[发明专利]象差纠正元件和采用它的光拾取器

说明书

本发明涉及象差纠正元件和采用该象差纠正元件的光拾取器，其能纠正对高密度记录媒体进行信息记录和再现的模式改变期间光功率变化所引起的色差，并与高密度记录媒体和相对低密度的数字多能盘(DVD)族媒体兼容。

在光记录和再现系统中，记录密度由聚焦光斑的大小决定。通常，聚焦光斑(S)尺寸正比于波长λ并反比于数值孔径(NA)。

为降低光斑尺寸，期望研究中的高密度光拾取器采用发射兰光的光源和具有至少0.6的NA的物镜，从而可实现比现有致密盘(CD)和DVD族媒体更高的信息记录密度。

用于制造光拾取器的物镜的光学材料如玻璃和塑料的折射率对于小于650nm的波长突然变化。由于这一原因，当入射光束的波长在短波长范围内稍微变化时，出现相当大的色差。

光记录/再现系统的光功率根据模式，即记录模式和再现模式而改变。因此，从光源发出的光束的波长根据模式在大约±2nm的范围内变化。由于提高光源的输出功率来记录信息，来自光源的光的波长变长。对于使用兰光源和对于某波长优化的物镜的用于高密度记录和再现的光拾取器，当记录或再现信息的模式改变时波长变化引起多个色差。

这种色差可通过使物镜失焦而纠正。但是，使用致动起来驱动物镜以跟随波长变化则要花费相当长的时间周期。从而反复进行信息记录和再现时，在该时间周期中记录和再现信号量降低。

这样，用于高密度记录和再现的光拾取器需要光学元件能够有效地降低在记录和再现的模式改变时波长改变引起的色差。另外，需要考虑高密度光拾取器与现有DVD的兼容性。但是，对于可记录的DVD(DVD-R)和多层DVD，必须采用红光源，这是因为这些盘相对于短波长光具有显著降低的反射率。因此，必须对这些盘采用红光源。

采用折射和衍射物镜9的传统光拾取器如图1所示。折射和衍射物镜9把半导体激光器1已经发出的并由准直透镜3校准的且经束分离器5反射来的光聚焦在光盘10的记录表面上。折射和衍射物镜9是非球面透镜，其具有非球面的光接收和发射表面，并在非球形表面上具有衍射图案。把折射和衍射物镜9构造成折射和衍射透镜的组合。

假设V是折射透镜部分的阿贝系数，  V_HOE是衍射透镜部分的阿贝系数，n₁，n₂和n₃分别是折射和衍射物镜9相对于从半导体激光器1发射的中间波长λ₁、最短波长λ₂和最长波长λ₃的折射率，把折射和衍射物镜9设计成满足下面条件：

(1+V_HOE/V)(n₂-1)＞0.572

这里，V＝(n₂-1)/(n₁-n₃)，V_HOE＝λ₂(λ₁-λ₃)。传统折射和衍射物镜9具有0.7或更大的NA并能消除半导体激光器发射的光的波长变化引起的色差。

在图1中，参考序号7a和7b表示第一和第二倾斜片，用于纠正再现模式中光盘1的倾斜导致的彗形象差。把第一和第二倾斜片7a和7b设置成它们的凸面和凹面面向外。由于第一和第二倾斜片7a和7b在相反方向移动，波前形状改变为彗形象差的相反的形状，从而取消光盘倾斜引起的彗形象差。参考序号6表示1/4波片，参考序号11表示检测透镜，参考序号13表示光电检测器，标号151表示电机，标号152表示歪斜检测器，标号153表示子电路。

考虑衍射元件的性能。采用折射和衍射物镜9的光拾取器具有低的光效率，从而难以获得足以记录信息的高的光功率。相对于其波长相当大地偏离物镜的初始波长的光束，传统折射和衍射物镜9表现出低的光效率，从而不能把它用于使用不同光波长的光拾取器。

为解决上述问题，本发明的第一目的是提供一种能被应用于使用不同光波长的光拾取器中的象差纠正元件，其根据到来光束的偏振引起到来光束的相位差，从而其光效率高。

本发明的第二目的是提供一种光拾取器，其采用能纠正在改变模式以在高密度记录媒体上记录信息或从高密度记录媒体再现信息期间由较短的波长的光的波长改变引起的色差的象差纠正元件，光拾取器具有高光效率并且使用不同波长的光与高密度记录媒体和相对低密度记录媒体兼容。