说明了一种物镜（２），其能够在远场模式和近场模式之间切换。物镜（２）包括：透镜（４）；被布置于共用光轴（Ａ）的固体浸没透镜（６）和具有可变折射率的光学元件（８），其中光学元件（８）配置于固体浸没透镜（６）的凸起侧（９）并且具有沿光轴（Ａ）的方向彼此邻近地布置的顶面（５）和底面（７），所述底面（７）具有适应于固体浸没透镜（６）的凸起侧（９）的形状的凹面状并且所述顶面（５）具有低于固体浸没透镜（６）的曲率的曲率，并且其中所述光学元件（８）和半球透镜（６）的折射率之间的差在远场模式中较小，使得固体浸没透镜（６）和光学元件（８）在远场模式中大致地作用为单个光学元件，而所述差在近场模式中较大，使得固体浸没透镜（６）的光学效应在近场模式中较显著。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及物镜，所述物镜可以在远场模式和近场模式之间切换，并且另外涉及 用于读取/写入光记录介质的设备，所述光记录设备包括具有前述物镜的光学头。
技术介绍
现在，由于更为复杂的应用或多媒体应用，信息技术被迫面对不断增加的数据量。 因此，需要具有高的存储容量的可移除数据存储装置，例如，用于高解析度的电影或者视 频游戏。而在信息技术的起始，磁性存储装置广受欢迎，而现在，比如CD (高密度磁盘)、 DVD (多功能数字光盘)或者BD(蓝光盘)占据了可移除数据存储介质市场的主导地位。光数据存储通常受限于读/写系统的光解析度。增加光解析度的直接法涉及到聚 焦光束和开度角即数值孔径的加宽，代价是增加了透镜复杂度。其他的措施有使光记录介 质的可允许摆动范围(margin)变窄或者将扫描激光的波长减小到蓝光或接近紫外光的范 围中。用于减小光数据存储系统中的焦点尺寸的不同的措施是使用具有高的数值孔径的近 场光(optics)。该高的数值孔径通常通过固体浸没透镜(SIL)来实现。类似⑶、DVD或BD 的传统系统在光远场区域中操作，这称为经典光学，而前述的新系统在光学近场区域中工 作，这称为近场光学。对于传统系统，光存储介质的面和读/写头的第一光面之间的工作距 离即气隙(air gap)在100 μ m的量级上。相反，使用近场光学的系统需要非常小的50nm 量级的工作距离或气隙。在W02005/104109A1中公开了利用近场光进行记录和/或读取的 光存储系统。为在不同存储介质之间提供兼容性，需要所谓的可兼容驱动器。这些驱动器能够 读/写属于不同介质代(media generation)的存储介质，例如蓝光盘及近场光存储介质。 因此，具有这样的可兼容驱动器的光学头需要能够在远场区域及近场区域中工作。已知的 措施是在各个数据存储设备的光学头中包括两个物镜。第一物镜用在远场区域中，而第二 物镜用以近场区域中。各物镜被设计用于其特定的目的。但是，这样的光学头通常是脆弱 的和昂贵的。在JP 2000-163792中公开了替代解决方案。一种光学头包括由透镜和光学单元 组成的物镜。所述光学单元具有校正板和固体浸没透镜。对于近场操作，透镜和光学单元 被布置在光束路径上。对于远场操作，所述光学单元被移动出所述光束路径。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的是提供用于可兼容驱动器的物镜，其能够应用于近场光区域 和远场光区域。本专利技术的另一个目标是提出用于读/写利用了该物镜的光记录介质的设备。上述的目标通过独立权利要求的主旨得以实现。本专利技术的优选实施方式是从属权 利要求的主旨。将被摄体保持在视野中，设置能够在远场模式和近场模式之间切换的物镜。所述物镜包括透镜；具有可变折射率的光学元件；和固体浸没透镜。前述元件被布置于共用光 轴。具有可变折射率的光学元件被布置于固体浸没透镜的凸起侧并且具有沿光轴的方向彼 此邻近地布置的顶面和底面。所述光学元件的底面具有适应于固体浸没透镜的凸起侧的形 状的凹面状。所述光学元件的顶面的曲率低于所述固体浸没透镜的曲率。所述光学元件的 折射率以此方式变化使得所述光学元件的折射率和所述固体浸没透镜的折射率的差在远 场模式中较小，从而固体浸没透镜和光学元件在远场模式中大致地作用为单个光学元件， 而所述差在近场模式中较大，从而固体浸没透镜的光学效率在近场模式中较为显著。前述专利技术的构思是基于如下的考虑一般地，固体浸没透镜是平凸(plano-convex)光学结构。固体浸没透镜的光学效 应是基于非常小的工作距离，与其凸起侧的高的曲率组合，允许瞬逝(evanescent)波传播 进入所述固体浸没透镜。结果，通过在固体浸没透镜的凸起侧布置另外的具有可变折射率 的光学元件，所述固体浸没透镜的折射可以变化。优选地，所述其他的光学元件具有适应于 固体浸没透镜的凸起形状的凹面并且还具有曲率比固体浸没透镜的凸起侧的曲率低的相 反面。为使该光学元件可切换，利用具有可切换的折射率的材料制成该光学元件。在远场模式和近场模式之间切换物镜的主要思想在于变化所述光学元件和固体 浸没透镜的折射指数之间的差。在所述折射指数之间的差较高的情况中，固体浸没透镜的 光学效应较显著，如在空气中使用固体浸没透镜时已知的那样。在所述折射指数之间的差 较小的情况中，固体浸没透镜的光学效应显著地降低，这是因为固体浸没透镜加上光学元 件几乎是作单个光学元件起作用。由于光学元件的与固体浸没透镜反向地布置的面的曲率 比固体浸没透镜的凸起侧的曲率更低，总体的光学效应显著地比一个固体浸没透镜的光学 效应低。所述物镜可用于光远场区域及光近场区域。另一个优点在于所述光学系统的实现 不用任何移动部件。从而，提供了简单且可靠的物镜。该特性使得其对于用于光数据存储 设备的可兼容驱动器是理想的选择。有利地，光学元件的折射率和固体浸没透镜的折射率在物镜处于远场模式中基本 上相同。如上所提到的，固体浸没透镜的光学效应显著地依赖于固体浸没透镜和所述光学 元件的折射指数的并有。因此，如果该差近乎消失，则在所述光学元件的底面处不发生折 射。通过上述的措施，使固体浸没透镜几乎不可见。有利地，光学元件是具有可变折射率的液体，所述液体被限定在由沿光轴的方向 的顶部和底部限制的空腔中。所述光学元件的顶面和底面分别地由所述顶部和底部的朝向 所述空腔的面形成。优选地，所述顶部和底部均包括电极，所述电极被设计用于在空腔中产 生用于切换所述液体的折射率的电场。优选地使用液晶作为所述液体。因此，光学元件的 折射率可以以简单的方式变化。通过施加电场至液晶材料，所述光学元件的折射率快速并 可靠地变化。作为液晶的替换例，具有两种不互溶的相的液体被用于光学元件，其中两种不互 溶的相具有不同的折射指数。所述两种相中的一种相是电介质流体。电极是分段式的，一 对第一电极段位于光学元件的中央部，并且一对第二电极段位于光学元件的周边部。光学 元件的中央部在这里指光轴周围的或者接近光轴的区域，而光学元件的周边部指距离所述 光轴一定距离地布置的部分，其优选地围绕所述中央部。通过在所述空腔的中央部产生电场，前述两相液体的电介质相被拉入到光学元件的所述中央部中。优选地，电极由绝缘层涂覆以防止液体发生电化学反应。周边部优选地 位于光路的外侧。简单地通过使电介质相进入光轴或通过将其推出到外侧而切换光学元件 的折射率。所述的电极优选地位于垂直于光轴方向的平面中。更为有利的是使用光透射性材 料作为用于所述电极的材料，优选地使用铟锡氧化物。因为铟锡氧化物可导电并且在光学 上透明，其对于电极是理想的选择。另外，根据各种薄膜应用已知，铟锡氧化物是一种通用 的材料。因此，其技术上是易于操作的，例如通过溅射沉积法进行操作。有利地，光学元件的顶面的曲率至少近似为零。更为优选地，所述顶部具有在垂直 于光轴的平面中延伸的平行板的形式。具有可变折射率的光学元件的技术效果将会补偿固 体浸没透镜的光功率。中和固体浸没透镜的最容易的方法是使固体浸没透镜和光学元件的 几何总和具有立方体的形状。但是，立方体导致了显著的球面象差。为补偿该球面象差，所述顶部有利地具有球 面象差校正透镜的形状，其中顶部和液体之间的折射指数的差在远场模式中比在近场模式 中高。优选地，该球面象差校正透镜本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种物镜（２），其能够在远场模式和近场模式之间切换，所述物镜（２）包括：被布置于共用光轴（Ａ）的透镜（４）、固体浸没透镜（６）和具有可变折射率的光学元件（８），其中所述光学元件（８）配置于所述固体浸没透镜（６）的凸起侧（９）并且具有沿所述光轴（Ａ）的方向彼此邻近地布置的顶面（５）和底面（７），所述顶面（５）具有低于固体浸没透镜（６）的凸起侧（９）的曲率的曲率，其特征在于，所述光学元件（８）的底面（７）具有适应于所述固体浸没透镜（６）的凸起侧（９）的形状的凹面状，并且其中所述光学元件（８）和所述半球透镜（６）的折射率之间的差在远场模式中较小，使得所述固体浸没透镜（６）和所述光学元件（８）在远场模式中大致地作用为单个光学元件，而所述差在近场模式中较大，使得所述固体浸没透镜（６）的光学效应在近场模式中较显著。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：乔基姆尼特尔，
申请(专利权)人：汤姆森特许公司，
类型：发明
国别省市：FR[法国]
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。