专利名称：一种用于刻写光学头的光学系统的制作方法
技术领域：
本发明属于光存储技术领域，更具体说涉及一种用于刻写光学头的光 学系统。
背景技术：
基于数值孔径为0. 6/0. 65的红光高密度可用于刻写的光存储设备中， 光学读取头作为其核心部分，其中的光学系统是实现光信号传播与转换的 基础与载体。由于刻写精度的要求远高于读取时所需要的精度，所以用于控制光学 头中物镜的聚焦与循迹精度要求更高，并增加对物镜倾斜状态的监测与控 制来保证刻写精度。另外，由于刻写时要求的激光功率也远大于读取时所 需的激光功率，所以用于刻写光学头一般采用专用的大功率、低纵横比的 激光器，同时刻写时的最大功率还决定了最高的刻录速度，目前用于刻录 的光存储设备中实现产业化的最高刻录速度达到16X，要获得16X的刻写 速度，必须保证到达盘片的光功率在200mW以上。目前已经实现了用于刻 录光学头的最大功率达到500mW的单波长激光器，使得更高倍速的刻写速 度成为可能。目前刻写光学头的光学系统一般包括激光源1、激光源2、偏振分光单 元、光电信号拾取模块、光学信号采集模块、盘片，从激光源l、激光源2 发出的光束经过偏振分光单元组合成P偏振光，P偏振光通过光学信号采 集模块到达盘片，盘片反射光再经过光学信号采集模块到达偏振分光单元， 偏振分光单元使S偏振光到达光电信号拾取模块，以获得盘片上所记录的 信号。 一般在两个激光源的前面设有单阵列光栅，激光源发出的光通过光 栅到达偏振分光单元。单阵列光栅在此仅具有信道跟踪作用，而没有对聚 焦光斑旁瓣的抑制作用，因此中心强度不一定好，影响光盘信息符号的读 取，噪声大
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可以抑制聚焦光斑旁瓣、从而 提高中心强度的用于刻写光学头的光学系统。本发明所述的系统包括第一激光器、第二激光器、光栅、偏振分光 单元、光学信号采集模块、光电信号拾取模块，从第一激光器、第二激光 器发出的光束通过光栅到达偏振分光单元组合成P偏振光，P偏振光通过 光学信号采集模块到达盘片，盘片反射光再经过光学信号采集模块到达偏振分光单元，从偏振分光单元出来的偏振光到达光电信号拾取模块上，其 特征在于所述光栅是多阵列光栅。所述的多阵列光栅之间的夹角和距离与需要的衍射效果相适应。这样 可以通过调整多阵列光栅之间的夹角和偏移量，使其达到所需的衍射效果。所述的多阵列光栅之间的偏移量是光栅栅格的1/4。这是优选的一种 多阵列光栅之间的偏移量。所述的多阵列光栅之间的偏移量是光栅栅格的1/3。这也是优选的一 种多阵列光栅之间的偏移量。所述的第二激光器到达光学信号采集模块的工作距离比第一激光器 远，在第二激光器前设有补偿透镜。这样可以补偿光学信号采集模块对该 激光波长的工作距离，使其具有正常的聚焦位置，补偿像差。如果没有补 偿透镜，两个激光器到达光学信号采集模块的工作距离不一样，因此，第 二激光器的波长会发生偏移，没有办法在光盘表面形成达到衍射极限的聚 焦光斑，从而不能保证来正确地读取盘片的信息符。所述的光学系统还包括反射镜，从偏振分光单元出来的P偏振光经反 射镜反射后改变光路方向到达光学信号采集模块，从光学信号采集模块出 来的光经反射镜反射后到达偏振分光单元。这样可以改变光路方向，调整 光路结构，从而提供系统整体的小型化。所述的光学系统还包括光功率探测器，反射镜透射可以供功率探测器 检测功率的光束能量到功率探测器上，功率探测器与激光器的功率控制器 连接。增设功率探测器，可以根据需要，对激光器的功率进行实时调整。
所述的反射镜透射到功率探测器的光束能量为透射前光束能量5%。这是优选的一种透射的光束能量。所述的光学信号采集模块包括准直镜、1/4波片、物镜，反射镜反射 后的光束经过准直镜，成为强度均匀分布的平行光束；平行光束通过1/4 波片，将P偏振光变为圆偏振光；由物镜将平行光束聚焦为一点，并通过 盘片上信号坑岸的反射，再次通过物镜变为平行光束；平行光束再次通过 1/4波片，将圆偏振光变为S偏振光；S偏振光经过准直镜到达反射镜。这是一种具体的光学信号采集模块光路。所述的光电信号拾取模块包括像散元件和信号探测器，从偏振分光单 元出来的S偏振光到达像散元件，像散元件的光到达信号探测器。这种光 电信号拾取模块可以通过像散信号来探测物镜的离焦状态。本发明由于在两个激光器前设有多阵列光栅。所以不仅具有信道跟踪 作用，而且可以抑制聚焦光斑旁瓣、提高中心强度，从而提高光盘信息符 号的读取质量，减少噪声。
图1是刻写光学头的光信号传输原理图； 图2是实施例中刻写光学头的光路示意图。图2中1、第一激光器，2、第二激光器，3、双阵列光栅，4、双阵 列光栅，5、补偿透镜，6、偏振分光单元，7、反射镜，8、光功率探测器， 9、准直镜，10、 1/4波片，11、物镜，12、盘片，13、像散元件，14、信 号探测器。
具体实施方式
图1刻写光学头的光信号传输原理图。刻写光学头的光学系统一般包括激光源l、激光源2、偏振分光单元、 光电信号拾取模块、光学信号采集模块、盘片，从激光源l、激光源2发 出的光束经过偏振分光单元组合成P偏振光，P偏振光通过光学信号采集 模块到达盘片，盘片反射光再经过光学信号采集模块到达偏振分光单元，
偏振分光单元使S偏振光到达光电信号拾取模块，以获得盘片上所记录的 信号。下面结合附图2和较佳的实施例对本发明作进一步说明。 本实施例中的刻写光学头的光学系统第一激光器1、第二激光器2、双 阵列光栅3、双阵列光栅4、补偿透镜5、偏振分光单元6、反射镜7、光 功率探测器8、准直镜9、 1/4波片10、物镜ll、盘片12、像散元件13、 信号探测器14。本实施例中光束的传播包括以下各部分(1) 从第一激光器1发出的光束经过双阵列光栅3分光，获得0级、±1级等光束用于读写光盘信息；双阵列光栅之间的偏移量是光栅栅格的 1/4。(2) 从第二激光器2发出的光束经过双阵列光栅4分光，获得O级、 ±1级等光束用于读写光盘信息，并通过补偿透镜5补偿准直镜对该波长 激光的工作距离；(3) 分别从第一、第二激光器激光器l、 2发出激光的理想光路经过 由偏振分光镜等组成偏振分光单元6后重合，且此时激光为P偏振光；(4) 应用反射镜7反射此时的P偏振光，改变光路方向(调整光路 结构)，同时透射光束能量的5Q^到功率探测器8上，并通过此探测器，对 激光器的功率进行实时调整；(5) 反射后的光束经过准直镜9，成为强度均匀分布的平行光束；(6) 通过1/4波片10，将P偏振光变为圆偏振光；(7) 由物镜11将平行光束聚焦为一点，并通过盘片12上信号坑岸 的反射，再次通过物镜ll变为平行光；(8) 再次通过l/4波片10，将圆偏振光变为S偏振光；(9) S偏振光经过准直镜9后再次通过偏振分光单元使S偏振光到达 像散元件13上，以获得盘片上所记录的信号；(10) 像散元件13的光到达信号探测器上，产生像散信号来探测物 镜的离焦状态。以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说
明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术 领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若 干简单推演或替换，如多阵列光栅也可以是三阵列光栅，阵列光栅之间 的偏移量也可以是光栅栅格的1/4，反射镜透射的光束能量也可以不是5% 等，都应当视为属于本发明的保护范围。
权利要求
1、一种用于刻写光学头的光学系统，包括第一激光器、第二激光器、光栅、偏振分光单元、光学信号采集模块、光电信号拾取模块，从第一激光器、第二激光器发出的光束通过光栅到达偏振分光单元组合成P偏振光，P偏振光通过光学信号采集模块到达盘片，盘片反射光再经过光学信号采集模块到达偏振分光单元，从偏振分光单元出来的偏振光到达光电信号拾取模块上，其特征在于所述光栅是多阵列光栅。
2、 根据权利要求1所述的用于刻写光学头的光学系统，其特征在于 所述的多阵列光栅之间的夹角和偏移量与需要的衍射效果相适应。
3、 根据权利要求2所述的用于刻写光学头的光学系统，其特征在于所述的多阵列光栅之间的偏移量是光栅栅格的1/4。
4、 根据权利要求2所述的用于刻写光学头的光学系统，其特征在于 所述的多阵列光栅之间的偏移量是光栅栅格的1/3。
5、 根据权利要求1所述的用于刻写光学头的光学系统，其特征在于 所述的第二激光器到达光学信号采集模块的工作距离比第一激光器远，在 第二激光器前设有补偿透镜。
6、 根据权利要求1所述的用于刻写光学头的光学系统，其特征在于 所述的光学系统还包括反射镜，从偏振分光单元出来的P偏振光经反射镜 反射后改变光路方向到达光学信号采集模块，从光学信号采集模块出来的 光经反射镜反射后到达偏振分光单元。
7、 根据权利要求6所述的用于刻写光学头的光学系统，其特征在于 所述的光学系统还包括光功率探测器，反射镜透射可以供功率探测器检测 功率的光束能量到功率探测器上，功率探测器与激光器的功率控制器连接。
8、 根据权利要求7所述的用于刻写光学头的光学系统，其特征在于 所述的反射镜透射到功率探测器的光束能量为透射前光束能量5% 。
9、 根据权利要求6所述的用于刻写光学头的光学系统，其特征在于所述的光学信号采集模块包括准直镜、1/4波片、物镜，反射镜反射后的 光束经过准直镜，成为强度均匀分布的平行光束；平行光束通过1/4波片， 将P偏振光变为圆偏振光；由物镜将平行光束聚焦为一点，并通过盘片上 信号坑岸的反射，再次通过物镜变为平行光束；平行光束再次通过l/4波 片，将圆偏振光变为S偏振光；S偏振光经过准直镜到达反射镜。
10、根据权利要求1所述的用于刻写光学头的光学系统，其特征在于: 所述的光电信号拾取模块包括像散元件和信号探测器，从偏振分光单元出来的s偏振光到达像散元件，像散元件的光到达信号探测器。
全文摘要
本发明公开了一种用于刻写光学头的光学系统，属于光存储技术领域。本发明包括第一激光器、第二激光器、光栅、偏振分光单元、光学信号采集模块、光电信号拾取模块，从第一激光器、第二激光器发出的光束通过光栅到达偏振分光单元组合成P偏振光，P偏振光通过光学信号采集模块到达盘片，盘片反射光再经过光学信号采集模块到达偏振分光单元，从偏振分光单元出来的偏振光到达光电信号拾取模块上，其特征在于所述光栅是多阵列光栅。本发明由于在两个激光器前设有多阵列光栅。所以不仅具有信道跟踪作用，而且可以抑制聚焦光斑旁瓣、提高中心强度，从而提高光盘信息符号的读取质量，减少噪声。
文档编号G11B7/1395GK101110233SQ20071007539
公开日2008年1月23日 申请日期2007年8月2日 优先权日2007年8月2日
发明者孙满龙, 张布卿, 杨明生, 毛乐山, 潘龙法, 王烁石, 程雪岷, 霜 闫, 马建设 申请人:清华大学深圳研究生院;东莞宏威数码机械有限公司