(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学装置に用いられるファーバープローブであって、先端にコア径より小さな開口を有するとともに、前記ファイバープローブ先端と反対側に位置する端面に前記コアの屈折率に略等しい屈折率有する透明部材を装着したことを特徴とするファイバープローブ。
【請求項２】
前記透明部材の形状を、レンズ効果を有する形状にしたことを特徴とした請求項１に記載のファイバープローブ。
【請求項３】
前記透明部材の前記コアに接する面と反対側に位置する面に反射防止膜を形成したことを特徴とする請求項１または２に記載のファイバープローブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光を集光して媒体に照射することが要求される高密度大容量の光情報記録再生装置（光メモリ）や近接場光顕微鏡（ＮＦＯＭ：Ｎear-Ｆield  Ｏptical  Ｍicroscope）などの光学装置に用いられるファイバープローブに関し、特に、近接場光（エバネッセント光）を用いて高密度かつ高精度で情報を記録再生するのに好適なファイバープローブに関する。
【０００２】
【従来の技術】
現在実用化されている光情報記録再生装置（光メモリ）においては、回折限界近くまで集光したレーザ光を記録媒体へ照射して記録層に熱的・磁気的変調を与えることによって情報の記録を行い、また、記録ビットによって変調される反射光強度を検出することによって情報の再生を行っている。
【０００３】
このような情報記録手段は、記録媒体上の記録密度がレーザ波長でほぼ決定されてしまい、近年のコンピュータ等の情報機器を取り巻く情報量の増大に対応していくためには回折限界を超えるような記録密度を達成する大容量光情報記録再生装置が要求されている。このような次世代の大容量光情報記録再生装置として有望視されているものとして、近接場光を用いて情報の記録・再生を行う、いわゆる近接場光情報記録再生装置が提案されている。
【０００４】
図７は、近接場光を利用した光情報記録再生装置の従来例を示す図である（ＯＰＴＲＯＮＩＣＳ  Ｎｏ.１２（１９９４）  ｐ．１１９参照）。
同図において、レーザ光源１０１からの放射光は、レンズ１０２を介してファイバー内へ入射された後、該ファイバープローブ１０３中を導波して鋭く尖ったその先端部へと達し、該先端部近傍にエバネッセント場を形成する。このファイバープローブ１０３を、記録媒体（光磁気記録媒体）に対して光の波長程度以下の距離にまで近づけると、ファイバープローブ１０３から記録媒体１０４の記録層へのエネルギー伝搬が効率良く行なわれ記録層が加熱される。
【０００５】
このとき、記録層がキューリー点以上に達すると磁化が変化し情報の記録が行われる。記録情報の読み出しは、記録媒体１０４を透過する光の偏光変化を偏光板１０６を介して光強度信号に変換しこれを光検出器１０７（光電子増倍管）で検出することにより行われる。
【０００６】
このような光情報記録再生装置において、ファイバープローブ１０３の先端部の鋭さを向上すれば光の回折限界による解像度を上回ることが可能になり、従来の光情報記録再生装置の１００倍以上の密度記録密度が可能になると考えられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例に示したようなファイバープローブ１０３を用いた光学系では、一般にファイバープローブ１０３内の両端での反射による光の共振現象（反射光が干渉してファイバー内に導入される光量やファイバーからの出射光量が波長に依存するようになる現象）が生じる。この共振現象は、ファイバープローブの先端の形状やファイバープローブの長さなどの諸条件によってその度合いが変化する。上記従来例に示したようなファイバープローブ１０３を用いた光情報記録媒体では、この共振現象によって記録再生信号が不安定になり装置全体の信頼性を低下させる恐れがある。
【０００８】
本発明の目的は、上述した如き従来技術において発生するファイバープローブ内部での光の共振現象を低減して記録再生信号を安定化させ、小型，低コストで信頼性が高くかつ光利用効率のよいファイバープローブを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のファイバープローブは、先端にコア径より小さな開口を有するとともに、ファイバープローブ先端と反対側に位置する端面にコアの屈折率に略等しい屈折率有する透明部材を装着したことを特徴としている。また、透明部材の形状を、レンズ効果を有する形状にしたこと、透明部材のコアに接する面と反対側に位置する面に反射防止膜を形成したことをも特徴としている。
この構成により、ファイバープローブ内部で生じる光の共振現象を低減させ、ファイバープローブを用いた光学装置を安定して動作させることができ、また小型，低コストで信頼性が高くかつ光利用効率のよいファイバープローブを実現することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（第１の実施例）
まず、本発明に係るファーバープローブの第１の実施例を、図面を用いて詳細に説明する。本発明は、上述したように、光を集光して媒体に照射することが要求される光情報記録再生装置や近接場光顕微鏡などの各種光学装置に適用可能であるが、以下の説明では、光情報記録再生装置を例にとって説明する。
【００１１】
図１は、本発明の実施例に用いられる、記録媒体からの反射強度の変化を検出してデータの読み出しを行なう反射型の光情報記録再生装置の全体構成を示す図である。
同図において、半導体レーザー１から射出された光は、偏光ビームスプリッター２，コリメートレンズ３，１／４波長板４，対物レンズ５を介してファイバープローブ７内へと導かれる。半導体レーザー１から射出された光は、コリメートレンズ３によって平行光に変換される。また、偏光ビームスプリッター２と１／４波長板４を透過することにより円偏光となる。ファイバープローブ７はスライダー６によって記録媒体８の所定の位置に移動するように駆動制御される。ファイバープローブ７内を導波した光は、ファイバープローブ７の先端から出射され、光の波長程度あるいはそれ以下の距離に近接して配置されている記録媒体８の所定の位置を照射する。
【００１２】
この構成において、記録媒体８が、例えば相変化記録方式である場合には照射強度を制御することによってデータを書き込むことができる。データの読み出しは、記録データを破壊しない範囲の光強度で記録媒体を照射し、記録媒体８で反射された光をファイバープローブ７の先端の微少開口を介して再びファイバープローブ７内へと導いた後、対物レンズ５，１／４波長板４を介し、偏光ビームスプリッター２で偏光分離して信号検出用のフォトダイオード９でその光強度を検出することによって行なわれる。
【００１３】
図２は、本発明の第１の実施例に係るファイバープローブを示す図である。同図は、図１の光学系におけるファイバープローブの部分のみを示したものであり、光情報記録再生装置で使用するときの全体構成は図１と同じである。
【００１４】
本発明に係るファイバープローブは、図２に示すようにプラスチックなどの筐体１１に収められており、その先端は、コア１０がテーパー状（円錐台形状）に加工されていて先端の開口部１２の周囲は金属（例えば金など）１３でコーティングされた構造になっている。先端の開口部１２の径は、近接場光（エバネッセント光）を利用する場合や先端のテーパー部分による内部反射を利用して集光スポットを形成する場合など、記録媒体に光のエネルギーを与える手段の違いによって異なるが、少なくともコア１０の径よりは小さく形成される。
【００１５】
本実施例のファーバープローブ７は、ファイバープローブのテーパー状の先端と反対側に位置する端面（入射端面）の構成に特徴を有するものであり、ファイバープローブの入射側端面（テーパー状の先端と反対側に位置する端面）に透明板１５が装着された構成となっている。
【００１６】
この透明板１５は、ファイバープローブ７のコア１０と同程度の屈折率（１０％程度以内の屈折率差）の材料（ガラスなど）で形成されており、これと同じ屈折率を有する紫外線硬化樹脂接着材などを用いてファイバープローブ７の入射側に接着されている。これによって、ファイバープローブ７内を先端から導波してきた光はコアの端面で反射することなく透明板１５内へと出射するようになる。
【００１７】
その後、この光は透明板１５から空気層へ出射する際に反射を生じるが、反射した波面はファイバープローブに結合しにくい波面へと変化するため、再びファイバープローブ７内を導波して先端に達する割合は非常に少なくなる。つまり、ファイバープローブの入射側端面とファイバープローブ先端との間で生じる多重反射は大幅に低減することになる。
【００１８】
第１の実施例によれば、ファイバープローブの入射側に透明板を装着するとによって、従来問題となっていたファイバープローブ内部で発生する光の共振現象を低減させファイバープローブから出射する光の強度を安定化することができる。従って上記光学装置において安定した記録再生の動作を実現させることができるようになる。また、試料（光メモリの場合は記録媒体）からの反射光をファイバープローブ自体で検出する場合には、安定した検出信号を得ることもできるようになる。
【００１９】
（第２の実施例）
次に、本発明のファーバープローブの第２の実施例を、図３および図４を用いて説明する。図３は第２の実施例のファイバープローブを用いた光学装置の全体構成図、図４は図３のファーバープローブの部分を拡大して示した図である。
【００２０】
第２の実施例は、前記第１の実施例で説明した透明板１５の形状をレンズ効果を有する形状にして、図１の光学系における対物レンズの機能を兼用させ、透明板と対物レンズを一体化させた構造としている。このレンズ５１は、ファイバープローブ７のコア１０とほぼ同じ屈折率を有する透明材料（ガラスなど）で作られており、ファイバープローブの入射側（先端と反対側）に紫外線硬化樹脂などで接着されている。
【００２１】
さらに、そのレンズ５１の形状は、光源からの光を最も効率よくファイバープローブ７に結合させるようになっている。つまり、レンズ５１によって集光した光の波面がちょうどファイバーの導波モードの波面と同じになるところが接合面となるように設計されている。このようなレンズでは、ファイバープローブに出入りする光の波面の曲率とレンズの曲率が等しくなることはなく、従って、ファイバープローブ内を先端から導波してきた光がこの面で反射して再びファイバープローブ内に結合することを防ぐことができる。また、ファイバープローブのコアとほぼ同じ屈折率でレンズを構成するためコアとの接合面において反射が生じることも防ぐことができる。
【００２２】
第２の実施例によれば、ファイバープローブに上記のようなレンズを装着することによって、ファイバープローブ先端から入射側端面に導波してきた光がこの端面で反射して再び先端へ導波するのを防いでファイバープローブ内部での共振現象を低減させることができる。また、ファイバープローブとレンズを一体化することによって光学系の部品点数を減らすことができ光学装置全体の小型化と低価格化を実現することも可能になる。
【００２３】
次に、第３の実施例を、図５および図６を用いて説明する。第３の実施例は、反射防止膜を用いて。
図５は、図２における透明板１５の表面に反射防止膜３０を形成した実施例を示す図であり、図６は、図３におけるレンズ１５の表面に反射防止膜３１を形成した実施例を示す図である。
【００２４】
これらの実施例は、図２および図３のファイバープローブの透明板１５またはレンズ５１の表面に反射防止膜３０または３１を形成したものである。反射防止膜の作製方法としては、例えばファイバープローブ端面にフッ化マグネシウムなどの材料を、光源の波長の１／４程度の膜厚になるように蒸着する方法がある。
【００２５】
第３の実施例によれば、ファイバープローブ内部で生じる光の共振現象を第１の実施例や第２の実施例よりさらに低減させることができ、また、空気との境界面において発生する反射光成分を低減させることができるため、ファイバープローブ内に光を導入する場合およびファイバープローブからの光を外部で検出する場合の光の利用効率を向上させることが可能になる。
【００２６】
【発明の効果】
本発明によれば、ファイバープローブ内部での光の共振現象を低減して記録再生信号を安定化させことが可能な、また、小型，低コストで信頼性が高くかつ光利用効率のよいファイバープローブを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に用いられる、記録媒体からの反射強度の変化を検出してデータの読み出しを行なう反射型の光情報記録再生装置の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の実施例に係るファイバープローブを示す図である。
【図３】本発明の第２の実施例に係るファイバープローブを示す図である。
【図４】本発明の第２の実施例に係るファイバープローブの拡大図である。
【図５】本発明の第３の実施例に係るファイバープローブを示す図である（その１）。
【図６】本発明の第３の実施例に係るファイバープローブを示す図である（その２）。
【図７】近接場光を利用した光情報記録再生装置の従来例を示す図である。
【符号の説明】
１：半導体レーザー
２：偏光ビームスプリッター
３：コリメートレンズ
４：１／４波長板
５：対物レンズ
６：スライダー
７：ファイバープローブ
８：記録媒体
９：フォトダイオード
１０：コア
１１：筐体
１２：開口部
１３：金属コーティング
３０，３１：反射防止膜
５１：レンズ
７１：ファイバープローブ
【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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