[发明专利]光学传感器和光记录介质重现装置

说明书

本发明涉及一种光学传感器和光学记录介质重现装置，尤其是适宜于从磁光记录介质再现数据的光学传感器和磁光记录介质重现装置。

至今，在磁光记录介质重现装置中，具有用于记录和再现如图1所示结构的磁光盘的光学传感器1。在所述光学传感器1中，由激光二极管(LD)2发出的光通过偏振分束器(PBS)3和物镜4聚焦在光盘5上，从光盘5反射的光通过物镜4，偏振分光器3和复合透镜6射至光探测器(PD)7。

在实际的光学传感器1中，光学部件，例如激光二极管2，光探测器7和偏振分束器3是分别提供的，所以用于记录和再现磁光盘的光学传感器不能小型化和提高可靠性。

此外，作为对磁记录介质进行重现的元件，已知的是采用一种组合的光学元件，其中激光二极管，光探测器和分束棱镜(位于光探测器上)是被安置在同一个板上(参见U.S.4,823,331)，并且还有单片光接收和发射器件，在该发射器件中具有用半导体方法形成的光发射单元和移光镜以及光接收单元(参见日本待公开专利申请No.114746/1995)。

在使用非偏振光学系统的光接收和发射元件时，不可能探测磁光信号，从而不可能再现磁光盘信号。

所以，应考虑把一维金属线状光栅作为偏振器用于探测磁光信号。一种用在3～10μm红外波长范围的一维金属光栅(见图2)由互相平行设置的许多金属线9形成。在把栅线距d选择成短于入射光波长时，有一种特性，即反射平行于金属线9的偏振分量(P偏振)，透射垂直于金属线9的偏振分量(S偏振)。利用这种特性可以把一维金属光栅8作为偏振器使用。

在使用一维金属光栅8作为偏振器时，应该满足下述两个条件，线的宽度＂b＂与线距＂d＂之比b/d约为0.6，而波长λ与线距＂d＂之比λ/d≥5。所以，对于可见和近红外区的偏振光，例如约780nm波长的光，在考虑到环境介质折射率时，线距＂d＂需要约为100nm那样小的值，因此这样一种光栅加工起来非常困难。

基于上述，本发明的目的是，提供一种小型，可靠和容易制造的适用于磁光记录介质的记录和磁光记录介质再现的装置。

上述目的和其它的目的，可以利用设置一维金属栅来取得，这种金属光栅其金属导体的厚度＂h＂与线距＂d＂之比约为h/d≥0.1，一组接收光的光接收元件由所述一维金属光栅间隔开。

利用构成一维金属光栅的金属导体的厚度由一维金属光栅的透射和反射特性形成一个共振区域，从而相对于已有的磁光记录介质用的光学传感器，本发明的光学传感器更小型和更可靠。

本发明的实质、原理和实用性可以通过阅读下面的详细说明并结合附图更为清楚理解，附图中类似的部件采用相同的数字和符号表示。

图1是表示传感器的示意图；

图2是表示一维金属光栅的示意布置图；

图3是表示本发明光学记录介质重现装置总构成的示意图；

图4A是表示本发明光学传感器布置的示意图；

图4B是表示光探测器信号处理电路的方块图；

图5是表示出现共振区(在h/d＝0.1，λ/d处)在b/d＝0.4时T_S与λ₀/d之间关系的曲线图；

图6是一维金属光栅的剖视图；

图7是表示一维金属栅剖面的座标系图；

图8是表示采用传统设计理论的横座标上波长与线距之比和纵座标上S偏振透过平及P偏振通过率之间关系的特性曲线图；

图9是表示采用模式展开方法找到的波长线距之比与透过率关系的特性曲线图；

图10A和10B是表示h/d＝0.1时，S偏振波透过率与S偏振波反射率特性的曲线图；

图1A和11B表示h/d＝0.5时，S偏振波透过率与S偏振波反射率特性的曲线图；

图12是表示h/d＝0.01时，S偏振波透过率特性的曲线图；

图13A和13B是表示h/d＝0.1时，P偏振波透过率和P偏振波反射率特性的曲线图；

图14A和14B是表示h/d＝0.5时，P偏振波透过率和P偏振波反射率特性的曲线图；

图15A和15B是表示h/d＝0.4时，S偏振波透过率和P偏振波反射率特性的曲线图；

图16A和16B是表示在一维金属光栅截面处座标系的示意图；

图17A和17B是表示在实施例中光学传感器布置的示意图；

图18是表示在实施例中光入射角和一维金属光栅之间关系的示意图；

图19是表示在实施例中d/λ比例的特性曲线示意图；