具有专用的聚焦跟踪光束的光学读出器/写入器制造技术

本发明专利技术涉及一种用于两维存储盘的光学读出器，包括：用于产生多个激光光束并且将所说光束投射到旋转盘的装置（２１、２２、１４、１５）；用于检测被盘衍射后的光束的装置（２４、２５、２６）；用于根据所说多个光束之一确定聚焦误差信号（２９）的装置（２４、２７、２８）。所说多个光束包括具有第一偏振的一个光束阵列和具有第二偏振的一个专用的中心聚焦跟踪光束，所说第二偏振与所说第一偏振正交。所说光束可通过偏振相关的衍射元件产生。或者，将具有一个偏振的光束衍射成多个光束并与具有另一个偏振的光束重新组合起来。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及用于两维存储盘的光学读出器/写入器，它包括用于产生多个激光光束并且将所说激光光束投影到旋转盘上的装置、用于检测被盘衍射后的光束的装置、和用于根据多个光束之一确定聚焦误差信号的装置。
技术介绍
按照常规，执行光学存储是一维的，即将连续比特的轨道写到盘上(例如CD，DVD)。最近，引入了两维的光学存储的概念。两维盘的格式基于宽的螺旋线，宽的螺旋线由一系列平行的比特行组成。使用单个激光光束实现平行的读出，所说激光光束穿过衍射光栅，产生扫描宽的螺旋线的整个宽度的光点阵列。这样一种系统在“两维光学存储”(作者Wim M.J.Coene，有关光学数据存储的OSA专题会议，2003年5月11-14日，技术文摘，90-92页)中公开。对于激光器的聚焦跟踪，使用基于阵列的中央光点的传统方法(例如傅科法(Foucault)、象散、光点大小)产生聚焦误差信号。然而，在光点之间的小的分离(微米数量级)在散焦时将要使光点很快地叠加。在叠加区，由于邻近光点的干扰，这种干扰破坏了聚焦信号，所以强度分布遭到严重破坏。结果，俘获范围，或者说聚焦的S曲线长度，明显减小。虽然常规的一维光学读出器(如CD ROM驱动器)的俘获范围约为2-5微米，但两维的读出器的俘获范围小于1微米。在盘的写入期间，这个问题同样存在。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是克服这个问题，提供具有改进的聚焦跟踪功能的两维光学读出器/写入器。本专利技术的另一个目的是提供具有改进的俘获范围的两维光学读出器/写入器。通过在本文开始段提到的这种类型的光学读出器/写入器可以实现这些目的以及其它目的，其中所说的多个光束包括具有第一偏振的一个光束阵列和具有第二偏振并与所说第一偏振正交的一个专用聚焦跟踪光束，并且其中所说聚焦误差信号基于所说聚焦跟踪光束。按照本专利技术，具有一个偏振的光束用于实际访问盘上的数据，而具有第二偏振的光束用于聚焦跟踪。聚焦跟踪可以基于一个单光束，没有来自相邻光束的干扰。聚焦跟踪光束可以与光束阵列的光束之一重合，最好是与光束阵列的中心光束重合。这样就可保证，在读出/写入期间实际要使用的这一点反射用于聚焦跟踪的反射光束。通过使用中心光束，可以增加在光束阵列的大多数光束(即，即使他们相互没有对准)中实现可接受的聚焦的可能性。用于检测光束的装置最好包括一个光束分离器，用于将专用的聚焦跟踪光束与光束阵列分离。这样就可以提供专用的聚焦跟踪光束与读出/写入光束的分离，因此便于跟踪方法的应用，如傅科法的应用。对于读出，还必须分离读出光束以便能够处理高频数据，而对于写入，区分出聚焦光束可能就足够了。光束分离器可以包括偏振光束分光器，对于偏振光束分光器进行安排，使其可以在一个方向反射读出光束阵列，并且在不同的方向反射专用的聚焦跟踪光束。这样的光束分光器在本领域中是公知的。按照本专利技术的一个实施例，激光产生装置包括用于产生激光光束的一个激光器和一个衍射元件，所说衍射元件安排在所说光束的光路里，所说衍射元件适合于衍射在一个方向偏振的光，同时透射在另一个方向偏振的光，另一个方向与所说第一方向正交。于是，衍射元件将要产生具有第一偏振的一个光束阵列，和具有不同的(并且正交的)偏振的一个单个光束。通过调节衍射元件相对于入射的激光光束的取向，可以控制聚焦光束和光束阵列之间的功率分配。这样一种衍射元件可以通过由双折射材料构成的二进制光栅来实现，在这里，对于光栅深度进行选择，以使对于一种偏振的光可以实现期望的衍射，而对于正交的偏振的光不存在任何衍射。这可以通过让光栅深度满足如下方程来实现(ne-1)h＝lλ(no-1)h＝step/2π+mλ在这里，λ是激光波长，no是寻常折射率，ne是非寻常折射率，step是需要提供期望衍射的二进制光栅的相位步长，l和m是整数。这样一种光栅制造起来是不难的。按照本专利技术的一个不同的实施例，激光产生装置包括用于产生具有所说第一偏振的第一激光光束和具有所说第二偏振的第二激光光束的装置；一个衍射元件，所说衍射元件安排在所说第一光束的光路里，用于衍射所说第一激光光束使之成为所说光束阵列；和一个组合器，将其安排成可以重新组合所说第二激光光束与所说光束阵列。这个实施例不需要上述的偏振灵敏的衍射元件，而是在具有不同的偏振的激光光束之一已经衍射成光束阵列之后将所说的这些具有不同偏振的激光光束合并在一起。用于产生第一偏振激光光束和第二偏振激光光束的装置可以包括用于产生激光光束的激光器和安排在该光束的光路中的偏振光束分光器。通过相对于激光光束的偏振适当地取向所说光束分光器，可以获得具有正交的偏振并且功率大体上相等的两个激光光束。附图说明下面参照附图更加详细地描述本专利技术的这些和其它方面，附图表示本专利技术的当前优选的实施例。图1表示在光盘上的两维存储布局；图2表示按照现有技术的图1中盘的平行读出；图3示意地表示按照本专利技术的第一实施例的光学读出器的配置；图4示意地表示按照本专利技术的第二实施例的光学读出器的配置。具体实施例方式图1说明在光盘1上两维存储的原理。以宽螺旋线2的形式存储信息，宽螺旋线2包括一系列平行的比特行3(在这里是5行)和一个保护带4。在图1的例子中，比特行3在径向方向相互排齐，以形成六边形的比特网格。这意味着每个比特5、6与一个物理上的六边形的比特单元7、8相关联。在一般情况下，具有数值0的一个比特的比特单元7具有一个均匀平直的区域，具有数值1的一个比特的比特单元8具有中心在六边形面积内的一个孔9。这样一个孔9的大小最好与比特单元面积的一半相比拟，或者小于比特单元面积的一半，从而可以消除信号折叠，即，多个0构成的群集和多个1构成的群集这两者导致一个完美的镜像。图2表示如何按照常规的方式使用一个激光光束11从图1的盘中实现平行读出的，激光光束11穿过衍射光栅12，产生一个光束阵列13，光束阵列13通过准直器透镜14和物镜15聚焦到盘1上，从而可以形成横跨螺旋线2的整个宽度的光点阵列。每个光束13被盘1反射并衍射，然后被光束分离器16反射并被多分区光检测器17检测，多分区光检测器17产生一系列用作二维信号处理的输入的高频波形，在处理器18内进行所说的二维信号处理。处理器18还通过根据中心光点计算聚焦误差信号向光学系统15提供聚焦跟踪信号19。这样一种系统在“二维光学存储”(作者Wim M.J.Coene，2003年5月11-14日，有关光学数据存储的OSA专题会议，“技术文摘”90-92页)中进行了描述，并且在这里参照引用。图3表示本专利技术的第一实施例，在这里，与图2中的元件对应的元件用相同的参考数字表示。在这个实施例中，在来自激光器21的光束的光路中安排衍射元件23，在这里它是一个二进制光栅。光栅23适合于用作具有第一偏振的光的衍射元件，而对于第二偏振的光是透明的，第二偏振垂直于第一偏振。这可以利用由双折射材料制成的二进制光栅来完成，在这里，二进制光栅的光栅深度是这样的对于一种偏振的光，可以实现所需的相位深度；对于正交偏振的光，相位深度是2π的倍数。用方程表示，这对应于(ne-1)h＝lλ(no-1)h＝step/2π+mλ在这里，λ是激光波长，no是寻常折射率，ne是非寻常折射率，step是需要提供期望衍射的二进制光栅的相位步长，l和m是整数。这些方程确定本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于两维存储盘的光学读出器／写入器，包括：　　　　用于产生多个激光光束并且将所说光束投射到旋转盘的装置（２１、２３、１４、１５；２１、３１、３２、３３、３４、１４、３５、１５）；　　　　用于检测被盘衍射后的光束的装置（２４、２５、２６），　　　　用于根据所说多个光束之一确定聚焦误差信号（２９）的装置（２４、２７、２８），其特征在于：　　　　所说多个光束包括具有第一偏振的一个光束阵列和具有第二偏振的一个专用的聚焦跟踪光束，所说第二偏振与所说第一偏振正交；和　　　　其中所说的聚焦误差信号（２９）基于所说的聚焦跟踪光束。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】EP 2004-4-30 04300251.81.一种用于两维存储盘的光学读出器/写入器，包括用于产生多个激光光束并且将所说光束投射到旋转盘的装置(21、23、14、15；21、31、32、33、34、14、35、15)；用于检测被盘衍射后的光束的装置(24、25、26)，用于根据所说多个光束之一确定聚焦误差信号(29)的装置(24、27、28)，其特征在于所说多个光束包括具有第一偏振的一个光束阵列和具有第二偏振的一个专用的聚焦跟踪光束，所说第二偏振与所说第一偏振正交；和其中所说的聚焦误差信号(29)基于所说的聚焦跟踪光束。2.根据权利要求1所述的光学读出器/写入器，其中所说的聚焦跟踪光束与光束阵列的光束之一重合，最好与光束阵列的中心光束重合。3.根据权利要求1所述的光学读出器/写入器，其中所说用于检测光束的装置包括一个光束分离器(24)，用于将专用的聚焦跟踪光束与光束阵列分离。4.根据权利要求3所述的光学读出器/写入器，其中所说光束分离器包括偏振光束分光器(24)，将所说偏振光束分光器(24)安排成在一个方向反射读出光束阵列并且在不同的方向反射专用的聚焦跟踪光束。5.根据权利要求1所述的光...

【专利技术属性】
技术研发人员：A范德李，C布施，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]