DE19959203A1 - Anordnung zum Schreiben und/oder Lesen von Informationsschichten in optischen Speicherelementen - Google Patents
Anordnung zum Schreiben und/oder Lesen von Informationsschichten in optischen SpeicherelementenInfo
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Abstract
Bei einer Anordnung zum Schreiben und/oder Lesen von Informationsschichten in optischen Speicherelementen sind im Strahlengang einer Lichtquelle optische Elemente angeordnet, mit deren Hilfe das Lichtbündel in senkrechte und parallele Komponenten aufgeteilt wird und ein derart aufgeteiltes Lichtbündel auf ein optisches Speichermedium gelangt, von diesem reflektiert und über Detektoren eine Auswertung erfolgt, wobei im Strahlengang der Lichtquelle mindestens ein polarisationsabhängiger und mindestens ein polarisationsunabhängiger Strahlteiler angeordnet sind.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum
Schreiben und/oder Lesen von Informationsschichten in
optischen Speicherelementen. Solche Anordnungen werden
z. B. in optischen Pick-up's, Compact Disk (CD) oder
Digital Versatile Disk (DVD) eingesetzt.
Aus dem Stand der Technik sind zahlreiche Lösungen
solcher integrierter Systeme bekannt geworden, die aus
refraktiver bzw. difraktiver Optik aufgebaut sind und
verschiedenste Funktionen realisieren können. Das
Kernstück dieser Systeme besteht dabei häufig aus
zusammengesetzten optischen Komponenten, z. B. Prismen,
Planplatten, mit aufgebrachten Reflexionsschichten.
Die optischen Elemente sind, um geringe Abmessungen zu
erhalten und die Störanfälligkeit herabzusetzen, häufig
als integrierter optischer Glasblock aufgebaut und wird
beispielsweise von der Fa. Matsushita vertrieben.
Ein weiteres Beispiel, bei dem mittels eines Polteilers
die Trennung von monochromatischer Strahlung in
senkrechte und parallele Komponenten vorgenommen wird,
ist aus der US 5,682,373 bekannt geworden. Mit dieser
Anordnung ist ein Lesen und Schreiben von optischen
Speicherelementen in verschiedenen Höhen möglich.
Die optischen Elemente und Komponenten sind jedoch
relativ kompliziert herzustellen und müssen aufwendig
justiert werden. Darüber hinaus müssen die
Einzelelemente bei der Herstellung eine Vielzahl von
technologischen Prozessen durchlaufen, wodurch hohe
Kosten entstehen.
Ein weiteres Pick-up-Konzept mit diffraktiver Optik ist
aus Spie Vol. 1663 Optical Data Storage (1992) p. 46-57
bekannt geworden. Hierbei ist ein holografisch
erzeugtes Volumengitter in einem dicken
Aufzeichnungsmedium neben einem Reliefgitter
angeordnet. Die Gitter auf den lichtdurchlässigen
Körpern werden in unterschiedlichen
Herstellungstechnologien hergestellt und müssen
zueinander justiert und montiert werden. Das ist zur
Erreichung einer hohen Genauigkeit sehr aufwendig.
Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die
Aufgabe zugrunde, eine Anordnung zum Schreiben und/oder
Lesen von Informationsschichten in optischen
Speicherelementen zu realisieren, die relativ klein
ist, ein Schreiben und/oder Lesen von
übereinanderliegenden Informationsschichten ermöglicht
und kostengünstig herstellbar ist.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer
gattungsgemäßen Anordnung zum Schreiben und/oder Lesen
dadurch gelöst, daß im Strahlengang der Lichtquelle
mindestens ein polarisationsabhängiger und mindestens
ein polarisationsunabhängiger Strahlteiler angeordnet
sind. Gemäß einer vorteilhaften Ausbildung der
Erfindung ist der polarisationsunabhängige und der
polarisationsabhängige Strahlteiler derart angeordnet,
daß das Lichtbündel der Lichtquelle zuerst den
polarisationsunabhängigen Strahlteiler mindestens
einmal durchläuft und in dem durch das optische
Speicherelement reflektierten Strahlengang mindestens
ein polarisationsabhängiger Strahlteiler angeordnet
ist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der
Erfindung ist der polarisationsunabhängige Strahlteiler
und der polarisationsabhängige Strahlteiler derart
angeordnet, daß das Lichtbündel der Lichtquelle den
polarisationsunabhängigen Strahlteiler mindestens
einmal durchläuft und in den gebeugten Teilstrahlen je
ein polarisationsabhängiger Strahlteiler und mindestens
ein polarisationsunabhängiger Strahlteiler angeordnet
sind, und daß zwischen dem polarisationsabhängigen
Strahlteiler und dem polarisationsunabhängigen
Strahlteiler mindestens eine Halbwellenplatte
angeordnet ist.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung
sind die polarisationsunabhängigen und
polarisationsabhängigen Strahlteiler aus einem
Oberflächenreliefgitter aufgebaut.
Bei einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der
Erfindung besteht das optische Linsensystem aus einer
Flüssigkristallinse und aus einem optischen
Linsensystem. Des weiteren ist es vorteilhaft, daß die
Flüssigkristallinse aus transparent ausgebildeten
Elektroden besteht und die Elektroden auf die
Flüssigkeitsumgebung bildende Form aufgebracht sind.
Mit der erfindungsgemäßen Anordnung ist ein relativ
kleiner Aufbau eines optischen Speicherelementes zum
Schreiben und Lesen möglich. Darüber hinaus sind die
optischen Elemente, teilweise nach einer Technologie
hergestellt, relativ einfach zu produzieren, zu
justieren und somit zu kostengünstigen Bedingungen
herstellbar.
Die Erfindung soll nachstehend anhand von
Prinzipdarstellungen noch näher erläutert werden.
Es zeigen:
Fig. 1 eine Prinzipdarstellung der erfindungsgemäßen
optischen Anordnung,
Fig. 2 eine weitere Prinzipdarstellung der
erfindungsgemäßen optischen Anordnung.
Die Fig. 1 zeigt eine Prinzipdarstellung der
erfindungsgemäßen optischen Anordnung. Das Lichtbündel
einer monochromatischen Lichtquelle 1, beispielsweise
eine Laserdiode, durchläuft ein Kollimatorsystem 2, das
beispielsweise aus einem Hybridkollimator, einem
Beamshaper und einer drehbaren λ/2-Platte besteht, und
trifft auf einen polarisationsunabhängigen Strahlteiler
3. Der polarisationsunabhängige Strahlteiler ist so
optimiert, daß das ihn durchlaufende Licht (0-ter
Beugungsordnung) nur gering geschwächt und mittels
eines Linsensystems 5 auf ein optisches Speicherelement
6 fokussiert wird. Das Linsensystem 5 ist dabei so
dimensioniert, daß das Lichtbündel, bestehend aus
beiden Polarisationskomponenten, dargestellt in den
Figur als durchgehende und gestrichelte Linie, in
Abhängigkeit von der Polarisation auf die beiden
unterschiedlichen Ebenen 61 bzw. 62 des optischen
Speicherlementes 6 gelangt. Zur Vereinfachung der
Ablenkungs-, Reflexion- und Beugungseffekte wird
nachstehend nur der Weg des zur Auswertung dienenden
Strahlenganges beschrieben. Durch das optische
Speicherelement 6 werden die Lichtstrahlen reflektiert
und gelangen über das Linsensystem 5 wieder auf den
polarisationsunabhängigen Strahlteiler 3. Das
reflektierte Lichtbündel wird nun auf dem Rückweg in
die 1. Ordnung gebeugt. Dieses gebeugte Licht
beinhaltet beide Polarisationsrichtungen, die den
reflektierten Lichtbündelanteilen der Ebenen 61 und 62
des optischen Speicherelementes 6 entsprechen. Die
Lichtstrahlen gelangen nun unter dem Braggwinkel auf
einen polarisationsabhängigen Strahlteiler 7. Der
polarisationsabhängige Strahlteiler 7 nimmt eine
Aufspaltung des Strahles in Abhängigkeit von der
Polarisation vor. So wird das Licht mit einer
Polarisationsrichtung TE (Vektor der elektrischen
Feldstärke parallel zu Gitterfurchen) über die beiden
Korrekturglieder 11 und 12 auf den einen Detektor 15
und das Licht mit der Polarisationsrichtung TM (Vektor
der elektrischen Feldstärke senkrecht zu Gitterfurchen)
über die Korrekturglieder 13 und 14 auf einen Detektor
16 gebeugt. Die gewonnenen Signale der Detektoren 15
und 16 werden einer nicht dargestellten
Auswerteschaltung zugeführt. Die Korrekturglieder 11,
12, 13 und 14 ermöglichen die achromatische Abbildung
auf den Detektoren 15 und 16, und bestehen aus
beispielsweise diffraktiven Reflexionselementen. Der
polarisationsunabhängigen Strahlteiler 7 und die
Korrekturglieder 11, 12, 13 und 14 sind auf einem
Basismaterial 4, beispielsweise aus einer
planparallelen Glasplatte bestehend, aufgebracht. Der
polarisationsunabhängige Strahlteiler 3 und der
polarisationsabhängige Strahlteiler 7 sind als Gitter
aufgebaut. Die Gitter sind nach den in der
Elektrotechnik üblichen Strukturierungstechnologien der
Holographie/Lithographie hergestellt oder stellen
Kopien von Masterelementen, die mit den vorgenannten
Technologien hergestellt sind, dar. Das Profil des
polarisationsunabhängigen Strahlteilers 3 ist so
dimensioniert, daß nahezu alles Licht der 0.-Ordnung
durch den Strahlteiler hindurchtritt. Das Linsensystem 5
ist eine Kombination aus einem konventionellen
Linsenaufbau und einer Flüssigkristallinse 8. Die
Flüssigkristallinse 8 ist dabei in üblicher Weise mit
einem Flüssigkristall gefüllt, deren Orientierung sich
mit der angelegten Spannung ändert und somit zu einer
Veränderung der Brechzahl des Systems führt. Die
Elektroden sind vorteilhafterweise transparent
ausgebildet und auf die Flüssigkeitsumgebung bildende
Form aufgebracht. Diese Oberflächen können stetige
Krümmungen, wie Mikrostrukturoberflächen, beinhalten.
Da die Flüssigkristallinse nur das Licht einer
Polarisationsrichtung beeinflußt, aber beide
Polarisationsrichtungen in das Linsensystem eintreten,
wird somit ein axialer Doppelfokus im optischen
Speicherelement 6 in den Ebenen 61 und 62 realisiert.
Diese Ebenen entsprechen zwei verschiedenen
Informationsschichten, die durch die vorliegende
Anordnung parallel gelesen bzw. gleichzeitig eine
Schicht gelesen und eine beschrieben werden kann. Durch
die Flüssigkristallinse ist eine Nachregelung des
Fokusabstandes bei der Anwendung möglich.
In Fig. 2 ist eine weitere Prinzipdarstellung der
erfindungsgemäßen optischen Anordnung dargestellt. Der
Lichtstrahl einer monochromatischen Lichtquelle 1 wird
durch ein Kollimatorsystem 2 in ein paralleles
Lichtbündel umgesetzt und gelangt unter senkrechtem
Einfallswinkel auf einen polarisationsunabhängigen
Strahlteiler 3. Die Lichtquelle 1 ist dabei so
orientiert, daß eine Beugung der TE-Polarisation
symmetrisch am polarisationsunabhängigen Strahlteiler 3
erfolgt. Mittels des polarisationsunabhängigen
Strahlteilers 3 wird der Lichtstrahl in eine
+1.-Ordnung und in eine -1.-Ordnung gebeugt. Die
+1.-Ordnung gelangt auf einen polarisationsabhängigen
Strahlteiler 71 und die -1.-Ordnung auf einen
polarisationsabhängigen Strahlteiler 72. Die
polarisationsabhängigen Strahlteiler 71 und 72 sind so
ausgebildet, daß sie effizient die TE-Polarisation des
Lichtes nach der Bregg-Bedingung beugen. Der von dem
polarisationsabhängigen Strahlteiler 71 gebeugte
Lichtstrahl gelangt auf einen polarisationsunabhängigen
Strahlteiler 9. Das gebeugte Licht des
polarisationsabhängigen Strahlteilers 72 gelangt über
eine Halbwellenplatte 17, die den Lichtstrahl in seiner
Polarisation um 90° dreht, auf den
polarisationsunabhängigen Strahlteiler 9. Durch den
polarisationsunabhängigen Strahlteiler 9 werden beide
Polarisationsanteile so gebeugt, daß sie unter einem
nahezu senkrechtem Winkel auf das Linsensystem 5
treffen. Die weitere Funktion des Linsensystems 5 und
des optischen Speicherelementes 6 sind der Fig. 1 zu
entnehmen. Die über das optische Speicherelement 6
reflektierte und durch das Linsensystem 5 durchlaufende
Teillichtbündel trifft auf den
polarisationsunabhängigen Strahlteiler 9 auf und werden
durch diesen gebeugt. Ein Teillichtbündel des durch den
polarisationsunabhängigen Strahlteiler 9 gebeugten
Lichtbündels gelangen über den polarisationsabhängigen
Strahlteiler 71 auf einen Detektor 15 und das andere
Teillichtbündel über die Halbwellenplatte 17 und über
den polarisationsabhängigen Strahlteiler 72 auf den
Detektor 16.
1
Lichtquelle
2
Kollimatorsystem
3
,
9
polarisationsunabhängiger Strahlteiler
4
Basismaterial
5
Linsensystem
6
optisches Speicherelement
61
,
62
Ebenen des optischen Speicherelementes
7
,
71
,
72
polarisationsabhängiger Strahlteiler
81
Optisches Linsensystem
8
Flüssigkristallinse
11
,
12
,
13
,
14
Korrekturglieder
15
,
16
Detektor
17
Halbwellenplatte
Claims (7)
1. Anordnung zum Schreiben und/oder Lesen von
Informationsschichten in optischen Speicherelementen,
wobei im Strahlengang einer Lichtquelle optische
Elemente angeordnet sind, mit deren Hilfe das
Lichtbündel in senkrechte und parallele Komponenten
aufgeteilt wird, mindestens ein derart aufgeteiltes
Lichtbündel auf ein optisches Speichermedium gelangt
und/oder von diesem reflektiert und über Detektoren
eine Auswertung erfolgt, dadurch gekennzeichnet, daß
im Strahlengang der Lichtquelle mindestens ein
polarisationsabhängiger und mindestens ein
polarisationsunabhängiger Strahlteiler angeordnet
sind.
2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der polarisationsunabhängige Strahlteiler (3) und der
polarisationsabhängige Strahlteiler (7) derart
angeordnet sind, daß das Lichtbündel der Lichtquelle
zuerst den polarisationsunabhängigen Strahlteiler (3)
mindestens einmal durchläuft und in dem durch das
optische Speicherelement 6 reflektierte Lichtbündel
mindestens ein polarisationsabhängiger Strahlteiler
(7) angeordnet ist.
3. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die polarisationsunabhängigen Strahlteiler (3, 9) und
die polarisationsabhängigen Strahlteiler (71, 72)
derart angeordnet sind, daß das Lichtbündel der
Lichtquelle den polarisationsunabhängigen Strahlteiler
(3) mindestens einmal durchläuft und in den gebeugten
Teillichtbündel je ein polarisationsabhängiger
Strahlteiler (71, 72) und mindestens ein
polarisationsunabhängiger Strahlteiler (9) angeordnet,
und daß zwischen dem polarisationsabhängigen
Strahlteiler (71) und dem polarisationsunabhängigen
Strahlteiler (9) oder zwischen dem
polarisationsabhängigen Strahlteiler (72) und dem
polarisationsunabhängigen Strahlteiler (9) mindestens
eine Halbwellenplatte (17) angeordnet ist.
4. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß die
polarisationsunabhängigen und polarisationsabhängigen
Strahlteiler (3, 9, 71, 72) aus je einem
Oberflächenreliefgitter bestehen.
5. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß das optische Linsensystem
(5) aus einer Flüssigkristallinse (8) und aus einem
optischen Linsensystem (81) besteht.
6. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Flüssigkeitslinse (8)
aus transparent ausgebildeten Elektroden besteht und
die Elektroden auf die Flüssigkeitsumgebung bildende
Form aufgebracht sind.
7. Anordnung nach mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6,
in einer Vorrichtung zum Schreiben und Lesen einer
optischen Platte, einer Compact Disk (CD) oder Digital
Versatile Disk (DVD).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999159203 DE19959203A1 (de) | 1999-12-08 | 1999-12-08 | Anordnung zum Schreiben und/oder Lesen von Informationsschichten in optischen Speicherelementen |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1999159203 DE19959203A1 (de) | 1999-12-08 | 1999-12-08 | Anordnung zum Schreiben und/oder Lesen von Informationsschichten in optischen Speicherelementen |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19959203A1 true DE19959203A1 (de) | 2001-06-13 |
Family
ID=7931874
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1999159203 Ceased DE19959203A1 (de) | 1999-12-08 | 1999-12-08 | Anordnung zum Schreiben und/oder Lesen von Informationsschichten in optischen Speicherelementen |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE19959203A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005093489A2 (en) * | 2004-03-24 | 2005-10-06 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Birefringent optical system |
-
1999
- 1999-12-08 DE DE1999159203 patent/DE19959203A1/de not_active Ceased
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2005093489A2 (en) * | 2004-03-24 | 2005-10-06 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Birefringent optical system |
WO2005093489A3 (en) * | 2004-03-24 | 2006-02-23 | Koninkl Philips Electronics Nv | Birefringent optical system |
US7440075B2 (en) | 2004-03-24 | 2008-10-21 | Koninklijke Philips Electronics N.V. | Birefringent optical system |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8131 | Rejection |