专利名称：数字通用光盘光学头的制作方法
技术领域：
本发明涉及光盘机光学头，具体说是一种DVD数字通用光盘光学头。
背景技术：
目前，光盘的存储容量越来越大，单面DVD可存储4.7GB、双面可存储9.4GB的信息，因此对读取速度的要求也大大提高。提高光学头读取速度的一个方法就是减小光学头的重量，从而减小惯性，使其能快速的寻迹、聚焦。DVD系统必须能向下兼容，即能兼容CD，DVD所用的激光波长为650nm的红光，而CD用的激光波长为780nm，所以一般数字通用光盘光学头是双波长光学头。现在的数字通用光盘光学头一般都采用双波长激光器分离的方式，图1是传统光学头(HOP1000)的一般结构，激光光源10和11的波长分别为650nm和780nm，分别置于主光路的两侧，主光路上从探测器20开始依次放置着柱面镜19、半透半反镜12、分束棱镜14、反射镜15、准直镜16和物镜17等光学元件；从光源10出射的光束垂直于主光路入射，650nm的光束由半透半反镜12耦合进主光路，在780nm的光源11和主光路之间放置一个光栅13，将780nm光分成三束光，用于CD系统的道跟踪，由分束棱镜14将光束耦合进主光路。由上述看出整个系统光学元件众多，激光器和光学元件本身都有一定的体积和重量，而且各个元件之间要有一定的距离，因此整个光学头组件体积大、重量增大，从而使寻迹、聚焦伺服的时间延长。另外，光学头系统对光束质量要求严格，像差必须控制在一个很小的范围内，因此各个元件还需要精确校准，才能保证不产生额外的像差，这在技术上也就增加了难度。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述现有技术的不足，提供一种数字通用光盘光学头，它应结构简单，体积较小，且组装方便。
本发明技术解决方案如下一种数字通用光盘光学头，包括一主光路，在该主光路上自光盘同光轴地依次设有物镜、准直镜、分束棱镜、柱面镜和光电探测器，该光盘位于物镜的焦面上，光电探测器位于柱面镜的焦面上，所述的物镜装在一个致动器上，其特征在于所述的柱面镜的平面附在该分束棱镜的底面上；一平行四棱玻璃体，该玻璃体的第一竖直面粘结在所述分束棱镜的竖直侧面上；该玻璃体的第二竖直面刻有光栅，倾斜底面镀有780nm的反射膜，倾斜顶面镀有780nm反射膜和650nm增透膜；第一激光光源和第二激光光源镶嵌在一块竖直的基板上，第一激光光源和第二激光光源发出的激光波长分别为650nm和780nm；第二激光光源发出的780nm的激光经光栅射向倾斜底面，使光束衍射分成三束光。
所述的分束棱镜对来自第一激光光源和第二激光光源和光盘的光进行反射和透射。
在所述的准直镜和柱面镜之间是偏振分光棱镜和1/4λ波片，所述的1/4λ波片粘贴在偏振分光棱镜的顶面。
所述的平行四棱玻璃体的第一竖直面与倾斜顶面的夹角θ的选择范围为30°＜ θ＜40°。
所述的物镜装在一个致动器上，用于DVD、CD不同系统的聚焦。本发明减少了光学元件，而且分束棱镜14、柱面镜19和玻璃体21固定在一起，因此组装过程简单，需要校准的元件数也减少了，光学结构得到了简化。
若分束棱镜的边长为l，为了使780nm的光在211面的中心处入射，并让耦合光在入射分束棱镜时也处在中心位置，则面212和面210的长度L=2lsin2θcosθ,]]>两激光器的间距若为d，则基板22与玻璃体的距离为ltgθsin2θ-dtg(r-θ)-l2tgθ+ltgθcos2θ,]]>r为650nm激光在面212上的入射角，满足折射定律sinr＝nsinθ。
在上述的发明中，由于半导体激光器发出的光是近似于线偏振的偏振光，因此可以用偏振分光棱镜24代替其中的分束棱镜14。偏振分光棱镜对不同偏振态的光是选择通过和反射的，在设计结构中，在偏振分光棱镜的上端面244加载一个把线偏振变成圆偏振，再把圆偏振变成线偏振的元件1/4λ波片23，半导体激光器发出的光若是p偏振态的线偏振光，偏振分光棱镜24对其反射，则光往返两次经过1/4λ波片23后，偏振方向就旋转90°，变成了s偏振光，则偏振分光棱镜24对s偏振光通过，这样就不会有反射光进入激光器回路给激光增加噪声，从而使光源更加稳定。
图1现有光学头光路示意2本发明实施例1的光学头示意3本发明实施例2的光学头示意图具体实施方式
先请参阅图2，图2为本发明实施例1的光学头示意图，由图可见，本发明数字通用光盘光学头，包括一主光路，在该主光路上自光盘18同光轴地依次设有物镜17、准直镜16、分束棱镜14、柱面镜19和光电探测器20，该光盘18位于物镜17的焦面上，光电探测器20位于柱面镜19的焦面上，所述的物镜17装在一个致动器上，其特征在于所述的柱面镜19的平面附在该分束棱镜14的底面142上；一平行四棱玻璃体21，该玻璃体的第一竖直面213粘结在所述分束棱镜14的竖直侧面143上；该玻璃体21的第二竖直面211刻有光栅13，倾斜底面210镀有780nm的反射膜，倾斜顶面212镀有780nm反射膜和650nm增透膜；第一激光光源10和第二激光光源11镶嵌在一块竖直的基板22上，第一激光光源10和第二激光光源11发出的激光波长分别为650nm和780nm；第二激光光源11发出的780nm的激光经光栅13射向倾斜底面210。
所述的分束棱镜14对来自第一激光光源10和第二激光光源11和光盘18的光进行反射和透射。
所述的准直镜16和柱面镜19之间是偏振分光棱镜24和1/4λ波片23，所述的1/4λ波片23粘贴在偏振分光棱镜24的顶面244。
所述的平行四棱玻璃体21的第一竖直面213与倾斜顶面212的夹角θ的选择范围为30°＜θ＜40°。
本发明的工作过程是对DVD系统，首先第一激光光源10发出波长为650nm的光束倾斜射入玻璃体21的倾斜顶面212上折射透过，其折射光相对玻璃体21的第一竖直面213和分束棱镜14的竖直侧面143垂直入射的，经分束棱镜14后反射光被准直镜16和物镜17准直聚焦后，在DVD光盘180上会聚，而光盘反射光经过物镜17和准直镜16后，被分束棱镜14再次分束，透射光经柱面镜19后，被光电探测器20接收，以提取伺服信号和光盘记录信号，其中聚焦伺服用像散法，道跟踪用DPD差动相位法。对CD系统，第二激光光源11发出波长为780nm的光束，用于读取CD光盘181上的信息，首先是光束垂直入射在玻璃体21的第二竖直面211上，在第二竖直面211上刻有光栅13，衍射产生0级和±1级的光束，0级光用于读取CD光盘181的记录信号，±1级光用来道跟踪，光束经玻璃体21的倾斜底面210和倾斜顶面212的反射后，O级光与上述650nm折射光的光轴重合，同样经过分束棱镜14的分离后，反射光被准直镜16和物镜17准直聚焦，在CD光盘181的记录层上会聚，光盘反射光再依次经过物镜17、准直镜16后被分束棱镜14再次分束，透射光经柱面镜19产生像散，被光电探测器20接收，以提取光盘记录信号和伺服信号，其中聚焦伺服用像散法，道跟踪用三光束法。
根据此实施例，玻璃体21和分束棱镜14及柱面镜19固定在一起，因此在光学头的组装过程中，就简单化了，调整也比较容易，而且元件粘贴在一起，使体积减小，且元件较少，因此重量也减轻了。
图3为本发明实施例2的光学头示意图，与上述实施例1不同的是，其中的分束棱镜14由偏振分光棱镜24代替，并在偏振分光棱镜24的面244上加载一个1/4λ波片23。同样光束由玻璃体垂直入射在偏振分光棱镜24的面243上，经面245的反射，通过1/4λ波片后变成圆偏振光，再经准直镜16和物镜17的准直聚焦在光盘18上会聚，光盘18反射光经过物镜17和准直镜16后，第二次经过1/4λ波片23，光的偏振方向又旋转了45°，于是就变成了与原来偏振方向垂直的偏振光，这样光束就通过偏振分光棱镜24，同样经柱面镜19产生像散，被光电探测器20接收。该实施例虽然增加了一个1/4λ波片，由于采用了偏振分光棱镜24，减少了光盘18反射光进入激光器回路的可能，因此使激光器的工作更加稳定。
权利要求
1.一种数字通用光盘光学头，包括一主光路，在该主光路上自光盘(18)同光轴地依次设有物镜(17)、准直镜(16)、分束棱镜(14)、柱面镜(19)和光电探测器(20)，该光盘(18)位于物镜(17)的焦面上，光电探测器(20)位于柱面镜(19)的焦面上，所述的物镜(17)装在一个致动器上，其特征在于所述的柱面镜(19)的平面附在该分束棱镜(14)的底面(142)上；一平行四棱玻璃体(21)，该玻璃体的第一竖直面(213)粘结在所述分束棱镜(14)的竖直侧面(143)上；该玻璃体(21)的第二竖直面(211)刻有光栅(13)，倾斜底面(210)镀有780nm的反射膜，倾斜顶面(212)镀有780nm反射膜和650nm增透膜；第一激光光源(10)和第二激光光源(11)镶嵌在一块竖直的基板(22)上，第一激光光源(10)和第二激光光源(11)发出的激光波长分别为650nm和780nm；第二激光光源(11)发出的780nm的激光经光栅13射向倾斜底面(210)。
2.根据权利要求1所述的数字通用光盘光学头，其特征在于所述的分束棱镜(14)对来自第一激光光源(10)和第二激光光源(11)和光盘(18)的光进行反射和透射。
3.根据权利要求1所述的数字通用光盘光学头，其特征是在所述的准直镜(16)和柱面镜(19)之间是偏振分光棱镜(24)和1/4λ波片(23)，所述的1/4λ波片(23)粘贴在偏振分光棱镜(24)的顶面(244)。
4.根据权利要求1所述的数字通用光盘光学头，其特征在于所述的平行四棱玻璃体(21)的第一竖直面(213)与倾斜顶面(212)的夹角θ的选择范围为30°＜θ＜40°。
全文摘要
一种数字通用光盘光学头，在一主光路上自光盘同光轴地依次设有物镜、准直镜、分束棱镜、柱面镜和光电探测器，该光盘位于物镜的焦面上，光电探测器位于柱面镜的焦面上，所述的物镜装在一个致动器上，其特点是该柱面镜的平面附在分束棱镜的底面上；一平行四棱玻璃体的第一竖直面粘结在分束棱镜的竖直侧面上；该玻璃体的第二竖直面刻有光栅，倾斜底面镀有780nm的反射膜，倾斜顶面镀有780nm反射膜和650nm增透膜；第一激光光源和第二激光光源镶嵌在一块竖直的基板上，两光源发出的激光波长分别为650nm和780nm；第二激光光源发出的780nm的激光经光栅射向倾斜底面，使光束衍射分成三束光。本发明光学头具有组装和调整方便，体积缩小光学结构简单的特点。
文档编号G11B7/135GK1619671SQ20041008933
公开日2005年5月25日 申请日期2004年12月9日 优先权日2004年12月9日
发明者赵春梅, 阮昊 申请人:中国科学院上海光学精密机械研究所