[发明专利]从光学介质读出数据的系统

说明书

本发明涉及信息技术并且可用于数字介质长期存储的回放系统。

已知的用于从具有数据层的光学记录介质再现数据的数据回放装置设有插在记录介质和用于汇聚光束的物镜之间的光程矫正器，所述数据层置于记录介质的具有特定厚度的基质上[1]。将光程矫正器选择为使得记录介质的基质的光程和光程矫正器的光程之和等于针对物镜的预定长度。因此，穿过物镜的光可以汇聚在数据层上，发展成接近反射极限的光点，无论记录介质的基质的厚度如何。

光学信息记录/再现装置的一种已知的光学头装置设有光源[2]。物镜将由所述光源发射的输出光聚焦在盘状光学记录介质上，所述记录介质设有用于追踪的坑或槽。T光检测器接收由所述光学记录介质反射的反射光。偏振分束单元将所述输出光和所述反射光分束。四分之一波片置于所述偏振分束单元和所述物镜之间。双折射补偿单元降低由所述光学记录介质的保护层中的双折射导致的轨道误差信号的幅度的变化。

光学头设备和光学信息记录/再现设备是已知的[3]。在光学头设备的物镜的前方设置双折射矫正元件，所述双折射矫正元件具有由液晶聚合物层和电极组成的第一双折射矫正段、由液晶聚合物层和电极组成的第二双折射矫正段以及由液晶聚合物层和电极组成的第三双折射矫正段。第一双折射矫正段矫正光学记录介质中的保护层的垂直双折射的影响，它可以根据光学记录介质的种类而变，而第二和第三双折射矫正段矫正记录介质保护层面内双折射的影响，它根据光学记录介质的种类而变。

已知一种应用于角度测量中的光学拾取头，它使用一个45DEG片玻璃来产生散光光学拾取头，该光学拾取头与原子显微镜结合使用来进行角度测量。光学拾取头设备包括激光二极管、45DEG片玻璃、准直透镜、反射器、物镜、跟踪起动器(trackingstarter)和象限探测器，其中该象限探测器用于检测信号，并且确定信号和受测表面之间的偏移关系，以确认信号的变化和位移/角度之间的关系[4]。

已知用于提升光学头存储密度的光学衍射元件，它包括一个圆形主体以及一个固定在主体的外端上的基座。主体由中央亮紫外线传送圆、中间暗紫外线非透明环和外部亮环组成，外部亮环、暗环外直径和暗环内直径具有2比1.9比0.08的比值。主体具有与光学头物镜的直径接近的直径。暗环由铬制成，并且亮圆和亮环由石英玻璃制成。暗环具有10-50微米的厚度。本发明的光学衍射元件可以降低记录光点尺寸以将存储密度提升10-15％[5]。

已知从光学介质的数据读出系统由激光束分束立方体、聚焦透镜、四分之一波片和传感器组成。通过聚焦透镜，将连续的光辐射聚焦到微米尺寸介质的表面上的激光点并从信息调制载体反射，再现的光束被引导至光探测器，该光探测器产生读取和自动聚焦(AF)信号[6]。该技术方案(模拟)的缺点是这样的系统不能产生自动跟踪信号并且对基质载体中的光学双折射敏感，因此基质CDs中的双折射的值受制于严格的要求(Δn＝n₀-n_e＝10^-4)。

在原型模拟设备中[7]，在从光学介质读取数据的系统中，一些缺点得到部分的克服，该系统由激光器、聚焦透镜、光束分束立方体、四分之一波片多表面(manysurface)光探测器组成，并且还包含紧邻地安装在激光器之后的衍射光栅。衍射光栅和多表面光探测器的存在允许信号形成自动跟踪。该原型的缺点是该系统也对双折射的读取敏感。

当基质光学载体由无定形聚合物(例如聚碳酸酯)制成时，用于从光学介质读出数据的系统[7]可以用于回放数据，因为在该材料中双折射小得可以忽略并且几乎与光束在光学读取介质上的入射角无关。已知的是由无定形聚合物制成的光学介质基质不适合于长期存储。

为了信息的长期存储，使用了高单晶基质材料，其中的大部分具有大的双折射[8]。但是当光学载体的基质由高度单晶的材料制成时，不可能使用模拟的和原型的读取系统，因为单晶材料双折射值开始影响从光学介质的数据读取的准确性和可靠性。

本发明的目的是改善光学介质的回放的准确性和可靠性，所述光学介质具有提供长期存储的高度稳定的双折射单晶材料。

当具有球状波前的激光辐射落到单晶基质上时，产生非常偏振光的相位失真(p偏振)，它是不同等级的球差和散光的叠加。特定的相位失真导致s偏振和p偏振光将聚焦在不同的深度上，并且两个焦点之间的距离ΔF定义如下：

ΔF＝2hΔn/n₀

其中Δn是常规光束(n₀)和非常光束(n_e)的折射率之差，h是基质光学介质的厚度。