[发明专利]光学收发设备

说明书

本发明一般涉及激光器技术。更具体地说，本发明提供一种设备和方法，用于确定反射目标的位置，速度和运动方向，以及用于检测透光气体折射率的变化。按照本发明，提供一个改进的光盘读出器，与现有技术光盘读出器进行比较，它能以相对高的速率读出和/或能在极小的光痕深度上运行。本发明还有利于改善通过光纤光缆网络的传输和接收。

现有技术包括1997年7月2日Bearden等人美国专利5,029,023，此专利的内容是利用单个激光腔和激光反馈干涉测量技术测量目标面上位移的激光运动检测器。

与Bearden’023专利内容对照，本发明在一个实施例中利用一对匹配的单块二极管激光器，其中第一个激光器射出输出光束，第二个激光器接收来自目标面的反射光束。本发明在几个重要方面上与Bearden’023有区别。第一，本发明在几个实施例中利用匹配的二极管激光器，使用两个或多个激光腔，其中输出光束容易地用电子学方法加以调制。Bearden’023专利是使用单个激光腔，单个激光腔必须用机械方法或电光方法加以调制，它不能有效地用电子学方法加以调制。第二，本发明用双频注入技术检测一个目标，而Bearden’023专利是用单频注入技术来稳定器件(见第7部分53行至第8部分19行)。第三，本发明在几个实施例中将二次谐波作为复合调制的工作信号部分去检测目标子，而Bearden’023专利并不使用任何形式的谐波去检测目标。

现有技术还包括1997年8月10日Bearden等人的美国专利5,235,587，此专利披露了一种方法和设备，用于在光盘的多个光痕深度处贮存和检索数据。Bearden’587专利与本发明的不同之处在于，它利用对光束进行光调制以保持稳定的单个激光腔。Bearden’587专利中所述的使用单个激光腔在相对高频下运行时存在某些固有问题。主要的问题是，反馈光时时刻刻减小单个激光腔的输出功率，这就要求检索下一位之前，激光器必须返回到其原先运行功率上。在较高频率下，激光器没有足够的时间返回到原先输出功率上，例如在检测一串零时就会遇上国有的麻烦。

现有技术还包括1993年9月9日Bearden等人的专利5,260,562，此专利的内容是高分辨率光学显微镜，它包含以上总结的Bearden其他现有技术的同样缺点。

本发明的一个方面是提供一个检测反射目标的系统，其中输出激光束可以用电子学方法进行相位调制，采用谐波长卷积办法对反射光束进行检测。

本发明的另一个方面是利用复合调制激光器输出光束，它采用二次谐波作为运行信号部分去检测反射目标。

本发明的第三个方面是利用一对匹配激光器检测反射目标，检测目标面内的运动，通过光纤光缆传送比特流，以及测量气体折射率的变化。

本发明的第四个方面是提供一个相位调制激光器输出光束，此输出光束具有相位正交检测能力，其中反射目标的位置可以定域在λ/4范围以内。

本发明的第五个方面是提供一个光盘读出器，它能够以相对高的速率读出，并能够读出浅的光痕深度。

本发明的第六个方面是提供一个光纤光缆系统，它能够在两个站之间两个方向上同时传送增大甚多的比特流。

本发明的诸多目的之一是测量微微米或更小范围的表面运动和特征，并提供一种方法和设备简单地加以实现。

本发明的一个相关目的是提供一个用单个或多个激光器测量相位变化或幅度变化的系统，此种变化是由反射物质或半透明物质引起的。

本发明包括一个测量与时间有关的相位畸变或幅度畸变的方法，这种畸变是为了测量或数据传送和检索造成的。来自稳定谐振腔的相干入射光束用带电流偏置的电流调制。电流调制图形包含一个或多个频率。在某一个实施例的器件中，电流频率的分量是两个正弦波f和2f，2f波的频率是f波的一倍，且有相移。