一種用于藍(lán)寶石襯底光盤數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)的像差補(bǔ)償方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光學(xué)信息記錄領(lǐng)域里的數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)，尤其是一種用于藍(lán)寶石襯底光 盤數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)的像差補(bǔ)償方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代來(lái)臨，具有長(zhǎng)時(shí)間、抗毀、低成本等特點(diǎn)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)媒質(zhì)對(duì)于人們 的重要性與日倶增。其中，光盤是一種具有上述特點(diǎn)的理想媒質(zhì)。然而，現(xiàn)有的光盤以聚碳 酸酯(PC)作為襯底，由于PC材料本身的穩(wěn)定性較低，以及金屬層對(duì)這種材質(zhì)的粘附能力弱， 所以這種襯底的光碟達(dá)不到更高的可靠性等級(jí)和更好的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)時(shí)效。目前，法國(guó)和烏克 蘭等國(guó)家科學(xué)家提出一種以藍(lán)寶石為襯底的新型光盤。這種藍(lán)寶石光盤具有2030攝氏度的 熔點(diǎn)，以及僅次于金剛石的表面硬度，是一種實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間、抗毀、低成本等特點(diǎn)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ) 媒質(zhì)的解決方案。
[0003] 但是，藍(lán)寶石是一種單晶介質(zhì)，在光學(xué)性質(zhì)上具有明顯的各向異性。因此，當(dāng)藍(lán)寶 石襯底光盤數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)的激光束入射到藍(lán)寶石襯底表面時(shí)，激光束會(huì)發(fā)生雙折射，從而 分成兩束具有不同折射率的偏振光:〇光(尋常光)和e光(非常光）。由于在單晶介質(zhì)中，〇光 和e光具有不同的傳播方向，會(huì)導(dǎo)致激光束畸形失真，產(chǎn)生嚴(yán)重的像差問題。像差問題會(huì)極 大地影響藍(lán)寶石襯底光盤數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)性能。由于藍(lán)寶石襯底光盤是一種新型數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方 法，因此目前的文獻(xiàn)中尚未提出針對(duì)藍(lán)寶石襯底光盤數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)的像差補(bǔ)償方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決藍(lán)寶石襯底光盤由于材料光學(xué)性質(zhì)導(dǎo)致的像差問題，本發(fā)明提出了一種補(bǔ) 償效果良好、成本低的用于藍(lán)寶石襯底光盤數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)的像差補(bǔ)償方法。
[0005] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0006] -種用于藍(lán)寶石襯底光盤數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)的像差補(bǔ)償方法，采用石英補(bǔ)償板作為補(bǔ) 償因藍(lán)寶石襯底各向異性引起像差的補(bǔ)償器件，所述石英補(bǔ)償板放置于藍(lán)寶石襯底光盤數(shù) 據(jù)讀取系統(tǒng)的物鏡和藍(lán)寶石襯底之間。
[0007] 進(jìn)一步，所述石英補(bǔ)償板的設(shè)計(jì)參數(shù)公式為：
[0008] 設(shè)Δ Φ4Ρ Δ 〇)2分別為藍(lán)寶石襯底和石英補(bǔ)償板因材料各向異性導(dǎo)致的像差，則 置加后的總像差Δ φ表不為：
[0009]
[0010] 式中，111、111、112、112谷表不籃寶石襯底層和石英補(bǔ)償板的厚度和折射率；八1 11和八112 各表示藍(lán)寶石襯底層和石英補(bǔ)償板的雙折射率;對(duì)于具有參數(shù)1η、ηι和Am的藍(lán)寶石襯底光 盤數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)，通過放置參數(shù)為h 2、n#P Δ助的石英補(bǔ)償板進(jìn)行像差補(bǔ)償。
[0011] 再進(jìn)一步，在Δηι = -Δη2的條件下，實(shí)現(xiàn)總像差Δ φ=〇的完全像差補(bǔ)償。當(dāng)然，也 可以采用其他補(bǔ)償機(jī)制。
[0012] 本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為：尋找一種合適的晶體對(duì)藍(lán)寶石襯底的像差進(jìn)行補(bǔ)償或消 除，以解決由于藍(lán)寶石襯底雙折射效應(yīng)導(dǎo)致的像差問題。
[0013] 本發(fā)明的有益效果主要表現(xiàn)在:采用石英補(bǔ)償板對(duì)藍(lán)寶石光碟襯底進(jìn)行像差補(bǔ) 償，不僅簡(jiǎn)化了藍(lán)寶石襯底光盤數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，而且有效地降低了像差補(bǔ)償系統(tǒng)的成 本。
【附圖說明】
[0014] 圖1是藍(lán)寶石光盤結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015] 圖2是藍(lán)寶石襯底光盤數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)的像差補(bǔ)償方法示意圖。
[0016]圖3是藍(lán)寶石襯底光盤數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)的像差補(bǔ)償方法實(shí)施例圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。
[0018] 參照?qǐng)D1~圖3,一種用于藍(lán)寶石襯底光盤數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)的像差補(bǔ)償方法，采用石 英補(bǔ)償板作為補(bǔ)償因藍(lán)寶石襯底各向異性引起像差的核心器件，所述石英補(bǔ)償板放置于藍(lán) 寶石襯底光盤數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)的物鏡和藍(lán)寶石襯底之間。
[0019] 進(jìn)一步，所述石英補(bǔ)償板的設(shè)計(jì)參數(shù)公式為：
[0020] 設(shè)Δ (^和Δ 〇)2分別為藍(lán)寶石襯底和石英補(bǔ)償板因材料各向異性導(dǎo)致的像差，則 置加后的總像差Δ φ表不為：
[0021]
[0022]式中，匕^上心各表示藍(lán)寶石襯底層和石英補(bǔ)償板的厚度和折射率一瓜和八^ 各表示藍(lán)寶石襯底層和石英補(bǔ)償板的雙折射率;對(duì)于具有參數(shù)h^m和Am的藍(lán)寶石襯底光 盤數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)，可以通過放置參數(shù)為h 2、n#p Δη2的石英補(bǔ)償板進(jìn)行像差補(bǔ)償。
[0023]再進(jìn)一步，在Δ ηι = -Δ η2的條件下，通過調(diào)節(jié)石英補(bǔ)償板厚度h2,實(shí)現(xiàn)總像差Α φ =〇的完全像差補(bǔ)償。當(dāng)然，也可以采用其他補(bǔ)償機(jī)制。
[0024] 如圖1所示，圖1中1-1為藍(lán)寶石襯底;1-2為金屬反射層。
[0025] 如圖2所示，激光束經(jīng)過物鏡聚焦，照射到石英補(bǔ)償板表面，產(chǎn)生雙折射現(xiàn)象，從而 由一束光分成兩束具有不同折射率的偏振光:〇光(尋常光)和e光(非常光）。其中〇光遵循普 通的折射定律，傳播速度是與傳播方向無(wú)關(guān)的常量;e光則不遵守普通的折射定律，傳播速 度是與傳播方向有關(guān)的變量。當(dāng)且僅當(dāng)e光沿光軸方向傳播時(shí)，傳播速度才與〇光相等，此時(shí) 不發(fā)生雙折射現(xiàn)象。圖2中，入射光不沿光軸方向，所以入射到石英補(bǔ)償板表面的光會(huì)發(fā)生 雙折射。
[0026] 石英為正晶體，所以在石英單晶中，Vci>Ve(或η〇<ηθ)，石英對(duì)e光的偏折能力大于 〇光。當(dāng)掃描光束從石英補(bǔ)償板出射后，照射到藍(lán)寶石襯底層表面，由于〇光和e光本身就是 偏振方向相互垂直的偏振光，所以單獨(dú)的Ο光或e光不會(huì)再發(fā)生雙折射。在藍(lán)寶石襯底中，ο 光同樣遵循普通的折射定律，傳播速度是與傳播方向無(wú)關(guān)的常量;e光則不遵守普通的折射 定律，傳播速度是與傳播方向有關(guān)的變量。不同的是，藍(lán)寶石為負(fù)晶體，所以在藍(lán)寶石襯底 中，VoCvJ或n?！礭^)，藍(lán)寶石對(duì)〇光的偏折能力大于e光。最終〇光與e光匯聚于一點(diǎn)。
[0027] 圖2可知，無(wú)論石英補(bǔ)償板還是藍(lán)寶石襯底都是具有各向異性的材料，激光束單獨(dú) 入射到其表面都會(huì)發(fā)生雙折射，從而造成掃描光束畸形失真，產(chǎn)生像差。然而當(dāng)石英補(bǔ)償板 和藍(lán)寶石襯底兩者疊加在一起，就能相互補(bǔ)償，起到消除像差的目的。
[0028] 實(shí)施例：圖3所示，藍(lán)寶石襯底光盤數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)中，激光束依次經(jīng)過物鏡、石英補(bǔ) 償板和藍(lán)寶石襯底層，最終匯聚在金屬反射層。所述藍(lán)寶石襯底層的折射率約為m = 1.77， Δ ni = 0.008。所述石英補(bǔ)償板對(duì)于〇光和e光的折射率分別為η〇 = 1.5443和ne = 1.5534,〇光 和e光的折射率差Δη2 = -〇.0091。根據(jù)所述石英補(bǔ)償板的設(shè)計(jì)參數(shù)公式，調(diào)節(jié)石英補(bǔ)償板 厚度h2,可以調(diào)節(jié)石英補(bǔ)償板的補(bǔ)償能力，從而可根據(jù)實(shí)際需要，對(duì)像差進(jìn)行消除。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于藍(lán)寶石襯底光盤數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)的像差補(bǔ)償方法，其特征在于:采用石英補(bǔ) 償板作為補(bǔ)償因藍(lán)寶石襯底各向異性引起像差的補(bǔ)償器件，所述石英補(bǔ)償板放置于藍(lán)寶石 襯底光盤數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)的物鏡和藍(lán)寶石襯底之間。2. 如權(quán)利要求1所述的用于藍(lán)寶石襯底光盤數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)的像差補(bǔ)償方法，其特征在 于:所述石英補(bǔ)償板的設(shè)計(jì)參數(shù)公式為： 設(shè)A Oi和A 〇2分別為藍(lán)寶石襯底和石英補(bǔ)償板因材料各向異性導(dǎo)致的像差，則疊加 后的總像差A(yù) d)表示為：式中，hi、m、h2、n2各表示藍(lán)寶石襯底層和石英補(bǔ)償板的厚度和折射率；Am和Am各表 示藍(lán)寶石襯底層和石英補(bǔ)償板的雙折射率;對(duì)于具有參數(shù)hi、m和Am的藍(lán)寶石襯底光盤數(shù) 據(jù)讀取系統(tǒng)，通過放置參數(shù)為h2、m和A M的石英補(bǔ)償板進(jìn)行像差補(bǔ)償。3. 如權(quán)利要求2所述的用于藍(lán)寶石襯底光盤數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)的像差補(bǔ)償方法，其特征在 于:在Am = -Am的條件下，實(shí)現(xiàn)總像差A(yù) d) =0的完全像差補(bǔ)償。
【專利摘要】一種針對(duì)藍(lán)寶石襯底光盤數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)的像差補(bǔ)償方法，采用石英補(bǔ)償板作為補(bǔ)償因藍(lán)寶石襯底各向異性引起像差的補(bǔ)償器件，所述石英補(bǔ)償板放置于藍(lán)寶石襯底光盤數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)的物鏡和藍(lán)寶石襯底之間。本發(fā)明提出了一種補(bǔ)償效果良好、成本低的針對(duì)藍(lán)寶石襯底光盤數(shù)據(jù)讀取系統(tǒng)的像差補(bǔ)償方法。
【IPC分類】G11B7/1392
【公開號(hào)】CN105513618
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510821443
【發(fā)明人】付明磊, 樂孜純, 徐武超, 維亞切斯拉夫·彼得羅夫, 狄米特·曼孔, 伊萬(wàn)·格伯夫
【申請(qǐng)人】浙江工業(yè)大學(xué)義烏科學(xué)技術(shù)研究院有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請(qǐng)日】2015年11月24日