[发明专利]校正波阵面错误的透镜及其光学拾取器和校正方法

说明书

本申请是发明名称为“校正波阵面错误的透镜及其光学拾取器和校正方法”、申请日为2003年9月3日、申请号为03147052.1的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及透镜和光学拾取器，尤其涉及校正由于透镜本身倾斜导致的波阵面(wavefront)错误的透镜，利用该透镜作为物镜的光学拾取器，以及校正波阵面错误的方法。

背景技术

通过使用由物镜聚焦的光点，光学记录和/或重现装置能够在光盘上记录数据或重现来自光盘的数据，其中光盘为光学信息存储媒体。在光学记录和/或重现设备中，记录能力取决于光点的大小。光点的大小(S)依赖于光的波长(λ)以及物镜的数值孔径(NA)，由方程1表示：

S∝λ/NA    (1)

因此，必须使用短波长光源，例如蓝-紫激光，以及数值孔径为0.6或更大的物镜，以减小聚焦在光盘上的光点的大小，以获得高密度存储。

如果光盘的倾角为θ，光盘的折射率为n，光盘的厚度为d，物镜的数值孔径为NA，由于光盘的倾斜导致的慧形象差W31，可以由如方程2的关系表达式表示：

W31=-d2n2(n2-1)sinθcosθ(n2-sin2θ)5/2NA3---(2)]]>

光盘的折射率和厚度表示分布范围从光入射表面到光盘的记录表面的光学媒体的折射率和厚度。

根据方程2，通过减小光盘的厚度，能够获得关于光盘的倾斜容差，因为物镜的数值孔径增加，从而获得高密度光盘。CD的厚度为1.2mm，数字多用盘(DVD)的厚度则减小到0.6mm。新一代DVD，称为高清晰度DVD(HD-DVD)，为高密度光学信息存储媒体，它具有20GB或更大的记录容量，并且厚度几乎为0.1mm。目前已经开发了高密度光学信息存储媒体，而且打算开发能够存储高清晰度运动图像信息的标准。对于CD，物镜的NA为0.45。而对于DVD，物镜的NA为0.6。对于新一代DVD，物镜的NA将大于0.6，例如0.85。当使用新一代DVD的时候，考虑新一代DVD的记录容量，采用发射波长为405nm的蓝-紫光的蓝-紫光源。因此，开发新标准的光学信息存储媒体的时候，与现有光学信息存储媒体兼容将是一项重要的考虑。

例如，由于在现有光盘中一次性写入的DVD-R和CD-R对于某些波长的反射率明显地减小，必须使用发出650nm波长和780nm波长光的光源。因此，为了与目前的DVD-R和CD-R兼容，用于新一代DVD的光学拾取器需要两个或三个光源，它们发射不同波长的光束。

当这种使用发射不同波长光束的多个光源的小型光学拾取器仅使用一个物镜的时候，由于光波长的差别和光盘厚度的差别导致的球面象差同时产生。因此，必须使用校正元件，例如全息光学元件，以校正球面象差。

例如，如果全息光学元件的系数被优化，以至于405nm波长的光被衍射为零阶衍射光，同时650nm波长的光被衍射为一阶衍射光，从而校正球面象差，由光波长的差别和光盘厚度导致的该球面象差能够被校正。

但是，如图1所示，如果全息光学元件用于校正球面象差，则不易获得高的光效率。