CN1320907A - 交叉擦除抑制装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于抑制可写入光盘的交叉擦除现象的交叉擦除抑制装置。该装置包括:遮光元件或交叉擦除抑制元件,设置成用于遮蔽要入射到物镜的光束的中部,特别是入射到物镜孔径上的光束。该遮光装置在光盘的线速度方向上具有比光盘的轨迹方向更大的遮蔽面积。孔径中心部分的遮蔽使得光点具有非常高的分辨率,并且其直径小于当常规的平光光束入射到孔径上时光点的直径。

Description

交叉擦除抑制装置
本发明涉及一种交叉擦除抑制装置，用于抑制可写入光盘的交叉擦除现象(cross erase)。
近来，轨迹间距变得小于入射到可写入光盘上的光点大小，以满足光盘致密化的需要。因此，在写入模式下，以前记录在写入轨迹附近轨迹上的凹坑被加热而被损坏，这就是所谓的交叉擦除现象。
为了抑制这种交叉擦除现象，以往曾提出过一种使用楔形棱镜的光束成型方法。另一种方法通过调整准直透镜的孔径号(NA)将边缘强度(物镜的周缘强度与透镜中心强度的比率)设置为希望值。
另外，作为光源的激光二极管(LD)，其层压方向的竖直方向比起层压方向的水平方向，光分布更宽，边缘强度更高，光点直径更小。因此，提出了一种通过使激光二极管的层压方向的垂直方向指向轨迹而实现轨迹致密化的方法。
然而，无论是使用楔形棱镜的光束成型方法还是调整准直透镜NA的方法都具有缺点，即，边缘强度不能被设置为1或更高。另外，在平光分布中的光点直径是相关光学系统中最小的光点直径，然而从LD到光盘上光点的光利用率却下降了。可写入光学拾取器的缺点是不能真正形成平光分布，因为它必须增大光利用率。
另外，通过使LD的层压方向的垂直方向指向轨迹的缺点是，在光盘线速度方向的强度分布过窄，且线速度方向的光学调制传递函数(MTF)下降。也就是说，在该方法中如果改善了交叉擦除现象，则会降低读取性能。
因此，考虑到上述问题，本发明的目的是提供一种交叉擦除抑制装置，它能够减小光点直径并改善交叉擦除现象。
根据本发明的一个方面，可以通过提供一种交叉擦除抑制装置来实现本发明的上述和其他目的。该装置包括遮光装置，用于遮蔽入射到光盘上以便在其上形成光点的光束的中部。
优选地，该遮光装置在光盘的线速度方向上可以具有比光盘的轨迹方向更大的遮蔽面积。
另外，该遮光装置可以安装在光学系统中的激光源与1/4波片之间。
优选地，交叉擦除抑制装置还可以包括控制装置，用于在光盘写入模式下使能遮光装置，而在光盘的读取模式下禁用遮光装置。
根据本发明的另一个方面，提供了一种交叉擦除抑制装置，包括相位调制装置，它安装在光束的中部，该光束入射到光盘上以便在其上形成光点。相位调制装置根据其上施加的电压来改变光束的折射率。
另外，该交叉擦除抑制装置还可以包括控制装置，用于在光盘的写入模式下向相位调制装置施加电压，而在光盘的读取模式下不向相位调制装置施加电压。
另外，交叉擦除抑制装置还可以包括调节装置，用于对施加给相位调制装置的电压电平进行调节，如此使得光点具有理想的直径。
优选地，相位调制装置可以安装在光学系统中的激光源与1/4波片之间。
优选地，相位调制装置可以由液晶或非线性光学晶体构成。
更加优选地，相位调制装置可以由LiNbO制成。
结合附图及下面的详细说明，可以更清楚地理解本发明的上述和其他目的、特点和优点，其中：
图1是根据本发明第一和第二实施例的交叉擦除抑制装置的结构图；
图2是图1所示结构的局部放大的平面图；
图3是根据本发明第一和第二实施例的激光二极管的发散角-光点直径的变化特性图；
图4a-4d示出了基于本发明第一和第二实施例的交叉擦除抑制装置的光点特性和基于不带有交叉擦除抑制装置的光点特性；和
图5是根据本发明第一和第二实施例的光点减小效果与常规光点减小效果的比较示意图。
图1是根据本发明第一和第二实施例的交叉擦除抑制装置的结构图。在该图中，对于光盘1的写入操作，激光二极管(LD)2发射激光束3，然后该光束通过准直透镜4、楔形棱镜5、棱镜6和本发明的交叉擦除抑制元件(CEE)7射向平面镜8，并由其反射。然后，反射的光束通过1/4波片9聚焦到物镜10上，导致在光盘1上形成光点。结果，在光盘1的轨迹上记录下一个凹坑。
对于光盘1的读取操作，光束由光盘1反射，然后以与上述相反的顺序到达棱镜6。然后，光束由棱镜6反射并经过检测透镜12被光电二极管(PD)13接收。提供一个用于控制CEE 7的CEE控制电路14，这将在下文中详细说明。
下面对CEE 7进行详细说明。在本实施例中，遮光元件被用作CEE7。图2示出了作为CEE 7的遮光元件的结构，其中标号10a表示物镜10的孔径。如图所示，对于光盘1的写入操作，CEE 7被设置成可遮蔽要入射到物镜10的光束的中部，特别是照射到物镜10的孔径10a上的光束的中部。CEE 7还被设置成，在光盘1线速度方向(切向)形成了比光盘1轨迹方向(径向)a更大的遮光面积，以至于在轨迹方向a上的光点直径更小。
如上所述，对孔径10a中间部分的遮光使得光点具有非常高的分辨率，并且其直径小于当平光束照射到孔径中时光点的直径。
另一方面，对于具有高分辨率的光点的读取性能通常会降低。例如，CEE 7可由能根据电压调整偏振角的材料组合而成，例如TN液晶和偏振滤光片。在读取模式下，所有的光束都在相同的方向偏振，然后通过偏振滤光片。但是，在写入模式下，通过仅对孔径的中间部分施加电压使偏振角旋转90度，从而只有孔径的中部被偏振滤光片遮蔽。也就是说，在写入模式下，中心部分被遮蔽。而在读取模式下，CEE 7在CEE控制电路的控制下避开入射光。
接下来，对根据本发明第二实施例的交叉擦除抑制装置进行说明。特别地，第二实施例1s基本上与图1和图2中的结构相同。
在此实施例中，相位调制元件被用作CEE 7。相位调制元件可以由例如液晶或非线性的光学晶体制成，例如LiNbO。
相位调制元件与电压馈送器件的周围(surroundings)具有不同的折射率。由于光速与折射率成反比例关系，因此对相位调制元件施加适量的电压，使得能够将元件的光学相位差设置成与周围相适应的值。
图2示出了当CEE 7由LiNbO构成时的结构。CEE 7被设置成使光点直径在光盘的轨迹方向上变小。
即使按上述方式出现相位差，但仍执行与第一实施例相同的操作。结果，聚焦在透镜10上的光点具有非常高的分辨率，以至于与基于平光束的光点相比尺寸更小。另外，光点可以在一有限范围内衍射。这种光点衍射能够达到常规衍射的约90％，尽管它随着有效功率而变化。
如图3中的曲线b所示，LD 2的辐射角越宽，则光点直径越小。因此，光点直径在某一点上饱和。在图3中，双环示出了借助于CEE使得宽度为光点直径5％的区域的相位偏移了1/2波长。图中示出了光点直径相对于常规光学系统可以减小90％。图中还示出了在准直透镜具有固定NA的情况下的LD发散角。
另一方面，倘若光点具有非常高的分辨率，则它具有大的侧向峰值(side peak)，导致在读取模式下从相邻轨迹漏出和引入的分量增加，从而降低了读取性能。因此，CEE控制电路14仅在写入模式下向CEE 7施加电压，以便实现光点直径的显著减小；而在读取模式下不向CEE 7施加电压，以按常规方式操作光学系统，从而防止了读取性能的下降。
另外，对于在写入模式下具有高分辨率的光点，光点直径在线速度方向和轨迹方向都可以被减小。即，轨迹方向的光点直径和线速度方向的光点直径可以被设定为任意比例。并且，在与常规光学系统具有相同NA和波长的条件下，可以获得在常规光学系统中不能得到的小光点形状。
图4a示出了当使用CEE(施加了电压)时光点直径在轨迹方向的减小。图4b示出了当使用CEE时光点的光学特性。如图4b所示，产生了侧向峰值sp。图4c示出了没有施加电压的常规光学系统中的光点形状。如图4c所示，光点大致为圆形。图4d示出了常规光学系统(没有使用CEE)中的光点的光学特性。如图4d所示，没有出现侧向峰值。
另一方面，如图3中的曲线b所示，光盘上的光点直径随着LD2的辐射角变化，从而使系统的写入性能下降。
图5示出了根据本发明第二实施例的光点直径随着相位变化的情况。由于相位变化可以由电压控制的，因此光点直径随着施加在CEE上的电压变化。结果，可以通过调整施加给CEE 7的电压电平来设置光点直径。
在本发明的上述第一和第二实施例中，CEE 7安装在图1所示的的平面镜8和棱镜6之间。可选地，CEE 7也可以安装在图1中双点划线所示的位置。换句话说，CEE 7优选地可以安装在LD 2与1/4波片之间的任何位置。
从上述说明可以清楚地认识到，根据本发明的交叉擦除抑制装置具有以下效果。
首先，遮光装置或相位调制装置遮蔽光束的中间部分，以便在光盘上形成光点，从而显著地减小了光点的直径。因此，可以获得在常规光学系统中不能得到的小光点直径，从而减小了在写入模式下相邻轨迹的损坏。
其次，遮光装置或相位调制装置只在写入模式下使用，从而消除了在读取模式下性能的下降。
尽管为了说明的目的公开了本发明的优选实施例，但本领域的普通技术人员能够理解，在不脱离由所附权利要求中公开的本发明的精神和范围的前提下，可以对本发明进行各种修改、补充和替换。

Claims (10)

1．一种交叉擦除抑制装置，它包括遮光装置，用于遮蔽要入射到光盘上以在光盘上形成光点的光束的中部。
2．如权利要求1所述的交叉擦除抑制装置，其中所述遮光装置在光盘的线速度方向上比在光盘的轨迹方向上具有更大的遮蔽区域。
3．如权利要求1所述的交叉擦除抑制装置，其中所述遮光装置安装在光学系统中的激光源与1/4波片之间。
4．如权利要求1所述的交叉擦除抑制装置，还包括控制装置，用于在光盘写入模式下使能所述遮光装置，而在光盘的读取模式下禁用所述遮光装置。
5．一种交叉擦除抑制装置，包括相位调制装置，它安装在光束的中部，该光束入射到光盘上以便在其上形成光点，所述相位调制装置根据其上施加的电压来改变光束的折射率。
6．如权利要求5所述的交叉擦除抑制装置，还包括控制装置，用于在光盘的写入模式下向相位调制装置施加电压，而在光盘的读取模式下不向相位调制装置施加电压。
7．如权利要求5所述的交叉擦除抑制装置，还包括调节装置，用于调节施加给相位调制装置的电压，如此使得光点具有理想的直径。
8．如权利要求5所述的交叉擦除抑制装置，其中所述相位调制装置安装在光学系统中的激光源与1/4波片之间。
9．如权利要求5所述的交叉擦除抑制装置，其中所述相位调制装置由液晶或非线性光学晶体制成。
10．如权利要求5所述的交叉擦除抑制装置，其中所述相位调制装置由LiNbO制成。
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