[实用新型]一种采用双波长集成半导体激光器的光学头装置

说明书

                      技术领域

本实用新型涉及光存储系统中的盘片读出技术，特别是一种适用于DVD和CD二者兼容的读出盘片的光学头装置。

                      技术背景

随着光存储技术的发展，DVD系列产品已经广泛的进入了市场，由于DVD具有容量大的优点，单面单层DVD的容量是4.7G，双面双层DVD的容量是17G，而原来VCD的容量是650M，因此DVD正在迅速占领市场，成为消费者的新选择。但由于CD类光盘的广泛存在以及DVD和CD类光盘将在一定时期内共同存在，所以DVD的播放机和驱动器需要同时读取CD盘片和DVD盘片。根据DVD标准，DVD盘片的盘基厚度为0.6mm，而传统CD盘片的盘基厚度为1.2mm。由于DVD与CD盘盘基厚度及存储密度上存在差异，对二者的兼容读出带来了一定的问题。因此除拥有CD的解码器外，在设计DVD光学头时必须考虑到读取现有CD的能力。为了解决光学头的兼容问题，在DVD光学头设计上产生出多种方案，如两套独立读出系统、全息物镜、液晶光阑、双物镜等。另外，由于目前CD-R是全球销售量最大的可记录光存储介质，因此DVD光盘读出系统还必须兼容CD-R。因为CD-R介质在波长为650nm时的反射率小于10％，而在波长为780nm时的反射率大于70％，因此DVD光盘读出系统还必须具有双光源。

为了达到单面单层4.7GB的容量，DVD盘片的道间距和坑尺寸必须缩小。根据DVD标准，道间距是0.74微米，最小坑点大小为0.4微米。这种信息坑尺寸的减小要求分辨率更高的光学读出系统。在光盘系统中，光学系统的分辨率取决于读出光斑的大小，它与物镜的数值孔径(NA)和读出激光的波长(0)有关：在DVD中，使用红光激光器(波长为635nm或650nm)的物镜，以满足读出光斑的要求。但是，随着NA的加大，读出系统的象差相应增加。因此用读DVD的光学头(NA＝0.6)去读CD信号将会引起较大的象差，从而不能正确恢复CD中的数据。当然，NA的减小将会使读出光斑尺寸变大，便实际上这是允许的。因此，在进行兼容CD的DVD光学头的设计时，必须考虑物镜有效数值孔径的影响，各方案也都考虑了这方面的因素。

目前市面上的双光源DVD光学头方案比较多，但是它们都采用了比较多的分离元件，元件数目多，装配调整工艺复杂。

                         发明内容

本实用新型提出的技术方案，其主要解决DVD和CD二者兼容的读出盘片的问题，以实现DVD和CD光路统一的目的，并采用集成化，使结构简单，装配调整工艺容易。

本实用新型设计的光源是一个双波长集成半导体激光光源，它至少包括双波长集成半导体激光器、平板玻璃反射面、光电探测器、准直镜、带有物镜的二维力矩器的伺服系统执行机构。这种采用双波长集成半导体激光器的光学头装置，它的光源是在单个基片上集成了两个半导体激光器芯片，一个波长是780nm，另一个波长是650nm，他们在水平方向的间距是0.1mm，在垂直方向的间距在5微米之内。650nm的光用来读取DVD的信号，780nm的光用来读取CD的信号。650激光器发出的光通过倾斜平板玻璃(BSP)的第一个反射面进行部分反射，然后被准直镜准直，准直后的平行光束再经过物镜汇聚在DVD光盘的信息层上。780nm激光器发出的光，完全通过第一个反射面，在第二个反射面上发生部分反射，由于45度角倾斜玻璃的作用，在通过BSP后，CD部分(780nm)的光轴和DVD部分(650nm)的光轴就完全统一了。

本实用新型中的物镜是专门设计的全息物镜，在它的表面是一组全息条纹，当用650nm的光束照射条纹时，条纹凸台和凹槽之间的位相差是2π的整数倍，这样它对650nm的光束来说就像不存在一样，此时它的数值孔径是0.6，同时它针对0.6mm厚的光盘基片进行像差校正。当用780nm的光束照射时，由于条纹的衍射作用，780nm光束的数值孔径和放大倍率都会发生变化，从而可以校正由于光盘基片变为1.2mm而引入的额外像差。

此外，由于CD部分的成像光路额外通过了一片倾斜平板玻璃，这片薄玻璃也会产生像散差，但是由于这片玻璃很薄，因此像散差很小，完全可以忽略。