光学扫描装置制造方法及图纸

所述的光学扫描装置包括位于辐射源（４０）和要被扫描的实物（１０）之间的镜面物镜，该镜面物镜包含两个辐射窗口（３１、３４）和两个反射器（３２、３３）。通过使两窗口（３１、３４）中的一个窗口成非球面形状，使镜面物镜的球面象差被很好地校正，而非球形表面（３５）形状的精度要求不必太严格。（*该技术在2009年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种光学扫描一个信息平面的扫描装置，该装置包括一个提供扫描光束的辐射源和一个把扫描光束聚焦到信息平面内一个扫描光点上的镜面物镜。本专利技术也涉及适用于这种扫描装置中的一种镜面物镜以及装配有这种装置的一种记录和/或阅读设备。扫描信息平面应理解为借助于辐射光束，为阅读预先录制的信息平面和在这个平面内扫描记录信息所进行的扫描，该辐射光束是按照被录制的信息把其光强调制了的辐射光束。如果磁光记录载体被录制，则该辐射光束也可以有一个稳定的强度，该磁场可能根据被记录的这个信息被调制。该信息平面不但可以是一个光学记录载体的平面，也可以是被检验物体中的一个表面或者平面，从而该扫描装置可以构成，例如显微镜的一个部件。如上述开始段落描述的用于阅读光学记录载体的扫描装置，可以从英国专利说明书NO.1，541，596中了解到。该说明书描述一个光学扫描装置，该装置包括一个由两个反射镜组成的物镜，其反射镜的反射面彼此相对。其中一个反射镜是凹面的，其反射面对着记录载体，比较小的另一个反射镜是凸面的，其反射面对着辐射源。辅射源产生的辐射，经由比较大的凹面镜中的通路到达凸面镜。该辐射接着被反射到该凹面镜并由该反射镜聚焦到记录载体的信息平面中的辐射点处。该公知的物镜构成两级聚焦系统的一部分，其中整个反射镜系统被悬挂在磁线圈中，通过该线圈控制与记录载体有关的物镜的位置。小反射镜被安装在一片压电材料上并能借助它上下移动，以便在信息平面内周期地产生一个小的散焦，通过探测器件探测散焦，由此得到聚焦误差信号，使用该信号并借助于磁线圈再次调整物镜的位置。由于使用两个分开的且彼此有着密切工作关系的反射镜，公知的扫描装置有相当复杂的结构，且对于机械扰动是敏感的。本专利技术的目的是提供一个紧密坚固的扫描装置，它的镜面物镜的球面象差被很好地校正了，并且该装置能够很容易地制造，因为所要求的精确度不是太严格。按照本专利技术的扫描装置，其特征是镜面物镜包括一个透明体，该透明体有面对辐射源的第一表面和远离辐射源的第二表面，所述的第一表面具有一个对称地位于镜面物镜光轴周围的第一辐射窗口和一个围绕该窗口的第一反射器，所述的第二表面具有一个对称地位于光轴周围的第二反射器和围绕第二反射器的第二窗口，通过镜面物镜的辐射光程经由第一窗口延伸，在第二反射器上反射，再在第一反射器上反射并穿过第二窗口，两个窗口中的至少一个有非球形表面。在透镜系统中的非球形表面应理解为基本形状为球形的透镜元件表面，但它的实际形状与此偏离一个小的范围，以便于使用具有球形表面的透镜元件时，校正将会产生的球形象差。球面的基本形状还可以有一个无限大的曲率半径，因此，所述的非球形表面有一个平的基本形状。由所述镜面物镜组成的扫描装置，不仅因为该物镜内的辐射光程被弯曲而成为紧密的，而且镜面物镜的球面象差也被很好地校正了。按照本专利技术，通过使辐射窗口具有非球面形状达到这个目的。它的优点是非球形表面的形状的精度可以大大小于例如5-6倍的反射非球形表面所要求的形状的精度。这提供了以适当低的成本制造镜面物镜并由此制造扫描装置的可能性。按照本专利技术的扫描装置的优选实施例的特征是第二辐射窗口有一个非球形表面。该实施例中第一辐射窗口最好有一个非球形表面，因为由第一实施例可能获得衍射限制(diffraction-limited)的图象场。扫描装置的一个优选实施例中第二辐射窗口有一个非球形表面，其特征是第二反射器有一个非球形表面。这个实施例比上述实施例有一个相当大的，例如大于5倍的图象场，在上述实施例中，只是第二辐射窗口是非球面形的。此外，由于传输部分和第二表面的反射器部分的表面状况是类似的，第二表面可以更容易地制造并具有较高的精度。为此，用数控机器制造出具有所希望的外形的模型，接着借助于公知技术，特别是由美国专利No.4，668，056所描述的技术，把该外形复制到镜面物镜上。本专利技术的扫描装置可用于扫描辐射传输信息平面。然而，在扫描装置中，本专利技术最好是用于扫描一个辐射反射信息平面，其中从信息平面发出的辐射通过镜面物镜，以便被聚焦在辐射敏感检测系统，该系统被安排在与辐射源相同的镜面物镜的一侧。该扫描装置的进一步特征是镜面物镜包括光束分离元件，这是为了立体地分离由辐射源发射的光束和从信息平面反射并由镜面物镜聚焦的光束。光束分离元件可以是半透明的反射镜或者立方体(cube)，它们被安置在第一辐射窗口。然而，包括光束分离元件的扫描装置的更可取的进一步特征是光束分离元件是一个衍射元件。这个衍射元件可以被相对简单地安排在镜面物镜表面中的一个上，除此之外，它能实现下文中要描述的第二个功能。包含装有衍射元件的镜面物镜的扫描装置的优选实施例，其特征是衍射元件是反射式的并被安置在第二反射器上。上述扫描装置的第二个实施例，其特征是衍射元件是辐射透明型的并被安置在第一辐射窗口。衍射元件可以被交替地安置在镜面物镜的基体内。该基体由两部分构成。衍射元件被安置在这两部分的两个相对表面中的一个上。衍射元件连同一个适合的探测系统以下述方式可以被形成，即它能再生入能到适于聚焦误差检测的检测系统上的光束。聚焦误差被理解为镜面物镜聚焦平面与信息平面之间的偏差。包含适于聚焦误差检测的衍射元件的扫描装置的第一个实施例，其特征是衍射元件是一个引入象散的元件，辐射敏感检测系统包括四个探测器，它们被安置在被衍射元件衍射的光束的主光线周围的四个不同的象限内。引入象散的元件可以是线性光栅，由于其位于非平行光束中，该光栅在光束内引入某种程度的象散。由探测系统上的这个光束形成的辐射光点的形状取决于在信息平面上聚焦的程度。在散焦情况下，辐射光点变成椭圆形，其主轴取决于位于两个互相垂直方向中的一个方向上的散焦信号，该主轴也被称为象散方向。在四个探测器之间的分离条沿与象散方向近似成45°角方向延伸。如果要求较大程度的象散，衍射元件可以是一个具有直的光栅条和线性的光栅周期的衍射光栅。象散衍射元件最好具有弯曲光栅条和非线性光栅周期的全息光栅。象慧差这样的图象误差可采用适当的曲率校正。值得注意的是有线性光栅周期的光栅和四象限探测器联合使用产生聚焦误差信号，基本上从美国专利NO.4，358，200可以知道。然而，在该专利中描述的器件不包括镜面物镜。第二种聚焦误差探测可能性优于上述一种可能性，就温度灵敏度和控制方便性来说，在一种实施例中实现所谓象散方法，其特征是第一衍射元件是包含两个子光栅的衍射光栅，并且把两个衍射扫描光束分成两个子光束;合成探测系统包括两个探测器对，第一和第二子光束分别与第一和第二探测器对相结合。在该装置中，扫描光点在探测器对上两个辐射光点中再成象。相关探测器对的分离条的每一辐射光点根据扫描光束相对于信息平面的聚焦误差横向移动，这种移动可通过比较探测器的输出信号被探测出来。这种聚焦误差探测方法被称为双傅科(doubleFoucault)方法。最后描述的装置的优选实施例，其特征在于子光栅有一个变化的周期，而且子光栅的光栅条是弯曲的。由于具有变化的周期和弯曲的光栅条，合成光栅起透镜作用;通过在子光栅交界线的方向移动该光栅，辐射光点的能量分布可以相对于相关的探测器对对称地再现。尤其因为物镜系统部件和光栅的成象距离被调整为光轴方向上二极管激光器和探测器之间的距离。如果探测器以光本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于光学扫描一个信息平面的扫描装置，该装置包括一个提供扫描光束的辐射源和一个把扫描光束聚焦到该信息平面中的一个扫描光点上的镜面物镜，其特征是镜面物镜包括一个透明体，该透明体有面对辐射源的第一表面和远离辐源的第二表面，所述第一表面有对称地位于镜面物镜光轴周围的第一辐射窗口和一个围绕所述窗口的第一反射器，所述第二表面有一个对称地位于光轴周围的第二反射器和围绕第二反射器的第二辐射窗口，通过镜面物镜的辐射光程经由第一窗口延伸，在第二反射器上反射，再在第一反射器上反射，穿过第二窗口，两个窗口的至少一个有非球形表面。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】NL 1988-12-13 88030481.一种用于光学扫描一个信息平面的扫描装置，该装置包括一个提供扫描光束的辐射源和一个把扫描光束聚焦到该信息平面中的一个扫描光点上的镜面物镜，其特征是镜面物镜包括一个透明体，该透明体有面对辐射源的第一表面和远离辐源的第二表面，所述第一表面有对称地位于镜面物镜光轴周围的第一辐射窗口和一个围绕所述窗口的第一反射器，所述第二表面有一个对称地位于光轴周围的第二反射器和围绕第二反射器的第二辐射窗口，通过镜面物镜的辐射光程经由第一窗口延伸，在第二反射器上反射，再在第一反射器上反射，穿过第二窗口，两个窗口的至少一个有非球形表面。2.如权利要求1所述的扫描装置，其特征是第二辐射窗口有一个非球形表面。3.如权利要求2所述的扫描装置，其特征是第二反射器有一个非球形表面。4.如权利要求1、2或3所述的用于扫描辐射反射(radiation-reflecting)信息平面的扫描装置，其中，从信息平面发出的辐射通过镜面物镜，以便被聚焦在辐射敏感探测系统，该系统被安置在与辐射源相同的镜面物镜的一侧，其特征是镜面物镜包含一个光束分离元件，该元件被用于分离辐射源发射的光束和由信息平面反射并由镜面物镜聚焦的光束。5.如权利要求4所述的扫描装置，其特征是光束分离元件是一个衍射元件。6.如权利要求4所述的扫描装置，其特征是衍射元件是反射的并被安置在第二反射器上。7.如权利要求5所述的扫描装置，其特征是衍射元件是辐射透明的(radiation-transparent)并被安置在第一辐射窗口。8.如权利要求6所述的扫描装置，其特征是镜面物镜的透明体由两部分组成，该两部分彼此相对安置;衍射元件是辐射透明的并被安置在这两个部分相对的表面中的一个上。9.如权利要求5、6、7或8所述的扫描装置，其特征是衍射元件是一个引入象散的元件;辐射敏感探测...

【专利技术属性】
技术研发人员：威廉杰拉德奥费治，约瑟夫斯约翰内斯玛丽亚布拉特，约翰内斯雅各布斯巴尔堡根，阿列修斯约瑟夫斯西奥多勒斯范森比克，
申请(专利权)人：菲利浦电子有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]