新聞中心

        EEPW首頁 > 模擬技術 > 設計應用 > 激光頭的原理與結構

        激光頭的原理與結構

        作者: 時間:2012-03-19 來源:網絡 收藏
        直透鏡
        準直透鏡是把LD發出的發散光轉換成平行光,它由以下3個條件決定它的焦距f:
        a. 對物透鏡縱向的光強分布Ry。
        b. 對物透鏡直徑φ。
        c. LD的垂直放射角θ⊥
        由高斯光強分布公式:

        可以計算出準直透鏡的焦距f。再由
        a.準直透鏡的焦距f。
        b.對物透鏡要求的光束直徑.
        c.公式 光束直徑=(對物透鏡直徑)+(光盤偏心量)+〔裕量〕
        2f·NA=光束直徑
        可以求出準直透鏡的數值孔徑NA.
        3.1.3整形棱鏡
        由于DVD使用的激光波長短,所以對光波面象差要求嚴,所以盡量使用LD發光的中間部分,即波面收差較小的部分,同時還要考慮光能的利用效率。這樣就與一般的CD用光頭不同。需要整形棱鏡,它的作用是把橢圓形的平形光,變換成正圓形的平行光(如圖),


        根據以下4個條件,可以求出整形棱鏡的整形倍率m及頂角:
        a.對物透鏡要求的橫向光強分布Rx.
        b.對物透鏡的直徑φ。
        c. LD縱向放射角θ∥。
        d. 準直透鏡的焦距f。

        偏光分光棱鏡PBS
        偏光分光棱鏡的作用。是把從LD的出射光和從光盤的反射光分離,一是以便使反射光不回到LD的激光的共振腔,使出射激光不產生噪音,二是使反射回來的帶有信息的反射激光束可以有最小的損失,首先使Q面濾掉入射光A的P線性偏光以外的成份,使之成為純粹的P線性偏光,此外還必須使Q面對P線性偏光全透過,S線性偏光全反射。


        對物透鏡
        對物透鏡的設計,必需依賴于光盤的厚度,如果光盤的厚度與設計值不符,將會產生球面像差,使聚集特性變壞,這也就是為什么用于光盤厚0.6mm的DVD用對物透鏡讀不出光盤厚1.2mm的CD光盤信號的理由。
        由DVDbook規定NA=0.6,半徑一般R=2mm
        fobj=2R/2NA=3.33(mm)
        一般只讀型用功率較小,使用注塑非球面光學樹脂即可,而記錄型用功率較大,一般用多組光學玻璃透鏡組合而成,對成像系的各部品的像差一定要嚴格控制.

        伺服系
        聚焦伺服(Forcs Svero)
        FES聚焦伺服誤差信號(Forcs Error Single)的取得,有多種方式,例如非點象差法、刀刃法、雙刀刃法等,這里只采用光學系比較簡單,應用較廣的非點象差法。
        自動焦距AF(auto force)光學系配置如圖:


        凸透鏡
        凸透鏡焦點和圓柱面透鏡的焦點之間的距離稱為焦點間隔D,光盤上的檢出范圍是△dsk,檢出范圍越大,敏感度越低,但伺服越不易脫軌,反之檢出范圍越小,敏感度越高,但伺服易脫軌,D和△dsk是在設計焦點伺服誤差檢出系之前要確定的兩個值,是設計的依據.
        β是凸透鏡焦點和圓柱面透鏡兩透鏡之間的橫倍率,有如下公式:
        2β2=D/△dsk
        FAF=βfobj
        這樣就可以求出凸透鏡的焦距FAF。
        3.2.1.2.圓柱型透鏡

        對于入射光A,m方向的光在S方向的光距離D之前相交于光軸,這樣可以求出圓柱透鏡的j(power).
        其中凸透鏡的屈光率為n1,厚為d1,圓柱透鏡屈光率為n2厚為d3兩透鏡距離為e2, j為透鏡之Power,入為波長,其它如上圖所示,由以下公式可以求出圓柱透鏡的曲率半徑:
        j=1/F
        e=nd
        an=an-1+h n-1j n-1
        hn= h n-1-en-1an
        3. 2.2.光電二極管PD(Photo Diodo)的位置及PD形狀設計。
        PD附近的光路圖及PD的位置如下圖(a為入射光高,F1是AF系凸透鏡的焦距,F2是圓柱面透鏡焦距,x是PD的位置):


        a.PD的位置
        PD的位置必須在聚焦時m 、 s方向的光斑長度相同,即 b=b`,有如下關系:
        a/b=F1/(d-x)
        a/b`=F2/x
        可求出PD的位置.
        b.PD的尺寸
        普通CD用4分割PD之間間隔一般是10mm ,但DVD為提高精度一般為5mm 。由以上圖中的關系,可以容易的求出所需PD的大小。
        3.3. 信號取出系
        從光盤面返回的帶有信息的反射光,首先在PBS處全反射,然后在分光棱鏡處分為伺服用光和信號用光,一般為30%和70%。信號用PD前的聚光透鏡,可以很容易的由以下公式求出。
        j=1/F
        a=an-1+h n-1j n-1
        3.4 公差
        在系統設計完成后,還必需討論系統的公差,其中包括各部品的加工誤差和組裝誤差。其中要討論的是各加工誤差或組裝誤差對光學頭中

        激光器相關文章:激光器原理
        激光二極管相關文章:激光二極管原理


        關鍵詞: 激光頭

        評論


        技術專區

        關閉
        主站蜘蛛池模板: 永清县| 泰宁县| 定日县| 苍南县| 武穴市| 屏边| 周至县| 牡丹江市| 宿州市| 江门市| 沐川县| 台南县| 奎屯市| 南涧| 栾城县| 商南县| 庄浪县| 元江| 江安县| 原阳县| 井冈山市| 镇江市| 灵石县| 永平县| 江永县| 安阳市| 鄂尔多斯市| 林甸县| 景洪市| 禹州市| 曲阳县| 西充县| 柏乡县| 庆云县| 商南县| 台中县| 于田县| 隆尧县| 牡丹江市| 宜兴市| 孙吴县|