[发明专利]光盘读取设备及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光盘读取设备及其操作方法，尤其但不排他性地涉及一种近场光盘读取设备。

背景技术

如诸如紧密盘(CD)和数字通用盘(DVD)之类的存储盘格式的流行所表明的那样，光盘存储已经被证明是一种有效的、实用的并且可靠的数据存储和分布方法。

持续的研究正在进行，以寻找提高光盘容量的方式，特别是研发不断地力求提供更高的数据密度，从而允许给定尺寸的盘具有更高的容量。

提高容量过程中的一个问题在于，光学记录系统中能够记录在光盘上的最大数据密度随着聚焦到盘上的激光光点的尺寸相反地增减。光点尺寸是由两个光学参数：激光的波长λ和物镜的数值孔径(NA)的比确定的。在常规的光学器件中，该NA限于小于1.0的值。在所谓的近场系统中，通过应用固体浸没透镜(SIL)，能够使该NA大于1.0，从而允许进一步扩展到更大的存储密度。重要的是要注意，仅仅在与SIL出射表面的极短距离(所谓的近场)内存在这种NA＞1，该距离通常小于光波长的1/10。这意味着在光盘的写入和读出过程中，无论何时SIL与盘之间的距离必须小于几十纳米。该距离称作空气间隙。

为了允许利用机械致动器在这样小的距离上进行精确的空气间隙控制，需要适当的误差信号。如在F.Zijp，Y.V.Martynov，“Optical Storage and Optical information processing”，Han-PingD.Shieh，Tom D.Milster，编辑，Proceedings of Society ofPhoto-Optical Instrumentation Engineers第4081卷(2000)，第21-27页；(2000年华盛顿贝灵汉(Bellingham)国际光学工程学会)，ISSN 0277-786X/00；ISBN 0-8194-3720-4中提出的，以及例如在F.Zijp，M.B.van der Mark，J.I.Lee，C.A.Vers churen，B.H.W.Hendriks，M.L.M.Balistreri，H.P.Urbach，M.A.H.vanderAa，A.V.Padiy，“Optical Data Storage 2004”，编辑：B.V.K VijayaKumar，Hiromichi Kobori，Proceedings of Society of Photo-OpticalInstrumentation Engineers第5380卷(2004)，第209-223页；(2004年华盛顿贝灵汉国际光学工程学会)；ISSN 0277-786X/04中证明的，从偏振态与聚焦在盘上的主光束的偏振态垂直的反射光获得良好的间隙误差信号(GES)。相当大部分的光在SIL-空气-盘界面处反射之后成为椭圆偏振光：这样，当通过偏振片观察该反射光时，产生了公知的马尔他十字效应(Maltese cross effect)。通过利用偏振光学器件和单一的光电检测器将所有的这种马尔他十字光综合，生成该GES。

图1示出了依照现有技术的近场光盘读取器的一个实例(PBS＝偏振分束器；NBS＝非偏振分束器)。图2示出了针对NA＝1.9的透镜和具有相变记录叠层的光盘计算的作为空气间隙的函数的GES曲线。

即使是空气间隙较小的变化(比如1-5nm)，也会对光点强度和质量产生直接和严重的影响，并且因此显著降低位检测性能。这与主要像差是离焦的常规远场光学器件截然不同。由于NA相对较小，因此在这种情况下透镜到盘的距离发生较小变化(即聚焦误差)的影响不重要。在近场光学器件中，光点形状由渐逝波耦合的效率以及显著的偏振引起的效应决定。这些现象是强烈非线性的，但是能够针对给定系统配置进行计算。

因此，在这样的系统中，例如在盘高速旋转(以便获得高数据速率)时出现的残留空气间隙误差对于光点的性质具有强烈影响。在大多数情况下(但并不总是)，该影响对于空气间隙的增大是负面的(更宽的光点、更大的像差)，而对空气间隙的减小是正面的(更窄的光点、更小的像差)。图3示出了作为空气间隙的函数的数据光点形状的一个实例，由图可知，码间干扰将很大程度上依赖于空气间隙。一般而言，变化的影响在于，由光盘读取器的位检测器生成的错误数量增大。通常，包含误差校正电路(ECC)和方法，其可以使用盘上的某些附加数据大幅减少错误的数量。