[发明专利]具有双镜移相器的光学读取单元

说明书

技术领域

[01]本发明涉及光学存储和阅读器设备的光学读取单元(optical pick-up unit)，尤其是涉及包括双镜移相器和光束偏转器的兼容多种格式的光学读取单元。

背景技术

[02]光盘(CD)和数字多用光盘(DVD)的使用在数据的光学存储和传输领域已经司空见惯。音频CD和/或CD-ROM单元具有光学读取单元(OPU)，该光学读取单元使用近红外线(NIR，例如780nm、785nm、790nm)半导体激光器来读出被编码的数字信息，和使用具有约0.45的数值孔径(NA)的物镜，该物镜可以适用测量值约为100nm深、500nm宽和850nm到3500nm长的凹坑(pit，即在光盘上编码的一个单位)，其取决于距离光盘中心的径向距离。通过使用红光波段的较短波长(与在音频CD单元中的780nm NIR激光器相比较，例如650nm或660nm)的半导体(SC)激光器和具有较大NA(例如0.6NA，其需要0.6mm厚DVD光盘)的透镜，DVD格式获得额外的存储密度。向后兼容的DVD/CD OPU使用两个激光源，这两个激光源为单个器件封装或分离封装，具有由偏振光束组合器(PBC)和/或分色光束组合器(DBC)耦合的读出光束。

[03]DVD媒体格式的后继技术是蓝光光盘(BD)，其中读/写半导体(SC)激光器波长进一步降低到在蓝-紫光波段中的约405nm到410nm，且其中物镜的NA增加到约0.85。在后向兼容DVD/CD格式的BD存取系统中，需要一个第三波长激光器(例如相对于前两个激光器为共同封装或分离封装)来支持所有三种光盘媒体格式。

[04]传统的多通道OPU系统利用透射的四分之一波片(QWP)来将源/探测器部分中的线偏振光转变成光盘读/写部分中的圆偏振，反之亦然。

[05]参考图1，传统的三波长BD/DVD/CD OPU 100包括被示为三个分离的激光器二极管(LD)的半导体激光源的阵列110，所述激光器二极管包括在λ＝780nm的第一LD 111、在λ＝660nm的第二LD 112和在λ＝405nm的第三LD 113。所述第一、第二和第三LD 111、112和113的输出分别通过偏振光束组合器立方体(PBC)131、132和133的阵列130在空间上多路传输，并被透镜系统160准直。该输出光束接着由泄漏镜(leaky mirror)140转向(该泄漏镜140还充当垂直折镜(vertical fold mirror))，然后通过QWP 145和物镜161被成像(聚焦)到旋转的光盘媒体150上的单个“凹坑”区域上。泄漏镜140还使入射光束能量的一小部分(例如5％)能够通过其传递，且被引出并通过另一透镜165聚焦到监视器光电二极管(PD)175上。

[06]来自LD源的阵列110的输出相对于PBC 131、132和133的斜边表面实质上被线偏振，例如S偏振。在到达PBC立方体的阵列130之前，线偏振光束通过低规格偏振器的阵列120传输，这些偏振器保护LD源111、112和113免受有害的反馈，例如P偏振光。通常，保护滤波器120是具有10:1偏振消光比的简单的分色吸收偏振器。

[07]来自LD源111、112或113中的每个的主要光线沿着公共路径180被引导到光盘媒体150。在到达四分之一波片(QWP)145之前，该光实质上被线偏振。在穿过QWP 145之后，线偏振(LP)光被转变成圆偏振(CP)光。对于给定S或P偏振的输入，CP光的旋向性取决于QWP 145的光轴方向。在所示例子中，对于输入QWP 145的S偏振，如果QWP 145的慢轴相对于PBC 131的p平面以45°逆时针方向(CCW)对准，则在QWP 145的出口处产生左旋圆(LHC)偏振(LHC，具有琼斯矢量[1j]^T/√2且假定为直观的RH-XYZ坐标系，同时光束朝向观察者；上标“T”表示矩阵转置)。

[08]在存在被记录的凹坑的物理压痕的预录CD和DVD光盘中，在凹坑和周围“平面(land)”之间的光路长度差(例如1/6到1/4波)提供至少部分的相消干涉，并减少被反射回穿过OPU 100的将被位于PBC立方体阵列130的输出口处的主光电二极管170检测到的光。另一方面，无凹坑导致CP旋向性的变化，其光功率实质上与其回到PBC立方体阵列130的返程中的相同。因此，两次通过QWP 145的光在其返回到PBC阵列130时被有效地从初始S偏振光转变成P偏振光，使光能够通过PBS的131、132和133中的每个传递到主光电二极管170。