DE3544824A1 - Miniaturisierbarer schreib/lesekopf fuer ein optisches speichersystem - Google Patents
Miniaturisierbarer schreib/lesekopf fuer ein optisches speichersystemInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen miniaturisierbaren
Schreib/Lesekopf für ein optisches Speichersystem gemäß
dem Oberbegriff des Hauptanspruches.
Bei optischen Speichern wird bekanntlich Information in
digitaler Form in parallelen Spuren auf einem Speichermedium
mit Hilfe eines scharf gebündelten, meist von einem
Laser emittierten Lichtstrahles hoher Intensität gespeichert
bzw. mit niedrigerer Leistung ausgelesen. Beim Lesen
werden üblicherweise aus dem reflektierten Lichtstrahl
neben Lesedatensignalen auch Steuersignale für die
Positionierung des Schreib/Lesekopfes gewonnen. Bei optischen
Speichern handelt es sich dabei u. a. um zwei Arten
von Steuersignalen, einem Fokusfehlersignal und einem
Spurfehlersignal, die zum Nachregeln des vertikalen Abstandes
des Schreib/Lesekopfes bei Fokusfehlern bzw. zur
horizontalen Feinpositionierung des Schreib/Lesekopfes
bei einer Spurablage des auf der Oberfläche des Speichermediums
fokussierten Lichtpunktes herangezogen werden.
Üblicherweise wird ein Laser als Lichtquelle für beide
Betriebsarten Schreiben und Lesen verwendet. Eine konventionelle
Abbildungsoptik im Schreib/Lesekopf, die den
emittierten Laserstrahl auf die Oberfläche des Speichermediums
fokussiert, enthält dann optische Elemente zum
Ausblenden des reflektierten Laserstrahles aus dem Strahlengang,
der von Fotodetektoren aufgefangen wird, um die
erwähnten Steuer- bzw. Lesesignale zu gewinnen.
Aus dem Aufsatz "Ein Halbleiterlaser zum Auslesen von Informationen"
in Philips Technische Rundschau 1980/81, Nr.
4, Seiten 101 und 111 ist es jedoch auch bereits bekannt,
die Information im reflektierten Licht mit Hilfe des Lasers
selbst zu detektieren. In diesem Fall wird das reflektierte
Licht nicht über Strahlteiler ausgekoppelt,
sondern über die Abbildungsoptik wieder auf den Austrittsspiegel
des Lasers abgebildet. Das aktive Medium
des Lasers reagiert dann auf Schwankungen des von der
Oberfläche des Speichermediums reflektierten Lichts mit
einer Änderung der emittierten Leistung. Diese Änderung
wird mit Hilfe eines Fotodetektors festgestellt.
Bei dieser bekannten Anordnung wird der Rückkopplungseffekt
wesentlich durch das Zusammenwirken des eigentlichen
Laserresonators mit einem "externen" Resonator bestimmt,
der aus dem Austrittsspiegel des Lasers, einer Abbildungsoptik
und der als Reflektor wirkenden Oberfläche des
Speichermediums besteht. Das Verhältnis zwischen den Ausgangsleistungen
des Lasers mit und ohne Rückkopplung ist
vor allem durch die reflektierenden Eigenschaften des
Speichermediums und auch der Abbildungsoptik bestimmt.
Der Rückkopplungseffekt ist ein physikalisch relativ komplizierter
Vorgang, bei dem zunächst jedoch einleuchtet,
daß der Laser effektiv weniger Strahlungsverluste wegen
der rückgekoppelten Strahlung aufweist und daher bei demselben
Strom auf einem höheren Leistungsniveau schwingt.
Ohne daß hier näher darauf eingegangen werden soll, ist
aber darauf hinzuweisen, daß der externe Resonator im
Zusammenwirken mit dem eigentlichen Laserresonator auch
Veränderungen der Lasermoden bewirkt.
In diesem Zusammenhang ist aus der DE-OS 22 44 119 ein
weiterer optischer Abtaster für Bildplatten bekannt, bei
dem die abzutastende Oberfläche eines Speichermediums in
eine Laserstruktur so einbezogen ist, daß die von ihr reflektierte
bzw. gestreute Strahlung die Intensität der
Lichtschwingung beeinflußt. Dabei kann, um den Anteil des
von dem Speichermedium in den Laser zurückgestrahlten
Lichtes zu erhöhen, die zum Speichermedium weisende
Stirnfläche des Lasers als optische Linse ausgebildet und
entspiegelt werden, wobei dann der Brennpunkt dieses Abbildungssystems
in der Ebene der Oberfläche des Speichermediums
liegen sollte. Dabei kann zur Detektion der
Lichtschwingung eine in Sperrichtung betriebene, mit eigentlichen
Halbleiterlaser vereinigte Halbleiterdiode
verwendet werden. Es kann aber auch die Halbleiter-Laserdiode
mit konstantem Strom gespeist werden und das Lesesignal
aus der durch die Intensität der Lichtschwingung
beeinflußten elektrischen Wechselspannung an der Laserdiode
gewonnen werden.
Auf der Ausnutzung dieses Rückkopplungseffektes beruht
auch ein aus der DE-PS 25 05 795 bekanntes Informationswiedergabesystem.
Dort ist ein Halbleiterlaser in bezug
auf ein Speichermedium so positioniert, daß emittiertes
Licht nach Hindurchtreten durch eine dem Speichermedium
zugewandte, nichtreflektierende Seitenfläche selektiv auf
reflektierende bzw. nichtreflektierende Bereiche des
Speichermediums auftrifft und nach der Reflexion wieder
durch diese nichtreflektierende Seitenfläche des Lasers
eintritt. Dabei soll das unterschiedliche Reflexionsvermögen
des Speichermediums so auf die Resonanz der Laserdiode
abgestimmt sein, daß in Abhängigkeit von dem selektiven
Auftreffen des emittierten Laserlichtes auf die reflektierenden
bzw. nichtreflektierenden Bereiche des
Speichermediums eine Ein/Aus-Steuerung der Abgabe des Laserlichtes
erfolgt. Auch bei diesem bekannten Informationswiedergabesystem
ist zwischen der Austrittsfläche
des Halbleiterlasers und der Oberfläche des Halbleiterlasers
wenigstens eine Linse als Abbildungsoptik bzw. zum
Fokussieren des emittierten Laserstrahles auf der Oberfläche
des Speichermediums vorgesehen.
Den bekannten Schreib/Leseköpfen bzw. im Falle von reinen
Lesespeichern den Leseköpfen für optische Speichersysteme
ist eines gemeinsam, daß der Laserstrahl unbedingt auf
der Oberfläche des Speichermediums fokussiert werden muß
und deshalb zwischen dem Laser und der Oberfläche des
Speichermediums Abbildungsoptiken angeordnet sind. Da im
Betrieb Abstandsvariationen unvermeidbar sind, wird mit
Hilfe einer hochwirksamen Regelschleife sichergestellt,
daß diese Fokusbedingung durch Nachstellen des vertikalen
Abstandes des Schreib/Lesekopfes in bezug auf die Oberfläche
des Speichermediums auch immer eingehalten wird.
Diese Fokusbedingung ist bei optischen Speichern deswegen
kritisch, da, wie ausgeführt, aus dem unterschiedlichen
Licht sowohl Lesesignale als auch Steuersignale abgeleitet
werden und die exakte Fokussierung den Rauschabstand
dieser Signale wesentlich mitbestimmt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, für ein
optisches Speichersystem, insbesondere einen Festspeicher,
einen miniaturisierbaren Schreib/Lesekopf mit einem
besonders einfachen Aufbau zu schaffen, der in bezug auf
Fokusfehler bei Schreib- bzw. bei Lesevorgängen wesentlich
unempfindlicher ist als herkömmliche Abtastköpfe, so
daß sich Vertikalkorrekturen des Kopfes in bezug auf die
Oberfläche des zugeordneten Speichermediums zumindestens
im Feinbereich möglichst eliminieren lassen und somit einer
der kritischen Parameter konventioneller optischer
Speichersysteme gegenüber der Horizontalpositionierung
dann nur noch von untergeordneter Bedeutung ist.
Ausgehend von den Möglichkeiten, die der Laserrückkopplungseffekt
in Verbindung mit optischen Speichersystemen
bietet, wird diese Aufgabe bei einem miniaturisierbaren
Schreib/Lesekopf der eingangs genannten Art durch die
im Kennzeichen des Hauptanspruches beschriebenen Merkmale
gelöst.
Wie bei bekannten optischen Speichersystemen, die den
Rückkopplungseffekt bei einem Laser ausnutzen, wirkt auch
bei dem Speichersystem gemäß der Erfindung die Oberfläche
des Speichermediums mit entsprechend der eingeschriebenen
Information unterschiedlichem Reflexionsgrad als eine
Spiegelfläche für den Laser. Zwischen dem aktiven Medium
des Lasers und dem Speichermedium ist jedoch keine Abbildungsoptik,
sondern nur eine Modenblende zum Ausfiltern
einer Lasermode z. B. seiner transversalen Fundamentalmode
vorgesehen. Statt einer Abbildungsoptik ist dieser
quasi externen Resonatorfläche nun eine zweite, gekrümmte
Spiegelfläche zugeordnet, so daß sich die Struktur eines
hemisphärischen Laserresonators ergibt. Unter der Voraussetzung,
daß der Krümmungsradius dieser gewölbten Spiegelfläche
größer als der vorgegebene nominale Abstand
ihres Scheitelpunktes von der Oberfläche des Speichermediums
ist, ist diese Laserstruktur im Hinblick auf die
Lichtemission stabil und außerdem relativ unempfindlich
im Hinblick auf geringfügige Schwankungen um diesen nominalen
Abstand, die z. B. auf einen Höhenschlag des als
Platte ausgebildeten bewegten Speichermediums zurückzuführen
sind.
Die gekrümmte Spiegelfläche weist einen vorgegebenen
Resttransmissionsgrad auf, so daß aus der Rückseite des
Lasers austretendes Restlicht von fotoelektrischen Detektorelementen
aufgefangen werden kann. Diese werden in einem vorgegebenen Abstand zur Oberfläche des Speichermediums
in der optischen Achse der Laserstruktur bzw. spiegelbildlich
symmetrisch dazu angeordnet und bieten somit
die Möglichkeit, aus Kombinationen von einzelnen Detektorsignalen
Steuer- bzw. Lesedatensignale zu gewinnen.
Bei dieser hemisphärischen Laserstruktur sind Abstandsschwankungen
im Hinblick auf die Fokusbedingung wesentlich
unkritischer, jedoch ist der Bündeldurchmesser auf
der gewölbten Spiegelfläche moduliert durch den Abstand
des Scheitelpunktes der gewölbten Spiegelfläche von der
Oberfläche des Speichermediums. Daher werden auch die außerhalb
der optischen Achse angeordneten Detektorelemente
unterschiedlich ausgeleuchtet, so daß ein Fokussteuersignal
ableitbar ist, das als Steuergröße für ein automatisches
Regelsystem zur Vertikalnachstellung bei nicht mehr
vernachlässigbaren Abstandsänderungen dienen kann. Bei
einer Spurablage liegt der Fokus des abtastenden Laserstrahles
unsymmetrisch bezüglich der ausgewählten Spur
des Speichermediums. Diese Unsymmetrie führt zu einer ungleichmäßigen
Ausleuchtung der beiden spiegelsymmetrisch
angeordneten Detektorelemente, woraus sich eine Steuergröße
für ein automatisches Regelsystem zur Horizontaleinstellung
ableiten läßt.
Weiterbildungen der Erfindung sind in Unteransprüchen gekennzeichnet
und in der nachfolgenden Beschreibung eines
Ausführungsbeispieles im einzelnen dargelegt. Bei der Beschreibung
dieses Ausführungsbeispieles wird auf die
Zeichnung Bezug genommen, dabei zeigt:
Fig. 1 die schematische Darstellung eines erfindungsgemäß
ausgebildeten miniaturisierbaren Schreib/Lesekopfes für
ein optisches Speichersystem mit einer hemisphärischen
Laserstruktur als Lichtquelle, sowie ihre Anordnung in
bezug auf ein Speichermedium,
Fig. 2 die schematische Darstellung eines optischen Systems,
das zum Anregen der in Fig. 1 dargestellten Laserstruktur
durch optisches Pumpen dient, und
Fig. 3 in schematischer Form die Unsymmetrie der Lichtverteilung
bei dieser Laserstruktur im Falle einer Horizontalablage
des Schreib/Lesekopfes von einer vorgegebenen
Spur.
In Fig. 1 ist ein optisches Speichermedium vereinfacht
als horizontale Fläche dargestellt. Bei einem realisierten
optischen Speichersystem wäre es beispielsweise als
Platte ausgebildet, durch einen Antrieb rotatorisch bewegt
und in einem Gehäuse gelagert. In diesem Gehäuse wäre
auch der im übrigen in Fig. 1 schematisch dargestellte
miniaturisierbare Schreib/Lesekopf angeordnet. Ohne daß
dies in Fig. 1 näher dargestellt ist, wäre er zur Spurauswahl
horizontal und zur Vertikalpositionierung in einer
dazu senkrechten Achse gegenüber dem Speichermedium
verschiebbar gelagert. Derartige mechanische Anordnungen
sind jedoch aus konventionellen optischen Speichersystemen
bekannt und daher hier aus den Gründen der Übersichtlichkeit
nicht dargestellt bzw. nur angedeutet.
Der in Fig. 1 schematisch dargestellte Schreib/Lesekopf
verwendet einen Laser als Lichtquelle. Dabei ist hier davon
ausgegangen, daß dieser als Festkörperlaser ausgebildet
ist. Das aktive Medium dieses Lasers ist mit 2 bezeichnet,
es kann beispielsweise aus mit Neodym dotiertem
Glas bestehen. Es hat die Form eines stumpfen Kegels mit
gekrümmten Endflächen, der auf die Spitze gestellt über
dem Speichermedium 1 angeordnet ist. Die Endflächen sind
hier unverspiegelt, daraus ergibt sich, daß die Oberfläche
des Speichermediums 1 eine der Resonatorflächen für
die Laserstruktur bildet. Die andere Resonatorfläche 3
bildet eine gewölbte Spiegelfläche, die dem Speichermedium
1 abgewandt über dem aktiven Medium 2 angeordnet
ist. Der Abstand des Scheitelpunktes dieser Spiegelfläche
3 von der Oberfläche des Speichermediums 1 ist mit D 1 bezeichnet.
Zwischen dem aktiven Medium 2 des Lasers und
dem Speichermedium 1 ist eine Modenblende 4 angeordnet,
die so ausgebildet ist, daß die Laserstruktur in ihrer
transversalen Fundamentalmode schwingt, wenn sie z. B.
durch optisches Pumpen angeregt wird. Eine entsprechende
Lichtverteilung der Laserstrahlung ist in Fig. 1 mit unterbrochenen
Linien angedeutet.
Eine mögliche Ausführungsform dafür, d. h. zur Anregung
der in Fig. 1 dargestellten Laserstruktur ist in Fig. 2
gezeigt. Dort ist ein Pumplaser 20 dargestellt, der durch
eine Leistungssteuerung 21 gesteuert wird. Ausführungsform
und Steuerung des Pumplasers entsprechen konventioneller
Technik und sind daher hier nicht im einzelnen
dargestellt, noch näher zu erläutern. Der von dem Pumplaser
emittierte Lichtstrahl 22 wird einem ersten Strahlteiler
23 zugeführt, der einen Transmissionsgrad von 66%
und einen Remissionsgrad von 33% aufweisen soll, so daß
der Lichtstrahl 22 des Pumplasers in zwei Teilstrahlen
22 a bzw. 22 b aufgeteilt wird, deren Lichtintensität im
Verhältnis von 2 : 1 steht. Der erste dieser beiden Teilstrahlen
wird einem weiteren Strahlteiler 24 zum Aufteilen
in zwei weitere Teilstrahlen 22 c bzw. 22 d gleicher
Intensität zugeführt. Voraussetzungsgemäß weisen damit
die drei Teilstrahlen 22 b bzw. 22 d gleiche Intensität
auf. Sie werden jeweils an Reflektoren 25 auf je eine von
drei Zylinderlinsen 26 abgelenkt. Diese Zylinderlinsen 26
sind rotationssymmetrisch bezüglich des aktiven Mediums 2
der in Fig. 1 dargestellten Laserstruktur angeordnet, so
daß das von dem Pumplaser 20 emittierte Licht allseitig
durch die Kegelfläche des aktiven Mediums 2 hindurch in
dieses einstrahlt.
Durch dieses optische Pumpen gelingt es, die hemisphärische
Laserstruktur von Fig. 1 anzuregen, d. h. im aktiven
Medium 2 des Lasers eine Besetzungsinversion zu erzeugen,
unter der Voraussetzung, daß die beschriebene Struktur
gewissen Vorbedingungen genügt. Als eine Vorbedingung
gilt für die Spiegelfläche 3, daß der Abstand D 1 ihres
Scheitelpunktes vom Speichermedium 1 kleiner ist als ihr
Krümmungsradius R, wie in Fig. 1 schematisch angegeben
ist. Nun ist nach gebräuchlicher Definition in der Lasertechnik
der Durchmesser eines Lichtbündels derjenige
Durchmesser, bei dem die Intensität am Rand des Laserstrahles
gerade um den Faktor 1 : e 2 niedriger ist als
die maximale Intensität. Bei dieser Definition gilt unter
der obigen Vorbedingung in bezug auf Abstand und Krümmungsradius
der gewölbten Spiegelfläche für den Fokusdurchmesser
auf der Oberfläche des Speichermediums die
folgende Beziehung (1), die aus Gleichung (11) eines in
Applied Optics, Band 11, Oktober 1972, Seiten 2140 bis
2145 abgedruckten Aufsatzes abgeleitet ist:
Dabei ist λ die Wellenlänge der Laseremission und Φ 1 der
Fokusdurchmesser.
Die nichtlinearen Terme dieser Beziehung lassen die relative
Unempfindlichkeit eines derartigen Schreib/Lesekopfes
gegenüber Fokusfehlern erkennen.
Setzt man, unter Beachtung der obengenannten Vorbedingung
R - D 1 = 1,27λ, dann ist unter der erfüllten Nebenbedingung
R » λ, der Fokusdurchmesser Φ 1 ≈ 1,27λ. Um für
die praktische Anwendung eine Vorstellung zu erhalten,
wird wieder ein Nd-Glas-Laser für die hemisphärische
Laserstruktur zugrundegelegt, für den die Wellenlänge
λ = 1,05 µm charakteristisch ist. Bei dieser Wellenlänge
ergibt sich dann für den Fokusdurchmesser Φ 1 ein Wert von
1,33 µm, der gut mit dem angestrebten entsprechenden Wert
für den Durchmesser eines Speicherbereiches bei optischen
Speichersystemen übereinstimmt.
Für den Bündeldurchmesser im Abstand D 1 von der Oberfläche
des Speichermediums 1, d. h. also am Ort der gewölbten
Spiegelfläche 3 gilt die Beziehung:
Mit den obigen Annahmen bezüglich der Wellenlänge λ und
des Fokusdurchmessers Φ 1 ergibt sich aus der Beziehung
(2) als Bündeldurchmesser am Ort des gewölbten Spiegels 3
Φ 3 ≈ D 1, wobei man als praxisbezogenes Beispiel D 1 = 1 mm
setzen könnte und damit zugleich der Durchmesser der gewölbten
Spiegelfläche 3 festgelegt ist.
Aus den obigen Ableitungen wird aber auch deutlich, daß
nicht bei allen Änderungen des Abstandes D 1 des Scheitelpunktes
der gewölbten Spiegelfläche 3 von der Oberfläche
des Speichermediums 1 eine Änderung des Bündeldurchmessers
Φ 3 an der Spiegelfläche noch vernachlässigbar sein
muß. Im praktischen Betrieb eines optischen Speichersystemes
tritt ein solcher Fall z. B. dann ein, wenn das
rotatorisch bewegte Speichermedium 1 einen Vertikalschlag
aufweist und man den Schreib/Lesekopf, der die Laserstruktur
von Fig. 1 enthält, zunächst als feststehend
ansieht.
Wenn man nun für die gewölbte Spiegelfläche 3 einen geringen
Resttransmissionsgrad von einigen Prozent zuläßt,
kann diese Eigenschaft der hemisphärischen Laserstruktur
benutzt werden, um unter anderem auch die Variation des
Scheitelpunktsabstandes D 1 zu messen. Dazu ordnet man
über der gewölbten Spiegelfläche 3 drei fotoelektrische
Detektorelemente 51, 52 bzw. 53 derart an, daß das erste
dieser Detektorelemente 51 in der optischen Achse der hemisphärischen
Laserstruktur liegt und die beiden anderen
Detektorelemente 52 bzw. 53 seitlich und bezüglich dieser
optischen Achse zueinander spiegelbildlich ausgerichtet
sind. Wie schematisch angedeutet, gibt jedes dieser Detektorelemente
52 bis 53 ein zugeordnetes Ausgangssignal
s 1, s 2 bzw. s 3 ab. Aufgrund obiger Erläuterung ist dann
die Signaldifferenz s 1 - (s 2 + s 3) ein Maß für den aktuellen
Wert des Scheitelpunktabstandes D 1. Ein solches
Differenzsignal läßt sich daher als ein Steuersignal für
ein Servosystem zur Vertikalverstellung des Schreib/Lesekopfes
verwenden.
Dazu ist schematisch in Fig. 1 schließlich noch eine Einrichtung
6 zur Höhenverstellung des Schreib/Lesekopfes
angedeutet, die wegen der kleinen physikalischen Abmessungen
der hemisphärischen Laserstruktur beispielsweise
den Piezoeffekt ausnutzt und an der gewölbten Spiegelfläche
3 angreifend, diese zum Ausgleichen von Abweichungen
des vorgegebenen Nominalwertes des Scheitelpunktsabstandes
D 1 vertikal verschiebt.
Am gewölbten Spiegel 3 der hemisphärischen Laserstruktur
zeigen sich jedoch nicht nur Variationen des Bündeldurchmessers,
sondern es können auch Horizontalverschiebungen
des Bündeldurchmessers Φ 3 festgestellt werden, die auf
unterschiedliche Reflexionsbedingungen an der Oberfläche
des Speichermediums 1 zurückzuführen sind. Diese Eigenschaft
kann dazu benutzt werden, unerwünschte Horizontalabweichungen
des abtastenden Laserstrahles von einer vorgegebenen
Spur auf dem Aufzeichnungsmediums 1 festzustellen
und auszuregeln. Dies ist in Fig. 3 schematisch angedeutet.
Dabei ist wieder mit unterbrochenen Linien die
Lichtverteilung in der hemisphärischen Laserstruktur unter
der Voraussetzung angegeben, daß der Fokus des abtastenden
Laserstrahles neben einer schematisch angedeuteten
Spur 11 auf dem Speichermedium 1 liegt. Aus dieser
Darstellung wird ersichtlich, daß der Lichtfleck am Ort
der gewölbten Spiegelfläche 3 seitlich auswandert, sobald
die optische Achse der hemisphärischen Laserstruktur horizontal
gegenüber der Spurmitte verschoben ist.
Wandert der Lichtfleck auf der gewölbten Spiegelfläche 3
horizontal aus, so werden auch die Detektorelemente 52
und 53 ungleichmäßig ausgeleuchtet, wie Fig. 3 zeigt.
Daraus ergibt sich, daß eine horizontale Spurablage auch
eine Veränderung des Differenzsignales (s 2-s 3) bewirkt,
so daß dieses als Steuersignal für eine Horizontalpositionierung
des Schreib/Lesekopfes verwendet werden kann.
Einzelheiten für entsprechende Servoeinrichtungen für Horizontal-
und Vertikalpositionierung bedürfen hier keiner
näheren Erläuterung, da derartige Regelsysteme sowohl für
Magnetplattenspeicher, aber auch für optische Speicher in
weitem Umfang bekannt sind und derartige bekannte Lösungen
auch hier eingesetzt werden können.
Schließlich ist der Vollständigkeit halber darauf hinzuweisen,
daß man für den praktischen Normalbetrieb davon
ausgehen kann, daß der Schreib/Lesekopf unter Ausnutzung
der Möglichkeiten für die Vertikal- und Horizontalpositionierung
mit vorgegebenem Scheitelpunktsabstand D 1 auf
Spurmitte ausgerichtet ist. Beim Lesevorgang wird die hemisphärische
Laserstruktur durch entsprechendes Anregen
ihres aktiven Mediums 2 mittels des optischen Pumpens mit
verminderter Leistung auf einem Niveau arbeiten, das ausreicht,
um reflektierende Bereiche längs einer ausgewählten
Spur 11 des Speichermediums 1 von nichtreflektierenden
Bereichen unterscheiden zu können. Eine entsprechende
Modulation der Intensität des Lichtflecks an der gewölbten
Spiegelfläche 3 wirkt sich als Modulation des Lichtes
am Ort des in der optischen Achse angeordneten Detektorelementes
51 aus, das ein dementsprechend moduliertes
Ausgangssignal s 1 abgibt. Jedoch wäre es ebenso denkbar,
als Rohdatensignal auch ein Summensignal aus den Ausgangssignalen
s 1 bis s 3 der Detektorelemente 51 bis 53
zu verwenden.
Claims (7)
1. Miniaturisierbarer Schreib/Lesekopf für ein ein optisches
Speichermedium benutzendes Speichersystem mit einem
gesteuerten Laser als Lichtquelle, dessen Resonatorflächen
so ausgebildet sind und der in bezug auf das Speichermedium
so angeordnet ist, daß von diesem reflektiertes
Licht in den Laser zur Steuerung der Intensität des
emittierten Lichtstrahles rückgekoppelt wird, dadurch
gekennzeichnet, daß der Laser
ein durch optisches Pumpen angeregtes aktives Medium
(2) und eine in einem vorgegebenen Nominalabstand (D 1)
von dem eine der Resonatorflächen bildenden Speichermedium
(1) stehende und einen vorgegebenen Resttransmissionsgrad
besitzende Spiegelfläche (3) aufweist, die zum
aktiven Medium hin als gewölbte Fläche mit einem im Vergleich
zum Nominalabstand größeren Krümmungsradius (R)
ausgebildet ist, daß zwischen dem aktiven Medium des Lasers
und dem Speichermedium eine an die Wellenlänge (λ)
des Laserlichtes angepaßte Modenblende (4) zum Ausfiltern
der transversalen Fundamentalmode des Laserstrahles vorgesehen
ist und daß auf der dem Speichermedium abgewandten
Seite dieser gekrümmten Spiegelfläche und symmetrisch
bezüglich der optischen Achse des Lasers optische Detektorelemente
(51 bis 53) zum Gewinnen von Detektorsignalen
(s 1 bis s 3) angeordnet sind, aus denen Positionssteuersignale
und Datenlesesignale ableitbar sind.
2. Miniaturisierbarer Schreib/Lesekopf nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß zum
optischen Pumpen des aktiven Mediums (2) als Pumplichtquelle
ein weiterer, leistungsgesteuerter Laser (20) und
ein optisches Ablenksystem (23 bis 26) zum symmetrischen
Einstrahlen des Pumplichtstrahles (22) in das aktive Medium
vorgesehen sind.
3. Miniaturisierbarer Schreib/Lesekopf nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß im
Strahlengang des Pumplasers (20) mindestens ein Strahlteiler
(23 bzw. 24) zum Aufteilen des Pumplichtstrahles
(22) in Teilstrahlen (22 b, 22 c bzw. 22 d) und Abbildungseinrichtungen
(25, 26) vorgesehen sind, die die Teilstrahlen
auf das aktive Medium (2) fokussieren.
4. Miniaturisierbarer Schreib/Lesekopf nach Anspruch 3,
gekennzeichnet durch einen im
Strahlengang des Pumplasers (20) angeordneten ersten
Strahlteiler (23), der den Pumplaserstrahl (22) in zwei
Teilstrahlen (22 a, 22 b) mit einem Intensitätsverhältnis
von 2 : 1 aufteilt,
durch einen im Strahlengang des intensiveren Teilstrahles (22 a) angeordneten zweiten Strahlteiler (24), der diesen in zwei weitere Teilstrahlen (22 c, 22 d) gleicher Intensität aufteilt und
durch in den Strahlengängen der drei so gebildeten Teilstrahlen (22 b bis 22 d) gleicher Intensität jeweils angeordnete Ablenkspiegel (25) und Abbildungslinsen (26), die die Teilstrahlen zueinander rotationssymmetrisch auf das aktive Medium (2) fokussieren.
durch einen im Strahlengang des intensiveren Teilstrahles (22 a) angeordneten zweiten Strahlteiler (24), der diesen in zwei weitere Teilstrahlen (22 c, 22 d) gleicher Intensität aufteilt und
durch in den Strahlengängen der drei so gebildeten Teilstrahlen (22 b bis 22 d) gleicher Intensität jeweils angeordnete Ablenkspiegel (25) und Abbildungslinsen (26), die die Teilstrahlen zueinander rotationssymmetrisch auf das aktive Medium (2) fokussieren.
5. Miniaturisierbarer Schreib/Lesekopf nach einem der Ansprüche 1
bis 4 in Verbindung mit einem relativ zu dem
Schreib/Lesekopf bewegbaren Speichermedium, auf dem Dateninformation
in parallelen Spuren aufgezeichnet ist,
gekennzeichnet durch drei Detektorelemente
(51 bis 53), von denen eines in der optisch
wirksamen Achse des aktiven Mediums (2) und die beiden
anderen zueinander spiegelbildlich symmetrisch bezüglich
dieser Achse angeordnet sind, wobei eine horizontale
Spurposition des Schreib/Lesekopfes als Spurfehlersignal
aus dem Absolutbetrag und dem Vorzeichen der Differenz
von Detektorsignalen (s 2, s 3) ableitbar ist, die von den
beiden außerhalb der optisch wirksamen Achse liegenden
Detektorelementen (52, 53) abgegeben werden und eine vertikale
Position des Schreib/Lesekopfes bezüglich des
Speichermediums (1) als Fokusfehlersignal aus der Differenz
der Detektorsignale (s 1 bzw. s 2, s 3) ableitbar ist,
die von dem in der optisch wirksamen Achse angeordneten
Detektorelement (51) einerseits und den zu beiden Seiten
dieser optischen Achse angeordneten Detektorelementen (52
bzw. 53) andererseits abgegeben werden.
6. Miniaturisierbarer Schreib/Lesekopf nach Anspruch 5,
gekennzeichnet durch eine vertikal
wirksame Verstelleinrichtung (6), an der die gewölbte
Spiegelfläche (3) festgelegt ist und die durch das Fokusfehlersignal
unter Einbeziehung einer elektronischen Regeleinrichtung
steuerbar ist.
7. Miniaturisierbarer Schreib/Lesekopf nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, daß die
Verstelleinrichtung (6) als piezoelektrisch wirksames
Element ausgeführt ist.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853544824 DE3544824A1 (de) | 1985-12-18 | 1985-12-18 | Miniaturisierbarer schreib/lesekopf fuer ein optisches speichersystem |
US06/940,951 US4769805A (en) | 1985-12-18 | 1986-12-12 | Miniaturizable write/read head for an optical storage system |
JP61300227A JPS62165745A (ja) | 1985-12-18 | 1986-12-18 | 光学的記憶媒体を用いた記憶装置用の小型化可能な書き込み/読み出しヘツド |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19853544824 DE3544824A1 (de) | 1985-12-18 | 1985-12-18 | Miniaturisierbarer schreib/lesekopf fuer ein optisches speichersystem |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE3544824A1 true DE3544824A1 (de) | 1987-06-19 |
Family
ID=6288793
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19853544824 Withdrawn DE3544824A1 (de) | 1985-12-18 | 1985-12-18 | Miniaturisierbarer schreib/lesekopf fuer ein optisches speichersystem |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4769805A (de) |
JP (1) | JPS62165745A (de) |
DE (1) | DE3544824A1 (de) |
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JPH06112583A (ja) * | 1992-09-25 | 1994-04-22 | Ando Electric Co Ltd | 外部共振器型半導体レーザ光源 |
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US3440560A (en) * | 1964-11-25 | 1969-04-22 | Ibm | Apparatus for controlling the emission of laser light |
US3532879A (en) * | 1966-12-12 | 1970-10-06 | Trw Inc | Methods and apparatus for deflecting atoms |
NL7312139A (de) * | 1972-09-08 | 1974-03-12 | ||
JPS5760693B2 (de) * | 1974-02-12 | 1982-12-21 | Sony Corp | |
US4190775A (en) * | 1975-02-18 | 1980-02-26 | Agency Of Industrial Science & Technology | Optical memory playback apparatus |
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1985
- 1985-12-18 DE DE19853544824 patent/DE3544824A1/de not_active Withdrawn
-
1986
- 1986-12-12 US US06/940,951 patent/US4769805A/en not_active Expired - Fee Related
- 1986-12-18 JP JP61300227A patent/JPS62165745A/ja active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPS62165745A (ja) | 1987-07-22 |
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