(57)【要約】安定した信号検出ができる２波長光源ユニットを実現する。  ２波長光源ユニットは２波長光源と、光検出器と、２波長用回折素子とを備え、２波長用回折素子は２波長光源である２つの半導体レーザから出射された波長λ１、およびλ２（λ１≠λ２）の光のうちλ１の光を透過しλ２の光を回折する回折格子と、λ１の光を回折しλ２の光を透過する回折格子と、格子を形成する格子材と充填材からなりλ１の光には両材料の屈折率が等しく透過しλ２の光には屈折率が異なり回折する回折格子と、第１の偏光面を有するλ１の光を透過しこれと直交する偏光面のλ１の光を回折する回折格子とを備える。
2004044905.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる２つの波長の光を異なる発光点位置から出射する２波長光源と、光検出器と、２つの波長の光が透過する２波長用回折素子とを備える２波長光源ユニットにおいて、
２波長用回折素子は２波長光源から出射された２つの波長の光のうち一方の波長の光を回折せず透過し他方の波長の光のうち少なくとも一部の偏光面を有する光を回折してトラッキングビーム化する第１の回折格子と、
前記一方の波長の光のうち少なくとも一部の偏光面を有する光を回折してトラッキングビーム化し前記他方の波長の光を回折せず透過する第２の回折格子と、前記２つの波長の光のうち少なくともいずれか一方の波長の光を検出可能な量だけ回折する回折格子と、を備えることを特徴とする２波長光源ユニット。
【請求項２】
前記異なる２つの波長の光を波長λ１の光および波長λ２の光とし、そのうち波長λ１の光を回折せず透過し波長λ２の光のうち少なくとも一部の偏光面を有する光を回折してトラッキングビーム化する第１の回折格子と、
波長λ１の光のうち少なくとも一部の偏光面を有する光を回折してトラッキングビーム化し波長λ２の光を回折せず透過する第２の回折格子と、
波長λ１の光を回折せず透過し波長λ２の光のうち少なくとも一部の偏光面を有する光を検出可能な量だけ回折する第３の回折格子と、
第１の偏光面を有する波長λ１の直線偏光を回折せず透過するとともに第１の偏光面と直交する第２の偏光面を有する波長λ１の直線偏光を検出可能な量だけ回折し、波長λ２の直線偏光は第１の偏光面を有する直線偏光を回折せず透過する第４の回折格子と、を備える請求の範囲１に記載の２波長光源ユニット。
【請求項３】
波長λ１の光を回折せず透過し波長λ２の光を回折してトラッキングビーム化する第１の回折格子と、
波長λ１の光を回折してトラッキングビーム化し波長λ２の光を回折せず透過する第２の回折格子と、
凹凸状の格子を形成する格子材と格子材の凹凸部を充填する充填材とから構成されていて波長λ１の光に対しては格子材と充填材との屈折率が等しくされていてこの光を回折せず透過し波長λ２の入射光に対しては格子材と充填材との屈折率が異なるようにされていてこの光を検出可能な量だけ回折する第３の回折格子と、
第１の偏光面を有する波長λ１の直線偏光を回折せず透過するとともに第１の偏光面と直交する第２の偏光面を有する波長λ１の直線偏光を検出可能な量だけ回折し、波長λ２の直線偏光は第１の偏光面を有する直線偏光を回折せず透過する第４の回折格子と、を備える請求の範囲２に記載の２波長光源ユニット。
【請求項４】
前記２波長用回折素子の光出射側に波長λ１に対してλ１／４の奇数倍の位相差を与える位相板が配置されている請求の範囲２または３に記載の２波長光源ユニット。
【請求項５】
第１の回折格子と第２の回折格子とにより２波長選択回折格子が構成され、２波長選択回折格子のうち第１の回折格子は第１の偏光面でかつ波長λ１の直線偏光を回折せず透過するとともに第１の偏光面と直交する第２の偏光面でかつ波長λ２の直線偏光を回折してトラッキングビーム化する偏光性回折格子であり、さらに第２の回折格子は第１の偏光面でかつ波長λ１の直線偏光を回折してトラッキングビーム化するとともに第２の偏光面でかつ波長λ２の直線偏光を回折せず透過する偏光性回折格子である請求の範囲２、３または４記載の２波長光源ユニット。
【請求項６】
第１の回折格子と第２の回折格子とにより２波長選択回折格子が構成され、２波長選択回折格子のうち第１の回折格子は凹凸状の格子を形成する格子材と格子材の凹凸部を充填する充填材とからなり波長λ１の入射光に対しては格子材と充填材との屈折率が等しくされていてこの光を回折せず透過し、波長λ２の入射光に対して格子材と充填材との屈折率が異なるようにされていてこの光を回折してトラッキングビーム化し、第２の回折格子は凹凸状の格子を形成する格子材と格子材の凹凸部を充填する充填材とから構成され波長λ２の入射光に対して格子材と充填材との屈折率が等しくされていてこの光を回折せず透過し、波長λ１の入射光に対して格子材と充填材との屈折率が異なるようにされていてこの光を回折してトラッキングビーム化する請求の範囲２〜５のいずれかに記載の２波長光源ユニット。
【請求項７】
請求の範囲１〜６のいずれかに記載の２波長光源ユニットが搭載され、少なくとも対物レンズと組み合わされて用いられ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】  本発明は、２波長光源ユニットおよび光ヘッド装置に関し、特に２種類以上の光ディスクなどの光記録媒体の情報の記録または再生を行う光ヘッド装置などに用いられる２波長光源ユニットおよびそれを用いた光ヘッド装置に関する。
技術背景
従来、ＣＤ−ＲやＣＤ−ＲＷなどのＣＤ系光ディスクが光記録媒体として使用されてきたが、近年容量の大きなＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−Ｒなどに代表されるＤＶＤ系光ディスクが光記録媒体として使用されるようになった。
このため、同一の光ヘッド装置を用いて規格の異なる光記録媒体であるＣＤおよびＤＶＤ光ディスクの情報の記録または再生を行うためのＣＤ／ＤＶＤ互換光ヘッド装置が実用化されている。特に、光記録媒体層に６５０ｎｍ波長帯の光に対し吸収の大きい媒質を用いるＣＤ−Ｒ等の記録および再生を前提とした場合、ＤＶＤ用の６５０ｎｍ波長帯の半導体レーザに加えＣＤ用の７９０ｎｍ波長帯の半導体レーザを兼ね備えることが必要となる。
図５に７９０ｎｍ波長帯の半導体レーザ３５Ａと光検出器３５Ｂおよび回折素子３５Ｃが一体化されたＣＤ用光源ユニット４６と６５０ｎｍ波長帯の半導体レーザ３４Ａと光検出器３４Ｂおよび回折素子３４Ｃが一体化されたＤＶＤ用光源ユニット４５とが分離し配置された従来のＣＤ／ＤＶＤ互換光ヘッド装置の構成例を示す。
半導体レーザ３４Ａおよび３５Ａからの出射光は回折素子３４Ｃおよび３５Ｃを透過し波長合成プリズム３３により同一光軸上に合成された後、コリメータレンズ３２により平行光となり、対物レンズ３１により光ディスク３０の情報記録面に集光される。情報記録面で反射された出射光は、信号光となり再び対物レンズ３１により平行光となって、コリメータレンズ３０により集光され、回折素子３４Ｃおよび３５Ｃにより反射された信号光の一部が回折されて検出器３４Ｂおよび３５Ｂの面へ集光され、電気信号に変換される。
図５において回折素子３４Ｃおよび３５Ｃには、トラッキングビーム発生用の回折格子が光源側に加工され、検出器３４Ｂおよび３５Ｂの受光面へ集光するホログラムビームスプリッタが光ディスク側に加工されている。
また、７９０ｎｍ波長帯の半導体レーザと６５０ｎｍ波長帯の半導体レーザを１チップ内に形成したモノリシック２波長半導体レーザや、２つの波長帯のレーザチップをそれぞれの発光点が１００〜３００μｍ程度の間隔となるように配置した２波長半導体レーザを用いることにより、各レーザチップが別ユニットに配置された従来の光ヘッド装置に対して部品点数を低減し、小型化および低コスト化を可能とする構成が提案さている。
７９０ｎｍ波長帯の半導体レーザと６５０ｎｍ波長帯の半導体レーザを１チップ内に形成したモノリシック２波長半導体レーザまたは各波長帯のレーザチップをそれぞれの発光点が１００〜３００μｍ程度の間隔となるように配置した２波長半導体レーザと、受光素子とを一体化した素子を使用する。この場合、従来の３ビーム法または差動プッシュプル法に用いられる回折格子、および光検出器に集光するホログラムビームスプリッタでは、ＣＤ用の７９０ｎｍ波長帯およびＤＶＤ用の６５０ｎｍ波長帯のいずれの入射光に対しても回折光が生成され、余分な回折光が迷光となって光検出器に混入する。このため、信号の記録および再生が安定して行えない問題が生じる。
また、ＣＤ用の３ビーム法に用いられる回折格子のみ備えた場合、ＤＶＤ用の光をＣＤ用の回折格子が回折するため、光ディスクへ到達する光量が減り、ＤＶＤ系光ディスクの再生または記録の妨げとなる。
また、上記の３ビーム法に用いられる回折格子と、レーザ出力変動を抑制するため戻り光低減対策に設けられ位相板とが個別に配置された場合、個々の部品の波面収差値が合算されるため、全体の波面収差値が増加する問題が生じる。
本発明は、上述の実情に鑑み、２波長レーザを光源とする光ヘッド装置において、ＣＤ系光ディスクおよびＤＶＤ系光ディスクの安定した信号の記録または再生時に、安定した信号検出が可能となる２波長光源ユニットおよびそれを用いた光ヘッド装置を提供することを目的とする。
【発明の開示】
本発明は、異なる２つの波長の光を異なる発光点位置から出射する２波長光源と、光検出器と、２つの波長の光が透過する２波長用回折素子とを備える２波長光源ユニットにおいて、２波長用回折素子は２波長光源から出射された２つの波長の光のうち一方の波長の光を回折せず透過し他方の波長の光のうち少なくとも一部の偏光面を有する光を回折してトラッキングビーム化する第１の回折格子と、前記一方の波長の光のうち少なくとも一部の偏光面を有する光を回折してトラッキングビーム化し前記他方の波長の光を回折せず透過する第２の回折格子と、前記２つの波長の光のうち少なくともいずれか一方の波長の光を検出可能な量だけ回折する回折格子と、を備えることを特徴とする２波長光源ユニットを提供する。
また、前記異なる２つの波長の光を波長λ１の光および波長λ２の光とし、そのうち波長λ１の光を回折せず透過し波長λ２の光のうち少なくとも一部の偏光面を有する光を回折してトラッキングビーム化する第１の回折格子と、波長λ１の光のうち少なくとも一部の偏光面を有する光を回折してトラッキングビーム化し波長λ２の光を回折せず透過する第２の回折格子と、波長λ１の光を回折せず透過し波長λ２の光のうち少なくとも一部の偏光面を有する光を検出可能な量だけ回折する第３の回折格子と、第１の偏光面を有する波長λ１の直線偏光を回折せず透過するとともに第１の偏光面と直交する第２の偏光面を有する波長λ１の直線偏光を検出可能な量だけ回折し、波長λ２の直線偏光は第１の偏光面を有する直線偏光を回折せず透過する第４の回折格子と、を備える上記の２波長光源ユニットを提供する。
また、波長λ１の光を回折せず透過し波長λ２の光を回折してトラッキングビーム化する第１の回折格子と、波長λ１の光を回折してトラッキングビーム化し波長λ２の光を回折せず透過する第２の回折格子と、凹凸状の格子を形成する格子材と格子材の凹凸部を充填する充填材とから構成されていて波長λ１の光に対しては格子材と充填材との屈折率が等しくされていてこの光を回折せず透過し波長λ２の入射光に対しては格子材と充填材との屈折率が異なるようにされていてこの光を検出可能な量だけ回折する第３の回折格子と、第１の偏光面を有する波長λ１の直線偏光を回折せず透過するとともに第１の偏光面と直交する第２の偏光面を有する波長λ１の直線偏光を検出可能な量だけ回折し、波長λ２の直線偏光は第１の偏光面を有する直線偏光を回折せず透過する第４の回折格子と、を備える上記の２波長光源ユニットを提供する。
また、前記２波長用回折素子の光出射側に波長λ１に対してλ１／４の奇数倍の位相差を与える位相板が配置されている上記の２波長光源ユニットを提供する。
また、第１の回折格子と第２の回折格子とにより２波長選択回折格子が構成され、２波長選択回折格子のうち第１の回折格子は第１の偏光面でかつ波長λ１の直線偏光を回折せず透過するとともに第１の偏光面と直交する第２の偏光面でかつ波長λ２の直線偏光を回折してトラッキングビーム化する偏光性回折格子であり、さらに第２の回折格子は第１の偏光面でかつ波長λ１の直線偏光を回折してトラッキングビーム化するとともに第２の偏光面でかつ波長λ２の直線偏光を回折せず透過する偏光性回折格子である上記の２波長光源ユニットを提供する。
また、第１の回折格子と第２の回折格子とにより２波長選択回折格子が構成され、２波長選択回折格子のうち第１の回折格子は凹凸状の格子を形成する格子材と格子材の凹凸部を充填する充填材とからなり波長λ１の入射光に対しては格子材と充填材との屈折率が等しくされていてこの光を回折せず透過し、波長λ２の入射光に対して格子材と充填材との屈折率が異なるようにされていてこの光を回折してトラッキングビーム化し、第２の回折格子は凹凸状の格子を形成する格子材と格子材の凹凸部を充填する充填材とから構成され波長λ２の入射光に対して格子材と充填材との屈折率が等しくされていてこの光を回折せず透過し、波長λ１の入射光に対して格子材と充填材との屈折率が異なるようにされていてこの光を回折してトラッキングビーム化する上記の２波長光源ユニットを提供する。
さらに、上記の２波長光源ユニットが搭載され、少なくとも対物レンズと組み合わされて用いられることを特徴とする光ヘッド装置を提供する。
【図面の簡単な説明】図１は、本発明の２波長光源ユニットの構成例を示す断面図で、（ａ）は波長λ１の光が入射するときの様子を示し、（ｂ）は波長λ２の光が入射するときの様子を示す。
図２は、本発明における２波長選択回折格子の一例を示す断面図で、（ａ）は波長λ１の光が入射するときの様子を示し、（ｂ）は波長λ２の光が入射するときの様子を示す。
図３は、本発明における２波長選択回折格子の他の例を示す断面図で、（ａ）は波長λ１の光が入射するときの様子を示し、（ｂ）は波長λ２の光が入射するときの様子を示す。
図４は、本発明の２波長光源ユニットを搭載した光ヘッド装置の概略を示す側面図である。
図５は、従来の光ヘッド装置の概略を示す側面図である。
【発明を実施するための最良の形態】  本発明の第１の実施態様は、２波長光源ユニットである。以下、第１の実施態様の例をいくつか説明する。
本発明の２波長光源ユニットは、異なる２つの波長の光を異なる発光点位置から出射する２波長光源と、光検出器と、２つの波長の光が透過する２波長用回折素子とを備える２波長光源ユニットである。
２波長光源とは、異なる２つの波長の光を出射する光源であり、これには２波長半導体レーザが主に用いられ、また２波長半導体レーザにはモノリシックタイプ、２つの波長帯のレーザチップを接合したタイプなどがありいずれも用いることができる。また、光検出器としてはフォトダイオード、フォトトランジスタなどの受光素子が使用できる。
２波長用回折素子はトラッキングビームを発生する回折格子と検出信号を発生する回折格子の２種類からなる。すなわち、２波長光源から出射された２つの波長の光のうち一方の波長の光を回折せず透過し他方の波長の光のうち少なくとも一部の偏光面を有する光を回折してトラッキングビーム化する第１の回折格子と、前記一方の波長の光のうち少なくとも一部の偏光面を有する光を回折してトラッキングビーム化し前記他方の波長の光を回折せず透過する第２の回折格子を備え、さらに２つの波長の光のうち少なくとも一方の波長の光に対して検出可能な量だけ回折する回折格子を備える。検出可能な量だけ回折する回折格子は、１つでも、２つでもよい。
すなわち、光源ユニット内に２波長用回折素子として、２つの波長の光に対してトラッキングビームを発生する上記の第１の回折格子および第２の回折格子に加えてさらに、検出信号を発生する１つの回折格子、合計３つの回折格子を備えていてもよいし、または、上記の第１の回折格子および第２の回折格子に加えてさらに２つの波長の光のそれぞれに対して検出信号を発生する２つの回折格子、合計４つの回折格子を備えていてもよい。
光源ユニット内に合計３つの回折格子を備える場合、加えられる１つの回折格子としては、例えば、凹凸型の回折格子の他に、複屈折材料を用いた偏光回折格子や屈折率波長分散の異なる材料の組み合わせからなる波長選択回折格子などを挙げることができる。この場合さらに光源ユニット外に別の同様に偏光回折格子や波長選択回折格子を対物レンズと組み合わせて用いてもよい。一方の波長の光に対して検出可能な量だけ回折する回折格子を分離した構成とすることで、２波長光源のうち、２つの波長帯のレーザチップを接合したタイプで発光点位置の製造誤差が生じる場合にも、各々の回折格子を個別に調整し、十分な検知信号を得ることが可能である。
２波長用回折素子が４つの回折格子からなるとする。すなわち、２波長光源から出射された２つの波長の光のうち一方の波長の光を回折せず透過し他方の波長の光のうち少なくとも一部の偏光面を有する光を回折してトラッキングビーム化する第１の回折格子と、前記一方の波長の光のうち少なくとも一部の偏光面を有する光を回折してトラッキングビーム化し前記他方の波長の光を回折せず透過する第２の回折格子と、前記一方の波長の光を回折せず透過し前記他方の波長の光のうち少なくとも一部の偏光面を有する光を検出可能な量だけ回折する第３の回折格子と、前記２つの波長の光のうちいずれか一方の波長の光が、第１の偏光面を有するときはこの光を回折せず透過しこれと直交する第２の偏光面を有するときはこの光を検出可能な量だけ回折し、他方の波長の光が第１の偏光面を有するときはこの光を回折せず透過する第４の回折格子である。
また、第４の回折格子において、他方の波長の光が第２の偏光面を有するときは光を回折せず透過してもよいし、光を検出可能な量だけ回折してもよい。
ここで、一部の偏光面を有する光とは、偏光面が特定方向に揃ってない光をいい、ランダム偏光などをいう。また、第１の偏光面、第２の偏光面を有する光というときには、偏光面が特定方向に揃っている光をいう。トラッキングビーム化とは、光記録媒体表面をトラッキングするビームを生成することを意味し、これには光を３本に分離する３ビーム化、５本に分離する５ビーム化などがある。
また、４つの回折格子は、第１の回折格子、第２の回折格子、第３の回折格子、第４の回折格子の順に並べて、第４の回折格子を光記録媒体側とすることが第３、第４の回折格子ピッチを小さくする場合には好ましいが、第１と第２を交換してもよいし、第３と第４を交換してもよい。さらに、第１と第３を交換するなどしてもよい。
また、前記異なる２つの波長の光を波長λ１の光および波長λ２の光とする。本発明の２波長光源ユニットは、波長λ１の光を回折せず透過し波長λ２の光を回折してトラッキングビーム化する第１の回折格子と、波長λ１の光を回折してトラッキングビーム化し波長λ２の光を回折せず透過する第２の回折格子と、凹凸状の格子を形成する格子材と格子材の凹凸部を充填する充填材とから構成されていて波長λ１の光に対しては格子材と充填材との屈折率が等しくされていてこの光を回折せず透過し波長λ２の入射光に対しては格子材と充填材との屈折率が異なるようにされていてこの光を検出可能な量だけ回折する第３の回折格子と、第１の偏光面を有する波長λ１の直線偏光を回折せず透過するとともに第１の偏光面と直交する第２の偏光面を有する波長λ１の直線偏光を検出可能な量だけ回折し、波長λ２の直線偏光は第１の偏光面を有する直線偏光を回折せず透過する第４の回折格子と、を備える。
この第４の回折格子は、光記録媒体と本ユニットとの間にλ１／４の奇数倍の位相差を与える位相板が配置された場合、位相板によって第２の偏光面に変換された光記録媒体より反射された波長λ１の戻り光の直線偏光を光検出器へ回折させることができる。
このように、２波長光源ユニットを構成することにより波長λ１の光を不要な回折をさせず光記録媒体まで到達させることができ、記録時の光の利用効率を高くする効果を有する。また、波長λ１およびλ２の光を不要な回折をさせず光記録媒体まで到達させ光記録媒体から反射した光を第３または第４の回折格子でのみ光検出器へ回折させ不要な回折光が光検出器に入射しないため、光ヘッド装置に本ユニットを搭載した場合に安定した情報の再生または記録ができるという効果を有する。
以下、本発明を図示例とともに説明する。図１は本発明の２波長光源ユニットの構成例を示す断面図であり、（ａ）は波長λ１の光が入射するときの様子を示し、（ｂ）は波長λ２の光が入射するときの様子を示す。２波長光源ユニット１００は、２波長選択回折格子３と第３の回折格子と第４の回折格子とが、図示されていないパッケージに一体化されている。
ここで受光発光素子４０は、例えば波長λ１＝６５０ｎｍ波長帯の半導体レーザ１Ａと例えば波長λ２＝７９０ｎｍ波長帯の半導体レーザ１Ｂと光ディスク８から反射した信号光とを受光する光検出器１Ｃとを有する。また、２波長選択回折格子３は、例えば透光性基板２および透光性基板４上に直線状の格子を形成し少なくとも０次回折光と±１次回折光とを発生させる第１および第２の回折格子からなっている。
第３の回折格子は、例えば透光性基板４上に光ディスク８から反射した信号光のうち凹凸状の格子５Ａを形成する格子材と凹凸状の格子５Ａを充填する充填材５Ｂが波長λ１の光に対しては等しい屈折率を有するように構成されており、このため回折せず透過し波長λ２の光に対しては異なる屈折率を有するように構成されており、したがって光ディスク８で反射した波長λ２の光を光検出器の受光面へ回折するビームスプリッタとして機能する。
第４の回折格子は、例えば透光性基板７上に複屈折媒質からなる格子材により形成される格子６Ａと、格子６Ａを充填する充填材６Ｂからなり、第１の偏光面でかつ波長λ１の直線偏光を発振する半導体レーザ１Ａと波長λ１と同じく第１の偏光面をもつ波長λ２を発振する半導体レーザ１Ｂから出射された光に対しては回折せず透過するとともに第１の偏光面と直交する第２の偏光面の直線偏光に変更された戻り光に対して光検出器の受光面へ回折する偏光ビームスプリッタとして機能する。
このように２波長光源ユニットを構成することにより、それぞれの波長用のユニットを用いるよりも小型化が実現し、本ユニット内での部品の位置調整を省くことができる。
図１には，２波長選択回折格子、第３の回折格子および第４の回折格子が一体化された構成を示したが、３つの回折格子として独立に形成された後にパッケージに固定してもよい。
さらに詳しく、第３の回折格子および第４の回折格子について説明する。
第３の回折格子は、透光性基板４の表面に形成された凹凸状の格子５Ａの格子材と、少なくとも格子５Ａの凹部を充填している充填材５Ｂのいずれかは光の吸収を有す有機物顔料を含んでいることが好ましい。例えば、格子材に有機物顔料が含まれていると、異常分散効果により格子材の波長λ１における屈折率と波長λ２における屈折率とに大きな差を発生させることができる。すなわち、格子５Ａと充填材５Ｂとの材料を適切に選択すれば、格子５Ａと充填材５Ｂの波長λ１における屈折率を等しくし、かつ波長λ２における屈折率の差を大きくできる。
この手法を用い、格子５Ａと充填材５Ｂの材料を適切に選択することにより、第３の回折格子を通過するときには波長λ１の入射光に対しては両材料の屈折率が等しいため回折光は発生せず透過する、一方、波長λ２の入射光が透過するときには両材料の屈折率とが異なるため０次回折光と±１次回折光とを発生する。
ここで、波長λ１の光に対して屈折率が等しいとは数値的に全く等しくなくとも、波長λ１の光が０．５％以上回折されず透過する程度ならずれていてもよい。また、波長λ２の光に対して屈折率が異なるとは、±１次回折光の回折効率が２％以上の場合をいう。
第４の回折格子は、常光屈折率がｎｏであり異常光屈折率がｎｅの複屈折媒質からなる、例えば断面が凹凸状の格子６Ａが透光性基板７の表面に形成され、断面が凹凸状の第３の回折格子と屈折率ｎｓで均質屈折率の充填材６Ｂが少なくとも格子６Ａの凹部に充填されていて、積層されている。
ここで、例えば複屈折媒質の常光屈折率ｎｏと充填材の屈折率ｎｓが略等しくなるようにすると、第４の回折格子は常光偏光の入射光を回折せず透過し、異常光偏光の入射光を回折できる。
また、第１の回折格子と第２の回折格子とにより２波長選択回折格子が構成され、２波長選択回折格子のうち第１の回折格子は第１の偏光面でかつ波長λ１の直線偏光を回折せず透過するし、第１の偏光面と直交する第２の偏光面でかつ波長λ２の直線偏光を回折する偏光性回折格子である。さらに２波長選択回折格子のうち第２の回折格子は第１の偏光面でかつ波長λ１の直線偏光を回折し、第２の偏光面でかつ波長λ２の直線偏光を回折せず透過する偏光性回折格子である。このような、２波長選択回折格子を備えた２波長光源ユニットとすることが好ましい。以下、図示例とともに第１の実施態様の例を説明する。
図２は本発明の２波長光源ユニットにおける２波長選択回折格子３の一例の断面図を模式的に示し、（ａ）は波長λ１の光が入射するときの様子を示し、（ｂ）は波長λ２の光が入射するときの様子を示す。透光性基板１０に接着剤１１で位相板１２として位相差発生機能を有する例えば有機薄膜が積層されている。常光屈折率ｎｏかつ異常光屈折率ｎｅの複屈折媒質で形成された凹凸状の格子１３Ａを含む第１の回折格子が透光性基板１４の表面に形成され、常光屈折率ｎｏと略等しい屈折率ｎｓをもつ充填材１３Ｂで少なくとも格子１３Ａの凹部に充填されていて、位相板１２と積層されている。
透光性基板１４の第１の回折格子の格子がある面とは反対側の面に常光屈折率ｎｏで異常光屈折率ｎｅの複屈折媒質で形成された凹凸状の格子１５Ａを含む第２の回折格子が、常光屈折率ｎｏと略等しい屈折率ｎｓをもつ充填材１５Ｂで少なくとも格子１５Ａの凹部に充填されていて、かつ位相板１６として位相差発生機能を有する有機薄膜に積層されている。さらに位相板１６は透光性基板１８に接着剤１７により積層されている。
また、位相板１２および位相板１６は波長λ２の入射光に対して整数倍の位相差を発生させかつ波長λ１の入射光に対して半整数倍の位相差を発生させる機能を有し、各位相板の進相軸が例えば直交するように配置されている。進相軸が直交することにより、どちらの波長も位相板１２への入射光の偏光面と同じ偏光面で位相板１６より出射される効果を有する。
ここで、格子１３Ａと格子１５Ａを構成する複屈折媒質の異常光屈折率軸方向は例えば直交し位相板１２、１６の進相軸に対して例えば４５度の角度をなすように配置する。このように、異常光屈折率軸方向と進相軸の角度を配置することにより、それぞれの波長の偏光面とそれぞれの格子を形成する屈折率軸方向が一致する効果を有する。
例えば、位相板１２および位相板１６を波長λ１の光に対して５λ／２の位相差を与え波長λ２の入射光に対して略２λの位相差を与えるとする。ここで５λ／２としたのは、位相板の厚さが最も薄いため位相差の入射角度依存性や波長依存性が小さいという理由による。半導体レーザからなる２波長光源より出射される直線偏光で、かつ平行な偏光面を持つ波長λ１および波長λ２の光が位相板１２を透過すると、波長λ１の光の偏光面が９０度回転して出射される一方、波長λ２の光の偏光面は不変なまま出射される。
波長λ１の光の偏光が常光偏光となるように複屈折媒質の異常光屈折率軸方向を調整した格子１３Ａにより、波長λ２の光は波長λ１の光の偏光面に垂直なために異常光偏光となり回折し０次回折光と±１次回折光を発生させる、一方波長λ１の入射光は透過する。格子１５Ａは格子１３Ａと垂直な異常光屈折率軸方向をもつ複屈折媒質で形成されているから、波長λ２の偏光は常光偏光となり透過する一方、波長λ１の光は異常光偏光となり回折し０次回折光と±１次回折光を発生させる。位相板１６の進相軸は位相板１２の進相軸と直交しているため波長λ１および波長λ２の光は２波長選択回折格子４２への入射光と同じ偏光面をもつ直線偏光として出射される。
また、２波長選択回折格子は第１の回折格子と第２の回折格子とが積層されて構成され、第１の回折格子は凹凸状の格子を形成する格子材と格子材の凹凸部を充填する充填材とからなり波長λ１の入射光に対しては格子材と充填材との屈折率が等しくされていてこの光を回折せず透過して、さらに波長λ２の入射光に対して格子材と充填材との屈折率が異なるようにされていてこの光を回折する。また、第２の回折格子は凹凸状の格子を形成する格子材と格子材の凹凸部を充填する充填材とから構成され波長λ２の入射光に対して格子材と充填材との屈折率が等しくされていてこの光を回折せず透過し、波長λ１の入射光に対して格子材と充填材との屈折率が異なるようにされていてこの光を回折する。このような２波長選択回折格子を備えた２波長光源ユニットとすることが好ましい。以下、図示例とともに第１の実施態様の例を説明する。
図３に本発明の２波長光源ユニットにおける２波長選択回折格子の他の例の断面図を模式的に示し、（ａ）は波長λ１の光が入射するときの様子を示し、（ｂ）は波長λ２の光が入射するときの様子を示す。凹凸状の格子２０Ａを含む第１の回折格子を表面に形成している透光性基板１９と、凹凸状の格子２１Ａを含む第２の回折格子を表面に形成している透光性基板２２とを備え、充填材２０Ｂおよび充填材２１Ｂが少なくとも格子２０Ａおよび２１Ａの凹部に充填されていて、第１の回折格子と第２の回折格子とが積層されていることが好ましい。このように構成することにより、ユニットを小型化する効果がある。また、第３の回折格子と同様に、格子２０Ａを形成する材料または充填材２０Ｂの材料のいずれかが、さらに格子２１Ａを形成する材料または充填材２１Ｂの材料のいずれかが光の吸収を有す有機物顔料を含んでいることが好ましい。
例えば、格子２０Ａおよび格子２１Ａの格子材が有機物顔料を含むとする。波長λ１の入射光に対しては格子２０Ａを形成する格子材と充填材２０Ｂの屈折率を略等しくしているため回折せず透過し、波長λ２の入射光に対しては格子２０Ａを形成する格子材と充填材２０Ｂの屈折率を異ならせているため０次回折光と±１次回折光を発生させる。また、波長λ１の入射光に対しては格子２１Ａを形成する格子材と充填材２１Ｂの屈折率を異ならせているため０次回折光と±１次回折光を発生させ、波長λ２の入射光に対しては格子２１Ａを形成する格子材と充填材２１Ｂの屈折率を略等しくしているため回折せず透過する。
また、２波長用回折素子の光出射側に波長λ１に対してλ１／４の奇数倍の位相差を与える位相板が一体化されている２波長光源ユニットとすることが好ましい。
図１において２波長用回折素子の光出射側に波長λ１の入射光に対してλ／４の奇数倍の位相差を与える位相板が一体化されている２波長光源ユニットとすることが部品の調整を省き、波面収差の和を低下する理由により好ましい。奇数倍とは、１倍、３倍、５倍、７倍などであるが、波長λ２の入射光に対してはλ２の整数倍の位相差を与える５倍の位相板とすることが好ましい。ここで整数倍とは１倍、２倍、３倍などをいう。１倍が位相差の入射角度依存性や波長依存性が小さいという理由により好ましい（図示せず。）
本発明の第２の実施態様である、光ヘッド装置について説明する。
上記の２波長光源ユニットが搭載され、少なくとも対物レンズと組み合わされて用いられる光ヘッド装置とすることが、不要な回折光を生じないため安定した記録または再生が行え、光の利用効率が高いため効率の良い記録が行えることにより好ましい。
図４に本発明の２波長光源ユニット４４を光ヘッド装置に搭載した一例の側面図を示す。２波長光源ユニット４４は、２波長光源である２波長半導体レーザ２９ＡＢと、２波長半導体レーザ２９ＡＢから出射された波長λ１および波長λ２の光のうち波長λ１の光に対してλ／４の奇数倍の位相差を与え、かつ波長λ２の光に対してλ２の整数倍の位相差を与える位相板２６と、ＣＤ系およびＤＶＤ系のトラッキング誤差信号検出用の３ビーム生成用回折格子としての第１および第２の回折格子からなる２波長選択回折格子２８と、光ディスク２３から反射された信号光を光検出器２９Ｃへ集光するホログラムビームスプリッタとして機能する第３の回折格子と第４の回折格子からなる２波長選択回折ビームスプリッタ２７と、光ディスクから反射された信号光を受光する光検出器２９Ｃが一体化されている。ここで２波長半導体レーザ２９ＡＢは、λ１＝６５０ｎｍ波長帯のＤＶＤ用およびλ２＝７９０ｎｍ波長帯のＣＤ用の光を出射する。
光ヘッド装置は、２波長レーザ光源ユニット４４、コリメータレンズ２５、対物レンズ２４から構成されている。２波長半導体レーザ２９ＡＢから出射した波長λ１の光は、２波長選択回折格子２８により入射光の５％から１０％までを±１次光として回折し、さらに２波長選択回折ビームスプリッタ２７を透過し、位相板２６であるλ／４板により円偏光となり、コリメータレンズ２５により平行光化されて、対物レンズ２４によりＤＶＤ系の光ディスク２３の情報記録面に集光される。情報記録面で反射された光は再び対物レンズ２４およびコリメータレンズ２５を透過し、位相板２６より出射時とは垂直な直線偏光となり、２波長選択回折ビームスプリッタ２７により回折されて光検出器２９Ｃの受光面に集光される。
一方、２波長半導体レーザ２９ＡＢから出射した波長λ２の光は、２波長選択回折格子２８により入射光の５％から２０％までを±１次光として回折し、さらに２波長選択回折ビームスプリッタ２７を透過し、位相板２６により直線偏光となり、コリメータレンズ２５により平行光化されて、対物レンズ２４によりＣＤ系光ディスク２３の情報記録面の情報記録トラック上に２波長選択回折格子による０次回折光および±１次回折光が３ビームとなって集光される。情報記録面で反射された光は再び対物レンズ２４およびコリメータレンズ２５を透過し、位相板２６により出射時と平行な直線偏光となり、２波長選択回折ビームスプリッタ２７により回折されて光検出器２９Ｃの受光面に集光される。
なお波長λ２の光は２波長選択ビームスプリッタ２７の第３の回折格子により光ディスクへと向かう往路においても回折光が発生するが、コリメータレンズ２５の有効面内に回折光が入射しないように格子ピッチを設定することにより、光ディスクに集光されないようにできるため迷光とはならない。
このように、本発明の２波長光源ユニットを搭載した光ヘッド装置の場合、波長λ１の光を用いるＤＶＤ系では、複数の受光部に分割された光検出器２９Ｃを用いて非点収差法による光ディスク情報記録面へのフォーカス信号検出およびピット信号検出が行われる。光検出器２９Ｃで±１次回折光をトラッキング誤差信号として検出する差動プッシュプル法が適用される。
一方、波長λ２の光を用いるＣＤ系では、ＤＶＤ系と同一の複数の受光部に分割された光検出器２９Ｃを用いて、非点収差法による光ディスク情報記録面へのフォーカス信号検出およびピット信号検出が行われる。光検出器２９Ｃで±１次回折光をトラッキング誤差信号として検出する３ビーム法が適用される。
また、位相板２６として位相差発生機能を有する有機薄膜、例えば面内に光軸がそろったポリカーボネートなどの複屈折媒質を用いる。これにより、従来の水晶位相板に比べて入射光の入射角度の相違による位相差変動が少ないため、発散光が２波長用回折素子に入射する２波長光源の近傍に配置する構成においても、一定で均質な位相差を生成できる。
第１の２波長選択回折格子４２（図２）では、波長λ１の入射光偏光と波長λ２の入射光偏光とを平行にしておけば、一方の波長のみに作用する偏光性回折格子となるため、複屈折媒質の格子深さを変えることにより、０次回折光と±１次回折光の効率比を目的に応じて調整できる自由度がある。特に、０次回折光の透過率を７０％以上に設定することが好ましい記録用の光ヘッド装置には有効である。また、受光発光素子４０（図１）の半導体レーザ１Ａと１Ｂから出射した直線偏光の偏光面を直交させることにより位相板１２を省略できる。
第２の２波長選択回折格子４３（図３）では、第１の２波長選択回折格子に比べ位相板２枚と透明性基板１枚を省略でき、入射する直線偏光の方向に回折光量が依存しない。そのため、２波長選択回折格子の配置位置に制約がない自由度と、第１の２波長選択回折格子のもつ０次回折光と±１次回折光の効率比を目的に応じて調整できる自由度をかね備えている。
図４では、位相板２６としてポリカーボネートの複屈折膜をガラス基板に接着剤を用いて固定した構成例を示したが、位相差発生機能を有する有機薄膜をガラス基板上に直接形成してもよい。
具体的には、ガラス基板上に配向膜用の塗布液を塗布し配向膜とし、所望の配向処理をした後複屈折媒質である液状の高分子液晶を塗布することにより、配向膜の配向方向に高分子液晶の光軸方向をそろえる。さらに、高分子液晶にあらかじめ光重合硬化剤を含有させておき、光重合用の光源光を照射することにより高分子液晶を固化することにより、接着剤を用いないで位相板が得られる。
上記においても一部説明したが、複屈折媒質からなる格子の場合は高分子液晶や延伸により複屈折性を生じた有機物膜を用いることができる。充填材としては、アクリル系、エポキシ系などの接着材を用いることができる。格子が形成される透光性基板としては、ガラス基板、プラスチック基板などを挙げることができるが、耐久性などの観点からガラス基板を用いることが好ましい。
格子材または充填材に含有させる有機物顔料としては、ピロロピロール、アゾ、フタロシアニン系顔料などを挙げることができる。
以下の実施例において、第１および第２の２波長選択回折格子を用いた２波長光源ユニットの構成について具体的に説明する。
以下において、実施例を述べる、
［例１］
本発明の２波長光源ユニットについて、第１の回折格子、第２の回折格子、第３の回折格子および第４の回折格子について順次説明して行く。
まず、第１の２波長選択回折格子を用いた場合について、図１および図２を用いて説明する。
図２に示すように第１の２波長選択回折格子は、まず透光性基板１０としてガラス基板に接着剤１１としてアクリル系接着剤を用いて位相板１２を積層した。位相板１２として延伸方向に光軸のそろった複屈折有機薄膜で、かつ波長λ１＝６５０ｎｍに対して５λ／２の位相差を与えるポリカーボネート膜を用いた。位相板１２の進相軸は、２波長光源としての２波長半導体レーザから出射する平行な偏光面を持つ波長λ１および波長λ２の出射光の偏光面に対して４５度の角度をなすように調整した。
位相板１２として波長λ１＝６５０ｎｍに対して５λ／２の位相差を与えるポリカーボネート膜を用いれば、波長λ２＝７９０ｎｍに対してはλの略２倍の位相差を与えるため、位相板１２を透過する波長λ１の光の偏光面は入射した偏光面に対して垂直な略直線偏光となって出射するが、波長λ２の入射光の偏光面は不変である。また、位相板１２として用いたポリカーボネート膜自体は厚さ２０μｍから８０μｍ程度までの薄膜であり、膜厚分布が均一ではないため、単体で用いた場合には透過波面収差のばらつきが大きかった。
常光屈折率ｎｏ＝１．５かつ異常光屈折率ｎｅ＝１．６５の複屈折媒質である高分子液晶により形成された格子１３Ａを含む第１の回折格子が透光性基板１４であるガラス基板の表面に形成され、常光屈折率ｎｏと略等しい屈折率ｎｓをもつ充填材１３Ｂであるアクリル系接着剤により位相板１２と積層した。
第１の回折格子の格子１３Ａの格子深さをｄ３とすると、波長λ１の常光入射偏光に対しては格子材と充填材の屈折率差がないので位相差が生じず、回折されることなく直進透過する。一方、波長λ２の異常光入射偏光に対して２π×（ｎｅ−ｎｓ）×ｄ３／λの位相差が発生し、回折光を発生する。
したがって、格子１３Ａを含む第１の回折格子に対してＤＶＤ系の波長λ１＝６５０ｎｍの入射偏光が常光に対応し、ＣＤ系の波長λ２＝７９０ｎｍの入射偏光が異常光に対応するよう格子材の異常光屈折率軸方向を調整することにより、波長λ１の入射偏光に対しては回折せず透過するが、波長λ２の入射偏光に対しては回折光を発生する偏光性回折格子が得られた。
第１の回折格子の格子１３Ａの格子深さｄ３を０．９２μｍとすることにより、波長λ１＝６５０ｎｍの入射光に対して透過するとともに波長λ２＝７９０ｎｍの入射光に対して０次回折光の透過率が略７０％で±１次回折光の回折効率が略１０％となる第１の回折格子が実現した。
透光性基板１４の表面の格子１３Ａがある面とは反対側の面に、格子１３Ａの格子材の異常光屈折率軸方向と直交する異常光屈折率軸方向を持ちかつ同種の複屈折媒質、すなわち高分子液晶で形成された格子１５Ａを含む第２の回折格子が形成された。そして、常光屈折率ｎｏと略等しい屈折率ｎｓをもつ充填材１５Ｂで、位相板１６として位相差発生機能を有する有機薄膜に積層されている。さらに位相板１６は透光性基板１８であるガラス基板に接着剤１７により積層した。
第２の回折格子の格子１５Ａの格子深さをｄ４とすると、波長λ２の常光入射偏光に対しては格子材と充填材との屈折率差がなく位相差が生じないため、回折せず直進透過する。一方、波長λ１の異常光入射偏光に対して２π×（ｎｅ−ｎｓ）×ｄ４／λの位相差が発生し、回折光を発生する。
したがって、第２の回折格子に対して、ＤＶＤ系の波長λ１＝６５０ｎｍの入射偏光が異常光に、ＣＤ系の波長λ２＝７９０ｎｍの入射偏光が常光に対応するため、波長λ２の入射光に対しては回折せず透過するが、波長λ１に対しては回折光を発生する。
第２の回折格子の格子１５Ａの格子深さｄ４を０．６μｍとすることにより、波長λ１＝６５０ｎｍの入射光に対して０次回折光の透過率が略８０％で±１次回折光の回折効率が略７％となる第２の回折格子が実現した。
位相板１６は位相板１２と同様にポリカーボネート膜を延伸することにより延伸方向に光軸のそろった複屈折有機薄膜を用いた。波長λ２の入射光に対して整数倍の位相差を発生させかつ波長λ１の入射光に対して半整数倍の位相差を発生させる位相板１６の進相軸は、直交する偏光面を持つ波長λ１および波長λ２の入射光の偏光面に対して４５度の角度をなすように調整されている。このとき、位相板１２に入射する波長λ１の直線偏光は入射した偏光面に対して垂直な略直線偏光となって出射する一方、波長λ２の直線偏光は入射した偏光面に対して平行な略直線偏光となって出射するため、２波長選択回折格子４２への入射光と同じ偏光面を持ち出射される。
位相板１６として位相板１２と同様に波長λ１＝６５０ｎｍに対して５λ／２の位相差を与えるポリカーボネート膜を用いれば、波長λ２＝７９０ｎｍに対してはλ２の２倍の位相差を与えるため、位相板１６を透過する波長λ１の光の偏光面は入射した偏光面に対して垂直な略直線偏光となって出射するが、波長λ２の入射光の偏光面は不変である。
図１より波長λ２の入射光を回折する第３の回折格子は、透光性基板４としてのガラス基板上に赤色有機物顔料としてピグメントレッド２５４を含み波長λ１に対する屈折率がｎ１＝１．７で波長λ２に対する屈折率がｎ２＝１．６６のカラーレジストで形成された格子５Ａを含む第３の回折格子が、ｎｓ＝１．７の均質屈折材料である高屈折率有機物の充填材５Ｂにより凹部に充填されている。
第３の回折格子の格子５Ａの格子深さをｄ１とすると、波長λ１の入射光に対しては格子５Ａと充填材５Ｂの屈折率が略等しい（１．７）ので回折せず透過する。一方、波長λ２の入射光に対しては位相差が２π×（ｎ２−ｎｓ）×ｄ１／λ２となるために回折光を発生する。
格子５Ａの格子の深さｄ１を３．８μｍとすることにより、波長λ１＝６５０ｎｍの入射光に対して透過するとともに波長λ２＝７９０ｎｍの入射光対して０次回折光の透過率が略７８％で±１次回折光の回折効率が略８％となる第３の回折格子が実現した。
透光性基板７としてのガラス基板の表面に波長λ１＝６５０ｎｍおよび波長λ２＝７９０ｎｍの入射光の偏光と等しい常光屈折率軸方向をもち、波長λ１＝６５０ｎｍの光に対して常光屈折率ｎｏ＝１．５で異常光屈折率ｎｅ＝１．６５の複屈折媒質としての高分子液晶が凹凸形状の偏光回折格子の格子６Ａとして加工され、凹部には複屈折媒質の常光屈折率ｎｏと略等しい均質屈折率ｎｓの充填材６Ｂとしてのアクリル系接着剤が充填されている。
格子６Ａの格子深さをｄ２とすると、波長λ１＝６５０ｎｍおよび波長λ２＝７９０ｎｍの常光入射偏光に対しては格子材と充填剤６Ｂの屈折率が略等しいので回折せず透過する。一方、波長λの異常光入射偏光に対して２π×（ｎｅ−ｎｓ）×ｄ２／λの位相差が発生し、回折する。
したがって、格子６Ａを含む第４の回折格子に対して、２波長光源から出射されたＤＶＤ系の波長λ１＝６５０ｎｍとＣＤ系の波長λ２＝７９０ｎｍの偏光方向は複屈折媒質に対して常光なので回折が起きなかった。さらに光ディスクと光源ユニットとの間に配置された波長λ１＝６５０ｎｍに対して５λ／４の位相差を与えるポリカーボネート膜の位相板によって、光ディスクから反射されたＤＶＤ系の波長λ１＝６５０ｎｍの偏光を、第４の回折格子を形成する複屈折媒質に対して、異常光に対応させた。またＣＤ系の波長λ２＝７９０ｎｍの偏光をポリカーボネート膜の位相板によって第４の回折格子を形成する複屈折媒質に対して常光に対応させた。これにより、光ディスクへの往路では波長λ１＝６５０ｎｍおよび波長λ２＝７９０ｎｍで回折が起きず復路で波長λ１＝６５０ｎｍの光のみ回折が起きる波長選択性回折ビームスプリッタが得られた。
第４の回折格子の格子６Ａの格子深さｄ２を２．２μｍとすることにより、波長λ１＝６５０ｎｍの入射光に対して０次回折光の透過率が略０％で±１次回折光の回折効率が３８％となる波長選択性回折ビームスプリッタが実現した。
本例では、充填材が厚さ精度および面精度の優れた変形の少ないガラス基板に挟み込まれて接合されるため、２波長光源ユニット出射後の透過波面収差は安定して小さな値となる。具体的には、波長λ１および波長λ２の光に対して、自乗平均波面収差値で０．０３λ以下の値となった。
波長λ１＝６５０ｎｍの半導体レーザ１Ａと波長λ２＝７９０ｎｍの半導体レーザ１Ｂとフォトダイオード１Ｃを形成した受光発光素子４０の上に第１の回折格子から第４の回折格子を積層化した２波長用回折素子４１を図示しないプラスチックキャップにより一体化して２波長光源ユニットを作製した。
［例２］
本発明の２波長光源ユニットにおける第２の２波長選択回折格子について図３を用いて説明する。
透光性基板１９としてのガラス基板上に例１の格子５Ａと同じく赤色有機物顔料としてピグメントレッド２５４を含み波長λ１に対する屈折率がｎ１＝１．７で波長λ２に対する屈折率がｎ２＝１．６６のカラーレジストで形成された格子２０Ａを含む第１の回折格子が、ｎｓ＝１．７の均質屈折材料である高屈折率有機物の充填材２０Ｂによって凹部を充填した。
第１の回折格子の格子２０Ａの格子深さをｄ５とすると、波長λ１の入射光に対しては格子２０Ａと充填材２０Ｂの屈折率が略等しい（ｎ＝１．７）ので回折せず透過する。一方、波長λ２の入射光に対しては位相差が２π×（ｎ２−ｎｓ）×ｄ５／λ２となるために回折光を発生する。
格子２０Ａの深さｄ５を３．２μｍとすることにより、波長λ２＝７９０ｎｍの入射光に対して、０次回折光の透過率が８０％であり、±１次回折光の回折効率がおのおの５％であった。また、波長λ１＝６５０ｎｍの入射光に対して、０次回折光の透過率が９５％であり、±１次回折光および高次回折光の回折効率はいずれも０．５％以下である第１の回折格子が実現した。
つづいて透光性基板２２としてのガラス基板上に赤色有機物顔料としてピグメントレッド２５４を上記格子５Ａや格子２０Ａより多く含み波長λ１に対する屈折率がｎ１＝１．７４で波長λ２に対する屈折率がｎ２＝１．７のカラーレジストで形成された格子２１Ａを含む第２の回折格子が、ｎｓ＝１．７の均質屈折材料である高屈折率有機物の充填材２１Ｂを凹部に充填した。
第２の回折格子の格子２１Ａの格子深さをｄ６とすると、波長λ２の入射光に対しては格子２１Ａと充填材２１Ｂの屈折率が略等しいので回折せず透過する。一方、波長λ１の入射光に対しては位相差が２π×（ｎ１−ｎｓ）×ｄ６／λ１となるために回折光を発生する。
格子２１Ａの深さｄ６を２．６μｍとすることにより、波長λ１＝６５０ｎｍの入射光に対して、０次回折光の透過率が７８％であり、±１次回折光の回折効率がおのおの６％であった。また、波長λ２＝７８０ｎｍの入射光に対して、０次回折光の透過率が９５％であり、＋１次回折光、−１次回折光、および高次回折光の回折効率はいずれも０．５％以下である第２の回折格子が実現した。
このように作製した第１の回折格子および第２の回折格子を例１と同様に作成した第３の回折格子および第４の回折格子を積層化して２波長用回折素子４１を作製した。例１と同様に波長λ１＝６５０ｎｍの半導体レーザ１Ａと波長λ２＝７９０ｎｍの半導体レーザ１Ｂとフォトダイオード１Ｃを形成した受光発光素子４０の上に２波長用回折素子４１を図示しないプラスチックキャップにより一体化して２波長光源ユニットを作製した。
【産業上の利用可能性】  以上説明したように、本発明の２波長光源ユニットを用いれば、波面収差を劣化させることなく、特定の波長に対して３ビームを発生する回折格子機能と光ディスクから反射された信号光を光検出器などへ集光させる機能を併せ持った光学素子が実現する。
さらに、本発明の２波長光源ユニットを用いた光ヘッド装置において、２波長レーザの搭載と合わせて装置の部品点数の削減および小型化が実現できるとともに、ＣＤ系光ディスクおよびＤＶＤ系光ディスクの情報の記録または再生において、光利用効率の高い安定した記録および再生性能が実現できる。
【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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【国際調査報告】
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