CN100543851C - 光学读写头 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种备有反射镀膜装置的光学读写头，其包括一激光二极管、一光学元件、一记录媒体、和一光信号检出器。激光二极管是具有1～3种不同波长但相同线偏振方向的激光光源，经由反射镀膜装置反射两次后，改变为与原始线偏振方向相差90°的线偏振反馈光，而达到降低激光二极管因记录媒体反馈光而产生的相对强度噪声的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种光学读写头(optical pickup)，特别涉及一种备有反射镀膜装置(coating device)的光学读写头。
背景技术
音乐光盘片(Compact Disk，CD)、影像光盘片(Video Compact Disk，VCD)及数字影像光盘片(Digital Video Disk，DVD)已广泛使用于企业、家庭及个人的生活，所以相关业界无不致力于研发更有效率的读取或记录的技术，以提高CD、VCD及DVD诸如此类记录媒体的质量。
光学读写头经由记录媒体(recording)读取或记录数据。激光二极管(laserdiode，LD)发射的光通过光学元件组(optical element set)聚焦于记录媒体的表面，光信号检出器(photo detector integrated circuit，PDIC)接收信号或检测其反射强弱。
图1为一种公知的光学读写头的结构示意图。此光学读写头包括一记录媒体101、一光信号检出器102、一激光二极管103、一偏极化分光镜(polarizedbeam splitter)104、一四分之一波片(quarter wave plate)105、一准直透镜(collimator lens)106及一物镜(objective lens)107。
激光二极管103发射的激光经由偏极化分光镜104、四分之一波片105、准直透镜106、物镜107后，聚焦于记录媒体101的表面。此光学读写头利用此记录媒体101读取或记录数据。此激光再经由记录媒体101表面的反射，通过物镜107、准直透镜106、四分之一波片105及偏极化分光镜104被导至光信号检出器102。由光信号检出器102检测其强弱。
此光学读写头是利用多个光学透镜及偏极化分光镜的组合，将激光反射及导引至记录媒体101与光信号检出器102，而达到读取或记录数据及检测信号强弱的目的。
偏极化分光镜104用来透射及反射激光。由于其材质选择与制作质量的因素，导致元件价格居高不下。
此激光光源的出射光及反射光的路径是由激光二极管103至记录媒体101的表面反射至光信号检出器102。
由于此光学读写头的偏极化分光镜104及四分之一波片105需较高的制作工艺及繁琐的制程，不仅实施及制作过程极为复杂，而且也提高了其生产成本。
发明内容
本发明提供一种备有反射镀膜装置的光学读写头，主要包含有一激光二极管元件、一光学元件、一记录媒体、一光信号检出器。激光二极管元件发射1-3种不同波长但相同线偏振方向的激光。激光经由光学元件组聚焦至记录媒体，作记录及读取的动作，再由记录媒体的表面反射并再次通过光学元件导引至光信号检出器来检测信号的强弱。
此光学元件包括一分光元件、一反射镀膜装置及一物镜。该分光元件设置于该激光二极管元件和该反射镀膜装置之间，该物镜设置于该反射镀膜装置和该记录媒体之间；该分光元件将一条光束分为三条光束。反射镀膜装置具有反射及透射激光、以及转变具有波长1、波长2、波长3之一或二或三的激光的相位角差及线偏振方向的功能。
此光学元件可加入耦合镜来调整该激光的准直度与增加光耦合效果，此耦合镜是一选配(optional)元件。物镜用以聚焦激光。
激光二极管元件将相同线偏振方向的激光以一偏振角度α入射到反射镀膜装置，将1～3种波长的激光转变为圆偏振光或椭圆偏振光。其经由记录媒体的表面反射，并再次由反射镀膜装置将1～3种波长的激光转变为线偏振光，并反馈(feedback)至一激光二极管发光腔体(laser diode cavity)。此反馈的线偏振光(linear polarized light)与原始线偏振光的角度改变为90°。此反射镀膜装置可由一片或一片以上的反射镜，或一片以上的反射镜与可穿透光的镜片组合而成。
借助此反射镀膜装置将出射光的线偏振角度与反馈光(feedback)的线偏振角度改变90°，因此达到降低激光二极管因记录媒体反馈的反馈光而产生的相对强度噪声(relative intensity noise)的目的。
具体而言，本发明提供了一种光学读写头，包括：一激光二极管元件，其为激光的线偏振光源，用以发射线偏振光；一记录媒体，其利用该激光来记录或读取数据；一光信号检出器，其接收信号并检测该记录媒体反射的激光信号的强弱；以及一光学元件，其包括一分光元件、一反射镀膜装置和一物镜；该光学元件位于该激光二极管元件、该记录媒体与该光信号检出器之间，该反射镀膜装置反射该激光光源的线偏振光，将该线偏振光转变为圆偏振光或椭圆偏振光并聚焦投射至该记录媒体，再将由该记录媒体反射而回的穿透该反射镀膜装置的该圆偏振光或椭圆偏振光导引至该光信号检出器，而将由该记录媒体反射而回的由该反射镀膜装置反射的该圆偏振光或椭圆偏振光反馈至该激光二极管元件。
在上述的光学读写头中，该反射镀膜装置转变该激光的相位角差及偏振方向。
在上述的光学读写头中，该激光二极管元件发射1～3种不同波长的激光，其为具有相同偏振方向的线偏振光。
在上述的光学读写头中，该激光二极管元件的激光以线偏振方向为一角度α及一入射角β经过该反射镀膜装置，该角度α介于10°～80°之间或100°～170°之间，该入射角β介于15°～85°之间。
在上述的光学读写头中，该反射镀膜装置由一片或一片以上的反射镜，或一片以上的反射镜与可穿透光的镜片组合而成。
在上述的光学读写头中，该反射镀膜装置将具有1～3种波长之一或二或三的激光的线偏振光转变为相位角差的绝对值为|P态相位-S态相位|＝(2n+1)×90°的圆偏振光，其中n＝0，1，2，3......的整数。
在上述的光学读写头中，该反射镀膜装置将具有1～3种波长之一或二或三的激光的线偏振光转变为相位角差的绝对值为|P态相位-S态相位|＝(2n+1)×90°±60°的椭圆偏振光，其中n＝0，1，2，3......的整数。
在上述的光学读写头中，该光学元件还包括一耦合镜，用以调整该激光的准直度与增加光耦合效果。
在上述的光学读写头中，该分光元件为一光栅。
本发明的光学读写头的有益技术效果在于：相关反射镀膜装置技术的成本少于公知技术，因此能相对地减少生产成本。且此技术有效地控制了激光二极管对反馈光的相对强度噪声的产生，进而提高了相关业者的竞争力。
现配合下列图示、实施例的详细说明及权利要求书的范围，将上述及本发明的其它目的与优点详述于后。
附图说明
图1为一种公知的光学读写头的结构示意图；
图2为本发明的光学读写头的结构示意图；
图3为以具有两片反射镜的反射镀膜装置为例来说明本发明的光学读写头的一个实施例；
图4说明本发明中，激光二极管光源的线偏振方向与反射镀膜装置的入射角两者之间的安排。
其中，附图标记说明如下：
101 记录媒体 102 光信号检出器
103 激光二极管 104 偏极化分光镜
105 四分之一波片 106 准直透镜
107 物镜 108 圆偏振光或椭圆偏振光
109 出射激光线偏振方向 110 反馈激光线偏振方向
201 记录媒体 202 光信号检出器
203 激光二极管 203a 激光二极管发光腔体
204 光学元件 204a 分光元件(光栅)
204b 反射镀膜装置 204c 耦合镜
204d 物镜 209 出射光
210 反馈光 λ1-λ3 波长1-波长3
β 入射角 α 偏振角度
3041、3042 反射镜
304b 反射镀膜装置
具体实施方式
图2为本发明的光学读写头的结构示意图。此光学读写头包含一光学元件204、一激光二极管元件203、一记录媒体201和一光信号检出器202。此光学元件204还包括一分光元件204a、一反射镀膜装置204b和一物镜204d。
激光二极管203发出1～3种不同波长λ1～λ3但具有相同偏振方向的线偏振光。此线偏振光经由分光元件204a、反射镀膜装置204b、耦合镜204c(随意的)、物镜204d投射于一记录媒体上201。然后经由记录媒体201的表面依序反射至物镜204d、耦合镜204c和反射镀膜装置204b。穿过反射镀膜装置204b的光束由光信号检出器202接收与检测。而由反射镀膜装置204b反射的光束，最后反馈至激光二极管发光腔体203a。
记录媒体201利用所发射的激光来记录或读取数据。光信号检出器202接收记录媒体201反射的激光，并检测此激光的信号强弱。分光元件204a，如光栅，将激光由一条光束分为三条光束。物镜204d具有固定焦距，并将激光聚成一点。耦合镜204c使激光成为准直光束，是一选配元件。反射镀膜装置204b使一部分的激光透射，另一部分反射，具有透射及反射的功能。
如图2所示，当激光二极管203发出1～3种不同波长λ1～λ3但具有相同偏振方向109的线偏振光后，线偏振光以偏振角α(参照图4)及入射角β经反射镀膜装置204b将具有波长λ1～λ3之一或二或三的线偏振光转变为圆偏振光或椭圆偏振光108。此圆偏振光或椭圆偏振光108经由记录媒体201的表面反射，仍为圆偏振光或椭圆偏振光108，再次经反射镀膜装置204b将具有波长λ1～λ3之一或二或三的圆偏振光或椭圆偏振光转变为线偏振光110，并反馈至激光二极管发光腔体203a。
此反射镀膜装置204b是由一片或一片以上的反射镜，或一片以上的反射镜与可穿透光的镜片组合而成，使反馈至激光二极管发光腔体203a的线偏振光与原始线偏振光的角度改变达到90°。
不失一般性，图3以具有两片反射镜的反射镀膜装置为例来说明本发明的光学读写头的一个实施例。在图3中，通过反射镜3041与3042组合而成的反射镀膜装置304b来达到改变反馈光210与出射光209的线偏振角度改变90°。由图3显然可以看出，来自激光二极管203的光束能够由反射镜3042反射至反射镜3041，另外，由记录媒体201的表面反射的光束能通过反射镜3041反射至反射镜3042，并经由反射镜3042透射至光信号检出器202。
图4给出了本发明中激光二极管发射的线偏振光的线偏振方向与反射镀膜装置的入射角两者之间的安排。参照图4，此激光二极管发射的线偏振光的线偏振方向109以一偏振角度α入射到反射镀膜装置并与反射镀膜装置的入射角为β。此种安排通过反射镀膜装置将具有波长λ1～λ3之一或二或三的线偏振光的“P”态(P state)与“S”态(S state)的相位角差(phase angle delay)延迟为90°±60°，亦即转变为圆偏振光(相位角差90°)或椭圆偏振光108(相位角差在30°～150°)。线偏振光的角度α的范围可在10°～80°之间或100°～170°之间。入射角β的范围可在15°～85°之间。
图3中，出射光209经反射镀膜装置304b的两片反射镜3041与3042将具有波长λ1～λ3之一或二或三的线偏振光转变为圆偏振光或椭圆偏振光108。此圆偏振光或椭圆偏振光108经由记录媒体201的表面反射，并再一次经过反射镀膜装置的两片反射镜3041与3042，使波长λ1～λ3之一或二或三的线偏振光的“P”态与“S”态的相位角差180°，亦即与原始线偏振方向109约呈90°的线偏振方向110，并反馈至激光二极管发光腔体203a。
依此反射镀膜装置304b将出射光209的线偏振角度与反馈光210的线偏振角度改变90°。因此达到降低激光二极管因记录媒体201反馈的反馈光210而产生的相对强度噪声的目的。
在本发明的光学读写头中，相关反射镀膜装置技术的成本少于公知技术，因此相对地减少了生产成本。且此技术有效地控制了激光二极管对反馈光的相对强度噪声的产生，进而提高了相关业者的竞争力。
但是，以上所述，仅为本发明的例举实施例而已，而不能以此限定本发明实施的范围。即凡依本发明权利要求书的范围所作的等同变化与修饰，都应属于本发明所包括的范围之内。
Claims (9)
1.一种光学读写头，包括：
一激光二极管元件，其为激光的线偏振光源，用以发射线偏振光；
一记录媒体，其利用该激光来记录或读取数据；
一光信号检出器，其接收信号并检测该记录媒体反射的激光信号的强弱；以及
一光学元件，其包括一分光元件、一反射镀膜装置和一物镜；其中，
该分光元件设置于该激光二极管元件和该反射镀膜装置之间，该物镜设置于该反射镀膜装置和该记录媒体之间；
该光学元件位于该激光二极管元件、该记录媒体与该光信号检出器之间，该反射镀膜装置反射该激光光源的线偏振光，将该线偏振光转变为圆偏振光或椭圆偏振光并聚焦投射至该记录媒体，再将由该记录媒体反射而回的穿透该反射镀膜装置的该圆偏振光或椭圆偏振光导引至该光信号检出器，而将该记录媒体反射而回的由该反射镀膜装置反射的该圆偏振光或椭圆偏振光反馈至该激光二极管元件。
2.如权利要求1所述的光学读写头，其特征在于，该反射镀膜装置转变该激光的相位角差及偏振方向。
3.如权利要求1所述的光学读写头，其特征在于，该激光二极管元件发射1～3种不同波长的激光，其为具有相同偏振方向的线偏振光。
4.如权利要求1所述的光学读写头，其特征在于，该激光二极管元件的激光以线偏振方向为一角度α及一入射角β经过该反射镀膜装置，该角度α介于10°～80°之间或100°～170°之间，该入射角β介于15°～85°之间。
5.如权利要求1所述的光学读写头，其特征在于，该反射镀膜装置由一片或一片以上的反射镜，或一片以上的反射镜与可穿透光的镜片组合而成。
6.如权利要求1所述的光学读写头，其特征在于，该反射镀膜装置将具有1～3种波长之一或二或三的激光的线偏振光转变为相位角差的绝对值为|P态相位-S态相位|＝(2n+1)×90°的圆偏振光，其中n＝0，1，2，3......的整数。
7.如权利要求1所述的光学读写头，其特征在于，该反射镀膜装置将具有1～3种波长之一或二或三的激光的线偏振光转变为相位角差的绝对值为|P态相位-S态相位|＝(2n+1)×90°±60°的椭圆偏振光，其中n＝0，1，2，3......的整数。
8.如权利要求1所述的光学读写头，其特征在于，该光学元件还包括一耦合镜，用以调整该激光的准直度与增加光耦合效果。
9.如权利要求1所述的光学读写头，其特征在于，该分光元件为一光栅。
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