專(zhuān)利名稱(chēng)：光學(xué)頭、光學(xué)再生裝置和光學(xué)記錄及再生裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種利用前監(jiān)控系統(tǒng)來(lái)控制光源輸出的光學(xué)頭，以及一種使用安裝于其中的光學(xué)頭的光學(xué)再生裝置和光學(xué)記錄及再生裝置。
背景技術(shù)：
對(duì)不同類(lèi)型的光學(xué)信息記錄介質(zhì)進(jìn)行記錄及再生時(shí)，需要相應(yīng)于環(huán)境中例如溫度的變化以及時(shí)間的流逝而精確且穩(wěn)定地控制光學(xué)記錄及再生裝置的光學(xué)頭中的光源輸出。由于通常作為光學(xué)頭中的光源的半導(dǎo)體激光器的輸出隨著溫度或時(shí)間的變化或老化而發(fā)生波動(dòng)，為了使光源的輸出恒定，普遍嘗試著通過(guò)APC(自動(dòng)功率控制)來(lái)進(jìn)行功率控制，以穩(wěn)定發(fā)射到光學(xué)信息記錄介質(zhì)例如光盤(pán)上的光束的功率水平。
作為APC的代表性系統(tǒng)，已知一種后監(jiān)控系統(tǒng)和前監(jiān)控系統(tǒng)。后監(jiān)控系統(tǒng)是這樣一種系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中設(shè)置在封裝殼內(nèi)部的光電探測(cè)器探測(cè)從半導(dǎo)體激光器芯片后面向激光器封裝殼內(nèi)部發(fā)出的光束。在該系統(tǒng)中，由于光電探測(cè)器設(shè)置在激光器封裝殼內(nèi)部，因此光學(xué)頭的尺寸能做得更小。通常，后監(jiān)控系統(tǒng)用在僅進(jìn)行再生的裝置或那些專(zhuān)門(mén)用于再生的裝置中。
然而，在后監(jiān)控系統(tǒng)中，由于從與半導(dǎo)體激光器的輻射表面相反的端面發(fā)射出光束，因此存在探測(cè)精度變差的問(wèn)題。因此，前監(jiān)控系統(tǒng)被用于需要高精度的記錄類(lèi)型。前監(jiān)控系統(tǒng)是這樣一種系統(tǒng)，在該系統(tǒng)中，從作為光源的半導(dǎo)體激光器發(fā)出的部分光束被分束，探測(cè)分束后的光并反饋至半導(dǎo)體激光器的驅(qū)動(dòng)電路，由此可借助于分束光的強(qiáng)度來(lái)控制半導(dǎo)體激光器的輸出。特別地，從半導(dǎo)體激光器發(fā)出的部分光束被前監(jiān)控光電探測(cè)器接收以進(jìn)行反饋控制，并通過(guò)APC執(zhí)行功率控制。注意，由于前監(jiān)控系統(tǒng)比后監(jiān)控系統(tǒng)更精確，因此前監(jiān)控系統(tǒng)也可用在僅進(jìn)行再生的裝置中。
順便提及的是，為了以良好的精度執(zhí)行APC，理想的是入射在前監(jiān)控光電探測(cè)器上的光量和實(shí)際上用于信息記錄及再生的光量始終成恒定的比例。通常，用于記錄及再生過(guò)程的激光束是在TE波方向傳播的線(xiàn)偏振光，其平行于半導(dǎo)體激光器的激發(fā)層(以下稱(chēng)為T(mén)E偏振光)。
另一方面，其相位和偏振態(tài)都不規(guī)則的自發(fā)輻射成分也從半導(dǎo)體激光器發(fā)射出來(lái)。由于自發(fā)輻射成分廣泛地從半導(dǎo)體激光器發(fā)射出來(lái)，因此當(dāng)與發(fā)散較小的激光束所組成的發(fā)射光相比較時(shí)，其遠(yuǎn)場(chǎng)圖形(以下稱(chēng)為FFP)廣泛地?cái)U(kuò)展。自發(fā)輻射成分的光是沒(méi)有用于信息記錄及再生的光，且在自輻射光到達(dá)光學(xué)信息記錄介質(zhì)并在其上發(fā)生反射或在光學(xué)頭的外殼內(nèi)或其他光學(xué)元件中發(fā)生不規(guī)則的反射時(shí)，該反射光形成一種稱(chēng)之為漫射光的光。在漫射光到達(dá)用于向光學(xué)信息記錄介質(zhì)發(fā)出再生信號(hào)或伺服信號(hào)的探測(cè)器的情況下，它導(dǎo)致不同類(lèi)型的信號(hào)質(zhì)量變差，其代表為噪聲增大且抖動(dòng)惡化。
在此，將參考圖7說(shuō)明用于信息記錄及再生的半導(dǎo)體激光器的輸出特性。附圖7A表示一種GaAs系半導(dǎo)體激光器(紅色半導(dǎo)體激光器)的輸出特性的例子，而圖7B表示一種近年來(lái)開(kāi)始采用的以GaN為代表的氮化物系半導(dǎo)體激光器(紫色半導(dǎo)體激光器)的輸出特性的例子。
在圖7A，7B中，虛線(xiàn)C從激光束輻射之前的傾斜直線(xiàn)延伸，代表著包含在發(fā)射光中的自發(fā)輻射成分的輸出。此外，虛線(xiàn)A和虛線(xiàn)B分別代表信息再生和記錄所需要的驅(qū)動(dòng)電流值。自發(fā)輻射成分在激光束輻射之前發(fā)出來(lái)，并以TE偏振成分和TM偏振(在垂直于TE偏振的方向上振動(dòng)的偏振態(tài))成分的強(qiáng)度基本上都相同的偏振狀態(tài)出現(xiàn)。另一方面，在激光束由足夠大的電流驅(qū)動(dòng)而輻射出來(lái)以后，大部分成分都是TE偏振態(tài)。
通常，由于在記錄信息過(guò)程中需要大量輸出激光束，驅(qū)動(dòng)電流變得很大，因此即使在大部分激光束輻射由TE偏振光組成的情況下(虛線(xiàn)B)也不會(huì)造成嚴(yán)重的問(wèn)題。然而，再生信息所必需的輸出小于記錄時(shí)所必需的輸出，其量值稍大于激發(fā)激光束輻射所需要的電流輸出(虛線(xiàn)A)。在類(lèi)似這樣的區(qū)域中，自發(fā)輻射成分相對(duì)于總輸出的比例相對(duì)較大，因此需要考慮自發(fā)輻射成分。此外，如圖7所示，由于GaN系半導(dǎo)體激光器中的自發(fā)輻射成分大于GaAs系半導(dǎo)體激光器中的自發(fā)輻射成分，因此自發(fā)輻射成分的影響變大了。
在此，參考圖8和9來(lái)說(shuō)明應(yīng)用了前監(jiān)控系統(tǒng)的傳統(tǒng)光學(xué)頭(例如日本專(zhuān)利No.2555239)。圖8是描述傳統(tǒng)光學(xué)頭的示意性結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖，圖9是描述傳統(tǒng)光學(xué)頭的示意性結(jié)構(gòu)的平面圖。
如圖8和9所示，從半導(dǎo)體激光器構(gòu)成的光源1發(fā)出的光束分成三束光，用于在衍射裝置2中產(chǎn)生跟蹤誤差信號(hào)，然后準(zhǔn)直透鏡3使分束后的三束光成為平行光，以便作為P偏振光束入射到分束器4a上。注意，對(duì)于圖9中所示的分束器4a，假定在平行于繪制圖9的紙面的方向上振動(dòng)的偏振光為P偏振光，而在垂直于紙面的方向上振動(dòng)的偏振光為S偏振光。此外，光源1布置成使得從光源1發(fā)出的TE偏振光的方向與P偏振光的方向彼此重合。例如，分束器4a具有透過(guò)90％量級(jí)的P偏振光并使其剩下的10％發(fā)生反射的特性。
如圖8所示，透過(guò)分束器4a的光束由反射鏡5反射以上升，由此導(dǎo)引其光路。然后，光束通過(guò)1/4波片6時(shí)使其成為圓偏振光并入射到物鏡7上。然后使光束在物鏡7處成為會(huì)聚光束，并使該會(huì)聚光束會(huì)聚在光學(xué)信息記錄介質(zhì)8的信息記錄表面的信息軌上。注意，物鏡7安裝在致動(dòng)器9上，該致動(dòng)器9至少在相對(duì)于光學(xué)信息記錄介質(zhì)8的聚焦和跟蹤方向上可以移動(dòng)。
被光學(xué)信息記錄介質(zhì)8的信息記錄表面反射的光束透過(guò)物鏡7，然后在1/4波片6中轉(zhuǎn)換成S偏振光束(該線(xiàn)偏振光束與自光源1至1/4波片6的發(fā)送光路垂直相交)。然后，所轉(zhuǎn)換的光束被反射鏡5反射以便作為S偏振光束入射到分束器4a上。
由于分束器4a反射幾乎100％的S偏振光，因此，如圖9所示，由分束器4a所反射的光束會(huì)聚在成像透鏡10并得到像差，以便在變形透鏡11中產(chǎn)生聚焦誤差信號(hào)。然后，得到像差的光束入射到光電探測(cè)器12上以便在其光接收部分中轉(zhuǎn)換成電信號(hào)。
另一方面，組成從光源1發(fā)出的部分光束的光束由分束器4a反射，進(jìn)入前監(jiān)控光電探測(cè)器13，如圖9所示。然后，光束在光電探測(cè)器13的光接收部分處轉(zhuǎn)換成用于監(jiān)控光源輸出的電信號(hào)，所轉(zhuǎn)換的輸出監(jiān)控電信號(hào)用于對(duì)光源1的輸出進(jìn)行反饋控制。
另一方面，提出了各種各樣的方法，其中有利用處于有效范圍之外從而沒(méi)有用于信息記錄及再生的部分光束來(lái)執(zhí)行APC的方法(例如，專(zhuān)利公開(kāi)文本JP-A-2001-118281和JP-A-10-255314)。在此，“有效范圍之外的光束”意思是除了落在有效范圍內(nèi)從而有效地應(yīng)用于信息記錄及再生的光束以外的光束。
以下參考圖10來(lái)說(shuō)明相關(guān)技術(shù)的光學(xué)頭。圖10是描述傳統(tǒng)光學(xué)頭的示意性結(jié)構(gòu)的平面圖。光電探測(cè)器13布置于外圍光束的光路上。
如圖10所示，從光源1發(fā)出的強(qiáng)度最高且基本上處于中心的光束(落在有效范圍內(nèi)從而有效地應(yīng)用于信息記錄及再生的光束)入射在衍射裝置2上，在此光束分成三束光，以便產(chǎn)生跟蹤誤差信號(hào)。然后，分束后的光束透過(guò)準(zhǔn)直透鏡3時(shí)成為平行光并入射到分束器4b上。此外，光源1設(shè)置成從光源1發(fā)出的TE偏振光的方向與分束器4b中的P偏振光的方向彼此重合。
分束器4b具有透過(guò)幾乎100％的P偏振光并反射幾乎100％的S偏振光的特性。因此，P偏振光束能透過(guò)分束器4b，而S偏振光束被分束器4b反射。
類(lèi)似于上述相關(guān)技術(shù)，透過(guò)分束器4b的P偏振光束被反射鏡5反射，且透過(guò)1/4波片6時(shí)成為圓偏振光束。而后，光束進(jìn)入物鏡7并會(huì)聚到光學(xué)信息記錄介質(zhì)8的信息記錄表面的信息軌上。被光學(xué)信息記錄介質(zhì)8的信息記錄表面反射的光束在1/4波片6處轉(zhuǎn)換成S偏振光束(該線(xiàn)偏振光束與自光源1至1/4波片6的發(fā)送光路垂直相交)。然后，偏振后的光束作為S偏振光入射到分束器4b上。
由于分束器4b具有反射幾乎100％的S偏振光的特性，在分束器4b上反射的S偏振光束透過(guò)成像透鏡10和變形透鏡11后入射到光電探測(cè)器12上。光電探測(cè)器12將S偏振光束轉(zhuǎn)換成與光電探測(cè)器12所接收到的光量相一致的電信號(hào)。施加預(yù)定操作至該轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的電信號(hào)，以產(chǎn)生聚焦誤差信號(hào)、跟蹤誤差信號(hào)以及再生信號(hào)。
另一方面，從光源1發(fā)出且構(gòu)成有效范圍以外的部分光束的光束沒(méi)有入射在衍射裝置2上，而是入射在類(lèi)似地布置在有效范圍之外的光電探測(cè)器13上。然后，光束被光電探測(cè)器13的光接收部分轉(zhuǎn)換成用于監(jiān)控光源1輸出的電信號(hào)，該轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的輸出監(jiān)控電信號(hào)用于對(duì)光源1的輸出進(jìn)行反饋控制。
在圖8和9所示的光學(xué)頭中，會(huì)聚到光學(xué)信息記錄介質(zhì)8上用于記錄及再生信息的光束僅由作為P偏振光(＝TE偏振光)的激光束組成，同時(shí)，從光源1發(fā)出的光中，10％的P偏振光和100％的S偏振光入射到光電探測(cè)器13上。由于P偏振光和S偏振光的比例根據(jù)電源1的驅(qū)動(dòng)電流發(fā)生變化，因此透過(guò)分束器4b的用于信息記錄及再生的光束與用于APC的光束(由光電探測(cè)器13接收的光束)之間的強(qiáng)度之比不能相對(duì)于光源1的輸出保持恒定，其中自發(fā)輻射成分的S偏振光的比例由于在分束器4b上發(fā)生反射而增大。因此，APC中將產(chǎn)生誤差。
在此，將詳細(xì)說(shuō)明產(chǎn)生的誤差。在會(huì)聚在光學(xué)記錄介質(zhì)8的信息記錄表面上以形成直接用于信息記錄以及再生的射束點(diǎn)的光束的強(qiáng)度分別為4.5[mW]和0.45[mW]并以該強(qiáng)度出射到光學(xué)信息記錄介質(zhì)8上的情況下，假設(shè)除分束器4b以外的用于光學(xué)頭的光學(xué)系統(tǒng)的光利用率為15％，由于分束器4b對(duì)于P偏振光(＝TE偏振光)透射率為90％，因此記錄時(shí)需要的激光束光源輸出在33[mW]的量級(jí)上，而再生時(shí)需要的激光束輸出為3.3[mW]。這種情形基本上分別對(duì)應(yīng)于圖7B中所示的虛線(xiàn)B，A。此外，從光源1發(fā)出的自發(fā)輻射成分對(duì)應(yīng)于圖7B中的虛線(xiàn)C，且由于TE偏振光和TM偏振光以基本相同的量包含其中，在記錄時(shí)所輸出的自發(fā)輻射成分中的TE偏振光和TM偏振光的強(qiáng)度都在0.92[mW]的量級(jí)上，且在再生時(shí)所輸出的自發(fā)輻射成分中的TE偏振光和TM偏振光的強(qiáng)度都在0.77[mW]的量級(jí)上。
另一方面，對(duì)于前監(jiān)控光電探測(cè)器13，考慮到FFP，使光電探測(cè)器13的光接收部分的漸暈因數(shù)(vignetting factor)對(duì)于激光束為4.0％而對(duì)于自發(fā)輻射成分為3.0％。由于分束器4b對(duì)于P偏振光(＝TE偏振光)的反射率為10％而對(duì)于S偏振光(＝TM偏振光)為100％，記錄時(shí)光電探測(cè)器13處探測(cè)到的光強(qiáng)為(激光束(TE偏振光))+(自發(fā)輻射成分(TE偏振光))+(自發(fā)輻射成分(TM偏振光))＝(33×4.0％×10％)+(0.92×3.0％×10％)+(0.92×3.0％×100％)＝0.16[mW]此外，類(lèi)似地，再生時(shí)光電探測(cè)器13處探測(cè)到的光強(qiáng)為＝(3.3×4.0％×10％)+(0.77×3.0％×10％)+(0.77×3.0％×100％)＝0.04[mW]因此，到達(dá)光學(xué)信息記錄介質(zhì)8的實(shí)際用于信息記錄以及再生的光量相對(duì)于由光電探測(cè)器13探測(cè)到的光量的比例為記錄時(shí)，0.16/4.5＝3.6％，而再生時(shí)，0.04/0.45＝8.6％，由此記錄時(shí)和再生時(shí)之間的比例差異很大。
因此，在使用自發(fā)輻射常數(shù)很大的GaN半導(dǎo)體激光器的情況下，由于用于記錄及再生的光量與用于APC的光量之間的比例會(huì)根據(jù)發(fā)光(驅(qū)動(dòng)電流)量級(jí)發(fā)生變化，因此在APC中產(chǎn)生了誤差。此外，對(duì)于如圖8和9所示的光學(xué)系統(tǒng)，在通過(guò)準(zhǔn)直透鏡3使平行光入射到分束器4a上的光學(xué)系統(tǒng)中，光線(xiàn)相對(duì)于分束器4b的分光表面的入射角在光束部分的整個(gè)區(qū)域上都相等。因此，由于P偏振光和S偏振光的反射率在光束部分的整個(gè)區(qū)域上都相等，即使在前監(jiān)控光電探測(cè)器13的光接收部分的面積和形狀發(fā)生改變，或者光電探測(cè)器13本身放置得有偏離的情況下，也難以減少誤差。
此外，在如圖10所示的光學(xué)頭情形中，盡管光電探測(cè)器13接收處于有效范圍之外從而沒(méi)有用于記錄和再生信息的部分光束，由于在有效范圍以外的光束中，其FFP大大地?cái)U(kuò)展了的自發(fā)輻射成分的強(qiáng)度比例增大了，因此APC中的誤差也增大了。
在此，將詳細(xì)說(shuō)明所產(chǎn)生的誤差。在會(huì)聚在光學(xué)記錄介質(zhì)8的信息記錄表面上以形成直接用于信息記錄以及再生的射束點(diǎn)的光束的強(qiáng)度分別為4.5[mW]和0.45[mW]并以該強(qiáng)度出射到光學(xué)信息記錄介質(zhì)8上的情況下，假設(shè)除分束器4b以外的用于光學(xué)頭的光學(xué)系統(tǒng)的光利用率為15％，由于分束器4b對(duì)于P偏振光(＝TE偏振光)透射率為100％，因此記錄時(shí)需要的激光束光源輸出在30[mW]的量級(jí)上，而再生時(shí)需要的激光束輸出為3[mW]。這種情形基本上分別對(duì)應(yīng)于圖7B中所示的虛線(xiàn)B，A。此外，從光源1發(fā)出的自發(fā)輻射成分對(duì)應(yīng)于圖7B中的虛線(xiàn)C，且由于TE偏振光和TM偏振光以基本相同的量包含其中，在記錄時(shí)所輸出的自發(fā)輻射成分中的TE偏振光和TM偏振光的強(qiáng)度都在0.90[mW]的量級(jí)上，且在再生時(shí)所輸出的自發(fā)輻射成分中的TE偏振光和TM偏振光的強(qiáng)度都在0.77[mW]的量級(jí)上。
另一方面，對(duì)于前監(jiān)控光電探測(cè)器13，考慮到有效范圍之外的FFP，使光電探測(cè)器13的光接收部分的漸暈因數(shù)對(duì)于激光束為0.5％而對(duì)于自發(fā)輻射成分為1.0％。當(dāng)如此設(shè)定時(shí)，記錄時(shí)光電探測(cè)器13處探測(cè)到的光強(qiáng)為(激光束(TE偏振光))+(自發(fā)輻射成分(TE偏振光))+(自發(fā)輻射成分(TM偏振光))＝(30×0.5％)+(0.90×1.0％)+(0.90×1.0％)＝0.17[mW]此外，類(lèi)似地，再生時(shí)光電探測(cè)器13處探測(cè)到的光強(qiáng)為＝(3×0.5％)+(0.77×1.0％)+(0.77×1.0％)＝0.03[mW]因此，到達(dá)光學(xué)信息記錄介質(zhì)8的實(shí)際用于信息記錄以及再生的光量相對(duì)于由光電探測(cè)器13探測(cè)到的光量的比例為記錄時(shí)，0.17/4.5＝3.7％，而再生時(shí)，0.03/0.45＝6.7％，由此記錄時(shí)和再生時(shí)之間的比例差異很大。
因此，在使用自發(fā)輻射常數(shù)很大的GaN半導(dǎo)體激光器的情況下，由于用于記錄及再生的光量與用于APC的光量之間的比例會(huì)根據(jù)發(fā)光(驅(qū)動(dòng)電流)量發(fā)生變化，因此在APC中產(chǎn)生了誤差。
在APC中產(chǎn)生誤差且激光束輸出(功率)發(fā)散的情況下，將會(huì)導(dǎo)致問(wèn)題的產(chǎn)生，特別是在可寫(xiě)的光學(xué)信息記錄介質(zhì)例如可變相位光盤(pán)中產(chǎn)生問(wèn)題。在使用可變相位光盤(pán)的情況下，由于存儲(chǔ)功率高速變化且刪除功率(deleting power)以低精度設(shè)置，其中激光束以該精度輸出，因此易于產(chǎn)生記錄誤差。
可寫(xiě)光學(xué)信息記錄介質(zhì)的再生過(guò)程中，在再生功率向著更高側(cè)偏離的情況下，可能有發(fā)生錯(cuò)誤刪除的風(fēng)險(xiǎn)。此外，當(dāng)再生具有高反射率的ROM介質(zhì)時(shí)，在再生功率大大發(fā)散的情況下，受制于光電轉(zhuǎn)換并在向光學(xué)信息記錄介質(zhì)提供再生信號(hào)和伺服信號(hào)的光電探測(cè)器中進(jìn)行放大的電信號(hào)的量級(jí)也大大地發(fā)散，且由于信號(hào)波形失真或太小，所以更促使了讀取錯(cuò)誤的發(fā)生。
此外，由于上述漫射光的影響并不僅僅隨著APC誤差變大而增大，也隨著GaN系半導(dǎo)體激光器的自發(fā)輻射成分變大而增大，漫射光到達(dá)向光學(xué)信息記錄介質(zhì)提供再生信號(hào)和伺服信號(hào)的光電探測(cè)器，由此將更容易使各種信號(hào)的質(zhì)量變差，例如噪聲增大或抖動(dòng)惡化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是為解決上述問(wèn)題而設(shè)計(jì)的，其一個(gè)目的是提供一種光學(xué)頭、一種光學(xué)再生裝置和一種光學(xué)記錄及再生裝置，上述裝置中安裝了光學(xué)頭，通過(guò)為光學(xué)頭在沿著光路長(zhǎng)度方向的位置上設(shè)置例如偏振器等用于衰減不需要的偏振成分的光束衰減裝置，該光學(xué)頭可以消除信息記錄和再生中的誤差，從而使得單一方向上的偏振光入射到前監(jiān)控光電探測(cè)器上，由此所探測(cè)的激光束強(qiáng)度的精度提高了。
此外，本發(fā)明的另一目的是提供一種光學(xué)頭、一種光學(xué)再生裝置和一種光學(xué)記錄及再生裝置，上述裝置中安裝了光學(xué)頭，通過(guò)衰減裝置衰減不需要的偏振成分，該光學(xué)頭可以減少漫射光。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的第一個(gè)方面，提供一種光學(xué)頭，其包括光源；物鏡，用于使從光源發(fā)出的光束會(huì)聚到光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上；光電探測(cè)器，用于探測(cè)從光源發(fā)出的部分光束；以及光束衰減裝置，用于衰減包含在從光源發(fā)出的光束中的預(yù)定偏振成分。
從光源發(fā)出的光束的預(yù)定偏振成分被光束衰減裝置所衰減，使得光束具有特定的偏振成分。
根據(jù)本發(fā)明的第二個(gè)方面，提供一種如本發(fā)明第一個(gè)方面所述的光學(xué)頭，其中光束衰減裝置設(shè)置在處于光源與光電探測(cè)器之間的位置上的光路中。
從光源發(fā)出的至少部分光束的預(yù)定偏振成分被光束衰減裝置衰減，使得入射在光電探測(cè)器上的光束不會(huì)聚在光學(xué)信息記錄介質(zhì)上。
根據(jù)本發(fā)明的第三個(gè)方面，提供一種如本發(fā)明第二個(gè)方面所述的光學(xué)頭，其中在處于光束衰減裝置與物鏡之間的位置上的光路中設(shè)置有分束器，且其中光電探測(cè)器設(shè)置成接收從光源發(fā)出、然后由分束器分束的光束中的沒(méi)有入射到物鏡上的光束。
從光源發(fā)出的光通過(guò)分束器分為反射光和透射光。一部分分束后的光束入射在物鏡上，然后會(huì)聚在光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上。沒(méi)有入射到物鏡上的另一部分分束后的光束的預(yù)定偏振成分由光束衰減裝置衰減，該光束衰減裝置位于從光源發(fā)出光束到光束被光電探測(cè)器接收的光路中的某一點(diǎn)上，由此光束具有特定的偏振成分。從而，使得光電探測(cè)器接收具有特定偏振成分的光束。
根據(jù)本發(fā)明的第四個(gè)方面，提供一種如本發(fā)明第三個(gè)方面所述的光學(xué)頭，其中隨著包含在入射到分束器上的光束中的偏振成分的不同，分束器至少在透射率或反射率上有所不同。
根據(jù)本發(fā)明的第五個(gè)方面，提供一種如本發(fā)明第三或第四個(gè)方面所述的光學(xué)頭，其中在處于光源和分束器之間的位置上的光路中設(shè)置有準(zhǔn)直透鏡。
根據(jù)本發(fā)明的第六個(gè)方面，提供一種如本發(fā)明第一或第二個(gè)方面所述的光學(xué)頭，其中光電探測(cè)器設(shè)置成接收從光源發(fā)出的、落在光源和物鏡之間的光路之外的部分光束。
從光源發(fā)出的光束中，發(fā)射到光源與物鏡之間的光路以外的光束部分地被光電探測(cè)器接收而沒(méi)有會(huì)聚在光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上。通過(guò)在光源和光電探測(cè)器之間設(shè)置光束衰減裝置，被光電探測(cè)器所接收的光束的預(yù)定偏振成分發(fā)生衰減，從而致使光束具有特定的偏振成分。
根據(jù)本發(fā)明的第七個(gè)方面，提供一種如本發(fā)明第一至第六個(gè)方面中任何一項(xiàng)所述的光學(xué)頭，光束衰減裝置設(shè)置成鄰近于光源。
從光源發(fā)出的光束的預(yù)定偏振成分被設(shè)置在鄰近于光源的光束衰減裝置所衰減，致使光束具有特定的偏振成分。
根據(jù)本發(fā)明的第八個(gè)方面，提供一種如本發(fā)明第三至第五個(gè)方面中的任何一項(xiàng)所述的光學(xué)頭，其中光束衰減裝置設(shè)置在分束器與光電探測(cè)器之間。
從光源發(fā)出的光束由分束器分成反射光和透射光。一部分分束后的光束入射到物鏡上，然后會(huì)聚在光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上。沒(méi)有入射到物鏡上的另一部分分束后的光束的預(yù)定偏振成分由光束衰減裝置所衰減，致使光電探測(cè)器接收到的光束具有特定的偏振成分。
根據(jù)本發(fā)明的第九個(gè)方面，提供一種如本發(fā)明第六個(gè)方面所述的光學(xué)頭，其中光束衰減裝置僅衰減從光源發(fā)射到光電探測(cè)器的光束。
從光源發(fā)出的光束中，發(fā)射到光源與物鏡之間的光路以外的光束部分地被光電探測(cè)器接收而沒(méi)有會(huì)聚在光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上。另一方面，所發(fā)出的處于光源與物鏡之間的光路以外的光束由光束衰減裝置所衰減，致使光束具有特定的偏振成分。從而，具有特定偏振成分的光束被光電探測(cè)器所接收。
根據(jù)本發(fā)明的第十個(gè)方面，提供一種如本發(fā)明第八或第九個(gè)方面所述的光學(xué)頭，其中光學(xué)衰減裝置是偏振薄膜，其附著在光電探測(cè)器上。
根據(jù)本發(fā)明的第十一個(gè)方面，提供一種如本發(fā)明第一至第十個(gè)方面中的任何一項(xiàng)所述的光學(xué)頭，其中光源是氮化物系半導(dǎo)體激光器。
根據(jù)本發(fā)明的第十二個(gè)方面，提供一種光學(xué)再生裝置，其具有如本發(fā)明第一至第十一個(gè)方面中的任何一項(xiàng)所述的光學(xué)頭，以及基于從光學(xué)頭的光電探測(cè)器發(fā)出的信號(hào)來(lái)控制光源輸出的控制裝置。
根據(jù)本發(fā)明的第十三個(gè)方面，提供一種光學(xué)記錄及再生裝置，其具有如本發(fā)明第一至第十一個(gè)方面中的任何一項(xiàng)所述的光學(xué)頭，以及基于從光學(xué)頭的光電探測(cè)器發(fā)出的信號(hào)來(lái)控制光源輸出的控制裝置。
如上所述，如本發(fā)明第一至第八個(gè)方面所述的光學(xué)頭，通過(guò)提供光束衰減裝置，衰減具有預(yù)定偏振成分的光束，就能使在單一的方向上偏振的光束入射到前監(jiān)控光電探測(cè)器上，由此提高了探測(cè)激光束強(qiáng)度的精度，從而能夠避免在信息記錄及再生過(guò)程中產(chǎn)生誤差。
此外，由于可以衰減沒(méi)有用于信息記錄及再生且在容納光學(xué)頭的外殼內(nèi)壁和構(gòu)成光學(xué)頭的光學(xué)裝置上發(fā)生反射的偏振成分，所以能夠減少漫射光。因此，能夠防止各種信號(hào)質(zhì)量變差，例如防止噪聲增大以及抖動(dòng)惡化。
此外，如本發(fā)明第九個(gè)方面所述的光學(xué)頭，除上述優(yōu)點(diǎn)以外，由于僅衰減沒(méi)有用于信息記錄及再生的預(yù)定偏振成分，所以不會(huì)在未用于信息記錄及再生的光束中產(chǎn)生像差。因此，消除了記錄及再生信息過(guò)程中的像差影響，由此能夠執(zhí)行穩(wěn)定的記錄及再生信息過(guò)程。此外，根據(jù)權(quán)利要求10所述的光學(xué)頭，除上述優(yōu)點(diǎn)以外，可以利用偏振薄膜進(jìn)行簡(jiǎn)易的處理，由此能夠使光學(xué)頭厚度更薄且價(jià)格更低。
此外，如本發(fā)明第十二個(gè)方面所述的光學(xué)再生裝置以及如本發(fā)明第十三個(gè)方面所述的光學(xué)記錄及再生裝置，由于能提高探測(cè)激光束強(qiáng)度的精度，所以能夠避免在記錄和再生信息過(guò)程中產(chǎn)生誤差，從而能夠執(zhí)行穩(wěn)定的信息記錄過(guò)程。此外，還能夠探測(cè)到穩(wěn)定的再生信號(hào)。


圖1是本發(fā)明的第一實(shí)施例的光學(xué)頭的側(cè)視圖；圖2是本發(fā)明的第一實(shí)施例的光學(xué)頭的平面圖；圖3是本發(fā)明的第二實(shí)施例的光學(xué)頭的平面圖；圖4是本發(fā)明的第三實(shí)施例的光學(xué)頭的平面圖；
圖5是本發(fā)明的第四實(shí)施例的光學(xué)頭的平面圖；圖6是描述本發(fā)明的第五實(shí)施例的光學(xué)記錄及再生裝置的示意性結(jié)構(gòu)框圖；圖7是表示對(duì)應(yīng)于半導(dǎo)體激光器驅(qū)動(dòng)電路的出射光輸出的曲線(xiàn)圖；圖8是相關(guān)技術(shù)的光學(xué)頭的側(cè)視圖；圖9是相關(guān)技術(shù)的光學(xué)頭的平面圖；圖10是相關(guān)技術(shù)的另一光學(xué)頭的平面圖；且圖11是例示從光源發(fā)出的光的光量分布(FFP)的曲線(xiàn)圖。
具體實(shí)施例方式
下面將參考圖1至7來(lái)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光學(xué)頭。
第一實(shí)施例通過(guò)參考圖1和2來(lái)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的光學(xué)頭的結(jié)構(gòu)和功能。圖1是根據(jù)第一實(shí)施例的光學(xué)頭側(cè)視圖，而圖2是根據(jù)第一實(shí)施例的光學(xué)頭的平面圖。
如圖1和2所示，在根據(jù)本實(shí)施例的光學(xué)頭中，偏振器14布置在光源1和衍射裝置2之間。例如，光源1由以GaN為代表的氮化物系半導(dǎo)體激光器(一種紫色半導(dǎo)體激光器)組成。此外，光源1這樣布置，使得從光源1發(fā)出的TE偏振光的方向與分束器4a中的P偏振光的方向重合。從光源1發(fā)出的光束入射在偏振器14上。在偏振器14的透射軸方向調(diào)整成使得從光源1發(fā)出的光中的TE偏振光透過(guò)該偏振器的情況下，可以衰減TM偏振光，其為不需要的自發(fā)輻射成分。
透過(guò)偏振器14的光束進(jìn)一步透過(guò)衍射裝置2并分成三束光，用來(lái)在衍射裝置2中產(chǎn)生跟蹤誤差。準(zhǔn)直透鏡3使透過(guò)衍射裝置2的光束成為平行光。由于偏振器14只衰減S偏振光，入射在分束器4a上的光束基本上僅由P偏振光構(gòu)成。分束器4a具有透射90％的量級(jí)的P偏振光并反射其10％量級(jí)的特性。
如圖1所示，透過(guò)分束器4a的光束在反射鏡5上發(fā)生反射以上升，由此其光路發(fā)生彎折。然后，當(dāng)透過(guò)1/4波片6時(shí)，彎折的光束成為圓偏振光束，以入射到物鏡7上。光束在物鏡7中會(huì)聚，以會(huì)聚到光學(xué)信息記錄介質(zhì)8的信息記錄表面上。注意，物鏡7安裝在致動(dòng)器9上，其在聚焦和跟蹤方向上是可動(dòng)的。
光學(xué)信息記錄介質(zhì)8的信息記錄表面所反射的光束透過(guò)物鏡7并在1/4波片6中轉(zhuǎn)換成線(xiàn)偏振光束，該線(xiàn)偏振光束在與自光源1至1/4波片6的發(fā)送路徑中的偏振方向垂直相交的方向上傳播。然后，該轉(zhuǎn)換后的光束被反射鏡5反射，然后作為S偏振光束入射在分束器上。
由于分束器4a具有反射幾乎100％的S偏振光的特性，使得在分束器4a上反射的光束會(huì)聚在成像透鏡10中，如圖2所示，并得到像差以便在變形透鏡11中產(chǎn)生聚焦誤差信號(hào)。然后，光束入射到光電探測(cè)器12上，該光電探測(cè)器把入射其上的光束轉(zhuǎn)換成與所接收的光量相一致的電信號(hào)。施加預(yù)定操作至該轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的電信號(hào)上，以產(chǎn)生聚焦誤差信號(hào)、跟蹤誤差信號(hào)以及再生信號(hào)。
另一方面，從光源1中發(fā)出的光束中，其在分束器4a上反射的部分入射在前監(jiān)控光電探測(cè)器13上，如圖2所示。該入射在光電探測(cè)器13上的光束被光電探測(cè)器13的光接收部分轉(zhuǎn)換成用于監(jiān)控光源1輸出的電信號(hào)，由該轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的輸出監(jiān)控電信號(hào)用于對(duì)光源1的輸出進(jìn)行反饋控制。然后，為了從光源1獲得恒定輸出，通過(guò)APC來(lái)執(zhí)行功率控制，由此來(lái)穩(wěn)定光束的功率水平。
因此，根據(jù)如上所述地構(gòu)造的光學(xué)頭，由于偏振器14能使從光源1發(fā)出的光束中的TM偏振光發(fā)生衰減，從而能夠使在單一方向上偏振的光入射到前監(jiān)控光電探測(cè)器13上，而不受分束器4a的偏振特性的影響。通過(guò)提供光束衰減裝置，例如用于衰減不需要的偏振成分的偏振器，使得在單一方向上偏振的光入射到前監(jiān)控光電探測(cè)器上并提高探測(cè)激光束強(qiáng)度的精度，從而在所發(fā)出的激光束的量發(fā)生改變時(shí)，用于信息記錄及再生的光量與用于進(jìn)行APC的光量之間的比例幾乎不會(huì)發(fā)生波動(dòng)，由此能夠提高控制激光束輸出的精度。
注意，對(duì)于根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光學(xué)頭，當(dāng)偏振器14布置在落在有效范圍內(nèi)的光束的光路中時(shí)，需要考慮到這樣的因素，即透過(guò)偏振器14的透射光束會(huì)產(chǎn)生像差且由此產(chǎn)生的像差會(huì)影響到信息記錄及再生。在這種情況下，通過(guò)利用偏振片等可以抑制像差的影響，在該偏振片中，高精度偏振棱鏡或偏振薄膜的兩側(cè)被玻璃片夾在中間，在棱鏡或薄膜和施加其上的玻璃片之間所形成的縫隙中，設(shè)置有折射率與偏振膜的折射率相同的衰減層。
下面，將詳細(xì)說(shuō)明APC的誤差。如上所述，分束器4a透過(guò)90％量級(jí)的P偏振光，反射其10％的量級(jí)，反射幾乎100％的S偏振光并透過(guò)0％。
在會(huì)聚在光學(xué)記錄介質(zhì)8的信息記錄表面上以形成直接用于信息記錄以及再生的射束點(diǎn)的光束的強(qiáng)度分別為4.5[mW]和0.45[mW]并以該強(qiáng)度出射到光學(xué)信息記錄介質(zhì)8上的情況下，假設(shè)除分束器4b以外的用于光學(xué)頭的光學(xué)系統(tǒng)的光利用率為15％，由于分束器4b對(duì)于P偏振光(＝TE偏振光)透射率為90％，因此記錄時(shí)需要的激光束光源輸出在33[mW]的量級(jí)上，而再生時(shí)需要的激光束輸出為3.3[mW]。這種情形基本上分別對(duì)應(yīng)于圖7B中所示的虛線(xiàn)B，A。此外，從光源1發(fā)出的自發(fā)輻射成分對(duì)應(yīng)于圖7B中的虛線(xiàn)C，且由于TE偏振光和TM偏振光以基本相同的量包含其中，在記錄時(shí)所輸出的自發(fā)輻射成分中的TE偏振光和TM偏振光的強(qiáng)度都在0.92[mW]的量級(jí)上，且在再生時(shí)所輸出的自發(fā)輻射成分中的TE偏振光和TM偏振光的強(qiáng)度都在0.77[mW]的量級(jí)上。
另一方面，對(duì)于前監(jiān)控光電探測(cè)器13，考慮到圖11中所例示的FFP，使光電探測(cè)器13的光接收部分的漸暈因數(shù)對(duì)于激光束為4.0％而對(duì)于自發(fā)輻射成分為3.0％。圖11是例示從光源1發(fā)出的光的光量分布(FFP)曲線(xiàn)圖，其中縱坐標(biāo)軸代表相對(duì)強(qiáng)度，而橫坐標(biāo)軸代表從光源1發(fā)出的光的輻射角。在圖中，示出了記錄時(shí)的激光束，再生時(shí)的激光束，自發(fā)輻射成分(P偏振光+S偏振光)以及自發(fā)輻射成分(S偏振光)。由于入射到分束器4a上的S偏振光被偏振器14所衰減，關(guān)于反射率，對(duì)于P偏振光(＝TE偏振光)可以?xún)H考慮10％，記錄時(shí)光電探測(cè)器13探測(cè)到光強(qiáng)為
(激光束(TE偏振光))+(自發(fā)輻射成分(TE偏振光))＝(33×4.0％×10％)+(0.92×3.0％×10％)＝0.14[mW]此外，類(lèi)似地，再生時(shí)光電探測(cè)器13探測(cè)到的光強(qiáng)為＝(3.3×4.0％×10％)+(0.77×3.0％×10％)＝0.02[mW]因此，到達(dá)光學(xué)信息記錄介質(zhì)8的實(shí)際用于信息記錄以及再生的光量相對(duì)于被光電探測(cè)器13探測(cè)到的光量的比例為記錄時(shí)，0.14/4.5＝3.0％，而再生時(shí)，0.02/0.45＝3.5％，由此增大了比例，以便使記錄時(shí)和再生時(shí)兩者之間的比例基本相同。
從而，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光學(xué)頭中，即使是在從半導(dǎo)體激光器發(fā)出的激光束的量級(jí)(驅(qū)動(dòng)電流)發(fā)生改變的情況下，用于記錄及再生的光量和用于APC的光量之間的比例基本保持恒定。由此，就能夠以良好的精度控制激光束強(qiáng)度。
注意，存在這樣的風(fēng)險(xiǎn)，即在信息記錄及再生中沒(méi)有用到且其中FFP大大擴(kuò)展的自發(fā)輻射成分在光學(xué)頭外殼的內(nèi)壁以及組成光學(xué)頭的光學(xué)裝置上發(fā)生不規(guī)則的反射，由此形成了漫射光。根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的光學(xué)頭，由于包含在光成分中的TM偏振光在靠近光源1的位置處發(fā)生衰減，于是，透過(guò)偏振器14的光束僅由TE偏振光組成，因此能夠減少漫射光。此外，特別地，由于光學(xué)頭尺寸更小，使得漫射光更容易地到達(dá)用于光學(xué)信息記錄介質(zhì)的再生信號(hào)和伺服信號(hào)的光電探測(cè)器，因此增強(qiáng)了通過(guò)如本發(fā)明實(shí)施例中所述地設(shè)置偏振器14來(lái)減少漫射光的效果。
第二實(shí)施例以下將通過(guò)參考圖3來(lái)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的光學(xué)頭的結(jié)構(gòu)和功能。圖3是根據(jù)第二實(shí)施例的光學(xué)頭的平面圖。
盡管根據(jù)第二實(shí)施例的光學(xué)頭基本上具有與根據(jù)第一實(shí)施例的光學(xué)頭相同的結(jié)構(gòu)，前者與后者的不同之處在于利用落在有效范圍之外從而沒(méi)有應(yīng)用在信息記錄及再生中的部分光束來(lái)執(zhí)行APC。
如圖3所示，從光源1發(fā)出的光束入射到偏振器14。類(lèi)似于第一實(shí)施例，不需要的自發(fā)輻射成分的TM偏振成分由偏振器14衰減。透過(guò)偏振器14的光束透過(guò)衍射裝置2，然后分成用于產(chǎn)生跟蹤誤差信號(hào)的三束光，并在透過(guò)準(zhǔn)直透鏡3后成為平行光。由于偏振器14僅衰減S偏振光，因此入射到分束器4a上的光束由P偏振光組成。該分束器4a具有透過(guò)幾乎100％的P偏振光的特性。
透過(guò)分束器4b的光束中的激光束，類(lèi)似于第一實(shí)施例，經(jīng)過(guò)反射鏡5以上升，經(jīng)過(guò)1/4波片6和物鏡7然后會(huì)聚到光學(xué)信息記錄介質(zhì)8的信息記錄表面上的信息軌上。
類(lèi)似于第一實(shí)施例，光學(xué)信息記錄介質(zhì)8的信息記錄表面所反射的光束在1/4波片6中轉(zhuǎn)換成線(xiàn)偏振光束，該線(xiàn)偏振光束與自光源1至1/4波片6的發(fā)送路徑中的偏振方向垂直相交，然后由反射鏡5反射，由此入射到分束器4b上。
由于分束器4b具有反射幾乎100％的S偏振光的特性，類(lèi)似于第一實(shí)施例，在分束器4b上反射的光束在入射到光電探測(cè)器12上之前經(jīng)過(guò)成像透鏡10和變形透鏡11。光電探測(cè)器12將光束轉(zhuǎn)換成與所接收到的光量相一致的電信號(hào)。施加預(yù)定操作至該轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的電信號(hào)上，以便產(chǎn)生聚焦誤差信號(hào)、跟蹤誤差信號(hào)以及再生信號(hào)。
另一方面，透過(guò)偏振器14的光束中，落在有效范圍之外的部分光束沒(méi)有入射到衍射裝置2上，而是入射到前監(jiān)控光電探測(cè)器13。由于TM偏振光被偏振器14所衰減，入射到光電探測(cè)器13上的光束僅由TE偏振光組成。該入射到光電探測(cè)器13上的光束被光電探測(cè)器13的光接收部分轉(zhuǎn)換成用于監(jiān)控光源1輸出的電信號(hào)，由該轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的輸出監(jiān)控電信號(hào)用于對(duì)光源1的輸出進(jìn)行反饋控制。然后，通過(guò)APC執(zhí)行功率控制使得光源1的輸出恒定，由此來(lái)穩(wěn)定光束的功率水平。
在前監(jiān)控光電探測(cè)器13接收落在有效范圍之外的光束的情況下，利用擴(kuò)展的光束FFP中的位于偏離FFP中心的區(qū)域中的光束。由于激光束成分FFP的擴(kuò)展很窄，當(dāng)激光束成分進(jìn)一步偏離有效范圍時(shí)其強(qiáng)度急劇地減少。因此，自發(fā)輻射成分的比例相對(duì)增加，由此增大了APC的誤差。
然而，對(duì)于本發(fā)明實(shí)施例，通過(guò)把偏振器14布置在光源1和衍射裝置2之間，以便衰減包含在從光源1發(fā)出的光束中的TM偏振光，就能夠使入射到光電探測(cè)器13上的光束僅包括TE偏振成分，由此使得在光源1發(fā)出的激光束量發(fā)生改變時(shí)，用于記錄及再生的光量與用于執(zhí)行APC的光量之間的比例幾乎不發(fā)生波動(dòng)，從而能夠提高探測(cè)激光束強(qiáng)度的精度。
注意，類(lèi)似于根據(jù)第一實(shí)施例的光學(xué)頭，由于包含在激光束成分中的TM偏振成分在靠近光源1的位置處發(fā)生衰減，因此能夠減少漫射光。此外，類(lèi)似于根據(jù)第一實(shí)施例的光學(xué)頭，由于偏振器14布置于落在有效范圍內(nèi)的光束的光路中，因此需要考慮像差的影響。類(lèi)似于第一實(shí)施例，可以利用偏振片等，其中高精度偏振棱鏡或偏振薄膜的兩側(cè)被玻璃片夾在中間，并且在棱鏡或薄膜和施加其上的玻璃片之間所形成的縫隙中，設(shè)置有折射率與偏振膜的折射率相同的衰減層。
下面，將詳細(xì)說(shuō)明APC的誤差。
在會(huì)聚在光學(xué)記錄介質(zhì)8的信息記錄表面上以形成直接用于信息記錄以及再生的射束點(diǎn)的光束的強(qiáng)度分別為4.5[mW]和0.45[mW]并以該強(qiáng)度出射到光學(xué)信息記錄介質(zhì)8上的情況下，假設(shè)除分束器4b以外的用于光學(xué)頭的光學(xué)系統(tǒng)的光利用率為15％，由于分束器4b對(duì)于P偏振光(＝TE偏振光)透射率為100％，因此記錄時(shí)需要的激光束光源輸出在30[mW]的量級(jí)上，而再生時(shí)需要的激光束輸出為3[mW]。這種情形基本上分別對(duì)應(yīng)于圖7B中所示的虛線(xiàn)B，A。此外，從光源1發(fā)出的自發(fā)輻射成分對(duì)應(yīng)于圖7B中的虛線(xiàn)C，且由于TE偏振光和TM偏振光以基本相同的量包含其中，在記錄時(shí)所輸出的自發(fā)輻射成分中的TE偏振光和TM偏振光的強(qiáng)度都在0.90[mW]的量級(jí)上，且在再生時(shí)所輸出的自發(fā)輻射成分中的TE偏振光和TM偏振光的強(qiáng)度都在0.77[mW]的量級(jí)上。
另一方面，對(duì)于前監(jiān)控光電探測(cè)器13，如圖11中所示，考慮到有效范圍之外的FFP，使光電探測(cè)器13的光接收部分的漸暈因數(shù)對(duì)于激光束為0.5％而對(duì)于自發(fā)輻射成分為1.0％。由于入射到光電探測(cè)器13上的光中TM偏振光被偏振器14所衰減，可以?xún)H考慮TE偏振光，記錄時(shí)光電探測(cè)器13探測(cè)到光強(qiáng)為(激光束(TE偏振光))+(自發(fā)輻射成分(TE偏振光))＝(30×0.5％)+(0.90×1.0％)＝0.16[mW]此外，類(lèi)似地，再生時(shí)光電探測(cè)器13探測(cè)到的光強(qiáng)為＝(3×0.5％)+(0.77×1.0％)＝0.023[mW]因此，到達(dá)光學(xué)信息記錄介質(zhì)8的實(shí)際用于信息記錄以及再生的光量相對(duì)于由光電探測(cè)器13探測(cè)到的光量的比例為記錄時(shí)，0.16/4.5＝3.5％，而再生時(shí)，0.023/0.45＝5.0％，由此改善了探測(cè)比例的波動(dòng)量。從而，能以更好的精度控制激光束強(qiáng)度。
第三實(shí)施例以下將通過(guò)參考圖4來(lái)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的光學(xué)頭的結(jié)構(gòu)和功能。圖4是根據(jù)第三實(shí)施例的光學(xué)頭的平面圖。
盡管根據(jù)第三實(shí)施例的光學(xué)頭基本上具有與根據(jù)第二實(shí)施例的光學(xué)頭相同的結(jié)構(gòu)，前者與后者的不同之處在于偏振器14所放置的位置。光電探測(cè)器13布置在有效范圍以外的光束的光路上，偏振器14布置在有效范圍以外的光束的光路上，并緊接在光電探測(cè)器13的前面。
如圖4所示，從光源1發(fā)出的且處于擴(kuò)展的FFP以?xún)?nèi)的FFP中心附近的光束入射在衍射裝置2上，被分成三束光，用于產(chǎn)生跟蹤誤差信號(hào)。然后，類(lèi)似于根據(jù)第二實(shí)施例的光學(xué)頭，使透過(guò)準(zhǔn)直透鏡3的光束成為平行光束，然后入射到分束器4b上。
由于分束器4b透過(guò)幾乎100％的P偏振光并反射幾乎100％的S偏振光，作為P偏振光的TE偏振成分透過(guò)分束器4b，而不需要的自發(fā)輻射成分的TM偏振光作為S偏振成分在分束器4b上發(fā)生反射。
透過(guò)分束器4b的光束中的激光束，類(lèi)似于第二實(shí)施例，會(huì)聚在光學(xué)信息記錄介質(zhì)8的信息記錄表面的信息軌上。光學(xué)信息記錄介質(zhì)8的信息記錄表面所反射的光束在1/4波片6中轉(zhuǎn)換成線(xiàn)偏振光束，該線(xiàn)偏振光束在1/4波片處與自光源1至1/4波片6的發(fā)送路徑中的偏振方向垂直相交，作為S偏振光束入射到分束器4b上。
由于分束器4b具有反射幾乎100％S偏振光的特性，類(lèi)似于第二實(shí)施例，在分束器4b上反射的光束沿著成像透鏡10和變形透鏡11傳播，以便入射到光電探測(cè)器12上。光電探測(cè)器12把光束轉(zhuǎn)換成與與所接收的光量相一致的電信號(hào)。施加預(yù)定操作至該轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的電信號(hào)上，以便產(chǎn)生聚焦誤差信號(hào)、跟蹤誤差信號(hào)以及再生信號(hào)。
另一方面，由光源1發(fā)出的且處于除擴(kuò)展的FFP以?xún)?nèi)的FFP中心附近區(qū)域以外的其他位置，即，處于有效范圍以外的光束，沒(méi)有入射在衍射裝置2上而是入射在偏振器14上，該偏振器14布置于落在有效范圍之外的光束的光路上。然后，S偏振光被偏振器14衰減且產(chǎn)生的光束入射到光電探測(cè)器13上。然后由光電探測(cè)器13的光接收部分將這樣入射到光電探測(cè)器13上的光束轉(zhuǎn)換成用于監(jiān)控光源1輸出的電信號(hào)，該輸出監(jiān)控電信號(hào)用于對(duì)光源1的輸出進(jìn)行反饋控制。于是，為獲得光源的恒定輸出，通過(guò)APC執(zhí)行功率控制，由此來(lái)穩(wěn)定光束的功率水平。
根據(jù)如上所述地構(gòu)造的光學(xué)頭，類(lèi)似于根據(jù)第一和第二實(shí)施例的光學(xué)頭，用于記錄及再生的光量與用于APC的光量之間的比例幾乎不發(fā)生波動(dòng)，由此能夠提高探測(cè)激光束強(qiáng)度的精度。
注意，在根據(jù)本實(shí)施例的光學(xué)頭中，由于偏振器14不是布置在落在有效范圍內(nèi)的光束的光路中而是布置在落在有效范圍外的光束的光路中，因此不需要考慮像差的影響。亦即，盡管當(dāng)光束透過(guò)偏振器14時(shí)會(huì)產(chǎn)生像差，由于光束決不會(huì)直接到達(dá)光學(xué)信息記錄介質(zhì)8上，因此不會(huì)在信息記錄及再生方面造成影響。從而，在本發(fā)明的本實(shí)施例中，可以采用薄且便宜的偏振薄膜作為偏振器14。該偏振薄膜是把例如碘或二色性染料吸收到聚合物薄膜基體(乙烯醇)，然后拉伸該薄膜使得分子取向排列在預(yù)定方向上從而產(chǎn)生各向異性?？梢院?jiǎn)易的方式處理偏振薄膜，例如粘貼到光電探測(cè)器13上。
由于APC誤差量的計(jì)算與根據(jù)第二實(shí)施例的光學(xué)頭中的計(jì)算相同，因此省略其相關(guān)說(shuō)明。在根據(jù)本實(shí)施例的光學(xué)頭中，由于偏振器14不鄰近于光源1，因此偏振器14不會(huì)產(chǎn)生漫射光。然而，經(jīng)過(guò)對(duì)光學(xué)頭進(jìn)行外殼設(shè)計(jì)或者進(jìn)行光學(xué)設(shè)計(jì)后，能夠一開(kāi)始就把漫射光消除到一定程度，在這樣的光學(xué)頭中，由于能夠如上所述地簡(jiǎn)單地構(gòu)造偏振器14，因此可以降低部分成本并采用簡(jiǎn)易的生產(chǎn)方法。
第四實(shí)施例以下將通過(guò)參考圖5來(lái)說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的光學(xué)頭的結(jié)構(gòu)和功能。圖5是根據(jù)第四實(shí)施例的光學(xué)頭的平面圖。
盡管根據(jù)第四實(shí)施例的光學(xué)頭基本上具有與根據(jù)第一實(shí)施例的光學(xué)頭相同的結(jié)構(gòu)，前者與后者的不同之處在于偏振器14所放置的位置。偏振器14布置于分束器4a和前監(jiān)控光電探測(cè)器13之間。
如圖5所示，從光源1發(fā)出的光束透過(guò)衍射裝置以便由此分成三束光，用于產(chǎn)生跟蹤誤差。準(zhǔn)直透鏡3使得透過(guò)衍射裝置2的光束成為平行光束。平行光束入射到分束器4a上。當(dāng)上述過(guò)程發(fā)生時(shí)，光束包含了激光束成分和自發(fā)輻射成分。分束器4a具有使P偏振光透過(guò)90％的量級(jí)并使其反射10％的量級(jí)，同時(shí)反射幾乎100％的S偏振光的特性。從而，由于幾乎100％的S偏振光都被分束器4a所衰減，因此透過(guò)分束器4a的光束僅由P偏振光組成。
類(lèi)似于第一實(shí)施例，透過(guò)分束器4a的光束沿反射鏡5傳播以上升，經(jīng)過(guò)1/4波片6和物鏡7并由此會(huì)聚到光學(xué)信息記錄介質(zhì)8的信息記錄表面的信息軌上。
類(lèi)似于第一實(shí)施例，被光學(xué)信息記錄介質(zhì)8的信息記錄表面所反射的光束在1/4波片6中轉(zhuǎn)換成S偏振光束(該線(xiàn)偏振光束在與自光源1至1/4波片6的發(fā)送路徑垂直相交的方向上傳播)，以便作為S偏振光束入射到分束器4a上。
由于分束器4a具有反射幾乎100％的S偏振光的特性，類(lèi)似于第一實(shí)施例，在分束器4a上反射的光束沿著成像透鏡10和變形透鏡11傳播，以入射到光電探測(cè)器12上。光電探測(cè)器12將入射到其上的光束轉(zhuǎn)換成與其所接收的光量相一致的電信號(hào)。施加預(yù)定操作至該轉(zhuǎn)換所產(chǎn)生的電信號(hào)上，以便產(chǎn)生聚焦誤差信號(hào)、跟蹤誤差信號(hào)以及再生信號(hào)。
另一方面，在分束器4a上反射的光束包含TE偏振光和TM偏振光。在光束入射到光電探測(cè)器13之前，該反射光束先透過(guò)偏振器14。由于自發(fā)輻射成分的不需要的TM偏振光被偏振器14所衰減，入射到光電探測(cè)器13上的光束僅由TE偏振光組成。如此入射到光電探測(cè)器13上的光束被光電探測(cè)器13的光接收部分轉(zhuǎn)換為用于監(jiān)控光源1輸出的電信號(hào)，由該轉(zhuǎn)換產(chǎn)生的電信號(hào)用于對(duì)光源1的輸出進(jìn)行反饋控制。從而，通過(guò)APC來(lái)執(zhí)行功率控制，使得光源1的輸出保持恒定，由此來(lái)穩(wěn)定光束的功率水平。
根據(jù)如上所述地構(gòu)造的光學(xué)頭，類(lèi)似于根據(jù)第一至第三實(shí)施例的光學(xué)頭，用于記錄及再生的光量與用于APC的光量之間的比例幾乎不發(fā)生波動(dòng)，從而就能夠提高探測(cè)激光束強(qiáng)度的精度。
由于APC誤差量的計(jì)算與根據(jù)第一實(shí)施例的光學(xué)頭中的計(jì)算相同，因此省略其相關(guān)說(shuō)明。此外，類(lèi)似于根據(jù)第三實(shí)施例的光學(xué)頭，同樣地在根據(jù)本實(shí)施例的光學(xué)頭中，由于偏振器14不鄰近于光源1，因此偏振器14不會(huì)產(chǎn)生漫射光。然而，經(jīng)過(guò)對(duì)光學(xué)頭進(jìn)行外殼設(shè)計(jì)或者進(jìn)行光學(xué)設(shè)計(jì)，能夠一開(kāi)始就把漫射光消除到一定程度，在這樣的光學(xué)頭中，由于能夠如上所述地簡(jiǎn)單地構(gòu)造偏振器14，因此可以降低部分成本并采用簡(jiǎn)易的生產(chǎn)方法。
第五實(shí)施例下面，通過(guò)參考圖6來(lái)說(shuō)明作為本發(fā)明第五實(shí)施例的包括根據(jù)本發(fā)明的光學(xué)頭的光學(xué)記錄及再生裝置。圖6是描述根據(jù)第五實(shí)施例的光學(xué)記錄及再生裝置的示意性結(jié)構(gòu)框圖；根據(jù)本實(shí)施例的光學(xué)記錄及再生裝置20在光學(xué)信息記錄介質(zhì)8上存儲(chǔ)信息，該光學(xué)信息記錄介質(zhì)被夾具裝置(未示出)裝夾在主軸電動(dòng)機(jī)29上，并從光學(xué)信息記錄介質(zhì)8上再生所存儲(chǔ)的信息。光學(xué)頭21設(shè)置在具有滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的底盤(pán)(未示出)上，且借助于粗調(diào)電動(dòng)機(jī)28在光學(xué)信息記錄介質(zhì)8的徑向上可移動(dòng)。使用本發(fā)明的光學(xué)頭作為該光學(xué)頭21。
從光學(xué)頭21輸出的電信號(hào)輸入到信號(hào)運(yùn)算單元22中，信號(hào)運(yùn)算單元22對(duì)輸入其中的電信號(hào)執(zhí)行運(yùn)算和放大。注意，該信號(hào)運(yùn)算單元22可以安裝在光學(xué)頭21上。此外，控制器23中結(jié)合有聚焦伺服隨動(dòng)電路；跟蹤伺服隨動(dòng)電路以及激光控制電路，設(shè)計(jì)這些電路來(lái)控制光學(xué)頭21和主軸電動(dòng)機(jī)29的運(yùn)行。這些電路不是物理電路，而可以是在控制器中執(zhí)行的軟件程序。因此，在控制器23中，基于來(lái)自光學(xué)頭21的電信號(hào)，除了數(shù)據(jù)再生信號(hào)、聚焦誤差信號(hào)以及跟蹤誤差信號(hào)之外，還對(duì)例如伺服信號(hào)進(jìn)行運(yùn)算。在未示出的數(shù)字信號(hào)處理電路中，對(duì)數(shù)據(jù)再生信號(hào)進(jìn)行波均值化以及波整形，然后，處理過(guò)的數(shù)據(jù)信號(hào)在未示出的D/A轉(zhuǎn)換器中轉(zhuǎn)換成模擬信號(hào)而輸出。在存儲(chǔ)信息過(guò)程中，待存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成激光從動(dòng)(driven)信號(hào)，且通過(guò)激光驅(qū)動(dòng)電路24把激光驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供給光學(xué)頭21，以便由此執(zhí)行數(shù)據(jù)記錄。
致動(dòng)器驅(qū)動(dòng)電路24接收聚焦誤差信號(hào)和跟蹤誤差信號(hào)，以便對(duì)光學(xué)頭21的物鏡執(zhí)行聚焦位置控制和跟蹤位置控制。此外，主軸電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路27驅(qū)動(dòng)主軸電動(dòng)機(jī)29，以對(duì)光學(xué)信息記錄介質(zhì)8執(zhí)行旋轉(zhuǎn)控制，而粗調(diào)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路26驅(qū)動(dòng)粗調(diào)電動(dòng)機(jī)28，以驅(qū)使光學(xué)頭21在光學(xué)信息記錄介質(zhì)8的徑向上進(jìn)行移動(dòng)。此外，激光驅(qū)動(dòng)電路24向光學(xué)頭21提供激光驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以便控制光源的輸出。注意，該激光驅(qū)動(dòng)電路24可以安裝在光學(xué)頭21上。此外，光電探測(cè)器13的輸出反饋到激光驅(qū)動(dòng)電路24，從而能夠通過(guò)APC執(zhí)行功率控制，以獲得光源1的恒定輸出，由此來(lái)穩(wěn)定輻射到光學(xué)信息記錄介質(zhì)8上的光束的功率水平。
此外，本實(shí)施例的光學(xué)信息記錄及再生裝置20具有用于控制整個(gè)裝置的CPU，以及用于把信號(hào)傳輸至外部設(shè)備以及從外部設(shè)備接收信號(hào)的存儲(chǔ)器和接口。
在光學(xué)信息記錄及再生裝置20中，通過(guò)把來(lái)自光學(xué)頭21的光電探測(cè)器13的輸出反饋至激光驅(qū)動(dòng)電路24以使得光源1具有預(yù)定輸出，能夠以穩(wěn)定的方式來(lái)控制光源的輸出。因此，能夠以穩(wěn)定的方式進(jìn)行信息記錄，并能夠探測(cè)穩(wěn)定的再生信號(hào)。
注意，盡管已經(jīng)說(shuō)明本發(fā)明可應(yīng)用于光學(xué)記錄及再生裝置，但本發(fā)明也可以應(yīng)用于專(zhuān)門(mén)進(jìn)行光學(xué)信號(hào)再生的光學(xué)再生裝置。
本申請(qǐng)基于并要求以2004年2月18日提交的日本專(zhuān)利申請(qǐng)No.2004-41701的優(yōu)先權(quán)，并將其內(nèi)容作為參考完全結(jié)合在本申請(qǐng)中。
權(quán)利要求
1.一種光學(xué)頭，包括光源；物鏡，用于使從光源發(fā)出的光束會(huì)聚到光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上；光電探測(cè)器，用于探測(cè)從光源發(fā)出的部分光束；以及光束衰減裝置，用于衰減包含在從光源發(fā)出的光束中的預(yù)定偏振成分。
2.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)頭，其中光束衰減裝置設(shè)置在處于光源與光電探測(cè)器之間的位置上的光路中。
3.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)頭，其中在處于光束衰減裝置與物鏡之間的位置上的光路中設(shè)置有分束器，且其中光電探測(cè)器設(shè)置成接收從光源發(fā)出、然后由分束器分束的光束中的沒(méi)有入射到物鏡上的光束。
4.如權(quán)利要求3所述的光學(xué)頭，其中隨著包含在入射到分束器上的光束中的偏振成分的不同，分束器至少在透射率或反射率上有所不同。
5.如權(quán)利要求3所述的光學(xué)頭，其中在處于光源和分束器之間的位置上的光路中設(shè)置有準(zhǔn)直透鏡。
6.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)頭，其中光電探測(cè)器設(shè)置成接收從光源發(fā)出的、落在光源和物鏡之間的光路之外的部分光束。
7.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)頭，其中光束衰減裝置設(shè)置成鄰近于光源。
8.如權(quán)利要求3所述的光學(xué)頭，其中光束衰減裝置設(shè)置在分束器與光電探測(cè)器之間。
9.如權(quán)利要求6所述的光學(xué)頭，其中光束衰減裝置僅衰減從光源發(fā)射到光電探測(cè)器的光束。
10.如權(quán)利要求8所述的光學(xué)頭，其中光束衰減裝置是偏振薄膜，其附著在光電探測(cè)器上。
11.如權(quán)利要求9所述的光學(xué)頭，其中光束衰減裝置是偏振薄膜，其附著在光電探測(cè)器上。
12.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)頭，其中光源是氮化物系的半導(dǎo)體激光器。
13.一種光學(xué)再生裝置，包括如權(quán)利要求1所述的光學(xué)頭；以及控制裝置，基于從光學(xué)頭的光電探測(cè)器發(fā)出的信號(hào)來(lái)控制光源的輸出。
14.一種光學(xué)記錄及再生裝置，包括如權(quán)利要求1所述的光學(xué)頭；和控制裝置，基于從光學(xué)頭的光電探測(cè)器發(fā)出的信號(hào)來(lái)控制光源的輸出。
15.如權(quán)利要求1所述的光學(xué)頭，其中所述光束衰減裝置僅衰減一種偏振成分，該偏振成分的偏振方向垂直于會(huì)聚在光學(xué)信息記錄介質(zhì)的信息記錄表面上的光束的偏振成分的偏振方向。
全文摘要
從光源1發(fā)出的光束入射到偏振器14上。在預(yù)先調(diào)整偏振器14的透射軸方向、使得偏振器14透射P偏振光的情況下，僅S偏振光被衰減。透過(guò)衍射裝置2和準(zhǔn)直透鏡3后入射到分束器4a上的光束基本上僅由P偏振光組成。在分束器4a上反射的部分光束入射到用于對(duì)光源1的輸出進(jìn)行反饋控制的光電探測(cè)器13上。由于S偏振光被偏振器14所衰減，僅P偏振光入射到光電探測(cè)器13上。因此，即使在發(fā)出的激光束的量發(fā)生變化的情況下，用于記錄及再生的光量與用于APC的光量之間的比例基本保持恒定，由此能提高探測(cè)激光束強(qiáng)度的精度，從而能夠避免在記錄和再生過(guò)程中產(chǎn)生誤差。
文檔編號(hào)G11B7/125GK1658300SQ20051000743
公開(kāi)日2005年8月24日 申請(qǐng)日期2005年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2004年2月18日
發(fā)明者岡禎一郎, 佐藤吉德 申請(qǐng)人:Tdk株式會(huì)社