相位补偿器和使用该相位补偿器的兼容光拾取器制造技术

本发明专利技术提供一种兼容光拾取器，包括：发光单元，发射分别适合于对具有不同格式的第一、第二和第三光盘进行信息记录和／或再现的不同波长λ１、λ２和λ３的第一、第二和第三种光，并且对分别从第一、第二和第三光盘反射的光进行接收和检测；物镜，对从发光单元入射的第一、第二和第三种光进行聚焦，以在各自的第一、第二和第三光盘上形成光点；第一和第二相位补偿器，安置在物镜的入射光瞳处，并且分别使第二和第三种光产生相差变化。第一相位补偿器只对第二种光的相位进行补偿，并且只传递第一和第三种光。第二相位补偿器只对第三种光的相位进行补偿，并且只传递第一和第二种光。（*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用于只对三种波长光中的特定一种波长的相位进行补偿的相位补偿器，以及一种使用该相位补偿器的兼容光拾取器。
技术介绍
在使用由物镜聚焦的光点来对光盘进行任意信息的记录和/或再现的光学记录和/或再现系统中，记录密度是由光点的大小来决定的。光点的大小(S)与光的波长(λ)成正比，并且与物镜的数值孔径(numerical aperture，NA)成反比，如下面的公式(1)所示S∝λ/NA ...(1)因此，为减小在光盘上的聚焦光点的大小以获得更高记录密度，需要采用短波长的光源如蓝紫激光器以及NA大于或等于0.6的物镜。用θ表示光盘倾斜角，用n表示光盘折射率，用d表示光盘厚度，并且用NA表示物镜数值孔径，由于光盘倾斜而导致的彗差W31如下面的公式(2)所示W31=-d2·n2(n2-1)sinθcosθ(n2-sin2θ)5/2NA3--(2)]]>在此，光盘的折射率和厚度是指从光学介质的光入射表面到信息记录表面的光学介质，即光盘基板(substrate)的折射率和厚度。根据上面公式(2)，为保证容忍光盘的倾斜，当增大物镜NA以获得更高密度时，需要减小光盘厚度。光盘厚度从CD的1.2mm减小到DVD的0.6mm。而且，很可能下一代DVD的厚度(所谓的高清晰度(high-definition，HD)DVD)确定为0.1mm。物镜NA从CD的0.45增加到DVD的0.6，并且HD-DVD的NA预期大约为0.85。考虑到记录密度，HD-DVD很可能采用蓝紫光源。在开发新标准的光盘时，与现有光盘的兼容性是一个重要的考虑因素。例如，在传统一次性记录光盘如DVD-R和CD-R中，反射率随光的波长增加而大大降低。从而，对于DVD-R和CD-R分别需要使用波长为650nm和780nm的光源。因此，考虑到与DVD-R和CD-R的兼容性，对于HD-DVD光拾取器，要求采用三种不同波长的光源。考虑到尺寸、装配和成本的优点，对于使用多个不同波长光源的兼容光拾取器，最好采用单一物镜。当使用与不同厚度的光盘兼容的单一物镜来记录和/或再现信息时，会发生由于光盘厚度差异而导致的球面象差。因此，对于使用单一物镜的兼容光拾取器，需要采用象差补偿器，以允许对三种不同光盘进行令人满意的信息记录和/或再现。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术的目的是提供一种用于只对三种波长光中的一种波长入射光的相位进行补偿的相位补偿器，以及一种使用该相位补偿器的兼容光拾取器，能够对三种类型的光盘进行信息记录和/或再现。一方面，本专利技术提供一种包括多个相位延迟区域并且满足如下公式的相位补偿器(a-b)＝mλ1(a′-b′)＝nλ3其中，λ1、λ2和λ3表示不同的入射光波长，a和a′分别对于波长λ1和λ3表示由一个相位延迟区域延迟的相位量，b和b′分别对于波长λ1和λ3表示由另一个相邻相位延迟区域延迟的相位量，并且m和n为整数值±0.07或更小。最好，相位补偿器包括对应于多个相位延迟区域的多个阶梯模式(steppedpattern)，其中，每个阶梯模式的步距(step size)s满足如下公式(n1-n0)s＝mλ1(n3-n0″)s＝nλ3其中，n1和n3分别对于波长λ1和λ3表示相位补偿器的光学介质折射率，并且n0和n0″分别对于波长λ1和λ3表示相位补偿器的空气区域折射率。另一方面，本专利技术提供一种兼容光拾取器，包括发光单元，发射分别适合于对具有不同格式的第一、第二和第三光盘进行信息记录和/或再现的不同波长λ1、λ2和λ3的第一、第二和第三种光，并且对分别从第一、第二和第三光盘反射的光进行接收和检测；物镜，对从发光单元入射的第一、第二和第三种光进行聚焦，以在各自的第一、第二和第三光盘上形成光点；第一和第二相位补偿器，安置在物镜的入射光瞳(entrance pupil)处，并且分别使第二和第三种光产生相差变化，并且每个相位补偿器均包括多个相位延迟区域，并且第一和第二相位补偿器分别满足下面公式(a-b)＝mλ1(a′-b′)＝nλ3其中，a和a′分别对于波长为λ1的第一种光和波长为λ3的第三种光，表示由第一相位补偿器的一个相位延迟区域延迟的相位量，b和b′分别对于波长为λ1的第一种光和波长为λ3的第三种光，表示由第一相位补偿器的另一个相邻相位延迟区域延迟的相位量，并且m和n为整数值±0.07或更小，以及(c-d)＝pλ1(c′-d′)＝qλ2其中，c和c′分别对于波长为λ1的第一种光和波长为λ2的第二种光，表示由第二相位补偿器的一个相位延迟区域延迟的相位量，d和d′分别对于波长为λ1的第一种光和波长为λ2的第二种光，表示由第二相位补偿器的另一个相邻相位延迟区域延迟的相位量，并且p和q为整数值±0.07或更小。在本专利技术的兼容光拾取器中，最好，第一相位补偿器包括对应于多个相位延迟区域的多个阶梯模式，并且每个阶梯模式的步距s1满足如下公式(n1-n0)s1＝mλ1(n3-n0″)s1＝nλ3其中，n1和n3分别对于波长λ1和λ3表示第一相位补偿器的光学介质折射率，并且n0和n0″分别对于波长λ1和λ3表示该相位补偿器的空气区域折射率。最好，第二相位补偿器包括对应于多个相位延迟区域的多个阶梯模式，并且每个阶梯模式的步距s1满足如下公式(n1′-n0)s2＝pλ1(n2′-n0′)s2＝qλ2其中，n1′和n2′分别对于波长λ1和λ2表示第二相位补偿器的光学介质折射率，并且n0和n0′分别对于波长λ1和λ2表示第二相位补偿器的空气区域折射率。在本专利技术的兼容光拾取器中，第二光盘是DVD家族的光盘，第三光盘是CD家族的光盘，并且第一光盘具有比第二光盘更高的密度。最好，第一光盘具有比第二光盘更薄的厚度，例如大约为0.1mm。最好，物镜的数值孔径大于或等于0.7，以适合于第一光盘。最好，物镜的工作距离大于或等于0.7mm。最好，本专利技术的兼容光拾取器进一步包括孔径滤波器，用于为第二和第三种光中的至少一种改变物镜的有效数值孔径，以适合于对第二和第三光盘中的至少一种进行记录和/或再现。在这种情况下，与第一和第二相位补偿器中的至少一个集成在一起形成孔径滤波器。在本专利技术的兼容光拾取器中，第一种光是蓝紫波长区域的光，第二种光是红波长区域的光，并且第三种光是红外线波长区域的光。最好，波长λ1大约为400-410nm，波长λ2大约为635或650nm，并且波长λ3大约为780nm。附图说明通过参照附图对本专利技术的优选实施例进行详细描述，本专利技术的上述目的和优点将会变得更加清楚，其中图1示出本专利技术的兼容光拾取器；图2示出在本专利技术的兼容光拾取器中使用的第一和第二相位补偿器的优选实施例；图3是其中使用BK7作为第一相位补偿器光学介质的图1的第一相位补偿器使得用于HD-DVD的波长为λ1的第一种光和用于CD的波长为λ3的第三种光产生的相对于步距s1的相差图；图4示出根据本专利技术优选实施例的兼容光拾取器的光学结构；图5A、5B和5C示出图1的第一、第二和第三种光由根据表2的设计数据进行制造的物镜在HD-DVD、DVD和CD上进行聚焦时的光线路径；图6是其中使用EFD4 HOYA作为第一相位补偿器光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种相位补偿器，包括多个相位延迟区域并且满足如下公式： （ａ－ｂ）＝ｍλ１ （ａ′－ｂ′）＝ｎλ３ 其中，λ１、λ２和λ３表示不同的入射光波长，ａ和ａ′分别对于波长λ１和λ３表示由一个相位延迟区域延迟的相位量，ｂ和ｂ′分别对于波长λ１和λ３表示由另一个相邻相位延迟区域延迟的相位量，并且ｍ和ｎ为整数值±０．０７或更小。

【技术特征摘要】
KR 2001-10-31 67620/011.一种相位补偿器，包括多个相位延迟区域并且满足如下公式(a-b)＝mλ1(a′-b′)＝nλ3其中，λ1、λ2和λ3表示不同的入射光波长，a和a′分别对于波长λ1和λ3表示由一个相位延迟区域延迟的相位量，b和b′分别对于波长λ1和λ3表示由另一个相邻相位延迟区域延迟的相位量，并且m和n为整数值±0.07或更小。2.如权利要求1所述的相位补偿器，包括对应于多个相位延迟区域的多个阶梯模式，其中，每个阶梯模式的步距s满足如下公式(n1-n0)s＝mλ1(n3-n0″)s＝nλ3其中，n1和n3分别对于波长λ1和λ3表示相位补偿器的光学介质折射率，并且n0和n0″分别对于波长λ1和λ3表示相位补偿器的空气区域折射率。3.如权利要求1或2所述的相位补偿器，其中，波长λ1为蓝紫光区域的波长，波长λ2和λ3中的一种为红光区域的波长，并且波长λ2和λ3中的另一种为红外线光区域的波长。4.如权利要求3所述的相位补偿器，其中，波长λ1大约为400-410nm，波长λ2和λ3中的一种大约为635或650nm，并且波长λ2和λ3中的另一种大约为780nm。5.一种兼容光拾取器，包括发光单元，发射分别适合于对具有不同格式的第一、第二和第三光盘进行信息记录和/或再现的不同波长λ1、λ2和λ3的第一、第二和第三种光，并且对分别从第一、第二和第三光盘反射的光进行接收和检测；物镜，对从发光单元入射的第一、第二和第三种光进行聚焦，以在各自的第一、第二和第三光盘上形成光点；第一和第二相位补偿器，安置在物镜的入射光瞳处，并且分别使第二和第三种光产生相差变化，并且每个相位补偿器均包括多个相位延迟区域，并且第一和第二相位补偿器分别满足下面公式(1)和(2)(a-b)＝mλ1(a′-b′)＝nλ3其中，a和a′分别对于波长为λ1的第一种光和波长为λ3的第三种光，表示由第一相位补偿器的一个相位延迟区域延迟的相位量，b和b′分别对于波长为λ1的第一种光和波长为λ3的第三种光，表示由第一相位补偿器的另一个相邻相位延迟区域延迟的相位量，并且m和n为整数值±0.07或更小，以及(c-d)＝pλ1(c′-d′)＝qλ2其中，c和c′分别对于波长为λ1的第一种光和波长为λ2的第二种光，表示由第二相位补偿器的一个相位延迟区域延迟的相位量，d和d′分别对于波长为λ1的第一种光和波长为λ2的第二种光，表示由第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：金泰敬，安荣万，徐偕贞，李镇京，金钟培，郑钟三，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]