专利名称：一种数据存储介质的光学读写装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及光学重放技术，具体涉及一种采用半导体激光源的光再现拾取头在小型方面的改进，更具体说，涉及一种采用双焦镜头的数据存储介质的光学读写装置。
光盘有多种，如视频光盘(LD)、普通CD光盘，以及VCD、CD-ROM等。光盘可记录模拟信号(FM调频信号)和数字编码信号，但在光盘上表示信息的形式都是相似的。即以光盘上螺旋形排列的一圈圈的坑槽来表示。激光头读出的脉冲信号是与光盘上的坑槽相对应，对于数字信号来讲，激光头输出的脉冲相当于二进制数字信号的“0”或“1”，对于模拟信号来讲，激光头输出的脉冲信号其中的频率分量是与视频调频(FM)信号和伴音调频(FM)信号相对应的，即脉冲信号中包含视频和音频调频信号的分量。在播放不同的光盘时只要施以相应的解调或解码处理方法就能将光盘上的信息再现出来。常用的光学重放(再现)拾取头采用一个光发射源和一个或多个接收器，用以解读存储在表面媒体的数据信息。发射器和接收器分立元件可以组合在一个基板上，也有的封装在不同的分立元件上，通过棱镜来分光。在用激光頭读取光盘信息时，半导体激光二极管发射的激光束经过光栅(分束镜)、透過一系列光學元件照射到光盘盘面上。光盘反射的激光再经过上述光學元件照射到檢測器上。
在影碟机中光盘信息的读取多采用三光束方式，所谓三光束就是使激光二极管所发的光变成三束激光投射到光盘上。在激光头里面装有一个光栅透镜，当激光二极管所发的光束经过光栅后，就形成了三个光束，这三个光束中有一个较强的主光束位于中间，两个相等的辅助光束位于两侧。主光束射到光盘的信息纹上用于读取信息。两个辅助光束也射到同一信息纹上，只是一个在主光束之前，一个在主光束之后。这两个辅助光束用于检测循迹误差，通过循迹伺服实现自动跟踪信息纹。
现有光读取头大多利用一种称为“边发射二极管激光器”型半导体激光源，这种激光源有一定局限性，首先是光束截面是椭园或长方型形，必须用光学透镜来整形，另外常规的光拾取头中需要六个以上的光学元件来工作，这些是激光二极管、射束分离器、衍射光栅、反射镜、物镜和光电二极管阵列，它们通过测定出CD盘表面反射的光强度来解读CD信息，这些分立元件导致光拾取头变得又厚又大。另外為了保証激光輸出功率的穩定性，必須安装激光功率監視裝置。
为了实现一个薄而小，衣袋尺寸的CD盘唱机，该CD盘唱机的光拾取头必须小型化，常规的光拾取头含有许多元件，很難微型化，从而需要一个大的组件，虽然边发射激光二极管和全息单元组件已使光拾取头小型化成为可能，然而，这个单元的设计要求在硅光控测器基底上建造一个微型镜，以使激光束在平行于基底方向转向，并分成三束光(光栅与45°反射镜做在一起)，微型镜结构涉及高成本和精细工作的制造过程。
为弥补先有技术中上述的和其他的固有缺陷是十分有益的，据此本发明的一个目的是提供改进的光再现拾取头，即提供一种数据存储介质的光学读写装置，它可以有效克服现有技术的上述缺点，具有体积小、结构简单、成本低、稳定性好的特点。
本发明的另一个目的是特别适用于光拾取头的跟踪系统的改进。
本发明的又一目的是对边发射激光全息光再现头及其读与跟踪系统的改进装置。
本发明还有一个目的是提供相当少的元件的简化光拾取头。
本发明还有一个目的是为垂直激光全息光拾取头的读与跟踪系统提供改进装置。
本发明的再有一个目的是提供按照在用料上减少光拾取头成本的上述装置和改进。
本发明的目的是这样实现的，构造一种数据存储介质的光学读写装置，包括发光单元、光检测单元与光學系统，其特征在于还包括用于将所述发光单元产生的光通過光學系统的雙焦鏡頭导向数据存储介质以及将从所述数据存储介质产生的光导向所述光检测单元。
按照本发明的光学读写装置，其特征在于，所述发光单元是垂直腔表面发光激光器，并与所述光检测单元集成在同一半导体基板上。
按照本发明的光学读写装置，其特征在于，所述发光单元是經過整形后側面發射激光比与光檢測器組合在同一基板上。
按照本发明的光学读写装置，其特征在于，所述发光单元包括居于中间的第一激光器以及居于其两侧的第二和第三激光器，所述检测单元包括置于彼此相隔极小距离的第一和第二光檢測器以及对称居于其两侧的第三和第四光檢測器。
按照本发明的光学读写装置，其特征在于，设计所述双焦镜头可将所述第一激光器发光传导到所述数据存储介质上的当前数据存取点，并将由该数据存取点产生的光传导到所述光传感单元中的第一和第二光檢測器，同时可将所述第二和第三激光器发出的光传导到所述数据存储介质上的当前左定位点和右定位点，并将由所述左定位点、右定位点产生的光传导到所述光传感单元中的第三和第四光檢測器。
按照本发明的光学读写装置，其特征在于，所述第一和第二光檢測器的感光面之和分别与所述第三、第四光檢測器的感光面大小相同。
按照本发明的光学读写装置，其特征在于，所述第一和第二光檢測器之间所述极小距离是1微米。
按照本发明的光学读写装置，其特征在于，所述双焦镜头装载在一个电磁运动装置上，控制该装置可调节所述双焦镜头在所述发光单元与光检测单元，組合元件与數据儲存介質之间的相对位置，实现对所述数据存储介质聚焦和寻轨。
按照本发明的光学读写装置，其特征在于，含有所述發光单元、光检测单元的半导体基片组合件装载在一个电磁运动装置上，控制该装置该组合件相对于所述双焦镜头的距离，实现对所述数据存储介质聚焦和寻轨。
按照本发明的光学读写装置，其特征在于，所述双焦镜头是用铸模方式加工而成一体的两半透镜，其表面镀有防反射涂层。
按照本发明的光学读写装置，其特征在于，所述双焦镜头采用非球面结构。
按照本发明的光学读写装置，其特征在于，所述双焦镜头采用非球面结构外加光栅。
按照本发明的光学读写装置，其特征在于，根据所述第三、第四光檢測器的信号之差来确定寻轨是否偏差，根据所述第一、第二光檢測器的信号之差来确定寻轨聚焦是否正确。
按照本发明的光学读写装置，其特征在于，所述发光单元包括一个激光器，所述检测单元包括置于中央的第一和第二光檢測器以及对称居于其两侧的第三和第四光檢測器。
按照本发明的光学读写装置，其特征在于，还包括一个置于所述激光器发光面的可将该发光分成左、中、右三束的光栅，设计所述双焦镜头可将所述中光束传导到所述数据存储介质上的当前数据存取点，并将由该数据存取点产生的光传导到所述光传感单元中的第一和第二光檢測器，同时可将所述左光束和右光束传导到所述数据存储介质上的当前左定位点和右定位点，并将由所述左定位点、右定位点产生的光传导到所述光传感单元中的第三和第四光檢測器。
按照本发明的光学读写装置，其特征在于，根据所述第三、第四光檢測器的信号之差来确定寻轨是否偏差，根据所述第一、第二光檢測器的信号之差来确定寻轨聚焦是否正确。
按照本发明的光学读写装置，其特征在于，所述双焦镜头满足以下关系Δ=δbd=δM]]>其中，Δ是激光器与光檢測器之间的距离，δ是所述数据存储介质两光点间距，d是双焦镜与数据存储介质的距离，b是双焦镜头与激光器/光檢測器之间距离，M是放大倍数，
同时有所述双焦镜头间距
按照本发明的光学读写装置，其特征在于，还包括用于检测所述安装所述发光单元和光检测单元的基板的温度的热敏元件。
按照本发明的光学读写装置，其特征在于，还包括分别设置在每一个所述激光器附近并通过波导与所述激光器相通的光探测元件。
按照本发明的光学读写装置，其特征在于，还包括与发光源、光检测器集成一起的控制单元和信号放大单元。
按照本发明的光学读写装置，其特征在于，还包括设在所述非球面镜的双焦镜头上的用以补偿温度变化对镜头参数的影响的光栅。
实施本发明，将发光激光与光檢測器集成(或組合)在同一个芯片上，也可以将控制元件、信号放大器与激光/光檢測器集成在一起，成为一个集成化器件，可以使该片大量生产，大大地降低能量损耗，并提高光檢測器的灵敏度。激光二极管与光檢測器是用垂直腔室表面发光激光的结构制成，工艺上更具有效率和现实性。所采用激光二极管的波长可以480～980NM之间或更长。因为本发明的光路设计可以省掉二个分光镜以及其它镜子，光檢測器可以从光盘上接收到更多的反射信号，这样可以大大提高对光盘读数的解析度。本发明采用双焦镜头将入射光与反射光分开，并将入射光聚在CD盘上，将反射光投到面激光器边的光檢測器上，可以有效消除光反馈，省掉光监控装置可以省掉。利用本发明的原理，可以将双焦镜头与激光器/光檢測器集成片设计成可同时读取光道上两个信息，从而可增加两倍解读速度，同样原理，如果多加一个激光器/光檢測器我们可以同时读四个信息，以此，我们可提高解读速度四倍。如果将本发明中的双焦镜头用在现有Sony或Philips光头上，也可达到减少元件、使光读头更加微型化的目的。与现有CD光读写头90％的光能量在传输过程中被浪费掉相比，用本发明双焦镜的光路有50％的激光被光檢測器所接受，光拾头所需的能量减少5倍，电能利用率大大提高。这对于CDMan手提电脑机而言，可以节省电池能量。在本发明的光路中，为避免光反馈回激光器，采用热敏电阻来监视基板温度，实现光输出功率的监控。这使得我们的光学装置简单、低价。本发明中的光檢測器有大于80％量子效应，因此更容易探测反射信号。既提高灵敏度，又可减少激光输出功率，从而又进一步节省光头所耗的能量。本发明提供的基于、双焦镜头组成的光学读写装置特别适合用于CDMan和手提电脑。
结合以下附图和实施例，可以对本发明的目的、内容和特点有更具体的理解，附图中
图1示出由用边发射激光器、半反射镜光栅板、1/4波长片所组成的传统光读写头的的原理示意图。
图2是图1所示光读写头的光学循轨原理示意图。
图3表示了现有的一种Sony光头机上激光头的改进型光路图，激光器与光檢測器被封装在同一基板上。
图4示出说明按照本发明教导而构成的光拾取头的第一实施例的简化原理示意图(三光束)。
图5是按照本發明實施的又一實例；图6是图4中检测器上光斑的结构示意图7是现有技术用将聚焦透镜分透射与反射方法解决光反馈的光学原理示意图。
图8-图11是分别是双焦镜头的四个实施例的构造示意图，该双焦镜头具有分光束和聚焦的双重功能。
图12示出焦镜焦距与激光检测器间距的关系图。
图13示出用球面镜组合构造双焦镜头的实例。
图14示出用非球面镜代替图11中三个球面透镜构成一个双焦透镜的实例。
图15示出说明按照本发明教导而构成的第二实施例即用光栅将一束光分成三束光的实施例的简化原理示意图。
图16示出在本发明实施例中的激光器/光檢測器阵列并用热敏电阻监控激光输出功率构成集成元件的示意图。
图17示出在本发明实施例中用三个光檢測器与光波导来监控激光功率组合元件的原理示意图。
图18示出面发光激光器/光檢測器的结构图实例之一。
图19是表面光激光器光电特性图。
参照这些附图，图中相同的标号表示在几个视图中相同或对应的部件。
首先参照图1，图1示出一种常规的边发射二极管激光光拾取头10的工作原理情况(現有技術)。边发射二极管激光器19沿着一条路径发射激光束，该路径贯通着一个光栅板191将一束光分成三束光。激光射束通过棱镜15，射到四分之一波长片14，后者进一步改变激光射束的极化反射镜13及物镜12聚焦到数据存储媒体11(例如CD盘)的表面上。激光射束从CD盘11反射，通过四分之一波长片14后者进一步改变激光束的极化。激光束由棱镜15反射，与投射光束呈直角地改变方向，最后光被导到光电二极管阵列(18)上。光强度通过象限(四分)光电检测器板18上的光电二极管的光电变化反映该系统从“坑”至“陆地”(或相反)的阶跃。这说明了在常规的结构配置中的边发射二极管激光光拾取头10的机理。激光射束是一种发散光束，具有异性发散角。来自激光二极管19来的发散光束是一种线性极化的激光射束，它落到光栅191及准直透镜192上，该透镜将它变换为基本上平行的光射线的射束，激光射束而后被引导到棱镜15，然后射入到四分之一波长片14上，后者将激光射束变换为圆极化激光射束，之后落到聚焦透镜12上。通过物镜12的射束是一个聚焦射束，它具有基本上圆截面形状，而后聚焦到CD盘11上，CD盘11具有一个光点，直径约为1微米。其中，CD盘11上的信息由刻印在该盘表面上的“陆地”和“坑”进行编码，对于存储在该盘表面上的记录信息，“陆地”和“坑”或是反射聚焦激光射束，或是使聚焦激光射束散射。从盘表面反射的射束通过物镜12射到四分之一波长片14，借此，从圆极化射束变回到线极化射束。从四分之一波长片14来的已变换的射束由射束分离器15反射至光电检测器18，从而得到数据信号。图1中的圆形细节框给出了由六个光检测元件组成的象限光电检测器18组成情况。象限光电检测器18由六个光检测元件组成。提供到象限光电检测器18上的入射射束的光点，由于聚焦透镜12的作用，在形状上从椭圆形通过一个真正的圆形变化为另一种椭圆形。利用来自光电检测器D101和D103的和信号减去来自光电检测器D102和D104的和信号来调整聚焦。而后，聚焦透镜12利用安排在象限的一个半球面(它相对的第二半球面)上的两相对的光检测元件的再现信号之和(由任一侧来的信号之和)的差值来进行调整。聚焦误差信号只适应于聚焦物镜位移的控制装置。
上面所说的聚焦伺服是使激光束的焦点始终落在光盘盘面上，而循迹伺服则是使激光束的光点始终射在光盘的信息纹上。光盘信息纹的宽度为0.4μm，而跟踪精度必须在0.1μm之内，这就对循迹伺服系统提出了很高的要求。在光盘机中是通过微调激光头中镜头在进给方向上的位移来实现跟踪的。在与聚焦线圈垂直的方向绕一循迹线圈，给线圈加入电流，在磁场的作用下循迹线圈连同镜头一起会在水平方向移动。加到线圈中的电流方向和大小，与跟踪误差信号相对应，通过伺服来消除跟踪误差。这里误差的检测同样是很重要的一环。
图2示出了图1所述光拾取头进行跟踪误差检测的原理，如图所示，在激光头中激光二极管所产生的激光束经光栅后分裂成三束光，并同时照射到光盘盘面上，又被反射后照到光敏二极管组件上。这在这组光束中，中间的光束用来读取声像信息和聚焦误差信息，两侧的辅助光束专门用来检测跟踪误差。
跟踪误差的检测是设置在光檢測器两侧的D105、D106来完成的，D105、D106的输出分别送到差动放大器(误差放大器)的输入端。当跟踪正确时，主光束射到信息纹上，反射回来的光束照到D101、D102、D103、D104组合管上，而辅助光束对称于主光束照到信息纹上，两辅助光束偏离的量相等，于是反射后照到D105、D106上的光通量也相等，误差放大器的输出为零，见图2。
如果跟踪信息纹的光束发生偏离，则D105、D106的输出就不相等，图中(2.ii)发生右偏的情况，(2.iii)脚为发生左偏的情况。发生左偏时D105-D106的输出负极性(误差信号)，发生右偏时D105-D106的输出为正极性。此误差信号经数字处理和D/A变换，形成循迹线圈的驱动信号，再经放大后送到循迹线圈中去校正跟踪误差。循迹线圈是绕在水平方向的磁芯架上，物镜和磁芯架构成一体。当线圈中有电流的时候，由于线圈磁场对永磁体的作用，会使物镜沿水平方向移动，电流的方向变化时，物镜移动的方向也变化。将循迹误差的检测和循迹线圈的驱动构成一个自动控制环路，这就是循迹伺服系统。
图3示出一种Sony机光头上改进的光路图，边发射光激光器21，通过45°棱镜加光栅33，将一束光分成三束并转90°通过棱镜(24)第一面转90°射过聚焦镜头26投到CD盘35上，反射回的光通过棱镜34的第二面射到光檢測器32上，Sony的这种设计省掉许多光学元件，将激光与光檢測器做在同一个底板上，向微型化迈进了重要的一步，它的缺点是分光束与转光束所用的棱镜制作成本高，用棱镜将入射光与反射光分开的方法使得90％的光损失掉。
在图4中，以标号40示出本发明以面激光器/光檢測器集成元件加双焦镜构成的光拾头的第一实施例，面激光器/光檢測器集成件包含三个面发光激光器41、42、43排在同一条直线上，四个光檢测器(44、45、46、47)被排在与激光器相平行的线上，激光所需的功率约为1毫瓦，居于中间的激光器42和光檢測器45、46用来解读和聚焦调节、控制，激光器41/光檢測器44与激光器43/光檢測器47对用来循轨，激光与光檢測器的距离大约为十多个μm的距离，精确的数值距离取决于双焦镜的参数，我们将用共振腔光电二极管RCPD结构制成我们所要的光檢測器，因为发光激光与RCPD具有相同的生产程序，并且RCPD有非常高的灵敏度(＞85％量子效应)，这种光檢測器的波长选择性也非常高，仅探测面发光器发出的光，光檢測器45、46合起来的孔径等于光檢測器44或47的孔径，约为几个微米(μm)，光檢測器45和46的间距小于1微米，双焦镜头48是由非球面的两半透镜所组成，这两半透镜的焦距有一个固定的距离，这距离的方向与激光器/光檢測器方向所平行，双焦镜头之间焦距的大小提供了所入射与反射光所需的分离。双焦镜有很大的数值孔径(约为0.5)，这么大的孔径可以使得较小的激光光斑照在CD光盘上，非球面形状的双焦镜头将补偿光学系统的象差，这些将会使光斑达到散射象的极限，补偿了光学系统的象差。
双焦镜头或激光/光檢測器集成元件可以装在电磁运动部件上，用来使激光聚在CD光盘上，并使光斑投在光道上。
根据图4的说明，左半的双焦镜将激光束投到CD(49)盘上，而右半的透镜用来将CD盘反射回的光投射到光檢測器上，光檢測器44、47探测激光器41和43发出的光，而彼此相隔很近(小于1μm)的两个半圆形或半椭圆形的光檢測器45、46如图6所示，用于探测从激光器42发出的光，图6中传感面中央的椭圆形是来自激光器42的光斑，该光斑发横向尺寸是3μm，纵向尺寸是1.5μm。
根据本发明采用双焦镜头的设计，与任何常规的CD机不一样，此处的光路使得没有光从CD盘返回到激光器，避免了激光功率的不稳定，众所周知，返回到激光器的激光将引起激光功率的不稳定。为了使激光功率稳定，在传统的CD机上，都装有激光功率光学监控装置，如图7所示，这样会使得输出功率较稳定，将聚焦透镜612划分成仅可让光入射与反射的两部分，这样可以避免光反馈。而在我们的设计中，这种类似聚焦透镜的装置可以省去了，这又减少了系统的复杂性。
为了使用激光41/光檢測器44与激光43/光檢測器47对循轨，它们将激光光檢測器片子沿轨道切线偏一个小角安装，也就是我们将激光引在CD光斑偏离轨道左0.5微米而33偏右0.5微米，激光42打在轨道上，用光檢測器44与47差值，即D44-D47信号送回光头控制线圈便可来实现循轨。
D44-D47＞0偏左D44-D47＜0偏右D44-D47＝0在轨道正中同时可以用光檢測器44、46差值控制光斑聚焦。
D45-D46＞0远焦，D45-D46＜0近焦，而我们用D45+D46信号来解读光盘的信息。
应该指出的是，本发明采用的双焦镜不但可以将入射与反射光分开，而且可以将光聚到光盘上，此外双焦镜消除了光返回到激光器，从而稳定激光功率。具体地说，利用双焦镜的优点包括(1)双焦镜同时提供了数据解读、循轨和聚焦三大功能；(2)激光器和光檢測器集成元件是用同一个工艺做在同一个基板上，用镀膜、微电子工艺，很容易大批量生产；(3) 由于激光器/光檢測器集成元件质量轻、尺寸小，可以将此芯片放在动态线圈上进行循轨与聚焦，因为这元件惯性小，我们可很容易快速调节，这将可以加快循轨与聚焦过程。此外，这种快速调节可以补偿大振动所产生的脱轨；(4)由于使用双焦镜，CD光盘的反射光不会回到激光器，这就消除了光回馈，将减少了CD光头的复杂性，可以省掉光监控装置。
图5示出本發明激光器/光集成元件按串聯形式排列的一個實例。面激光器411、412、413与光探測器414、415/416對以及417排在一條直線上。415/416光探測器垂直于411、417排列的直線。光探測器414与417分别接受來自激光器411、413由光盤反射回的光。D414与D413信號之差決定尋軌，而光探測器415与416同時接收來自于激光器412從光盤反射回的光。D415与D416之差來決定聚焦。D415与D416之和來決定解讀光盤信息。与圖4A不同，BL雙焦鏡頭需要轉90°安放，以便使分光方向与激光/光探測器。
图8-11分别展示了四种构造的双焦镜头，这些双焦镜头设计的安排均可达到分光、聚焦的功能，为了使尽可能多的光进入CD光盘，以及反射光被光檢測器接收，可以镜头的表面镀上防反射膜。而这四种镜头设计均可用注模方式加工。
图12示出了构成双焦镜焦距与激光器/光檢測器之间的关系，假定激光112与光檢測器113之间的距离是Δ，双焦镜118两焦距111间距是δb，而双焦镜118与激光器/光檢測器之间距离为b，激光投到CD盘117两个光点之间115、116距离为δ，双焦镜118与CD光盘117之间距离是d，这时，激光器和光檢測器满足下列关系Δ=δbd=δM]]>其中
为放大率双焦镜间距δb=δM1+M]]>这个双焦透镜很容易由塑料注模的办法制成，图13和图14分别表示了常规的球面镜系统和非球面镜结构制作上的差别，可以看到如果用球面镜，必须用3个透镜，达到一个非球面镜所达到光学要求，由此可见，用非球面镜的办法，可以使光学系统简便、容易制作。
图15示出说明按照本发明的思想而构成另一种设计方案即第二实施例，在该实施例中，光栅1402盖住一个表面发光激光器1401，将一束光分成三束光141、142、143，中间光束(142)用来聚焦与解读，左右两个辅助光束(141、143)用来循轨，这种设计可以用一个面发射激光器取代三个激光器。其它装置与读、循轨和聚焦原理与图4所述第一实施例相同。
由于温度的变化会影响激光输出功率稳定，对于表面发光激光器而言，温度变化使激光波长位移。由于温度的变化会影响激光输出功率，对于表面发光激光器而言，温度变化不但使激光波长位移，而且会引起发射多模激光，温度的增加使得激光共振腔尺寸延伸，由此导致了其他模激光发出，光功率增加，因为这种变化不连续，造成模式跳跃，并产生噪声涨落，为了避免温度造成的噪声，一般用光学功率监控来调整输入电流，见图6。
本发明中为了避免温度造成噪声现象，将采用以下方法(1)用高精度热敏电阻来监控温度，继而监控输出功率，其原理见图16。用双焦镜头设计，可以消除光回馈，所以监控温度已足够使光输出功率保持稳定。(2)也可以在激光器边做一个光光檢測器，通过波导来监控激光输出功率。见图17。
图18是解读器光头的关键元件之一是面发光激光器/光檢測器集成元件，而现在常用的激光头是用侧面激光器，现在或将来我们可以造出0.4到0.98微米波长的表面发光器。它们是用GAAS/GAALAS，INGAAS，GAINP和ALGAAS，INP材料做成多层反射镜内夹多个量子井构成。表面发光阵列是用传统的分子式外延(MBE)或分子有机汽化镀层技术(MOCVD)和离子腐蚀技术，制成我们所需要阵列。
与侧面发光器相比，表面发光器可以做10微米园形直径大小，而侧面发光器仅可以做到10微米宽1-200微米长大小。表面发光器最大优势是横截面为园形光束，垂直发射，可以做成二维阵列的激光器，并且可以将控制线路，信号放大器与激光器光檢測器集成于同一芯片上。
激光器与光檢測器做在同一芯片上，这是由ORITZ提出(1996)，这种共振腔式光光檢測器(REPD)有高达85％量子转换率，远远高于现有的光电倍增管(PMT)和雪崩二极管光檢測器(APD)。
结构是用分子式外延或分子有机化镀层术在GaAs基板上长多层反射镜加量子井，在加反射镜构成“三明治”结构。用离子注入和光刻加镀金属层膜可以做成光檢測器与激光器集成元件。
此技术另一个优势是我们可以将控制元件、信号发大器与激光光檢測器集成在一起，成为一个集成化器件，由此，我们可以大大地降低能量损耗，并大大提高光檢測器的灵敏度。这些是用表面发光激光器的优点。与传统CD光头不同，由于将发光激光与光檢測器做在同一个芯片上，激光二极管与光檢測器可用垂直腔室表面发光激光的结构制成。激光二极管的波长可以480～980NM之间或更长。因为我们的光路设计可以省掉二个分光镜。以及其他镜子所以我们的光檢測器可以从光盘上接收到更多的反射信号，这样可以大大提高读取解析度。又由于用双焦透镜头来将入射与反射分开，于是，从光盘反射回来的光会射到激光附近的光檢測器上。
图19表示了现有的发光激光器的发光特性。从图19可以看到注入10个毫安的电流，在约4伏工作电源下，我们可以得到3毫瓦功率的激光。
本领域的技术人员可以方便地对这里为了描述目的所使用的实施例进行各种变更和修改，在这样的修改和变更不偏离本发明精神前提下，它们都寓意他们包括在所附权利要求规定的本发明的范围内。
权利要求
1.一种数据存储介质的光学读写装置，包括发光单元、光检测单元，其特征还包括用于通过一个双焦镜头将将所述发光单元产生的光导向数据存储介质以及将从所述数据存储介质产生的反射光导向所述的双焦镜头和光检测单元。
2.根据权利要求1所述的光学读写装置，其特征在于，所述发光单元是垂直腔表面发光激光器，并与所述光检测单元集成在同一半导体基板上。
3.根据权利要求1所述的光学读写装置，其特征在于，所述发光单元居于中间的第一激光器以及居于其两侧的第二和第三激光器，所述检测单元包括置于彼此相隔极小距离的第一和第二光检测器以及对称居于其两侧的第三和第四光检测器。
4.根据权利要求3所述的光学读写装置，其特征在于，设计所述双焦镜头可将所述第一激光器所发出的光传导到所述数据存储介质上的当前数据存取点，并将由该数据存取点产生的反射光传导到所述光检测器单元中的第一和第二光检测器，同时可将所述第二和第三激光器发出的光传导到所述数据存储介质上的当前左定位点和右定位点，并将由所述左定位点、右定位点产生的光传导到所述光检测单元中的第三和第四光检测器。
5.根据权利要求3所述的光学读写装置，其特征在于，所述第一和第二光检测器的感光面之和分别与所述第三、第四检测器的感光面大小相同。
6.根据权利要求3所述的光学读写装置，其特征在于，所述第一和第二光检测器之间所述极小距离是1微米。
7.根据权利要求1所述的光学读写装置，其特征在于，所述双焦镜头装载在一个电磁运动装置上，控制该装置可调节所述双焦镜头在所述发光单元与光存储介质之间的相对距离位置，实现对所述数据存储介质聚焦和寻轨。
8.根据权利要求1所述的光学读写装置，其特征在于，含有所述发光单元、光检测单元的半导体基片组合件装载在一个电磁运动装置上，控制该装置该组合件相对于数据存储介质、所述双焦镜头的距离和位置，实现对所述数据存储介质聚焦和寻轨。
9.根据权利要求1所述的光学读写装置，其特征在于，所述双焦镜头是用铸模方式加工而成一体的两半透镜，其表面镀有防反射涂层。
10.根据权利要求1所述的光学读写装置，其特征在于，所述双焦镜头采用非球面结构。
11.根据权利要求1所述的光学读写装置，其特征在于，根据所述第三、第四光检测器的信号之差来跟踪读写光束，以确定是否偏离轨迹。根据第一、第二光检测器的信号之差来确定数据存储介质上聚焦是否正确。
12.根据权利要求1所述的光学读写装置，其特征在于，所述发光单元包括一个激光器，所述检测单元包括置于中央的第一和第二检测器以及对称于其两侧的第三和第四光检测器。
13.根据权利要求12所述的光学读写装置，其特征在于，还包括一个置于所述激光器发光面的可将发光分成左、中、右三束的光栅，设计所述双焦镜头可将所述中光束传导到所述数据存储介上的当前数据存取点，并将由该数据存取点产生的放射光传导到所述光检测单元中的第一和第二光检测器，同时可将所述左光束和右光束传导到所述数据存储介质上的当前左定位点和右定位点，并将由所述左定位点、右定位点产生的光传导到所述光检测单元中的第三和第四光检测器。
14.根据权利要求12所述的光学读写装置，其特征在于，根据所述第三、第四光检测器的信号之差来确定寻轨是否偏差，根据所述第一、第二光检测器的信号之差来确定聚焦是否正确。
15.根据权利要求2所述的光学读写装置，其特征在于，还包括安装在所述发光单元和光检测单元基板上的温度热敏元件，用于监控所述发光单元输出功率随温度变化的特性。
16.根据权利要求2所述的光学读写装置，其特征在于，还包括分别设置在每一个所述面激光器附近并通过波导与所述激光器相通的光探测元件，用于监控所述面激光器的输出功率。
17.根据权利要求2所述的光学读写装置，其特征在于，还包括与发光源、光检测器集成一起的控制单元和信号放大单元。
18.根据权利要求15所述的光学读写装置，其特征在于，还包括设在所述非球面镜的双焦镜头上用以补偿温度变化对镜头参数的影响的光栅。
全文摘要
一种数据存储介质的光学读写装置,包括激光二极管发光单元、光检测单元与光学系统,其中,激光二极管与光检测器是用垂直腔室表面发光激光的结构制成,还包括双焦镜头,用于将发光单元产生的光导向数据存储介质以及将从数据存储介质产生的光导向光检测单元。实施本发明,由于采用双焦镜头将入射光与反射光分开,并将入射光聚在CD盘上,将反射光投到面激光器边的光检测器上,可省掉二个分光镜和其它镜子,并有效消除光反馈,提高对光盘读数的解析度,支持光头小型化。
文档编号G11B7/127GK1240291SQ98115719
公开日2000年1月5日 申请日期1998年6月23日 优先权日1998年6月23日
发明者杭志强, 维克特·拉兹罗夫 申请人:深圳粤宝电子工业总公司