(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれが少なくとも一つの記録面を有する複数の記憶媒体と、
光ビームを用いて前記記憶媒体のそれぞれに対してデータを読み書きする複数の記録ヘッド（１０６）、
末端で前記記録ヘッド（１０６）にそれぞれ結合された複数の低複屈折性光ファイバ（１０２）、低複屈折性光ファイバ（１０２）は、前記記録録ヘッド（１０６）へそれぞれ異なる経路を経て導かれ、これによりそれぞれ異なる曲げが与えられて異なる複屈折が生じるようになった複数の低複屈折性光ファイバ（１０２）、
前記低複屈折性光ファイバ（１０２）の基端に結合された光スイッチ（１０４）、ならびに
前記光スイッチを介して前記複数の低複屈折性光ファイバ（１０２）に選択的に光学結合された光学素子組立体（１０１）
を有するデータ記憶システムにして、
前記光学素子組立体（１０１）が、
前記光学スイッチ（１０４）に結合レンズ（２３３）を介して光学的に結合された第１のビームスピリッタ（２３２）、
前記第１のビームスプリッタ（２３２）に光学的に結合された光学位相遅延モジュール（２５３，２５４，２５５，２５７）、ならびに
前記光学位相遅延モジュール（２５３，２５４，２５５，２５７）に光学的に結合された第２ビームスプリッタ（２３９）を有し、
光源から一つの低複屈折性光ファイバ（１０２）を通って対応の記憶媒体へ向かう往路光学ビーム（２９１）と、該記録媒体から当該低複屈折性光ファイバ（１０２）通って回帰する復路光学ビーム（２９２）との間で生ずる複屈折による位相ずれを該複数の低複屈折性光ファイバ（１０２）の各間で補償するように、前記光スイッチ（１０４）が前記光学組立体（１０１）と当該低複屈折性光ファイバ（１０２）とを光結合する前に、前記光学位相遅延モジュール（２５３，２５４，２５５，２５７）が設定されるようになったデータ記憶システム。
【請求項２】
前記前記光学位相遅延モジュール（２５３，２５４，２５５，２５７）は、前記第１ビームスプリッタ（２３２）と前記結合レンズ（３３）との間に光学的に結合された偏光回転子（２５６）を有する、請求項１に記載のデータ記憶システム。
【請求項３】
前記第１のビームスプリッタが漏洩ビームスプリッタ（２３２）である、請求項１のデータ記憶システム。
【請求項４】
前記第２のビームスプリッタが偏光ビームスプリッタ（２３９）を含む、請求項１のデータ記憶システム。
【請求項５】
前記光学位相遅延モジュールが、第１の１／２波長板（２５３）に光学的に結合した光学位相遅延素子（２５５）を含む、請求項１のデータ記憶システム。
【請求項６】
前記位相遅延モジュールが、回転する１／２波長板（２５７）へ光学的に結合した１／４波長板（２５４）を含む、請求項１のデータ記憶システム。
【請求項７】
前記光学位相遅延モジュールが、前記第２のビームスプリッタへ光学的に結合した１／４波長板（２５４）を含み、該第２のビームスプリッタが動的に回転する偏光ビームスプリッタ（２３９）である、請求項１のデータ記憶システム。
【請求項８】
前記光学偏光回転子（２５６）が第２の１／２波長板を含む、請求項２のデータ記憶システム。
【請求項９】
前記漏洩ビームスプリッタ（２３２）へ光学的に結合したファブリ・ペロ・レーザ（２３１）をさらに有し、該ファブリ・ペロ・レーザ（２３１）が特定周波数で変調される、請求項３のデータ記憶システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（関連出願）
本発明は、１９９８年３月３０日に提出した、“低複屈折性ファイバを利用する光ドライブ”と云う名称の米国特許仮出願第６０／０７９，９０３号、および１９９８年６月５日に提出した、“光ドライブに於けるレーザ位相雑音最少化”と云う名称の米国特許仮出願第６０／０８８，１９２号に関し、それらの優先権を主張し、それらを参考までにここに援用する。
【０００２】
（発明の背景）
（１．発明の分野）
本発明は、一般的にはデータ記憶システムに使用するための光ファイバに関する。更に詳しくは、本発明は、光データ記憶システムに於ける低複屈折性光ファイバに関する。
【０００３】
（２．背景技術）
回転ディスク上に被着した光磁気（ＭＯ）記録材料を使用する、光磁気記憶システムでは、情報をこのディスク上に磁区の空間変動として記録することができる。読出し中、磁区パターンが偏光状態を変調し、検出システムが結果信号を光学フォーマットから電子フォーマットへ変換する。
【０００４】
一つの型式の光磁気記憶システムでは、光磁気ヘッド組立体がリニアアクチュエータ上に位置し、記録および読出し中、そのアクチュエータがヘッドをディスクの半径方向に沿って動かして、光ヘッド組立体をデータトラック上に位置付ける。磁気コイルがヘッド組立体上の別個の組立体に置かれ、ディスク表面に垂直な方向の磁気成分を有する磁界を創る。最初にレーザ光のビームをこのディスク上に光スポットを作るように集束することによって、ディスク媒体の周囲磁性材料と反対の磁極の垂直磁化をゼロまたは１を示すマークとして記録する。光スポットは、光磁気材料をキュリー点近くまたはそれ以上の温度（磁界を掛けると磁化が容易に変り得る温度）に加熱するように機能する。磁気コイルを通過する電流が自発垂直磁化を上か下に向ける。この配向過程は、温度が適当に高い、光スポットの領域で起る。磁化マークの方向は、レーザビームを消した後も保存される。このマークは、磁気コイルが反対方向の磁界を創っている間に、レーザビームによってキュリー点まで再加熱すれば、消去または上書きされる。
【０００５】
情報の再生は、ディスク上の所望の特定のマークから、磁気カー効果を利用してこの特定のあるマークでの磁化によって反射ビームに課される偏光のカー回転を検出することで行われる。カー回転の大きさは、材料の特性（カー係数に具現する）によって決る。回転方向は、確立した差動検出方式によって測定され、特定マークでの自発磁化の方向に依って、時計方向または反時計方向となる。
【０００６】
従来の光磁気ヘッドは、現在１５５Ｍｂｉｔ／ｃｍ2のオーダの面積密度で光磁気ディスクにアクセス可能にするが、ヘッドの物理的大きさおよび質量をかなり嵩張らせる（典型的には３〜１５ｍｍの次元）、比較的大きな光学組立体となる傾向がある。従って、従来技術の光磁気ヘッドが光磁気記憶ディスク上の次の所望のデータトラックにアクセスのために機械的に動く速度は遅い。その上、従来技術の光磁気ヘッドの物理的大きさが光磁気ディスク間の間隔を制限する。標準高さのディスクドライブで利用できる容積が制限されているので、光磁気ディスクドライブは、高容量市販品としては利用されなかった。例えば、現在入手できる市販の光磁気記憶装置は、１３０ｍｍの両面２．６ＩＳＯギガバイト光磁気ディスクの片面に、アクセス時間４０ｍｓ、およびデータ転送速度４．６ＭＢ／ｓｅｃでアクセスできるに過ぎない。
【０００７】
Ｎヤマダ（米国特許第５，２５５，２６０号）は、複数の光ディスクの上面および下面にアクセスするための扁平浮動光ヘッドを開示する。この浮動光ヘッドは、相変化光ディスクに光を授受するために、ミラーまたはプリズムを固定した作動アームを有する。ヤマダが記載した静的光学系は、一定の容積に含まれる複数の相変化光ディスクの両面にアクセス可能であるが、ヤマダの光学ヘッドは、この光学系の大きさおよび質量によって制限される。従って、与えられた容積中で機能するために製造できる光ディスクの性能および数も制限される。光ディスクドライブ内の記憶場所へ光を送るために光ファイバを利用すれば、扁平光路を可能にし、所与の形状係数内で垂直に配置できるディスクの数を増すことができる。
【０００８】
光源から記憶場所まで偏光を伝えるために偏光保持ファイバおよびファブリ・ペロ（ＦＰ）レーザを使用する従来技術の光磁気浮動ヘッドは、使用可能なＳＮ比を制限する、かなりのモード分割雑音を免れない。広帯域偏光変動の形のモード分配雑音（ＭＰＮ）は、高複屈折性素子を光路に配置すると明白になる、ＦＰレーザの固有の性質である。偏光保持光（ＰＭ）ファイバは、設計によって、非常に複屈折性で、従って、ＦＰレーザにＰＭファイバを利用するとき、ＭＰＮを除去することは非常に困難である。
【０００９】
従って、レーザ源と光ドライブ光データ記憶システムの記憶場所の間に光を伝えるために、従来技術に比べて、十分なＳＮ比の光ファイバを利用し、且つ与えられた容積内に置けるディスクの数を増やせる、光データ記憶システムが所望される。この改良した光ヘッドは、好ましくは、高開口数、ヘッドの大きさおよび質量の減少をもたらすべきである。その上、この光ヘッドは、従来技術より、ディスク表面へのアクセス、ディスクドライブのアクセス時間、データ転送速度、光誘導雑音、並びに整列および製造の容易さを改善すべきである。
【００１０】
（発明の概要）
本発明は、従来技術の光ディスクドライブを越えた改善を提供する。これらの改善で、所与の容積内に置ける記憶ディスクの数を増大可能である。これらの改善は、情報を光記憶媒体に授受するために低複屈折性光ファイバを使用することを含む。これらの改善は、更に、扁平ヘッド上の高共振周波数のトラッキングサーボ装置を含み、光ファイバとの関連で、記憶媒体へのアクセスの改善、ディスクドライブのアクセス時間の改善、およびデータ転送速度の改善をもたらす。
【００１１】
本発明の光ディスクは、ウィンチェスタ磁気ディスク技術の種々の要素、例えば、浮動ヘッド技術も利用する。本発明では、レーザ光学素子組立体が光を光源から光スイッチへ指向し、スイッチによりこの光を各々浮動光ヘッドを支持する一つ以上の回転アームに結合した複数の光ファイバの一つへ指向する。光は、それぞれの記憶媒体で集束した光スポットによってデータを読み書きするために、この光ファイバを通してそれぞれの光ヘッドへ送出される。この記憶媒体から反射した光信号は処理のために光ヘッドおよび光ファイバを通して回帰される。一実施例では、光源にファブリ・ペロ・レーザを含む。
【００１２】
光ファイバによって送出された光の光路は、操向可能なマイクロ加工したミラーによって変えられる。隣接するトラックへのトラックフォローイングおよびシークは、このミラーの中央ミラー部を回転軸の周りに回転することによって行う。この操向可能なマイクロ加工したミラーから反射した光をＧＲＩＮ（分布屈折率）レンズまたは成形レンズのような、埋込み型マイクロ対物レンズを通して導く。集束した光スポットを記憶媒体の半径方向にほぼ平行な方向に前後に走査する。もう一つの実施例では、１組の操向可能なマイクロ加工したミラーを互いから独立に操作することによって、隣接するトラックへのトラックフォローイングおよびシークを一時に二つ以上の記憶媒体表面で行うことができる。
【００１３】
本発明で、更なる改善は、低複屈折性光ファイバを使う、光磁気記憶ディスクに対する情報の授受にある。光ファイバに加わる不可避な応力のために、光ファイバ伝送時、記憶媒体からの偏光情報のＳＮ比が低下するかも知れない。本発明は、このＳＮ比を増すための装置および方法を提供する。一実施例では、ＳＮ比を増すために、低複屈折性光ファイバの面内曲げで誘発される複屈折性を補償する。もう一つの実施例では、ＳＮ比を増すために、低複屈折性光ファイバの面外曲げ誘発複屈折性を補償する。もう一つの実施例では、ＳＮ比を増すために、面内曲げ誘発と面外曲げ誘発の両方の複屈折性を補償する。面外曲げ誘発複屈折性は、偏光回転素子を設けることによって補償することができ、この変更回転素子は、１／２波長板または固定１／４板と回転可能１／４波長板の組合せを含んでもよい。面内曲げは、反射光の光学位相遅延をもたらすことによって補償できる。位相遅延は、液晶遅延装置と固定１／２波長板の組合せ、固定１／４波長板と回転可能１／２波長板の組合せ、または固定１／４波長板と回転可能漏洩ビームスプリッタを含む光学位相遅延素子によってもたらすことができる。更にもう一つの実施例では、変調したファブリ・ペロ・レーザを含む光源を設けることによってＳＮ比を増すことができる。
【００１４】
（発明の詳細な説明）
さて、図面を参照すると、この発明の類似の部品が類似の参照数字によって識別されていて、図１Ａに全体を斜視図で示す光磁気記憶および検索システム１００が見られる。好適実施例で、この光磁気（ＭＯ）データ記憶および検索システム１００は、１組の両面ＭＯディスク１０７（各ＭＯディスク面に対して一つの浮動ヘッド）と共に使うようにされた１組のウィンチェスタ型浮動ヘッド１０６を含む。この１組の浮動ヘッド１０６（以後、浮動ＭＯヘッドと称する）は、１組のＭＯディスク１０７の表面上に配置されるように、それぞれの懸架装置１３０およびアクチュエータアーム１０５によって、回転アクチュエータ磁石およびコイル組立体１２０に結合されている。作動する際、１組のＭＯディスク１０７は、１組の浮動ヘッドＭＯ１０６と１組のＭＯディスク１０７の間に空力的揚力を発生するように、そして１組の浮動ヘッドＭＯ１０６を１組のＭＯディスク１０７の上面および下面の上約０．３８μｍの浮動状態に保持するように、スピンドルモータによって回転する。この揚力は、この１組の懸架装置１３０によって加える、同等で反対のばね力が対抗する。非作動中、１組の浮動ヘッドＭＯ１０６は、１組のＭＯディスク１０７の表面から離れた浮上状態に静的に保持される。システム１００は、更に光学素子モジュール１０３およびそれに結合された１組の低複屈折性光ファイバ１０２を含む。
【００１５】
図２Ａは、レーザ光学素子モジュール１０３の一部として使用するレーザ光学素子組立体１０１を示す。本発明で、図１Ａおよび図１Ｂの光学素子モジュール１０３は、レーザ光学素子組立体１０１を含み、それはこの技術でよく知られる種類のファブリ・ペロ（ＦＰ）レーザ源２３１を含む。実施例で、レーザ源２３１は、可視光スペクトルの赤色領域内の約６６０ｎｍの波長で動作するが、しかし、他の波長で動作するレーザ源も本発明の範囲内であると判断する。ファブリ・ペロ・レーザダイオードは、そのスペクトル出力の高周波揺らぎに特徴があり、それをこの技術でモード分配雑音（ＭＰＮ）とも称する。従来技術では、線形偏光を高複屈折素子、例えば、単一モード偏光保持（ＰＭ）光ファイバに送出すとき、モード分配雑音（ＭＰＮ）が偏光雑音に変換され、それが利用可能なＳＮ比を下げるように作用する。ＭＯ記録では、ＭＯディスク１０７からの偏光情報を再生するのが望ましいので、偏光雑音を最少に保つことが重要であるが、従来技術のファブリ・ペロ・レーザ源および単一モード偏光保持光ファイバを使用する構成で達成することが困難である。レーザ光学素子組立体１０１は、更に：コリメータ光学素子２３４、漏洩ビームスプリッタ２３２、および結合レンズ２３３を含む。このレーザ光学素子組立体１０１は、Ｐ偏光レーザビーム２９１をレーザ源２３１から漏洩ビームスプリッタ２３２および結合レンズ２３３を介して光スイッチ１０４の方へ向ける。レーザ光学素子組立体１０１は、特定のＭＯディスク１０７の表面から反射されたレーザビーム２９２のＳおよびＰ偏光成分も受ける。反射レーザビーム２９２は、結合レンズ２３３によって導かれ、漏洩ビームスプリッタ２３２によって、偏光ビームスプリッタ２３９、ミラー２３５、および１組のフォトダイオード２３６を含む差動検出器の方へ送られる。この１組のフォトダイオード２３６による変換後、差分信号は、差動増幅器２３７によって処理され、信号２９４として出力される。差動検出器は、反射レーザビーム２９２の直交ＳおよびＰ偏光成分の光強度を測定するものであり、得られた差分信号が特定のＭＯディスク１０７の表面でカー効果によって誘発された偏光回転の微妙な測定結果であるのが好ましい。以下に説明するように、本発明の特定の実施例では、レーザ光学素子組立体１０１が更に、レーザビーム２９１および２９２の光学位相遅延および／または偏光回転をもたらすために、ＡＡおよびＢＢで示す場所に多種多様な光学要素を含んでもよい。
【００１６】
図３は、光スイッチ１０４を含む光学素子モジュール１０３を示す。光スイッチ１０４は、１組の光ファイバ１０２とレーザ光学素子組立体１０１の間に配置され、１組の光ファイバ１０２の一つ、１組の浮動ＭＯヘッド１０６の一つ、および１組のＭＯディスク１０７の一つを含む代表的光路で示す。光スイッチ１０４は、出射レーザビーム２９１を特定の光ファイバ１０２のそれぞれの基端の方へ向けるように十分な程度の選択性を備える。出射レーザビーム２９１は、光ファイバ１０２の末端を出て、浮動ＭＯヘッド１０６を通ってそれぞれのＭＯディスク１０７の表面記録層３４９へ向けられる。
【００１７】
情報の書込み中、出射レーザビーム２９１は、選択した所望のスポット３４０をＭＯ記録層３４９のほぼキュリー点まで加熱することによって、表面記録層３４９の保磁性を低める。出射レーザビーム２９１の光強度は一定に保つが、時間変動する垂直バイアス磁界を使ってＭＯディスク１０７に垂直な“上向き”または“下向き”磁区のパターンを形成する。この手法は、磁界変調（ＭＦＭ）として知られる。その代りに、磁区壁位置をよく制御し、磁区エッジジッタを減らすために、出射レーザビーム２９１を所望のスポット３４０で時間変動する垂直バイアス磁界と同期して変調してもよい。その後、選択したスポット３４０が表面層３４９で冷却すると、情報がそれぞれの回転ディスク１０７の表面にコード化される。
【００１８】
情報の読出し中、出射レーザビーム２９１は、（書込みに比べて低出力で）選択的にＭＯディスク１０７へ送られ、スポット３４０から反射されると、カー効果が反射したレーザビーム２９２の偏光状態を（矢印３６３で示すように）時計方向か反時計方向に回転させるようにする。前述の光路は、現実に双方向性である。従って、反射したレーザビーム２９２は、浮動ＭＯヘッド１０６を介して受けられ、光ファイバ１０２の末端に入る。反射したレーザビーム２９２は、光ファイバ１０２によって光スイッチ１０４の方へ導かれ、後に光から電気へ信号変換するために、光スイッチ１０４によって選択的にレーザ光学素子組立体１０１の方へ送られる。
【００１９】
図１Ａに戻って、この好適実施例では、本発明の１組の光ファイバ１０２は単一モード低複屈折性光ファイバである。本発明は、低複屈折性に設計した光ファイバ、即ち、光ファイバ技術で低複屈折性またはｌｏ−ｂｉ光ファイバとして知られるファイバを使用することによって、モード分配雑音を減らして許容できるＳＮ比を達成できることを特徴とする。この低複屈折性またはｌｏ−ｂｉ光ファイバは、やはりＰＭ光ファイバとして知られる、単一モード偏光保持光ファイバの固有の高複屈折性と対照をなす。ｌｏ−ｂｉファイバは、ファイバ引抜き工程中に僅かに複屈折性のファイバプリフォームから紡ぐ、“紡ぎファイバ”として用意することができる。冷却後、幾何学的撚りがこれらの紡ぎファイバに付与される。もし、これらのファイバを十分に紡ぐと、非円形断面または非等方熱応力による曲げ誘発線形複屈折性の影響が紡績によって導入した有効円形複屈折性によって克服できる。ほとんどの光ファイバは、幾可学的形状および内部応力によって生ずる線形複屈折性を示す。紡ぎファイバは例外である。他の手段を使って製造したｌｏ−ｂｉ光ファイバもこの技術で知られているので、本発明を紡いだｌｏ−ｂｉファイバに限定する必要はないと判断する。本発明の実施例で、１組のｌｏ−ｂｉ光ファイバ１０２は：１ｍ当り１〜２°の位相遅れ、約６６０ｎｍの動作波長、５８０〜６００ｎｍのカットオフ波長、約８０ｕｍのクラッド直径、直径１６０〜１９０ｕｍの二重アクリレートジャケット、０〜７０℃の動作温度範囲、約４．０ｕｍのモードフィールド径、および５％未満のモードフィールド楕円率を含む。
【００２０】
図１Ａに示すように、１組のｌｏ−ｂｉ光ファイバ１０２は、末端で１組の浮動ＭＯヘッド１０６のそれぞれの一つに結合され、１組のアクチュエータアーム１０５および１組の懸架装置１３０のそれぞれの一つに沿って進み、光学素子モジュール１０３の周りを進み、並びに基端で光学素子モジュール１０３に結合される。システム１００に存在する限られた容積よって課される制限のために、１組の光ファイバ１０２は、同一直線上および／または同一平面上の状態以外で導く必要性があり、これにより次に光ファイバ１０２に応力を加え、光ファイバ１０２に複屈折性を誘発する恐れがある。本発明では、光ファイバ１０２が図示する点Ａで光学素子モジュール１０３を出て、一まとめにされてこの光学素子モジュール１０３の周りに巻かれる。この余分な屈曲が余分なファイバ長さをもたらし、組立および、もし必要なら、やり直しを容易にする。これらのファイバは、静的曲げの大部分が単一平面で起るような方法（以後、面内曲げと称する）で経路を決めるのが好ましい。本発明では、ある点で、ファイバ１０２が、例えば、図示する点Ｂに始って、それらそれぞれのヘッドへ扇形に拡がり、それで、光ファイバ１０２間に幾らかの面外曲げもあるかも知れず、それがこの複屈折性の局部方向を変えるかも知れないが、もしこの曲げ半径を十分に大きく保てば、面外複屈折性の大きさが比較的小さいかも知れない。曲げ誘発複屈折性は、（１）大きさが（Ｒfiber／Ｒbend）2に比例すること、但しＲfiberはファイバクラッド半径およびＲbendは曲げ半径、並びに（２）配向が、一方の軸が曲げ平面内にあり、他の軸がこの平面に垂直であることによって特徴を表すことができる。もし、一組の光ファイバ１０２の曲げがなければ、出射および反射レーザビーム２９１および２９２が、理論上、１組の自由空間の光ファイバに類似する、低複屈折性の１組の光ファイバ１０２を経由することが当業者に自明である。一組の光ファイバ１０２が伝える偏光回転情報は、一組のｌｏ−ｂｉ光ファイバ１０２の前述の曲げ誘発複屈折性によって劣化するかも知れない。従って、本発明は、レーザビーム２９１および／または２９２の光路に、光学位相遅延および／または偏光回転をもたらす光学素子を含めて、上記の補償方法および装置を提供することを目的とする。
【００２１】
本発明は、位相ずれが一組の光ファイバ１０２の曲げ誘発複屈折性によって出射レーザビーム２９１と反射レーザビーム２９２の間に導入されること、およびこの位相ずれを反射レーザビーム２９２の光路に光学位相遅延素子を置くことによって補償できること、および、更に、反射レーザビーム２９２のカー回転を最大ＳＮ比で検出するためには、Ｐ偏光出射レーザビーム２９１と反射したＰおよびＳ偏光反射レーザビーム２９２の間の位相ずれをπを法とする０°に維持すべきであることを特徴とする。この好適実施例では、光学位相遅延を利用して反射レーザビーム２９２からカー信号をなくし、直交偏光したカー成分の位相を合わせることによってＭＯディスク１０７からのカー信号を最適化し、それによって、ノイズフリンジの底で作動することによって一組の光ファイバ１０２が誘発するモード分配雑音も最少化する。光学位相遅延は、光波を二つの直交直線偏光成分に分解し、それらの間に位相ずれを生ずる光学位相遅延素子によって提供することができる。理想を言えば、光学遅延をもたらす光素子は、偏光せず、そこを通過する光ビームに強度変化も誘発せず，単純にビームの偏光状態を変えるだけである。光学位相遅延をもたらす素子は、例えば、二つの異なる屈折率を有する複屈折、一軸性材料のものを使用可能である。そのような材料には、少し例を挙げれば、一軸結晶、水晶結晶、マイカ、ネマチック液晶、電気光学的材料、ポリマーがある。
【００２２】
本発明は、これらの条件を達成するために、出射レーザビーム２９１のＰ偏光を同じ平面で一組の光ファイバ１０２の面内曲げ誘発軸に垂直に回転するように、一組の光ファイバ１０２の曲げ誘発軸を漏洩ビームスプリッタ２３２の軸と整列することを特徴とするものである。
【００２３】
上に議論したように、一組の光ファイバ１０２は、曲げ、例えば、面内曲げおよび／または面外曲げの組合せを課せられる可能性がある。図１Ｂに示すもう一つ実施例では、もし、一組の光ファイバ１０２が光学素子モジュール１０３を出て、それらが向うそれぞれのヘッド１０６間の間隔に相当する面間間隔を有する平行平面に沿って保持される（点Ｂで扇形に拡がるのでなく）ならば、これらの光ファイバ１０２の面外曲げが最小になるように光ファイバ１０２の経路を決めることが可能である。この実施例では、面外曲げがなくても、例えば、一組の光ファイバ１０２の光学素子モジュール１０３からヘッド１０６までの通常の経路設定中に、ファイバの面内曲げがまだ起るかも知れない。
【００２４】
光ファイバ１０２の最小面外曲げが起る一実施例では、コロンビア８０５０３０、フレデリックのミードウラーク・オプチックスが製造するＬＶＲ１００ＶＩＳのような、可変液晶遅延装置を含む光学位相遅延装置２５５によって光学位相遅延をもたらすことができる。この実施例では、この光学位相遅延装置２５５を第１の１／２波長板２５３と組合わせて使い、その両方を漏洩ビームスプリッタ２３２と偏光ビームスプリッタ２３９の間の光路で点ＢＢに配置する（図２Ａおよび図２Ｂに示す）。光学位相遅延装置２５５の光軸を漏洩ビームスプリッタ２３２の光軸に対して０°に整列し、第１の１／２波長板２５３の光軸を漏洩ビームスプリッタ２３２の光軸に対して２２．５°に整列するのが好ましい。この可変液晶遅延装置の使用例では、１．５３Ｖのピークピーク入力電圧を加え、それが面内誘発応力の適切な補償を生ずることを示したが、一組の光ファイバ１０２間の面内曲げの僅かな変動がそれぞれ僅かに異なる電圧を要求するかも知れない。特定の光ファイバ１０２に掛けるべき特定の電圧は、較正段階中に予め決めることができる。しかしてこの電圧は、光スイッチ１０４のスイッチ動作の合間に変えてもよい。
【００２５】
光ファイバ１０２の最小の面外曲げが起こるもう一つの実施例では、当該技術分野でよく知られる多種多様な１／４波長板２５４と動的に回転する１／２波長板２５７を組合わせ、その両方を漏洩ビームスプリッタ２３２と偏光ビームスプリッタ２３９の間に配置することによって光学位相遅延をもたらしてもよい（図２Ａおよび図２Ｃに示す）。この実施例では、１／４波長板２５４の光軸を漏洩ビームスプリッタ２３２の光軸に対して４５°に整列し、動的に回転する１／２波長板２５７の光軸を漏洩ビームスプリッタ２３２の光軸に対して回転する。動的に回転する１／２波長板２５７は、この１／２波長板の所望の回転を可能にするために電気機械的または電気マイクロ加工したアクチュエータに結合した１／２波長板を含んでもよい。特定の光ファイバ１０２を利用するときに１／２波長板２５７に加えるべき特定の回転は、較正段階中に予め決めてもよい。この回転は、光スイッチ１０４のスイッチ動作の合間に加えてもよい。
【００２６】
更にもう一つの実施例では、光学位相遅延を、漏洩ビームスプリッタ２３２と偏光ビームスプリッタ２３９の間に配置した１／４波長板２５４によってもたらし、１／４波長板２５４の光軸を漏洩ビームスプリッタ２３２の光軸に対して４５°に整列するのが好ましい（図２Ａおよび図２Ｃに示す）。この例では、偏光ビームスプリッタ２３９を動的に回転する偏光ビームスプリッタとして設ける。動的に回転する偏光ビームスプリッタは、この偏光ビームスプリッタの所望の回転を可能にするために電気機械的または電気マイクロ加工したアクチュエータに結合した偏光ビームスプリッタを含んでもよい。特定の光ファイバ１０２を利用するときに加えるべき特定の回転は、較正段階中に予め決めてもよく、光スイッチ１０４のスイッチ動作の合間に加えてもよい。
【００２７】
前述の実施例では、低複屈折性光ファイバの静的面内誘起応力を補償するのに対して、動的面内誘起応力は、原理上は十分に速い補償で同様に補償できるが、それは典型的には非常に小さいので無視できる。
【００２８】
上に議論したように、１組の光ファイバ１０２の曲げ誘起軸は、出射レーザビーム２９１のＰ偏光が１組の光ファイバ１０２の曲げ誘起軸の一つと整列するように、漏洩ビームスプリッタ２３２の軸と整列するのが好ましい。この状態は、光ファイバ１０２の軸を相互におよび漏洩ビームスプリッタ２３２の軸に人手で整列することによって達成してもよい。光ファイバ１０２の軸および漏洩ビームスプリッタ２３２の軸が整列しない場合は、偏光回転子２５６を結合レンズ２３３と漏洩ビームスプリッタ２３２の間の位置ＡＡに配置してもよい（図２Ａ）。偏光回転子２５６は、この技術でよく知られる多種多様な第２の１／２波長板を含んでもよい。この実施例では、光ファイバ１０２の光軸を全て互いに予め整列し、この１／２波長板を配置して、出射レーザビーム２９１のｐ偏光の光学的回転をこの１組のｌｏ−ｂｉ光ファイバ１０２の曲げ誘起軸の平面へもたらす。
【００２９】
図１Ａの前述の実施例では、１組の光ファイバ１０２を各々光学素子モジュール１０３の周りを巡ってそれぞれの浮動光ヘッド１０６導く。光ファイバ１０２の離間したヘッド１０６へ導く経路設定は、各光ファイバの経路を僅かに異ならせ、出口点Ａに関して異なる面外曲げが課せられることとる。これらの面外曲げは、各ｌｏ−ｂｉ光ファイバ１０２に互いに関しておよび／または漏洩ビームスプリッタ２３２と方向が僅かに変動する曲げ誘起軸を含ませる。各光ファイバ１０２の面外曲げ誘起軸間の変動は、例えば、第２可変液晶遅延装置の軸に対して４５°で結合したこの技術でよく知られる種類の１／４波長板遅延装置によって、出射レーザビーム２９１の直線偏光を回転するために動的に調整可能な偏光回転子２５６を使うことによって吸収することができる（図２Ｅに示す）。偏光回転は、可変液晶の遅延性を電気的に制御することによって達成する。上述のような可変偏光回転子は、コロンビア８０５０３０、フレデリックのミードウラーク・オプチックスが製造するＬＰＲ１００  ６６０を使用可能である。偏光回転子２５６は、回転の機械的作動によって使用可能にしてもよい。各光ファイバ１０２の誘起軸へ整列するために必要な偏光回転の量は、作動中、光ファイバ１０２間の切替えが起るとき、使用する特定の光ファイバ１０２に対応する制御電圧を偏光回転子２５６にフィードフォワード様式で加えて必要な変更回転をもたらすように、較正段階中に決めることができる。
【００３０】
光ファイバ１０２が辿る光路を最小の曲げで維持する実施例のように、光ファイバ１０２の前述の面内曲げがなければ、光学位相遅延が必ずしも必要でない。情報を単一ＭＯディスク１０７へ伝えるために単一ｌｏ−ｂｉ光ファイバ１０２しか使わない実施例のように、光ファイバ１０２の前述の面外曲げがなければ、偏光回転が必ずしも必要ない。面内曲げと面外曲げの両方が存在する他の実施例では、光学位相遅延と偏光回転の両方が必要かも知れない。従って、本発明は、上に議論した実施例に限定すべきではなく、前記の請求項の範囲だけが限定することが明白であるべきである。
【００３１】
図２Ｆに示す第４実施例では、１組の光ファイバ１０２の基端からの擬似反射がＳＮ比を低下できることを特徴とし、それで反射ビーム２９２がビーム２９１の基端からの反射の成分を含み、それによって、Ｅ（ｔ）＋Ｅ（ｔ＋τ）を含む反射ビーム２９３を生ずるかも知れない。そのような場合、本発明は、デューティサイクル５０％以下および変調周波数約３５０ＭＨｚでオンオフ・パルスを出すＦＰレーザ源２３１を含んでもよい。レーザ２３１のパルス化は、ビーム２９２の反射パルスをビーム２９１から時間分離させ、それによって二つのパルス列間の干渉を減らし、それで検出したカー信号のＳＮ比を効果的に増す。ある実施例では、屈折率１．５の光ファイバ１０２で、光ファイバ１０２の各々の長さを約７１．３５ｍｍに選択する。変調周波数（Ｆ）と光ファイバ１０２の長さ（Ｌ）の間の関係は、式：Ｆ＝ｃ（２ｉ＋１）／４Ｌｎ  ｉ＝０,１,２,…に具体化され、但し、ｃ＝光速、ｎ＝ファイバの屈折率である。１組の光ファイバ１０２の長さは、パルス列の適切な時間分離を保証するように選択する。他の実施例では、光ファイバ１０２の長さを他の屈折率および他のパルス周波数に従って選択することができ、それで、本発明は、請求項の範囲によってのみ限定すべきであると理解する。本発明は、低複屈折性光ファイバの使用を説明するが、第４実施例で説明したようにレーザをパルス化し、光ファイバ長さを適切に選択することにより、高複屈折性光ファイバ（即ち、偏光保持光ファイバ）を利用する実施例でＳＮ比を増大することが可能である。
【００３２】
図４Ａないし図４Ｇは、本発明の光磁気ヘッドを種々の図で示す。１組の浮動ＭＯヘッドの一つの浮動ＭＯヘッド１０６を代表にして説明する。浮動ＭＯヘッド１０６を図４Ｂに１組の回転するＭＯディスク１０７の一つの表面記録層３４９の上に配置されている。好適実施例では、浮動ＭＯヘッド１０６が、本体４４４、空気軸受面４４７、操向可能なマイクロ加工したミラー組立体４００、対物光学素子４４６、および磁気コイル４６０を含む。代表的実施例では、磁気コイル４６０が空気軸受面４４７の近くに配置した微小な多重巻きコイルで、約４ｎｓの時間で逆にできる、いずれかの極性の約３００（１０3／４π）Ａ／ｍで、回転するＭＯディスク１０７の面にほぼ垂直な磁界を発生する。この操向可能なマイクロ加工したミラー組立体４００は、同一出願人に譲渡された米国特許出願第０８／８４４，２０７号に開示されているので詳細については参考にされたい。好ましくは、磁気コイルは、浮動ＭＯヘッド１０６を回転するＭＯディスク１０７へ、またはその逆に通過中、出射および反射レーザビーム２９１および２９２と干渉すべきでない。浮動ＭＯヘッド１０６を含む前述の素子の機械的寸法および／または光学特性によって決るように、本体４４４は、約８８９ｕｍの高さおよび２０３２μｍ×１６００μｍに相当する平面設置面積を有する。低複屈折性光ファイバ１０２は、浮動ＭＯヘッド１０６に結合するのが好ましく、Ｖ溝４４３またはその他の適当な寸法のチャンネルによって本体４４４の軸に沿って保持する。光ファイバ１０２は、Ｖ溝４４３内に配置し、好ましくは出射レーザビーム２９１を最適に集束した所望のスポット３４０としてＭＯディスク１０７上へ指向する。光ファイバ１０２は、後に紫外線硬化エポキシまたは類似の接着剤を使うことによって適所に固着してもよい。Ｖ溝内に光ファイバ１０２を使うことは、小さなミラー組立体４００に対する出射レーザビーム２９１の正確な整列および送出を可能にする。操向可能なマイクロ加工したミラー組立体４００および対物光学素子４４６は、本体４４４の矩形外部寸法がほぼ形成する物理的容積内に収まるが、出力損失が最小で出射および反射レーザビーム２９１および２９２に著しい歪みおよび収差が導入されないように、出射および反射レーザビーム２９１および２９２の全断面を導くに十分大きいようにコンパクトで低質量であることが好ましい。ＭＯヘッド１０６の輪郭、重量、および設計は、本発明の低複屈折性光ファイバ１０２を使用し、従来技術の偏光保持光ファイバを使用するとき必要なように、浮動ＭＯヘッド１０６に使用するための追加の光学要素として１／４波長板が必要ない点で、更に改良される。
【００３３】
操向可能なマイクロ加工したミラー組立体４００は、出射レーザビーム２９１を対物光学素子４４６を通してＭＯディスク１０７の方へ向けるように、および反射レーザビーム２９２をＭＯディスク１０７からレーザ光学素子組立体１０１へ戻して向けるように、代表的光路で整列するのが好ましい。一実施例では、対物光学素子４４６が開口数（Ｎ／Ａ）が約０．６７のマイクロレンズでもよい。空気軸受面４４７上の浮動高さを一定値に維持するので、集束サーボが必ずしも必要ない。
【００３４】
光磁気記憶および検索システム１００で使用するように、ファイン・トラッキングおよび近隣トラックへの短時間シークは、出射レーザビーム２９１の伝達角を対物光学素子４４６へ伝達する前に変えるように、操向可能なマイクロ加工したミラー組立体４００の反射性中央ミラー部４２０（図４Ａに点線で隠れているとして示す）を１組のヒンジ４１０によって拘束される回転軸の周りに回転することによって行う。反射性中央ミラー部４２０は、電極を駆動するために差動電圧を加えることによって、ヒンジ４１０が形成する軸の周りに回転する。この差動電圧は、集束した所望のスポット３４０をＭＯ媒体ディスク１０７上で半径方向４５０に動かせるようにする静電力を創り出す。代表的実施例では、中央ミラー部４２０が約＋／−２°回転する。この回転にはＭＯディスク１０７の表面で約＋／−４トラックに相当する。この代表的実施例では＋／−４トラックの移動を開示するが、上に説明した操向可能なマイクロ加工したミラー４００の所望の性能特性に依っては、＋／−４トラックを越えるまたは未満の移動範囲も可能である。従って、集束し所望のスポット３４０のＭＯディスク１０７を横切る移動および反射レーザビーム２９２の検出は、情報の記憶および検索、トラックフォローイング、並びに一つのデータトラックから他のデータトラックまでのシークのために使用できる。粗いトラッキングは、回転アクチュエータ磁石およびコイル組立体１２０（図１Ａ）への電流を調節することによって維持してもよい。ＭＯディスク１０７の特定のトラックを追跡するために使用するトラックフォローイング信号は、この技術でよく知られる粗動および微動トラッキングサーボ技術の組合せを使って導出してもよい。例えば、トラックを決めるためにサンプルセクタ・サーボフォーマットを使ってもよい。このサーボフォーマットは、ＭＯディスク１０７に型押ししたエンボスピットか、またはデータマーク同様に読取る磁区方向を含んでもよい。もし、エンボスピットを使用するなら、差動増幅器２３７（図２）を補足するために加算器出力回路を使ってもよい。従来技術の多数磁気ディスク・ウィンチェスタディスクドライブが、一体のユニットとして縦一列になって動く１組のそれぞれの懸架装置およびアクチュエータアームを用いていることは当業者に自明である。従って、そのような一体のユニットの各浮動ヘッドが他の浮動ヘッドに対して固定されているので、特定の磁気ディスク面のトラックフォローイング中、他の磁気ディスク面の同時トラックフォローイングはできない。対照的に、１組のアクチュエータアーム１０５および懸架装置１３０の運動と関係なく、１組の操向可能なマイクロ加工したミラー組立体４００を使って独立に動作し、いつでも二つ以上のＭＯディスク面を使う情報の読取りおよび／または書込みをするように、トラックフォローイングおよびシークを行うことが可能である。この１組の同時に動作する操向可能なマイクロ加工したミラー組立体４００を使う独立のトラックフォローイングおよびシークは、好ましくは１組の別々のそれぞれの読取りチャンネルおよびファイントラッキング電子機器およびミラー駆動電子機器を要するだろう。前述の実施例は、好ましくは別���のレーザ光学素子組立体１０１を使うことも要するだろうから、別々の光路間を切換えるための光スイッチ１０４は、必ずしも必要ないだろう。
【００３５】
図５Ａは、光磁気ディスクドライブの一部としての光磁気データ記憶および検索システムを示す。好適実施例で、光磁気システム１００は、業界標準５．２５ｉｎ（１３３．３５ｍｍ）で半値高形状係数（１．６２５ｉｎ（４１．２８ｍｍ））を有し、少なくとも６枚の両面ＭＯディスク１０７、および少なくとも１２の浮動ＭＯヘッド１０６を含むコンパクトな高速および高容量ＭＯディスクドライブ５００を含む。上述したように、浮動ＭＯヘッド１０６は、多数のＭＯディスク１０７をＭＯディスクドライブ５００内の非常に接近した間隔で利用できるようにし、従って、従来技術の同等の容積で許容されるより高い面積および容積および記憶能力を有するように、非常に小質量および扁平で高ＮＡの光学システムの一部として光ファイバ１０２を含むように製造してもよい。この好適実施例では、各ＭＯディスク１０７間の間隔が４．６２ｍｍ以下である。本発明は、偏光状態を、偏光保持光ファイバによって伝えるときより低い雑音の低複屈折性光ファイバ１０２によって伝えてもよいことを特徴とする。
【００３６】
図５Ｂに示す代替実施例では、半値高形状係数ＭＯディスクドライブ５００が取外し可能ＭＯディスクカートリッジ部５１０および２枚の固定内部ＭＯディスク１０７を含んでもよい。取外し可能ＭＯディスクカートリッジ部５１０を設けることによって、この固定内部と取外し可能の組合せが外部情報を効率的にＭＯディスクドライブ５００に転送した後に内部ＭＯディスク１０７へ転送することを可能にする。コピーした情報は、後に、他のコンピュータシステムに配布するために、取外し可能ＭＯディスクカートリッジ部５１０に再記禄してもよい。その上、取外し可能ＭＯディスクカートリッジ部５１０は、内部ＭＯ回転ディスク１０７の非常に便利で高速のバックアップ記憶を可能にする。この固定内部と取外し可能の組合せは、取外し可能ＭＯディスクカートリッジ部５１０へのデータファイルの記憶、並びに内部ＭＯ回転ディスク１０７へのシステムファイルおよびソフトウェア・アプリケーションの記憶も可能にする。他の代替実施例（図示せず）では、ＭＯディスクドライブ５００が、任意数（ゼロを含む）の内部ＭＯディスク１０７および／または任意数の取外し可能ＭＯディスクカートリッジ部内の任意数のＭＯディスク１０７を含んでもよい。
【００３７】
本発明は、必ずしも回転アクチュエータを使う必要はなく、例えば、リニアアクチュエータアームを使ってもよい。本発明が開示する扁平光路は、対物光学素子（例えば、テーパ付き光ファイバまたは端にレンズを作った光ファイバを使うこと）；および／または反射性基板（例えば、情報を光磁気ヘッド１０６の表面に沿って伝えるために湾曲した光ファイバを使うこと）なしに情報を記憶場所へ出し入れするために使ってもよい。
【００３８】
本発明は、他の種類の光ドライブ、通信システム等のような、種々の環境で有用性を見出すことができると理解する。従って、本発明をここでは特定の実施例に関して説明したが、ある程度の修正、種々の変更および置換は、前記の開示で意図し、それである場合にはこの発明の幾つかの特徴が、他の特徴の対応する使用なしに、この発明の範囲から逸脱することなく使われることが分るだろう。
【図面の簡単な説明】
【図１Ａ】  低複屈折性光ファイバの面内曲げおよび面外曲げを伴う光磁気データ記憶および検索システムの一実施例を示す。
【図１Ｂ】  低複屈折性光ファイバの面外曲げを伴う光磁気データ記憶および検索システムを示す。
【図２Ａ】  本発明のレーザ光学素子組立体を示す。
【図２Ｂ】  光学位相遅延装置の一実施例を示す。
【図２Ｃ】  光学位相遅延装置のもう一つの実施例を示す。
【図２Ｄ】  光学位相遅延装置のもう一つの実施例を示す。
【図２Ｅ】  偏光回転子の実施例を示す。
【図２Ｆ】  ファブリ・ペロ・レーザをパルスにする実施例を示す。
【図３】  光スイッチを含む光学素子モジュールを示す。
【図４Ａ】  本発明の浮動ヘッドを示す図。
【図４Ｂ】  本発明の浮動ヘッドを示す図。
【図４Ｃ】  本発明の浮動ヘッドを示す図。
【図４Ｄ】  本発明の浮動ヘッドを示す図
【図４Ｅ】  本発明の浮動ヘッドを示す図。
【図４Ｆ】  本発明の浮動ヘッドを示す図。
【図４Ｇ】  本発明の浮動ヘッドを示す図。
【図５Ａ】  光磁気ディスクドライブの実施例を示す。
【図５Ｂ】  光磁気ディスクドライブの別の実施例を示す。
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図２Ｅ】
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【図２Ｆ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図４Ｃ】
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【図４Ｄ】
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【図４Ｅ】
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【図４Ｆ】
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【図４Ｇ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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