激光頭的原理與結(jié)構(gòu)
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準(zhǔn)直透鏡是把LD發(fā)出的發(fā)散光轉(zhuǎn)換成平行光,它由以下3個(gè)條件決定它的焦距f：
a. 對(duì)物透鏡縱向的光強(qiáng)分布Ry。
b. 對(duì)物透鏡直徑φ。
c. LD的垂直放射角θ⊥
由高斯光強(qiáng)分布公式:
可以計(jì)算出準(zhǔn)直透鏡的焦距f。再由
a.準(zhǔn)直透鏡的焦距f。
b.對(duì)物透鏡要求的光束直徑.
c.公式 光束直徑＝（對(duì)物透鏡直徑）＋（光盤偏心量）＋〔裕量〕
2f·NA=光束直徑
可以求出準(zhǔn)直透鏡的數(shù)值孔徑NA.
3.1.3整形棱鏡
由于DVD使用的激光波長(zhǎng)短，所以對(duì)光波面象差要求嚴(yán)，所以盡量使用LD發(fā)光的中間部分，即波面收差較小的部分，同時(shí)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(jù)以下4個(gè)條件，可以求出整形棱鏡的整形倍率m及頂角:
a.對(duì)物透鏡要求的橫向光強(qiáng)分布Rx.
b.對(duì)物透鏡的直徑φ。
c. LD縱向放射角θ∥。
d. 準(zhǔn)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(chǎn)生噪音，二是使反射回來(lái)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(duì)P線性偏光全透過(guò)，S線性偏光全反射。
對(duì)物透鏡
對(duì)物透鏡的設(shè)計(jì)，必需依賴于光盤的厚度，如果光盤的厚度與設(shè)計(jì)值不符，將會(huì)產(chǎn)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(duì)物透鏡讀不出光盤厚1.2mm的CD光盤信號(hào)的理由。
由DVDbook規(guī)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(xué)樹脂即可，而記錄型用功率較大，一般用多組光學(xué)玻璃透鏡組合而成，對(duì)成像系的各部品的像差一定要嚴(yán)格控制.
伺服系
聚焦伺服（Forcs Svero）
FES聚焦伺服誤差信號(hào)（Forcs Error Single）的取得，有多種方式，例如非點(diǎn)象差法、刀刃法、雙刀刃法等，這里只采用光學(xué)系比較簡(jiǎn)單,應(yīng)用較廣的非點(diǎn)象差法。
自動(dòng)焦距AF（auto force）光學(xué)系配置如圖:
凸透鏡
凸透鏡焦點(diǎn)和圓柱面透鏡的焦點(diǎn)之間的距離稱為焦點(diǎn)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(shè)計(jì)焦點(diǎn)伺服誤差檢出系之前要確定的兩個(gè)值，是設(shè)計(jì)的依據(jù).
β是凸透鏡焦點(diǎn)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(duì)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(zhǎng)，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(shè)計(jì)。
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(shí)m 、 s方向的光斑長(zhǎng)度相同,即 b=b`,有如下關(guān)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(guān)系，可以容易的求出所需PD的大小。
3.3. 信號(hào)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(hào)用光，一般為30％和70％。信號(hào)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(tǒng)設(shè)計(jì)完成后，還必需討論系統(tǒng)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(duì)光學(xué)頭中
評(píng)論