CN101004486A - 一种激光读取头准直光路结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种激光读取头准直光路结构,包括准直透镜,其特征在于:准直透镜包括至少两个透镜的透镜组,准直光束依次通过各个透镜。本发明由于采用不少于两个的一组透镜来对激光进行准直,其中的每个透镜都能起到准直作用,前后透镜可以互相补偿象差,从而不需要制造加工工艺要求很高的非球面透镜,因此所需的透镜比较容易制造。
Description
技术领域
本发明涉及激光在光存储中的应用,更具体地说涉及激光读取头准直光路结构。
背景技术
激光准直在各种光学测量仪器、医疗器械、光存储光学头等仪器中应用非常广泛。激光准直,需要激光发射角控制得很小,使光束尽量集中,以获得尽可能长的准直距离。用处不同的准直镜的形状、结构、材料、加工工艺等设计参数差别非常大。在光存储系统的光盘的光学头的设计过程中,准直镜是用来将激光器(LD)发出的具有一定角度的光转化为平行光到达后续光路(经过系列分光、整形光路最终到达物镜)。从激光器发出的蓝光波段发散激光光束,经过准直镜准直后,转化为平行光束,到达后续的反馈光路模块与整形光路模块,最终得到我们需要的光束到达物镜并聚焦在盘片上,获得盘片信息。一般光存储系统(包括红光与蓝光存储系统)的光学头的准直镜都是应用一个非球面透镜来制作完成的,其中一面是非球面,另一面则是平面。但是非球面透镜加工技术与工艺要求很高,首先,由于透镜表面非球面,从设计上讲就比一般透镜困难。另外,非球面透镜的加工要求高,加工机床精度要求高。所以其成本很高。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种可以提高激光的准直效果、且制作简单的激光准直光路结构。
本发明包括准直透镜,其特征在于:准直透镜包括至少两个透镜的透镜组,准直光束依次通过各个透镜。
所述的透镜组至少含有一个弯月透镜。因为使用透镜的组合时,前后透镜可以互相补偿像差,所以多个透镜的组合相对使用一片非球面透镜来说,更容易达到蓝光波段继光的像差要求,使设计以及加工成本更低的条件下准直效果最好。
所述的透镜组至少含一个双胶合透镜。而使用双胶合透镜,可以减少光束在空气中传播中所受的干扰,可以进一步提高准直效果。
所述的双胶合透镜是指透镜2和透镜1粘和在一起,透镜1前镜面即为透镜2的后镜面。
所述的激光读取头为蓝光波段激光读取头。用于波长为405~488nm的蓝光波段激光的新一代光存储设备蓝光DVD中,光学读取头仍为其核心部分。当前流行的DVD技术采用波长为650nm的红色激光和数值孔径为0.6的物镜,盘片厚度为0.6mm。而蓝光DVD技术采用波长为450nm的蓝色激光,通过数值孔径为0.85的物镜,成功的将聚焦的光点尺寸缩到极小的程度。
本发明由于采用不少于两个的一组透镜来对激光进行准直,其中的每个透镜都能起到准直作用,前后透镜可以互相补偿象差,从而不需要制造加工工艺要求很高的非球面透镜,因此所需的透镜比较容易制造。
附图说明
附图1是本发明所涉及的激光准直光路结构示意图。
附图2是实施例中激光准直光路结构示意图。
图2中:1、透镜,2、透镜,3、弯月透镜。
下面参照附图对本发明作进一步的说明。
具体实施方式
实施例中提出了一种用于蓝色激光存储系统的激光准直光路结构,包括弯月透镜3,透镜2、透镜1,准直光束依次通过弯月透镜3、透镜2、透镜1。透镜2和透镜1是一组双胶合透镜,其前镜面即为透镜2的后镜面。准直光束依次通过弯月透镜3、透镜2、透镜1。因为使用透镜的组合时,前后透镜可以互相补偿像差,所以三个透镜的组合相对使用一片非球面透镜来说,更容易达到蓝光波段激光的像差要求,使设计以及加工成本更低的条件下准直效果最好。
下面简述一下实施例中的光路结构的设计原理:
首先,根据,由已知的物镜出来的光束的光点爱里斑的大小
(NA为数值孔径的表示符号,公式中波长与数值孔径是根据蓝光特性确定的)以及激光器参数(比如所选的激光器水平发散角为8.5°,垂直发散角为21°),计算出准直镜的焦距
(其中的D是该用于准直的光学系统的通光孔径的大小,θ是激光器的垂直发散角的大小),准直镜的数值孔径NA准直镜=tg(θ/2),以及该光学系统的出射光束的光点爱里斑的大小
根据以上理论和计算,可以设计出组合透镜的各个透镜的参数。
下面简述一下蓝光波段激光的准直过程,由于采用逆向设计方法,所以附图的左侧为入射光束的设计的起点。从激光器发出的蓝光波段激光的发散光束,经过激光器保护玻璃,再依次经过弯月透镜3,透镜2、透镜1完成准直得到平行光束,到达反馈光路以及整形光路模块。经过这三个透镜后得到椭圆平行光,视场角为零度时,可以得到的光斑RMS半径为0.150,达到用于蓝光波段激光的光存储的光斑要求。
从附图1中可以看出,激光准直光路结构可以包括三个以上的透镜,“…”代表的是省略的意思,表示可以根据实际需要来决定采用不同数量的透镜。
Claims (5)
1、一种激光读取头准直光路结构,包括准直透镜,其特征在于:准直透镜包括至少两个透镜的透镜组,准直光束依次通过各个透镜。
2、根据权利要求1所述的激光读取头准直光路结构,其特征在于:所述的透镜组至少含有一个弯月透镜。
3、根据权利要求2所述的激光读取头准直光路结构,其特征在于:所述的透镜组至少含一个双胶合透镜。
4、根据权利要求3所述的激光读取头准直光路结构,其特征在于:所述的双胶合透镜是指透镜(2)和透镜(1)粘和在一起,透镜(1)前镜面即为透镜(2)的后镜面。
5、根据权利要求1、2或3或4所述的激光读取头准直光路结构,其特征在于:所述的激光读取头为蓝光波段激光读取头。
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