多波长的光学读写头制造技术

本发明专利技术为一种多波长的光学读写头，包括至少三个以上用以产生不同波长激光束的激光束产生单元、配置在读写头光学路径中心上，引导激光束行进的导光单元及将光信号转换为相对应电信号的光检出组件，且该导光单元包括衍射光学组件及聚焦物镜，在激光束产生单元产生激光束后，由导光单元引导该激光束行进至衍射光学组件，以使至少三种以上的激光束形成不同衍射角度及衍射效果，且经聚焦物镜聚焦在光学记录媒体的数据面，并反射至光检出组件，以存取至少三种以上不同数据储存密度的光学记录媒体。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种光学读写头，用以存取光学记录媒体中的数据，特别涉及一种以多种(至少三种以上)不同波长的激光束来存取多种(至少三种以上)不同数据储存密度的光学记录媒体的光学读写头。另外，新式光学读写头的设计必须要具备反向兼容性，也就是既能够存取新式的光学记录媒体，也能够存取旧式的光学记录媒体，所以新式光学读写头除了能发出存取新式光学记录媒体的较短波长的激光束外，也必须能发出存取旧式光学记录媒体的较长波长的激光束，或是以别的方式存取，为此，现有数种能够存取两种不同数据储存密度的光学记录媒体(如CD和DVD)的光学读写头，以下对这些光学读写头做一说明如附图说明图1A、1B所示，为美国第5446565号专利案中所公开的可产生不同NA值的双焦点聚焦物镜，其在激光束产生单元所产生的激光束行进至全像光学组件1(Holographic Optical Element；H.O.E.)时，该全像光学组件1会使经过的激光束发生衍射，并由聚焦物镜2聚焦在光学记录媒体40，且通过该全像光学组件1后产生两种衍射角度，再通过聚焦物镜2即可使激光束聚焦在不同的焦点(不同数据储存密度的光学记录媒体40的数据面)，以存取两种不同数据储存密度的光学记录媒体40。如图2所示，该光学读写头使两激光束产生单元3、4所产生不同波长的激光束各经由其光学路径，而到达聚焦物镜2，并依据不同波长的激光束对应的不同NA值，而形成不同大小的聚光焦点，经光学记录媒体40反射后，各自返回到光检出组件5及光束产生单元4(其中光束产生单元4兼有光检出组件5的功能)，以达到存取两种不同数据储存密度的光学记录媒体40的目的。如图3所示，该光学读写头则使用两光束产生单元3a、3b所产生的不同波长激光束，再通过不同光学路径及光学组件，并经由聚焦物镜2a、2b使不同波长激光束能够聚焦于不同焦点(不同数据储存密度的光学记录媒体40的数据面)，且经光学记录媒体40反射后，返回到光检出组件5及光束产生单元3b(其中光束产生单元3b兼有光检出组件5的功能)，以达到存取两种不同数据储存密度的光学记录媒体40的目的。以上所述的光学读写头，虽然都能存取两种不同数据储存密度的光学记录媒体，但在对更高数据储存密度的光学记录媒体的强烈需求，以及必须以更小的聚光焦点才能存取该光学记录媒体的特性驱使下，上述光学读写头将无法直接用其光学系统存取新型光学记录媒体，且基于反向兼容性的需求，未来新型高密度光学的趋势将必须具有反向存取先前两种不同数据储存密度的光学记录媒体(如CD和DVD)的能力，但若将上述光学读写头加以扩充成具有反向兼容于先前两种不同数据储存密度的光学记录媒体，却又会面临到无法扩充(如图1A、1B中可产生不同NA值的双焦物镜光学读写头)，甚至是构造复杂的问题，所以开发出一种能够存取CD、DVD和新型高密度记录媒体或至少该三种以上不同数据储存密度的光学记录媒体，且构造简单，并具有扩充性的光学读写头也就非常地重要。根据本专利技术所公开的多波长的光学读写头，包括至少三个以上用以产生不同波长的激光束产生单元、导光单元及光检出组件，其中至少三个以上激光束产生单元用以产生不同波长的激光束，导光单元配置在读写头的光学路径中心上，用以引导激光束产生单元的激光束行进，并包括衍射光学组件及聚焦物镜，而光检出组件同样配置在读写头的光学路径中心上，在激光束产生单元产生激光束后，由导光单元引导激光束行进，直至行进到衍射光学组件，使至少三种以上不同波长的激光束各自形成不同的衍射角度及衍射效果，且经聚焦物镜聚焦在至少三种以上不同数据储存密度的光学记录媒体的数据面，且聚焦的激光束经光学记录媒体反射后，携带有媒体上所记录的数据信号，依循先前的读写头光学路径返回，最后由光检出组件接收，并将光信号转换为相对应的电信号，如此读写头即可存取至少三种以上不同数据储存密度的光学记录媒体。为使对本专利技术的目的、构造特征及其功能有进一步的了解，现配合附图详细说明如下。图3为现有的另一种具有双波长的光学读写头；图4为本专利技术中各组件的配置关系图；图5为本专利技术中由一激光束产生单元产生的激光束所行进的光学路径；图6为本专利技术中不同波长的激光束行经衍射光学组件而改变其光学路径后，通过聚焦物镜聚焦于光学记录媒体的示意图；图7A、7B、7C为本专利技术中激光束行经衍射光学组件时，该组件对应于不同波长的激光束所用于调变液晶分子折射率的电极设计；图8A、8B、8C为本专利技术中以不同波长的激光束存取与其对应的光学记录媒体时所形成的聚焦误差信号；图9为本专利技术中由另一激光束产生单元产生的激光束所行进的光学路径；图10为本专利技术中由另一激光束产生单元产生的激光束所行进的光学路径；图11为本专利技术的另一实施例；图12为图11中多波长激光束产生单元的结构图；及图13为图11中光检出组件的侦测区与寻轨信号侦测区的设置示意图。激光束产生单元10a、10b、10c用以产生不同波长的激光束，以存取不同数据储存密度的光学记录媒体40，且其中一激光束产生单元10c具有与其对应的三光束光栅11，用以使激光束产生单元10c所产生的激光束形成寻轨光束。导光单元20配置在读写头的光学路径中心上，用以引导激光束产生单元10a、10b、10c所产生的激光束行进，再聚焦在光学记录媒体40的数据面上，且使光学记录媒体40所反射的聚焦激光束行进到光检出组件30，该导光单元20包括分光镜201a、201b、201c；准直透镜202；衍射光学组件203；聚焦物镜204以及圆柱透镜205。分光镜201a、201b、201c为双色分光镜，设置在读写头的光学路径中心上，且分别对应于激光束产生单元10a、10b、10c，用以将激光束产生单元10a、10b、10c所产生的激光束反射到依循读写头的光学路径中心行进，并且使经由光学记录媒体40所反射的激光束通过，当然，分光镜201a、201b、201c三者对于各自对应的激光束产生单元10a、10b、10c所产生的不同波长激光束会使其部分穿透及部分反射，而对其他波长的激光束则会使其完全穿透，且分光镜201a、201b、201c三者设置在读写头的光学路径中心上的方式并不固定(即三者的前后顺序并不固定)，只要分光镜201a、201b、201c三者皆能将各自对应的激光束产生单元10a、10b、10c所产生的不同波长激光束反射到准直透镜202即可。准直透镜202设置在读写头的光学路径中心上，用以将不同波长且各自从分光镜201a、201b、201c所反射的发散激光束转换成平行光束，并使经由光学记录媒体40所反射的激光束通过。衍射光学组件203为一种采用液晶材料所制成的衍射组件(LiquidCrystal Diffractive Optical Element；LCDOE)，设置在读写头的光学路径中心上，用以使经过准直透镜202的激光束及经由光学记录媒体40所反射的激光束通过，衍射光学组件203表面具有各种呈同心圆形线条分布的电极设计，且通过外部切换供应在电极上的电压，来改变激光束所能够通过的孔径范围(对应聚焦物镜204的NA值)，以及周期性调变衍射光学组件203内部的液晶分子的折射率(如图7B、7C所示)，进而改变衍射光学组件203的衍射特性，以修正因光学记录媒体40的基板厚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多波长光学读写头，用以对不同数据储存密度的光学记录媒体进行数据存取，该读写头包括：至少三个以上激光束产生单元，用以产生不同波长的激光束；一导光单元，配置在该读写头光学路径的中心，用以引导该激光束，并聚焦在该光学记录媒体的数据面后 ，且由该光学记录媒体将所记录的数据信号的激光束反射，且该导光单元包含一衍射光学组件及一聚焦物镜，其中该衍射光学组件用以改变该激光束所能通过的孔径范围，并使不同波长该激光束形成不同的衍射角度和衍射效果后，再经该聚焦物镜，将经衍射的该激光束聚焦在对应不同数据储存密度的该光学记录媒体的数据面；及一光检出组件，用以接收自该光学记录媒体所反射的激光束，并将该激光束的光信号转换为相应的电信号。

【技术特征摘要】
1.一种多波长光学读写头，用以对不同数据储存密度的光学记录媒体进行数据存取，该读写头包括至少三个以上激光束产生单元，用以产生不同波长的激光束；一导光单元，配置在该读写头光学路径的中心，用以引导该激光束，并聚焦在该光学记录媒体的数据面后，且由该光学记录媒体将所记录的数据信号的激光束反射，且该导光单元包含一衍射光学组件及一聚焦物镜，其中该衍射光学组件用以改变该激光束所能通过的孔径范围，并使不同波长该激光束形成不同的衍射角度和衍射效果后，再经该聚焦物镜，将经衍射的该激光束聚焦在对应不同数据储存密度的该光学记录媒体的数据面；及一光检出组件，用以接收自该光学记录媒体所反射的激光束，并将该激光束的光信号转换为相应的电信号。2.如权利要求1所述的多波长光学读写头，其中该激光束产生单元还包括与其对应的三光束光栅，用以形成寻轨光束。3.如权利要求1所述的多波长光学读写头，其中该导光单元还包括至少三个以上分光镜，设置在该读写头的光学路径中心上，且分别对应于各自的激光束产生单元，用以将各自对应的激光束分光并使其它波长的激光束穿透，而部分该激光束反射到依循该读写头的光学路径中心行进，并使经由该光学记录媒体反射的该激光束通过；及一准直透镜，设置在该读写头的光学路径中心上，用以将该分光镜所反射的发散的该激光束转换成平行光束，并待该激光束行经该衍射光学组件及该聚焦物镜后，使经由该光学记录媒体所反射的该激光束通过。4.如权利要求1所述的多波长光学读写头，其中该聚焦物镜为具有高数值孔径值的物镜。5.如权利要求1所述的多波长光学读写头，其中该导光单元还包括设置在该读写头的光学路径中心上的一圆柱透镜，用以使该光学记录媒体所反射的含有其上所记录的数据信号的该激光束通过，并形成聚焦误差信号。6.如权利要求1所述的多波长光学读写头，其中该衍射光学组件为采用液晶材料所制成的衍射组件。7.如权利要求6所述的多波长光学读写头，其中该衍射光学组件具有至少两组电极以上，各组电极成同心圆形线条分布，通过外部切换供应在该组电极的电压，而改变该激光束所通过的孔径大小，同时使液晶分子的折射率呈周期性变化，从而该衍射光学组件可使该激光束衍射，并改变该聚焦物镜的NA值，及修正该光学记录媒体厚度更换时所引入的球面相差。8.一种多波长的光学读写头，用以对不同数据储存密度的...

【专利技术属性】
技术研发人员：施锡富，卢威志，
申请(专利权)人：财团法人工业技术研究院，
类型：发明
国别省市：71[中国|台湾]