专利名称：光学元件、其成型用金属模及光拾波装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有二进闪光(blaze)栅的光学元件，这种光学元件适宜用作调整各种波长光的光轴的光轴调整元件，使得在双波长光源型光拾波装置中能以共同的光检测器受光各种波长的光。
另外，本发明涉及将相关的光学元件成型用的成型用金属模及这种成型用金属模形成的光学元件。本发明还涉及将相关的光学元件作为光轴调整元件进行组装的光拾波装置。
背景技术：
为了记录及/或再生DVD及CD的记录，已知作为光拾波装置具有波长650nm的DVD用激光光源和波长780nm的CD用激光光源的双波长型光拾波装置。近年来，为了谋求双波长光源的小型化及单元化，使用收容在单一插件内的半导体底板上装上两个激光二极管的单片型双激光光源等。
在双激光光源的场合，因并排配置的双方的激光二极管发光点间距相离100μm左右，所以如果一方激光二极管光轴与系统光轴一致，则另一方激光二极管的激光光轴就偏离系统光轴。这样，用共同的光检测器就不能受光双方激光二极管射出并在光记录媒体上各反射过来的光。因此，通过利用称为衍射光栅等光轴调整元件或光路合成元件等衍射光栅使返回光的一方衍射，从而用共同的光检测器能受光双方的返回光。
具有这种光轴调整元件或光路合成元件的双光源型光拾波装置在特开2001-143312公报、特开2001-256670公报等已揭示。
另外，光拾波装置上为了将生成物镜跟踪错误信号用射出激光分割成3束，利用衍射光栅。在上述公开公报中揭示了具有所涉目的的光学系统。
作为光拾波装置的光轴调整元件可考虑用二进闪光形状(二进制光学)的衍射光栅。该衍射光栅为将在其光入射面或光射出面上形成的闪光光栅面做成阶梯状的结构。
具有二进闪光栅的光学元件一般由玻璃等无机材料组成，其级数通常为2级、4级、8级等2a(a为正整数)。这里，所谓x级(x为正整数)意思为层差数为(x-1)的二级闪光结构，本说明书也沿用这一意思。设级数为偶数级，就要考虑制作该光学元件的二进闪光栅面时的作业效率。
也就是说，光栅成型面的层差形状一般由蚀刻形成，如下表所示，对于级数所需的蚀刻次数3级及4级要2次、5、6、7、8级要3次，2a级以外时，例如在3、5、6、7、9、10等时，与2a级相比蚀刻次数有增多的倾向，另外，还要形成型状复杂的保护膜等，因此，作业效率下降。
级数蚀刻次数21324253637383例如，用蚀刻法制作图6(b)所示5级二进闪光栅面时，在各道工序中，要形成将已备好的保护膜全面覆盖各层差面的状态。例如，在最后的蚀刻工序，如图6(a)所示覆盖已形成的层差面101、102、103的同时，在覆盖最低层差面104的一半区域的状态下，在玻璃底板100的表面上形成保护膜105形成的掩膜图案106。从上面开始进行离子蚀刻等干蚀，要蚀刻玻璃板表面露出部分直至虚线所示的深度。
在这基础上，通过蚀刻制作层差时，若1级的层差在1μm以上，则就花费加工时间、加工精度也低、光学特性的稳定性也劣化。因此，以往，二制闪光栅的层差高度一般小于1μm。
这里，双波长型光拾波装置中DVD用激光光源的波长为650nm，CD用激光光源的波长为780nm。若想制作二进闪光栅，使得上述激光中的一方不衍射而透过，只有另一方能衍射，则有时想将层差的级数设定的2a级以外的级数上。另外，光栅的层差变成1μm以上。
其中如上所述，在用蚀刻制作2a级以外的级数、层差高度在1μm以上的二制闪光栅时，因加工耗时成本升高，另外，加工性能及稳定性也下降。因此，不能高精度、简单并廉价地制作适于用作光拾波装置用光轴调整元件用的、以廉价具有光学特性稳定的二制闪光栅的光学元件，在这方面存在问题。
在这基础上，用蚀刻制作2a级以外级数的二制闪光栅面时，如上所述有增加蚀刻次数的倾向，另外，保护膜形成工序也变得复杂，工时增加，另外，精度及质量也下降。因而，以往的二进制闪光栅实际上有级数限于2a级，层差高度限于1μm不到的制约，存在着不能廉价制作具有2a级以外二进闪光栅的光学元件的问题。
所涉的问题点是在成型二制闪光栅用的成型用金属模的表面上实施干蚀等加工，制作二进闪光栅时也会同样产生的问题。
另外，作为光轴调整元件或3束生成衍射光栅所用的衍射用光学元件的设计，对于所用的激光波长作衍射效率最佳的设计。由此，设法抑制光量损失、提高光利用效率，若不能恰当地设计衍射光栅，则就会产生光拾波装置再生性能恶化等问题。
例如，在具有双激光光源的光拾波装置上所使用的光轴调整元件其衍射效率的变化就原样地反映在再生信号量上，影响再生性能。
本发明的课题在于鉴于以上的问题提出能在短时间内高精度级数为2a级以外的二进闪光栅的廉价光学元件的方案，另外，能在短时间内高精度制作上述廉价的光学元件。
另外，本发明的课题在于提出的方案为，能高精度能形2a级以外级数的二进闪光栅、能在短时间内高精度地制成的成型用金属模。
还有，本发明的课题在于提出的方案为，利用高精度形成级数为2a级以外的二进闪光栅的廉价光学元件的光拾波装置。
还有，本发明的课题在于提出的方案为，能确实得到目标衍射效率的衍射用光学元件。
另外，本发明的课题在于又提出的方案为，将能确实得到目标衍射效率的衍射用光学元件作为光轴调整元件用的光拾波装置。
发明内容
为了解决上述课题，本发明的特征为，在表面形成二进闪光栅的光学元件上，用切削加工等机械加工而形成前述二进闪光栅，其级数为2a级以外5级以上的数目，但其层差高度在1μm以上。
本发明的光学元件用机械加工制作2a以外级数的二进闪光栅。因而，与利用蚀刻的情形比，加工时间短，另外，加工精度不会降低，而且反复加工精度也高，故二进闪光栅的光学特性也稳定。再有，机械加工时，级数不管几级加工时间不会大幅度增加，另外加工精度也稳定，故能廉价制作成品率高质量稳定的二进闪光栅。
这里，机械加工的加工精度用最高精度的机械为数十nm，其不依存于层差高度。因此，在1μm以下的层差高度时，该精度产生的误差所占比例大，层差高度越低蚀刻比机械加工有利。而层差高度1μm以上，因机械加工误差所占比例小，故机械加工极为有利。所以，利用本发明，能制作加工精度稳定的二进闪光栅。
还有，本发明中二进闪光栅级数为2a以外5以上的数目，所以，与径多道二序制作的以往的二进闪光栅比，机械加工优点明显。
另外，前述二进闪光栅的层差级数设x为正整数，则能取5x级或6x级。例如能取5、6级(x＝1)或10、12级(x＝2)。即使在这种多级的场合，采用机械加工时，与蚀刻时相比，有加工时间短，加工精度高的优点。
此后，本发明的光学元件能作为具有在波长λ1及λ2的光中，用于只将一方的光衍射的二进闪光栅的衍射光栅面使用。该光学元件为前述二进闪光栅用机械加工而形成的。另外，其层差高度1μm以上。再有，在衍射波长λ1的光时，设衍射光栅的折射率为n，其层差高度为(λ2+λ)/(n-1)，其中λ＝0～10nm，其级数，若取x为正整数则为5x。在波长λ2的光衍射时，其层差高度为(λ1+λ)/(n-1)，其中λ＝0～10nm，其级数为6x。
特别在具有产生波长λ1的光的DVD用光源、产生波长λ2的光的CD用光源、受光从这些光源射出在光记录媒体上反射返回光的光检测器、及为了使光检测器受光双方的返回光用于调整一方返回光的光轴的光轴调整元件的光拾波装置上，能将上述构成的衍射光栅用作前述光轴调整元件。
这时，通常DVD用光源波长λ1为650nm，CD用光源波长λ2为780nm，故CD用光的波长为DVD用光的波长的1.2倍。因此，与CD用的光的5个波长上相当的二进闪光栅层差高度相当于DVD用光的6个波长。因此，将对于CD用光的二进闪光栅的闪光区高度设为相当于5个波长或其整数倍时，若形成6级(层差数为5层)或其整数倍的二进闪光栅，则该二进闪光栅1层的高度尺寸相当于DVD用光的1个波长的尺寸。
其结果，DVD用的光一射入该二进制闪光栅形成的光轴调整元件上，该DVD用光不会产生因层差引起的相位差，实质上不受衍射作用而透过。换言之，以最大的效率产生0次衍射光。相反，CD用光一射入，就以最大效率产生1次衍射光。
一般，作为DVD用光源使用650nm波长的激光二极管比780nm波长激光二极管耐久性差，故驱动电功率被压低，输出激光光量总是不足。
其中，事先DVD用光源的光和光拾波装置的系统光轴一致，通过使该DVD用光源与光轴调整元件那样，能将DVD用源射出的光的损失抑制在最小值。另外，对于CD用光能以光的利用效率高的状态衍射导向光检测器。
另外，在将对DVD用的光的二进闪光栅的闪光区高度取相当于6个波长或其整数的尺寸时，若形成5级或其整数倍的二进闪光栅，该二进闪光栅1层的高度相当于CD用光1个波长的尺寸。这时，CD用光一射入该二进闪光栅形成的光轴调整元件，该CD用光因不产生层差引起的相位差，故不受衍射作用而透过，换言之，以最大效率产生0次衍射光。相反，DVD用光一射入，就以最大效率产生1次衍射光。
此后，本发明有关用于将表面具有二进闪光栅的光学元件成型的成型用金属模，本发明的特征为成型用金属模具有将前述二制闪光栅成型用的光栅成型面，用机械加工形成所述光栅成型面，其级数为2a以外5级以上的数，其层差高度在1μm以上。
这里，前述光栅成型面的级数设x为正整数，则能取5x、6x级。例如能取5、6级或10、12级。
还有，前述光栅成型面能由切削加工形成。
另一方面，本发明的特征为，在形成具有二进制闪光栅的衍射光栅用的成型用金属模上，该二进制闪光栅用于使波入λ1及波长λ2的光中，只有一方的光衍射，具有形成前述二进闪光栅的光栅成型面，用机械加工形成所述光栅成型面，其层差高度为1μm以上，在衍射波长λ1的光时，层差高度若设光栅的折射率为n，则为(λ2+λ)/(n-1)，其中λ＝0～10nm，其级数若x为正整数，则为5x级。在波长λ2的光衍射时，层差高度为(λ1+λ)/(n-1)，其中λ＝0～10nm，其级数为6x。
这里，前述光栅成型面的层差级数能取5、6级或10、12级。另外，能用切削加工形成前述光栅成型面。
接着，本发明为有关能作为光拾波装置中光轴调整元件等使用的光学元件，其特征为，该光学元件利用上述构成的成型用金属模形成。作为利用本发明的成型用金属模形成的成型品的光学元件，因为高精度地形成层差高度1μm以上、级数2a级以外的二进闪光栅，故其光学特性误差性能稳定。
另外，本发明的特征为，在用于将规定波长的激光衍射的光学元件上，对于比射出前述激光的激光光源在常温下的振荡波长长2nm～8nm波长的激光作衍射效率最佳的设计。
即，通常衍射用光学元件的衍射效率设计成对于激光光源常温下的振荡波长为最佳。其中据本发明者等所见，光拾波装置动作状态中激光光源，例如激光二极管的温度比常温(室温25℃)高10～30度。其结果，激光光源的振荡波长比设计波长向长波长一侧偏移，可以确认大多得不到目标的衍射效率。特别在具有双激光光源的光拾波装置上作为光轴调整元件使用衍射光栅时，因为如上所述衍射效率的变化原样地反映在再生信号量上，对再生性能带来坏影响，是个问题。
本发明的光学元件，预先考虑到实际使用温度状态下激光光源振荡波长的变动量，对于比常温下的振荡波长长2nm～8nm波长的激光进行衍射效率的最佳设计。因此，利用本发明的衍射用光学元件，就能以希望的衍射效率衍射激光。
另外，即便激光光源劣化时，振荡波长偏向长波长一侧，但采用本发明，随着激光光源振荡波长劣化即使偏向长波长一侧，衍射效率的最佳设计因能在比常温时的振荡波长长的波长侧进行，故与以往衍射用光学元件相比，能抑制激光光源的劣化对衍射效率劣化的影响。
这里，在进行CD、DVD等再生、记录用的光拾波装置上，使用不同波长的激光。作为适于这种光拾波装置用的衍射用光学元件，可以列举前述衍射效率设计成最佳的，使得在波长不同的第1及第2激光中，对一方波长的激光的0次光衍射效率及对另一方波长的激光的1次光衍射效率分别为最大的光学元件。
例如，可使用设前述第1激光的波长为650nm、前述第2激光的波长为780nm衍射用光学元件。
另外，作为光栅形状可用采用二进闪光栅的衍射用光学元件。
这时，若设前述第1激光波长为λ1、该衍射用光学元件的折射率为n、λ为2～8nm范围内的值，设前述二进闪光栅的层差高度为(λ1+λ)/(n-1)，则能使第1激光的0次光衍射率、即不衍射透过的光成分为最大。
反之，若设前述第2激光波长为λ2、该衍射用光学元件的折射率为n、λ取2～8nm范围内的值，若前述二进闪光栅的层差高度为(λ2+λ)/(n-1)，则能使第2激光的0次光衍射效率为最大。
以下，本发明的特征为，在具有产生波长λ1激光的DVD用激光光源、产生波长λ2激光的CD用激光光源、受光这些激光光源射出、在光记录媒体上反射返回用的光检测器、和调整一方返回光的光轴使得各返回光能在前述光检测器上受光用的光轴调整元件的光拾波装置上，作为前述光轴调整元件如上所述利用具有层差高度已设定的二进闪光栅的衍射用光学元件。
采用本发明，能使在实际使用状态下各波长激光的衍射效率最佳。因而，能抑制再生信号量下降、确实避免再生性能恶化。另外，即使在激光光源劣化振荡波长偏向长波长一侧，因衍射效率的最佳设计仍能在比常温时的振荡波长长的波长一侧进行，故比以往的衍射用光学元件，能抑制激光光源的劣化对衍射效率劣化的影响。
图1为表示适用本发明的双波长光源型光拾波装置光学系统的概略构成图。
图2(a)为表示图1的光轴调整元件的断面图、(b)为表示其二进闪光栅层差高度及闪光区高度的说明图。
图3(a)为表示图1的光轴调整元件另一例的断面图、(b)为表示其二进制闪光栅层差高度及闪光区高度的说明图。
图4为表示图3的光轴调整元件作用效果用的图。
图5为表示图1光轴调整元件的又一其它例的说明图。
图6为表示用蚀刻制作5级二进闪光栅时掩膜图案的说明图。
具体实施形态以下，参照附图，说明具有适用本发明的光学元件的双波长光源型光拾波装置一示例。
(光拾波装置的光学系统)图1为表示本例的光拾波装置光学系统的概略构成图。本例的光拾波装置1的光学系统具有双波长光源2、将从其射出的激光反射导入视准透镜3的半透半反射镜4、通过视准透镜3使变成平行光后的激光会聚在光记录媒体5上用的双焦点物镜6。另外，还具有通过物镜6、视准透镜3及半透半反射镜4受光光记录媒体5反射的激光返回光的光检测器7。在双波长光源2和半透半反射镜4之间配置衍射光栅8，双波长光源2来的光被衍射成3束向光记录媒体5，光检测器7根据光记录媒体5反射的各光束返回光的受光量检测错误信号。
本例的光拾波装置1作为光记录媒体5进行DVD及CD的记录及/或再生用的装置，双波长光源2的构成，例如将射出DVD用波长650nm激光的激光二极管、和射出CD用波长780nm激光的激光二极管装入单元内共同的半导体底板上。另外，DVD用激光二极管射出的DVD用激光的光轴和系统光轴一致，CD用激光光轴对系统光轴稍有偏离。
调整该光轴的偏离，使得能用共同的光检测器7受光各激光的返回光，在半透半反射镜4和光检测器7之间，配置具有二进闪光栅的光轴调整元件10。本例的光轴调节税元件其形成的二进闪光栅，对650nm波长的激光以最大效率产生0次衍射光(即不衍射直线行进的光成分为最大)、对于780nm波长的激光以最大效率产生1次衍射光，通过恰当地设定该1次衍射光的衍射方向，从而调整CD用激光光轴的偏离，能将该激光的返回光导至光检测器7的受光面。
(光轴调整用元件)图2(a)表示有本例的光轴调整元件10的断面形状。参照该图说明之，本例的光轴调整元件10的光射入面上形成二进闪光栅11，光射出面为与光轴正交的平坦的面，二进闪光栅11为在光射入面上向同一方向倾斜的相同层数的台阶状的光栅周期地排列的构造，本例中6级(5层)的阶梯状光栅分多个周期形成(在图中为了便于理解只示出3个周期)。另外，层差高度h，若取该元件的折射率为n，则为650/(n-1)nm，1μm以上。
说明本例的光轴调整元件10的衍射作用。因DVD用激光的波长λ1为650nm，CD用激光的波长λ2为780nm，所以CD用激光波长为DVD用激光波长的1.2倍。因此，如图2(b)所示相当于CD用激光5个波长的二进闪光栅11的闪光区高度H(＝5λ2/(n-1)＝5×780/(n-1))相当于DVD用激光的6个波长。
因而，在将对于CD用激光的二进闪光栅11一个周期的层差高度(闪光区高度)H作为相当于5个波长或其整数倍的尺寸时，若形成6级(层差数为5层)或其整数倍的二进闪光栅，则该二进闪光栅11的1层的层差高度相当于DVD用激光的1个波长的尺寸。
本例中，如上所述1层的层差高度h为650/(n-1)，1个周期的层差高度H为5×780/(n-1)。因此，如图2(a)所示DVD用激光L1的返回光一射入二进闪光栅11形成的光轴调整元件10，该DVD用激光L1不会产生因层差引起的相位差实质上不受折射作用影响透过后直线行进。换言之，以最大效率产生0次衍射L1(0)。相反，一射入CD用激光L2，就以最大效率产生1次衍射光L2(1)。
在本例，因适当地设定好1次衍射光L2(1)的衍射方向，所以，能调整成使双波长光源2射出的CD用激光光轴和系统光轴一致。另外，该光轴调整元件10上设定成以最大效率产生DVD用激光的0次衍射L1(0)及CD用激光的1次衍射光L2(1)，能提高各种波长激光的使用效率。
这里，本例的光轴调整元件10能为用成型用金属模成型的塑料等组成的成型品。另外，也能通过玻璃或塑料等光学材料表面直接作机械加工而形成。
设为成型品时，用机械加工进行成型用金属模上二进闪光栅成型用的光栅成型面的加工。作为机械加工如采用切削加工，希望面光洁度高。还有，光栅成型面可以为与上述光轴调整元件10的二进闪光栅11对应级数的层差面。
同样，在通过对光学材料表面实施机械加工形成二进闪光栅时，若使用切削加工，则也希望面光洁度高。
本例的光轴调整元件10，1层的层差高度h为大于1μm的尺寸，通过切削加工等机械加工在其成型用金属模的光栅用成型面上加工层差，或通过在光学材料表面切削加工等机械加工加工出层差。因此，不同于以前用蚀刻加工出层差，能以较短的加工时间，而且高精度地形成二进闪光栅用的光栅成型面。因此，能廉价生产具有二进闪光栅11的光轴调整元件10。另外，能获得光学特性误差小、性能稳定的光轴调整元件10。
还有，本例的二进闪光栅为6级，但制作其整数倍级数的二进闪光栅也能得到同样的作用效果，制作6级或12级的二进闪光栅是常用的。
(其它的实施形态)
上述的例子中，设二进闪光栅为6级，但若设级数为5级、或10级，也能将其层差高度取780/(n-1)。这时，CD用激光L2因不产生层差引起的相位差，所以实质上不受衍射作用的影响透过后直线行进，能以DVD用光的1次衍射效率为最大，制作CD用激光的0次衍射效率为最大的光轴调整元件。
另外，本发明对于具有不同于上述实施例的2a级以外级数的二进闪光栅的光学元件也能适用，特别在本发明的构成用于层数多的(级数高的)二进闪光栅时，用本发明能在较短加工时间内，高加工精度制作二进闪光栅，效果显著。
(光轴调整用元件的最佳设计)在根据常温(室温25℃)下的振荡波长进行光轴调整元件衍射效率的最佳设计时，如前所述，1层的层差高度h取650/(n-1)、1个周期的层差高度H取5×(780+λ)/(n-1)。
这样，DVD用激光L1的返回光一射入本例的光轴调整元件20，因为该DVD用激光L1不产生层差引起的相位差，故以最大的效率产生0次衍射光L1(0)，以最大的效率产生CD用激光L2的1次衍射光L2(1)。
图4上表示本例的光轴调整元件20作用效果图。如该图所示本例如以实线的特性曲线A所示将动作时的波长(650+λ)作为中心波长，设计成对于该中心波长能得到最大的衍射效率。该中心波长对应激光光源2的动作温度为此常温(25℃)下振荡波长即650nm为中心，设定成对该中心波长能得到最大的效率。由此，因在实际动作时，激光光源的振荡波长向长波长一侧偏移，故对于实际动作时的振荡波长，衍射效率会稍些偏离最佳状态。
另外，如本例的光轴调整元件20在此激光光源2的常温下振荡波长长的波长一侧，进行衍射效率最佳设计时，对于随着激光光源2的劣化向振荡波长的长波长侧的偏移也有效。在该实施例中，与前述设计相比因衍射效率设定成在长波长一侧能得到最大效率，故激光光源2劣化后其振荡波长偏向长波长一侧时，与前述最佳设计的衍射效率下降相比，本例的场合能抑制衍射效率下降。换言之，也有能抑制因激光光源劣化引起的衍射效率降低的优点。
还有，具有本例的二进闪光栅的光轴调整元件20能通过蚀刻、机械切削制作。另外，也能作为成型品制作，这时也可用蚀刻或机械切削制作其成型用金属模的成型面。
另外，在本例中，设法使650nm波长激光直线行进，780nm波长激光衍射，反之，也可制作光轴调整元件使650nm波长激光衍射、780nm波长激光直线行进。
这时，例如图5所示可取二进闪光栅的层差高度h为(780+λ)/(n-1)、闪光区高度H为6×(650+λ)/(n-1)的5级(层差数4)(其中λ为2nm-8nm)。
还有，若不考虑前述温度，在衍射波长λ1的光时，层差高度，若取前述衍射光栅的折射率为n，则为(λ2+λ)/(n-1)，其中λ＝0-10nm，其级数，若取x为正整数，则取5x级。在波长λ2的光衍射时，层差高度为(λ1+λ)/(n-1)，其中λ＝0-10nm，其级数取6x级。
(其它的实施形态)上述例子为进行双波长光源型光拾波装置中不同波长激光光轴调整用光学调整元件的例子。但本发明对于具有用于上述以外用途的二进闪光栅的衍射用光学元件也能同样适用。
另外，对于二进闪光栅以外的衍射光栅也同样适用，例如在上述的光拾波装置上，对于形成3束用的衍射光栅8也能适用本发明的衍射用光学元件。
如上所述，在本发明中，设法通过切削加工等机械加工制作层差高度1μm以上、级数为2a以外5以上的二进闪光栅。因此，与以往靠蚀刻形成二进闪光栅不同，能不增加加工时间、不降低加工精度，形成二进闪光栅。同样，也能在短时间内高精度地形成成型用金属模内二进闪光栅成型用光栅成型面。还有，无论层数是几层，都能保持同一加工精度，因反复的加工精度高，故能廉价地在质量稳定，成品率高的状态下制作二进闪光栅、及其成型用金属模。
特别是在5、6级、10、12级等层数多的场合，也能以较短加工时间、高加工精度制作二进闪光栅、及其成型用金属模。
然后，在将本发明的光学元件作为双波长光源型光拾波装置的光轴调整元件使用时，能高精度、廉价获得对于DVD用的光及CD用的光中一方能得到最大的0次衍射效率、对于DVD用的光及CD用的光的另一方能得到最大的1次衍射效率的元件。
另外，在利用所涉的光轴调整元件的光拾波装置上，因各种波长的光利用效率高、而且光轴调整元件性能稳定，故光轴调整精度高、简单，对于光拾波装置性能稳定及其降低价格有利。
另外，本发明的光学元件，其特征为对于比射出激光的激光光源常温下的振荡波长长2nm-8nm波长的激光作衍射效率的最佳设计。即，预先设想实际使用温度状态下激光光源振荡波长的变动量，对比常温的振荡波长长2nm-8nm的波长的激光作衍射效率的最佳设计。因此，若利用本发明的衍射用光学元件能以希望的衍射效率衍射激光。
另外，在激光光源劣化时，振荡波长偏向长波长侧，采用本发明，即使在激光光源振荡波长随着劣化偏向表波长一侧，因衍射效率的最佳设计在比常温时振荡波长长的波长一侧进行，故比以往的衍射用光学元件，能抑制激光光源的劣化对衍射效率劣化的影响。
接着，在本发明的光拾波装置上，对于激光光源振荡波长为比常温时长2nm-8nm的波长一侧时，将调整DVD用激光光源及CD用激光光源射出的、光记录媒体反射后的返回的光轴用光轴调整元件的衍射效率设计成最佳。因此，采用本发明，因为能使光拾波装置动作时光轴调整元件的衍射效率为最佳，所以能确实防止再生信号重下降引起的再生性能恶化。
权利要求
1.一种光学元件，在表面形成二进闪光栅，其特征在于，用机械加工形成所述二进闪光栅，其级数在5级以上，其层差高为1μm以上。
2.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述二进闪光栅的级数，若取x为正整数则为5x以上。
3.如权利要求2所述的光学元件，其特征在于，所述二进闪光栅的级数为5或10。
4.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，所述二进闪光栅的级数，若取x为正整数则为6x以上。
5.如权利要求4所述的光学元件，其特征在于，所述二进闪光栅的级数为6或12。
6.如权利要求1所述的光学元件，其特征在于，用切削加工形成所述二进闪光栅。
7.一种衍射光栅，包括二进闪光栅，所述二进闪光栅用于在波长λ1及波长λ2的光中只衍射波长λ1的光，其特征在于，用机械加工形成所述二进闪光栅，所述二进闪光栅的层差高度，若在1μm以上同时设衍射光栅的折射率为n，则为(λ2+λ)/(n-1)，其中λ＝0-10nm，该二进闪光栅的级数，若取x为正整数则为5x。
8.如权利要求7所述衍射光栅，其特征在于，设定所述λ为2-8nm。
9.如权利要求7所述衍射光栅，其特征在于，所述二进闪光栅的级数为5或10。
10.一种衍射光栅，包括二进闪光栅，所述二进闪光栅用于在波长λ1及波长λ2的光中只衍射波长λ2的光，其特征在于，用机械加工形成所述二进闪光栅，该二进闪光栅的层差高度，若在1μm以上同时设衍射光栅的折射率为n，则为(λ1+λ)/(n-1)，其中λ＝0-10nm，该二进闪光栅的级数若x为正整数，则为6x。
11.如权利要求10所述的衍射光栅，其特征在于，设定所述λ为2-8nm。
12.如权利要求10所述的衍射光栅，其特征在于，所述二进闪光栅的级数为6或12。
13.一种成型用金属模，用于成型在表面具有二进闪光栅的光学元件，其特征在于，具有成型所述二进闪光栅用的光栅成型面，用机械加工形成这种光栅成型面，其层差数为与5级以上的二进闪光栅对应的数，其层差高度为1μm以上。
14.如权利要求13所述成型用金属模，其特征在于，所述光栅成型面的层差数，若取x为正整数则为与5x级的二进闪光栅对应的数。
15.如权利要求14所述成型用金属模，其特征在于，所述光栅成型面的层差数为与5级或10级二进闪光栅对应的数。
16.如权利要求13所述成型用金属模，其特征在于，所述光栅成型的层差数，若取x为正整数则为与6x的二进闪光栅对应的数。
17.如权利要求16所述成型用金属模，其特征在于，所述光栅成型面的层差数为与6级或12级二进闪光栅对应的数。
18.如权利要求13所述成型用金属模，其特征在于，用切削加工形成所述光栅成型面。
19.一种成型用金属模，包括二进闪光栅，所述二进闪光栅用于在波长λ1及波长λ2的光中只衍射波长λ1的光，其特征在于，具有成型所述二进闪光栅用的光栅成型面、用机械加工形成所述光栅成型面，所述光栅成型面的层差高度，若在1μm以上同时设衍射光栅的折射率为n，则为(λ2+λ)/(n-1)，其中λ＝0-10nm，所述光栅成型面的层差数，若取x为正整数则为与5x级的二进闪光栅对应的数。
20.如权利要求19所述成型用金属模，其特征在于，设定所述λ为2-8nm。
21.如权利要求19所述成型用金属模，其特征在于，所述光栅成型面的层差数为与5级或10级二进闪光栅对应擞。
22.一种成型用金属模，包括二进闪光栅，所述二进闪光栅用于在波长λ1及波长λ2的光中只衍射波长λ2的光，其特征在于，具有成型所述二进闪光栅用的光栅成型面，用机械加工形成所述光栅成型面，所述光栅成型面的层差高度，若在1μm以上同时设衍射光栅的折射率为n，则为(λ1+λ)/(n-1)，其中λ＝0-10nm，所述光栅成型面的层数，若取x为正整数则为与6x级二进闪光栅对应的数。
23.如权利要求22所述成型用金属模，其特征在于，设定所述λ为2-8nm。
24.如权利要求22所述成型用金属模，其特征在于，所述光栅成型面的层差数为与6级或12级二进闪光栅对应的数。
25.一种光学元件，在表面具有二进闪光栅，其特征在于，具有成型所述二进闪光栅用的光栅成型面，用机械加工形成所述光栅成型面，其层差数为与5级以上的二进闪光栅对应的数，其层差高度用1μm以上的成型用金属模形成。
26.一种衍射光栅，包括二进闪光栅，所述二进闪光栅用于在波长λ1及波长λ2的光中只衍射波长λ1的光，其特征在于，具有成型所述二进闪光栅用的光栅成型面，用机械加工形成所述光栅成型面，所述光栅成型面的层差高度，若在1μm以上同时设衍射光栅的折射率为n，则为(λ2+λ)/(n-1)，其中λ＝0-10nm，所述光栅成型面的层差数，若取x为正整数，则利用与5x级二进闪光栅对应的数的成型用金属模形成。
27.一种衍射光栅，包括二进闪光栅，所述二进闪光栅用于在波长λ1及波长λ2的光中只衍射波长λ2的光，其特征在于，具有成型所述二进闪光栅用的光栅成型面，用机械加工形成所述光栅成型面，所述光栅成型面的层差高度，若在1μm以上同时设衍射光栅的折射率为n，则为(λ1+λ)/(n-1)，其中λ＝0-10nm，所述光栅成型面的层差数，若取x为正整数，则利用与6x级二进闪光栅对应的数的成型用金属模形成。
28.一种光拾波装置，包括产生波长λ1光的DVD用光源、产生波长λ2光的CD用光源、受光从这些光源射出并在光记录媒体上反射后各返回光用的光检测器、以及调整一方返回光的光轴、使所述光检测器能受光各返回光用的光轴调整元件，其特征在于，所述光轴调整元件为具有用于所述波长λ1及波长λ2的光中，只衍射波长λ1光的二进闪光栅的衍射光栅，用机械加工形成所述二进闪光栅，所述二进闪光栅的层差高度，若在1μm以上同时设衍射光栅的折射率为n，则为(λ2+λ)/(n-1)，其中λ＝0-10nm，该二进闪光栅的级数，若取x为正整数则为5x的衍射光栅。
29.一种光拾波装置，包括产生波长λ1光的DVD用光源、产生波长λ2光的CD用光源、受光从这些光源射出并在光记录媒体上反射后各返回光用的光检测器、以及调整一方返回光的光轴、使所述光检测器能受光各返回光用的光轴调整元件，其特征在于，所述光轴调整元件为具有用于所述波长λ1及波长λ2的光中，只衍射波长λ2的光的二进闪光栅的衍射光栅，用机械加工形成所述二进闪光栅，所述二进闪光栅的层差高度，若在1μm以上同时设衍射光栅的折射率为n，则为(λ1+λ)/(n-1)，其中λ＝0-10nm，该二进闪光栅的级数，若取x为正整数则为6x的衍射光栅。
30.一种光学元件，用于衍射规定波长激光，其特征在于，对比射出所述激光的激光光源常温下的振荡波长长2nm-8nm的激光，作衍射效率最适设计。
31.如权利要求30所述光学元件，其特征在于，作所述衍射效率最佳设计，使不同波长的第1及第2激光中，对一方波长激光的0次光衍射效率及对另一方波长激光的1次光衍射效率分别为最大。
32.如权利要求31所述光学元件，其特征在于，所述第1激光的波长为650nm，所述第2激光的波长为780nm。
33.如权利要求30所述光学元件，其特征在于，光栅面为二进闪光栅。
34.如权利要求33所述光学元件，其特征在于，设所述第1激光的波长为λ1、所述衍射用光学元件的折射率为n、λ为在2-8nm范围内的值，则所述二进闪光栅的层差高度为(λ1+λ)/(n-1)。
35.如权利要求33所述光学元件，其特征在于，设所述第2激光的波长为λ2，所述衍射用光学元件的折射率为n、λ为在2-8nm范围内的值，则所述二进闪光栅的层差高度为(λ2+λ)/(n-1)。
36.一种光拾波装置，包括产生波长λ1光的DVD用光源、产生波长λ2光的CD用光源、受光从这些光源射出并在光记录媒体上反射后各返回光用的光检测器、以及调整一方返回光的光轴、使所述光检测器能受光各返回光用的光轴调整元件，其特征在于，所述光轴调整元件为设该衍射用光学元件的折射率为n、λ为在2-8nm范围内的值，则所述二进闪光栅的层差高度为(λ1+λ)/(n-1)的光学元件。
37.一种光拾波装置，包括产生波长λ1光的DVD用光源、产生波长λ2光的CD用光源、受光从这些光源射出并在光记录媒体上反射后各返回光用的光检测器、以及调整一方返回光的光轴、使所述光检测器能受光各返回光用的光轴调整元件，其特征在于，所述光轴调整元件为设该衍射用光学元件的折射率为n、λ为在2-8nm范围内的值，则所述二进闪光栅的层差高度为(λ2+λ)/(n-1)的光学元件。
全文摘要
本发明揭示一种光学元件、其成型用金属模及光拾波装置，具有调整双波长光源型光拾波装置中各种波长光的光轴用二进闪光栅的光轴调整元件的方案。光轴调整元件10具有二进闪光栅11、其层差高h为650/(n－1)(1μm以上)，闪光区高度H为5×780/(n－1)。对于650nm波长的DVD用激光L1以最大效率产生0次衍射光L1(0)，对于780nm波长的CD用激光L2以最大效率产生1次衍射光L2(1)。因能靠切削加工形成二进闪光栅，故与蚀刻不同，能在较短加工时间内高精度形成二进闪光栅。因而，能廉价生产光轴调整元件、又能确实可靠地调整光轴。
文档编号G11B7/135GK1450538SQ0311039
公开日2003年10月22日 申请日期2003年4月9日 优先权日2002年4月9日
发明者林賢一 申请人:株式会社三协精机制作所