(57)【要約】【課題】  バルクのＰＢＳよりも軽量・省スペースにして回折効率を大きくできる偏光性回折格子を提供する。【解決手段】  周期的な凸凹断面形状を有する回折格子において、例えば、凸部の媒質を媒質１、凹部の媒質を媒質２、媒質１のs偏光に対する屈折率をｎ1s、媒質１のｐ偏光に対する屈折率をｎ1p、媒質２の屈折率をｎ2としたとき、ｎ1s＞ｎ2＞ｎ1pなる関係を満たすよう荷構成することで、バルクのＰＢＳよりも軽量，省スペースな高効率で平面型の偏光性回折格子１を提供することができる。【選択図】    図１
2005116069.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周期的な凸凹断面形状を有する回折格子において、
凸部の媒質を媒質１、凹部の媒質を媒質２、媒質１のｓ偏光に対する屈折率をｎ1s、媒質１のｐ偏光に対する屈折率をｎ1p、媒質２のs偏光に対する屈折率をｎ2s、媒質２のｐ偏光に対する屈折率をｎ2pとしたとき、
ｎ1s＞ｎ2s  かつ  ｎ1p＜ｎ2p
又は、
ｎ1s＜ｎ2s  かつ  ｎ1p＞ｎ2p
であることを特徴とする偏光性回折格子。
【請求項２】
周期的な凸凹断面形状を有する回折格子において、
凸部の媒質を媒質１、凹部の媒質を媒質２、媒質１の屈折率をｎ1、媒質２のｓ偏光に対する屈折率をｎ2s、媒質２のｐ偏光に対する屈折率をｎ2pとしたとき、
ｎ2s＜ｎ1＜ｎ2p
又は、
ｎ2s＞ｎ1＞ｎ2p
であることを特徴とする偏光性回折格子。
【請求項３】
周期的な凸凹断面形状を有する回折格子において、
凸部の媒質を媒質１、凹部の媒質を媒質２、媒質１のｓ偏光に対する屈折率をｎ1s、媒質１のｐ偏光に対する屈折率をｎ1p、媒質２の屈折率をｎ2としたとき、
ｎ1s＜ｎ2＜ｎ1p
又は、
ｎ1s＞ｎ2＞ｎ1p
であることを特徴とする偏光性回折格子。
【請求項４】
周期的な凸凹断面形状が、面の法線方向に対して非対称であることを特徴とする請求項１ないし３の何れか一記載の偏光性回折格子。
【請求項５】
周期的な凸凹断面形状が、非対称三角波形状，鋸歯形状或いは階段形状により面の法線方向に対して非対称であることを特徴とする請求項４記載の偏光性回折格子。
【請求項６】
周期的な凸凹断面形状が、傾斜した矩形形状により面の法線方向に対して非対称であることを特徴とする請求項４記載の偏光性回折格子。
【請求項７】
周期的な凸凹断面形状の凸部を複屈折媒質で形成し凹部を等方性媒質で充填した構造であることを特徴とする請求項１ないし６の何れか一記載の偏光性回折格子。
【請求項８】
凸部の複屈折媒質に有機延伸膜を用いたことを特徴とする請求項７記載の偏光性回折格子。
【請求項９】
凸部の複屈折媒質に液晶を用いたことを特徴とする請求項７記載の偏光性回折格子。
【請求項１０】
ｓ偏光に対する＋ｎ次回折光の回折方向はｐ偏光に対する＋ｎ次回折光の回折方向と等しく、ｓ偏光に対する−ｎ次回折光の回折方向はｐ偏光に対する−ｎ次回折光の回折方向と等しく、ｓ偏光入射に対する＋ｎ次回折効率をηs＋，−ｎ次回折効率をηs−，ｐ偏光入射に対する＋ｎ次回折効率をηp＋，−ｎ次回折効率をηp−としたとき、
ηs＋＞ηs−  かつ  ηp＋＜ηp−
又は
ηs＋＜ηs−  かつ  ηp＋＞ηp−
であることを特徴とする請求項１ないし９の何れか一記載の偏光性回折格子。
【請求項１１】
光源からの光を対物レンズを介して光記録媒体に集光してデータを記録再生する光ピックアップにおいて、
前記光源と前記対物レンズとの間の光路中に配設された、請求項１ないし１０の何れか一記載の偏光性回折格子及び位相差板と、
前記光記録媒体から反射され前記偏光性回折格子により分岐された反射光を受光する光検出器と、
を備えることを特徴とする光ピックアップ。
【請求項１２】
前記光源、偏光性回折格子及び光検出器が、ユニットとして一体化されていることを特徴とする請求項１１記載の光ピックアップ。
【請求項１３】
請求項１１又は１２記載の光ピックアップを備えることを特徴とする光記録再生装置。
【請求項１４】
光源からの光を対物レンズを介して光磁気記録媒体に集光してデータを記録再生する光ピックアップと、前記光ピックアップと同期して移動して情報を記録するための磁界を前記光磁気記録媒体に加える磁気ヘッドとを備える光磁気記録再生装置において、
前記光ピックアップ中に、
前記光源と前記対物レンズとの間の光路中に配設された、請求項１ないし１０の何れか一記載の偏光性回折格子及び位相差板と、
前記光磁気記録媒体から反射され前記偏光性回折格子により２方向に分岐される反射光を各々受光する光検出器と、
を備えることを特徴とする光磁気記録再生装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体に対して光学的に情報を記録又は再生する光ピックアップ、当該光ピックアップで用いられる偏光性回折格子、並びに当該光ピックアップを備える情報記録装置及び情報再生装置の技術分野に関する。より詳細には、偏光性回折格子及びその偏光性回折格子を用いて、ＣＤ（コンパクト・ディスク）、ＤＶＤ（デジタル・バーサタイル・ディスク）、Blu-Ray Disc（ブルレイ・ディスク）、ＭＯ（光磁気ディスク）などの光記録媒体や光磁気記録媒体に情報を記録再生する光ピックアップ並びに当該光ピックアップを備えた光情報記録再生装置或いは光磁気記録再生装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
データの記録再生方法の一つとして、光を用いて記録媒体に記録再生する方法がある。このような光記録方法の代表的な例としては、直径１２ｃｍの光記録媒体の片面にＭＰＥＧ２による圧縮画像情報を２時間分以上録画したいという要求から、ＤＶＤシステムが商品化されている。ＤＶＤ規格ではディスクの記憶容量は片面で４．７ＧＢであり、トラック密度は０．７４μｍ／トラック、線密度は０．２６７μｍ／ビットである。
【０００３】
ＤＶＤのような光記録媒体に記録された情報の再生は、光ヘッドを用いて行われる。光ヘッドにおいては、ＬＤ（レーザダイオード）から出射される光ビームが対物レンズにより光記録媒体のトラック上のピット系列に集光される。光記録媒体で反射された光ビームは、集光レンズで光検出器に集光され、再生信号が得られる。この光検出器からの再生信号は再生信号処理系に入力され、データの復号が行われる。ＤＶＤ規格の場合、光ヘッド中のＬＤの波長は６５０ｎｍ、対物レンズの開口数ＮＡは０．６である。
【０００４】
更にＤＶＤを高密度化した規格として、Blu-Ray Discがある。これは、波長４０５ｎｍの青紫色レーザを用いて、ＣＤやＤＶＤと同じ直径１２ｃｍの相変化型光記録媒体片面１層に最大２７ＧＢの映像データを、繰返して記録再生することができる次世代大容量光記録媒体ビデオレコーダー規格である。Blu-ray Discでは、短波長の青紫色レーザを用いるとともに、レーザを集光する対物レンズの開口数（ＮＡ）を０．８５とすることにより、ビームスポットを微小化している。また、レンズの高開口化に対応した光透過保護層厚０．１ｍｍの光記録媒体構造を採用することで、光記録媒体の傾きによる収差を低減し、読取りエラーの低減や記録密度の向上を図っている。これにより、光記録媒体の記録トラックピッチをＤＶＤの約半分の０．３２μｍに微細化し、光記録媒体片面に最大２７ＧＢの高密度記録を実現している。
【０００５】
図８にＤＶＤの光ピックアップの概略図を示す。ＤＶＤの光ピックアップは、通常、偏光光学系が用いられる。即ち、ＬＤドライバ１００により駆動される光源としてのＬＤ１０１から対物レンズ１０２までの光路上にコリメートレンズ１０３とともにＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）１０４を配置し、ＬＤ１０１の直線偏光の偏光面と同じ偏光面の光を透過させ、その先に設置してある１／４波長板１０５で円偏光となり、対物レンズ１０２で集光させられ、メディア１０６の基板下の記録層に照射される。メディア１０６の反射面からの反射光は入射光と逆回転の円偏光となり、１／４波長板１０５を透過すると、ＬＤ１０１の偏光面と垂直方向の偏光面を持つ直線偏光となり、ＰＢＳ１０４で反射され、集光レンズ１０７を介して光検出器（ＰＤ）１０８に導かれ、その受光信号が再生信号処理系１０９により処理されて復号データが得られる。１／４波長板１０５により完璧な円偏光になっている場合は、ＰＢＳ１０４の透過光、即ち、ＬＤ１０１に対する戻り光は０となり、メディア１０６からの反射光はＰＤ１０８によって完全に検出される。
【０００６】
光ディスクドライブ装置における光ピックアップとして、光情報記録媒体からの反射光を回折格子により分岐し、光検出器で受光する光学系を備えたものが種々提案されており、回折格子として偏光性の回折格子を用いたものが知られている。例えば、特許文献１の光ヘッド装置及びその製造方法によれば、光源からの光束を回折格子を通して光記録媒体に照射することにより、情報の記録・再生を行う光ヘッド装置において、回折格子として、光学異方性ポリマーにより形成された光学異方性を有する回折格子を用いることが記載されている。
【０００７】
一方、１台の光ディスクドライブ装置で、ＣＤ用の記録再生、ＤＶＤ用の記録再生が行える、いわゆるスーパーコンボドライブが実用化されている。このＣＤ／ＤＶＤ兼用光ディスクドライブ装置に用いられる光ピックアップでは、ＣＤ用の７９０ｎｍ波長帯の半導体レーザ（ＬＤ）とＤＶＤ用の６５０ｎｍ波長帯の半導体レーザとが分離した状態で配置されている。この光ヘッド装置では、半導体レーザ（６５０ｎｍ波長帯及び７９０ｎｍ波長帯）からの出射光は、波長合成プリズムにより同一光軸上で合成され、ビームスプリッタを透過した後に、コリメートレンズで平行光とされ、対物レンズに入射する。対物レンズを透過し、光ディスクの情報記録面に集光されたビームが、その情報記録面で反射され、反射された光（以下、信号光という）は、元の往路と同じ光路を逆行していく。
【０００８】
即ち、この信号光は、再び、対物レンズによって平行光となり、コリメートレンズとビームスプリッタを介し、光検出器の受光面に集光する。そして、この光検出器で電気信号に変換される。
【０００９】
【特許文献１】特開平９−５０６４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
記録用ＤＶＤドライブにおいては，現在、主に偏光光学系が用いられており、バルク部品を組み合わせた光学系による記録用ＤＶＤドライブが実現されている。偏光分離手段としてＰＢＳ（偏光ビームスプリッタ）が用いられているが、一般的に、ＰＢＳはサイズが大きく重く、コストも高くなるため、高効率な偏光性回折格子が望まれている。
【００１１】
回折格子を偏光分離手段として用いる場合，現在では復路回折効率が３２％程度の偏光性回折格子が用いられている。今後、記録速度が更に高速化すると、回折効率３２％の偏光性回折格子ではＰＤ（フォトディテクタ）検出光量が不足し，高速記録ドライブを実現することが困難となる。偏光性回折格子の回折効率が現状の３２％から上昇すると、ＰＤ検出光量が増加し、更なる高速記録可能なＤＶＤ記録ドライブが実現できる。
【００１２】
また、Blu-Ray Discなどの光源波長が４００ｎｍ帯を用いる光ディスクドライブ装置に用いる光ピックアップにおいては、さらに高効率な回折格子が必要となる。レンズなどの光学材料の透過率が波長６６０ｎｍ帯では９５％以上であったが、波長４００ｎｍ帯では９０％に低下する。さらに、球面収差，コマ収差等の各種収差を補正する素子が数多く入り、各光学部品を透過する際に生ずる光量低下が大きな問題となる。また、短波長化による量子効率の低下から光検出器の光電変換効率が低下し、ＰＤ検出光量が激減する問題がある。
【００１３】
以上のような検出光量低下を考慮すると、光源波長が４００ｎｍ帯を用いる光ディスクドライブ装置に用いる光ピックアップにおいては、回折効率が６０％以上必要となる。
【００１４】
しかし、狭ピッチ領域における回折効率は、理論的に３０％前後に収束し、これより高い回折効率を得ることは難しいため、狭ピッチ回折格子を用いて光ピックアップを構成することは困難である。
【００１５】
本発明の目的は、バルクのＰＢＳよりも軽量・省スペースにして回折効率を大きくすることが可能な偏光性回折格子を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
請求項１記載の発明の偏光性回折格子は、周期的な凸凹断面形状を有する回折格子において、凸部の媒質を媒質１、凹部の媒質を媒質２、媒質１のｓ偏光に対する屈折率をｎ1s、媒質１のｐ偏光に対する屈折率をｎ1p、媒質２のs偏光に対する屈折率をｎ2s、媒質２のｐ偏光に対する屈折率をｎ2pとしたとき、
ｎ1s＞ｎ2s  かつ  ｎ1p＜ｎ2p
又は、
ｎ1s＜ｎ2s  かつ  ｎ1p＞ｎ2p
である。
【００１７】
請求項２記載の発明の偏光性回折格子は、周期的な凸凹断面形状を有する回折格子において、凸部の媒質を媒質１、凹部の媒質を媒質２、媒質１の屈折率をｎ1、媒質２のｓ偏光に対する屈折率をｎ2s、媒質２のｐ偏光に対する屈折率をｎ2pとしたとき、
ｎ2s＜ｎ1＜ｎ2p
又は、
ｎ2s＞ｎ1＞ｎ2p
である。
【００１８】
請求項３記載の発明の偏光性回折格子は、周期的な凸凹断面形状を有する回折格子において、凸部の媒質を媒質１、凹部の媒質を媒質２、媒質１のｓ偏光に対する屈折率をｎ1s、媒質１のｐ偏光に対する屈折率をｎ1p、媒質２の屈折率をｎ2としたとき、
ｎ1s＜ｎ2＜ｎ1p
又は、
ｎ1s＞ｎ2＞ｎ1p
である。
【００１９】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３の何れか一記載の偏光性回折格子において、周期的な凸凹断面形状が、面の法線方向に対して非対称である。
【００２０】
請求項５記載の発明は、請求項４記載の偏光性回折格子において、周期的な凸凹断面形状が、非対称三角波形状，鋸歯形状或いは階段形状により面の法線方向に対して非対称である。
【００２１】
請求項６記載の発明は、請求項４記載の偏光性回折格子において、周期的な凸凹断面形状が、傾斜した矩形形状により面の法線方向に対して非対称である。
【００２２】
請求項７記載の発明は、請求項１ないし６の何れか一記載の偏光性回折格子において、周期的な凸凹断面形状の凸部を複屈折媒質で形成し凹部を等方性媒質で充填した構造である。
【００２３】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の偏光性回折格子において、凸部の複屈折媒質に有機延伸膜を用いた。
【００２４】
請求項９記載の発明は、請求項７記載の偏光性回折格子において、凸部の複屈折媒質に液晶を用いた。
【００２５】
請求項１０記載の発明は、請求項１ないし９の何れか一記載の偏光性回折格子において、ｓ偏光に対する＋ｎ次回折光の回折方向はｐ偏光に対する＋ｎ次回折光の回折方向と等しく、ｓ偏光に対する−ｎ次回折光の回折方向はｐ偏光に対する−ｎ次回折光の回折方向と等しく、ｓ偏光入射に対する＋ｎ次回折効率をηs＋，−ｎ次回折効率をηs−，ｐ偏光入射に対する＋ｎ次回折効率をηp＋，−ｎ次回折効率をηp−としたとき、
ηs＋＞ηs−  かつ  ηp＋＜ηp−
又は
ηs＋＜ηs−  かつ  ηp＋＞ηp−
である。
【００２６】
請求項１１記載の発明は、光源からの光を対物レンズを介して光記録媒体に集光してデータを記録再生する光ピックアップにおいて、前記光源と前記対物レンズとの間の光路中に配設された、請求項１ないし１０の何れか一記載の偏光性回折格子及び位相差板と、前記光記録媒体から反射され前記偏光性回折格子により分岐された反射光を受光する光検出器と、を備える。
【００２７】
請求項１２記載の発明は、請求項１１記載の光ピックアップにおいて、前記光源、偏光性回折格子及び光検出器が、ユニットとして一体化されている。
【００２８】
請求項１３記載の発明の光記録再生装置は、請求項１１又は１２記載の光ピックアップを備える。
【００２９】
請求項１４記載の発明は、光源からの光を対物レンズを介して光磁気記録媒体に集光してデータを記録再生する光ピックアップと、前記光ピックアップと同期して移動して情報を記録するための磁界を前記光磁気記録媒体に加える磁気ヘッドとを備える光磁気記録再生装置において、前記光ピックアップ中に、前記光源と前記対物レンズとの間の光路中に配設された、請求項１ないし１０の何れか一記載の偏光性回折格子及び位相差板と、前記光磁気記録媒体から反射され前記偏光性回折格子により２方向に分岐される反射光を各々受光する光検出器と、を備える。
【発明の効果】
【００３０】
本発明によれば、バルクのＰＢＳよりも軽量，省スペースな高効率で平面型の偏光性回折格子を提供することができる。
【００３１】
よって、本発明の偏光性回折格子を用いた光ピックアップや光記録再生装置或いは光磁気記録再生装置によれば、高い検出効率を得ることができる上に，高速記録再生可能な光ピックアップ及び記録再生装置を実現することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。
【００３３】
図１（ａ）は、本実施の形態の偏光性回折格子１の原理的構成例を示す模式図である。本実施の形態の偏光性回折格子１は、基本的には周期的な凸凹断面形状を有する平面型の回折格子として構成されている。ここに、その周期的な凸凹断面形状部分として凸部（光の入射方向から見て）の媒質を媒質１、凹部の媒質を媒質２としたとき、媒質１部分はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＣ（ポリカーボネイト）等の透明な高分子フィルム上にエッチング等により鋸歯状の溝形状を施すことにより形成されている。この際、格子ピッチΛ＝７μｍ、溝深さＴ＝７μｍとされている。出射側に位置する媒質２は接着剤などにより溝を埋めたものである。各層の屈折率は、入射側に位置する媒質１のｐ偏光に対する屈折率ｎ1p＝１．５、ｓ偏光に対する屈折率ｎ1s＝１．７、接着剤（媒質２）の屈折率ｎ2p（ｐ偏光に対する屈折率）＝ｎ2s（ｓ偏光に対する屈折率）＝ｎ２＝１．６とされている。
【００３４】
このような偏光性回折格子１に対して媒質１側から波長λ＝０．６６μｍの単色光のｓ偏光及びｐ偏光を入射させた場合の、透過側の０次回折光、±1次回折光について図１（ｂ）（ｃ）を参照して説明する。
【００３５】
図１（ｃ）に示すように、ｓ偏光を入射したときの０次、±１次回折効率について溝深さＴをパラメータにプロットしたグラフを図２に示す。溝深さＴ＝０のときは０次回折光が大きく、溝深さＴを大きくしていくと、０次回折光にかわり＋１次回折光が大きくなり、溝深さＴ＝７μｍ弱で最大値の８３．０％を示す。その間、−１次回折光は殆ど大きくならず、溝深さＴ＝７μｍで−１次光回折効率は１．５％である。また、０次光も小さくなり、０次回折効率は０．８％となる。
【００３６】
また、図１（ｂ）に示すように、ｐ偏光を入射したときの０次、±1次回折効率について溝深さＴをパラメータにプロットしたグラフを図３に示す。ｐ偏光の場合は、±1次回折光がほぼ逆転し、−１次回折効率が大きくなる。溝深さＴ＝７μｍのとき、−１次回折効率８２．８％となり、逆に＋１次回折効率は１．２％と低下する。また、そのときの０次回折効率は０．９％となり、透過光の殆どの成分が−１次光に集約される。
【００３７】
以上の回折効率の観測結果をまとめたグラフを図４に示す。入射光の偏光状態（ｓ偏光又はｐ偏光）により、ｓ偏光成分は＋１次回折光になり、p偏光は成分は−１次回折光になる。例えば、入射光が円偏光の場合、出射光は０次回折光は殆ど発生せず、±１次回折光に分岐する。ｓ偏光成分は＋１次回折光になり、ｐ偏光は成分はほ１次回折光になり、偏光分離素子としての機能を果たす。
【００３８】
このように、媒質１のs偏光に対する屈折率をｎ1s、媒質１のp偏光に対する屈折率をｎ1p、媒質２の屈折率をｎ2としたとき、
ｎ1s（＝１．７）＞ｎ2（＝１．６）＞ｎ1p（＝１．５）
なる関係を満足するように構成することによって、回折光の正負により入射光の偏光分離をすることができる偏光性回折格子を実現できる。
【００３９】
なお、屈折率の関係は、逆に、
ｎ1s＜ｎ2＜ｎ1p
なる関係を満足するように構成してもよい。
【００４０】
つまり、図２〜図４に示す特性によれば、ｓ偏光に対する＋ｎ次回折光（＋１次回折光）の回折方向はｐ偏光に対する＋ｎ次回折光（＋１次回折光）の回折方向と等しく、ｓ偏光に対する−ｎ次回折光（−１次回折光）の回折方向はｐ偏光に対する−ｎ次回折光（−１次回折光）の回折方向と等しく、ｓ偏光入射に対する＋ｎ次回折効率をηs＋，−ｎ次回折効率をηs−，ｐ偏光入射に対する＋ｎ次回折効率をηp＋，−ｎ次回折効率をηp−としたとき、ηs＋＞ηs−かつηp＋＜ηp−、又は、逆に、ηs＋＜ηs−かつηp＋＞ηp−
を満足するように構成されている。
【００４１】
また、図１では、媒質２の部材が等方性の場合（ｎ2p（ｐ偏光に対する屈折率）＝ｎ2s（ｓ偏光に対する屈折率）＝ｎ２）で説明したが、この媒質２についても媒質１と同様に屈折率異方性材料を用いて偏光性回折格子１を構成することもできる。その場合、媒質１のs偏光に対する屈折率をｎ1s、媒質１のp偏光に対する屈折率をｎ1p、媒質２のs偏光に対する屈折率をｎ2s、媒質２のｐ偏光に対する屈折率をｎ2pとしたとき、
ｎ1s＞ｎ2sかつｎ1p＜ｎ2p
又は
ｎ1s＜ｎ2sかつｎ1p＞ｎ2p
を満たすように各々の屈折率を設定すると、回折光の正負により入射光の偏光分離をすることができる偏光性回折格子を実現できる。
【００４２】
或いは、図１の場合とは逆に、媒質１側を等方性部材により構成し（ｎ１p（ｐ偏光に対する屈折率）＝ｎ１s（ｓ偏光に対する屈折率）＝ｎ１（媒質１の屈折率））、媒質２側を屈折率異方性材料を用いて構成し、
ｎ2s＜ｎ1＜ｎ2p
又は、
ｎ2s＞ｎ1＞ｎ2p
なる関係を満たすように構成してもよい。
【００４３】
何れにしても、本実施の形態の偏光性回折格子１を構成する上で、周期的な凸凹断面形状部分は素子面の法線に対して非対称形状となっており、この非対称性により図４に示すように入射光の偏光方向によって±ｎ次回折光の回折効率の比率が変わる。この非対称形状は、図１に示したような鋸歯形状、図５（ａ）に示すような非対称三角波形状、或いは、階段形状（図示せず）や図５（ｂ）に示すような傾斜した矩形形状（平行四辺形状）等がある。
【００４４】
また、本実施の形態の偏光性回折格子１を実現するためには、少なくとも片側の媒質１又は２が複屈折部材である必要があり、有機延伸膜や複屈折性の結晶などを使うことができる。
【００４５】
複屈折媒質は複屈折性を示す透明性物質なら何でもよく、有機膜，有機延伸膜が使用できる。有機延伸膜の材料としては，ポリエステル系，ポリイミド系，ポリエチレン系，ポリカーボネイト系，ポリビニルアルコール系，ポリメタクリル酸メチル系，ポリスチレン系，ポリサルフォン系，ポリエーテルサルフォン系，ポリエチレンテレフタレート系などの有機材料が使える。特に、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート），ＰＣ（ポリカーボネイト）の延伸膜は、延伸方向とその垂直方向の屈折率差Δｎが０．１と大きく、本発明には最適である。
【００４６】
さらに、液晶は大きい複屈折性を有しており、かつ、配向膜や電界印加により容易に任意の方向に分子を配向させることができるので、本実施の形態の偏光性回折格子１には有用な材料である。
【００４７】
液晶の場合の形成方法の一例について説明する。透明基板を配向処理し、その上に光硬化性液晶（媒質１）を均一に塗布し、配向方向に合わせ格子パターンを露光する。ここで、露光するときの格子パターンのラインアンドスペースの比を１：１からずらし、完成状態の回折格子の幅Ｄ／ピッチΛが所望の値となるように調整する。硬化後未硬化部を除去すると、液晶の凸凹形状ができる。凹部を等方性物質（媒質２）で充填し、等方性物質表面に透明基板を接着することにより、偏光性回折格子１を形成することができる。
【００４８】
また、別の方法として、以下に示すような液晶偏光性回折格子の形成方法がある。配向処理した２枚の透明基板を、配向面を内側にして配向方向を合わせ向かい合わせて設置する。２枚の基板のギャップは、ギャップを一定に保つギャップ材により一定に保たれている。そのギャップに光硬化性液晶を注入し、格子パターンを露光し、液晶硬化部と未硬化部の回折格子を形成する。ここで露光するときの格子パターンのラインアンドスペースの比を１：１からずらし、完成状態の回折格子の幅Ｄ／ピッチΛが所望の値となるように調整する。その後、外部から液晶に電界を印加し、その電界を印加した状態で全面露光する。液晶未硬化部が電界配向状態で硬化し、液晶による偏光性回折格子１を形成することができる。
【００４９】
もっとも、形成方法は以上の方法だけではなく、様々な方法がある。
【００５０】
このように形成された偏光性回折格子１は、液晶の方向とその垂直方向の屈折率差Δｎが最大０．２にすることができ、本発明には最適である。
【００５１】
本実施の形態のように、±1次光で各々偏光が異なる成分を回折させるように調整した偏光性回折格子１を光ピックアップに用いることにより、高い検出光率を得ることができ、光速記録・再生可能な光ピックアップを実現できる。また、このような高効率で平面型の偏光性回折格子１を用いて光ピックアップを構成することにより、バルクのＰＢＳよりも軽量、省スペースにして、高い検出効率を得ることができ、高速記録・再生可能な光ピックアップ、光記録再生装置を実現できる。特に、光源、光検出器、偏光性回折格子をユニットとして一体化して構成することにより、光ピックアップの組立を行う際に、その組み立て時間を短縮でき、光学系調整も簡単に行える。
【００５２】
図６はこのような偏光性回折格子１をユニット構成で備える光ピックアップないしは光記録再生装置の構成例を示す概略構成図である。即ち、半導体レーザ等の光源２と前述したような偏光性回折格子１と光検出器３とを一体にユニット化した光源・検出器ユニット４が設けられているとともに、コリメートレンズ５や位相差板としてのλ／４板６や対物レンズ７が設けられて光ピックアップ８が構成され、光記録媒体９に対して記録再生を行う光記録再生装置が構成されている。
【００５３】
また、光磁気記録媒体に記録された偏光成分を検出する光磁気記録再生装置においては、検出光のｓ偏光成分とｐ偏光成分を分離検出し、その差をとる検出法であるので、信号バランスや検出方法などにおいて本実施の形態の偏光性回折格子１は極めて有用である。
【００５４】
図７はこのような偏光性回折格子１を備える光ピックアップないしは光磁気記録再生装置の構成例を示す概略構成図である。即ち、半導体レーザ等の光源１１からの出射光の光路上には、前述の偏光性回折格子１、コリメートレンズ１２、位相差板としてのλ／４板１３、対物レンズ１４が順に設けられ、かつ、偏光性回折格子１の出射分岐側には、光磁気記録媒体１５から反射され当該偏光性回折格子１により２方向に分岐される反射光を各々受光する光検出器１６，１７が設けられて光ピックアップ１８が構成され、かつ、光ピックアップ１８と同期して移動して情報を記録するための磁界を光磁気記録媒体１５に加える磁気ヘッド１９が設けられ、光磁気記録媒体１５に対して記録再生を行う光磁気記録再生装置が構成されている。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明の実施の形態の偏光性回折格子の原理的構成例を示す模式図である。
【図２】ｓ偏光を入射したときの０次、±１次回折効率について溝深さＴをパラメータにプロットした特性を示すグラフである。
【図３】ｐ偏光を入射したときの０次、±１次回折効率について溝深さＴをパラメータにプロットしたグラフである。
【図４】回折効率の観測結果をまとめて示すグラフである。
【図５】周期的な凸凹断面形状部分の非対称形状例を示す模式図である。
【図６】光ピックアップ光学系を示す概略構成図である。
【図７】光磁気記録再生装置例を示す概略構成図である。
【図８】従来の光ピックアップ光学系を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００５６】
１      偏光性回折格子
２      光源
３      光検出器
６      位相差板
７      対物レンズ
８      光ピックアップ
９      光記録媒体
１１      光源
１３      位相差板
１４      対物レンズ
１５      光磁気記録媒体
１６，１７      光検出器
１８      光ピックアップ
１９      磁気ヘッド
【図１】
2005116069.tif 000003
【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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