CN1212614C - 基于双折射原理的多阶光存储方法和多阶只读光盘结构 - Google Patents
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Abstract
基于双折射原理的多阶光存储方法和多阶只读光盘结构，属于光盘存储技术领域。其特征是，所述存储方法是当线偏振的入射光通过记录层后，其偏振状态发生变化，利用记录层上不同深度的记录坑点，使得入射光在记录层中经过的路径长度不同，得到不同的反射光偏振状态，检测反射光的不同偏振状态，得到反映不同记录坑点深度的多阶信号，即可进行多阶光盘存储。利用干涉检测的方法，可以得到16阶以上的存储效果。本发明所述的多阶光盘是只读式的，可以有效地提高光盘的存储密度和存储容量。
Description
技术领域
本发明涉及一种基于双折射原理的多阶光存储方法和多阶只读光盘结构，属于光盘存储
技术领域。
背景技术
目前的光盘存储技术所采用的是二值存储方式，如在CD-ROM中，根据反射光光强的高低来判断当前所对应的位置是“坑”(Pit)或者“岸”(Land)，每个记录单元上可以记录两个状态数，也就是正好对应1位(bit)的信息。与传统的二值存储方式不同的是，在多阶存储中，每个记录单元上可以记录的状态数多于两个，也就是可以记录的信息多于1位(bit)，从而在记录单元数不变的情况下，显著地提高存储密度和存储容量。
在采用相同的激光光源、物镜数值孔径和记录介质的前提下，与普通的二值存储方式相比较，如果同样大小的记录单元上可以记录n阶的信息，那么n阶存储的总容量C大致可以按以下公式计算：
C＝Cn·log2n (n＞2)
式中Cn是采用普通二值存储方式时的存储总容量。举例说明，如果n＝8，即8阶存储，其容量将是普通二值存储的3倍。
最基本的多阶只读光盘存储的例子是坑深调制多阶方案，又称为PDM(Pit-DepthModulation)。其原理是，对于只读类的光盘，按照标量衍射理论，反射光的光强与光盘的记录坑点深度有着对应关系：从坑深为0开始，随着坑深的增加，反射光的光强随之减弱，在坑深为激光波长的1/4处，反射光光强达到极小值。利用了记录坑点深度与反射光强的这一关系，设置不同的坑深变化，即可实现多阶光盘存储。然而，由于坑点深度的分辨率极限问题，该方案所能达到的多阶存储效果受到很大限制。
发明内容
本发明的目的在于提供一种储容量大，存储效果好的基于双折射原理的多阶光存储方法和只读光盘结构，该光盘使用双折射材料作为记录介质，在光盘上形成深度不同的坑点，利用偏振光通过双折射材料后偏振状态发生变化的特性，实现高密度光盘存储。
本发明提出的一种基于双折射原理的多阶光存储方法，其特征在于，所述存储方法是当线偏振的入射光通过记录层后，其偏振状态发生变化，利用记录层上不同深度的记录坑点，使得入射光在记录层中经过的路径长度不同，得到不同的反射光偏振状态，检测反射光的不同偏振状态，得到反映不同记录坑点深度的多阶信号，即可进行多阶光盘存储。
在本发明的多阶光存储方法中，所述反射光在坑点深度1μm范围内，两个正交偏振分量的相位差的变化范围为0～π/2。
本发明提出的基于双折射原理的多阶只读光盘结构，它含有盘基、记录层、反射层、保护层，其特征在于，所述光盘结构含有依次紧密相叠的下述各层：
(1)盘基：对整个盘片起支撑和保护作用，也是激光的入射面；
(2)记录层：位于盘基之上，记录层上有深度不同的坑点，用于存储多阶数据；
(3)反射层：位于记录层之上，用于反射入射光信号；
(4)保护层：位于反射层之上，用于保护反射层和记录层。
在上述多阶只读光盘结构中，所述记录层为由双折射材料形成的记录层。
本发明所提出的一种基于双折射原理的多阶光存储方法和只读光盘结构，利用偏振光通过双折射材料后偏振状态发生变化的特性，能够实现超过8阶的多阶存储，大大提高光盘存储容量。实验证明，在大约1μm的坑点深度变化范围之内，反射光的两个正交偏振分量的相位差大约可以达到0～π/2的变化范围。利用干涉检测的方法，可以得到16阶以上的存储效果。与相同条件下的传统二值存储方式相比较，其存储容量大大提高，可以达到同类光盘的3～4倍。
附图说明
图1为本发明双折射原理示意图。
图2为本发明基于双折射原理的多阶只读光盘示意图。
图3为本发明实施例的基于双折射原理的4阶只读光盘示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明：
本发明利用了双折射原理和偏振效应。一束偏振光的任意两个相互垂直的分量相位是相关的，其相位差决定了该光的偏振状态。如果一束入射的偏振光通过一层双折射材料，将沿原方向传播两束正交的线偏振光——o光和e光，其折射率分别为no和ne，如图1所示。由于o光和e光的折射率不同，通过厚度为d的双折射材料后，将产生一定的相位差_，且
式中λ是入射的偏振光的波长。于是入射的偏振光1通过双折射材料2后，由于其正交的两偏振分量之间附加了一个相位差，出射光的偏振状态将发生变化。例如，从线偏振光1变化为椭圆偏振光3，如图1所示。
在本发明所提出的多阶光存储方法中，用于读取数据的入射激光为线偏振光，当入射光通过深度不同的记录坑点并反射后，由于记录坑点由双折射材料形成，反射光的偏振态将发生变化，且变化量与记录坑点的深度成线性比例。通过检测反射光的不同偏振状态，可以得到反映不同记录坑点深度的多阶信号，从而实现多阶光盘存储。
本发明所提出的多阶只读光盘的详细结构如图2所示。
本发明所提出的基于双折射原理的多阶光盘是只读式的。其制作方法可沿用传统的模压方法：利用高精度多阶母盘刻录技术，采用模压方式产生该多阶光盘上的记录坑点，从而得到多阶只读光盘。
对于本发明提出的基于双折射原理的多阶只读光盘，在读取光盘所存储的信息时，入射的线偏振光4从盘基5方向垂直进入光盘，在进入记录层6之后，入射光的偏振状态开始发生变化，成为椭圆偏振光，其两正交的线偏振分量之间产生相位差，且相位差与入射光在记录层中经过的路径长度成正比。而记录坑点深度直接决定了入射光在记录层中经过的路径长度。入射光在到达反射层7后改变180°方向，成为反射光。反射光沿原入射光路径返回并从记录层射出。通过检测反射光的两个正交偏振分量的相位差，即可获得记录坑点深度的信息。
图2中的8为只读光盘的保护层，9为多阶记录坑点。
实施例
通过实施例来具体介绍本发明的内容，但本发明内容不受限于实施例所述：
如图3所示的是一个基于双折射原理的4阶只读光盘。其中10为入射激光，11为反射激光。12为盘基，13为记录层，14为反射层，15为保护层。
在该4阶只读光盘中存在4种深度不同的坑点，分别用‘0’，‘1’，‘2’，‘3’来表示。其中‘0’表示坑点的深度为0，即没有坑点的地方；而‘1’、‘2’、‘3’分别对应深浅不同的坑点信息。该4阶只读光盘的存储容量约为同样条件下普通二值存储光盘的两倍。
Claims (2)
1、基于双折射原理的多阶光存储方法，其特征在于，所述多阶光存储方法包括以下三个步骤：
(1)线偏振的入射光垂直入射到由双折射材料制成的记录层中，通过记录层上深度不同的记录坑点之后，形成偏振状态不同的入射光；
(2)入射光通过记录层到达反射层，成为反射光并沿原入射光的路径返回，然后从记录层射出，该反射光带有反映不同记录坑点深度的信息；
(3)利用光电探测器检测反射光的不同偏振状态，得到反映不同记录坑点深度的多阶信号。
2、根据权利要求1所述的多阶光存储方法的多阶只读光盘结构，它含有盘基、记录层、反射层、保护层，其特征在于，所述只读光盘结构含有依次紧密相叠的下述各层：
(1)盘基：形成激光的入射面；
(2)记录层：位于盘基之上，由双折射材料形成，该记录层上有用于存储多阶数据的深度不同的坑点；
(3)反射层：位于记录层之上，形成反射光；保护层：位于反射层之上。
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