[實用新型]基于通用光譜儀的光柵檢測儀

無效

• 申請號: 200820206386.1
• 申請日: 2008-12-30
• 公開（公告）號: CN201408110Y
• 公開（公告）日: 2010-02-17
• 發明（設計）人: 程雪岷;王德熙;馬建設;孫滿龍;潘龍法;毛樂山;楊明生
• 申請（專利權）人: 東莞宏威數碼機械有限公司;清華大學深圳研究生院
• 主分類號: G01M11/02
• 分類號: G01M11/02
• 代理公司: 廣州三環專利代理有限公司
• 代理人: 張艷美;郝傳鑫

技術領域

本實用新型主要涉及對光存儲裝置中的光學元件的檢測設備，尤其涉及對光柵進行檢測且基于通用光譜儀的光柵檢測儀。

背景技術

隨著光存儲技術的不斷進步，現有的光學讀寫頭已經發展到集藍光(405nm波長)、紅光(660nm)和紅外光(780nm)于一身的多功能光存儲光盤拾取器。隨著光學讀寫頭功能的多樣化，光學讀寫頭結構的復雜程度和各元件性能要求的嚴謹程度也隨之急速提高。光學讀寫頭的工作波段可以從紫藍光400nm波段延伸至近紅外800nm波段，而光學讀寫頭中鏡片的透過率、反射率和光柵的分光比等參數都必須在此波段范圍內滿足相應的性能要求。因此，用于光學讀寫頭的鏡片和光柵的檢測設備所使用的光源也必須涵蓋400nm-800nm波段。

用于光譜研究的分光光度計，也叫光譜儀，其工作波段可覆蓋190nm至3300nm。基于光譜儀的寬波段優點，配合適當的治具和檢測設備，光譜儀已成功地應用在光學讀寫頭鏡片的檢測領域。

用于光學讀寫頭的光學元件中可分為兩大類，第一類為具有光焦度的元件，如物鏡和準直鏡；第二類為沒有光焦度的元件，如反射鏡、分光鏡和光柵。光譜儀針對第二類光學元件中的反射鏡和分光鏡的檢測特別有效，如利用配套了特定治具的附件，可使光譜儀測試鏡片在特定的入射角度范圍和特定波段范圍內的光反射率和光透過率。

雖然現有的光譜儀對于光學讀取頭的平面鏡片檢測技術十分成熟，但在用于光學讀取頭的光柵檢測則非常罕見。如圖1和圖2所示，入射光束11垂直入射光柵1后，光柵1把入射光束11分成三束衍射光，分別為0級主光束12、+1級衍射光13和-1級衍射光14；此時，光柵面的法線與入射光束11的光軸重合，三束衍射光的中心連線與光柵柵線方向垂直，且與入射光軸垂直，如圖1所示，光軸方向為O-Z，光柵柵線方向與垂直方向O-Y重合，三束衍射光的中心連線(即三束光排列方向)與水平方向O-X重合；其中0級主光束12與入射光束11的傳播方向相同；±1級衍射光13與14的傳播方向分別與0級主光束12的傳播方向存在一個相等的衍射角θ，該衍射角θ由下面的表達式決定：

θ=arcsinλd,]]>式中λ代表入射波長，d為光柵常數。

但是，用于光學讀寫頭的光柵難以像普通平面鏡片一樣在光譜儀上進行檢測，因為(1)光學讀寫頭光柵的光學特點限制了該應用；(2)光譜儀有限的工作距離阻礙了應用。圖3為一典型光學讀寫頭光柵在光譜儀中被準直的單色光垂直入射后，經過光柵衍射后的三光束在光能探測器入口的橫截圖，如圖3所示，-1級光斑23與0級光斑21重疊，而0級光斑21與+1級光斑22重疊，并且三光束光斑都在光能探測器孔徑24內。如想單獨檢測0級和±1級光束的光束，需要滿足兩個必要條件，其中：(1)三光束之間不存在互相重疊，即相鄰兩束衍射光的中心距L大于等于入射光束直徑25；(2)光能探測器的通光孔徑只能使其中一束光束通過。為了解決上述問題，目前常采用兩種方法。

一種方法是：在不變的工作距離的情況下，即光柵到光能探測器的距離，縮小光柵入射光束直徑至某一臨界值以下，與此同時，需要保證光能探測器的通光孔徑比入射光束直徑大，并且該孔徑能阻隔其余兩光束的進入，從而解決上述問題。

另一種方法是：在入射光束直徑不變的情況下，當工作距離大于入射光束直徑與衍射角余切值的乘積的時候，與此同時，需要保證光能探測器的通光孔徑比入射光束直徑大，并且該孔徑能阻隔其余兩光束的進入，也能解決上訴問題。

在以上兩個方法中，一個需要改變光譜儀的光束直徑，另一個需要光譜儀擁有足夠的工作空間，這都是需要具備相應特點的光譜儀才能符合的要求，有失普遍適用性；而兩個方案都有一個共通點，需要把光能探測器的通光孔徑縮小，并且光束與光束之間的距離都非常接近，容易由于對準誤差而影響檢測的準確性。

因此，急需一種衍射光束之間不相重疊且光能探測器入口只能讓一束衍射光束通過的安裝操作方便，實用性強、且能準確對光柵進行光學特性檢測的基于通用光譜儀的光柵檢測儀。

實用新型內容

本實用新型的目的在于是提供一種衍射光束之間不相重疊且光能探測器入口只能讓一束衍射光束通過的安裝操作方便，實用性強、且能準確對光柵進行光學特性檢測的光柵檢測儀。