专利名称：使用优化的外部腔体以减小在光数据记录/重现系统中由于张弛振荡引起的反馈噪声的系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及在诸如光盘(CD)、数字通用盘(DVD)、或蓝光盘(BD，它基于使用蓝色激光器而不是如用于DVD的红色激光器的光盘标准)，以及诸如光-电磁盘，即微型盘(MD)、或磁光盘(MOD)的光数据记录/重现系统中减小反馈噪声的系统和方法。具体地，本发明涉及使用优化的射频调制来减小反馈噪声。
背景技术：
欧洲专利申请No.EP 0 887 898公开了一种藉助于使得在激光器器件与记录媒体间的光学长度(外部谐振器长度)和半导体激光器的内部谐振长度(L)乘以半导体激光器的有效折射率(N)之间的关系最佳化而提供对抗激光器噪声(光反馈噪声)的措施的系统。具体地，在所公开的系统的设计中，考虑了在光盘表面反射与NL之间的关系，以使得即使在发生反射时最终的噪声也可通过适当地设计光学长度而得到限制。
此外，诸如在美国专利申请No.5,034,942中描述的方法包括在谐振器的一部分中形成非激励饱和吸收区域，以便引起激光器固有频率的脉动光。外部腔体的长度(L)连同激光器脉冲周期(T)一起被选择以便得到具有减小了由反馈到激光器的光所引起的噪声的记录/重现系统。
另外，被认为最接近于现有技术的美国专利No.5,313,448公开了控制驱动半导体激光器器件的高频脉冲电流和脉冲振荡波形的方法。电流和波形不受反射的返回光的实质性影响，这在用高频脉冲电流驱动的半导体激光器器件的记录和重现光学信息的系统中即使在激光器器件与记录媒体之间的光学长度不是恒定的情形下也是如此。根据光学长度控制高频脉冲电流的频率或确定高频脉冲电流的接通-断开时间，以使得造成问题的返回的光在断开时间(off time)到达激光发射点。
欧洲专利申请No.EP 0 887 898、美国专利No.5,034,942和No.5,313,448在本技术说明书中在此引用以供参考。
不过，上述专利或专利申请中没有一个描述激光噪声和弛豫振荡频率的关系，而这是激光器的一个固有的性质。
发明概要本发明的一个目的是提供一种用于减小在光数据记录/重现系统中的反馈噪声的方法，特别是减小由调频激光器发射由张弛振荡脉冲的光反馈引起的激光器噪声。
本发明的另一个目的是提供一种用于记录/重现光数据的系统，它具有减小的由调频激光器发射的张弛振荡脉冲的光反馈引起的反馈噪声。
本发明的具体的优点是提供能够给出高输出水平的激光器。
本发明的另一个优点是提供一个其中在激光器中的由反馈光引起的激光器噪声得以减小的系统。
从下面的详细说明能明显地看到的以上目的和优点，包括多个其它目的、优点和特性，是按照本发明的第一方面通过一个方法而达到的，该方法用于减小光数据记录/重现系统中的反馈噪声，该系统包括由电流驱动的激光器，它产生从所述激光器到外部腔体的脉动光发射，该腔体规定了从所述激光器到光存储媒体的光学距离(L)，其特征在于，所述方法包括(a)确定所述脉动光的张弛振荡频率(ROF)；和(b)按照下式调节所述光学长度(L)L＝N·c/2·ROF，其中N是大于零的任意整数，以及c是光速。
按照本发明的第一方面的方法提供在用于从诸如CD、DVD、蓝光盘、MD或Mos的光存储装置记录/重现光数据的系统中由反馈光生成的噪声的进一步减小。
张弛振荡频率的确定和利用它作为用于调节光学长度的重要的设计参数已经意想不到地表明了不单脉动光的频率而且还有脉动光的每个脉冲的张弛振荡频率，在与外部腔体长度相关的情况下，对于减小反馈噪声有多么大的重要性。
按照本发明的第一方面的电流可包括交流和直流。电流可以以各种各样的方式被配置，无论如何，要被配置成去控制从激光器发射的脉动光。交流电流可包括方形、三角形、正弦形波形或它们的任意组合。
张弛振荡频率的确定可以通过具体的激光器驱动电流配置--即具体的AC和DC驱动电流--的仿真或测量而达到。
按照本发明的第一方面的电流可用来生成从激光器到外部腔体的脉动光的发射，其中脉动光发射包括一系列光输出脉冲，每个电流周期具有一个光输出脉冲以及每个光输出脉冲只显示一个张弛振荡脉冲。
从下面的详细说明能明显地看到的以上目的和优点，包括多个其它目的、优点和特性，是按照本发明的第二方面通过一个系统而达到的，该系统包括由电流驱动的激光器，它产生从所述激光器到外部腔体的脉动光发射，该腔体规定了从所述激光器发射到光存储媒体的光学距离(L)，其特征在于，所述系统具有由下式规定的光学长度(L)L＝N·c/2·ROF其中N是大于零的任意整数，ROF是脉动光的张弛振荡频率，以及c是光速。
按照本发明的第二方面的系统可以包括按照本发明的第一方面的方法任何特性。
按照本发明的第二方面的电流可用来生成从激光器到外部腔体的脉动光的发射，其中脉动光发射包括一系列光输出脉冲，每个交流周期具有一个光输出脉冲以及每个光输出脉冲只显示一个张弛振荡脉冲。
附图简述当参照附图，通过本发明的优选实施例的以下的说明性和非限制的详细说明将更好地明白本发明的以上的和附加的目的、特性和优点，其中
图1显示按照本发明的第一实施例的系统；图2显示在按照本发明的第一实施例的系统中激光器调制的仿真的图；以及图3显示在按照本发明的第一实施例的系统中激光器调制的第二仿真的图，其中DC和AC电流被调节成使得每个周期出现单个脉动。
优选实施例详细说明在以下的各种不同的实施例的说明中，参照附图，这些图被显示来说明本发明可被实践的方式。应当看到，可以利用其它实施例，以及可以作出结构和功能上的修改，而不背离本发明的范围。
图1显示用于从光存储媒体12记录/重现光数据的系统10。光存储媒体12可包括任何类型的光的、电光、或磁光存储能力，诸如CD、DVD、蓝光盘、MD或Mos。光存储媒体12在图1上被显示为具有对称线14，存储媒体12可以围绕它旋转，以便能访问存储媒体12的表面16的每个部分。
系统10包括由激光器激励器20生成的AC和DC电流驱动的激光器18，以便生成从激光器18的出口24发射的脉动光22。AC和DC电流可被选择来控制脉动光的每个脉冲的张弛振荡的性能。
激光器18是本领域技术人员通常已知的任何类型的半导体激光器。
发射的脉动光22从激光器18发出，首先投射到校直器26，用于校直脉动光22，然后第二，到极化光束分离器28，用于(与四分之一波长板34相组合)分开从激光器18到光存储媒体12和从光存储媒体12到检测器30的两条轨迹。极化光束分离器28把反射光从光存储媒体12重新指向检测器30。返回的光藉助于第一聚焦透镜32被聚焦到检测器30。
极化脉动光22通过四分之一波长板34被馈送到反射镜36，把极化脉动光反射到第二聚焦透镜38。第二聚焦透镜38把脉动光聚焦到光存储媒体12，并被反射回检测器30。
正如本领域技术人员已知的，部分反射光被反馈到激光器18，由此引起噪声。通过按照脉动光的调制频率适当地调节外部腔体的光学长度，该光学长度被规定为激光器18的出口24到光存储媒体12的光学距离，可以实现噪声减小。这里，光学距离被定义为在某个媒体中的光路径的长度乘以相应的媒体的折射率。
然而，还需要包括另外的参数，以便进一步减小由被反馈到激光器18的光所生成的噪声量。驱动激光器18的AC和DC电流可被调节以得到发射的脉动光22的特定的效果，以及在某些情形下，AC和DC电流的这些调节将在脉动光22的每个脉冲后面引起张弛振荡。各个张弛振荡以张弛振荡频率重复，在两个接连的张弛振荡之间具有相应的距离。本发明的目的是进一步调节外部腔体的光学长度，以便在长度上匹配于张弛振荡频率的波长(在两个接连的张弛振荡之间的距离)。两倍的光学长度与在两个接连的张弛振荡之间的距离可以以任何整数相匹配。
图2显示在系统10中激光器调制的仿真的图。激光器18由含有AC分量和DC分量的电流信号50驱动。在仿真时，驱动电流50具有5mA的DC分量和具有约25mA的幅度的AC分量，产生从激光器的约7毫瓦平均值的输出74。
使用这种驱动电流配置，激光器18以交流分量的频率脉动。频率由1/T规定，这里T是二个相继脉冲57之间的时间56。此外，由于弛张振荡，激光输出54对每个脉冲57表现出强烈的振荡。由于时间标度太大，驰张脉冲58和60在外观上不易区分。但是，对于每个AC调制峰值，第一个弛张振荡脉冲57后跟着一系列的一个或多个弛张振荡脉冲58、60，其频率约为5GHz(时间周期200ps)。这个频率的相应波长为6厘米。因此，为了降低反馈噪声两倍，外部空腔的光学长度要设定为6厘米的一个倍数(N)，使得反馈光在一个以后的脉冲60的峰值处返回到激光器18。
应该强调的是，驱动电流的任何配置都会导致引入弛张振荡，因此按照本发明外部空腔的光学长度可以被校正从而减少反馈噪声。
图3显示系统10中激光调制的第二仿真的图。激光器18由包含AC分量和DC分量的电流70所驱动。在仿真中DC分量是5毫安而AC分量具有13毫安的幅值，产生激光器18的平均光学输出74约为0.7毫瓦。这种驱动电流配置在每个AC电流时间间隔76内只引起一个脉冲77。脉冲77的宽度将小于100ps，典型地约30ps。对于在激光器与光存储媒体12之间的足够大的光学长度L，所有的反馈光将在大于脉冲77的宽度的时间标度返回到达激光器18。激光器18对于这个反馈将是不敏感的，因此反馈噪声将不存在。
权利要求
1.一种用于减小在光数据记录/重现系统(10)中的反馈噪声的方法，该系统(10)包括由电流(50，70)驱动的激光器(18)，它用来产生从所述的激光器(18)发射到外部腔体的脉动光(22)，该外部腔体规定了从所述激光器(18)到光学储存媒体(12)的光学距离(L)，其特征在于，所述方法包括(a)确定所述脉动光(22)的张弛振荡频率(ROF)；和(b)按照下式调节所述光学长度(L)L＝N·c/2·ROF，其中N是大于零的任意整数，以及c是光速。
2.按照权利要求1的方法，其中所述光存储媒体(12)包括CD、DVD、蓝光盘、MD，Mos或它们的任意组合。
3.按照权利要求1或2的任一项的方法，其中所述确定张弛振荡频率包括对特定的激光器驱动电流(50，70)配置的仿真或测量，诸如特定的交流和直流驱动配置。
4.按照权利要求1到3的任一项的方法，其中所述电流(50，70)用来产生从所述激光器(18)发射到所述外部腔体的脉动光(22)，其中所述脉动光发射(22)包括一系列光输出脉冲，每个所述电流的周期(76)具有一个光输出脉冲(77)以及每个光输出脉冲(77)只显示一个张弛振荡脉冲。
5.一种包括由电流(50，70)驱动的激光器(18)的系统，该激光器(18)用来产生从所述激光器(18)发射到外部腔体的脉动光(22)，该外部腔体规定了从所述激光器(18)到光存储媒体(12)的光学距离(L)，其特征在于，所述系统(10)具有由下式规定的光学长度(L)L＝N·c/2·ROF，其中N是大于零的任意整数，ROF是脉动光(22)的张弛振荡频率，以及c是光速。
6.按照权利要求5的系统(10)，其中所述电流信号(50，70)用来产生从所述激光器(18)发射到所述外部腔体的脉动光发射(22)，其中所述脉动光发射(22)包括一系列光输出脉冲，每个所述电流的周期(76)具有一个光输出脉冲(77)以及每个光输出脉冲(77)只显示一个张弛振荡脉冲。
全文摘要
本发明涉及在光记录/重放系统(10)中减少反馈噪声的方法，该系统包括由交流或直流电流驱动的激光器(18)，由此产生一脉动光(22)从所述激光器(18)发射到一外部腔体，该腔体规定了从所述激光器(18)到光存储媒体(12)的光学长度(L)，该储存媒体是诸如光盘(CD)、数字通用盘(DVD)、蓝光盘、微型盘(MD)、或磁光盘(MOD)。该光学长度(L)按照张弛振荡频率被调节。
文档编号G11B7/125GK1918640SQ200580004327
公开日2007年2月21日 申请日期2005年1月19日 优先权日2004年2月9日
发明者G·W·图夫特, J·J·H·B·施莱彭, A·S·范德内斯 申请人:皇家飞利浦电子股份有限公司