[发明专利]光学扫描装置及决定焦点位置的方法

说明书

技术领域

本发明涉及光学扫描装置以及在该扫描装置中决定焦点位置的方法。

背景技术

国际专利申请案WO2006/018749揭示一近场光学扫描装置，用以扫描一记录载体。在近场光学扫描装置中，放射光束使用消散波耦合而穿过一目标系统的出射面与该记录载体的外表面之间的间隙。在扫描时，间隙伺服用来保持间隙的尺寸在大约25nm的距离。装置中的倾斜伺服则用来控制目标系统与记录载体之间的一倾斜角，使其保持在相对紧密的倾斜公差之内。该公差可小至1.2mrad。该倾斜信号由消散波耦合穿过目标系统的出射面效率的变化来决定。焦点相对于出射面的位置可由改变放置在放射光束的光学路径上的望远镜系统透镜的位置而改变。

该已知扫描装置的缺点在于沿着光学轴的焦点位置并没有信号可作为代表或依据。

发明内容

本发明的一目的是提供一种光学扫描装置，提供光学轴的焦点位置的信号。

该目的可由一种光学扫描装置达成，用以扫描一记录载体，该记录载体具有一外表面，其中该光学扫描装置包括：一放射源，用以产生放射光束；一目标系统，具有一出射面，以在该出射面与该外表面之间对该放射光束进行消散波耦合，且将该放射光束聚焦至一焦点；以及一倾斜测量系统，用以提供代表该目标系统与该记录载体之间的倾斜角的一倾斜信号；其中该光学扫描装置包括一控制单元，用以由该倾斜信号决定一距离信号，且代表该出射面与该焦点之间的一距离。

目标系统的出射面与放射光束的焦点之间的距离可由倾斜信号导出，因为倾斜信号的特性与该距离相关。由于倾斜信号是非常稳定的信号，可提供距离的可信赖值。

在该扫描装置的一实施例中，倾斜信号是由消散波耦合穿过出射面的效率变化决定。

如此的倾斜信号主要根据当倾斜角改变时消散波耦合的改变，且只对应于扫描装置的光学系统与记录载体的参数的一部分内容。因此，倾斜信号是与扫描装置相对独立的参数，且适合于决定距离。

在一实施例中，距离相关于该倾斜信号对于该倾斜角变化的感应度。

倾斜信号对于该倾斜角变化的感应度是根据目标系统的出射面与焦点之间的距离。较大的距离产生较大的感应度。因此，感应度的决定提供距离测量。

在此必须注意，国际专利申请案WO 2007/122538揭示一种光学扫描装置，其倾斜信号的感应度是根据出射面与焦点之间的距离。感应度变化对倾斜伺服的操作有不利效应。为了降低这个效应，倾斜伺服的增益在操作中随该距离而调整。该距离是使用目标系统与记录载体之间的间隙高度而决定。由于间隙高度的限制，距离的变化限制在数十nm。该专利申请案并未揭示使用倾斜信号的感应度变化做为代表在数毫米范围距离的新测量信号。

在扫描系统的一实施例中，控制单元由改变该倾斜角并测量对应的该倾斜信号而决定该感应度。

较佳地，倾斜角标准化以使其和放射源的放射能源独立。

当焦点放置在目标系统的光学轴上时，距离信号可用以控制焦点的位置。距离信号也可用以核对焦点的位置，例如核对间隙伺服是否正确操作。

扫描系统可包括一球面像差补偿器，以引入该放射光束中的球面像差量，其中球面像差量由距离信号控制。由于球面像差量决定于放射光束传送至记录载体的距离，当焦点位于光学轴上时，距离信号可用以前馈式修正球面像差量的变化。

本发明的另一形态有关于一种决定焦点位置的方法，用于扫描一光学记录载体的光学扫描装置的一放射光束，该方法包括下列步骤：以一目标系统将一放射光束聚焦至一焦点，该放射光束在该目标系统的一出射面与该记录载体的一外表面之间进行消散波耦合；改变该目标系统与该记录载体之间的一倾斜角；测量代表该倾斜角的一倾斜信号；以及使用该倾斜信号决定该出射面与该焦点之间的一距离做为该焦点的位置。

在一实施例中，该方法还包括改变该倾斜角；决定该倾斜信号对于该倾斜角变化的感应度；以及由该感应度决定该距离。

为让本发明的上述内容能更明显易懂，下文特举一较佳实施例，并配合所附图式，作详细说明如下：

附图说明

图1显示本发明一实施例的记录载体与光学扫描装置的示意图；

图2显示扫描装置的目标系统的放大图；

图3显示引导部分的检测系统。

图4a、图4b、图4c显示在三个不同的焦点位置标准化倾斜信号做为倾斜角的函数。

【主要元件符号说明】

1、30    记录载体

2、3     信息层

4        间隔层

5        保护层

6        基底