激光信号拾取系统

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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=nsinn: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