CN117437941B - 一种在新型介质中读写数据的光盘结构及引导层预制装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种在新型介质中读写数据的光盘结构及引导层预制装置，一种在新型介质中读写数据的光盘结构包括基盘和基盘内部均匀混合的光敏材料；引导层预制装置包括光学成像系统、光学干涉定位系统及光学共焦检测系统；光盘结构内置多种光敏材料，能够与光束反应生成多层伺服引导层；光学成像系统发出的激光聚焦在成品空白光盘内部指定位置，通过移动准直镜组和物镜组改变光束在成品空白光盘内部的焦点位置，实现超多层伺服引导层的生成；光学干涉定位系统能够通过光束在第一探测器上形成的光斑调节定位反射镜与光盘位置，完成初始定位；共焦检测系统与光学干涉定位系统配合实现伺服引导层的精确定位，实现超高位置精度伺服引导层生成。

Description

一种在新型介质中读写数据的光盘结构及引导层预制装置

技术领域

本发明涉及光存储技术领域，尤其涉及一种在新型介质中读写数据的光盘结构及引导层预制装置。

背景技术

目前市面上的大容量光存储光盘存储容量在300GB-500GB之间，记录层数一般为单面3层，双面6层，光盘伺服引导层为径向周期性“沟-岸”结构，由盘基经光盘母盘模具模压形成。光盘信号层是在模压好的伺服引导层表面薄膜化而成。单面3个记录层是通过逐层贴合的方式形成，然后再将两个单面贴合成双面6层的大容量存储光盘。

面对当前全球数据量井喷式增长的情况，当下亟需提高单张光盘存储容量，下一代先进光存储技术的发展方向之一就是大幅度提高光盘记录层数从而显著提高单张光盘的存储容量，但是随之而来的有两个重要问题：第一个问题是超多个记录层的伺服引导层如何产生，就目前光盘单面三层的结构可以通过逐层贴合的方式生产光盘，但是光盘层数大幅度增加，比如单面增加到30-50层，层间距变得很小的时候，再以这种逐层贴合的方式生产光盘很难实现；第二个问题就是超多伺服引导层如何能准确的在预设的位置生成，目前光盘单面只有三层，层间距较大，伺服引导层位置稍有些偏差不会对数据读写产生太大影响，但是当光盘伺服引导层和数据层增多时，层间距变密，伺服引导层和数据层位置极易存在定位偏差，如果数据层位置稍有偏差就会严重影响信号读写准确度。

因此，提出一种在均匀介质中实现超多层光数据引导层预制装置以及与其配合的在均匀混合介质光盘中记录数据的光盘结构实有必要。

发明内容

本发明提供一种在新型介质中读写数据的光盘结构及引导层预制装置，以解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种引导层预制装置，包括光学成像系统、光学干涉定位系统以及光学共焦检测系统；

所述光学成像系统包括激光照明光源、准直镜组、物镜组、成品空白光盘以及母版；

所述准直镜组和物镜组设于所述母版与所述成品空白光盘之间，所述激光照明光源设于所述母版与准直镜组之间的下侧，激光照明光源用于照明母版并发出激光束，所述激光照明光源发出的激光束经母版透射或反射后通过所述准直镜组以及物镜组后，聚焦在成品空白光盘内部的指定位置，激光束与成品空白光盘内部光敏材料反应生成伺服引导层；沿光轴方向前后移动准直镜组和物镜组，改变激光束在成品空白光盘内的聚焦位置，生成多层伺服引导层；

所述光学干涉定位系统设于母版与成品空白光盘之间，所述光学干涉定位系统包括点光源、第一半透半反镜、定位反射镜、反射镜以及第一探测器；所述点光源设于所述母版中间镂空处，所述第一半透半反镜设于所述准直镜组和所述物镜组之间，所述反射镜与所述第一探测器分别设于所述第一半透半反镜的上下两侧，定位反射镜设于所述成品空白光盘的中心孔处；所述点光源发出光束照射在第一半透半反镜上，形成一束反射光和一束透射光，所述反射光由反射镜反射到达第一探测器，所述透射光经物镜组聚焦在定位反射镜或成品空白光盘的内圈后被反射穿透物镜组，并被第一半透半反镜反射至第一探测器上，根据反射光和透射光两束光在第一探测器相干叠加形成的光斑确定反射镜和定位反射镜的相对位置，并通过调整反射镜与定位反射镜的位置，保证定位反射镜和反射镜相对于第一探测器的光程一致，以及保证定位反射镜与成品空白光盘的表面处于同一竖向平面内；

所述光学共焦检测系统设于所述母版与所述准直镜组之间，所述光学共焦检测系统包括第二半透半反镜、第二探测器以及针孔，点光源发出的光束在经所述定位反射镜反射后到达第二半透半反镜，光束被第二半透半反镜反射并穿过针孔到达第二探测器并形成光斑；通过光斑判断定位反射镜是否处于光学系统焦点处，确定准直镜组和物镜组是否移动至准确位置。

进一步地，所述光学干涉定位系统还包括参考物镜组，所述参考物镜组设于所述反射镜与所述第一半透半反镜之间；所述反射镜能够沿垂直光轴方向上下移动，调节经其反射的光束聚焦在第一探测器上形成的光斑，使成品空白光盘和反射镜相对第一探测器的光程一致，定位反射镜和成品空白光盘能够沿垂直光轴方向上下移动，使光盘内部反射区设于物镜组焦点位置；定位反射镜能够沿光轴方向前后移动，使得定位反射镜与成品空白光盘的表面设于同一竖直平面内；所述点光源的表面与母版表面位于同一竖直平面内；所述点光源发射的光源到达第一半透半反镜反射出的反射光先经参考物镜组聚焦到反射镜，被反射镜反射后再经参考物镜组和第一半透半反镜到达第一探测器形成光斑。

进一步地，所述第二半透半反镜设于所述点光源与所述准直镜组之间，所述第二探测器设于所述第二半透半反镜上侧，所述针孔设于所述第二探测器与第二半透半反镜之间。

进一步地，所述母版为反射式母版，所述反射式母版为高反射率圆环和非反射圆环以母版中心处为圆心沿径向方向向外依次交替设置的板状结构。

进一步地，所述母版为透射式母版，所述透射式母版为高透射率圆环和非透射圆环以母版中心处为圆心沿径向方向向外依次交替布设的板状结构。

进一步地，所述准直镜组的前焦平面朝向所述母版的表面。

进一步地，所述针孔中心处开设圆孔，圆孔外侧设置有遮光材料。

本发明的有益效果是：

本发明中公开的一种在新型介质中读写数据的光盘结构内置多种光敏材料，能够与光束反应生成多层伺服引导层；本发明公开的一种引导层预制装置，光学成像系统的照明光源所发出的激光经母版反射或透射后依次通过第二半透半反镜，准直镜组，第一半透半反镜和物镜组后聚焦在成品空白光盘内部指定位置，通过沿光轴方向前后移动准直镜组和物镜组以改变光束在成品空白光盘内部的焦点位置，实现超多层伺服引导层的生成；光学干涉定位系统能够通过两束光束在第一探测器上形成的光斑调节定位反射镜与成品空白光盘位置使二者的表面处于同一竖向平面，完成光盘初始定位；采用共焦检测系统与光学干涉定位系统配合实现伺服引导层的精确定位，实现超高位置精度伺服引导层生成；本发明公开的引导层预制装置能够生产超多层光盘，具有速度快，精度高，成品率高的特点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中公开的一种在新型介质中读写数据的光盘结构示意图；

图2为本发明实施例中公开的一种在新型介质中读写数据的光盘结构三种不同状态的光盘示意图；

图3为本发明实施例中公开的一种引导层预制装置结构示意图；

图4为本发明实施例中公开的一种引导层预制装置反射式母版结构示意图；

图5为本发明实施例中公开的一种引导层预制装置透射式母版结构示意图；

图6为本发明实施例中公开的一种引导层预制装置光学系统光强度与视场的坐标关系图；

图7为本发明实施例中公开的一种引导层预制装置伺服引导层母版沿径向的反射率或透过率与视场的坐标关系图；

图8为本发明实施例中公开的一种引导层预制装置空白光盘位置存在偏差时第一探测器上的光强图样示意图；

图9为本发明实施例中公开的一种引导层预制装置空白光盘位置不存在偏差（空白光盘和反射镜相对第一探测器的光程完全一致）时第一探测器上的光强图样示意图；

图10为本发明实施例中公开的一种引导层预制装置信号层生成位置与空白光盘表面距离f（X_n）以及定位反射镜从初始位置移动的距离X_n的示意图；

图11为本发明实施例中公开的一种引导层预制装置定位反射镜从初始位置移动的距离X₁位置处于光学系统焦点处时的示意图；

图12为本发明实施例中公开的一种引导层预制装置绝大部分光能量通过针孔的示意图；

图13为本发明实施例中公开的一种引导层预制装置绝大部分光能量通过针孔在第二探测器形成的光斑图样示意图；

图14为本发明实施例中公开的一种引导层预制装置定位反射镜从初始位置移动的距离X₁位置没有处于成像光学系统焦点处时的示意图；

图15为本发明实施例中公开的一种引导层预制装置定位反射镜从初始位置移动的距离X₁位置没有处于成像光学系统焦点处时少量光能量通过针孔的示意图；

图16为本发明实施例中公开的一种引导层预制装置定位反射镜从初始位置移动的距离X₁位置没有处于成像光学系统焦点处时第二探测器上形成的光斑图样示意图；

图17为本发明实施例中公开的一种在新型介质中读写数据的光盘结构读写光学系统两个发光源经过一个读写物镜在光盘内聚焦的示意图；

图18为本发明实施例中公开的一种在新型介质中读写数据的光盘结构读写光学系统两个发光源经过分别经过两个读写物镜在光盘内聚焦的示意图。

图中：1、激光照明光源；2、准直镜组；3、物镜组；4、成品空白光盘；5、母版；51、高反射率圆环；52、非反射圆环；53、高透射率圆环；54、非透射圆环；6、点光源；7、第一半透半反镜；8、定位反射镜；9、反射镜；10、第一探测器；11、第二半透半反镜；12、第二探测器；13、针孔；14、参考物镜组；15、中心孔；16、内圈；17、外圈；18、光学系统焦平面；19、半成品空白光盘；20、存储数据光盘；21、数据层；22、伺服引导层；23、第一光束；24、第二光束；25、读写物镜；26、伺服物镜；27、基盘。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1所示为本实施例提供的一种在新型介质中读写数据的光盘结构，包括基盘27和基盘内部均匀混合的多种光敏材料；

所述基盘27为透明有机树脂材料，所述光敏材料包括转换纳米颗粒、钙钛矿材料和无机量子点材料等材料。

本发明中公开的一种在新型介质中读写数据的光盘结构基盘内置均匀混合的多种光敏材料，能够与光束反应生成多层伺服引导层，使得光盘能够在均匀混合介质中记录数据。

光盘介质在机加工或模具出模后形成中空圆盘形半成品光盘，然后经本发明方案所提出的引导层预制成像光学装置在光盘内部特定位置生成具有超多层伺服引导层的成品空白光盘。成品空白光盘在用户处使用特定的数据读写光学系统可以实现光存储数据的写入和读取，写入数据后成为数据存储光盘，3种不同状态的光盘示意图如图2所示。

用于读写数据的光学系统具有两个发光光源，分别发出两光束，两束光可以经过一个读写物镜聚焦于光盘内部指定位置，两个发光光源相对读写物镜距离有微小偏差，因此两束光在光盘内部焦点位置沿轴向有微小差异。一束光是伺服引导光束，聚焦于光盘内部伺服引导层位置，另一束光是数据读写光束，在其焦点位置写入或读取数据，如图17所示。另外，两光束也可以分别通过两个绑定在一起的读写物镜各自聚焦于伺服引导层和数据层，其效果和前述第一种情况是完全一致的，如图18所示。数据写入时，由一个光源发出第一束光产生伺服信号反馈，伺服信号驱动伺服系统完成聚焦、循迹和倾斜伺服动作，由另一光源发出第二束高功率光束聚焦于伺服引导层附近，焦点位置光能量密度极高，可以与光盘内部的光敏材料发生反应，生成数据层。数据读取时，依然由第一光束23产生伺服信号驱动伺服系统完成伺服动作，由第二光源发出低功率第二光束24聚焦于数据层读取数据。

在具体实施例中，所述基盘27为中心设有中心孔15的圆盘形板状结构，所述基盘27包括以中心孔为中心沿基盘径向方向依次向外设置的内圈16和外圈17，所述内圈为反射区，表面镀有高反射膜层，用于反射光束；所述外圈为透明区，用于光束透射到透明区内部与光敏材料发生反应生成伺服引导层。当入射激光聚焦在光盘内部时，焦点位置光能量密度较高，当激光能量高于反应阈值时会引发光敏材料产生光化学反应，从而生成永久的数据层和伺服引导。超多层光盘的伺服引导层不再具有“沟-岸”结构，而是平面层，平面的反射率沿径向周期性变化。

在具体实施例中，如图3所示，一种引导层预制装置，包括光学成像系统、光学干涉定位系统以及光学共焦检测系统；

所述光学成像系统包括激光照明光源1、准直镜组2、物镜组3、成品空白光盘4以及母版5；所述成品空白光盘4为上述的光盘结构；

所述准直镜组2和物镜组3设于所述母版5与所述成品空白光盘4之间，所述激光照明光源1设于所述母版与准直镜组2之间的下侧，激光照明光源1用于照明母版5并发出激光束，准直镜组是将母版镜照明后的光束汇聚成发散角度较小的光束，物镜组的作用是接收并汇聚准直镜组投射过来的光束并聚焦到光盘内部；

所述激光照明光源1发出的激光束经母版5透射或反射后通过所述准直镜组2以及物镜组3后，聚焦在成品空白光盘内部的指定位置，激光束与成品空白光盘4内部光敏材料反应生成伺服引导层；沿光轴方向前后移动准直镜组2和物镜组3，改变激光束在成品空白光盘内的聚焦位置，生成多层伺服引导层，用于超多伺服引导层以及数据层光盘的生产；

所述光学干涉定位系统设于母版5与成品空白光盘4之间，所述光学干涉定位系统包括点光源6、第一半透半反镜7、定位反射镜8、反射镜9以及第一探测器10；所述点光源6设于所述母版5中间镂空处，所述第一半透半反镜7设于所述准直镜组2和所述物镜组3之间，所述反射镜9设于第一半透半反镜7上侧，第一探测器10设于第一半透半反镜7下侧；定位反射镜8设于所述成品空白光盘的中心孔处；所述点光源发出光束照射在第一半透半反镜7上，形成一束反射光和一束透射光，所述反射光由反射镜9反射到达第一探测器，所述透射光经物镜组聚焦在定位反射镜8或成品空白光盘的内圈后被反射穿透物镜组3，并被第一半透半反镜7反射至第一探测器10上，根据反射光和透射光两束光在第一探测器相干叠加形成的光斑确定反射镜9和定位反射镜8的相对位置，并通过调整反射镜9与定位反射镜8的位置，保证定位反射镜8和反射镜相对于第一探测器10的光程一致，以及保证定位反射镜8与成品空白光盘4的表面处于同一竖向平面内（即使用一路参考光束标定当前光盘位置，再用此参考光束通过观察探测器图样使参考反射镜平面与光盘表面完全重合）；

所述光学共焦检测系统设于所述母版5与所述准直镜组2之间，所述光学共焦检测系统包括第二半透半反镜11、第二探测器12以及针孔13，点光源6发出的光束在经所述定位反射镜8反射后到达第二半透半反镜11，光束被第二半透半反镜11反射并穿过针孔13到达第二探测器12并形成光斑；通过光斑判断定位反射镜8是否处于光学系统焦点处，确定准直镜组2和物镜组3是否移动至准确位置（即使用点光源结合定位反射镜做参考，关联成像光学系统在光盘材料内部焦平面位置，通过定位反射镜反射光通过针孔中心圆孔情况判定和修正光学系统在光盘材料内部聚焦位置，实现精确检测光学系统焦平面位置）。

本发明中公开的一种在新型介质中读写数据的光盘结构内置多种光敏材料，能够与光束反应生成多层伺服引导层；本发明公开的一种引导层预制装置，光学成像系统的照明光源所发出的激光经母版反射或透射后依次通过第二半透半反镜，准直镜组，第一半透半反镜和物镜组后聚焦在成品空白光盘内部指定位置，通过沿光轴方向前后移动准直镜组和物镜组以改变光束在成品空白光盘内部的焦点位置，实现超多层伺服引导层的生成；光学干涉定位系统能够通过两束光束在第一探测器上形成的光斑调节定位反射镜与成品空白光盘位置使二者的表面处于同一竖向平面，完成光盘初始定位；采用共焦检测系统与光学干涉定位系统配合实现伺服引导层的精确定位，实现超高位置精度伺服引导层生成；本发明公开的引导层预制装置能够生产超多层光盘，具有速度快，精度高，成品率高的特点。

在具体实施例中，所述光学干涉定位系统还包括参考物镜组14，所述参考物镜组14设于所述反射镜9与所述第一半透半反镜7之间；所述反射镜9能够沿垂直光轴方向上下移动，调节经其反射的光束聚焦在第一探测器10上形成的光斑，使成品空白光盘4和反射镜相对第一探测器10的光程一致，定位反射镜8和成品空白光盘能够沿垂直光轴方向上下移动，使光盘内部反射区设于物镜组焦点位置；定位反射镜8能够沿光轴方向前后移动，使得定位反射镜8与成品空白光盘的表面设于同一竖直平面内；所述点光源的表面与母版表面位于同一竖直平面内；所述点光源发射的光源到达第一半透半反镜7反射出的反射光先经参考物镜组14聚焦到反射镜9，被反射镜9反射后再经参考物镜组14和第一半透半反镜7到达第一探测器10形成光斑。定位反射镜和成品空白光盘整体由机械结构控制，反射镜也由机械结构控制，参考物镜组和物镜组结构完全相同。利用光学干涉原理使光盘和辅助定位设备（定位反射镜）轴向位置重合，再用共焦检测系统精确控制成像光学系统可移动元件移动距离来实现内部焦平面的精确定位，精确控制成像光学系统在光盘材料内部的焦平面位置的方法。

在具体实施例中，所述第二半透半反镜11设于所述点光源6与所述准直镜组2之间，所述第二探测器12设于所述第二半透半反镜11上侧，所述针孔13设于所述第二探测器12与第二半透半反镜11之间，针孔到第二半透半反镜的光程与点光源到第二半透半反镜的光程完全一致。由点光源发出的激光聚焦到定位反射镜后，由定位反射镜反射返回第二半透半反镜时，在第二半透半反镜表面反射，通过针孔到第二达探测器表面。

在具体实施例中，所述母版5为反射式母版，所述反射式母版为高反射率圆环和非反射圆环以母版中心处为圆心沿径向方向向外依次交替设置的板状结构，反射式母版结构如图4所示；母版也可为透射式母版，所述透射式母版为高透射率圆环和非透射圆环以母版中心处为圆心沿径向方向向外依次交替布设的板状结构，透射式母版结构如图5所示。

光学系统成像普遍存在像点光强度随视场增大而逐渐减小的情况，即像面强度是非均匀的，中间强而边缘弱，如图6所示，本方案所采用光学系统也是如此，如果伺服引导层母版高反射率圆环或高透射率圆环沿径向反射率或透射率恒定不变，则在成品空白光盘内伺服引导层聚焦面的光强度沿径向逐渐减小，这样会产生沿径向非均匀的伺服引导层，影响光盘的数据读写性能，为了解决这一问题，本发明方案伺服引导层母版制作过程中按照光学成像系统像面辐照度特性调整母版不同位置的反射率或透过率来补偿光学成像系统像面辐照度不均匀的问题。母版中心区域对应光学系统像面中心区域，此部分像面辐照度较高，因此适当降反射率或透过率，越往像面边缘区域辐照度越低，因此，母版相应区域的反射率或透过率也需要相应地提高，实现成品空白光盘伺服引导层径向均匀生成的效果；如图7所示为伺服引导层母版沿径向的反射率或透过率分布。

在具体实施例中，所述准直镜组2的前焦平面朝向所述母版5的表面，作用是将母版照明后的光束汇聚成发散角度较小的光束。

在具体实施例中，所述针孔13中心处开设圆孔，圆孔沿母版径向方向的外侧设置有遮光材料，光束仅能穿过所述针孔中心处圆孔到达所述第二探测器。

本发明公开的一种引导层预制装置生成多层伺服引导层的具体过程如下：

在生产超多层大容量存储光盘时，首先将成品空白光盘安装在物镜组焦平面位置，然后整体上下移动成品空白光盘和定位反射镜，使光盘内部反射区域位于物镜组焦点位置，再让点光源发光，观察点光源发出的光束经第一半透半反镜7分成的两束光再次在第一探测器10上合束后的光斑图样，由于成品空白光盘存在厚度误差和重复安装定位误差，成品空白光盘和反射镜相对于第一探测器10的光程会存在一定差别，由光学干涉原理可知，此时第一探测器10上光强图样应该是同心的圆环形明暗相间条纹，如图8所示，然后上下微调反射镜的位置，使第一探测器10上圆环形条纹消失，变成均匀圆形光斑，如图9所示，此时成品空白光盘和反射镜相对于第一探测器10的光程完全一致。再整体上下移动成品空白光盘和定位反射镜，让定位反射镜位于物镜组焦点处，观察第一探测器10上的光强分布图样，如果第一探测器10光强图样是一均匀圆形光斑，那么说明定位反射镜和反射镜相对于第一探测器10的光程是一致的，也就间接说明了定位反射镜表面和成品空白光盘表面是重合的；如果第一探测器10光强图样存在明暗相间条纹，那么说明定位反射镜和反射镜相对于第一探测器10的光程是不一致的，存在光程差，也间接说明了定位反射镜和成品空白光盘表面不重合，存在位置差，此时前后微调定位反射镜，使第一探测器10上的明暗相间条纹消失，变成均匀圆形光斑，即可保证定位反射镜和成品空白光盘表面完全重合。

光盘初始位置定位完成后，光学系统的焦平面位于半成品空白光盘表面，此时移动准直镜组和物镜组让成像光学系统的焦平面位于成品空白光盘内部指定记录层位置，打开照明光源，使焦平面处光敏材料发生反应即可生成伺服引导层，然后关闭照明光源，再次移动准直镜组和物镜组使光学系统焦平面调整到下一层位置，打开激光照明光源，完成下一层伺服引导层的生成，以此循环往复，直到所有伺服引导层生成完毕。但是，由于超多层光盘层数太多，准直镜组和物镜组要频繁移动，并且多组件之间的准确协调难度大，组件行程也较长，移动精度相对较差，因此很难保证每一个伺服引导层都能准确地在光盘内部预先设定好的位置生成。错误的光盘伺服引导层位置会在光盘读写过程中产生严重的层间数据串扰，为数据信号处理工作带来难度，导致数据读写困难甚至无法读写。为此，在光盘伺服引导层的生产过程中加入层位置检测系统，本发明方案采用共焦检测系统实现层位置的检测与定位，实现超高位置精度伺服引导层生成。

当光盘初始定位完成后，移动准直镜组和物镜组改变光学系统焦平面到光盘内部后，点光源所发出的激光也不再聚焦在定位反射镜表面了，而是聚焦在其后面某个位置，向后移动定位反射镜可以使光束聚焦在其表面。由于照明光束聚焦在光盘内部需要透过光盘内部材料，而点光源聚焦在定位反射镜表面只经过空气，两种情况像方介质不同，因此，照明光源经光学系统聚焦在材料内部的焦平面位置和点光源经光学系统聚焦在定位反射镜表面的焦点位置不相同，但二者存在关联，在成像光学系统的设计过程中，每一层记录层在光盘材料内部的位置和相对应点光源在定位反射镜表面的聚焦位置都可以明确对应，如果调整准直镜组和物镜组位置将成像光学系统调焦到第n层信号层聚焦位置时，定位反射镜从初始位置移动距离是x_n，则该层信号层的生成位置距离成品空白光盘表面距离f(x_n)与x_n存在唯一对应关系，如图10所示。因此，如果知道了x_n，也就能确定f(x_n),通过共焦检测系统，可以准确的检测每一次成像光学系统调焦后产生的x_n是否准确并帮助光学系统修正错误偏差。

以第一层伺服引导层的生成为例：

成品空白光盘与定位反射镜初始位置确定后，移动准直镜组和物镜组使成像光学系统聚焦面发生改变，移动定位反射镜至预先计算好的x₁位置，打开点光源，点光源发出的光经定位反射镜反射后返回，到第二半透半反镜11处发生反射，入射到针孔处，如果x₁位置正好处于成像光学系统焦点处，如图11所示，根据光路可逆原理，针孔开口处为光束汇聚点，如图12所示，绝大部分光能量可以通过针孔并在第二探测器12上产生一个面积较大的光斑，并且整个探测器积分能量较强，如图13所示，此时照明光源如果发光，就会将母版成像到成品空白光盘距离表面f(x₁)处；如果x₁位置没有处于成像光学系统焦点处，如图14所示，则反射光在针孔处形成一弥散斑，如图15所示，只有很少能量可以通过针孔中心圆孔，第二探测器12上只能接受到一个面积较小的光斑，整个第二探测器12的积分能量也较弱，如图16所示，此时说明准直镜组和物镜组移动位置不准确，应该调整准直镜组和物镜组的位置，观察第二探测器12探测到的光强度，当第二探测器12接收到面积较大光斑并且光斑能量较强时说明点光源发出的光准确聚焦到定位反射镜x₁位置了，然后关闭点光源，打开照明光源，照明光束照射母版后经成像光学系统后准确聚焦于成品空白光盘内部距离表面f(x₁)处，完成第1层伺服引导层的产生。重复以上步骤，完成第2层，第3层，…最后一层的伺服引导层生成。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种引导层预制装置，其特征在于，包括光学成像系统、光学干涉定位系统以及光学共焦检测系统；

所述光学成像系统包括激光照明光源（1）、准直镜组（2）、物镜组（3）、成品空白光盘（4）以及母版（5）；

所述准直镜组（2）和物镜组（3）设于所述母版（5）与所述成品空白光盘（4）之间，所述激光照明光源（1）设于所述母版与准直镜组（2）之间的下侧，激光照明光源（1）用于照明母版（5）并发出激光束，所述激光照明光源（1）发出的激光束经母版（5）透射或反射后通过所述准直镜组（2）以及物镜组（3）后，聚焦在成品空白光盘内部的指定位置，激光束与成品空白光盘（4）内部光敏材料反应生成伺服引导层；沿光轴方向前后移动准直镜组（2）和物镜组（3），改变激光束在成品空白光盘内的聚焦位置，生成多层伺服引导层；

所述光学干涉定位系统设于母版（5）与成品空白光盘（4）之间，所述光学干涉定位系统包括点光源（6）、第一半透半反镜（7）、定位反射镜（8）、反射镜（9）以及第一探测器（10）；所述点光源（6）设于所述母版（5）中间镂空处，所述第一半透半反镜（7）设于所述准直镜组（2）和所述物镜组（3）之间，所述反射镜（9）与所述第一探测器（10）分别设于所述第一半透半反镜（7）的上下两侧，定位反射镜（8）设于所述成品空白光盘的中心孔处；所述点光源发出光束照射在第一半透半反镜（7）上，形成一束反射光和一束透射光，所述反射光由反射镜（9）反射到达第一探测器，所述透射光经物镜组聚焦在定位反射镜（8）或成品空白光盘的内圈后被反射穿透物镜组（3），并被第一半透半反镜（7）反射至第一探测器（10）上，根据反射光和透射光两束光在第一探测器相干叠加形成的光斑确定反射镜（9）和定位反射镜（8）的相对位置，并通过调整反射镜（9）与定位反射镜（8）的位置，保证定位反射镜（8）和反射镜相对于第一探测器（10）的光程一致，以及保证定位反射镜（8）与成品空白光盘（4）的表面处于同一竖向平面内；

所述光学共焦检测系统设于所述母版（5）与所述准直镜组（2）之间，所述光学共焦检测系统包括第二半透半反镜（11）、第二探测器（12）以及针孔（13），点光源（6）发出的光束在经所述定位反射镜（8）反射后到达第二半透半反镜（11），光束被第二半透半反镜（11）反射并穿过针孔（13）到达第二探测器（12）并形成光斑；通过光斑判断定位反射镜（8）是否处于光学系统焦点处，确定准直镜组（2）和物镜组（3）是否移动至准确位置；

所述光学干涉定位系统还包括参考物镜组（14），所述参考物镜组（14）设于所述反射镜（9）与所述第一半透半反镜（7）之间；所述反射镜（9）能够沿垂直光轴方向上下移动，调节经其反射的光束聚焦在第一探测器（10）上形成的光斑，使成品空白光盘（4）和反射镜相对第一探测器（10）的光程一致，定位反射镜（8）和成品空白光盘能够沿垂直光轴方向上下移动，使光盘内部反射区设于物镜组焦点位置；定位反射镜（8）能够沿光轴方向前后移动，使得定位反射镜（8）与成品空白光盘的表面设于同一竖直平面内；所述点光源的表面与母版表面位于同一竖直平面内；所述点光源发射的光源到达第一半透半反镜（7）反射出的反射光先经参考物镜组（14）聚焦到反射镜（9），被反射镜（9）反射后再经参考物镜组（14）和第一半透半反镜（7）到达第一探测器（10）形成光斑。

2.根据权利要求1所述的一种引导层预制装置，其特征在于，所述第二半透半反镜（11）设于所述点光源（6）与所述准直镜组（2）之间，所述第二探测器（12）设于所述第二半透半反镜（11）上侧，所述针孔（13）设于所述第二探测器（12）与第二半透半反镜（11）之间。

3.根据权利要求1所述的一种引导层预制装置，其特征在于，所述母版（5）为反射式母版，所述反射式母版为高反射率圆环（51）和非反射圆环（52）以母版中心处为圆心沿径向方向向外依次交替设置的板状结构。

4.根据权利要求1所述的一种引导层预制装置，其特征在于，所述母版（5）为透射式母版，所述透射式母版为高透射率圆环（53）和非透射圆环（54）以母版中心处为圆心沿径向方向向外依次交替布设的板状结构。

5.根据权利要求1所述的一种引导层预制装置，其特征在于，所述准直镜组（2）的前焦平面朝向所述母版（5）的表面。

6.根据权利要求1所述的一种引导层预制装置，其特征在于，所述针孔（13）中心处开设圆孔，圆孔外侧设置有遮光材料。