[實用新型]采用超分辨位相板的光盤讀取頭

無效

• 申請號: 200720068008.7
• 申請日: 2007-03-21
• 公開（公告）號: CN201035986Y
• 公開（公告）日: 2008-03-12
• 發明（設計）人: 周常河;曹由由;底彩慧
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海光學精密機械研究所
• 主分類號: G11B7/13
• 分類號: G11B7/13;G11B7/0037
• 代理公司: 上海新天專利代理有限公司
• 代理人: 張澤純

技術領域

本實用新型涉及高密度光盤，特別是一種采用超分辨位相板的光盤讀取頭，用于高密度光盤的信號讀取。

背景技術

隨著信息技術的飛速發展，人們對信息存儲的要求也越來越高。現有的CD、DVD光盤的存儲容量已經不能滿足人們的需求，尋求更高密度的光存儲技術成為必需。增加光盤存儲密度的最直接方法就是減小光斑尺寸，光斑尺寸與聚焦激光光束的衍射效應有關，光斑大小(S)與激光波長(λ)和透鏡數值孔徑(NA)的關系如下：

$S=\frac{1.22\mathrm{\λ}}{\mathrm{NA}}$

采用較大數值孔徑的透鏡或較短波長激光器可以減小光斑尺寸，從而提高光盤存儲容量，這也正是從CD到BD(藍光光盤)的發展思路。但在藍光光盤之后，通過進一步減小波長、增大透鏡的數值孔徑來縮小光斑將非常困難，這是因為紫外激光器的造價和壽命都是目前無法解決的問題，高數值孔徑非球面透鏡不僅制作困難，而且只能在小范圍內有效地校正像差，但盤片的抖動很容易超出這一范圍，使得讀出信號的質量下降。

盡管目前已經發展了其它的技術途徑(主要是近場技術)，如Super-RENS等來實現高密度光存儲，但由于其造價昂貴、系統復雜，對周圍環境的要求高，暫時無法在用戶端得到廣泛的應用。

利用超分辨位相板來壓縮光斑是增大光盤存儲容量的另一思路，采用這種方法可以在不增加聚焦系統復雜程度的前提下，讀出超過衍射極限的信號，并且壓縮光斑的大小與波長無關。另外，超分辨位相板還具有易于大量制造的優點，對實際應用非常有利。但目前設計的超分辨位相板都具有第一旁瓣強度大的缺點，[見在先技術1，周常河，等人，高密度存儲光盤的讀寫系統，發明專利號：200410093317.0]，對實際光盤讀取信號造成串擾。

發明內容

本實用新型的目的在于克服上述在先技術1中旁瓣強度太大引起的信號串擾問題，提供一種采用超分辨位相板的光盤讀取頭，以避免旁瓣對信號的干擾，讀出超過衍射極限的信號。

本實用新型的技術解決方案如下：

一種采用超分辨位相板的光盤讀取頭，包括半導體激光器、沿該半導體激光器輸出光束的前進方向同光軸地依次為準直透鏡、分束器、讀寫物鏡、在所述的分束器的反射光路上依次是聚焦透鏡和光電探測器，其特征是在所述的分束器和讀寫物鏡之間并緊貼讀寫物鏡放置超分辨位相板。

所述的超分辨位相板為圓環形超分辨位相板，由多個具有不同位相的圓環構成。

所述的超分辨位相板自內向外圓環的半徑為α₁、α₂、α₃，相應的位相分別為0、π、0。

所述的超分辨位相板自內向外圓環的歸一化半徑α₁＝0.45、α₂＝0.71、α₃＝1。

所述的超分辨位相板，由各向同性的介質構成，其位相分布為：同一圓環內的位相值是相同的，相鄰環帶的位相值是0和π相間的。其大小與衍射極限透鏡孔徑相當。

所述的超分辨位相板是通過電子束直寫技術和濕法刻蝕技術來制造的。其具體步驟如下：

①根據衍射透鏡孔徑設定超分辨位相板的外圓的實際半徑，利用相應的歸一化半徑計算出超分辨位相板各環的半徑；

②利用電子束直寫法制作出母版；

③通過接觸式光刻將母版圖案轉移到覆有鉻膜和光刻膠的玻璃基片上；

④利用濕法刻蝕技術進行刻蝕。

本實用新型的技術效果：

1、由于采用超分辨位相板，準直后的平行光經過超分辨位相板進行位相調制后得到中心主瓣壓縮，第一旁瓣強度小，最高旁瓣外移的超分辨效果，在壓縮后的中心主瓣周圍產生了一個環狀的谷地，避免了旁瓣對信號的干擾，可讀出超過衍射極限的信號。

2、本采用超分辨位相板的光盤讀取頭，在激光器波長保持不變的條件下，能讀取的記錄點比普通讀取頭小得多，也就是說可以用來讀取更高密度的光盤。而且由于最高旁瓣外移，由旁瓣導致的信號串擾相對較小，對于實際應用非常有意義。

附圖說明