d2，在將第1激光L1的波長設(shè)為λ1、將透光性基板61的折射率設(shè)為n、將1以上的整數(shù)設(shè)為b時，利用數(shù)式d2＝bλ1/(n-1)可求出。由階梯67a引起的第2激光L2的衍射效率由b的值規(guī)定，由于b的值越小衍射效率越高，故b的值例如被設(shè)定為1。
各階梯67a的級距被設(shè)定為使第2激光L2有規(guī)定的1次衍射角度的狀態(tài)。
在具有這樣結(jié)構(gòu)的衍射元件6的激光頭裝置1中，在作為光記錄媒體5進(jìn)行DVD-R的重放、記錄時，如圖2(D)所示，第1激光L1從入射面62向衍射元件6進(jìn)行入射。衍射元件6對第1激光L1中通過第1衍射光柵66的光束部分將其衍射為0次光L1A、±1次衍射光L1B、L1C后射出。并且，利用±1次衍射光L1B、L1C，進(jìn)行DVD-R的重放、記錄時的跟蹤誤差檢測。又，第1激光L1中通過第2衍射光柵67的光束部分，由于不衍射地以0次光L1A的狀態(tài)進(jìn)行射出，故能形成0次光L1A相對±1次衍射光L1B、L1C的比率增大的狀態(tài)。從第2衍射光柵67射出的0次光L1A和從第1衍射光柵66射出的0次光L1A，用于DVD-R的重放、記錄等。
與此相對，在作為光記錄媒體5進(jìn)行CD-R的重放、記錄時，如圖2(E)所示，第2激光L2從入射面62向衍射元件6入射。衍射元件6將第2激光L2中通過第2衍射光柵67的光束部分衍射為0次光L2A、±1次衍射光L2B、L2C后射出。并且，利用±1次衍射光L2B、L2C，進(jìn)行CD-R的重放、記錄時的跟蹤誤差檢測。又，第2激光L2中通過第1衍射光柵66的光束部分，不衍射地全部以0次光L2A的狀態(tài)射出，故能使0次光L2A相對±1次衍射光L2B、L2C的比率增大，利用從第1衍射光柵66射出的0次光L2A和從第2衍射光柵67射出的0次光L2A，進(jìn)行CD-R的重放、記錄等。
<本實施形態(tài)的效果>
這樣，本例的激光頭裝置中的衍射元件6，使第1激光L1衍射，并使透過第2激光L2的第1衍射光柵66和透過第1激光L1且使第2激光L2衍射的第2衍射光柵67形成在透光性基板61的同一平面63上，并被配置在通過第1激光L1和第2激光L2的共同光路上。因此，僅以1個衍射元件6就能對DVD-R、CD-R的雙方產(chǎn)生重放用信號、記錄用信號和跟蹤誤差檢測用信號。
又，第1衍射光柵形成區(qū)域64成為對第2激光L2不衍射而使其保持原狀透過的透過區(qū)域、即0次光區(qū)域，第2衍射光柵形成區(qū)域65成為使第1激光L1不衍射而保持原狀透過的透過區(qū)域、即0次光區(qū)域，因此通過對第1衍射光柵形成區(qū)域64和第2衍射光柵形成區(qū)域65的面積進(jìn)行調(diào)整，任意對第1激光L1、第2激光L2調(diào)整0次光與1次衍射光的分波比，故能以高功率獲得記錄所需要的0次光。又，第1和第2的激光光源2、3還能與搭載在相同的組件上的雙激光器相對應(yīng)。
而且，將衍射元件6配置在共同光路上，并將衍射元件6配置成遠(yuǎn)離第1和第2的激光光源2、3，因此能擴大第1和第2的衍射光柵66、67中的光柵的級距。因此，即使在大量生產(chǎn)中，也容易形成第1和第2的衍射光柵66、67。
又，由于在衍射元件6的同一面上形成第1和第2的衍射光柵66、67，故在制作衍射元件6的情況下，與在制作第1和第2的衍射光柵66、67形成于表里面上已有的衍射元件的情況相比，即使在模具成型和半導(dǎo)體加工方法的任一方法中都適合于大量生產(chǎn)。
也就是說，在模具成型的情況下，由于能用復(fù)制性良好的固定側(cè)的模具來形成第1和第2的衍射光柵66、67，故能得到良好的精度。又，在組裝模具時，也不需要像制作已有的衍射元件時那樣使表里的條紋的方向高精度一致。
另一方面，在以光刻技術(shù)等那樣的半導(dǎo)體加工方法制作的情況下，只要在基板的同一面上形成第1和第2衍射光柵就可以，因此與在表里面上形成光柵的情況相比，生產(chǎn)率高。
又，在本實施形態(tài)的衍射元件6中，由于將第1衍射光柵形成區(qū)域64和第2衍射光柵形成區(qū)域65配置成條狀，故具有制造容易、且不會發(fā)生因?qū)⑸涑雒?3進(jìn)行區(qū)域分割而形成衍射光的優(yōu)點。
實施形態(tài)2上述的衍射元件6，將射出面63條狀地2分割成第1衍射光柵形成區(qū)域64和第2衍射光柵形成區(qū)域65，但是也可以在射出面63上條狀地將第1衍射光柵形成區(qū)域64和第2衍射光柵形成區(qū)域65交互排列地分割成多個。該情況下，由于將條紋的寬度作成例如波長的約100倍，故能抑制因區(qū)域分割而引起衍射光的發(fā)生，并能進(jìn)行良好的記錄、重放。
實施形態(tài)3圖3(A)、(B)是本發(fā)明實施形態(tài)3的衍射元件的俯視圖和側(cè)視圖。
如圖3(A)、(B)所示，本實施形態(tài)的衍射元件6A具有圓形的透光性基板61。透光性基板61一個面是第1和第2的激光L1、L2的入射面62，另一面為射出面63。
在本實施形態(tài)中，射出面63同心圓狀地被2分割成在外周側(cè)的第1衍射光柵形成區(qū)域64和內(nèi)周側(cè)的第2衍射光柵形成區(qū)域65。
這里，在第1衍射光柵形成區(qū)域64中，形成有以規(guī)定的1次衍射效率使第1激光L1衍射，使第2激光L2不衍射地保持原狀透過的第1衍射光柵66。又，在第2衍射光柵形成區(qū)域65中，形成有使第1激光L1不衍射地保持原狀透過，并以規(guī)定的1次衍射效率使第2激光L2衍射的第2衍射光柵67。
在這樣的衍射元件6A中，利用第1衍射光柵66和第2衍射光柵67也能從第1和第2的激光L1、L2獲得跟蹤檢測用信號，并能獲得重放信號、記錄用信號。
實施形態(tài)4圖4(A)、(B)是本發(fā)明實施形態(tài)4的衍射元件的俯視圖和側(cè)視圖。
如圖4(A)、(B)所示，本實施形態(tài)的衍射元件6B具有圓形的透光性基板61。透光性基板61一個面是第1和第2的激光L1、L2的入射面62，另一個面為射出面63。
在本實施形態(tài)中，射出面63被同心圓狀地交替排列地分割成多個第1衍射光柵形成區(qū)域64和第2衍射光柵形成區(qū)域65。例如，在圖4的示例中，射出面63被同心圓狀地從外周側(cè)以4個交替排列地分割成第1衍射光柵形成區(qū)域64和第2衍射光柵形成區(qū)域65。
在第1衍射光柵形成區(qū)域64中，形成有以規(guī)定的1次衍射效率使第1激光L1衍射，使第2激光L2不衍射地保持原狀透過的第1衍射光柵66。又，在第2衍射光柵形成區(qū)域65中，形成有使第1激光L1不衍射地保持原狀透過，并以規(guī)定的1次衍射效率使第2激光L2衍射的第2衍射光柵67。
在該衍射元件6B中，利用第1衍射光柵66和第2衍射光柵67能從第1和第2的激光L1、L2獲得跟蹤檢測用信號，并能獲得重放信號、記錄用信號。又，由于將透光性基板61的表面以交替排列多個地進(jìn)行分割成第1衍射光柵形成區(qū)域64和第2衍射光柵形成區(qū)域65，故能使衍射光的光束形狀與入射光大致同等，能良好地進(jìn)行記錄、重放。
實施形態(tài)5圖5(A)、(B)是本發(fā)明實施形態(tài)5的衍射元件的俯視圖和側(cè)視圖。
如圖5(A)、(B)所示，本實施形態(tài)的衍射元件6C，具有矩形的透光性基板61。透光性基板61一個面是第1和第2的激光L1、L2的入射面62，另一個面為射出面63。
在本實施形態(tài)中，射出面63在第1衍射光柵形成區(qū)域64和第2衍射光柵形成區(qū)域65中被分割成條狀。例如，在圖5的示例中，射出面63被以縱4列、橫4列交替排列地分割成棋盤的目狀的第1衍射光柵形成區(qū)域64和第2衍射光柵形成區(qū)域65。
在第1衍射光柵形成區(qū)域64中，形成有以規(guī)定的1次衍射效率使第1激光L1衍射、使第2激光L2不衍射地保持原狀透過的第1衍射光柵66。又，在第2衍射光柵形成區(qū)域65中，形成有使第1激光L1不衍射地保持原狀透過、并以規(guī)定的1次衍射效率使第2激光L2衍射的第2衍射光柵67。
在該衍射元件6C中，利用第1衍射光柵66和第2衍射光柵67從第1和第2的激光L1、L2獲得跟蹤檢測用信號，并能獲得重放信號、記錄用信號。又，由于將透光性基板61的射出面以交替排列多個地進(jìn)行分割成第1衍射光柵形成區(qū)域64和第2衍射光柵形成區(qū)域65，故能使衍射光的光束形狀與入射光大致同等，能良好地進(jìn)行記錄、重放。
制造方法1本發(fā)明實施形態(tài)1～5的衍射元件，除了能用成膜技術(shù)或光刻技術(shù)等半導(dǎo)體加工方法制造以外，還能通過使用進(jìn)行切削加工的模具的成型來制造，在以成型方法進(jìn)行制造的情況下，由于容易改變第1衍射光柵與第2衍射光柵的階梯高度，故還具有生產(chǎn)率高的優(yōu)點。又，在使用進(jìn)行切削加工的模具的成型中，還具有設(shè)備費用便宜的優(yōu)點。
為了用這樣的成型法制造衍射元件，利用車刀的切削加工，對模具形成構(gòu)成第1衍射光柵的第1槽(階梯)和構(gòu)成第1衍射光柵的第2槽(階梯)，然后，用該模具對樹脂材料或玻璃材料進(jìn)行沖壓成型而形成衍射元件。
這時，在構(gòu)成模具的可動側(cè)的模具構(gòu)件和固定側(cè)的模具構(gòu)件中，對于固定側(cè)的模具構(gòu)件，形成有第1槽和第2槽。當(dāng)用這樣結(jié)構(gòu)的模具形成衍射元件時，與對于可動側(cè)的模具構(gòu)件形成有第1槽和第2槽的場合進(jìn)行比較，能形成槽的尺寸精度高的衍射元件。
制造方法2本發(fā)明的上述的衍射元件，除了能通過使用進(jìn)行切削加工的模具的成型來制造以外，對于透光性材料，直接利用車刀的切削加工，也可以形成構(gòu)成第1衍射光柵用的第1槽(階梯)和構(gòu)成第2衍射光柵的第2槽(階梯)。在這樣的方法中，與用半導(dǎo)體加工方法形成光柵的場合進(jìn)行比較，由于容易改變第1衍射光柵與第2衍射光柵的階梯高度，故生產(chǎn)率也高。還有設(shè)備費用便宜的優(yōu)點。
實施形態(tài)7在上述的衍射元件6、6A、6B、6C中，通過將射出面63分割成第1衍射光柵形成區(qū)域64和第2衍射光柵形成區(qū)域65，對于射出面63部分地形成第1衍射光柵66和第2衍射光柵67，而在入射面62和射出面63中，由于在一方部分地形成第1衍射光柵66、在另一方部分地形成第2衍射光柵67，故對于入射面62和射出面63，也可以部分地形成第1衍射光柵66和第2衍射光柵67。
圖6(A)～(E)是表示本發(fā)明實施形態(tài)7的衍射元件的俯視圖、側(cè)視圖、后視圖、表示由衍射元件產(chǎn)生的第1激光的衍射狀態(tài)的說明圖、表示由衍射元件產(chǎn)生的第2激光的衍射狀態(tài)的說明圖。
如這些圖所示，本實施形態(tài)的衍射元件6D具有圓形的透光性基板61。透光性基板61一個面是第1和第2的激光L1、L2的入射面62，另一個面為射出面63。
在本實施形態(tài)中，在入射面62上部分地形成有第1衍射光柵66，在射出面63上部分地形成有第2衍射光柵67。
入射面62被2分割成同心圓狀的外周側(cè)的第1衍射光柵形成區(qū)域64和用第1衍射光柵形成區(qū)域64圍住的內(nèi)周側(cè)區(qū)域640。
在第1衍射光柵形成區(qū)域64中，形成有以規(guī)定的1次衍射效率使第1激光L1衍射，使第2激光L2不衍射地保持原狀透過的第1衍射光柵66。又，內(nèi)周側(cè)區(qū)域640，是不形成第1衍射光柵66的平坦的面，使第1激光L1、第2激光L2保持原狀透過。因此，第1衍射光柵形成區(qū)域64，成為對第2激光L2不衍射地保持原狀透過的透過區(qū)域、即0次光區(qū)域，內(nèi)周側(cè)區(qū)域640，成為使第1激光L1不衍射地保持原狀透過的透過區(qū)域、即0次光區(qū)域。
又，射出面63被2分割成同心圓狀的內(nèi)周側(cè)的第2衍射光柵形成區(qū)域65和圍住第2衍射光柵形成區(qū)域65的外周側(cè)區(qū)域650。
在第2衍射光柵形成區(qū)域65中，形成有以規(guī)定的1次衍射效率使第2激光L2衍射，使第1激光L1不衍射地保持原狀透過的第2衍射光柵67。又，外周側(cè)區(qū)域650，是不形成第2衍射光柵67的平坦的面，使第1激光L1和第2激光L2保持原狀透過。因此，第2衍射光柵形成區(qū)域65，成為相對第1激光L1不衍射地保持原狀透過的透過區(qū)域、即0次光區(qū)域，外周側(cè)區(qū)域650，成為對第2激光L2不衍射地保持原狀透過的透過區(qū)域、即0次光區(qū)域。
在具有這樣結(jié)構(gòu)的衍射元件6D的圖1所示的激光頭裝置1中，在作為光記錄媒體5進(jìn)行DVD-R的重放、記錄時，如圖6(D)所示，第1激光L1從入射面62向衍射元件6D的大致整體進(jìn)行入射。衍射元件6使第1激光L1中通過入射面62上的第1衍射光柵66的光束部分衍射成0次光L1A、±1次衍射光L1B、L1C，并從射出面63的外周側(cè)區(qū)域650射出。并且，利用±1次衍射光L1B、L1C，進(jìn)行DVD-R的重放、記錄時的跟蹤誤差檢測。又，對于第1激光L1，通過入射面62上的內(nèi)周側(cè)區(qū)域640的光束部分，由于在射出面63的第2衍射光柵67中不衍射地以0次光L1A的狀態(tài)進(jìn)行射出，故利用從第2衍射光柵67射出的0次光L1A和通過第1衍射光柵66射出的0次光L1A能進(jìn)行DVD-R的重放、記錄等。
與此相對，在作為光記錄媒體5進(jìn)行CD-R的重放、記錄時，如圖6(E)所示，第2激光L2從入射面62向衍射元件6的大致整體入射。衍射元件6對第2激光L2中通過入射面62上的內(nèi)周側(cè)區(qū)域640的光束部分，用射出面63的第2衍射光柵67使其衍射成0次光L2A、±1次衍射光L2B、L2C后射出。并且利用±1次衍射光L2B、L2C進(jìn)行CD-R的重放、記錄時的跟蹤誤差檢測。又，在第2激光L2中，通過入射面62上的第1衍射光柵66的光束部分，在第1衍射光柵66中不衍射地以0次光L2A的狀態(tài)從射出面63的外周部分650射出，因此可利用通過第1衍射光柵66射出的0次光L2A和從第2衍射光柵67射出的0次光L2A進(jìn)行CD-R的重放、記錄等。
這樣，在衍射元件6D中，通過在入射面62或射出面63上部分地形成的第1衍射光柵66和第2衍射光柵67，能從第1和第2的激光L1、L2獲得跟蹤檢測用信號，并能獲得重放信號、記錄用信號。
又，通過對第1衍射光柵形成區(qū)域64和第2衍射光柵形成區(qū)域65的面積進(jìn)行調(diào)整，容易進(jìn)行0次光與1次衍射光的分波比的調(diào)整，故能以高功率獲得記錄所需要的0次光。又，第1和第2的激光光源2、3還能與搭載在相同的組件上的雙激光器相對應(yīng)。
而且，由于將衍射元件6配置在共同光路上，并將衍射元件6配置成遠(yuǎn)離第1和第2的激光光源2、3，能擴大第1和第2的衍射光柵66、67中的光柵的級距。因此，即使在大量生產(chǎn)中，也能容易地形成第1和第2的衍射光柵66、67。
又，由于在衍射元件6的表里面上形成第1和第2的衍射光柵66、67，故要用半導(dǎo)體加工方法來形成光柵是困難的，而對于模具成型或透光性材料，在直接利用車刀的切削加工進(jìn)行制作的情況下，在衍射元件的表里面上部分地形成第1和第2的衍射光柵66、67，故與在制作第1和第2的衍射光柵66、67形成于表背的整個面上的衍射元件的情況相比，能適合于大量生產(chǎn)。
也就是說，在模具成型的情況下，由于部分地形成第1和第2的衍射光柵66、67，故對于復(fù)制性差的可動側(cè)的模具，與在整個面上形成衍射光柵的情況相比，也能形成良好的精度。又，在組裝模具時，若與在表背整個面上形成衍射元件的情況相比時，也能使條形的方向高精度一致。
另一方面，對于透光性材料，在直接用車刀的切削加工進(jìn)行制造的情況下，由于容易改變第1衍射光柵66和第2衍射光柵67的階梯高度，故生產(chǎn)率高。
又，在本實施形態(tài)的衍射元件6D中，由于將第1衍射光柵形成區(qū)域64和第2衍射光柵形成區(qū)域65配置成同心圓狀，故能使第1激光和第2激光的光束形狀與入射光大致同等，具有能進(jìn)行良好的記錄、重放的優(yōu)點。
又，如第1衍射光柵66那樣，當(dāng)在圍住用透光性基板61的平坦面所形成的內(nèi)周側(cè)部分640的狀態(tài)下配置有第1衍射光柵形成區(qū)域64時，能將0次光的光束形狀作成尖銳狀。
又，當(dāng)使配置在外周側(cè)的第1衍射光柵66的形成區(qū)域(第1衍射光柵形成區(qū)域65)比第1和第2的激光的有效直徑較大地形成時，在將衍射元件6D搭載在激光頭裝置1上時的調(diào)整中，由于在光軸方向和與光軸正交的方向的位置調(diào)整、使衍射元件6D圍繞光軸進(jìn)行旋轉(zhuǎn)而對光柵方向進(jìn)行調(diào)整的旋轉(zhuǎn)調(diào)整中、在位置調(diào)整的范圍具有余量，故容易對衍射元件6D的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行調(diào)整。
激光頭裝置中衍射元件的配置例圖7是本發(fā)明的激光頭裝置中的衍射元件的另一配置位置的說明圖。圖8是具有射出第1激光和第2激光的雙激光器的激光頭裝置中的衍射元件的配置位置的說明圖。
在上述激光頭裝置1中，將衍射元件6配置在共同光學(xué)系統(tǒng)4中的第2光束分離器42與準(zhǔn)直透鏡43之間。該位置，成為朝向光記錄媒體5的第1和第2的激光L1、L2和由光記錄媒體5反射的第1和第2的激光L1、L2的返回光都通過的位置。因此，由于發(fā)生返回光用衍射元件6衍射的噪音，而有可能對光記錄媒體5的記錄、重放產(chǎn)生不良影響。為了防止這樣的噪音，僅通過朝向光記錄媒體5的第1和第2的激光L1、L2，只要將衍射元件6配置在不通過由光記錄媒體5反射的返回光的位置就可以。
如圖7所示，激光頭裝置1A，具有射出DVD-R重放、記錄用的第1激光L1的第1激光二極管2；射出CD-R重放、記錄用的第2激光的第2激光二極管3；共同光學(xué)系統(tǒng)4A。
共同光學(xué)系統(tǒng)4A具有向光記錄媒體5透過第1激光L1、并向光記錄媒體5反射第2激光L2的第1光束分離器41；透過來自第1光束分離器41的第1和第2的激光的第2光束分離器42；將來自第2光束分離器42的第1激光L1和第2激光L2作成平行光的準(zhǔn)直透鏡43；以及將來自準(zhǔn)直透鏡43的平行光在光記錄媒體5上進(jìn)行聚光的物鏡44。
共同光學(xué)系統(tǒng)4A還具有將由光記錄媒體5進(jìn)行反射、通過物鏡44、準(zhǔn)直透鏡43而用第2光束分離器42進(jìn)行反射的第1和第2激光L1、L2的返回光進(jìn)行聚光的中心透鏡45；以及接受來自中心透鏡45的第1和第2激光L1、L2的返回光的受光元件46。
又，在本實施形態(tài)中，共同光學(xué)系統(tǒng)4A在第1光束分離器41與第2光束分離器42之間具有射出第1和第2的激光L1、L2的0次光和±1次衍射光的衍射元件6。
在這樣結(jié)構(gòu)的激光頭裝置1A中，僅朝向光記錄媒體5的第1和第2的激光L1、L2通過衍射元件6，用光記錄媒體5反射的返回光不通過衍射元件6。因此能防止因返回光衍射而發(fā)生的噪音，能良好地進(jìn)行光記錄媒體5的重放、記錄等。
又，圖8所示的激光頭裝置1B，具備代替第1和第2的激光二極管2、3的，以1個半導(dǎo)體元件射出第1和第2的激光L1、L2的雙激光器20，以及共同光學(xué)系統(tǒng)4B。共同光學(xué)系統(tǒng)4B由向光記錄媒體透過第1激光和第2激光、并向受光元件46反射來自光記錄媒體5的返回光的光束分離器42；準(zhǔn)直透鏡43；中心透鏡45；受光元件46；以及衍射元件6構(gòu)成。
在該共同光學(xué)系統(tǒng)4B中，衍射元件6，被配置在雙激光器20與光束分離器42之間，僅通過朝向光記錄媒體5的第1和第2的激光L1、L2，并成為由光記錄媒體5反射的返回光不通過衍射元件6的狀態(tài)。
在這樣結(jié)構(gòu)的激光頭裝置1B中，光記錄媒體5反射第1和第2的激光L1、L2的返回光不被衍射元件6衍射，故能防止因返回光衍射而發(fā)生的噪音，能良好地進(jìn)行光記錄媒體5的重放、記錄等。
其他實施形態(tài)又，上述的激光頭裝置1、1A、1B，除了在作為基板厚度及記錄密度不同的多種的光記錄媒體5對DVD-R與CD-R進(jìn)行的組合以外，也可以是用比DVD-R記錄密度高、保護(hù)記錄面的基板厚度薄的BRD(Blu-ray Disc)與DVD-R的組合；或BRD與CD-R的組合來進(jìn)行記錄、重放的結(jié)構(gòu)。
又，分別使用波長不同的3個激光、在用于進(jìn)行基板厚度及記錄密度不同的3種光記錄媒體的記錄、重放的激光頭裝置中的情況下，在圖6所示的衍射元件D中的第1衍射光柵66和第2衍射光柵67中，只要將一方的衍射光柵進(jìn)一步分割成2個而構(gòu)成具有3種衍射光柵的衍射元件就可以。
該情況下，在透光性基板的相對的平面中，一個平面，至少被分割成形成以規(guī)定的衍射效率使所述第1激光衍射的第1衍射光柵的第1衍射光柵形成區(qū)域和不使所述的第2激光和第3激光衍射的區(qū)域，另一個平面，至少被分割成形成以規(guī)定的衍射效率使所述第2激光衍射，并使所述第3激光不衍射地保持原狀通過的第2衍射光柵的第2衍射光柵形成區(qū)域；形成以規(guī)定的衍射效率使所述第3激光衍射，并使所述第2激光不衍射地保持原狀通過的第3衍射光柵的第3衍射光柵形成區(qū)域；不使所述第1激光衍射的區(qū)域。
又，作為另一個平面中的第2衍射光柵形成區(qū)域和第3衍射光柵形成區(qū)域的分割形態(tài)，如圖2～圖4所示，能應(yīng)用條狀的分割、同心圓狀地分割成2個、同心圓狀地分割成多個、矩陣狀地分割等的形態(tài)。
在這樣結(jié)構(gòu)的衍射元件中，在入射面和射出面中，利用在一個面上形成的第1衍射光柵能獲得第1激光的0次光和1次光。又，在另一個面上，由于形成有第2衍射光柵和第3衍射光柵，故能利用第2衍射光柵獲得第2激光的0次光和1次光、并能利用第3衍射光柵獲得第3激光的0次光和1次光。因各衍射光柵引起的衍射效率，能利用衍射光柵形成區(qū)域的面積容易地對0次光與1次衍射光的分波比進(jìn)行調(diào)整。
產(chǎn)業(yè)上的可利用性如上所述，在應(yīng)用本發(fā)明的衍射元件和使用該衍射元件的激光頭裝置中，將使第1激光衍射并使第2激光不衍射地保持原狀透過的第1衍射光柵和使第2激光衍射，且使第1激光不衍射地保持原狀透過的第2衍射光柵部分地形成于衍射元件的入射面或射出面上。在該1個衍射元件中，能獲得第1激光和第2激光的0次光和衍射光，能對2種光記錄媒體生成重放用信號、記錄用信號和跟蹤誤差檢測用信號。又，在通常的衍射光柵中，對階梯高度、由負(fù)載引起的0次光與1次衍射光的分波比進(jìn)行調(diào)整，在本元件的情況下，通過對第1衍射光柵形成區(qū)域與第2衍射光柵形成區(qū)域的面積進(jìn)行調(diào)整，由于也容易對0次光與1次衍射光的分波比進(jìn)行調(diào)整，故設(shè)計的自由度變得非常大，能獲得對第1和第2激光兩方最佳的高效率的結(jié)構(gòu)。還能與將第1和第2激光光源搭載在相同組件上的雙激光器相對應(yīng)。
權(quán)利要求
1.一種激光頭裝置，具有射出第1激光的第1光源；射出與所述第1激光波長不同的第2激光的第2光源；將從這些光源所射出的第1激光和第2激光導(dǎo)向光記錄媒體的共同光學(xué)路徑，其特征在于，將衍射元件配置在所述共同光學(xué)路徑上，所述衍射元件具有部分形成于入射面或射出面上的第1衍射光柵和第2衍射光柵，所述第1衍射光柵形成能夠使所述第1激光衍射，另一方面使所述第2激光不衍射地保持原狀透過的結(jié)構(gòu)，所述第2衍射光柵形成能夠使所述第2激光衍射，另一方面使所述第1激光保持原狀透過的結(jié)構(gòu)。
2.如權(quán)利要求1所述的激光頭裝置，其特征在于，所述衍射元件，具有同一平面至少被分割成型成所述第1衍射光柵的第1衍射光柵形成區(qū)域和形成所述第2衍射光柵的第2衍射光柵形成區(qū)域的透光性基板。
3.如權(quán)利要求2所述的激光頭裝置，其特征在于，所述透光性基板的所述同一平面，被條狀地分割成所述第1衍射光柵形成區(qū)域和所述第2衍射光柵形成區(qū)域。
4.如權(quán)利要求2所述的激光頭裝置，其特征在于，所述透光性基板的所述同一平面，被同心圓狀地分割成所述第1衍射光柵形成區(qū)域和所述第2衍射光柵形成區(qū)域。
5.如權(quán)利要求2所述的激光頭裝置，其特征在于，所述透光性基板的所述同一平面，分別同心圓狀交替地被分割成多個環(huán)狀區(qū)域的所述第1衍射光柵形成區(qū)域和所述第2衍射光柵形成區(qū)域。
6.如權(quán)利要求2所述的激光頭裝置，其特征在于，所述透光性基板的所述同一平面，被矩陣狀地分割成所述第1衍射光柵形成區(qū)域和所述第2衍射光柵形成區(qū)域。
7.如權(quán)利要求1所述的激光頭裝置，其特征在于，所述衍射元件，具有有所述第1衍射光柵的第1平面與有所述第2衍射光柵的第2平面相對的透光性基板，所述第1平面，被分割成型成所述第1衍射光柵的第1衍射光柵形成區(qū)域和不使所述第1激光衍射的區(qū)域，所述第2平面，被分割成型成所述第2衍射光柵的第2衍射光柵形成區(qū)域和至少不使所述第2激光衍射的區(qū)域。
8.如權(quán)利要求7所述的激光頭裝置，其特征在于，在所述透光性基板的所述第1平面和所述第2平面上，同心圓狀地形成有所述第1衍射光柵形成區(qū)域和所述第2衍射光柵形成區(qū)域。
9.如權(quán)利要求8所述的激光頭裝置，其特征在于，所述衍射元件的所述第1衍射光柵形成區(qū)域和所述第2衍射光柵形成區(qū)域比通過該區(qū)域的激光的有效直徑大。
10.如權(quán)利要求1所述的激光頭裝置，其特征在于，所述第1衍射光柵和所述第2衍射光柵，都由規(guī)定高度的多個階梯形成。
11.如權(quán)利要求10所述的激光頭裝置，其特征在于，在將所述第1激光的波長記為λ1；將所述第2激光的波長記為λ2；將所述透光性基板的折射率記為n；將1以上的整數(shù)記為a、b時，將所述第1衍射光柵的階梯的高度設(shè)定成滿足aλ2/(n-1)，并將所述第2衍射光柵的階梯設(shè)定成滿足bλ1/(n-1)。
12.如權(quán)利要求1所述的激光頭裝置，其特征在于，使在所述第1衍射光柵中衍射的第1激光的光成分的相位與透過所述第2衍射光柵的第1激光的光成分的相位一致。
13.如權(quán)利要求1所述的激光頭裝置，其特征在于，所述第1激光的波長比所述第2激光的波長短，所述衍射元件，在包含光軸的中央?yún)^(qū)域具有至少不使所述第1激光衍射的區(qū)域。
14.如權(quán)利要求1所述的激光頭裝置，其特征在于，所述衍射元件，在所述共同光學(xué)路徑中，僅通過朝向光記錄媒體的所述第1和所述第2激光，并被配置在不通過由光記錄媒體反射的所述第1和第2激光的返回光的部分。
15.一種衍射元件，入射第1激光和與該第1激光波長不同的第2激光，其特征在于，透光性基板的一側(cè)的平面，至少被分割成形成衍射所述第1激光，同時使所述第2激光不衍射地保持原狀透過的第1衍射光柵的第1衍射光柵形成區(qū)域；以及形成衍射所述第2激光，同時使所述第1激光不衍射地保持原狀透過的第2衍射光柵的第2衍射光柵形成區(qū)域。
16.一種衍射元件，入射第1激光和與該第1激光波長不同的第2激光，其特征在于，在透光性基板的相對的平面中，一側(cè)的平面至少被分割成形成衍射所述第1激光，同時使所述第2激光不衍射地保持原狀透過的第1衍射光柵的第1衍射光柵形成區(qū)域；以及不衍射所述第1激光的區(qū)域，另一側(cè)的平面至少被分割成形成衍射所述第2激光，同時使所述第1激光不衍射地保持原狀透過的第2衍射光柵的第2衍射光柵形成區(qū)域；以及不衍射所述第2激光的區(qū)域。
17.一種衍射元件，分別入射波長不同的第1激光、第2激光和第3激光，其特征在于，在透光性基板的相對的平面中，一側(cè)的平面至少被分割成形成以規(guī)定的衍射效率使所述第1激光衍射的第1衍射光柵的第1衍射光柵形成區(qū)域；以及不使所述的第2激光和第3激光衍射的區(qū)域，另一側(cè)的平面至少被分割成形成以規(guī)定的衍射效率使所述第2激光衍射，同時使所述第3激光不衍射地保持原狀通過的第2衍射光柵的第2衍射光柵形成區(qū)域；形成以規(guī)定的衍射效率使所述第3激光衍射，同時使所述第2激光不衍射地保持原狀通過的第3衍射光柵的第3衍射光柵形成區(qū)域；以及不使所述第1激光衍射的區(qū)域。
18.一種衍射元件的制造方法，入射第1激光和與該第1激光波長不同的第2激光，其特征在于，所述衍射元件，透光性基板的一側(cè)的平面至少被分割成形成衍射所述第1激光，使所述第2激光不衍射地保持原狀透過的第1衍射光柵的第1衍射光柵形成區(qū)域；形成衍射所述第2激光，同時使所述第1激光不衍射地保持原狀透過的第2衍射光柵的第2衍射光柵形成區(qū)域，對于使所述衍射元件成型用的模具，利用切削加工，形成構(gòu)成所述第1衍射光柵的第1槽和構(gòu)成所述第2衍射光柵的第2槽，然后，用所述模具形成所述衍射元件。
19.如權(quán)利要求18所述的衍射元件的制造方法，其特征在于，在構(gòu)成所述模具的可動側(cè)的模具構(gòu)件和固定側(cè)的模具構(gòu)件中，對于該固定側(cè)的模具構(gòu)件形成所述第1槽和所述第2槽。
20.一種衍射元件的制造方法，所述方法是入射第1激光和與該第1激光波長不同的第2激光的衍射元件的制造方法，其特征在于，所述衍射元件，透光性基板的一側(cè)的平面至少被分割成形成衍射所述第1激光，同時使所述第2激光不衍射地保持原狀透過的第1衍射光柵的第1衍射光柵形成區(qū)域；形成衍射所述第2激光，同時使所述第1激光不衍射地保持原狀透過的第2衍射光柵的第2衍射光柵形成區(qū)域，對于所述透光性基板，利用切削加工，形成構(gòu)成所述第1衍射光柵用的第1槽和構(gòu)成所述第2衍射光柵用的第2槽。
21.一種衍射元件的制造方法，所述方法是入射第1激光和與該第1激光波長不同的第2激光的衍射元件的制造方法，其特征在于，在透光性基板的相對的平面中，一個平面至少被分割成形成衍射所述第1激光，同時使所述第2激光不衍射地保持原狀透過的第1衍射光柵的第1衍射光柵形成區(qū)域；以及不衍射所述第1激光的區(qū)域，另一個平面至少被分割成形成衍射所述第2激光，同時使所述第1激光不衍射地保持原狀透過的第2衍射光柵的第2衍射光柵形成區(qū)域；以及不衍射所述第2激光的區(qū)域，對于使所述衍射元件成型用的模具，利用切削加工，形成構(gòu)成所述第1衍射光柵的第1槽和構(gòu)成所述第2衍射光柵的第2槽，然后，用所述模具形成所述衍射元件。
22.一種衍射元件的制造方法，所述方法是入射第1激光和與該第1激光波長不同的第2激光的衍射元件的制造方法，其特征在于，在透光性基板的相對的平面中，一個平面至少被分割成形成衍射所述第1激光，同時使所述第2激光不衍射地保持原狀透過的第1衍射光柵的第1衍射光柵形成區(qū)域；以及不衍射所述第1激光的區(qū)域，另一個平面至少被分割成形成衍射所述第2激光，同時使所述第1激光不衍射地保持原狀透過的第2衍射光柵的第2衍射光柵形成區(qū)域；以及不衍射所述第2激光的區(qū)域，對于所述透光性基板，利用切削加工，形成構(gòu)成所述第1衍射光柵用的第1槽和構(gòu)成所述第2衍射光柵用的第2槽。
全文摘要
本發(fā)明的課題是，提供具備即使是成批生產(chǎn)能夠分別使波長不同的第1和第2激光衍射的第1衍射光柵和第2衍射光柵的情況下也能夠高精度形成的衍射元件的激光頭裝置、衍射元件及衍射元件的制造方法。本發(fā)明的激光頭裝置中，將衍射元件6配置在不同波長的激光(L1、L2)通過的共同光學(xué)路徑上，該衍射元件(6)，透明基板(61)的出射面(63)被分割為第1衍射光柵形成區(qū)域(64)和第2衍射光柵形成區(qū)域(65)。在第1衍射光柵形成區(qū)域(64)形成使第1激光(L1)衍射，并使第2激光(L2)保持原狀透過的第1衍射光柵(66)，在第2衍射光柵形成區(qū)域(65)形成使第1激光(L1)保持原狀透過，并使第2激光(L2)衍射的第2衍射光柵(67)。
文檔編號G11B7/135GK1538417SQ20041003420
公開日2004年10月20日 申請日期2004年4月9日 優(yōu)先權(quán)日2003年4月11日
發(fā)明者林賢一 申請人:株式會社三協(xié)精機制作所