全息耦合元件和其制造方法，以及全息激光单元和光学拾取装置 【技术领域】
本发明涉及全息耦合元件及其制造方法，以及全息激光单元和光学拾取装置，当读取诸如CD(Compact Disk，光盘)和DVD(Digital VersatileDisk，数字化通用光盘)的信息和将信息记录到光学记录介质上时，优选使用上述方法和装置。
背景技术
光学拾取装置用于从光盘状的记录介质(此后，简称为光学记录介质)上读取信息和将信息记录到盘状的记录介质上。从前，已经使用了仅通过光来读取其信息和将信息写到其上的称作CD家族的光学记录介质，因此，在从光学记录介质上读取信息和将信息写到光学记录介质时，使用能够发射振荡波长为780nm的红外波长激光束的半导体激光装置。
近年来，称作DVD家族的光学记录介质被大量使用，可通过光和磁来读写这种介质中的信息，这种介质允许记录比CD家族记录更多的信息，在从该光学记录介质上读取信息和将信息写到该光学记录介质上时，需要使用能够发射振荡波长为630nm至690nm的红外波长激光束的半导体激光装置。因此，需要能够同时对CD家族和DVD家族的光学记录介质进行读写信息的光学拾取装置，这种光学拾取装置正在得到发展。
在第一相关技术即日本未审专利公开出版物JP-A 9-73017(1997)中，提供了一种光学拾取装置，其设置有能够发射具有不同振荡波长的激光束的两个光源以及一个全息装置，所述全息装置能够提高激光束的使用效率，并能够通过使用具有短波长的激光束来很好地重放具有相对较高记录密度的待重放光学记录介质，诸如DVD，及通过使用具有长波长的激光束来很好地重放具有相对较底记录密度的待重放光学记录介质，诸如CD。
在第二相关技术即日本未审专利公开出版物JP-A 9-120568(1997)中，公开了一种激光模块，其中它们的振荡波长彼此不同的两个半导体激光二极管，和用于分别将两个半导体激光二极管发射地激光束聚集在光学记录介质的信息记录面上的光学元件一体形成为单个主体，从而能够再现来自多个标准光学记录介质的信息和将信息记录到多个标准光学记录介质之上。
在第三相关技术即日本未审专利公开出版物JP-A 2000-76689中，用于发射振荡波长为650nm的激光束的第一半导体激光装置，和用于发射振荡波长为780nm的激光束的第二半导体激光装置，以及一光接收装置被安装在单个封装中。第一透光基板安装在封装之上，在第一透光基板上形成有用于仅衍射第一半导体激光装置发出的激光束的全息装置和三束衍射光栅。另外，在第一透光基板上还安装有第二透光基板，以及用于仅衍射第一半导体激光装置发出的激光束的全息装置形成在第二透光基板上。通过第二透光基板上的全息装置将当从第一半导体激光装置发射出的激光束被光学记录介质反射时获得的光衍射并导向光接收装置，通过第一透光基板上的全息装置将当从第二半导体激光装置发射出的激光束被光记录介质反射时获得的光衍射并导向光接收装置。
在第四相关技术即日本未审专利公开出版物JP-A 2002-72143中，光学拾取装置设置有：第一全息图，其具有设置在其表面上的第一全息衍射光栅；第二全息图，其具有设置在其表面上并安装在第一全息图上以覆盖第一全息衍射光栅的第二全息衍射光栅。在第二全息图侧面的第一全息图的表面面积大于在第一全息图侧面的第二全息图的表面面积。
首先，在与第一全息图侧面的第二全息图的每个顶点对应的第一全息图表面上的位置，当将第二全息图安装在第一全息图上时，在紫外固化树脂(缩写为UV树脂)滴下后设置第二全息图，在光学调整后通过照射UV树脂来临时固定第二全息图。其次，用UV树脂涂覆不接触第一全息图表面的第二全息图的部分和第二全息图侧表面的下部，使用紫外射线照射UV树脂，从而将第二全息图固定到第一全息图上。
在第五相关技术即日本未审专利公开出版物JP-A 2002-279683中，第一全息基板和第二全息基板设置在单体中。第一和第二全息基板具有焦点检测全息部分和轨迹检测带全息部分。在第二全息基板被安装到第一全息基板上之后，执行光轴调整和偏移调整，通过粘合剂粘合并紧固第一全息基板和第二全息基板变成一体。此时，将粘合剂涂覆到由光源发射出的激光束不透过它的第一和第二全息基板和第二全息基板侧面的部分，由此，第一全息基板和第二全息基板被粘合为一体。
在前述第四和第五相关技术中，在一体地形成两个全息基板时，没有将粘合剂涂覆到由光源发射的激光束透过它的全息基板表面，而是将粘合剂涂覆到由光源发射的激光束不透过它的全息基板侧面等，以便粘合并紧固这两个全息基板，结果在这两个全息基板之间留下一个间隙。上述留下的间隙的状态被认为是将空气层置于这两个全息基板之间的状态。在留有空气层的状态下，当从光源发射的激光束进入空气层时，入射的激光束的折射率改变。另外，空气层中存在的漂浮物使激光束散射。
在上述空气层置于两个全息基板的情况下，存在着以下问题，光的折射和散射自然降低了将聚集到光学记录介质上的激光束的光量，并引起光量损失，从而降低了可靠性。
而且，在上述第三至第五相关技术中，两个半导体激光装置彼此相邻放置在这样的位置，即从各个半导体激光装置发射的激光束的光轴变得非常一致，从而由两个半导体激光装置发射的具有不同振荡波长的激光束分别输入第一和第二全息装置，因此，存在的问题是，由各个半导体激光装置发射出的激光束通过第一和第二全息装置衍射导致产生不必要的光，从而减弱了将要聚集到光学记录介质上的激光束的量，因此，降低了光的利用率。
为了解决上述问题，需要使形成在三束衍射光栅上的衍射光栅槽和第二全息装置的厚度方向的尺寸满足仅衍射由第二半导体激光装置发射出的激光束，使形成在第一全息装置上的衍射光栅槽的厚度方向的尺寸满足仅衍射由第一半导体激光装置发射出的激光束。然而，由于第一和第二全息装置的衍射光栅的节距(pitch)比三束衍射光栅的节距小，所以很难向第一和第二全息装置提供其厚度允许仅衍射由两个半导体激光装置发射的激光束的衍射光栅槽。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种全息耦合元件以及用于制造全息耦合元件的方法、全息激光单元、和光学拾取装置，它们能提高可靠性。
本发明提供了一种全息耦合元件，包括：
第一基板，在所述第一基板上形成具有衍射面的第一光学元件；
第二基板，在所述第二基板上形成具有衍射面的第二光学元件；以及
光学耦合层，所述光学耦合层置于彼此面对的所述第一和第二基板的各个表面之间。
而且，在本发明中，第一基板包括在第一光学元件的衍射面上形成的各向同性保护涂层；以及
第二基板包括在第二光学元件的衍射面上形成的各向同性保护涂层。
而且，在本发明中，光学耦合层的折射率约等于各向同性保护涂层的折射率。
而且，本发明提供了一种用于制造全息耦合元件的方法，包括如下步骤：
在第一基板上形成具有衍射面的第一光学元件；
在第二基板上形成具有衍射面的第二光学元件；以及
将光学耦合层置于彼此面对的第一和第二基板的各个表面之间。
而且，在本发明中，所述方法还包括以下步骤：
在第一光学元件的衍射面上形成各向同性保护涂层；以及
在第二光学元件的衍射面上形成各向同性保护涂层。
而且，在本发明中，所述方法还包括在彼此面对的第一和第二基板的各个表面之间均匀涂敷透光粘合剂，从而粘合所述第一基板和所述第二基板。
而且，本发明提供了一种光学拾取装置，包括：
全息耦合元件，
其中第一和第二光学元件具有将在同一方向上传输的透射光束的反射光束衍射到共用区域的衍射特性。
而且，在本发明中，所述装置还包括偏振元件，所述偏振元件起到用于多波长光束的大致1/4波长板的作用。
并且，在本发明中，光学耦合层由透光的固态材料制成。
并且，在本发明中，第一光学元件是非偏振全息衍射光栅，无论入射光偏振方向如何，其衍射效率都是几乎不变的，所述第二光学元件是偏振全息衍射光栅，其衍射效率随入射光的偏振方向而改变。
并且，在本发明中，第一基板以其周缘区域暴露的状态结合至半导体激光装置的表面，光学耦合层以其周缘区域暴露的状态结合至第一基板的表面，且第二基板以其周缘区域暴露的状态结合至光学耦合层的表面。
并且，在本发明中，光束分离衍射光栅形成在第一基板的表面上，所述表面与其上形成第一光学元件的表面相对。
并且，在本发明中，光束分离衍射光栅将入射光分成一个主光束和两个副光束。
并且，在本发明中，全息耦合元件还包括透光相差膜，用于使第一和第二波长带的各个光束具有不同相差，
其中所述相差膜与第二基板一体形成。
并且，在本发明中，本发明提供了一种全息激光单元，包括：
光源，用于发射预定多波长带的光束；
光接收装置，用于接收从所述光源发射并由光学记录介质反射的光束；以及
全息耦合元件，
其中第一和第二光学元件具有这样的衍射特性，即，光学元件将在同一方向传输的透射光的反射光衍射到所述光接收装置的特定共用区域。
并且，本发明提供了一种光学拾取装置，包括：
光源，所述光源发射预定多波长带的光束；
聚光装置，所述聚光装置将从所述光源发射的光束聚集到光学记录介质上；
光接收装置，所述光接收装置接收通过所述聚光装置聚集到所述光学记录介质并由光学记录介质反射的光束；
全息耦合元件；以及
透光相差膜，所述透光相差膜使从所述光源发射并由全息耦合元件透射的第一和第二波长带的各个光束具有不同相差，
其中所述相差膜放置在第一基板和聚光装置之间。
并且，在本发明中，在全息耦合元件的第一基板上形成的光束分离衍射光栅将入射光分成一个主光束和两个副光束，并使副光束的其中之一具有相差，从而使这两个副光束的差信号的振幅接近于零。
根据本发明，具有衍射面的第一光学元件在第一基板上形成，具有衍射面的第二基板在第二基板上形成。光学耦合层置于彼此面对的第一和第二基板的各个表面之间。
在将例如透光粘合剂的固化材料用作光学耦合层时，通过在如上所述的第一和第二基板彼此面对的各个表面之间插入光学耦合层，可以避免出现如同现有技术中一样的留在第一基板和第二基板之间的间隙和插入的空气层。因此，避免了如同现有技术中一样折射率随着温度和湿度而改变，可以将来自第一基板(光束进入其光耦合层)的光束传送至第二基板。因此，和现有技术相比，本发明可以减少由于因为应该聚集到光学记录介质上的光束由于光折射的原因没有聚集而产生的光损失。因此，增加了可靠性。
而且，在使用硅玻璃、丙烯酸(类)树脂、或类似物作为光学耦合层的情况下，如上所述，通过在第一和第二基板的彼此相对的各个表面之间插入光学耦合层，可以防止由形成在第二基板上的第二光学元件的衍射表面衍射的光线进入形成在第一基板上的第一光学元件的衍射表面并被衍射。而且，在使用第二光学元件执行诸如用于不同波长带的多光束的光轴调整的光轴调整的情况下，通过预先在第一基板上安装和固定光学耦合层，可以防止形成在第一基板上的第一光学元件的衍射表面受到第二基板的旋转运动的损害。
根据本发明，在第一和第二光学元件的每个衍射表面上形成有各向同性保护涂层。因为各向同性保护涂层是由具有各向同性折射率的材料制成，该各向同性保护涂层能够透过入射光，而不改变入射光的折射率。因此，可以减少由于应聚集到光学记录介质上的光束由于光折射的原因没有聚集而产生的光损失。因此，增加了可靠性。
根据本发明，光学耦合层的折射率几乎等于各向同性保护涂层的折射率，结果是可以用光学耦合层来替代第一基板的各向同性保护涂层。因此，可以省略制作第一基板的各向同性保护涂层的步骤，从而，减少了人工时间。另外，人工时间的减少有利于制造全息耦合元件。而且，人工时间的减少降低了全息耦合元件的制造成本。
根据本发明，将透光粘合剂均匀地涂覆在第一和第二基板彼此面对的各个表面之间，将第一和第二基板粘合在一起。这样就可以防止出现如同现有技术中一样的留在第一基板和第二基板之间的间隙和插入的空气层。因此，用于粘合第一和第二基板的粘合剂是透光粘合剂，该粘合剂能够将来自第一基板的光束传送至第二基板。因此，可以减少由于因为应该聚集到光学记录介质上的光束由于光折射或散射的原因没有聚集而产生的光损失。因此，增加了可靠性。
另外，根据本发明，第一和第二光学元件具有不同的衍射特性，从而，光学元件将在一个方向传输的透射光的反射光衍射到共用区域。因此，例如，通过将光接收装置设置在反射光衍射的共用区域，可以使光接收装置接收第一和第二光学元件衍射的光束，易于检测读取DVD和CD的信息和将信息记录到DVD和CD上的必需信号。
根据本发明，光学拾取装置设置有偏振元件，其起到用于多个不同波长的光束的几乎1/4波长板的作用。因此，可以共享用于多个不同波长的光束的几乎1/4波长板的偏振元件，结果是可以增加多个不同波长的光束的光效率，而不增加光学拾取装置的部件的数量。而且，通过增加多个不同波长的光束的光效率，可以精确地读取DVD和CD的信息和将信息记录到DVD和CD上。
另外，根据本发明，通过用透光固态材料(诸如硅玻璃、丙烯酸树脂)形成光学耦合层，可以尽可能地减少光散射和光衰减，传输第一基板透射的光线并将光线导向第二基板。另外，通过用固态材料形成光学耦合层，可以防止诸如第一和第二基板光学构件的变形和扭曲，放置光轴偏离的情况发生。
另外，根据本发明，形成在第一基板上的第一光学元件是非偏振全息衍射光栅，其衍射率接近常数，而不考虑入射光线的偏振方向，形成在第二基板上的第二光学元件是偏振全息衍射光栅，其衍射率取决于入射光的偏振方向。通过分别在第一基板和第二基板形成非偏振全息衍射光栅和偏振全息衍射光栅，如上所述，可以在特定的方向，根据入射光线的偏振方向，仅在特定的偏振方向衍射和透射入射光。因此，可以防止现有技术中因为在不希望的方向上的入射光的光使用率降低。
另外，根据本发明，第一基板以周缘区域暴露的状态结合至半导体激光装置的表面，光学耦合层以周缘区域暴露的状态结合至第一基板的表面，第二基板以周缘区域暴露的状态结合至光学耦合层的表面。因此，通过将透光粘合剂涂敷至半导体激光装置的周缘区域与面对半导体激光装置周缘区域的第一基板的外周缘表面相互交叉的角部分，并使用紫外射线照射，可以粘合半导体激光装置和第一基板。另外，通过将透光粘合剂涂覆到第一基板的周缘区域和面对第一基板周缘区域的光学耦合层的外周缘表面相互交叉的角部分，并使用紫外射线照射，可以把第一基板和光学耦合层粘合在一起。进而，通过将透光粘合剂涂覆到光学耦合层的周缘区域与面对光学耦合层周缘区域的第二基板的外周缘表面相互交叉的角部分，并使用紫外射线照射，可以把光学耦合层和第二基板粘合在一起。
另外，通过将第一基板以周缘区域暴露的状态结合至半导体激光装置的一个表面，将光学耦合层以周缘区域暴露的状态结合至第一基板的一个表面，将第二基板以周缘区域暴露的状态结合至光学耦合层的一个表面，可以紧固用于涂覆粘合剂的区域，从而将半导体激光装置和第一基板粘合在一起，将第一基板和光学耦合层粘合在一起，将光学耦合层和第二基板粘合在一起。因而，仅通过将粘合剂涂覆至紧固区域并用紫外射线照射，就可以容易地将半导体激光装置和第一基板粘合在一起，将第二基板和光学耦合层粘合在一起，将光学耦合层和第二基板粘合在一起，从而便于粘合操作。
另外，根据本发明，光束分离衍射光栅形成在第一基板的表面上，该表面与其上形成第一光学元件的表面相对。因此，通过在其表面形成有第一光学元件的光束分离衍射光栅，和单独形成光束分离衍射光栅相比，可以减少光学构件的数量。而且，例如，在在光学拾取装置中使用减少了光学构件的数量的全息耦合元件的情况下，可以减小光学拾取装置的尺寸和重量，可以降低光学拾取装置的制造成本。
另外，根据本发明，光束分离衍射光栅将入射光分成一个主光束和两个副光束。通过使用光束分离衍射光栅将入射光分成一个主光束和两个副光束的方式，例如，可以根据当由光学记录介质反射并由光接收装置接收的一个主光束和两个副光束时输出的信号，可以校正聚集到光学记录介质相对于轨迹的中心的偏离，并获得使光线精确地跟随轨迹的跟随误差信号。
另外，根据本发明，相差膜与第二基板一体形成。通过将相差膜与第二基板一体形成，减少了光学部件的数量和用于制造的安装时间，简化了诸如光轴调整的光学调整操作。另外，例如，在光学拾取装置中使用减少了光学构件数量的全息耦合元件的情况下，可以减小光学拾取装置的尺寸和重量，可以降低光学拾取装置的制造成本。
另外，根据本发明，第一和第二光学元件具有不同的特性，以便光学元件将在一个方向传输的透射光的反射光衍射到光接收装置的特定共用区域。因此，可以使光接收装置接收第一和第二光学元件衍射的光束，易于检测读取DVD和CD的信息和将信息记录到DVD和CD上的必需信号。
另外，根据本发明，在第二基板和聚光装置之间设置有透光相差膜，用于向从光源发射出的第一和第二波长带的各个光束提供不同相位差。该相差膜向第一波长带给出接近90度的相位差，向第二波长带给出接360度的相位差。第一波长带的光束是线性偏振的，当进入相差膜时被转变为圆形偏振光束。当圆形偏振光通过聚光装置汇聚到光学记录介质上、此后被光学记录介质反射、再次进入相差膜时，光束被转变为偏振方向垂直于聚集到光学记录介质之前的光束偏振方向的线性偏振光束。另外，即使当第二波长带的线性偏振光束通过聚光装置汇聚到光学记录介质上、被光学记录介质反射、再次进入相差膜时，光束透过相差膜仍为偏振方向垂直于聚集到光学记录介质之前的光束偏振方向的线性偏振光束。
如上所述，通过在第二基板和聚光装置之间设置透光相差膜，可以分别向光源发出的第一和第二波长带的光束给出相位差，并执行各个光束的偏振方向调节。另外，因为，第一和第二波长带的光束可以共用相差膜，所以，在不增加光学拾取装置的光学构件数量的情况下，可以尽可能地防止由于光衍射而产生不希望的光，防止降低光的使用效率。因此，可以精确地读取DVD和CD的信息和将信息记录到DVD和CD上。
另外，根据本发明，形成在全息耦合元件的第一基板上的光束分离衍射光栅将入射光分成一个主光束和两个副光束，并向副光束中之一提供相位差，以使得两个副光束的差信号的振幅接近于零。因此，通过利用用于向副光束中之一提供相位差的光束分离衍射光栅，使得两个副光束的差信号的振幅接近于零，即使在使用不同轨迹节距的光学记录介质的情况下，当检测跟踪误差信号时，可以补偿由于物镜和圆盘倾斜而造成的偏移量，而不降低光使用率。因此，可以使物镜满足光学记录介质的离心率，并执行稳定的跟踪伺服，从而通过光束分离衍射光栅分开的一束主光束和两个副光束在任意时刻都沿着轨迹。另外，通过使用向副光束中的一个提供180度的相位差的光束分离衍射光栅，可以使得两个副光束的差信号的振幅接近零，消除了旋转并调节衍射光栅以调整副光束的位置的需要，便于光学拾取装置的安装调节。
【附图说明】
参考结合附图的详细说明，本发明的其它目的、特征、和优点将变得显而易见，在附图中：
图1示出包括本发明一个实施例的全息耦合元件的全息激光单元的结构的简化透视图；
图2示出光学拾取装置的简化示意图；
图3示出第一偏振全息基板的剖面图；
图4A至4C是用于说明制造第一偏振全息基板的步骤的示意图；
图5示出全息耦合元件的剖面图；
图6A和6B是用于说明制造全息耦合元件的步骤的示意图；
图7示出全息耦合元件的剖面图；
图8A和8B示出第一和第二偏振全息衍射光栅以及用于接收第一和第二偏振全息衍射光栅衍射的光束的光接收装置的示意图；
图9A和9B示出第一和第二偏振全息衍射光栅以及用于接收第一和第二偏振全息衍射光栅衍射的光束的光接收装置的示意图；
图10示出作为本发明另一实施例的包括全息耦合元件的全息激光单元的结构的简化透视图；
图11示出光学拾取装置的简化示意图；
图12示出作为本发明的再一实施例的包括全息耦合元件的全息激光单元的结构的简化透视图；
图13示出光学拾取装置的简化示意图；
图14示出偏振全息基板的剖面图；
图15A和15B示出非偏振全息衍射光栅和偏振全息衍射光栅以及用于分别接收非偏振全息衍射光栅和偏振全息衍射光栅衍射的光束的光接收装置的示意图；
图16A和16B示出非偏振全息衍射光栅和偏振全息衍射光栅以及用于分别接收非偏振全息衍射光栅和偏振全息衍射光栅衍射的光束的光接收装置的示意图；
图17是作为本发明再一实施例的包括全息耦合元件的全息激光单元的结构的简化透视图；以及
图18示出光学拾取装置的结构的简化示意图。
【具体实施方式】
现在参考附图，详细说明本发明的优选实施例。
图1示出包括本发明一个实施例的全息耦合元件3的全息激光单元14的结构的简化透视图。在图1中，稍后描述的盖12部分切开进行展示。全息激光单元14包括全息耦合元件3和半导体激光装置13。半导体激光装置13包括第一半导体激光装置1、第二半导体激光装置2、光接收装置9、管座10、电极11、以及盖12。全息耦合元件3包括作为第一基板的第一偏振全息基板4和作为第二基板的第二偏振全息基板5。第一偏振全息基板4包括三束衍射光栅6和作为第一光学元件的第一偏振全息衍射光栅7，第二偏振全息基板5包括作为第二光学元件的第二偏振全息衍射光栅8。
第一半导体激光装置1用于发射具有振荡波长例如为650nm的红外波长的激光束。第一半导体激光装置1用来读取记录在DVD(DigitalVersatile Disk，数字化通用光盘)的信息记录面上的信息。第二半导体激光装置2发射具有振荡波长例如为780nm的红外波长的激光束。例如，第二半导体激光装置2用来读取记录在CD(Compact Disk，光盘)的信息记录面上的信息和将信息记录到信息记录面上。第一和第二半导体激光装置1，2彼此相邻设置在垂直于从第一半导体激光装置1发射的激光束的光轴L1和从第二半导体激光装置2发射的激光束的光轴L2的方向上，并沿板状管座10的厚度方向安装在一个表面部分上。从第一半导体激光装置1发射的激光束的光轴L1和从第二半导体激光装置2发射的激光束的光轴L2彼此平行。
三束衍射光栅6使入射激光束衍射，从而将其分成一个主光束和两个副光束。第一和第二偏振全息衍射光栅7，8根据入射光的偏振方向具有不同的衍射率。第一和第二偏振全息衍射光栅7，8具有这样的衍射特性，使得在预定的第一偏振方向上的光衍射率相对增大，在与第一偏振方向正交的第二偏振方向上的光衍射率减小。在本实施例中，从第一和第二半导体激光装置1，2发射并进入第一和第二偏振全息衍射光栅7，8的第一偏振方向的光束可以透过，而不被衍射。而且，在第一和第二偏振全息衍射光栅7，8透射的光束穿过稍后描述的1/4波长板23并聚集到光学记录介质上后，光束通过光学记录介质反射并再次穿过1/4波长板23，由此将偏振方向转变到正交于第一偏振方向的第二偏振方向，从而光束进入第一和第二偏振全息衍射光栅7，8。偏振方向由第一偏振方向转变为第二偏振方向的光束通过第一和第二偏振全息衍射光栅7，8在预定衍射方向上衍射。
在由第一和第二半导体激光装置1，2发射的两个不同波长的光束中，为了其中之一或全部而将第一和第二偏振全息衍射光栅7，8进行优化。当，仅为其中一束光进行优化的偏振全息光栅在透过另一束光时有时会造成光量损失。在这种情况下，优化用于需要写入的光学记录介质的光束的偏振全息衍射光栅是可取的。因此，将用于写入所必需的激光束的光量损失降至最低是可以的。
通过光电二极管或等来实现的光接收装置9将入射光转换为电信号。盖12是密封件，用于密封第一和第二半导体激光装置1，2以及光接收装置9，以防止第一和第二半导体激光装置1，2以及光接收装置9与外界物理接触，且盖12安装在管座10的一个表面上。因此，第一和第二半导体激光装置1，2以及光接收装置9被管座10和盖12密封。如此设置电极11，使得其从另一表面部分沿管座10的厚度方向朝着厚度方向的另一侧凸出，并电连接至第一和第二半导体激光装置1，2。
形成为矩形平行六面体的第一偏振全息基板4安装在半导体激光装置13上。具体而言，第一偏振全息基板4安装在盖12的一个表面部分上，该表面部分垂直于光轴L1，L2。三束衍射光栅6沿第一偏振全息基板4的厚度方向形成在另一表面部分上，第一偏振全息衍射光栅7形成在与形成三束衍射光栅6的表面部分相对的表面部分上，即，在沿第一偏振全息基板4的厚度方向的一个表面部分上。形成为矩形平行六面体的第二偏振全息基板5沿第一偏振全息基板4的厚度方向安装在一个表面部分上。第二偏振全息衍射光栅8形成在第二偏振全息基板5的表面部分上，该表面部分与接合至第一偏振全息基板4的表面相对，即，设置在沿第二偏振全息基板5厚度方向的一个表面部分上。
在本实施例中，面对第一偏振全息基板4的盖12的表面，面对盖12的第二偏振全息基板5的表面，面对第二偏振全息基板5的第一偏振全息基板4的表面，面对第一偏振全息基板4的第二偏振全息基板5的表面都是平面，并且相互平行。另外，从第一和第二半导体激光装置1，2发射的激光束的光轴L1，L2分别垂直于面对第一偏振全息基板4的盖12的表面、面对盖12的第二偏振全息基板5的表面、面对第二偏振全息基板5的第一偏振全息基板4的表面、以及面对第一偏振全息基板4的第二偏振全息基板5的表面。
图2示出光学拾取装置21的结构的简化视图。光学拾取装置21包括全息激光单元14、准直透镜22、两种波长共用的1/4波长板23、正像镜24、以及物镜25。光学拾取装置21是用来执行以下过程中的至少一种的信息记录表面：光学读取记录在光学盘状记录介质(以下简称为“光学记录介质”)26的信息记录面上的信息的过程；将信息光学记录到光学记录介质26的信息记录表面上的过程。光学记录介质26可以是例如CD、DVD等。
准直透镜22使得入射激光束变成平行光束。共用于两种波长的1/4波长板23(以下，有时称作“λ/4板”)是一种偏振元件，用于使得从第一和第二半导体激光装置1，2发射的两种不同波长的激光束之间有约为90度的相位差。当线性偏振光束进入λ/4板23时，λ/4板23将线性偏振光束转变为圆形偏振光束并发射圆形偏振光束。当线性偏振光束进入λ/4板23时，λ/4板23将圆形偏振光束转换为线性偏振光束并发射线性偏振光束。从第一和第二半导体激光装置1，2发射出的激光束是线性偏振光束，当进入λ/4板23时，这些线性偏振激光束转变成圆形偏振激光束。这种圆形偏振激光束通过正像镜24和物镜25，并聚集到光学记录介质26的信息记录表面上。在信息记录表面上反射的激光束再次通过λ/4板23，从而转变为线性偏振光束，所述线性偏振光束的偏振方向正交于进入λ/4板23之前的线性偏振激光束的偏振方向。
使用第一和第二偏振全息衍射光栅7，8的光学拾取装置21需要1/4波长板，以提高光使用效率。在本实施例中，由于这两个具有不同波长的激光束从第一和第二半导体激光装置1，2发射，理想地说，相对于这两种不同的波长形成90度相位差的波长板是理想的，然而，这种波长板当前并不存在。因此，设置了能够相对于两种不同波长形成约90度的相位差的共用于两种波长的1/4波长板23，通过允许信号光量减少处理从90度的偏离量。
正像镜24将从第一和第二半导体激光装置1，2发射并通过λ/4板23透射的激光束的光路弯曲90度，并将激光束导向物镜25。物镜25将通过正像镜24弯曲的激光束聚集到光学记录介质26上。
当将驱动电压和驱动电流经由设置在半导体激光装置13的管座10上的电极11供给作为光学拾取装置21的光源的第一和第二半导体激光装置1，2时，激光束从第一和第二半导体激光装置1，2发射。从第一和第二半导体激光装置1，2发射的线性偏振激光束进入三束衍射光栅6。三束衍射光栅6使激光束衍射，将其分成一个主光束和两个副光束。在以下的描述中，提到主光束和副光束中的至少一个时，简单地称之为“光束”。
通过三束衍射光栅6透射的光束穿过第一偏振全息衍射光栅7和第二偏振全息衍射光栅8，并进入准直透镜22。准直透镜22使得入射光变为平行光束。通过准直透镜22成为平行光束的光束进入λ/4板23。进入λ/4板23的光束转变成顺时针的圆形偏振光束，此后，被正像镜24弯曲并导向物镜25。物镜25将正像镜24弯曲的光束聚集到光学记录介质26的信息记录表面上。
被光学记录介质26的信息记录表面反射的光束转变成反向的圆形偏振光束，也就是，向外传播的光束的逆时针方向，并沿着与向外传播的光束相同的光路前进。反射的光束再次通过λ/4板23，从而，从圆形偏振光束转变为线性偏振光束。从第一半导体激光装置1发射并在光学记录介质26的信息记录表面上反射的光束由第二偏振全息基板5的第二偏振全息衍射光栅8衍射，被光接收装置9接收。从第二半导体激光装置2发射并在光学记录介质26的信息记录表面上反射的光束通过第一偏振全息基板4的第一偏振全息衍射光栅7衍射，被光接收装置9接收。
如上所述，第一和第二偏振全息衍射光栅7，8具有以下衍射特性：当从第一和第二半导体激光装置1，2发射并进入其的光束的偏振方向是预定的第一偏振方向时，第一偏振方向的光束透过偏振全息衍射光栅，而不发生衍射。而且，第一和第二偏振全息衍射光栅7，8具有以下衍射特性：偏振全息衍射光栅将光束衍射到共用区域，在所述光束第二次通过λ/4板23后，所述光束的偏振方向转变为正交于第一偏振方向的第二偏振方向。因此，如上所述，通过将光接收装置9等放置在共用区域中，在光学记录介质26的信息记录表面反射的光通过第一和第二偏振全息衍射光栅7，8衍射到此共用区域，可以使光接收装置9接收通过第一和第二偏振全息衍射光栅7，8衍射的光，并易于检测读取光学记录介质26(例如，DVD，CD)的信息和将信息记录到光学记录介质26(例如，DVD，CD)上所必需的信号。
而且，由于在本实施例中，偏振全息衍射光栅被分别设置用于不同的振荡波长，和相对于单个偏振全息衍射光栅中具有不同波长的两个光束执行诸如光轴调整等光学调整的情况相比，可以高精确度执行光学调整，可以便于精确地安装第一和第二半导体激光装置1，2以及光接收装置9。从而，减小了安装公差，可以提高产量。
另外，光学拾取装置21设置有共用于两个波长的1/4波长板23，其作为能用作相对于多个不同波长的光束的约1/4波长板。因为允许共用于两个波长的1/4波长板23由从第一和第二半导体激光装置1，2发射的不同波长的两个激光束共同使用，所以可以提高这两个光束的光利用率，而不用增加光学拾取装置21的部件数量。进而，例如，因为能够提高具有不同波长的两个光束的光利用率，所以可以精确地读取DVD和CD上的信息和将信息精确地记录到DVD和CD上。
图3示出第一偏振全息基板4的剖面图。第一偏振全息基板4包括透光基板31、双折射层32、以及各向同性的外涂层或保护涂层33。透光基板32由玻璃、塑料、或类似物制成。双折射层32具有周期性的凹凸形状的折射表面，由双折射材料制成。双折射材料是呈现各向异性的薄膜，从而使得在平行于图3的平面的方向振动的光的折射率与在垂直于该平面的方向振动的光的折射率不同。在该实施例中，例如，双折射层32通过用光或热聚合过的聚合液晶单体形成。优选从丙烯酸酯或异丁烯酸酯中选择液晶单体。优选是包含在酒精剩余物构成的酯中一种或多种苯基，特别两个或三个苯基。进一步，在酒精剩余物构成的酯中可以包含一个环己基团。另外，双折射层32和第一偏振全息衍射光栅7相同。
各向同性保护涂层33通过例如扩散法或光聚法形成，其中扩散法用于使在双折射层32上为光学各向同性的非晶形聚合物溶液扩散，此后使溶液挥发，光聚法用于使单体扩散，此后进行光聚作用。具体而言，由于光聚法简单，所以优选使用光聚法。单体是苯乙烯、苯乙烯的衍生物、丙烯酸酯、丙烯酸酯的衍生物、异丁烯酸酯、和异丁烯酸酯的衍生物。而且，在分子两端上具有聚合官能团的低聚物，例如丙烯酸聚醚、丙烯酸尿烷、和丙烯酸环氧树脂等，可单独使用或组合在一起使用。
图4A至图4C是描述制造第一偏振全息基板4的步骤的视图。图5示出全息耦合元件3的横断面视图。首先，如图4A所示，双折射层32在透光基板31上形成。例如，双折射层32通过使用光或热使聚合液晶单体聚合而形成。
其次，如图4B所示，各向同性保护涂层33在双折射层32的衍射面上形成。各向同性保护涂层33通过例如扩散法或光聚法形成，其中扩散法用于使在双折射层32上的光学各向同性非晶形聚合物溶液扩散，此后使溶液挥发，光聚法用于使单体扩散，此后进行光聚作用。在各向同性保护涂层33形成后，透光基板31形成在各向同性保护涂层33上，如图4c所示。通过采取上述步骤，形成第一偏振全息基板4。
由于与第一偏振全息基板4相似，第二偏振全息基板5包括透光基板31、双折射层32、和各向同性保护涂层33，所以根据制造第一偏振全息基板4的上述步骤形成第二偏振全息基板。包含在第二偏振全息基板5中的双折射层32与第二偏振全息衍射光栅8相同。
在根据上述制造步骤形成第一和第二偏振全息基板4、5后，一体地形成第一偏振全息基板4和第二偏振全息基板5以根据下述制造步骤形成全息耦合元件3。
首先，将第一偏振全息基板4置于盖12的表面上，并且，将第二偏振全息基板5置于第一偏振基板4的表面上。接着，使第二半导体激光装置2发射振荡波长为780nm的激光束，对焦点误差信号(以下又是称为“FES”)、跟踪误差信号(以下有时称为“TES”)执行偏移调整和诸如光轴调整的光学调整。
随后，在促使第一半导体激光装置1发射振荡波长为650nm的激光束并对FES和TES执行光学调整后，用紫外线照射诸如紫外固化树脂等的透光粘合剂，由此将第一偏振全息基板4固定在盖12上，将第二偏振全息基板5固定在第一偏振全息基板4上。通过采取上述制造步骤，形成第一偏振全息基板4和第二偏振全息基板5经由光学耦合层34整合的全息耦合元件3，如图5所示。此处，光学耦合层34由于透光粘合剂固化而形成。
如上所述，根据本实施例，通过在第一偏振全息基板4和第二偏振全息基板5彼此面对的各个表面之间均匀涂覆透光粘合剂，从而将第一偏振全息基板4和第二偏振全息基板5粘在一起，形成全息耦合元件3。作为透光粘合剂插入的结果，在全息耦合元件3的第一和第二偏振全息基板4、5的彼此面对的表面之间形成光学耦合层34。
因此，可以防止和现有技术一样在第一偏振全息基板4和第二偏振全息基板5之间留下间隙和插入空气层。因此，避免了与现有技术一样折射率由于温度和湿度的变化而改变，且可以将从第一偏振全息基板4进入光学耦合层34的光束透射到第二偏振全息基板5。从而，与现有技术相比，由于将要聚集在光学记录介质26上的光由于光的反射未聚集，所以可以减少所造成的光量损失，且可以提高可靠性。
图6A和图6B提供了描述全息耦合元件15的制造步骤的示意图。图7示出全息耦合元件15的横断面视图。首先，如图6A所示，使用上述方法在透光基板31上形成双折射层32。在如图6A所示形成其中双折射层32形成在透光基板31上的基板(以下称之为“光学基板”)16后，将光学基板16放置在图1所示的盖12的表面上。接着，不是形成各向同性保护涂层33，而是如图6B所示，将诸如折射率大致等于各向同性保护涂层33的折射率的紫外固化树脂等透光粘合剂涂敷在双折射层32的衍射面上。将第二偏振全息基板5放置在透光粘合剂上，分别发射振荡波长为780nm的激光束和振荡波长为650nm的激光束，对各个激光束进行光学调整。在进行光学调整后，将第二偏振全息基板5通过紫外线照射固定在光学基板16上。通过采取上述制造步骤，如图7所示，形成光学基板16和第二偏振全息基板5经由光学耦合层35成为一体的全息耦合元件15。此处，由于折射率大致等于各向同性保护涂层33的折射率的透光粘合剂的固化而形成光学耦合层35。
如上所述，根据本实施例，将折射率大致等于各向同性保护涂层33的折射率的透光粘合剂涂敷在光学基板16的双折射层32的衍射面上，并将第二偏振全息基板5放置并固定在其上，由此形成全息耦合元件15。因此，通过使用折射率大致等于各向同性保护涂层33的折射率的透光粘合剂，可以用光学耦合层35代替各向同性保护涂层33。
因此，与各向同性保护涂层33形成在光学基板16的双折射层32的衍射面上相比，透光基板31形成在其上且透光粘合剂形成在此透光基板31的表面上，可以省略在光学基板16上形成各向同性保护涂层33和透光基板31的步骤，结果是减少制造的工时。制造工时的减少有利于全息耦合元件15的制造。此外，制造工时的减少能够减少制造全息耦合元件15的成本。
图8A和8B示出第一和第二偏振全息衍射光栅7、8和用于接收通过第一和第二偏振全息衍射光栅7、8衍射的光束的视图。图8A示出第二偏振全息衍射光栅8和光束的光点形状(spot shape)的实例的视图，其中当由光学记录介质26反射的从第一半导体激光装置1发射的激光束的反射光被第二偏振全息衍射光栅8衍射并进入光接收元件9时，得到所述光束的光点形状。图8B示出第一偏振全息衍射光栅7和光束光点形状的实例的视图，其中当由光学记录介质26反射的从第二半导体激光装置2发射的激光束的反射光被第一偏振全息衍射光栅7衍射并进入光接收元件9时，得到所述光束的光点形状。
图8A所示的第二偏振全息衍射光栅8使从第一半导体激光装置1发射并通过DVD的信息记录面反射的激光束衍射，将衍射的激光束导向光接收装置9。图8B所示的第一偏振全息衍射光栅7使从第二半导体激光装置2发射并通过CD的信息记录面反射的激光束衍射，将衍射的激光束导向光接收装置9。
为了检测光接收装置9上的光束光点形状随着光学记录介质26和物镜25的相对移动而改变时获得的输出信号，并使光学记录介质26和物镜25之间的距离保持固定，有必要分别将第一和第二偏振全息衍射光栅7、8分为至少两个光栅区。本实施例的第一和第二偏振全息衍射光栅7、8形成为圆形，且具有第一光栅区7c、8c，第二光栅区7d、8d，和第三光栅区7e、8e，如图8A和8B所示。
每个第一光栅区7c、8c都是通过用每个第一分割线7a、8a划分每个圆形区域而获得的两个半圆形区域其中之一。每个第二光栅区7d、8d都是通过用每个第二分割线7b、8b划分两个半圆形区域的每个另一半圆形区域而获得的两个1/4圆形区其中之一，其中第二分割线7b、8b垂直于第一分割线7a、8a。每个第三光栅区7e、8e都是两个1/4圆形区中的另一个。
光接收装置9具有多个光接收区，用于接收分别由第一和第二偏振全息衍射光栅7、8的第一光栅区7c、8c，第二光栅区7d、8d，和第三光栅区7e、8e衍射的光束。本实施例的光接收在装置9具有十个光接收区D1到D10，如图8A和8B所示。各个光接收区D1到D10有选择地用于读取CD和DVD的信息，并检测FES、TES、和再生信号(简记为RF)。
而且，光接收区9被如此设置，使各个光接收区D1到D10平行于第一和第二偏振全息衍射光栅7、8的衍射方向。各个光接收区D1到D10如此形成，使得纵向方向上的长度比由于作为光源的第一和第二半导体激光装置1、2的波长改变而造成的入射位置变化的范围要大。因此，即使当第一和第二半导体激光装置1、2的波长由于温度等的变化而改变时，也可以安全地接受光束并获得理想信号。而且，由于在各个光接收区D1到D10的纵向上的长度过长时，容量增加且各个光接收区D1到D2的响应速度减少，所以光接收装置9如此设置，以便使其形成为具有使容量不影响响应速度的长度。
在本实施例中，刀口法(knife-edge method)用于检测读取DVD和CD的信息所必需的FES。此外，在本实施例中，微分相位检测(简记为DPD)方法用于检测读取DVD的信息所必需的TES，微分推拉计算定位法(push-pull method)(简记为DPP)方法用于检测读取CD的信息所必需的TES。
在图8A和8B中，基于光接收区域D2、D4、D5、D6、D7、D9的输出信号检测CD和DVD的RF。此外，基于光接收区域D2、D9的输出信号检测基于DPD方法的DVD的TES。如上所述，光接收区域需要高响应速度来检测包含高频组件(如RF和基于DPD方法的TES)的信号，且需要对光学记录介质26的再生信号进行快速读取。
而且，基于光接收区D1、D3、D8、D10的输出信号检测CD的TES，基于光接收区D4、D5、D6、D7的输出信号检测CD和DVD的FES。光接收区D1、D3、D8、D10不需要高响应速度来检测CD的TES。此外，由于这些光接收区用于给在读取为双层磁盘的DVD时造成的FES补偿杂散光，所以光接收区D4、D7不需要高响应速度，且在信号复制期间光不进入这些区域。
在图8A和8B中，为了减少全息激光单元14的输出端子的数量，可将检测相同信号的光接收区互连。例如，在本实施例中，可以将光接收区D4和光接收区D6互连，连接光接收区D5和光接收区D7，这些区域分别用于检测FES。而且，可以将光接收区D1和光接收区D3互连，连接光接收区D8和光接收区D10，这些区域分别用于基于DPP方法检测TES。在图8A和图8B中，光接收区D1和光接收区D3互连时的输出信号用P1表示，光接收区D5和光接收区D7互连时的输出信号用P3表示，光接收区D4和光接收区D6互连时的输出信号用P4表示，光接收区D8和光接收区D10互连时的输出信号用P5表示。此外，光接收区D2、D6的输出信号分别用P2、P6表示。
当在DVD的信息记录面上反射的光通过第二偏振全息衍射光栅8衍射并被光接收装置9的各个光接收区D1到D10接收时，基于从各个光接收区D1到D10输出的信号的FES、TES、和RF分别用下述的表达式(1)至(3)表示：
FES＝P3-P4 (1)
TES＝相位(P2-P6) (2)
RF＝P2+P3+P4+P6 (3)
当在CD的信息记录面上反射的光通过第一偏振全息衍射光栅7衍射并被光接收装置9的各个光接收区D1到D10接收时，基于从各个光接收区D1到D10输出的信号的FES、TES、和RF分别用下述的表达式(4)至(6)表示：
FES＝P3-P4 (4)
TES＝(P2-P6)-K(P1-P5) (5)
RF＝P2+P3+P4+P6 (6)
此处，表达式(5)的系数K是常数，用于修正由三束衍射光栅6衍射的一个主光束和两个副光束的光量比。当主光束∶副光束∶副光束的光量比等于a∶b∶b(a、b为自然数)时，系数K由表达式K＝a/(2b)给出。
如上所述，刀口法用于检测读取DVD和CD的信息所必需的FES，DPD方法用于检测读取DVD的信息所必需的TES，DPP方法用于检测读取图8A和8B所示的光接收装置9中的CD的信息所必需的TES。然而，举例来说，光点尺寸方法可用于检测读取DVD和CD的信息所必需的FES，DPD方法可用于检测读取DVD的信息所必需的TES，DPP方法可用于检测读取CD的信息所必需的TES。
图9A和图9B示出第一和第二偏振全息衍射光栅7、8和用于接收由第一和第二偏振全息衍射光栅7、8衍射的光束的光接收装置9。图9A示出第二偏振全息衍射光栅8和光束光点形状的实例的视图，其中所述光束光点形状是在光学记录介质26反射的从第一半导体激光装置1发射的激光束的反射光由第二偏振全息衍射光栅8衍射并进入光接收装置9时所获得的。图9B示出第一偏振全息衍射光栅7和光束光点形状的实例的视图，其中所述光束光点形状是光学记录介质26反射的在从第二半导体激光装置2发射的激光束的反射光由第一偏振全息衍射光栅7衍射并进入光接收装置9时所获得的。
图9A所示的第二偏振全息衍射光栅8使从第一半导体激光装置1发射且通过DVD的信息记录面反射的光束衍射，并将衍射的光束导向光接收装置9。图9B所示的第一偏振全息衍射光栅7使从第二半导体激光装置2发射且通过CD的信息记录面反射的光束衍射，并将衍射的光束导向光接收装置9。由于图9A和9B所示的第一和第二偏振全息衍射光栅7、8具有与图8A和8B所示的第一和第二偏振全息衍射光栅7、8相同的形状和功能，所以相应部分将用相同的参考标号表示，并省略对其的描述。
图9A和图9B所示的光接收装置9具有多个光接收区，分别用于接收由第一和第二偏振全息衍射光栅7、8的第一光栅区7c、8c，第二光栅区7d、8d，和第三光栅区7e、8e衍射的光束。如图9A和9B所示，本实施例的光接收区9具有十二个光接收区S1至S12。各个光接收区S1至S12选择性地用于读取CD和DVD的信息和检测FES、TES、和RF。
在图9A和图9B中，刀口法用于检测读取DVD和CD的信息所必需的FES。而且，DPD方法用于检测读取DVD的信息所必需的TES，三维激光束定位方法(3-beam method)用于检测读取CD的信息所必需的TES。
在图9A和9B中，基于光接收区S2、S5、S6、S7、S8、S11的输出信号检测CD和DVD的RF。而且，基于光接收区S2、S11的输出信号检测基于DPD方法的DVD的TES。此外，基于光接收区S1、S3、S4、S9、S10、S12的输出信号检测CD的TES。由于这些区域用于给在读取为双层磁盘的DVD时造成的FES补偿杂散光，所以光接收区S5、S8不需要高响应速度，且光在信号复制期间不进入这些区域。
虽然在图9A和9B中未示出互连用于检测相同信号的光接收区的状态，但是为了减少全息激光单元14的输出端子的数量，可以与图8A和8B相同的方式将光接收区互连。例如，在本实施例中，可以将光接收区S5和光接收区S7互连，连接光接收区S6和光接收区S7，连接光接收区S6和光接收区S8，这些区域分别用于检测FES。而且，可以将光接收区S1、光接收区S4、和光接收区S10互连，连接光接收区S3、光接收区S9、和光接收区S12，这些区域分别用于基于三维激光束定位方法检测TES。
当在DVD的信息记录面上反射的光通过第二偏振全息衍射光栅8衍射并被光接收装置9的各个光接收区S1到S12接收时，基于从各个光接收区S1至S12输出的信号的TES和RF分别用下述的表达式(7)至(9)表示：
FES＝(S5+S7)-(S6+S8) (7)
TES＝S2-S11 (8)
RF＝S2+(S5+S7)+(S6+S8)+S11 (9)
当在CD的信息记录面上反射的光通过第一偏振全息衍射光栅7衍射并被光接收装置9的各个光接收区S1到S12接收时，基于从各个光接收区S1到S12输出的信号的FES、TES、和RF分别用下述的表达式(10)至(12)表示：
FES＝(S5+S7)-(S6+S8) (10)
TES＝(S1+S4+S10)-(S3+S9+S12) (11)
RF＝S2+(S5+S7)+(S6+S8)+S11 (12)
如上所述，刀口法用于检测读取DVD和CD的信息所必需的FES，DPD方法用于检测读取DVD的信息所必需的TES，三维激光束定位方法用于检测读取图9A和9B所示的光接收装置9中的CD的信息所必需的TES。然而，举例来说，光点尺寸方法可用于检测读取DVD和CD的信息所必需的FES，DPP方法可用于检测读取DVD和CD的信息所必需的TES。
图10是简化透视图，示出包含全息耦合元件3的全息激光单元40的结构，这是本发明的另一实施例。图11是简化图，示出光学拾取设备41的结构。在图10中，将随后描述的盖12部分切开进行显示。由于全息激光单元40与上述光学拾取设备21中的全息激光单元14相似，且除了λ/4板23一体地形成在全息耦合元件3上，全息激光单元40具有与全息激光单元14相同的结构和功能，所以相应部分用相同的参考标号表示，并将省略对与全息激光单元14的部分相同的结构和功能的描述。光学拾取设备41是执行以下过程之一的设备：光学读取记录在光学记录介质26的信息记录面上的信息的过程和将信息光学记录在光学记录介质26的信息记录面上的过程。
虽然λ/4板23放置在图2所示的光学读取装置21中的准直透镜22和正像镜24之间，但λ/4板23与图11所示的光学拾取设备41中的全息激光单元40的全息耦合元件3成为一体。具体而言，λ/4板23在全息耦合元件3的第二偏振全息基板5的厚度方向上一体地安装和构造在一个表面部分上。
根据上述实施例，通过一体地形成λ/4板23和全息耦合元件3以构造全息激光单元40，减少光学元件的数目和制造时安装步骤的数目，简化诸如光学调整等光学调整操作。而且，在使用光学拾取设备41中光学元件数目减少的全息激光单元40的情况下，可以使得全息激光单元40和正像镜24之间的光路的长度比光学拾取设备21中的路径要短，结果是可以减小光学拾取设备41的尺寸，从而可以降低光学拾取设备41的制造成本。
图12是简化透视图，示出包含全息耦合元件53的全息激光单元65的结构，这是本发明的又一实施例。在图12中，将随后描述的盖63部分切开进行显示。全息激光单元65包括全息耦合元件53和半导体激光装置64。半导体激光装置64包括第一半导体激光装置51、第二半导体激光装置52、光接收装置60、管座61、电极62、和盖63。全息耦合元件53包括充当第一基板的非偏振全息基板54、光学耦合层55、和充当第二基板的偏振全息基板56。充当第一基板的非偏振全息基板54包括光束分离衍射光栅57和充当第一光学元件的非偏振全息衍射光栅57，充当第二基板的偏振全息基板56包括充当第二光学元件的偏振全息衍射光栅59。
光学耦合层55插入并层叠在非偏振全息基板54和偏振全息基板56的彼此面对的各个表面之间。本实施例的非偏振全息基板54和光学耦合层55由透光的固态材料制成。非偏振全息基板54和光学耦合层55通过石英玻璃、钠玻璃、硼硅玻璃、丙烯酸树脂等实现。
第一半导体激光装置51发射振荡波长例如为650nm的红外波长的激光束。例如，第一半导体激光装置51用于读取记录在DVD(多功能数码光盘)的信息记录面上的信息。第二半导体激光装置52发射振荡波长例如为750nm的红外波长的激光光束。例如，第二半导体激光装置52用于读取记录在CD(光盘)的信息记录面上的信息和在CD的信息记录面上记录信息。第二和第二半导体激光装置51、52在垂直于从第一半导体激光装置51发射的激光束的光轴L11和从第二半导体激光装置52发射的激光束的光轴L22的方向上彼此相邻放置，并沿形成为板状的管座61的厚度方向安装在一个表面部分上。从第一半导体激光装置51发射的激光束的光轴L11和从第二半导体激光装置52发射的激光束的光轴L22彼此平行。
光束分离衍射光栅57使进入其自身的激光束衍射，从而将激光束分成一个主光束和两个副光束。非偏振全息衍射光栅58使入射光衍射。具体而言，无论入射光的偏振方向如何，非偏振全息衍射光栅58的衍射效率都几乎不变。偏振全息衍射光栅59的衍射效率随入射光的偏振方向而改变。偏振全息衍射光栅59具有这样的衍射特性，使得预定的第一偏振方向的光束的衍射效率较大，使得与第一偏振方向正交的第二偏振方向的光束的折射效率较小。
在此实施例中，无衍射地透射从第一半导体激光装置51发射并进入偏振全息衍射光栅59的第一偏振方向的光束。在经过稍后描述的5/4波长板73并聚集到光学记录介质上后，由偏振全息衍射光栅59透射的光束通过光学记录介质反射，并再次经过5/4波长板73，由此偏振方向转变到与第二偏振方向正交的第二偏振方向，且光束进入偏振全息衍射光栅59。偏振方向从第一偏振方向转变到第二偏振方向的光束通过偏振全息衍射光栅59在预定的衍射方向上延伸。
此外，在此实施例中，无衍射地透射从第二半导体激光装置52发射并进入偏振全息衍射光栅59的第一偏振方向的光束。即使通过偏振全息衍射光栅59透射的光束通过稍后描述的5/4波长板73以聚集到光学记录介质上，此后，光束通过光学记录介质反射以再次通过5/4波长板73，偏振方向也未改变，且当偏振方向仍为第一偏振方向时，光束进入偏振全息衍射光栅59。进入偏振全息衍射光栅59的第一偏振方向的光束由偏振全息衍射光栅59透射，并进入非偏振全息衍射光栅58。进入非偏振全息衍射光栅58的光束通过非偏振全息衍射光栅58在预定的衍射方向上衍射。
在从第一和第二半导体激光装置51、52发射的具有不同波长的两个光束中，仅为了其中之一光束或这两个光束而将非偏振全息衍射光栅58和偏振全息衍射光栅59优化。仅为了光束其中之一而优化的偏振全息衍射光栅59在透射另一光束时造成光量损失。在此情形下，为了用于需要写入的光学记录介质的波长的光束而将偏振全息衍射光栅59优化是良好的。从而，可以使写入所要求的激光束的光量损失最小化。
举例来说，光接收装置60通过光电二极管实现，并将入射光转变为电信号。盖63是密封件，用于密封第一和第二半导体激光装置51、52和光接收装置60，从而避免第一和第二半导体激光装置51、52和光接收装置60以物理方式与外部接触，且在形成为板状的管座61的厚度方向上，将盖63安装在一个表面部分上。从而，第一和第二半导体激光装置51、52和光接收装置60被管座61和盖63密封。电极62设置为沿管座61的厚度方向从另一表面部分向沿管座61的厚度方向上的另一方向凸出，并电连接到第一和第二半导体激光装置51、52。
形成为矩形平行六面体的非偏振全息基板54安装在半导体激光装置64上。具体而言，非偏振全息基板54安装在盖63的一个表面部分上，所述表面部分垂直于光轴L11、L22。沿非偏振全息基板54的厚度方向在另一表面部分上形成光束分离衍射光栅57，在与形成光束分离衍射光栅57的表面部分相对的表面部分上，即在非偏振全息基板54厚度方向上的一个表面部分上，形成非偏振全息衍射光栅58。沿非偏振全息基板54厚度方向在一个表面部分上安装形成为矩形平行六面体的光学耦合层55。在光学耦合层55厚度方向上的一个表面部分上，安装形成为矩形平行六面体的偏振全息基板56。在偏振全息基板56的表面部分上，即在偏振全息基板56的厚度方向上的一个表面部分上，形成偏振全息衍射光栅59，所述表面部分与连接光学耦合层55的表面相对。在本实施例中，通过蚀刻、注塑等形成在非偏振全息基板54上形成的光束分离衍射光栅57和非偏振全息衍射光栅58，以及在偏振全息基板56上形成的偏振全息衍射光栅59。
如上所述，根据本实施例，光学耦合层55由诸如硅玻璃和丙烯酸树脂等透光固态材料制成。从而，可以使得光的散射和光的衰减尽可能小，且透射从非偏振全息基板54引导的光，并将此光导向偏振全息基板56。而且，通过用固态材料形成光学耦合层55，可以防止诸如非偏振全息基板54和偏振全息基板56等光学元件变形和弯曲，并避免从第一和第二半导体激光装置51、52发射的激光束的光轴L11、L22偏移。
而且，根据本实施例，通过在非偏振全息基板54上形成非偏振全息衍射光栅58，在偏振全息基板56上形成偏振全息衍射光栅59，可以仅使入射光在基于入射光的偏振方向的特定方向上衍射和透射。因此，可以防止现有技术中由于入射光在不想要的方向上衍射而造成光使用效率的降低。
更进一步，根据本实施例，在非偏振全息基板54的表面部分上形成光束分离衍射光栅57，所述表面部分与其上形成非偏振全息衍射光栅58的表面相对。通过在形成非偏振全息衍射光栅58的非偏振全息基板54上如此形成光束分离衍射光栅57，与单独设置光束分离衍射光栅57的情形相比，可以减少光学元件的数目。此外，例如，在光学拾取装置中使用光学元件数目减少的全息耦合元件65的情形下，可以减小光学拾取装置的尺寸和重量，从而可以降低光学拾取装置的制造成本。
更进一步，根据本实施例，光束分离衍射光栅57将入射光分为一个主光束和两个副光束。这样，通过使光束分离衍射光栅57将入射光分为一个主光束和两个副光束，可以基于例如主光束和副光束被光学记录介质反射并被光接收装置接收时输出的信号，从轨迹的中心校正聚集到光学记录介质的光的偏差，并获得使光精确地跟踪轨迹的跟踪误差信号。
图13示出光学拾取装置71的结构的简化图。光学拾取装置71包括全息激光单元65、准直透镜72、5/4波长板73、正像镜74、和物镜75。光学拾取装置71是执行以下过程的至少一个的装置：光学读取记录在光学盘状记录介质(以下简称为“光学记录介质”)76的信息记录面上的信息的过程；将信息光学记录在光学记录介质76的信息记录面上的过程。光学记录介质76是CD、DVD等。
准直透镜72使得进入的激光束成为平行的光束。5/4波长板73(以下有时称之为“5λ/4板”)是偏振元件，并通过透光相差膜实现，所述偏振元件将不同相差分别给予从第一和第二半导体激光装置51、52发射的具有两种不同波长带的激光束。5λ/4板73由聚碳酸酯树脂、聚乙烯醇树脂等制成。5λ/4板73置于偏振全息基板56和稍后描述的物镜75之间的光路上，所述偏振全息基板56设置有作为第二光学元件的偏振全息衍射光栅59。
光学拾取装置71采用非偏振全息衍射光栅58和偏振全息衍射光栅59，可以增加光的使用效率，通过利用偏振特性可以将不同的相位差给不同波长的激光束。
5λ/4板73是将约为90度的相差给予从第一半导体激光装置51发射的激光束的偏振元件，即起到用于从第一半导体激光装置51发射的激光束的1/4波长板作用的偏振元件。当来自第一半导体激光装置51的线性偏振光束进入5λ/4板73时，5λ/4板73将线性偏振光束转变成圆形偏振光束，并发射所述圆形偏振光束。当所述圆形偏振光束进入5λ/4板73时，5λ/4板73将圆形偏振光束转变成线性偏振光束，并发射所述线性偏振光束。从第一半导体激光装置51发射的激光束是线性偏振光束，且当线性偏振激光束进入5λ/4板73时，其被转变成圆形偏振光束。圆形偏振光束通过正像镜74和物镜75，并聚集到光学记录介质76的信息记录面上。由光学记录介质76的信息记录面反射的激光束再次通过5λ/4板73，从而转变为偏振方向与进入5λ/4板73之前的线性偏振激光束的偏振方向成直角的线性偏振光束。
而且，5λ/4板73是将约为360度的相差给予从第二半导体激光装置52发射的激光束的偏振元件，即起到用于从第二半导体激光装置52发射的激光束的波长板作用的偏振元件。当来自第二半导体激光装置52的线性偏振光束进入5λ/4板73时，5λ/4板73按照原状透射线性偏振光束。从第二半导体激光装置52发射的激光束是线性偏振光束，且即使进入5λ/4板73，线性偏振激光束也按照原状传输。通过5λ/4板73透射的线性偏振激光束通过正像镜74和物镜75，并聚集到光学记录介质76的信息记录面上。即使由光学记录介质76的信息记录面反射的激光束再次通过5λ/4板73，它仍是线性偏振光束，所述线性偏振光束的偏振方向与进入5λ/4板73之前的线性偏振激光束的偏振方向相同。
正像镜74将从第一和第二半导体激光装置51、52发射且由5λ/4板73反射的激光束的光路弯曲90度，并将激光束导向物镜75。物镜75是聚光装置，用于将通过正像镜74弯曲的激光束聚集到光学记录介质76上。
当将驱动电压和驱动电流经由设置到半导体激光装置64的管座61的电极62供给作为光学拾取装置71的光源的第一和第二半导体激光装置51、52时，激光束从第一和第二半导体激光装置51、52发射。从第一和第二半导体激光装置51、52发射的线性偏振激光束进入在非偏振全息基板54上形成的光束分离衍射光栅57。
此处，在使用微分相位检测(简记为DPD)方法检测读取DVD的信息所必需的跟踪误差信号(以下有时称之为“TES”)和使用三维激光束定位方法或微分推拉计算定位(简记为DPP)方法检测读取CD的信息所必需的TES的情况下，要求具有预定衍射特性的光束分离衍射光栅57。光束分离衍射光栅57的预定衍射特性是这样的衍射特性，使得光栅使从第二半导体激光装置52发射的激光束衍射，从而将激光束分为作为主光束的透射光束和作为两个副光束的主要(primary)衍射光束，且几乎不使从第一半导体激光装置51发射的激光束衍射。
为了制成具有上述衍射特性的光束分离衍射光栅57，有必要适当地设置光束分离衍射光栅57上的衍射光栅槽的长度，以使衍射产生的不必要的光束尽可能少。例如，在将光束分离衍射光栅57上的衍射光栅槽的长度设置为1.4μm的情况下，用于第二半导体激光装置52发射出的激光束，主光束的透射率，也就是，透射光束的透射率为72％，副光束的衍射率为12％，结果为能够获得三束光的合适的光量比。另外，在将衍射光栅槽的长度设置为1.4μm的情况下，从第一半导体装置51发射出的激光束的衍射效率接近于零，其结果为可以透过第一半导体装置51发射出的激光束，而不发生衍射。在以下描述中，当提到主光束和两个副光束中的至少一个时，简单地称之为“光线”。
在使用微分推拉计算定位(Differential Push-pull，简称为DPP)法以检测TES和光束分离光栅57的情况下，TES对于读取CD和DVD的信息和在CD和DVD上记录信息是有必要的，使用光束分离光栅57，用于将入射光分离成一束主光束和两束副光束，并给予副光束其中之一180度的相位差，以便两束副光束的差信号的振幅也就是副光束的推拉计算定位信号接近于零。为了给予副光束其中之一180度的相位差，光束分离光栅57实际上按照以下方式设计：光束分离衍射光栅57的衍射光栅槽的周期性结构部分通过沿轨迹方向的一个半节距移动，轨迹方向垂直于相应于光学记录介质76径向的方向。
如上所述，根据该实施例，通过使用光束分离衍射光栅，给予副光束其中之一180度的相位差，以使两副光束的差信号的振幅，实际上是副光束的推拉计算定位信号接近零，即使在使用不同的轨迹节距的光学记录介质的情况，当检测跟踪误差信号时，可以补偿由于移动物镜和圆盘的倾角引起的偏差，而不降低光使用率。因此，可以使物镜跟随光学记录介质的偏心，并执行稳定的跟踪伺服，从而通过光束分离衍射光栅57分开的一束主光束和两个副光束在任意时刻都跟踪目标轨迹。另外，通过使用向副光束其中之一提供180度的相位差的光束分离衍射光栅57，可以使得两个副光束的差信号的振幅接近零，消除了旋转并调节衍射光栅以调整副光束的位置的需要，便于光学拾取装置71的安装调节。
第一和第二半导体激光装置51，52发射的并穿过光束分离衍射光栅57的激光束通过设置在无偏振全息衍射光栅58上的无偏振全息基板54、光学连接层55、和设置在偏振全息衍射光栅59进行透射，并进入准直透镜72。准直透镜72使进入的光束成为平行光束。通过准直透镜72形成平行光束的光束进入5λ/4板73。
当从第一半导体激光装置51发出的光束(其是偏振光束)进入5λ/4板73，其被转变为顺时针的圆形偏振光束，此后，通过正像镜74弯曲并导向物镜75。物镜75将通过正像镜74弯曲的光束聚集到光学记录介质76的信息记录表面上。通过光学记录介质76的信息记录表面反射的光束被转换为圆形偏振光束，其是相反方向的，也就是，相对于传播到光学记录介质上的光束是逆时针方向，并跟随与传播到光学记录介质上的光路相同的光路。反射的光束再次通过5λ/4板73，从而由圆形偏振光束转换为线性偏振光束。第一半导体激光装置51发射出的并在光学记录介质76的信息记录表面上反射的光束通过偏振全息基板56的偏振全息衍射光栅59衍射，并被光接收装置60接收。
即使从第二半导体激光装置52发出的光束进入5λ/4板73，其也作为线性偏振光束透射，并通过正像镜74弯曲并导向物镜75。物镜75将通过正像镜74弯曲的光束聚集到光学记录介质76的信息记录表面上。即使光学记录介质76的信息记录表面反射的光束跟随与传播到光学记录介质上的光路相同的光路，并再次通过5λ/4板73，其也保持线性偏振光束，该光束的偏振方向和由第二半导体激光装置52发出的光束相同。形成在偏振全息基板56上的偏振全息衍射光栅几乎不衍射第二半导体激光装置52发出的并通过光学记录介质76的信息记录表面反射的光束，原因在于该光束是线性光束。因此，可以尽可能地减少不必要的光线。另外，第二半导体激光装置52发出的并通过光学记录介质76的信息记录表面反射的光束由偏振全息基板56和全息耦合层55透射，由形成在非偏振全息基板54上的非偏振全息衍射光栅58衍射，并由接收装置60接收。
如上所述，根据该实施例，非偏振全息衍射光栅58和偏振全息衍射光栅59具有不同的衍射特性，以便它们能够透射来自第一和第二半导体激光装置51，52的激光束且进入它们自身，并将由光学记录介质76反射的透射光束衍射进光接收装置60的共用区域。因此，可以使得光接收装置60接收非偏振全息衍射光栅和偏振全息衍射光栅59衍射的光束，并容易地检测读取CD和DVD的信息和向CD和DVD写入信息所必需的信号。
而且，根据该实施例，全息衍射光栅对于各个振荡波长单独设置。具体地，设置有非偏振全息衍射光栅58和偏振全息衍射光栅59。从而，与通过一个全息衍射光栅执行不同波长带的两束光束的光学调整(例如光轴调整)相比较，可以高精确度地执行光学调整，便于高精确度地安装第一和第二半导体装置51，52和光接收装置60。因此，减小了安装误差，增加了成品率。
另外，根据该实施例，通过将5λ/4板73放置到形成有偏振全息光栅59的偏振全息基板56与物镜75之间的光路上，可以给第一和第二半导体激光装置51，52发射出的第一和第二波长的光束提供不同的相位差，并执行各个光束偏振方向上的调整。另外，由于可以将5λ/4板73共用于第一和第二波长带的光束，则可以不增加光学拾取装置71的光学元件的数量，防止光衍射中产生不必要的光，并防止光线使用率的下降。从而，例如，可以精确地检测读取CD和DVD的信息和向CD和DVD写入信息所必需的信号。
图14是示出偏振全息基板56的剖面图。偏振全息基板56包括透光基板31、双折射层32和各向同性保护涂层33。由于偏振全息基板56的结构和上述实施例中描述的第一偏振全息基板4相同，相应的部件由相同的标号示出，对它们的描述将被省略。而且，由于偏振全息基板56的制造步骤和前述实施例描述的第一偏振全息基板4的制造步骤相同，将省略其详细描述。
在制成非偏振全息基板54和偏振全息基板56之后，根据以后描述的组装步骤，非偏振全息基板54、光学耦合层55和偏振全息基板56形成一体，并形成全息耦合元件53。首先，在非偏振全息基板54厚度方向的一个表面部分上，通过应用诸如紫外固化树脂的透光粘合剂和紫外射线的照射来设置并固定光学耦合层55。接着，在垂直于光学轴L11、L22的盖63的一个表面部分上，设置通过在非偏振全息基板54厚度方向的一个表面部分上放置并固定光学耦合层55得到的光学元件。其次，在光学耦合层55厚度方向的一个表面部分上放置偏振全息基板56。接着，第二半导体激光装置52发射振荡波长为780nm的激光束，对焦点误差信号(以下又是称为“FES”)、跟踪误差信号(以下有时称为“TES”)执行偏移调整和诸如光轴调整等光学调整。
随后，第一半导体激光装置51发出振荡波长为650nm的激光束，并执行FES和TES的偏移调整和诸如光轴调整的光学调整。在对第一和第二半导体激光装置51，52分别发射出的激光束进行光学调整之后，用紫外线照射诸如紫外固化树脂等透光粘合剂，固定非偏振全息基板54和光学耦合层55，固定光学耦合层55和偏振全息基板56，从而形成了非偏振全息基板54通过光学耦合层55与偏振全息基板56形成为一体的全息耦合元件53。
在该实施例中，非偏振全息基板54以周缘区域暴露的状态结合至半导体激光装置64的盖63厚度方向的一个表面，光学耦合层55以周缘区域暴露的状态结合至非偏振全息基板54厚度方向的一个表面，偏振全息基板56以周缘区域暴露的状态结合至光学耦合层55厚度方向的一个表面。
此处，面对非偏振全息基板54的半导体激光装置64的第一表面63a、面对半导体激光装置64的非偏振全息基板54的第二表面54a、面对光学耦合层55的非偏振全息基板54的第三表面54b、面对非偏振全息基板54的光学耦合层55的第四表面55a、面对偏振全息基板56的光学耦合层55的第五表面55b、以及面对光学耦合层55的偏振全息基板56的第六表面56a都是平面且相互平行。另外，第一和第二半导体激光装置51，52发射出的激光束的光轴L11、L22分别垂直于第一至第六表面63a、54a、54b、55a、55b、56a。
通过将诸如紫外固化树脂的透光粘合剂涂覆到半导体激光装置64的周缘区域与面对半导体激光装置64周缘区域的非偏振全息基板54的外周缘表面相互交叉的角部分，并使用紫外射线照射，可以粘合半导体激光装置64和非偏振全息基板54。另外，通过将诸如紫外固化树脂的透光粘合剂涂覆到非偏振全息基板54的周缘区域与面对非偏振全息基板54周缘区域的光学耦合层55的外周缘表面相互交叉的角部分，并使用紫外射线照射，可以把非偏振全息基板54和光学耦合层55粘合在一起。进而，通过将诸如紫外固化树脂的透光粘合剂涂覆到光学耦合层55的周缘区域与面对光学耦合层55周缘区域的偏振全息基板56的外周缘表面相互交叉的角部分，并使用紫外射线照射，可以把光学耦合层和第二基板粘合在一起。在该实施例中，放置非偏振全息基板54、光学耦合层55、以及偏振全息基板56的顺序和组装顺序一致。
根据上述的实施例，通过将非偏振全息基板54以周缘区域暴露的状态结合至半导体激光装置64的盖63厚度方向的一个表面，将光学耦合层55以周缘区域暴露的状态结合至非偏振全息基板54厚度方向的一个表面，将偏振全息基板56以周缘区域暴露的状态结合至光学耦合层55厚度方向的一个表面，可以紧固用于涂覆粘合剂的区域，从而将半导体激光装置64和非偏振全息基板54粘合在一起，将非偏振全息基板54和光学耦合层55粘合在一起，将光学耦合层55和偏振全息基板56粘合在一起。因而，仅通过将诸如紫外固化树脂的粘合剂涂覆至紧固区域并用紫外射线照射，就可以容易地将半导体激光装置64和非偏振全息基板54粘合在一起，将非偏振全息基板54和光学耦合层55粘合在一起，将光学耦合层55和偏振全息基板56粘合在一起，从而便于粘合操作。
在该实施例中，通过在非偏振全息基板54和偏振全息基板56各个表面之间插入由硅玻璃、丙烯酸(类)树脂、或类似物制成的光学耦合层55，可以防止当第一半导体激光装置发射出振荡波长为650nm的激光束时，形成在偏振全息基板56上的偏振全息衍射光栅59衍射的光进入形成在非偏振全息基板54上的非偏振全息衍射光栅58并被衍射。另外，在执行光学调整后，例如，通过利用偏振全息衍射光栅59调整多个波长带的光束的光轴，可以通过预先将光学耦合层55安装并固定到非偏振全息基板54上，防止偏振全息基板56的旋转损害形成在非偏振全息基板54上的非偏振全息衍射光栅58。
图15A和15B分别示出非偏振全息衍射光栅58和偏振全息衍射光栅59、和用于接收通过非偏振全息衍射光栅58和偏振全息衍射光栅59衍射的光束的光接收装置60的视图。图15A示出偏振全息衍射光栅59和光束光点形状的实例的视图，其中所述光束光点形状是从第一半导体激光装置1发射的激光束通过光学记录介质76反射的反射光由偏振全息衍射光栅59衍射并进入光接收装置60时所获得的。图15B示出非偏振全息衍射光栅58和光束光点形状的实例的视图，其中所述光束光点形状是从第二半导体激光装置52发射的激光束通过光学记录介质76反射的反射光由非偏振全息衍射光栅58衍射并进入光接收装置60时所获得的。
图15A所示的偏振全息衍射光栅59使从第一半导体激光装置51发射且通过DVD的信息记录面反射的光束衍射，并将衍射的光束导向光接收装置60。图15B所示的非偏振全息衍射光栅58使从第二半导体激光装置52发射且通过CD的信息记录面反射的光束衍射，并将衍射的光束导向光接收装置60。
为了检测光接收装置60上的光束光点形状随着光学记录介质76和物镜75的相对移动而改变时获得的输出信号，并使光学记录介质76和物镜75之间的距离保持固定，有必要分别将偏振全息衍射光栅59和非偏振全息衍射光栅58分为至少两个光栅区。如图15A所示，本实施例的偏振全息衍射光栅59形成为圆形，且具有第一光栅区59c、第二光栅区59d、和第三光栅区59e。第一光栅区59c是通过用第一分割线59a划分圆形区域而获得的两个半圆形区域其中之一。第二光栅区59d是通过用第二分割线59b划分这两个半圆形区域其中另一个半圆形区域而获得的两个1/4圆形区其中之一，其中第二分割线59b垂直于第一分割线59a。第三光栅区59e是两个1/4圆形区中另一个。
而且，如图15B所示，本实施例的非偏振全息衍射光栅58形成为圆形，且具有第一光栅区58c、第二光栅区58d、和第三光栅区58e。第一光栅区58c是通过用第一分割线58a划分圆形区域而获得的两个半圆形区域其中之一。第二光栅区58d是通过用第二分割线58b划分两个半圆形区域其中另一个半圆形区域而获得的两个1/4圆形区其中之一，其中第二分割线58b垂直于第一分割线58a。第三光栅区58e是两个1/4圆形区其中另一个。
光接收装置60具有多个光接收区，用于接收分别由偏振全息衍射光栅59和非偏振全息衍射光栅58的第一光栅区59c、58c，第二光栅区59d、58d，和第三光栅区59e、58e衍射的光束。本实施例的光接收装置60具有十个光接收区D1到D10，如图15A和15B所示。各个光接收区D1到D10有选择地用于读取CD和DVD的信息，并检测FES、TES、和再生信号(简记为RF)。
而且，光接收区60被如此设置，使得各个光接收区D1到D10的纵向平行于偏振全息衍射光栅59和非偏振全息衍射光栅58的衍射方向。各个光接收区D1到D10如此形成，使得纵向方向上的长度比由于作为光源的第一和第二半导体激光装置51、52的波长改变而造成的入射位置变化的范围要大。因此，即使当第一和第二半导体激光装置51、52的波长由于温度等的变化而改变时，也可以安全地接收光束并获得理想信号。而且，在各个光接收区D1到D10的纵向上的长度过长的情况下，容量增加且各个光接收区D1到D2的响应速度降低，所以光接收装置9如此设置，以便使其具有使容量不影响响应速度的长度。
在本实施例中，在检测读取DVD和CD的信息所必需的FES的时使用了刀口法。此外，在本实施例中，在检测读取DVD的信息所必需的TES时使用了微分相位检测(简记为DPD)方法，在检测读取CD的信息所必需的TES时使用了微分推拉计算定位(简记为DPP)方法。
在图15A和15B中，基于光接收区域D2、D4、D5、D6、D7、D9的输出信号检测CD和DVD的RF。此外，基于光接收区域D2、D9的输出信号检测基于DPD方法的DVD的TES。光接收区域需要高响应速度来检测诸如RF和TES等基于DPD方法的信号，所述信号包含高频组件，且需要对如上所述的光学记录介质76的再生信号进行快速读取。
而且，基于光接收区D1、D3、D8、D10的输出信号检测CD的TES，基于光接收区D4、D5、D6、D7的输出信号检测CD和DVD的FES。光接收区D1、D3、D8、D10不需要高响应速度来检测CD的TES。此外，由于光接收区D4、D7用于给在读取为双层圆盘的DVD时造成的FES补偿杂散光，所以这些光接收区不需要高响应速度，且在信号复制期间光不进入这些区域。
在图15A和15B中，为了减少全息激光单元65的输出端子的数量，可将检测相同信号的光接收区互连。例如，在本实施例中，可以将光接收区D4和光接收区D6互连，连接光接收区D5和光接收区D7，这些区域分别用于检测FES。而且，可以将光接收区D1和光接收区D3互连，连接光接收区D8和光接收区D10，这些区域分别用于基于DPP方法检测TES。在图15A和图15B中，光接收区D1和光接收区D3互连时的输出信号用P1表示，光接收区D5和光接收区D7互连时的输出信号用P3表示，光接收区D4和光接收区D6互连时的输出信号用P4表示，光接收区D8和光接收区D10互连时的输出信号用P5表示。此外，光接收区D2、D6的输出信号分别用P2、P6表示。
基于在DVD的信息记录面上反射的光由偏振全息衍射光栅59衍射、并被光接收装置60的各个光接收区D1到D10接收、且从各个光接收区D1到D10输出时所获得的信号的FES、TES、和RF分别用上述表达式(1)至(3)得到。基于在CD的信息记录面上反射的光由非偏振全息衍射光栅58衍射、被光接收装置60的各个光接收区D1到D10接收、从各个光接收区D1到D10输出时所获得的信号的FES、TES、和RF分别用上述表达式(4)至(6)得到。
如上所述，刀口法用于检测读取DVD和CD的信息所必需的FES，DPD方法用于检测读取DVD的信息所必需的TES，DPP方法用于检测读取图15A和15B所示的光接收装置60中的CD的信息所必需的TES。然而，举例来说，光点尺寸方法可用于检测读取DVD和CD的信息所必需的FES，DPD方法可用于检测读取DVD的信息所必需的TES，DPP方法可用于检测读取CD的信息所必需的TES。
图16A和图16B分别示出非偏振全息衍射光栅58和偏振全息衍射光栅59、和用于接收由非偏振全息衍射光栅58和偏振全息衍射光栅59衍射的光束的光接收装置60。图16A示出偏振全息衍射光栅59和光束光点形状的实例的视图，其中所述光束光点形状是从第一半导体激光装置51发射的激光束通过光学记录介质76反射的反射光由偏振全息衍射光栅59衍射并进入光接收装置60时所获得的。图16B示出非偏振全息衍射光栅58和光束光点形状的实例的视图，其中所述光束光点形状是从第二半导体激光装置52发射的激光束通过光学记录介质76反射的反射光由非偏振全息衍射光栅58衍射并进入光接收装置60时所获得的。
图16A所示的偏振全息衍射光栅59使从第一半导体激光装置51发射并由DVD的信息记录面反射的光束衍射，将衍射的光束导向光接收装置60。图16B所示的非偏振全息衍射光栅58使从第二半导体激光装置52发射并由CD的信息记录面反射的光束衍射，将衍射的光束导向光接收装置60。由于图16A和16B所示的偏振全息衍射光栅59和非偏振全息衍射光栅58分别具有与图15A和15B所示的偏振全息衍射光栅59和非偏振全息衍射光栅58相同的形状和功能，所以相应部分将用相同的参考标号表示，且将省略对其的描述。
图16A和16B所示的光接收装置60具有多个光接收区，用于接收分别由偏振全息衍射光栅59和非偏振全息衍射光栅58的第一光栅区59c、58c，第二光栅区59d、58d，第三光栅区59e、58e衍射的光束。本实施例的光接收装置60具有十二个光接收区S1至S12，如图16A和16B所示。各个光接收区S1至S12分别用于读取CD和DVD的信息并检测FES、TES、和RF。
在图16A和16B中，将刀口法用于检测读取DVD和CD的信息所必需的FES。而且，将DPD方法用于检测读取DVD的信息所必需的TES，三维激光束定位方法用于检测读取CD的信息所必需的TES。
在图16A和16B中，基于光接收区S2、S5、S6、S7、S8、S11的输出信号检测CD和DVD的RF。而且，基于光接收区S2、S11的输出信号检测基于DPD方法的DVD的TES。此外，基于光接收区S1、S3、S4、S9、S10、S12的输出信号检测CD的TES。由于光接收区S5、S8用于给读取为双层磁盘的DVD的信息时所造成的FES补偿杂散光，所以这些光接收区不需要高响应速度，且在信号再生期间光不进入这些区域。
虽然在图16A和图16B中未示出用于检测相同信号的光接收区互连的状态，光接收区可以与图15A和图15B相同的方式互连，以减少全息激光单元65的输出端子的数量。例如，在本实施例中，可以将光接收区S5和光接收区S7互连，并连接光接收区S6和光接收区S8，这些光接收区分别用于检测FES。此外，可以将光接收区S1、光接收区S4、和光接收区S10互连，并连接S3、光接收区S9、和光接收区S12，这些光接收区分别用于基于三维激光束定位方法检测TES。
基于DVD的信息记录面上反射的光由偏振全息衍射光栅59衍射、被光接收装置60的各个光接收区S1至S12接收、和从各个光接收区S1至S12输出时获得的信号的FES、TES、和RF分别用上述表达式(7)至(9)得到。基于在CD的信息记录面上反射的光由非偏振全息衍射光栅58衍射、被光接收装置60的各个光接收区S1至S12接收、和从各个光接收区S1至S12输出时获得的信号的FES、TES、和RF分别用上述表达式(10)至(12)得到。
如上所述，将刀口法用于检测读取DVD和CD的信息所必需的FES，将DPD方法用于检测读取DVD的信息所必需的TES，三维激光束定位方法用于检测读取图16A和16B所示的光接收装置60中的CD的信息所必需的TES，然而，举例来说，可将光点尺寸方法用于检测读取DVD和CD的信息所必需的FES，可将DPP方法用于检测读取DVD和CD的信息所必需的FES。
图17示出包含全息耦合元件53的全息激光单元80的结构的简化透视图，这是本发明的再一实施例。图18示出光学拾取装置81的结构的简化视图。在图17中，将盖63部分切掉进行展示。由于全息激光单元80与上述的光学拾取装置71中的全息激光单元65相似，且除了5λ/4板73一体地形成在全息耦合元件53上之外，全息激光单元80具有与全息激光单元65相同的结构和功能，所以相同部分将用相同的参考标号表示，并且省略对与全息激光单元65相同的结构和功能的描述。光学拾取装置81是执行以下至少一个过程的装置：光学读取记录在光学记录介质76的信息记录面上的信息的过程；将信息光学记录光学在记录介质76的信息记录面上的过程。
虽然5λ/4板73置于图13所示的光学拾取装置71中的准直透镜72和正像镜74之间，然而也可将5λ/4板73与图18所示的光学拾取装置81中的全息激光单元80的全息耦合元件53一体地形成。具体而言，5λ/4板73一体地安装在全息耦合元件53的偏振全息基板56的厚度方向的一个表面部分上。
根据上述实施例，通过使5λ/4板73和全息耦合元件53成一体构成全息激光单元80，减少光学元件的数量和制造时安装步骤的数量，简化诸如光轴调整等光学调整操作。而且，在使用光学元件数量减少的全息激光单元80的情况下，可以使得全息激光单元80和正像镜74之间的光路的长度比光学拾取装置71中的光路长度要短，结果是，可以促进光学拾取装置81的小型化，还可以降低光学拾取装置81的制造成本。
上述实施例仅对本发明进行了示例，且本发明的结构可在本发明的范围内进行改变。例如，虽然在上述实施例中描述了应用于读取DVD和CD的信息和将信息记录到DVD和CD上的全息耦合元件3、15、53，全息激光单元14、40、65、80，和光学拾取装置21、41、71、81的结构，但是本发明也可优选不仅通过上述DVD和CD而且通过本发明的另一实施例中的DVD-R(可记录数字多用盘)和CD-R(可记录光盘)等可记录光学记录介质体现。
此外，虽然在上述实施例中将紫外固化树脂用作透光粘合剂，然而在本发明的另一实施例中也可优选将加热时凝固的热固树脂用作透光粘合剂。
本发明可以其它具体形式实现，而不偏离其精神或本质特征。因此将本发明的实施例认为在各方面都是说明性的，而非限制性的，本发明的范围由所附权利要求书而非上述描述限定，因此落在权利要求书等同物的含义和范围内的所有改变都包含在本发明中。