CN1649001A - 光点扫描式光盘存储材料动态测试系统 - Google Patents
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Abstract
一种光点扫描式光盘存储材料动态测试系统，利用声光偏转器控制光的偏转，实现光束的等角速度扫描，利用扫描镜实现入射光的等角速度扫描到等线速度扫描的变换，让光点移动，光盘盘片不动，模拟光盘的存储过程。本发明无需自动调焦和道跟踪，无需采用光盘驱动器所要求的物镜，无需光盘盘片的配合，实现起来较为简单；被测样品可以是一小块，降低了对膜层制备的要求；还能够直观地观察写入和擦除后纪录点的相貌，可以实现光盘存储材料的静态测试以及高速激光扫描显微镜功能。
Description
技术领域
本发明涉及光盘存储材料，是一种光点扫描式光盘存储材料动态测试系统。光盘存储材料是指CD-R、CD-RW、DVD-R和DVD-RW等光盘盘片的基底上的可记录信息的膜层结构(单层记录膜或加介质层的多层膜结构，上面覆盖反射层和保护层)，也指其它光点逐点记录信息的可录和可擦膜层结构。
技术背景
对光盘存储材料进行动态测试，包括确定其写入功率、写入脉宽、波形、擦除功率、擦除脉宽、波形与读出信号载噪比、脉冲抖动率的关系，是光盘盘片实用化之前必须要做的事情，它反映了记录材料存储性能、记录材料和其它相关材料的制备工艺和膜层结构的成膜工艺以及膜层结构与基底共同影响写入、擦除和读出性能的结果。
在先技术中对光盘存储材料进行动态测试是采用了与光盘驱动器读写光盘盘片类似的原理(参见″Magnetic field modulated directoverwrite on amagneto-optical disk″，Wang Rong，Li Xishan，GanFuxi，《SPIE Proceedings》，Vol.2931，April 1996，p.215-220)。该方法有显著的缺点：它依赖于光盘驱动器技术及母盘刻录技术的成熟，也就是说它要像实际使用的那样，实现光盘驱动器的功能并需要光盘盘片的配合，例如它必须采用光盘驱动器要求的物镜及相应的自动调焦移动和道跟踪移动技术，自动调焦和道跟踪误差检测则需由光盘驱动器和光盘盘片(其基底由母盘刻录技术提供)的共同作用产生，特别是后者，光盘盘片没有合适的槽和格式，光盘驱动器光点就不能正确移到光盘要求的位置上；但在一种新的光盘技术出现以前，光盘驱动器技术及母盘刻录技术与光盘存储材料技术一样都处于研发阶段，甚至三者并没有达成一个统一的标准，例如三者分别由不同的许多的研究单位进行，光盘存储材料技术的研究通常不可能等到上述两个技术研发好了之后再进行，如果标准不统一，即使上述两个技术研发好了之后也没用，在与这两个技术一同进行的阶段、超前的阶段，尤其是标准尚不统一的阶段，建立这样的装置是非常困难的或者几乎是不切实际的。
发明内容
本发明要解决的问题在于克服了上述在先技术的不足，提供一种光点扫描式光盘存储材料动态测试系统。应具有实现简单，对膜层制备的要求低，能够直观地观察写入和擦除后纪录点的相貌等优点。
本发明的基本构思是：
利用声光偏转器控制光的偏转，实现光束的等角速度扫描。利用扫描镜实现入射光的等角速度扫描到等线速度扫描(即f-θ透镜)的变换，本发明让光点移动，光盘盘片不动，光点移动的线速度等同于在先技术以及光盘驱动器光盘转动的切向线速度，模拟光盘的存储过程。
本发明的技术解决方案如下：
一种光点扫描式光盘存储材料动态测试系统，特征在于其构成是：沿可调制激光光源输出光的光轴上依次有偏振分光镜、四分之一波片、声光偏转器、扫描镜、光谱分光镜、显微成像部分和样品架，所述的偏振分光镜的偏振分光面和所述的光谱分光镜的分光面与光轴成45°，所述的扫描镜位于所述声光偏转器的一级衍射光扫描的中心位置；在偏振分光镜的分光面与光轴相交点并在与该光轴垂直的方向上依次置有聚光镜、小孔、滤光镜和光电探测器，它们组成探测部分；在光谱分光镜的分光面与光轴的相交点并在与该光轴垂直的方向上依次置有分光镜、照明镜组和白光光源，它们组成照明部分；在分光镜的分光面与白光光束相交点并在与该白光光束相垂直的方向上依次置有成像镜和摄像机，它们组成成像监视部分；该成像镜的像平面位于摄像机的感光面上。
所述的可调谐激光光源是由连续激光器和声光调制器组成。
在所述的声光调制器之前设有前辅助透镜，之后置有后辅助透镜。
所述的偏振分光镜为棱镜或平板镜。
所述的光谱分光镜对激光波长透射，对白光反射。
所述的显微成象部分由镜筒透镜、显微物镜和样品架组成。
所述的分光镜为半反半透镜，或其它分光比例的分光镜。
本发明光点扫描式光盘存储材料动态测试系统使用状况是：可调制激光光源发出线偏振光束，入射到偏振分光镜，经过置于偏振分光镜之后的四分之一波片，被转换成圆偏振光，入射到声光偏转器，实现光束的等角速度扫描。一级衍射光被其前进的方向上，置于光轴与一级衍射光扫描的中心重合位置的扫描镜会聚，将入射光束转换成在会聚点的等线速度扫描。然后经过镜筒透镜和光谱分光镜入射到显微物镜，被显微物镜会聚到样品表面。可以通过调节样品架选择合适的目标测试区域。被样品表面反射的光经过显微物镜准直后，沿原光路返回，先后经过镜筒透镜，扫描镜和声光偏转器入射到四分之一波片上，经过四分之一波片之后，反射回来的光束的偏振面又被旋转了45度，然后被偏振分光镜的分光面反射，通过聚光镜会聚，经过小孔滤除杂散光，再经由滤光镜入射到光电探测器上。对于照明成像监视部分，白光光源发出的白光被照明镜组准直，经过分光镜，入射到光谱分光镜，被反射到显微物镜入瞳，照射到样品表面的白光，被样品反射回光谱分光镜。经由光谱分光镜反射之后照射到分光镜，反射光经由成像镜成像到摄像机上。这样通过让光点移动，光盘盘片不动，模拟光盘的存储过程。
本发明的优点：与在先技术相比，
1)无需自动调焦和道跟踪技术及部件；无需采用光盘驱动器所要求的物镜；无需光盘盘片的配合，实现简单；
2)本发明的被测样品可以是一小块，降低了对膜层制备的要求；
3)能直观地观察写入和擦除后纪录点的相貌；可以实现光盘存储材料的静态测试以及高速激光扫描显微镜功能；
4)使光盘存储材料的研究不受限于光盘驱动器技术及母盘刻录技术。
附图说明
图1为本发明光点扫描式光盘存储材料动态测试系统具体实施例示意图。
图中：
1-可调制激光光源，2-偏振分光镜，3-1/4波片，4-声光偏转器，5-扫描镜，6-反射镜，7-视场光阑，8-镜筒透镜，9-光谱分光镜，10-显微物镜，11-样品架12-聚光镜，13-小孔，14-滤光镜，15-光电探测器，16-白光光源，17-照明镜组、18-半反半透镜，19-成像镜，20-摄像机。
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
本发明光点扫描式光盘存储材料动态测试装置实施例的光路结构如图1所示。本发明光点扫描式光盘存储材料动态测试装置的构成包括：可调制激光光源1，工作波长为405nm，与光盘存储波长一致或接近。中心在光束前进方向上，且分光面与光束成45度角，置有偏振分光镜2。通过偏振分光镜2的光束再通过一个四分之一波片3，使线偏振光变成圆偏振光，四分之一波片3可以贴在偏振分光镜2相应的出射面上。在圆偏振光前进的方向置有声光偏转器4，光通过它时将发生衍射，通过一级衍射光它可以控制光的偏转(调频技术)，实现光束的等角速度扫描。在一级衍射光前进的方向上，光轴与一级衍射光扫描的中心位置重合地置有扫描镜5，它将光束会聚，并实现入射光的等角速度扫描到会聚点的等线速度扫描(即f-θ透镜)的变换。为使测试装置紧凑，在光前进的方向上，扫描镜5后加了一个反射镜6，它使光束反射，使扫描镜5的光束会聚点位于视场光阑7内。光束通过视场光阑7后，入射到镜筒透镜8上，镜筒透镜8将光束准直。通过镜筒透镜8的光束入射到光谱分光镜9上，光谱分光镜9的分光面与镜筒透镜8的光轴成45°角。光束直接透过光谱分光镜9，入射到显微物镜10上，光束充满显微物镜10的入瞳，并且声光偏转器4的工作区域经扫描镜5和镜筒透镜8的像应成像在显微物镜10的入瞳上，这样扫描过程中就不会切割光束。光经过显微物镜10后会聚于样品架11上的样品有记录层的那一面。光经样品的反射，沿原路返回，一直到四分之一波片3，经四分之一波片3后，光变成线偏振光，但偏振方向与原先垂直，这样光入射到偏振分光镜2后将由其分光面反射，反射后入射到聚光镜12上，由聚光镜12会聚到小孔13上，既滤除空间杂散光又实现共焦扫描显微镜的功能。经过小孔13的光再经过滤光镜14打在光电探测器15上，实现光盘读出的功能和共焦扫描荧光显微镜的功能(后者需滤光镜14滤除激发光，即激光，而通过荧光)。为确保激光光束经物镜10后会聚于样品上的有记录层的那一面，测试系统中还包括了白光观测部分，它是通过光谱分光镜9融入装置中的。它包括白光源16，发出白光，经照明镜组17形成白光光束，白光光束经光谱分光镜9的分光面的反射光束与先前所说的透过分光面的激光光束的光轴重合。在照明镜组17和光谱分光镜9之间置有分光面与光束成45°角的半反半透镜18。白光光束经光谱分光镜9的反射后，入射到物镜10上，经物镜10后会聚到样品上。白光经样品反射，沿原路返回，一直到半反半透镜18。经半反半透镜18的反射，白光先后入射到成像镜19上和摄像机20的接收面上，摄像机20的接收面位于成像镜19的焦面上，这样样品像就成像在摄像机20的接收面上，装置就可以监测装置的调焦状态，并可以直观观察写入和擦除点。
总之，本发明无需自动调焦(光点始终在一个平面内)和道跟踪(光点可准确重复移动)，无需采用光盘驱动器所要求的物镜，无需光盘盘片的配合，实现起来较为简单。被测样品可以是一小块，降低了对膜层制备的要求。还能够直观地观察写入和擦除后纪录点的相貌，可以实现光盘存储材料的静态测试以及高速激光扫描显微镜功能。
Claims (7)
1、一种光点扫描式光盘存储材料动态测试系统，特征在于其构成是：沿可调制激光光源(1)输出光的前进方向的主光路上依次有偏振分光镜(2)、四分之一波片(3)、声光偏转器(4)、扫描镜(5)、光谱分光镜(9)、显微成像部分和样品架(11)，所述的偏振分光镜(2)的偏振分光面和所述的光谱分光镜(9)的分光面与光轴成45°，所述的扫描镜(5)位于所述声光偏转器(4)的一级衍射光扫描的中心位置；在偏振分光镜(2)的分光面与光轴相交点并在与该光轴垂直的方向上依次置有聚光镜(12)、小孔光阑(13)、滤光镜(14)和光电探测器(15)，它们组成探测部分；在光谱分光镜(9)的分光面与光轴的相交点并在与该光轴垂直的方向上依次置有分光镜(18)、照明镜组(17)和白光光源(16)，它们组成照明部分；在分光镜(18)的分光面与白光光束相交点并在与该白光光束相垂直的方向上依次置有成像镜(19)和摄像机(20)，它们组成成像监视部分；该成像镜(19)的像平面位于摄像机(20)的感光面上。
2、根据权利要求1所述的光点扫描式光盘存储材料动态测试系统，特征在于所述的可调谐激光光源(1)是由连续激光器和声光调制器组成。
3、根据权利要求2所述的光点扫描式光盘存储材料动态测试系统，特征在于在所述的声光调制器之前设有前辅助透镜，之后置有后辅助透镜。
4、根据权利要求1所述的光点扫描式光盘存储材料动态测试系统，特征在于所述的偏振分光镜(2)为棱镜或平板镜。
5、根据权利要求1所述的光点扫描式光盘存储材料动态测试系统，特征在于所述的光谱分光镜(9)对激光波长透射，对白光反射。
6、根据权利要求1所述的光点扫描式光盘存储材料动态测试系统，特征在于所述的显微成象部分由镜筒透镜(8)、显微物镜(10)和样品架(11)组成。
7、根据权利要求1所述的光点扫描式光盘存储材料动态测试系统，特征在于所述的分光镜(18)为半反半透镜，或其它分光比例的分光镜。
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2004
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