專利名稱：聲光布拉格衍射式多光束光學(xué)讀寫頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聲光布拉格衍射式多光束光學(xué)讀寫頭，且特別涉及一種可同時(shí)產(chǎn)生多個(gè)讀寫光點(diǎn)的讀寫頭裝置。
目前光學(xué)記錄媒體的發(fā)展方向，希望在相同的光盤尺寸，能夠儲(chǔ)存有更高密度的數(shù)據(jù)資料，以因應(yīng)市場上大容量儲(chǔ)存煤體的需求。及知光學(xué)讀寫頭中大都只設(shè)計(jì)有單一光束(Single Beam)用以讀寫資料，雖然其讀寫的速度變需視光碟機(jī)的轉(zhuǎn)速及有其限制，使得讀寫次料的速度已無法因應(yīng)目前市場上的需求，是故應(yīng)用多光束(Multi-beam)同時(shí)讀寫資料已是光學(xué)讀寫頭未來的發(fā)展趨勢。
目前已知的學(xué)讀寫頭產(chǎn)生多光束的方法主要區(qū)分為二種1.利用激光二體陣列，直接產(chǎn)生多個(gè)讀寫光束，但是此方法的成本較高且光學(xué)對應(yīng)不易。
2.利用相位光柵(Phase Grating)衍射分光的技術(shù)，產(chǎn)生0階、±1、±2階、±3階……等衍射光束，并聚焦做為讀寫所需的多光點(diǎn)；但是這些光束所產(chǎn)生光點(diǎn)的亮度，會(huì)隨著階數(shù)而快速下降，需要另外增加一信號處理的程序來調(diào)整，不過其可使用的光點(diǎn)數(shù)目，還是會(huì)受到限制，再者，各讀寫光點(diǎn)的位置系由光柵的過期來決定，必須論光學(xué)記綠媒體的軌道配合，光學(xué)的對準(zhǔn)論校正變較不易。
除此之外，美國第4459690號專利中，揭露了一種采用聲光元件(Acoustic-Optic Device)產(chǎn)生多光束的裝置，但是其光學(xué)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、光學(xué)界面多、光容易疊合而產(chǎn)生噪聲，因此其由聲光元件所產(chǎn)生的光束，緊能用于光學(xué)記綠媒介體軌道的跟蹤，并不適合用于資料的讀寫。
有鑒于此，本發(fā)明的目的為設(shè)計(jì)一種可產(chǎn)生多個(gè)讀寫光點(diǎn)的讀寫頭，并且其光點(diǎn)的數(shù)目、位置論亮度均可被準(zhǔn)確控制。
本發(fā)明的另一目的為設(shè)計(jì)一種構(gòu)造簡單且成本低的結(jié)構(gòu)，使得光學(xué)讀寫頭可產(chǎn)生多個(gè)讀寫光點(diǎn)。
根據(jù)上述本發(fā)明的目的，提供一種聲光布拉格衍射式多光束光學(xué)讀寫頭，將激光二極管所發(fā)射出的激光光束，先經(jīng)由一準(zhǔn)直器處理而將光束變成范圍較大的平行光，然后經(jīng)過一聲光布拉衍射元件，由一控制單元提供包含至少一射頻信號(Radio Frequency)的電信號，而激發(fā)聲光布拉格衍射元件的聲光作用，進(jìn)而產(chǎn)生數(shù)道光束并經(jīng)由一物鏡而聚集為數(shù)個(gè)讀寫光點(diǎn)。
由于本發(fā)明可經(jīng)由控制射頻信號頻率的數(shù)目、頻率的高低論功率的大小，來決定讀寫光點(diǎn)的數(shù)目、位置和亮度，因此光點(diǎn)間亮度均勻，并且可以大幅增加光點(diǎn)的數(shù)目而使得資料存取速度更為快速。
為讓本發(fā)明的上述和其他目的、特征、和優(yōu)點(diǎn)能更明確易懂，下文物舉一較佳實(shí)施例，并配合附圖，作詳細(xì)說明如下。


圖1顯示了本發(fā)明中布拉格衍射元件的作用示意圖；圖2顯示本發(fā)明的具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
根據(jù)本發(fā)明所揭露的技術(shù)，是在已知光學(xué)讀寫頭的光學(xué)系統(tǒng)中，利用布拉格衍射現(xiàn)象而達(dá)到產(chǎn)生多個(gè)讀寫光點(diǎn)的目的。布拉格衍射基本上但為一種利用周期性結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的衍射現(xiàn)象，請參照圖1，而本發(fā)明所采用的布拉格衍射元件30，為一種利用聲波光波的相互作用而產(chǎn)生數(shù)個(gè)光點(diǎn)的衍射元件，其運(yùn)作原理為利用一控制單元40提供布拉格衍射元件30所需的電信號，讓布拉格衍射元件30因此而激發(fā)聲波，由于聲波為一種疏密波，因此會(huì)使得介質(zhì)形成多個(gè)一疏一密的狀態(tài)，如同開設(shè)有數(shù)個(gè)夾縫的周期性衍射元件一般，因此會(huì)使得通過的光波產(chǎn)生所需的衍射現(xiàn)象。
由于聲光布拉格衍射現(xiàn)象遵循以下公式2θBi=λnvfi,i=1,2,3,···]]>其中，θBi為布拉格偏向角度λ為光波波長ν為聲波波長n為介質(zhì)折射率fi為電波以頻率，亦即射頻信號頻率(Radio Frequency)故由式中可以得知在光波論聲波波長固定的情形下，于同一個(gè)介質(zhì)中加于布拉格衍射元件30的射頻信號頻率(fi)的數(shù)目與高低，可以決定布拉格偏向角(θBi)的數(shù)量和大小。請?jiān)俅螀⒄請D1，也就是說當(dāng)激光二體10所發(fā)出的激光光束，經(jīng)一準(zhǔn)直鏡20到達(dá)布拉格衍射元件后，若是控制單元40提供含二種頻率射頻讀號的電信號，則依公式會(huì)有二道光線經(jīng)衍射后分別偏離2θBi論2θBi的角度，再加上保持原先光路的光束，則經(jīng)物鏡60聚集后，會(huì)在光學(xué)記綠媒體70的表面上形成三個(gè)讀寫光點(diǎn)，分別為第0讀寫光點(diǎn)71、第一讀寫光點(diǎn)72和第二讀寫光點(diǎn)73。
再加上本發(fā)明更可以由控制射頻信號的功率，而調(diào)整各種讀寫光點(diǎn)的亮度，使其均勻，因此本發(fā)明增加光點(diǎn)數(shù)量的同時(shí)，不會(huì)有已知使用相位式光柵的方法中，光點(diǎn)亮度急對下降的問題，因此可讀寫光點(diǎn)的數(shù)目亦可以大幅度地增加，因而大幅度地提高信息存取速度，而在光學(xué)對準(zhǔn)方面，也可以藉由調(diào)整布拉格偏向角度而使得光點(diǎn)位置容易控制；其中需注意的是本發(fā)明需要射頻信號的頻率約介于數(shù)十MHz至數(shù)百M(fèi)Hz之間，以輔助布拉格衍射現(xiàn)象的進(jìn)行。
請參照圖2，為本發(fā)明具體實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，于本發(fā)明提出最佳實(shí)施例中，將布拉格衍射元件30配置于準(zhǔn)直鏡20與分光鏡50之間的光路上，因?yàn)楫?dāng)激光光束由激光二極體10中射出后，需先經(jīng)過一準(zhǔn)直器20將激光光束處理為范圍較大的平行光束，使得光束經(jīng)過幣拉格衍射元件30時(shí)，聲波與光波的交互作用范圍較大，而得到較好的衍射效率；而本發(fā)明中所采用的布拉格元件30可為均勻介質(zhì)聲光布拉格繞元件(Isotropic Acoustic-optic Bragg Diffraction Cell)、雙折射聲光布拉格衍射元件(Bi-refrangent Acoustic-optic Bragg DiffractionCell)或是表面波的聲光布拉格衍射元件(Surface Wave Acoustic-opticBragg Diffraction Cell)的中的任何一個(gè)。
當(dāng)平行光束經(jīng)過布拉格衍射元件30后，會(huì)形成數(shù)道入射光束，如前所述，其數(shù)量視控制單元40所提供的射頻信號頻率的數(shù)目而定，由圖2中所示二道不同光路的入射光看來，可知控制單元此時(shí)只提供一種頻率的射頻信號；前述數(shù)道入射光束之后會(huì)先經(jīng)過一分光鏡50，用以區(qū)隔從光學(xué)記綠媒體70反射回來的光束，再經(jīng)過一物鏡60聚集，而在光學(xué)記綠媒體70上產(chǎn)生第0讀寫光點(diǎn)71與第一讀寫光點(diǎn)72。
同時(shí)，該二讀寫光點(diǎn)71、72的反射光束，同樣經(jīng)過物鏡60、分光鏡50，而由一柱面鏡80聚集于檢知器90上，以將來自該二讀寫光點(diǎn)71、72的反射光信號轉(zhuǎn)換為電信號，而該檢知器90可為一種線性偵測器(Linear Detector)，其型能與位置系配合前述的讀寫光點(diǎn)的反射光束。
本發(fā)明系在傳統(tǒng)光學(xué)讀寫頭中的準(zhǔn)直器與分光鏡之間，更增加一聲光布拉格衍射元件，使得單一激光光束因衍射現(xiàn)象而產(chǎn)生數(shù)個(gè)不同的入射光束，由于本發(fā)明可藉由控制電信號中的射頻信號頻率(RadioFrequency)的數(shù)目、頻率的高低與功率的大小，來決定數(shù)個(gè)讀寫光點(diǎn)的數(shù)目、位置與亮度，因此光點(diǎn)間亮度均勻，并且可以大幅增加光點(diǎn)的數(shù)目而使得資料存取速度更為快速。
雖然本發(fā)明已以一較佳實(shí)施例揭露如上，然其并非用以限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的前提下，可作些許的更動(dòng)與潤飾，因此本發(fā)明的保證范圍由所附權(quán)利要求書來確定。
權(quán)利要求
1.一種聲光布拉格衍射式多光束光學(xué)讀寫頭，用于在光學(xué)記綠媒體表面產(chǎn)生多個(gè)讀寫光點(diǎn)，包括一激光二極管，用以產(chǎn)生存取光學(xué)記綠媒體所需的激光光束；一準(zhǔn)直鏡，用以將該激光光束處理為一平行光束；一布拉格衍射元件，用以將該平行光束分成數(shù)道入射光束；一控制單元，它提供一電信號而使得該布拉格衍射元件激發(fā)聲波，借助聲光作用使該平行光束分成該數(shù)道入射光束；一物鏡，用以將所述數(shù)道光束焦于該光學(xué)記錄媒體的表面，而形成數(shù)個(gè)讀寫光點(diǎn)；以及一檢測器，用以將來自該數(shù)個(gè)讀寫光點(diǎn)的數(shù)道反射光束轉(zhuǎn)換為電信號。
2.如權(quán)利要求1所述的聲光布拉格衍射式多光束光學(xué)讀寫頭，其中進(jìn)一步包插有一分光器，位于該布拉格衍射元件與該物鏡間的光路上，用于將該數(shù)道入射光束與該數(shù)道反射光束分離。
3.如權(quán)利要求2所述的聲光布拉格衍射式多光束光學(xué)讀寫頭，其中進(jìn)一步包含有一柱面鏡，位于該分光鏡與該檢知器間的光路上，用于將該數(shù)道反射光聚集于該檢知器上。
4.如權(quán)利要求1所述的聲光布拉格衍射式多光束光學(xué)讀寫頭，其中該布拉格衍射元件為均勻介質(zhì)的聲光布拉格衍射元件(IsotropicAcoustic-optic Bragg Diffraction Cell)。
5.如權(quán)利要求1所述的聲光布拉格衍射式多光束光學(xué)讀寫頭，其中該布拉格衍射元件系為雙折射聲光布拉格衍射元件(Bi-refrangentAcoustic-optic Bragg Diffraction Cell)。
6.如權(quán)利要求1所述的聲光布拉格衍射式多光束光學(xué)讀寫頭，其中該布拉格衍射元件為表面波聲光布拉格衍射元件(Surface WaveAcoustic-optic Bragg Diffraction Cell)。
7.如權(quán)利要求1所述的聲光布拉格衍射式多光束光學(xué)讀寫頭，其中該控制單元所產(chǎn)生的電信號包含至少一個(gè)頻率的射頻信號(RadioFrequency)。
8.如權(quán)利要求7所述的聲光布拉格衍射式多光束光學(xué)讀寫頭，其中該射頻信號頻率的數(shù)目被用來決定該讀寫光點(diǎn)的數(shù)目。
9.如權(quán)利要求7所述的聲光布拉格衍射式多光束光學(xué)讀寫頭，其中該射頻信號頻率的高低可決定其對應(yīng)的讀寫光點(diǎn)的位置。
10.如權(quán)利要求7所述的聲光布拉格衍射式多光束光學(xué)讀寫頭，其中該射頻信號的功率大小可決定該復(fù)數(shù)個(gè)讀寫光點(diǎn)的亮度。
11.如權(quán)利要求7所述的聲光布拉格衍射式多光束光學(xué)讀寫頭，其中該射射頻信號的頻率介于數(shù)十MHz至數(shù)百M(fèi)Hz之間。
12.如權(quán)利要求1所述的聲光布拉格衍射式多光束光學(xué)讀寫頭，其中該檢知器為一種線性偵測器(Linear Detector)。
全文摘要
本發(fā)明為一種聲光布拉格衍射式多光束光讀寫頭,揭露了一種利用聲光布拉格衍射元件,使單光源激光產(chǎn)生多個(gè)讀寫光點(diǎn)的讀寫頭裝置;本發(fā)明在傳統(tǒng)光學(xué)讀寫頭的準(zhǔn)直器與分光器之間,設(shè)置聲光布拉格衍射元件,再利用控制單元提供電信號而激發(fā)聲光作用,進(jìn)而產(chǎn)生數(shù)道光束并經(jīng)由一物鏡聚焦為數(shù)個(gè)讀學(xué)光點(diǎn);由于本發(fā)明可決定數(shù)個(gè)讀寫光點(diǎn)的數(shù)目、位置論亮度,因此光點(diǎn)間亮度均勻,并可大幅增加光點(diǎn)的數(shù)目而使得資料存取速度更為快速。
文檔編號G11B7/1374GK1328324SQ0010809
公開日2001年12月26日 申請日期2000年6月14日 優(yōu)先權(quán)日2000年6月14日
發(fā)明者朱良謙, 張志吉 申請人:財(cái)團(tuán)法人工業(yè)技術(shù)研究院