(57)【要約】  【課題】  回折効率の波長依存性を制御できる回折素子および光ヘッド装置を提供する。  【解決手段】  透明基板１１の一方の面に、周期的な凹凸部を備える回折素子であって、凹凸部のうち凸部は透明基板１１の一面に平行に配された光学多層膜１２から成るとともに、凹凸部のうち凹部および凸部の最上面は、透明な充填材料によって充填および被覆された構造を有し、３種類の入射光に対して、１つの波長の光を選択的に回折するとともに２つの波長の光を殆ど回折しないか、または２つの波長の光を回折するとともに１つの波長の光を殆ど回折しないように構成した。【選択図】  図１
2006073042.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも１枚の透明基板の一方の面に周期的に形成された凹凸部を備える回折素子であって、
前記凹凸部のうち凸部は、前記透明基板面に平行に形成された光学多層膜で形成されているとともに、前記凹凸部のうち凹部の空間部分を満たすように透明な充填材料が充填され、かつ、前記凸部の最上面を覆うまで透明な充填材料によって被覆された構造を有し、
波長の異なる３種類の光のうち１つの波長の光を選択的に回折するとともに前記波長以外の２つの波長の光を回折しないか若しくは一定割合以上回折しない、または１つの波長を除く２つの波長の光を回折するとともに前記１つの波長の光を回折しないか若しくは一定割合以上回折しないことを特徴とする回折素子。
【請求項２】
請求項１に記載の回折格子が少なくとも２種類積層された構成の回折素子であって、
前記異なる３種類の波長の光うち、少なくとも異なる２種類の波長の光に対して、任意の回折効率と回折方向を示す光学特性を有することを特徴とする回折素子。
【請求項３】
前記異なる３種類の光は、それぞれ、４０５ｎｍ、６６０ｎｍ、および７８５ｎｍの値を中心とした３０ｎｍの範囲にある波長を有する請求項１または２に記載の回折素子。
【請求項４】
少なくとも２種類の異なる波長の光を出射する光源と、この光源からの出射光を光記録媒体へ集光する対物レンズと、前記光記録媒体によって反射された前記出射光を検出する光検出器とを備える光ヘッド装置において、
前記光源と前記対物レンズとの間の光路中に請求項１から３のいずれか１項に記載の回折素子が配置されていることを特徴とする光ヘッド装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回折素子、およびこの回折格子を備え光ディスクへの情報の記録および／または再生を行う光ヘッド装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ディスクへの情報の記録および／または再生を行う光ヘッド装置には、光ディスクの規格の違いによって、用いるレーザ光の波長が異なり、一般に、４０５ｎｍ帯（ＨＤ−ＤＶＤ、Ｂｌｕ−ｒａｙ用）、６６０ｎｍ帯（ＤＶＤ用）および７８５ｎｍ帯（ＣＤ用）の３種類の波長のレーザ光が用いられている。そこで、例えば、１つの光ディスク装置を用いてこれらの異なる規格の光ディスクへ情報を記録および／または再生をすることが試みされており、これを実現するためには、各波長の半導体レーザを別々のパッケージに搭載することが検討されている。ところが、このような構成にすると、各波長用にそれぞれ専用の光学部品を配置する必要があるため、部品点数が増加し、光ヘッド装置の小型化が難しくなる等の欠点がある。
【０００３】
ところで、近年、いわゆる２波長レーザや３波長レーザといわれる、複数の発振波長の半導体レーザを一体形成する技術により、２波長あるいは３波長の半導体レーザを１パッケージに収めた半導体レーザの開発が検討されている。また、これら複数波長の半導体レーザを搭載する光ディスク装置（これを、「複数波長互換光ヘッド装置」とよぶ）においては、各波長のレーザ光の光路の一部を共通化することによって、装置の部品点数を削減することが期待できる。
【０００４】
ここで、複数の波長の光が共有する光路に配置される光学素子としては、回折格子やホログラム素子といった回折素子が挙げられる。この回折格子は、通常、周期的な凹凸の断面形状を有するガラスやプラスチックで形成されており、回折効率は、波長依存性を有するものであるが、格子の深さのみでほぼ決定される。このため、複数の波長の光に対して回折効率を自由に制御することはできない。したがって、前述の複数波長互換光ヘッド装置を用いることにより、各波長における回折効率を独立に最適化できることの利点は大きい。
【特許文献１】特開２００３−１８５８１９号公報
【特許文献２】特願２００４−１２５５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、通常の回折素子の場合、前述したように、回折効率は、波長依存性により格子の深さのみでほぼ決定されるため、回折効率を波長ごとに所望の値に変更することは困難であった。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、回折効率の波長依存性を制御できる回折素子を提供することを目的とする。また、本発明は、その回折素子を複数波長互換タイプの光ヘッド装置に用いることにより、部品点数の増大等を解決し、設計自由度が広い複数波長互換タイプの光ヘッド装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、少なくとも１枚の透明基板の一方の面に周期的に形成された凹凸部を備える回折素子であって、前記凹凸部のうち凸部は、前記透明基板面に平行に形成された光学多層膜で形成されているとともに、前記凹凸部のうち凹部の空間部分を満たすように透明な充填材料が充填され、かつ、前記凸部の最上面を覆うまで透明な充填材料によって被覆された構造を有し、波長の異なる３種類の光のうち１つの波長の光を選択的に回折するとともに前記波長以外の２つの波長の光を回折しないか若しくは一定割合以上回折しない、または１つの波長を除く２つの波長の光を回折するとともに前記１つの波長の光を回折しないか若しくは一定割合以上回折しないことを特徴とする回折素子を提供する。
【０００８】
また、上記の回折格子が少なくとも２種類積層された構成の回折素子であって、前記異なる３種類の波長の光のうち、少なくとも異なる２種類の波長の光に対して、任意の回折効率と回折方向を示す光学特性を有することを特徴とする回折素子を提供する。
【０００９】
また、前記異なる３種類の光は、それぞれ、４０５ｎｍ、６６０ｎｍ、および７８５ｎｍの値を中心とした３０ｎｍの範囲にある波長を有する上記の回折素子を提供する。
【００１０】
さらに、少なくとも２種類の異なる波長の光を出射する光源と、この光源からの出射光を光記録媒体へ集光する対物レンズと、前記光記録媒体によって反射された前記出射光を検出する光検出器とを備える光ヘッド装置において、前記光源と前記対物レンズとの間の光路中に請求項１から３のいずれか１項に記載の回折素子が配置されていることを特徴とする光ヘッド装置を提供する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、透明基板上に光学多層膜を用いて凹凸状の回折格子を形成したものであり、回折効率の波長依存性を制御でき、良好な波長選択性を示す回折素子を作製することができる。また、本発明による回折波長の異なる回折素子を複数作製して１つに一体化することにより、ひとつの回折素子でありながら、複数の波長に対して回折効率と回折方向が制御された回折素子を作製することができる。
また、本発明の回折素子を複数波長互換光ヘッド装置、例えば３波長互換光ヘッド装置に搭載することにより、部品点数の削減や光ヘッド装置の省スペース化に有効であり、また回折波長の選択性が良好なため、光利用効率の高い光ヘッド装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照しながら詳細に説明する。
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る回折素子１０の最も基本的な構成を示す概略構成図である。この回折素子１０は、透明基板１１と、光学多層膜１２と、充填材１３と、カバー材１４と、反射防止膜１５とを備えている。
【００１３】
透明基板１１としては、ガラス、石英ガラス、プラスチックなどの基板を使用できる。
【００１４】
光学多層膜１２は、透明基板１１の一面（上面）に平行に成膜された複数の層からなる凸部を形成しており、これが回折格子を構成する。光学多層膜１２の材料としては、ＳｉＯ２、ＳｉＯＮ、ＺｒＯ２，Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＦ２などの無機物材料を用いることができる。また、有機物材料であってもよい。この光学多層膜１２の形成方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法などを挙げることができる。また、この材料には、４０５ｎｍ帯の光を効率良く利用させるため、使用波長における光学吸収、特に波長４０５ｎｍ帯の吸収が十分に小さいものを選択することが好ましい。
【００１５】
充填材１３は、透明基板１１とカバー部材１４との間の空間に充填されている。即ち、この充填材１３は、透明基板１１上の光学多層膜１２で構成された凸部の周囲、つまり図１において凸部を覆うように凸部よりも上側の空間と、凸部の間の空間である凹部に充填されている。この充填材１３は、固体または液体からなり、例えばＳｉＯ２、ＳｉＯＮなどの酸化物、酸窒化物や、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの有機物材料や、含フッ素芳香族ポリマー材料、液晶などの複屈折性材料などが使用できるが、使用する波長に対して光学吸収が十分に小さい材料が好ましい。さらに、光学多層膜１２の材料が無機物材料である場合には、充填材１３の材料も無機物とするか、または温度に依存する屈折率の変化量が極力小さい材料であることが、回折効率の温度変化を小さくできるという観点から、さらに好ましい。
なお、充填材１３の充填方法としては、充填材１３が液状の場合はスピンコートと塗布後の硬化処理による成膜法が挙げられ、無機物材料の充填の場合には例えばＣＶＤ法による格子埋め込み等が挙げられる。
【００１６】
カバー部材１４は、透明基板１１の光学多層膜１２を成膜した一面と一定間隔を保持して対向し配置している。このガラスや樹脂製の表面がフラットなカバー部材１４を回折素子の充填材側に設けると、透過波面収差を小さくでき好ましい。
反射防止膜１５は、カバー部材１４の充填材側に接する面の反対面および透明基板３の裏面の双方に形成しており、反射損失による透過光量の低下を抑えることができる。なお、この反射防止膜１５は、カバー部材１４と透明基板１１の裏面の双方または一方に形成してもよい。
［第２の実施形態］
【００１７】
次に、本発明の第２の実施形態に係る回折素子２０について、図面を参照しながら説明する。なお、本実施形態において、第１の実施形態と同一部分には同一符号を付して重複説明を避ける。
図２は、本発明の第２の実施形態の回折素子２０を示すものであり、この回折素子２０では、２枚の透明基板１１，１１上に第１、第２の光学多層膜１２Ａ、１２Ｂが成膜されて凸部を形成している。また、これらの透明基板１１，１１は、第１、第２の充填材１３Ａ、１３Ｂを介して格子形成面どうしが対面するような状態で双方を接着し積層している（なお、接着材の層は図示しない）。
【００１８】
第２の光学多層膜１２Ｂは、第１の光学多層膜１２Ａとは回折波長が異なるので、通常は膜構成も異なる。第２の充填材１３Ｂは、第２の光学多多層１２Ｂの設計により、第１の充填材１３Ａと同一材料の場合もあるし、異なる材料の場合もある。格子形成面どうしを接着して積層するのに用いる接着材は、充填材と屈折率が近いものが界面反射による透過光の損失を低減する点で好ましく、また充填材との化学反応が起こりにくいものが、素子の信頼性を向上させる上でさらに好ましい。
【００１９】
本実施形態では、第１、第２の充填材１３Ａ、１３Ｂの間にフラットな形状を呈するガラス材１６を介装させた状態で、２つの回折素子を接合させている。なお、２つの回折素子の充填材が異なる場合は、各回折素子の上面を平坦化させてから接合させてもよい。また、２種類の充填材間で、例えば化学反応を起こしやすい場合には、ガラス材１６を介し
て２つの回折素子を対面させてもよい。また、第１の充填材１３Ａの材料と第２の充填材１３Ｂの材料が同一の材料であれば、ガラス材１６を省くこともできる。
【００２０】
このように本発明によれば、回折波長の異なる２種類の回折素子を積層して１つに一体化素子にすることにより、回折効率の波長依存性や、格子ピッチなどを変化させることによる回折方向の調整など、設計の自由度を増大できて好ましい。
【００２１】
なお、本発明では、複数の回折素子の積層方法の別の例としては、例えば、図３に示す回折素子３０のように、各格子形成面を図の上向きに揃えた積層構造でもよい。また、図４に示す回折素子４０のように、透明基板１１の表面と裏面との両面にそれぞれ回折素子を形成することもできる。なお、同図中符号１７は、透明基板である。また、図示しないが、３つの回折素子を積層して一体化することもできる。上述した各実施形態のものは、回折波長の異なる複数の回折素子を積層して一体化素子とする方法として一例であり、本発明の内容を限定するものではない。
【００２２】
また、前述の図１から図４に示す回折素子は、本発明の回折素子のみで構成される構成例を示しているが、さらに他の光学素子を積層して一体化することもできる。他の光学素子としては、例えば、波長板、通常の回折格子、偏光性回折格子、開口制限素子、液晶を用いた光学素子などである。これらの光学素子と本発明の回折素子とを一体化することにより、１個の一体化された回折素子でありながら複数の機能を有するので、これを複数波長互換の光ヘッド装置に組み込むと、光学部品点数を削減できるので好ましい。
【００２３】
次に、本発明の回折素子における光学多層膜の構成材料について、第１の設計例を下記の表１に示す。なお、表中の「層数」は基板表面からの積層順を示し、透明基板の表面に最も近い層を第１層とする。
ここで、表1の設計例は、青色波長を選択的に回折する素子の光学多層膜部分の構成を示したものである。すなわち、使用される３波長をλ1（４０５ｎｍ），λ2（６６０ｎｍ）、およびλ3（７８５ｎｍ）とするとき、波長λ1の光は回折させて、波長λ2およびλ3の光は全透過させる。このような回折素子とするための光学多層膜は、その最上層を被覆する充填材とガラス基板を入射媒質または出射媒質として、回折波長λ1と全透過波長λ2との間の波長λr（４８０ｎｍ）に反射帯を有し、かつ使用する３波長において透過帯となる膜構成とされる。具体的には、逓屈折材料であるＳｉＯ２（屈折率ｎL、膜厚ｄL）と、高屈折率材料であるＴａ２Ｏ５（屈折率ｎH、膜厚ｄH）の２層からなる光学膜厚の和（ｎLｄL＋ｎHｄH）がλr／２（またはその奇数倍でもよい）とされると同時に、２層の膜厚比率が調整されて、波長λ2における屈折率の平均値が、後に充填される充填材の屈折率ｎMにほぼ等しくなるように、すなわち、
（ｎLｄL＋ｎHｄH）／（ｄL＋ｄH）≒ｎM
を満たすように膜厚ｄL とｄH の組が決められ、これらが交互に積層された膜構成が３波長の膜構成の基本となる。表１の設計例では、膜厚比率ｄL ／ｄH は約１２とするのが適当である。
【００２４】
上記の手法によって得られる光学多層膜を透過し出射する各波長の光は、波長λrを中心とする反射帯の影響を受けて、反射帯の両側にある透過波長λ1とλ2の近傍では、波長に対する透過位相の変化量がそれ以外の透過波長域よりも大きくなる。一方、多層膜格子の凹部に充填材される充填材の透過位相は、多層膜の総膜厚に等しい充填材単層膜の透過位相となるため波長に対して単調な変化を示す。従って、光学多層膜部と充填材単層膜部との透過位相の差Δφ（λ）は、全積層数と各層の膜厚をさらに微調整することによって、Δφ（λ2）とΔφ（λ3）を殆ど０にしながら、Δφ（λ1）を変化させることができる。すなわち、光学多層膜を透過する光と、充填材単層膜部を透過する光の透過位相の差が制御され、回折効率に波長選択性をもたせることが可能となる。本設計例では、波長λ1における光学多層膜の位相が充填材の位相より遅れてΔφ（λ1）が約４５°となり、１次の回折効率が約６％の回折素子を成す。
【００２５】
本発明の回折素子の光学多層膜部分は、下記の表１の設計例に限らず、基本的には回折させる波長と回折させずに全透過させる波長の間の波長に反射帯を有し、全透過させる波長において前記透過位相の差Δφ（λ）が０になるように層数と膜厚が調整されることを特徴とする。例えば、表１の例とは逆に、波長λ1の光を全透過させ、λ2、およびλ3の光を回折させる場合には、表１の例と同様に、波長約５００ｎｍに反射帯を設け、前記膜厚比率を変えて、Δφ（λ1）をほぼ０にしつつ、Δφ（λ2）とΔφ（λ3）が所望の値になるように、層数と膜厚を調整すればよい。
【００２６】
【表１】
2006073042.tif 000003
【００２７】
本設計例の光学多層膜は、例えば図１においてガラスからなる一方の透明基板１１上に、ＳｉＯ２膜とＴａ２Ｏ５膜とが交互に重ねられて形成されているが、特に１９層、総厚さが１５３０ｎｍの光学多層膜１２を構成している。なお、この光学多層膜１２は、周期的な凹凸形状に加工されて回折格子が作製された後、屈折率１．５３の充填材１３により凹凸部の界面まで隙間なく充填させて光学多層膜１２を覆うように被覆されている。さらに、両透明基板の外面（光学多層膜を形成する面とは反対の面）に反射防止処理がなされて回折素子が構成される。なお、この回折素子では、青色光を回折させる一方、ほかの光は全透過させる。
【００２８】
ここで、この回折素子における１次の回折効率の波長依存性の具体例を示すグラフを、図５に実線αで示す。この図５には、比較例として、ＳｉＯ２を約１００ｎｍの表面凹凸深さに加工した回折格子の１次の回折効率βを示すグラフも点線で示す。
本発明の回折素子によれば、波長４０５ｎｍ近傍の光を約６％回折するとともに、波長６６０ｎｍ近傍および７８５ｎｍ近傍の光を殆ど回折せずにほぼ１００％透過させることができ、良好な波長選択性をもつことが分かる。なお、表１に用いたＳｉＯ２膜およびＴａ２Ｏ５膜の波長６６０ｎｍにおける屈折率は、それぞれ、１．４７、２．１５である。ただし、成膜装置や成膜条件により、屈折率が設計と若干異なる場合には、膜厚を調整すればよい。
【００２９】
次に、本発明の回折素子における光学多層膜の構成材料について、第２の設計例を表２に示す。
【００３０】
【表２】
2006073042.tif 000004
【００３１】
上記した第１の設計例と同様に、本設計例の光学多層膜では、例えば図１において、ガラスからなる透明基板１１上に、Ｔａ２Ｏ５膜とＳｉＯ２膜とが交互に重ねられて形成されているが、この第２の設計例では、光学多層膜１２を都合２８層、総厚さが２３２４ｎｍとなるように成膜している。また、この光学多層膜１２は、周期的な凹凸形状に加工されており、回折格子を構成している。この光学多層膜１２が作製された後、屈折率１．５３の充填材１３を光学多層膜１２の凹凸部の界面まで隙間なく充填させたならば、光学多層膜１２を覆うところまで被覆している。さらに、両透明基板の外面（光学多層膜を形成する面とは反対の面）に反射防止処理がなされ、これにより回折素子が構成されている。なお、この回折素子では、青色光を透過させる一方、赤色光および赤外光は回折させる。
【００３２】
ここで、この回折素子における１次の回折効率の波長依存性の具体例を示すグラフを、図６に実線αで示す。図６には比較例としてＳｉＯ２を約２００ｎｍの表面凹凸深さに加工した回折格子の１次の回折効率βも点線で示す。本発明の回折素子は、波長４０５ｎｍ近傍の光は殆ど回折せずにほぼ１００％透過し、波長６６０ｎｍの光を約８％、７８５ｎｍの光を約５％回折することが分かる。浅いＳｉＯ２の単純格子に対して４０５ｎｍにおける波長選択性に優れていることが分かる。
【００３３】
さらに、本発明の回折素子における光学多層膜の構成材料について、第３の設計例を表３に示す。
【００３４】
【表３】
2006073042.tif 000005
【００３５】
本設計例では、上記と同様に例えば図１において、ガラスからなる透明基板１１上に、Ｔａ２Ｏ５膜とＳｉＯ２膜とが交互に重ねられ１６層、総厚さが３６８８ｎｍの光学多層膜１２が周期的な凹凸形状に加工されている。このようにして、回折格子である光学多層膜１２が透明基板１１上に作製された後、屈折率１．５３の充填材１３により回折格子の凹部が充填されるとともに凸部を覆うところまで充填材で被覆され、その後、さらに透明基板１１、１４の両面に反射防止処理がなされて、回折素子が構成される。なお、この回折素子では、赤色光を透過させる一方、青色光および赤外光は回折させる。
【００３６】
ここで、この回折素子における１次の回折効率の波長依存性の具体例を示すグラフを、図７に実線αで示す。これによれば、波長６６０ｎｍの光は殆ど回折せずに、波長４０５ｎｍおよび７８５ｎｍの光を回折することが分かる。
【００３７】
次に、前記の表１および表２の材料で形成した光学多層膜１２を有する回折素子を、波長４０５ｎｍ帯（ＨＤ−ＤＶＤ、Ｂｌｕ−ｒａｙ用）、波長６６０ｎｍ帯（ＤＶＤ用）、および波長７８５ｎｍ帯（ＣＤ用）の３波長レーザ光源を有する３波長互換光ヘッド装置に搭載した場合について説明する。
本発明の３波長互換光ヘッド装置１００は、例えば、図８に示すように、３波長レーザ光源１と、ビームスプリッタ３と、コリメートレンズ４と、対物レンズ５と、光検出光学系６との他に、３波長レーザ光源１とコリメートレンズ４の間に本発明の回折素子２０を配置する。
【００３８】
ここで、回折素子２０について、図２を参照にして説明する。
例えば、第１の光学多層膜１２Ａおよび第１の充填材１３Ａよりなる第１の回折素子の部分は、波長４０５ｎｍの光を約６％回折し、波長６６０ｎｍと７８５ｎｍの光をほぼ１００％透過するように設計してある。一方、第２の光学多層膜１２Ｂおよび第２の充填材１３Ｂよりなる第２の回折素子の部分は、波長６６０ｎｍと７８５ｎｍの光をそれぞれ約８％と約５％回折し、波長４０５ｎｍの光をほぼ１００％透過するように設計してある。
【００３９】
これにより、回折素子２０は、３波長の３ビームを効率よく発生できる。また、この回折素子２０によって３ビームに分割された各光源からの光は、コリメートレンズ４、ビームスプリッタ３を透過し、対物レンズ５により光記録媒体Ｄに集光される。一方、この光記録媒体Ｄにて反射された光は、対物レンズ５、ビームスプリッタ３の順にもどり、光検出光学系６により検出される。これにより、回折素子２０により得られた各波長の光の３ビームは、トラッキングに使用できる。
【実施例】
【００４０】
次に、本発明に係る回折素子５０の具体例な作製方法について、図９を参照しながら詳細に説明する。
本実施例の回折素子５０では、初めに、各ガラス基板１１Ａ、１１Ｂの一方のガラス基板の表面に、それぞれイオンアシスト真空蒸着法により、反射防止膜１５を形成する。この反射防止膜１５は、ＳｉＯ２膜とＴａ２Ｏ５膜を交互に積層した１２層の光学多層膜であり、波長４０５ｎｍ、６６０ｎｍ、および７８５ｎｍの光に対して反射防止膜として機能する。
また、ガラス基板１１Ａにおいて、反射防止膜１５の形成面とは反対の面に、反応性スパッタリング法により、前述の表１に示した光学多層膜を成膜する。その後、フォトリソグラフィとドライエッチングの技術を用いて、光学多層膜１２Ａによる凸部を設けた第１の回折格子を作製する。
この第１の回折格子の格子ピッチは２０μｍ、デューティ比は０.５とし、エッチングはガラス基板１１Ａの表面が露出した段階で止めて、ほぼ光学多層膜のみで凹凸形状を構成するようにする。
同様に、ガラス基板３２には、前述の表２に示した光学多層膜を成膜した後、格子ピッチが３０μｍとなる光学多層膜１２Ｂによる凸部を設けた第２の回折格子を作製する。
次に、これら第１の回折格子と第２の回折格子のそれぞれに、屈折率１.５３の含フッ素芳香族ポリマー材料をスピンコート法により塗布した後に焼成して、格子凹部を充填する。
その後、基板３１および３２の、充填材を塗布充填した面どうしを平行に重ね合わせて接着し、図９の回折素子５０を作製する。
【００４１】
このようにして作製した図９の回折素子５０は、透過率および回折効率が、波長４０５ｎｍ（λ1）の光に対しては、０次光の回折効率が約８５％、１次光の回折効率が約６％、波長６６０ｎｍ（λ2）の光に対しては０次光の回折効率が約８０％、１次光の回折効率が約８％、波長７８５ｎｍ（λ3）の光に対しては０次光の回折効率が約８７％、１次光の回折効率が約５％であり、いずれの波長の光についても効率よく３ビームを得ることができる。
【００４２】
なお、本発明は上述した実施形態に何ら限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施し得るものである。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明の回折素子は、透明基板上に光学多層膜を用いて凹凸状の回折格子を形成したものであり、回折効率の波長依存性を制御できる効果を有し、良好な波長選択性を示す回折素子を作製することができ、この回折素子を複数波長互換光ヘッド装置に用いることにより、部品点数が増加する等の従来技術の欠点を解決し、設計の自由度が広い複数波長互換光ヘッド装置等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る回折素子を示す側断面図。
【図２】本発明の第２の実施形態に係る回折素子を示す側断面図。
【図３】本発明の回折素子の変形例を示す側断面図。
【図４】本発明の回折素子の他の変形例を示す側断面図。
【図５】本発明に係る光学多層膜の表１に示した設計例により得られる回折素子における、１次の回折効率の波長依存性を示すグラフ。
【図６】本発明に係る光学多層膜の表２に示した設計例により得られる回折素子における、１次の回折効率の波長依存性を示すグラフ。
【図７】本発明に係る光学多層膜の表３に示した設計例により得られる回折素子における、１次の回折効率の波長依存性を示すグラフ。
【図８】本発明に係る回折素子を搭載する光ヘッド装置の光学配置を示す概略構成図。
【図９】本発明に係る光学多層膜の表１および表２に示した設計例により得られる２つの回折素子を積層した光学素子を示す側断面図。
【符号の説明】
【００４５】
１  ３波長レーザ光源
３  ビームスプリッタ
４  コリメートレンズ
５  対物レンズ
６  光検出光学系
１０、２０、３０、４０、５０  回折素子
１１、１６、１７  透明基板
１１Ａ、１１Ｂ  ガラス基板
１２  光学多層膜
１２Ａ、１２Ｂ  第１、第２の光学多層膜（凸部：回折格子）
１３  充填材
１３Ａ、１３Ｂ  第１、第２の充填材
１４  カバー材
１５  反射防止膜
１００  ３波長互換光ヘッド装置
Ｄ  光ディスク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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