光学头基本原理及结构.ppt

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1、光学头1第一回:前言.光学头是光盘驱动器/播放机的重要部件，主要功能是信号记录和读出，是利用聚焦的激光束来完成的.激光头是从光盘上拾取信息的执行部件。光学头通过读取光束聚焦于信号面上,并正确跟踪扫描轨迹,同时将反射回来的光信号变成电信号,从而读出信息.因此,光学头能否在某些光盘上读取信息,取决于光学头的技术性和盘片的物理结果是否匹配。DVD盘片物理结构特性已经决定了DVD光学头的结构和功能.2第二回:光学头原器件.光学头均由两部分组成：一部分为物镜机构，俗称光学头；另一部分是将其余各镜片、激光发射二极管和光敏接收器安装在同一个腔体内，俗称激光枪。光学头安装在激光枪上面，通过螺

2、钉联成一个整体，构成激光头组件。激光头由激光产生（发射）系统、激光传播系统（光路或激光枪）和光接收系统等部分构成。3第二回:光学头原器件.雷射二极管:提供读取头光源光束整型器:将激光束由椭圆整形为接近圆形绕射光栅:产生所需的绕射光束准直透镜:将雷射二极管所发出的光整平为平行光偏光分光镜:可将不同偏极化光分离¼波长板:将线性偏极化光转为圆偏极化光物镜:将雷射光聚焦在光盘片数据层上光侦测器:将光讯号转为电讯号4第二回:光学头原器件.下5第三回:光学头工作原理.6-1:光学头基本光学系统之激光对盘片工作示意.通过利用被聚焦到回折界限的最小激光束，穿过0.6mm的透明塑料层，从凹(P

3、it)凸(Land)信息面取出信号.参考图1.6第三回:光学头工作原理.光学头基本光学系统之巡轨示意.巡轨作用:光盘的形状中心和光盘的回转中心之间的偏心补正，还有对于在轨道间距为0.74μm的轨道上，精度正负0.1μm控制激光束对轨道的追迹控制用误差检出机能和控制用的伺服机构内藏在光学头里头.7第三回:光学头工作原理.光学头基本光学系统之读出盘片信息原理.光学头能够读出光盘上的信号的原理是:从激光二极管射出的发散P线性偏振激光通过准直透镜，成为平行光，再通过1/4波长片时，偏振方向旋转45度，变为圆偏光，这束平行的圆偏光被对物透镜聚焦到光盘的信息面，再反射回来（根据盘面的凸凹

4、对光的反射不同），通过1/4波长片时，再一次偏振方向被旋转45度，成为S线性偏振光，在偏光分光棱镜PBS处被反射到误差检出系和信号系，反射光再一次被分为两路，误差系的一路通过凸透镜、圆柱透镜，投影到四分割的光电二极管上，根据各象限光量的大小，进行运算，对聚焦和寻轨伺服机构控制，使之读出正确的信号，另一路信号系的光束由凸透镜会聚到光电二极管，把光信号变为电信号。8第四回:光学头技术发展趋势.摘要:为了实现高密度存储，DVD盘片使用波长为650/635nm的激光且物NA应大于0.6。而CD则使用780nm的激光且数值孔径约为0.4。为了能与CD类光盘兼容，DVD播放器/驱动器中除

5、了要有完成CD类盘片的解码电路外，其光学头也需能同时读取CD盘片.概述:根据DVD标准，DVD盘片的盘基厚度为0.6mm，而传统CD盘片的盘基厚度为1.2mm。由于DVD与CD盘盘基厚度及存储密度上存在差异，对二者的兼容读出带来了一定的问题。因此除拥有CD的解码器外，在设计DVD光学头时必须考虑到读取现有CD的能力。为了解决光学头的兼容问题，在DVD光学头设计上产生出多种方案，如两套独立读出系统、全息物镜、液晶光阑、双物镜等，接下来将对照比较.9第五回:CD

6、DVD

7、BD光学头比较表.光盘储存技术由CD发展至DVD，容量由650MB提升至4.7GB约为6～7倍，且DVD播放器

8、已进入家庭成为家庭影院的重要成员，光储存技术的日新月异已大量散播影音娱乐到各个家庭。随后出现可写入型DVD盘片，规格区分为由DVDForum支持的DVD－R/RW与DVD＋RWAlliance推动的DVD＋R/RW两种，直到目前两规格还尚未统一，但也因为DVD-Dual以及DVD-Multi等复合式碟机的推出，逐渐摆脱了彼此无法兼容的问题，此外DVD录放机也应运而生，可记录约133分钟经MPEG2编码的影视信息或可写入型DVD光驱储存之高密度数据10第五回:CD

9、DVD

10、BD光学头比较.蓝光规格两大势力相继崛起继DVD之后世界主流厂商均以蓝光HD-DVD为光储存的研发重点，在

11、2002年2月19日由9家国际主流电子巨头（9C；Matsushita、Hitachi、Pioneer、Sharp、Philips、Tohomson、Samsung、LGE）共同发表的Blu-RayDisc规格，可擦写23GB、25GB及27GB为主，起初目的是以RewirtableDisc为切入点以配合即将普及的HD-TV，所以没有考虑兼容性的问题，因此并未提交DVDForum进行讨论。另外2002年8月由日本Toshiba及NEC两家公司共同发表了AOD（AdvancedOpticalDisc）读写