專利名稱：衍射光柵構(gòu)件的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及衍射光柵構(gòu)件，特別是涉及將平行地入射到不同的入射位置的不同波長的兩個入射光向同一個部位射出的衍射光柵。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)有技術(shù)中，在由CD及DVD兩種介質(zhì)讀出信號的光拾取器中，把用于CD讀出的波長785nm的激光和讀出DVD用的波長655nm的激光作為讀出對象。
在這種光拾取器中，如圖1所示，將從發(fā)出二個波長(655nm，785nm)的激光1，2的激光二極管3發(fā)射的光利用光束分束器4改變其行進方向之后，用聚焦透鏡5聚焦照射到CD介質(zhì)、DVD介質(zhì)的信號面(圖中未示出)上，使由該介質(zhì)信號面調(diào)制過的反射光經(jīng)由上述聚光透鏡5通過上述光束分束器4，將通過該光束分束器4的光聚焦到光電二極管6上，利用該光電二極管將入射的光能變換成電能，獲得電信號。
上述光拾取器配備有輸出CD再生用的波長785nm的光1和DVD再生用的波長655nm的光2的激光二極管3，在該激光二極管3中，兩個波長的光1，2輸出的位置稍有不同(例如相差約110μm左右)。因此，這兩個波長的光經(jīng)過光束分束器4，聚焦透鏡5聚焦到光電二極管6上時，會保持其原樣，不聚焦到光電二極管6的同一位置上。
對此，本申請人曾提出過在光束分束器的后級配置衍射光柵構(gòu)件7，將波長785nm的光的0級光及波長655nm的光的一級衍射光聚焦到光電二極管6的同一個部位處。
這種衍射光柵7，如圖2所示，在光的出射面?zhèn)刃纬晒鈻琶?，所述光柵面是通過重復(fù)形成備有沿光軸方向延伸的側(cè)面部11以及沿垂直于該側(cè)面部11的方向從該側(cè)面部11伸出的衍射面部12的規(guī)定級數(shù)(在本實施例中為6級)的階梯狀光柵部10而形成的，并且使通過相鄰的衍射面部12的光的光程差等于入射光1的波長655nm的整數(shù)倍。
通過使用這種衍射光柵，如圖2所示，DVD再生用的波長655nm的光1的0級光(透射光)和CD再生用的波長785nm的光的一級衍射光入射到配置在光軸上的光電二極管6的同一個部位(光接收面)上。
此外，在上述現(xiàn)有技術(shù)的衍射光柵構(gòu)件中，存在著波長785nm的光的一級衍射光的衍射效率的問題。進而，在現(xiàn)有技術(shù)的衍射光柵構(gòu)件中，波長655nm的光的0級光與波長785nm的光的一級衍射光有時具有較大的能量差，這時則要求兩個光的能量差不能太大。
近年來，在DVD盤上一般都在介質(zhì)的二層上記錄信號，對于這種雙層的DVD盤，入射的激光的反射率只有百分之十幾，在CD盤上，可擦寫式的CD-RW盤的反射率也很低，入射到光拾取器的光接收元件上的光量少，在讀這種光盤時，非常希望盡可能地減少在光拾取器上的信號損失。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述情況，其目的是提供一種衍射光柵，該衍射光柵可以將一個波長的光的0級光，與另一個波長的光的一級衍射光聚焦在光接收元件的同一個部位處，并且提高用于接收光的前述另一個波長的光的一級衍射光的衍射效率，同時可以使兩個波長的光的能量不產(chǎn)生大的差異。
本發(fā)明為了解決上述課題，提供一種衍射光柵構(gòu)件，把入射到不同的入射位置上的光軸相互平行的不同波長的兩個入射光出射到同一個部位處，在出射面上，并列設(shè)置設(shè)有階梯狀光柵部的光柵面，所述階梯狀光柵部配備有規(guī)定級數(shù)的具有沿入射方向升高的面以及從該升高的面上伸出的衍射面部的階梯部，同時，該階梯狀光柵部向通過前述相鄰的衍射面的光賦予一個入射光的波長的整數(shù)倍的光程差，其特征為，前述衍射面相對于與前述入射光的入射方向垂直的面傾斜。
此外，本發(fā)明的衍射光柵構(gòu)件的前述衍射面按照向著上述階梯狀光柵部的高度增加的方向衍射光柵構(gòu)件的厚度減少的方式傾斜。
進而本發(fā)明的衍射光柵構(gòu)件，入射的入射光中，一個入射光的波長為655nm，另一個入射光的波長為785nm，波長655nm的入射光的0級光與波長785nm的入射光的一級衍射光出射到光接收元件上。
進而，本發(fā)明的衍射光柵構(gòu)件，在階梯狀光柵部上，衍射面形成六個面。
同時，本發(fā)明的衍射光柵構(gòu)件，其衍射面相對于包含入射光的光軸的法線的平面傾斜1 °～2.5°。
在本發(fā)明中，衍射光柵構(gòu)件的衍射面配備有光柵面，所述光柵面并列地設(shè)置有對通過相鄰的衍射面的光賦予一個入射光的波長的整數(shù)倍的光程差的階梯狀光柵部，由于衍射面相對于垂直于前述入射光的入射方向的面傾斜地形成，所以除了可以把一個波長的光的0級光和另一個波長的一級衍射光聚焦到光接收元件的同一個部位上之外，通過改變傾斜面的角度可以改變兩個入射光的衍射效率，從而可以使兩個波長的光的能量不產(chǎn)生很大差異，達到所需的量。
此外，通過使衍射面以衍射光構(gòu)件的厚度向上述階梯狀光柵部的高度增加的方向減少的方式傾斜，可以提高用于形成光接收的另一個波長的光的一級衍射光的衍射效率。
進而，當(dāng)入射的入射光中的一個入射光的波長為655nm，另一個入射光的波長為785nm的話，可以最適合于用作再生CD與DVD的拾取器。在這種情況下，當(dāng)在階梯狀光柵部上形成六個面的衍射面時，可以提高用通常的光學(xué)材料形成的階梯狀衍射光柵構(gòu)件中的波長785nm的光的一級衍射光的衍射效率。同時，在上述情況下，當(dāng)使衍射光柵構(gòu)件的衍射面的寬度尺寸相當(dāng)于入射光的波長的大小時，傾斜的角度為相對于包含入射光的光軸的法線的平面構(gòu)件傾斜1 °～2.5°。


圖1、是表示適合于本發(fā)明的衍射光柵構(gòu)件的光學(xué)拾取器的光學(xué)系統(tǒng)的概況的圖示。
圖2、是表示現(xiàn)有技術(shù)的衍射光柵構(gòu)件的圖示。
圖3、是表示在本發(fā)明的衍射構(gòu)件中，衍射效率相對于衍射面的傾斜量的變化的曲線。
圖4、是表示本發(fā)明的衍射光柵構(gòu)件的截面形狀的圖示。
圖5、是表示本發(fā)明的衍射光柵構(gòu)件的截面形狀的圖示。
具體實施例方式
下面基于

根據(jù)本發(fā)明的衍射光柵構(gòu)件的實施形式。
本實施例的衍射光柵構(gòu)件40，如圖1所示，用于光拾取器上，該光拾取器把不同波長的激光照射到CD介質(zhì)，DVD介質(zhì)上，將反射的光照射到光電二極管6上，將該光能變換成電能，獲得電信號。這里，本實施例的衍射光柵構(gòu)件40，是利用型材成形光學(xué)合成樹脂，大批量地成形制成的。
在本實施例中，入射到不同入射位置處的平行入射光，和上述現(xiàn)有技術(shù)例一樣，采用從一個激光二極管中出射的DVD再生用的波長655nm的光和CD再生用的波長785nm的光。這兩種波長的光與現(xiàn)有技術(shù)中的光拾取器一樣，經(jīng)由光束分束器4，聚焦透鏡5聚焦到光電二極管6上。
在本實施例中，在光束分束器4的后級配置本發(fā)明的衍射光柵構(gòu)件40，將DVD再生用的波長655nm的光的0級光和CD再生用的波長為785nm的光的一級衍射光聚焦到同一個部位處。
這種衍射光柵構(gòu)件40，如圖4及圖5所示，在衍射光柵構(gòu)件40的出射面?zhèn)刃纬晒鈻琶妫龉鈻琶媸峭ㄟ^重復(fù)形成六級的階梯狀光柵狀30而形成的，所述六級階梯狀光柵部則配備有沿光軸方向延伸的側(cè)面部31、以及從該側(cè)面部31上向垂直于該側(cè)面部31的方向伸出的衍射面32，相鄰的衍射面32之間的距離為Δ時，向通過的光賦予一定的光程差((n-1)Δ其中，n是衍射光柵構(gòu)件的折射率，設(shè)空氣的折射率為1)，并將該光程差設(shè)定為入射光1的波長655nm的整數(shù)倍。
同時，在本實施例中，在衍射光柵構(gòu)件40的出射面上并列地設(shè)置階梯狀光柵部30，所述光柵部配備有沿入射方向升高的面31，以及六級從該升高的面31伸出的寬度很窄的衍射面32。
此外，在本實施例中，衍射光柵構(gòu)件40的前述衍射面32可以按下述方式傾斜地形成，從如圖4所示向著上述階梯狀光柵部30的高度增加的方向，衍射光柵構(gòu)件40的階梯差的量dh增加(dh＞0)，到如圖5所示向著階梯狀光柵部30的高度增加的方向，衍射光柵構(gòu)件40的階梯差的量減少(dh＜0)。
進而，本發(fā)明的衍射光柵構(gòu)件40，入射的入射光中之一的入射光的波長為655nm，另一個入射光的波長為785nm，波長655nm的入射光的0級光與波長785nm的入射光的一級衍射光被出射到光接收元件上。
在這樣的條件下，使階梯差的量dh從+60nm變化到一360nm，計算655nm的0級光和785nm的一級衍射光的衍射效率。其結(jié)果示于圖3。
由圖3可以看出，為了使655nm的0級光和785nm的一級衍射光的衍射效率良好，應(yīng)當(dāng)令階梯差的量dh在0nm～-200nm的范圍內(nèi)。
即，當(dāng)階梯差dh為0nm時，655nm的0級光的衍射效率約為85％，為最大值，而785nm的一級衍射光的衍射效率約為75％，可以用于實際應(yīng)用。當(dāng)階梯差的量dh大于0nm時，655nm的0級光下降，且785nm的一級衍射光其衍射效率也低于75％，效率低，不能實際應(yīng)用。
此外，當(dāng)階梯差的量dh為-200nm時，655nm的0級光的衍射效率約為81％，而785nm的一級衍射光的衍射效率約為82％，接近最大值。當(dāng)階梯差的量dh小于-200nm(絕對值變大)時，655nm的0級光急劇降低，盡管785nm的一級衍射光的衍射效率在81％以上，但實際上仍然不能使用。
由于以上原因，本實施例的衍射光柵，當(dāng)使衍射面32的寬度尺寸接近入射的波長的尺寸，為5.67μm時，在上述條件下，兩個光的衍射面32相對于包括入射光線的光軸構(gòu)成的法線的平面傾斜1°～2.5°。這樣，對于兩個入射光都可以獲得高的衍射效率。
發(fā)明的效果根據(jù)上面所述的根據(jù)本發(fā)明的衍射光柵構(gòu)件，由于衍射光柵構(gòu)件的衍射面配備有并列地設(shè)置向通過相鄰的衍射面的光賦予一個入射光的波長的整數(shù)倍的光程差的階梯狀光柵部的光柵面，并且，衍射面相對于前述入射光的入射方向垂直的面傾斜地形成，從而，除了可以將一個波長的光的0級光與另一個波長的一級衍射光聚焦到同一個部位上之外，通過改變傾斜面的角度，可以使兩個入射光的衍射效率變化，從而可以使兩個波長的光的能量不產(chǎn)生大的差別，達到所需要的量。
此外，通過使衍射面按照衍射光柵構(gòu)件的厚度向上述階梯狀光柵部的高度增加的方向減少的方式傾斜，可以提高用于形成所接收的光的另一個波長的光的一級衍射光的衍射效率。
進而，如果令入射的入射光中的一個入射光的波長為655nm，另一個入射光的波長為785nm，可以使之最適合于用于再生CD和DVD的拾取器。在這種情況下，在階梯狀光柵上形成六個面的衍射面時，在利用通常使用的光學(xué)材料形成的階梯狀衍射光構(gòu)件中，可以使波長785nm的光的一級衍射光的衍射效率很高。同時，在上述情況下，當(dāng)使衍射光柵構(gòu)件的衍射面的寬度尺寸相當(dāng)于入射光的波長的大小時，衍射光柵構(gòu)件可相對于包含入射光的光軸的法線的平面傾斜1°～2.5°。
權(quán)利要求
1.一種衍射光柵構(gòu)件，把入射到不同的入射位置上的光軸相互平行的不同波長的兩個入射光出射到同一個部位處，在出射面上，并列設(shè)置設(shè)有階梯狀光柵部的光柵面，所述階梯狀光柵部配備有規(guī)定級數(shù)的具有沿入射方向升高的面以及從該升高的面上伸出的衍射面部的階梯部，同時，該階梯狀光柵部向通過前述相鄰的衍射面的光賦予一個入射光的波長的整數(shù)倍的光程差，其特征為，前述衍射面相對于與前述入射光的入射方向垂直的面傾斜。
2.如權(quán)利要求1所述的衍射光柵構(gòu)件，其特征為，前述衍射面按照向著上述階梯狀光柵部的高度增加的方向衍射光柵構(gòu)件的厚度減少的方式傾斜。
3.如權(quán)利要求1所述的衍射光柵構(gòu)件，其特征為，前述入射光中，其中的一個入射光的波長為655nm，另一個入射光的波長為785nm，波長655nm的入射光的0級光和波長785nm的入射光的一級衍射光被出射到光接收元件上。
4.如權(quán)利要求3所述的衍射光柵構(gòu)件，其特征為，在前述階梯狀光柵部上形成六個衍射面。
5.如權(quán)利要求3所述的衍射光柵構(gòu)件，其特征為，前述入射光中，其中的一個入射光的波長為655nm，另一個入射光的波長為785nm，波長655nm的入射光的0級光和波長785nm的入射光的的一級衍射光被出射到光接收元件上。
6.如權(quán)利要求5所述的衍射光柵構(gòu)件，其特征為，在前述階梯狀衍射部上，形成六個衍射面。
7.如權(quán)利要求1所述的衍射光柵構(gòu)件，其特征為，衍射面相對于包括入射光的光軸的法線的平面傾斜1 °～2.5°。
全文摘要
一種衍射光柵構(gòu)件，可以把一個波長的光的0級光和另一個波長的光的一級衍射光聚焦在光接收元件的同一個部位上，與此同時，可以提高用于光接收的前述另一個波長的光的一級衍射光的衍射效率，可以使兩個波長的能量不產(chǎn)生大的差異。在把入射到不同的入射位置的、光軸相互平行的波長不同的兩個入射光出射到同一個部位的衍射光柵構(gòu)件40中，在出射面上并列設(shè)置具有階梯狀光柵部30的光柵面，所述階梯狀光柵部30具有規(guī)定級數(shù)的沿入射方向升高的面31以及從該升高的面上伸出的寬度窄的衍射面32，前述衍射面賦予通過相鄰的衍射面的光以波長的整數(shù)倍的光程差，前述衍射面相對于垂直于前述入射光的入射方向的面傾斜。
文檔編號G11B7/135GK1402022SQ02127678
公開日2003年3月12日 申請日期2002年8月7日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月9日
發(fā)明者京谷升一 申請人:阿爾卑斯電氣株式會社