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时间:2018-05-22
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1、激光信号拾取系统的作用:完成光盘记录信号的读取组成:激光拾音器(俗称激光头)、伺服系统、精密机械系统。激光头和精密机械系统部分又称为机芯。激光播放机的工作过程:将记录在光盘上的数字信号还原成模拟信号的过程。激光拾音器:用激光头索取光盘记录的数字信号,激光头发出激光束经过聚焦扫描光盘信息纹迹,其反射光被信息纹迹调制,因而带上了光盘信息,用光检测器(光电二极管)将反射光变换成电流,这样就拾取到光盘上的信息。光盘上信息包括:主信号(通常称为射频信号或RF信号)和聚焦、循迹伺服误差信号。伺服系统的作用:保证激光头能准确扫描光盘纹迹读取光盘信号,包
2、括聚焦伺服、循迹伺服、进给伺服、主轴伺服。精密机械系统:包括伺服调节机构、光盘旋转机构、光盘装卸机构等。2021/7/22第页1.1激光拾音器1.2伺服系统1.3机芯工作原理2021/7/22第页1.1激光拾音器激光拾音器:激光二极管(LD)、光学器件、物镜机构和光检测器(PD)组成。激光二极管:发射激光光学器件:将激光束聚焦到光盘信息面,并将反射光束投射到光检测器,由光检测器完成光电转换。光检测器由光电二极管组成。物镜机构:在聚焦、循迹伺服误差信号的控制下,可作水平、垂直方向的二维运动,完成聚焦跟踪和循迹跟踪,保证激光束准确扫描光盘信息
3、纹迹。2021/7/22第页一、激光与激光器光学常识:可见光的波长为370-760nm(纳米)。不同的波长对应不同的颜色,紫色光为370-455nm,蓝色光为455-492nm,绿色光为493-577nm,黄色光为578-597nm,橙色光为598-622nm,红包光为623—750nm。波长短于370nm和大于760nm都是不可见光,分别称为紫外光和红外光。普通光源产生多波长光波,其能量不能高度集中,经透镜聚焦,焦点也不集中,不能用来读取光盘信息。2021/7/22第页1.反射特性反射规律:一是反射角等于入射角,二是入射光线和反射光线位
4、于向一平面上。3.干涉现象波长相等、振动方向相同、相位相同或相位差恒定的光源,发射的光波在相遇时会发生互相干涉,出现明暗交替的条纹,表明重叠的光束可以相互加强或相互削弱,这就是光的干涉现象。2.折射特性折射率n表示其弯折程度光的主要特性:2021/7/22第页4.聚焦待性穿过凸透镜的光线会产生折射而会聚在一点,该点称为焦点。非相干光(即多波长光波)通过透镜,因其能量不能集中,聚焦后的焦点不集中。单色的相干光(如激光)经过透镜聚焦后焦点很小。焦点处光点的直径与光波波长()和透镜的数值孔径(NA)有关。当一束平行相干光投射到凸透镜上时,这些
5、平行光便折射会聚在焦点上。2021/7/22第页数值孔径(NA):凸透镜的聚焦能力NA=nsinn:折射率:最大会聚角的1/2焦点直径d与光波波长、数值孔径NA的关系:d=/(2NA)焦深-∆f:光束会聚很细的那一部分长度∆f=/(2NA2)2021/7/22第页CD唱机、VCD视盘机采用物镜(凸透镜)对激光聚焦来读取信息。当NA值大时,激光束聚焦后的光点直径小,分辨力高,但焦深短,读取信息时因光盘上下摆动而离焦,读取信息时稳定性就差,会使伺服不稳定;当NA值小时,聚焦后的光点直径大,分辨力低,会同时触及两条信息纹迹、误码率
6、增大,也不能读出正确的信息,但焦深长,读取信息稳定。合理选取NA值理论和实验证明:对于采用=780nm的激光器,激光头物镜NA的最佳值为0.45左右。DVD视盘机用=650nm的激光器,则NA的最佳值为0.6左右。2021/7/22第页5.光的偏振光照射到某些物体(如棱镜)的表面部分被反射,部分被折射。实验证明,光在被某些物体反射和折射的过程中,具有方向选择性,即某一方向有光,其他方向无光。这一现象叫光偏振。偏振光通过某些透明物体(如石英晶体等旋光性物质)时,偏振光的振动而将旋转一定角度。其旋转角度取决于旋光物质的厚度以及光波波长。能
7、使振动面旋转900的晶体片称为1/4波长片。2021/7/22第页(二)激光激光是由激光器产生的单一波长光波特性:(1)高单色性理想的单色光是波长完全相同的光。激光器产生的激光频率相同,是接近理想的单色光。高单色性是激光的主要特性。(2)高方向性激光的发散角仅为0.10左右,光束几乎只沿一个方向传播。高方向性能使激光能量高度集中。(3)相干性好激光是向某一方向发射的光,它们之间频率相同,相位一致,因而有极好的相干性。相干光具有良好的聚焦特性,激光通过激光头的光学系统聚焦后的焦点直径可小于1µm。具有高单色性、高方向性、良好的相干性是激光最
8、重要的特点,使得会聚焦点直径小到接近光的波长,激光的能量在焦点附近高度集中。2021/7/22第页(二)激光器产生激光的装置叫激光器。由激发能源、工作物质和谐振腔三部分组成。激发能源:用来激励
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