[发明专利]动态控制衍射光栅,信息读/写装置和信息读取装置

说明书

本发明通常涉及一种动态控制衍射光栅、信息读/写装置和信息读取装置，具体涉及一种采用光盘作为记录介质的光学信息读/写装置和光学信息读取装置，以及在光学信息读/写装置和光学信息读取装置中用作分光镜的一种动态控制衍射光栅。

图2示意性地显示了现有的光学信息读/写装置和光学信息读取装置的光学系统的结构。该光学信息读/写装置适用于在光盘上写入信息和从光盘上读取所写入的信息，而光学信息读取装置则只适用于从光盘上读取所写入的信息。光学信息读/写装置可以为，例如，CD-R，CD-RAM，DVD-RAM，MO等等，而光学信息读取装置可以为，例如CD，CD-ROM，DVD，DVD-ROM等等。

图2中，参考数字10指的是激光二极管(LD)，11指的是衍射光栅，12指的是分束器，13指的是物镜，14指的是光盘(记录介质)，15指的是光电二极管(PD)。同样，图中虚线表示进行信息读写的主光束的光轴。

举例来说，在光学信息读取装置中，激光二极管10发出一定波长的一束激光，然后这束激光作为零级衍射光束(主光束)通过衍射光栅11传播到分束器12。此后零级衍射光束经分束器12反射，通过物镜13投射到光盘14上。

各种各样的信息以凹坑排列的形式存储在光盘14上。投射到光盘14上的主光束根据有无凹坑进行调整、反射，然后通过物镜13入射到分束器12上。入射光束经分束器12投射到光电二极管15上，然后光电二极管15再根据有无凹坑，把投射来的光束转换为程度不同的电信号，即表示凹坑排列的射频(RF)信号。

值得注意得是，提供衍射光栅11是为了实现一种三束方法，这种方法是光盘循迹伺服方法的一种。衍射光栅11获得两个用于凹坑循迹伺服的次级光束的一级衍射光谱(+一级光束和-一级光束)。也就是说，如图3a所示，入射到衍射光栅11上的激光束中的零级衍射光束(零级光束)作为主光束M透射通过衍射光栅11。同样，衍射光栅11输出+一级光束(次级光束A)和-一级光束(次级光束B)，它们以主光束为中心以一定角度围绕在主光束周围。

例如，如图3b所示，主光束M投射到要读取数据的光盘14的主轨迹Tm上的凹坑P处，然后在其上形成一个光斑Sm。另一方面，次级光束A投射到与轨迹Tm偏离一定距离的相邻轨迹T1的一个位置处，然后在其上形成一个光斑Sa，次级光束B投射到与轨迹Tm偏离一定距离的另一个相邻的轨迹T2的一个位置处，然后在其上形成一个光斑Sb。随着光盘14的转动，各个光斑Sm、Sa和Sb顺序移动，例如如箭头所示随时间向上移动，然后投射到排列在主轨迹Tm上的各个凹坑上。

随着光斑Sm的移动，主光束M顺序读出主轨迹Tm上凹坑的排列。从另一个方面来说，光斑Sa和光斑Sb的位置偏离光斑Sm相同的距离。从这一点来看，当次级光束A和B的反射光束的强度相同时，主光束M的光斑Sm在主轨迹Tm上传播而不会发生循迹错误。换句话来讲，在使用三束方法的光学信息读取装置中，执行光盘14的循迹伺服使得次级光束A和B的反射光束的强度相等。

上述三束方法的优势在于可以获得稳定的伺服特性并且其成本也比其他循迹伺服方法如单束方法要低。在这一点上，三束伺服方法被广泛应用于光学信息读取装置。但是，当三束方法应用于光学信息读/写装置时，具有以下问题。

也就是说，在衍射光栅11被用于获得主光束M和次级光束A和B的情况下，主光束M和次级光束A和B的光量比由光栅11的光学特性规则地决定。例如，假定在光学信息读取装置中，主光束M和次级光束A和B的总光量为100，设计衍射光栅11使得主光束M与次级光束A和B的光量比为A∶M∶B＝15∶70∶15。如果光学信息读/写装置使用这种衍射光栅11，则写模式与读取模式一样，其主光束M与次级光束A和B的光量比A∶M∶B＝15∶70∶15。

在这种情况下，以前从主光束M偏向轨迹T1和T2的次级光束A和B写在相邻的轨迹T1和T2上的信息就可能被次级光束A或B部分擦除，这就是所谓的交叉擦除现象。为了解决这种交叉擦除现象，可以考虑设计衍射光栅11使得次级光束A和B所占光量比较小。但是在这种情况下，在读取模式中从光盘14反射的次级光束A和B的光量就会变得较小，这样表示反射光束之间差异的电信号(循迹错误信号)就会变得比较弱，结果就降低了循迹错误信号的信噪比(S/N)，就不可能实现稳定的循迹伺服。

因此，鉴于以上问题进行了本项发明，本发明的目的之一是提供一种衍射光栅(动态控制衍射光栅)，它可以动态改变零级衍射光束与高级衍射光束的光量比。

本发明的另一个目的是提供一种动态控制衍射光栅，可以动态地切换高级衍射光束。