專利名稱：光學(xué)器件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于檢測磁光信號的光學(xué)器件，特別是針對一種包括新光學(xué)元件的光學(xué)器件。
在一種光學(xué)器件中，例如一種所謂磁光學(xué)盤驅(qū)動(magneto-optical disc drive)的磁光學(xué)傳送單元，光學(xué)部分是由偏振元件，如渥拉斯頓菱鏡，一個偏振束分離設(shè)備(PBS)或類似設(shè)備混合組裝成的。因此，整個磁光傳送的結(jié)構(gòu)變得大而復(fù)雜。且光學(xué)器件的光學(xué)部分還必須以高的光學(xué)精確度進行安置。
另外，每個光學(xué)元件都是昂貴的，因此，要提供一個廉價的磁光傳送器是不容易的。
本發(fā)明的一個目的是提供一種檢測磁光信號的光學(xué)器件，其光學(xué)部分的數(shù)量可以減少。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種檢測磁光信號的光學(xué)器件，其光學(xué)部分能容易地以高精確度進行安置。
本發(fā)明的再一個目的是提供一種檢測磁光信號的光學(xué)器件，其光學(xué)器件的整體結(jié)構(gòu)能簡單化并能小型化。
本發(fā)明還有一個目的是提供一種廉價的檢測磁光信號的光學(xué)器件。
根據(jù)本發(fā)明的目標(biāo)，已提供了一種檢測磁光信號的光學(xué)器件，其包含具有共用襯底的一個光學(xué)元件，一個光發(fā)射部分和一個光接收部分，該光發(fā)射部分和該光接收部分被靠近地安置在該共用襯底上，從光發(fā)射部分發(fā)射的光被反射到磁光介質(zhì)上后，該光接收部分接收和檢測從磁光介質(zhì)獲得的反射背面光，以及另一個光接收元件，在這里，從磁光介質(zhì)上的反射背面光被分開，一部分反射背面光由該光學(xué)元件的光接收部分接收和檢測，而另一部分反射背面光由該另一個光接收元件接收和檢測。


圖1是說明本發(fā)明所用光學(xué)元件的示意圖；圖2是說明本發(fā)明所用光學(xué)元件基本結(jié)構(gòu)的示意圖；圖3A至3C是表示本發(fā)明所用光學(xué)元件制造方法的一個例子的第一工序相應(yīng)的工序圖；圖4A至4C是表示本發(fā)明所用光學(xué)元件制造方法的一個例子的第二工序相應(yīng)的工序圖；圖5A及5B是表示本發(fā)明所用光學(xué)元件的制造方法的一個例子的第三工序相應(yīng)的工序圖；圖6A至6C是表示本發(fā)明所用的光學(xué)元件制造方法的另一例子的第一工序相應(yīng)的工序圖；圖7A至7C是表示本發(fā)明所用光學(xué)元件制造方法的另一例子的第二工序相應(yīng)的工序圖；圖8A和8B是表示本發(fā)明所用光學(xué)元件制造方法的另一例子的第三工序相應(yīng)的工序圖；圖9表示本發(fā)明所用光學(xué)元件的另一例子的透視圖；圖10表示根據(jù)本發(fā)明第一實施例的光學(xué)器件結(jié)構(gòu)示意圖；圖11表示根據(jù)本發(fā)明第二實施例的光學(xué)器件結(jié)構(gòu)的示意圖；圖12表示根據(jù)本發(fā)明第三實施例的光學(xué)器件結(jié)構(gòu)的示意參考附圖，將根據(jù)本發(fā)明實施例的光學(xué)器件進行詳細說明。
首先，參考圖1至9，對根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)器件中所用的光學(xué)元件進行說明。
在圖1中，標(biāo)號1畫出一個光學(xué)元件，2是被照射部分，如一種光記錄介質(zhì)或類似物，以及3是聚焦裝置，即一個聚光透鏡。
該光學(xué)元件1包含在一個共同的襯底6上，形成光發(fā)射部分4和光接收部分5。光發(fā)射部分4發(fā)射的光被聚焦和照射到被照射部分2上。在被照射部分2上的反射光(即反射背面光)由聚焦裝置3聚焦，并由位于靠近聚焦裝置3的共焦點處的光接收部分5接收。根據(jù)上述結(jié)構(gòu)，光發(fā)射部分4發(fā)射的向外光和向內(nèi)光通過同軸的光路傳播并由光接收部分5接收，在圖1中用點劃線a表示光的光學(xué)軸。
在該光學(xué)元件1中，光發(fā)射部分4由半導(dǎo)體激光器8和反射鏡7組成。光接收部分5由光電二極管(PD)形成。半導(dǎo)體激光器8利用反射鏡7反射所發(fā)射的光以便使所發(fā)射的光符合光學(xué)路徑，通過該路徑，該發(fā)射的光能向被照射部分2傳播。
朝向光接收部分5傳播的反射背面光LR被聚焦到接近光衍射范圍。光接收部分5的安置至少使其部分光接收表面置于該光衍射范圍內(nèi)，即其部分光接收表面位于在光發(fā)射部分4從光學(xué)軸a發(fā)射光之后，光穿過光接收表面的參考平面S的距離落入1.22λ/NA內(nèi)處，λ為光發(fā)射部分4所發(fā)射光的波長而NA為聚焦設(shè)備3的數(shù)值孔徑。
然而，在這種情況中，如圖1和2所示，在光接收部分5光接收表面的參考平面S上，光發(fā)射部分4發(fā)射的光直徑φs小于光衍射范圍的直徑φd，以使光接收部分5的有效光接收表面處于由此發(fā)射光的直徑φs之外。如果一個半導(dǎo)體激光被用作為光發(fā)射部分4的光源，那么發(fā)射光的直徑φs能在約1-2μm的范圍內(nèi)。從另一方面講，假如聚焦設(shè)備3的數(shù)值孔徑NA在0.09到0.1范圍內(nèi)，發(fā)射光的波長λ約為780nm，那么衍射范圍，即φd約為1.22λ/NA÷10μm。
此外，光發(fā)射部分4被安置在聚焦設(shè)備3的焦點位置。更具體說，一個所謂的由半導(dǎo)體激光器8發(fā)射的光的腰部是處于共焦點位置上。該被照射部分2處于聚焦設(shè)備3的另一焦點位置上。
在該光學(xué)元件1中，假如光發(fā)射部分4所發(fā)射的光通過聚焦設(shè)備3，即聚光透鏡照射到共焦點位置處被照射部分2的光記錄介質(zhì)上，則從被照射部分2的光記錄介質(zhì)反射的光的反射背面光，即，包括記錄信息的反射背面光由聚焦設(shè)備3被再次聚焦并被傳輸入處于接近共焦位置的光接收部分5的光二極管中。反射背面光通過光接收部分5被接收和檢測，即轉(zhuǎn)換成一電信號，然后作為再生信號輸出。
同時，如果光接收部分5的光電二極管的光接收表面處于離光軸a距離范圍為大于φs/2，而又在φd/2的位置上時，那么可靠地分離和檢測來自被照部分2的反射背面光和由光接收部分4發(fā)射的光成為可能。
假如該光學(xué)元件1的結(jié)構(gòu)是如上所述將光發(fā)射部分4和光接收部分5集成地形成在共用襯底6上，那么使光發(fā)射部分4和光接收部分5容易且可靠的置于預(yù)定的，令人滿意的位置關(guān)系是可能的。
以下將陳述制造光學(xué)元件1的方法的一個典型例子。在該例中，用選擇的MOCVD(金屬有機化學(xué)蒸汽沉積)制造光學(xué)元件1。
如圖3A所示，構(gòu)成半導(dǎo)體激光器的半導(dǎo)體層被外延地生長在由第一導(dǎo)電型，即，具有(100)晶面作為最大表面的n-型GaAs襯底形成的襯底6上。具體地說，這時形成疊層的半導(dǎo)體層，其中具有與GaAs襯底6相同導(dǎo)電型的AlGaAs第一覆蓋層12，GaAs激活層13以及與第一覆蓋層12導(dǎo)電型不同的，如p型的第二導(dǎo)電型的AlGaAs第二覆蓋層14按此序被外延地生長在襯底6上。
然后如圖3B所示，由此外延生長在GaAs襯底6上的半導(dǎo)體層14，13和12作為半導(dǎo)體激光器LD被留下，而在最后用刻蝕，如RIE(活性離子刻蝕)或類似刻蝕形成的反射鏡7的位置上被除去。用刻蝕表面形成的半導(dǎo)體層的一個端面被用作為半導(dǎo)體激光器LD的一個諧振器端面18A。對著該端面18A的一個表面用RIE形成作為諧振器另一端面18B。在兩個端面18A和18B之間構(gòu)成半導(dǎo)體激光器的一個水平諧振器。在這種情況下，雖然未表示出，由注入雜質(zhì)離子形成電流阻隔區(qū)，以便最終構(gòu)成半導(dǎo)體激光器的諧振腔區(qū)域的夾層。
如圖3C所示，掩膜層19用于選擇MOCVD，例如，淀積SiO2，SiN或類似物的絕緣層，以便涂敷留在襯底6上的疊層半導(dǎo)體層，即形成半導(dǎo)體激光器LD的部分。
如圖4A所示，第一導(dǎo)電型，例如n型GaAs第一半導(dǎo)體層20被選擇地形成在襯底6上，在其部分上未通過MOCVD用掩膜層19覆蓋。
隨后，如圖4B所示，第二導(dǎo)電型，如P型GaAs第二半導(dǎo)體層21用MOCVD在第一半導(dǎo)體層20上選擇地形成，該第一和第二半導(dǎo)體層20和21構(gòu)成一個光電二極管。
如圖4C所示，用刻蝕除去掩膜層19。半導(dǎo)體激光器LD和光電二極管PD的電極23和24以歐姆接觸形式淀積在半導(dǎo)體激光器LD和第二半導(dǎo)體層20的部分上。在襯底6的后面，以歐姆接觸淀積共用電極25。
在該情況中，在半導(dǎo)體層上形成的平面26是選擇地和外延地生長在圖4B的襯底6上，即對著諧振腔端表面18A的第一和第二半導(dǎo)體層20和21成為一特定晶面。例如，如果在半導(dǎo)體激光器的端面18A和18B之間形成半導(dǎo)體激光器水平諧振腔的腔長度方向，即圖4C中箭頭b所示方向是
晶軸方向，那么對著的平面26的產(chǎn)生為{111}A的傾斜平面。假如方向b被設(shè)于
晶軸方向，那么產(chǎn)生的對著的平面26為{111}B傾斜平面。在任何情況下，由傾斜平面和襯底6片的表面形成的角度為54.7°。假如方向b被置于[100]晶軸方向，那么產(chǎn)生的對著平面26為{110}傾斜平面，并且相對于襯底6片的表面所形成的角為45°。在任何情況中，形成的該晶格平面為具有良好形態(tài)原子平面的傾斜平面26。
因此，特定晶格平面形成的傾斜平面26能作為反射鏡7，它能反射來自半導(dǎo)體激光器水平諧振腔端面18A發(fā)射的光，以使發(fā)射光在預(yù)定方向上傳播。按照上述結(jié)構(gòu)，由于用晶格平面形成反射鏡7，反射鏡7是極佳的，其完成的表面加工特性和傾斜角度能有高的精確度。
當(dāng)光電二極管PD是由與襯底6相同導(dǎo)電型，即n型半導(dǎo)體層20，和不同導(dǎo)電型，即在襯底6上隨后并外延地生長的P型半導(dǎo)體層21構(gòu)成，如圖4A至4C所示例子時，本發(fā)明并不局限于該例子，而且隨之的變形也是可能的。為了降低光電二極管PD和半導(dǎo)體激光器LD之間產(chǎn)生相互干擾，在圖3A至3C所示工序之后將進行如圖5A所示，在襯底6上外延生長半導(dǎo)體層20和21之前，先形成與襯底6不同的第二導(dǎo)電型，如p-型的半導(dǎo)體層28。然后，在襯底6上通過P型半導(dǎo)體層28能外延生長形成光電二極管PD的半導(dǎo)體層20和21。在這種情況中，用刻蝕除去部分上面半導(dǎo)體層21，使部分下面半導(dǎo)體層20露到外邊。然后，在暴露出的部分下面半導(dǎo)體層20上，以歐姆形式單獨地淀積電極29，而光電二極管PD的兩個電極被單獨的引出。因此，半導(dǎo)體激光器LD用半導(dǎo)體層28隔離。
當(dāng)將光發(fā)射部分4和光接收部分5并列置于光學(xué)元件1的這一例子中時，本發(fā)明并不限于此，光電二極管pD也能置于光發(fā)射部分4上。
上述情況的一個例子將與其制造方法的例子一起敘述如下。
根據(jù)這一例子，如圖6A和6B所示，形成構(gòu)成半導(dǎo)體激光器的半導(dǎo)體層12，13和14，將半導(dǎo)體層12，13和14的一部分除去，以便留下形成半導(dǎo)體激光器LD的部分以及形成類似圖3A和3B的電流阻隔區(qū)。
隨后，如圖6C所示，在端面18A上形成掩膜層19，以便至少在半導(dǎo)體層14的一部分上形成一個孔19W。
然后，如圖7A，7B和7C所示，類似圖3A，3B和3C形成半導(dǎo)體層20和21。同時，在半導(dǎo)體激光器LD上能形成半導(dǎo)體層20和21，即，半導(dǎo)體層14通過孔19W并因此能形成光電二極管PD。
同樣在這種情況中，如圖8A和8B所示，在實現(xiàn)圖6A、6B和6C所示工序之后，在通過半導(dǎo)體層28的半導(dǎo)體激光器LD上外延生長形成光電二極管的半導(dǎo)體層20和21，由此制作可能形成在半導(dǎo)體激光器LD上的光電二極管PD。
在圖6A至6C到圖8A和8B中，與圖3A至3C到圖5A和5B中相同的元件和部件用相同標(biāo)號標(biāo)示并且因此不需要詳細描述。
上述選擇的MOCVD可以是采用TMG(三甲基鎵)作為鎵原始氣體的甲基MOCVD，以及采用TEG(三乙基鎵)作為鎵原始氣體的乙基MOCVD。在該光學(xué)元件1的例子中，假如形成光電二極管的半導(dǎo)體層20和21和在半導(dǎo)體層20，21下面形成的半導(dǎo)體層28由GaAs層形成，那么這些半導(dǎo)體層20，21和28能由常壓MOCVD和低壓MOCVD令人滿意地形成。然而，如果根據(jù)一些要求，半導(dǎo)體層20，21和28中至少有任意一層是由AlGaAs層形成，那么該層必須用低壓MOCVD外延生長成。
光發(fā)射部分4和光接收部分5在結(jié)構(gòu)和外形上可以變形。另外，不用說該相應(yīng)部分的導(dǎo)電型是可以顛倒的。
當(dāng)如上所述，由第一和第二覆蓋層12，14和激活層13形成的光發(fā)射部分的半導(dǎo)體激光器時，本發(fā)明并不局限，且以下的變形也是可能的。這就是，半導(dǎo)體激光器可以包括跨越激活層的光導(dǎo)層，或者可以包括形成在第二覆蓋層上的振動層(Capping layer)。另外，像在日本公開的專利NO.3-76218所陳述的半導(dǎo)體激光器中，形成所謂的SDH(分離雙異質(zhì)結(jié))結(jié)構(gòu)的半導(dǎo)體激光器是可能的。根據(jù)SDH結(jié)構(gòu)，在具有{100}晶格平面作為最大表面的半導(dǎo)體襯底上，形成延伸到
方向的條形脊。通過在半導(dǎo)體襯底上處延生長第一覆蓋層，激活層，第二覆蓋層或類似層，使在斜上方生長率低的{111}B平面在來自其延伸到條形方向晶面部分的脊上晶格化。然后，具有由{111}B平面的傾斜面插入的第一覆蓋層，激活層和第二覆蓋層疊層構(gòu)成三角形截面的半導(dǎo)體激光器部分，在脊的另一部分兩邊的溝槽上外延生長半導(dǎo)體層來隔離。
此外，當(dāng)在此能提供如上所述單個光電管PD時，本發(fā)明不限制如此做，并且由多個分離的光電二極管部分形成一個光電管也是可能的。圖9表示如此結(jié)構(gòu)的光電二極管的示意圖。如圖9所示，形成光發(fā)射部分4的半導(dǎo)體激光器LD是由上述脊形SDH結(jié)構(gòu)形成。由圖3A，3B，3C到圖8A，8B所示晶格平面形成的反射鏡7形成在由激活層13構(gòu)成的水平諧振腔光出口端面的相對位置處。由半導(dǎo)體激光器LD發(fā)射的光通過反射鏡7被反射并向被照射部分(未示出)傳播。這里提供的是一個多個，例如4個分離的光電二極管PD位于半導(dǎo)體激光器LD的周圍。
根據(jù)本發(fā)明的一個光學(xué)器件采用上述光學(xué)元件1被制成。
圖10表示根據(jù)本發(fā)明第一個實施例的光學(xué)器件。
根據(jù)該實施例，如圖10，一個光學(xué)器件40包含一個在共用襯底6上緊湊安置的光發(fā)射部分4和光接收部分5集成構(gòu)成的光學(xué)元件1和另一個光接收元件，例如一個光電二極管元件32，一個束分離設(shè)備33，一個偏振裝置34和一個聚焦裝置35。由光學(xué)元件1上的光發(fā)射部分4發(fā)射的光通過束分離設(shè)備33被聚焦并被照射到磁光介質(zhì)上，例如磁光盤36。在磁光盤36上反射的反射背面光通過束分離設(shè)備33被分隔。分割出的一束反射背面光通過與發(fā)射光相同的光路傳播，并由光學(xué)元件1上的光接收部分5接收。分割出的另一束反射背面光通過偏振裝置34，并由另一個光接收元件32接收。
設(shè)偏振裝置34可以是一個具有偏振選擇傳播特性的偏振板。
該聚焦裝置35包含一個聚光透鏡，即對著磁光盤36的物透鏡37，一個位于光學(xué)元件1和束分離設(shè)備33之間的瞄準(zhǔn)透鏡38以及一個光學(xué)透鏡39，它用來使另一束反射背面光聚焦到光接收元件32上。
光學(xué)元件1是以這樣方式安置，即光學(xué)元件1的光發(fā)射部分4是位于由物透鏡37和瞄準(zhǔn)透鏡38組成的聚焦透鏡系統(tǒng)的一個焦點處。更具體地說，光學(xué)元件1的安置是使所謂的半導(dǎo)體激光器LD發(fā)射光的腰部處于共焦點位置上。磁光盤36被置于上述聚焦透鏡系統(tǒng)的另一個焦點位置上。
光接收元件32也是處于物透鏡37和光透鏡39組成的聚焦透鏡系統(tǒng)的一個焦點位置上。
根據(jù)由此安置的光學(xué)器件40，光學(xué)元件1的光發(fā)射部分4所發(fā)射的光(即，所發(fā)射的光具有與圖10紙面垂直的偏振方向C)通過瞄準(zhǔn)透鏡38引入束分離設(shè)備33，在這里通過物透鏡37被反射，聚焦和反射到磁光盤36上。照射到磁光盤36上光的偏振平面相應(yīng)于記錄信息的克爾效應(yīng)而旋轉(zhuǎn)，并且在磁光盤36上反射的反射背面光進入束分離設(shè)備33并被分離。由束分離設(shè)備33反射的一束反射背面光經(jīng)過與發(fā)射光相同路徑傳播并由在光學(xué)元件1上靠近共聚焦位置處的光接收部分5接收。通過束分離設(shè)備33的另一束反射背面光傳播經(jīng)過偏振裝置34和光透鏡39，并由光接收元件32接收。
由于來自磁光盤36的反射背面光是代表上述偏振方向變化的信號，如果偏振裝置34的偏振方向與反射背面光傾斜一預(yù)定角度，那么由光接收裝置接收的光強度是相應(yīng)于該信號而變化，由此用它來檢測磁光信號是可能的。
按照本發(fā)明實施例的光學(xué)器件40，由于通過束分離設(shè)備33的另一束反射背面光是通過偏振裝置34由光接收元件32接收，該光接收元件32能檢測該磁光信號，即是一個相應(yīng)于磁光盤36所提供信息的再生輸出的RF(高頻)信號。該光學(xué)元件1的光接收部分5是由多個，例如4個分離的光電二極管PD組成。光接收部分與接收束分離設(shè)備33反射的一束反射背面光，由此檢測一個伺服信號，例如一個對光伺服信號，一個軌跡伺服信號或類似信號。
根據(jù)上述光學(xué)器件40，由于光學(xué)器件40采用了將光發(fā)射部分4和光接收部分5接近安置地整體集成在共用襯底6上的光學(xué)元件1，因此能減少光學(xué)器件40中光學(xué)部件的數(shù)量。由此，使光學(xué)器件40的整個結(jié)構(gòu)能簡化且小型化。
在混合組裝光學(xué)部件的磁光傳送器的情況中，在具有高精確對準(zhǔn)的聚焦透鏡的共焦位置上安置光接收元件是不可能的。另一方面，根據(jù)這個實施例，因為光學(xué)器件40使用了該光學(xué)元件1，在以1μ量級的聚焦裝置的近共焦位置上安置光接收部分5是可能的。因此，提供具有高精確位置的小型化磁光傳送器是可能的。
另外，由于光學(xué)元件1上的光接收部分5檢測伺服信號，檢測RF信號的光接收元件32不需要隔離，且不要求高精確位置。
具體地說，當(dāng)通過分離的光電二極管計算入射到光電二極管上束點尺寸或形狀的變化而導(dǎo)致光強度的空間分布時，所獲得的計算結(jié)果(入射到一個光電二極管和另一個光電二極管上光強度之和或差)形成該伺服信號。從而，分離的二極管的中心和光學(xué)軸必須具有精確的相互一致性。
另一方面，由于在磁光記錄中的RF信號是隨時通過計算反射背面光偏振方向的變化獲得的，因此用在偏振方向具有靈敏度的光電二極管或在接收RF信號的光電二極管前面，安置傳播特性隨偏振方向變化的偏振板來獲得RF信號是可能的。所以不需要將光電二極管分離。在這種情況下，假如采用大于束點直徑的光電二極管那么光電二極管基本上可無需對準(zhǔn)條件。
在市場上可買到的光傳送器的光學(xué)系統(tǒng)中，產(chǎn)生伺服信號的光電二極管和產(chǎn)生RF信號的光電二極管是相同的，從而來自分離光電二極管的光強總和被作為RF信號。
由于光學(xué)元件1的最特殊特性存在于光發(fā)射點和反射光點中心是完全一致，假如形成光接收元件5的分離光電二極管PD被安置在光學(xué)元件1上反射背面光點中心的周圍，那么就存在伺服信號能夠由置于所謂無對準(zhǔn)狀態(tài)的光學(xué)系統(tǒng)檢測的優(yōu)點。另外，如果僅僅采用光接收元件32來獲得RF信號，那么當(dāng)需要時，加大或增強光學(xué)元件1是可能的。
在圖10中，如果在光學(xué)元件1一邊提供偏振裝置39，那么用光學(xué)元件1上的光接收部分5檢測RF信號是可能的。同樣，用光接收元件32檢測伺服信號也是可能的。
圖11表示根據(jù)本發(fā)明第二實施例的光學(xué)器件。按照該實施例的光學(xué)器件，采用差分結(jié)構(gòu)除去檢測RF信號時光強波動的影響。在圖11中，與圖10中相同的部件用相同的相號。
按照該實施例，如圖11所示，該光學(xué)器件50包含一個在共襯底6上緊靠著安置的光發(fā)射部分4和光接收部分5集成結(jié)構(gòu)的光學(xué)元件1，束分離設(shè)備33，一個聚焦裝置42，第一和第二光接收元件，即構(gòu)成差分結(jié)構(gòu)43的光電二極管元件44，45，一個半波板46和一個偏振束分離設(shè)備47。由光學(xué)元件1上光發(fā)射部分4發(fā)射的光通過束分離設(shè)備33被聚焦并照射到作為磁光介質(zhì)的磁光盤36上。在磁光盤36上反射的反射背面光由束分離設(shè)備33分離。分離出的一束反射背面光通過與發(fā)射光相同的光路傳播，并由光學(xué)元件1上的光接收部分5接收。分離出的另一束反射背面光通過半波板46傳播并由偏振束分離設(shè)備47分離。然后，分別地第一分離的光由第一光接收元件44接收，而第二分離的光則由第二光接收元件45接收。
聚焦裝置42包含對著磁光盤36的物透鏡37，位于光學(xué)元件1和束分離設(shè)備33間的瞄準(zhǔn)透鏡38，為在第一和第二光接收元件44和46上聚焦反射背面光的第一分離光及第二分離光的光學(xué)透鏡48，49。
與前所述類似，光學(xué)元件1的安置是使光發(fā)射部分所發(fā)射的光的腰部，即半導(dǎo)體激光器LD處于由物透鏡37和瞄準(zhǔn)透鏡38組成的聚焦透鏡系統(tǒng)的焦點位置上。磁光盤36置于該聚焦透鏡系統(tǒng)的另一焦點處。
第一和第二光接收元件44和45也是分別處于由物透鏡37和光學(xué)透鏡48組成的聚焦透鏡系統(tǒng)的焦點位置和由物透鏡37和光學(xué)透鏡49構(gòu)成的聚焦透鏡系統(tǒng)的焦點位置上。
在由此安置的光學(xué)器件50中，從光學(xué)元件1的光發(fā)射部分4所發(fā)射的光通過瞄準(zhǔn)透鏡38引入束分離設(shè)備33，在那里它通過物透鏡37被反射、聚焦并照射到磁光盤36上。照射到磁光盤36上的光的偏振平面根據(jù)克爾效應(yīng)，相應(yīng)于記錄信號旋轉(zhuǎn)。在磁光盤36上反射的反射背面光進入束分離設(shè)備33并被分離。
由束分離設(shè)備33反射的一束反射背面光通過與發(fā)射光相同的光路傳播并由光學(xué)器件1上近共焦位置處的接收部分5接收。該光接收部分5包括四個類似前面所述的分離的光電二極管PD，并通過接收一個反射背面光能檢測該伺服信號。
另一束通過束分離設(shè)備33的反射背面光經(jīng)過半波板46進入偏振束分離設(shè)備47，在其中進一步被分離。當(dāng)另一束反射背面光通過半波板46時，該反射背面光的偏振方向(即光波動軸)旋轉(zhuǎn)了45°。第一束分離的光通過偏振束分離設(shè)備47經(jīng)過光學(xué)透鏡48被光接收元件44接收。第二束由偏振束分離設(shè)備47反射的分離光，經(jīng)過光學(xué)透鏡49由第二接收元件45接收。
通過半波板46使光的偏振方向旋轉(zhuǎn)45°，然后使該光進入偏振束分離設(shè)備47，由此該反射背面光以相等光量被分離。因此，第一和第二接收元件44和45接收相等光強的光照射。
假如將來自第一和第二光接收元件44和45的被檢測信號輸入差分放大器(未示出)，并由差分放大器計算出它們之間的差，那么獲得一個除去了影響光強噪聲的磁光信號(RF信號)是可能的。
根據(jù)上述光學(xué)器件50，由于該光學(xué)器件50包括類似上述的光學(xué)元件1，因此減少光學(xué)部件數(shù)量，使光學(xué)器件整體結(jié)構(gòu)簡單和小型化是可能的。另外，由于采用光學(xué)元件1，該光接收部分5能安置在1μm量級近共焦點位置上。因此，獲得一個具有高精確位置的小型磁光傳送器是可能的。
另外，根據(jù)該實施例，由于用差分結(jié)構(gòu)以差分形式檢測磁光信號，因此能夠除去光強波動的影響，能夠檢測具有高S/N的磁光信號。
圖12表示本發(fā)明第三個實施例的光學(xué)器件。在圖12中，與圖11中相應(yīng)的類同部件用同樣的標(biāo)號。
根據(jù)該實施例，如圖12所示，一個光學(xué)器件78包含在共用襯底6上緊密安置光發(fā)射部分4和光接收部分5集成構(gòu)成的光學(xué)元件1，一個光接收元件，例如光電二極管元件72，作為偏振裝置的偏振束分離設(shè)備47，光旋轉(zhuǎn)板73，作為偏振裝置，當(dāng)向內(nèi)或向外通過此處的光傳播時，其偏振方向旋轉(zhuǎn)一預(yù)定角度，例如在本實施例中為45°，以及一個聚焦裝置74。由光學(xué)元件1上光發(fā)射部分4發(fā)射的光直接進入偏振束分離設(shè)備47，并經(jīng)過光旋轉(zhuǎn)板73被聚焦并照射到磁光盤36上。在磁光盤36上反射的反射背面光再次通過光旋轉(zhuǎn)板73并由偏振束分離設(shè)備47分離。一束分離的反射背面光由光學(xué)元件1上的光接收部分5接收，而另一束分離的反射背面光由光接收元件72接收。
光旋轉(zhuǎn)板73是由右光旋轉(zhuǎn)板75和左光旋轉(zhuǎn)板76組成，以便取半分割光路，向外的光(即向磁光盤36傳播的發(fā)射光)經(jīng)過右光旋轉(zhuǎn)板75，而向內(nèi)的光(即由磁光盤36反射的反射背面光)是通過左光旋轉(zhuǎn)板76。
因此，向外與向內(nèi)的光是在相同方向上旋轉(zhuǎn)。光旋轉(zhuǎn)板73的厚度的選擇是當(dāng)光兩次通過光旋轉(zhuǎn)板73時，光的偏振方向能被旋轉(zhuǎn)一預(yù)定角度，例如在本實施例中為45°。
該聚焦裝置74包含相對于磁光盤36的物透鏡37，位于光學(xué)元件1的偏振束分離設(shè)備47之間的瞄準(zhǔn)透鏡38以及為使反射背面光在光接收元件72上聚焦的光透鏡39。
如前所述那樣，光學(xué)元件1的安置是使由光發(fā)射部分發(fā)射的光的腰部，即半導(dǎo)體激光器LD處于物透鏡37和瞄準(zhǔn)透鏡38組成的聚焦系統(tǒng)的焦點位置上。磁光盤36置于上述聚焦系統(tǒng)的另一焦點位置上。
光接收元件72也是處于物透鏡37和光學(xué)透鏡39組成的聚焦透鏡系統(tǒng)的焦點位置上。
光學(xué)元件1的光接收部分5，光接收元件72，偏振束分離設(shè)備47，光旋轉(zhuǎn)板73和差分放大器(未示出)構(gòu)成一個所謂的差分結(jié)構(gòu)。
根據(jù)由此安置的光學(xué)器件78，由光學(xué)元件1的光發(fā)射部分4發(fā)射的光經(jīng)過瞄準(zhǔn)透鏡3 8直接進入偏振束分離設(shè)備47，在那里被反射并通過光旋轉(zhuǎn)板73的右光旋轉(zhuǎn)板75，由此通過物透鏡37聚焦并照射到磁光盤36上。照射到磁光盤36上的光的偏振平面是根據(jù)克爾效應(yīng)相應(yīng)記錄的信息而旋轉(zhuǎn)。在磁光盤36上反射的反射背面光通過光旋轉(zhuǎn)板73的左光旋轉(zhuǎn)板76并進入偏振束分離設(shè)備47中。
在那時，光通過右光旋轉(zhuǎn)板75和左光旋轉(zhuǎn)板76，由此使光的偏振方向旋轉(zhuǎn)45°。
反射背面光由偏振束分離設(shè)備47分離。在偏振束分離設(shè)備47上反射的一束反射背面光由光學(xué)元件1上的光接收部分5接收。另一束通過偏振束分離設(shè)備47的反射背面光由光接收元件72接收。
由于光通過光旋轉(zhuǎn)板73兩次后光的偏振方向旋轉(zhuǎn)了45°，然后進入偏振束分離設(shè)備47，反射背面光被等光量的分離，因此由光學(xué)元件1的光接收部分5接收的光量和由光接收元件72接收的光量彼此相等。
將來自光學(xué)元件1的光接收部分5及光接收元件72的被檢測信號輸入到差分放大器(未示出)并由差分放大器計算出它們之間的差值時，獲得一個消除影響光強噪聲的磁光信號(RF信號)是可能的。
假如光學(xué)元件1的光接收部分5由多個分離的光電二極管PD組成，那么用該光接收部分5檢測伺服信號是可能的。
根據(jù)光學(xué)器件78，由于光學(xué)器件78包括光學(xué)元件1，因此減少光學(xué)部件數(shù)量是可能的。所以，光學(xué)器件的整體結(jié)構(gòu)能簡化并小型化。另外，提供一個具有高精確位置的小型磁光傳送器是可能的。
此外，根據(jù)該實施例，由于磁光信號是由光學(xué)元件1的光接收部分5和光接收元件72以差分形式組成的差分結(jié)構(gòu)檢測，所以光強波動的影響能被除去。因此，檢測具有高S/N的磁光信號是可能的。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)器件，光學(xué)部件的數(shù)量可以減少，光學(xué)器件的結(jié)構(gòu)能在具有高精確位置下被簡化，以及整個光學(xué)器件能小型化。因此，作為錄放磁光介質(zhì)，如磁光盤或類似物的磁光傳送器裝置，實現(xiàn)具有高精確位置且廉價小型化是可能的。
結(jié)含附圖對本發(fā)明最佳實施例的說明是使人理解本發(fā)明并不局限于這些最佳實施例，只要對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，未偏離所附權(quán)利要求限定的本發(fā)明的精神和范圍的各種變化和改形都是有效的。
權(quán)利要求
1.一種用于檢測磁光信號的光學(xué)器件，包含一個光學(xué)元件，該元件具有共用襯底，光發(fā)射部分和光接收部分，所說的光發(fā)射部分和光接收部分被緊靠地安置在共用襯底上，所說的光接收部分是接收和檢測在所說光發(fā)射部分發(fā)射的光被所說磁光介質(zhì)反射后，來自磁光介質(zhì)的反射背面光；以及另一個光接收元件，其中來自所說磁光介質(zhì)的反射背面光被分離，一束反射背面光由所說光學(xué)元件的所說光接收部分接收并檢測，而另一束反射背面光則由所說的另一個光接收元件接收和檢測。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的光學(xué)器件，其中所說的另一反射背面光被接收而磁光信號由所說的另一光接收元件以差分形式構(gòu)成的差分結(jié)構(gòu)檢測。
3.根據(jù)權(quán)利要求1的光學(xué)器件，進一步包含由左光旋轉(zhuǎn)板和右光旋轉(zhuǎn)板組成的偏振裝置，并且其中所說的發(fā)射光傳播經(jīng)過光旋轉(zhuǎn)板并照射到所說的磁光介質(zhì)上，來自所說磁光介質(zhì)的所說反射背面光經(jīng)過另一光旋轉(zhuǎn)板傳播，取半分割的反射背面光由所說光學(xué)元件的所說光接收部分和所說的另一光接收元件接收，以及磁光信號由所說光學(xué)元件的光接收部分和另一個光接收元件以差分形式組成的差分結(jié)構(gòu)檢測。
全文摘要
一種能結(jié)構(gòu)簡單且小型化的檢測磁光信號的光學(xué)器件。該光學(xué)器件包括一個在共襯底上緊靠地安置光發(fā)射部分和光接收部分的光學(xué)元件(1)，其中在光發(fā)射部分發(fā)射的光由磁光介質(zhì)(36)反射后從磁光介質(zhì)(36)得到的反射背面光由光接收部分和另一光接收元件(32)在近共焦點位置上檢測。來自磁光介質(zhì)(36)的反射背面光被分割。一束反射背面光由光學(xué)元件(1)的光接收部分檢測，而另一束反射背面光由另一個光接收元件(32)檢測。
文檔編號G11B7/12GK1115388SQ9510329
公開日1996年1月24日 申請日期1995年3月8日 優(yōu)先權(quán)日1994年3月8日
發(fā)明者K·佐原, H·生井, M·土井, O·松田 申請人:索尼公司