[实用新型]超分辨光学读取头

说明书

技术领域

本实用新型涉及超分辨光学，与光盘有关，特别是一种在横向能突破衍射极限的超分辨光学读取头。

背景技术

随着信息存储和传输量要求的日益增加，尤其是高清时代的来临，能在单张光盘实现8G以上存储密度的光盘技术成为迫切需求。对于盘片而言，缩小道间距及信息坑大小可以提高存储密度。而对于光学读取头则必须缩小聚焦光斑尺寸。这就要求光学读取头采用更短的激光波长(λ)和具有更高的数值孔径(NA)的聚焦物镜。由瑞利衍射理论可知，焦斑的尺寸为D＝λ/2NA。但是受光源的限制，波长的减小有限，而采用物镜的数值孔径的增大会带来诸如像差容限苛刻，工作距离更小，伺服更加困难等问题。著名的两大存储阵营HDDVD和BD的方案都是沿着这个思路，采用蓝光激光器并提高NA。但其高价格却影响其市场普及进程。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的弊端，提供一种超分辨光学读取头，以较低的成本实现8G以上的读取密度。

本实用新型的基本思想是：

将一位相板放在DVD光学头的准直光路中聚焦物镜的前焦面处，利用位相板改变准直光的振幅与位相分布，利用光学变迹效应(apodization)在物镜的后焦面获得更小的成像光斑，从而能读取超高密度光盘。

本实用新型的技术解决方案如下：

一种超分辨光学读取头，包括一DVD光学头，其特点是在该DVD光学头的准直光路中的聚焦物镜的前焦面加入一位相板，该位相板的中心与所述的聚焦物镜的中心对准。

所述的位相板由内圆、内环和外环构成，该外环的最大半径与聚焦物镜的半径相当，归一化后，所述的位相板的内圆、内环和外环的最大半径依次为：a、b、1，位相分别为：0、Φ、0，内圆最大半径a＝0.167、内环最大半径b＝0.43，外环最大半径为1，且内环的位相Φ＝0.8π。

所述的聚焦物镜和位相板由一卡匣固定在所述的光学头的力矩器部分。

所述的DVD光学头的力矩器部分，即物镜循轨和聚焦的执行机构，称为ACT。因为该位相板须与物镜保持精确中心对准，而物镜工作时是活动的，只有在ACT中才能保证这一点。

本实用新型超分辨光学头在专用的光学头评价仪上测试，表明各项电指标尤其是抖晃(Jitter)和焦散(Defocus)值都在合理范围之内。另外该光学头的成像光斑大小还用带CCD的显微镜接收系统检测，证实了80％的光斑压缩效果。从而在DVD系统中加入位相板能使读取密度提高到D＝4.7/(0.8)²＝7.34G，若对编码方式加以改进则该超分辨光学头有望读取8G及以上的高密度光盘。若采用更高数值孔径的物镜，可轻松实现15G的存储密度读取。

附图说明

图1是本实用新型超分辨光学读取头的光路示意图

图2是本实用新型采用的纯位相型三段式光瞳滤波器的结构图

图3是本实用新型位相板的主视图和侧视图

图4是本实用新型卡匣的俯视图。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本实用新型作进一步说明，但不应以此限制本实用新型的保护范围。

请参阅图1，图1是本实用新型超分辨光学读取头的光路示意图：图中：1是激光二极管光源，2是光栅，3是分束棱镜，4是准直镜，5是反射镜，6是位相板，7是卡匣，8是聚焦物镜，9是光盘，10是光探测器。由图可见，本实用新型超分辨光学读取头的构成包括具有准直光路的DVD光学头，特点是准直光路中在聚焦物镜8的前焦面上加设一位相板6。所述的位相板6和聚焦物镜8由卡匣7夹持，该卡匣7能保证位相板与物镜精确中心对准，且保持较高的平行度。所述的卡匣7的结构见图4，11是其外边框，12是其内框，13是内壁平台，可把位相板放于其上，并能保证平行，14是内壁平台13内的通光口，能使光透过13到达聚焦物镜8上。所述的位相板的设计、加工和安放是本实用新型的关键点。

本实用新型采用的位相板的结构见附图2。各参数经优化后得到，在其外环的归一化半径为1时，内环半径a＝0.167、b＝0.43，且中间环的位相Φ＝0.8π，内圆与外环的位相均为Φ＝0。图3是本实用新型位相板的主视图和侧视图。