專利名稱：光盤驅(qū)動(dòng)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種光盤驅(qū)動(dòng)器，其通過將光線照射到光盤上而向光盤寫入信號(hào)并/或從光盤讀取信號(hào)，且更具體地說，本發(fā)明涉及一種適于通過偏振保持(polarization maintaining)光纖傳輸用于向光盤寫入及/或從光盤讀取信號(hào)的光線的光盤驅(qū)動(dòng)器。
背景技術(shù)：
此前，諸如以CD(致密盤)為代表的ROM(只讀存儲(chǔ)器)型光盤和以相變盤和磁光盤為代表的RAM(隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)型光盤的光盤已經(jīng)廣泛被用作記錄介質(zhì)，以存儲(chǔ)包括圖像、聲音、字符等的信息。
對(duì)于這種光盤，已經(jīng)積極地嘗試增加記錄密度以增大存儲(chǔ)容量。隨著這種趨勢(shì)，已經(jīng)作出各種努力，來改進(jìn)光盤驅(qū)動(dòng)器以用于成功地向這種較高記錄密度的光盤寫入信號(hào)或從這種較高記錄密度光盤讀取信號(hào)。
最近，已經(jīng)提出將在硬盤驅(qū)動(dòng)器中已經(jīng)使用的飛行拾取頭技術(shù)應(yīng)用于光盤驅(qū)動(dòng)器中，以便獲得光盤較高的記錄密度。
在這種光盤驅(qū)動(dòng)器中，在光盤上匯聚光線的物鏡安裝到滑塊上以形成拾取頭，而從光源發(fā)出的光線通過光纖導(dǎo)引到拾取頭上。在光盤驅(qū)動(dòng)器中，拾取頭在光盤上掃掠，同時(shí)浮置在光盤之上，而由物鏡匯聚的光點(diǎn)照射到光盤上，以向光盤寫入及/或從光盤讀取信號(hào)。
向光盤寫入及/或從光盤讀取信號(hào)的光盤驅(qū)動(dòng)器應(yīng)適宜地兼容各種類型的光盤。然而，當(dāng)磁光盤用在利用光纖傳輸光線的光盤驅(qū)動(dòng)器中時(shí)，將會(huì)發(fā)生以下描述的問題當(dāng)作為記錄介質(zhì)的磁光盤用在光盤驅(qū)動(dòng)器中時(shí)，由于信號(hào)探測(cè)是通過利用線性偏振光線的偏振軸在磁場(chǎng)作用下旋轉(zhuǎn)的Kerr效應(yīng)實(shí)現(xiàn)的，需要在保持光線被偏振的同時(shí)傳輸光線。然而，普通光纖呈現(xiàn)出隨機(jī)二次折射，這是由制造過程中發(fā)生的干擾等造成的。由此，相差將會(huì)在允許通過光纖傳播的光線的電場(chǎng)振動(dòng)分量之間產(chǎn)生，并會(huì)導(dǎo)致光線偏振狀態(tài)的復(fù)雜變化。
偏振保持光纖已經(jīng)被公知為一種能夠傳輸光線并同時(shí)保持光線偏振狀態(tài)的光纖。偏振保持光纖具有波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有彼此垂直的前移相位軸和延遲相位軸(折射率不同的兩個(gè)軸)。在這種光纖的波導(dǎo)結(jié)構(gòu)中，沿任一個(gè)軸入射的線性偏振光線可以在保持偏振狀態(tài)的同時(shí)傳輸。
然而，即使在光線通過這種偏振保持光纖導(dǎo)引的情況下，當(dāng)磁光盤用作與傳統(tǒng)光盤驅(qū)動(dòng)器一起使用的記錄介質(zhì)時(shí)，從磁光盤返回的光線將以Kerr旋轉(zhuǎn)角入射到偏振保持光纖上，并從而在通過偏振保持光纖導(dǎo)引的返回光線的場(chǎng)振動(dòng)分量之間產(chǎn)生相差，并將不利地影響信號(hào)探測(cè)。
發(fā)明內(nèi)容
于是，本發(fā)明的目的為通過提供一種兼容包括磁光盤在內(nèi)的各種類型光盤的光盤驅(qū)動(dòng)器來克服現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷。
上述目的可以通過提供一種如下的光盤驅(qū)動(dòng)器來實(shí)現(xiàn)，該驅(qū)動(dòng)器包括用于旋轉(zhuǎn)光盤的裝置；發(fā)射用于向光盤寫入信號(hào)及/或從光盤讀取信號(hào)的光線的光源；拾取頭，其內(nèi)安裝匯聚從光源發(fā)出的光線的物鏡，并在被所述旋轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)的光盤上掃掠，以將由物鏡匯聚的光線照射到光盤上；用于接收作為光線一部分的返回光線并從返回光線中探測(cè)信號(hào)的裝置，該光線是從拾取頭向光盤照射且從光盤反射的；以及用于將從光源發(fā)出的光線導(dǎo)引到拾取頭以及將來自光盤的返回光線導(dǎo)引到信號(hào)檢測(cè)裝置的裝置。
在根據(jù)本發(fā)明的上述光盤驅(qū)動(dòng)器中，光傳輸裝置包括偏振保持光纖和相差產(chǎn)生裝置，以抵消電場(chǎng)振動(dòng)分量之間的相差或由π整數(shù)倍來倍乘該相差，其中相差是在向拾取頭傳播的光線或向信號(hào)探測(cè)裝置傳播的返回光線由相差產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的相差引導(dǎo)通過偏振保持光纖的。
在這種光盤驅(qū)動(dòng)器中，已安裝的光盤被光盤旋轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)，而用于向光盤寫入及/或從光盤讀取信號(hào)的光線從光源發(fā)出。
來自光源的光線被包括偏振保持光纖和相差產(chǎn)生裝置的光傳輸裝置導(dǎo)引到拾取頭。拾取頭在由光盤旋轉(zhuǎn)裝置所轉(zhuǎn)動(dòng)的光盤上掃掠，而通過光傳輸裝置從光源導(dǎo)引的光線被物鏡匯聚并照射到光盤上。
作為從拾取頭向光盤照射并從光盤反射的光線的一部分且攜帶寫在光盤上的信號(hào)的返回光線由光傳輸裝置導(dǎo)引到信號(hào)探測(cè)裝置。從而信號(hào)探測(cè)裝置接收返回光線以探測(cè)信號(hào)。
在根據(jù)本發(fā)明的上述光盤驅(qū)動(dòng)器中，在磁光盤用作光盤，且利用Kerr效應(yīng)從該磁光盤探測(cè)信號(hào)的情況下，來自磁光盤的返回光線將以離軸方式入射到光傳輸裝置的偏振保持光纖上。從而，在通過偏振保持光纖導(dǎo)引的返回光線中，基于偏振保持光纖的二次折射而在電場(chǎng)振動(dòng)分量之間發(fā)生相差。然而，在這種光盤驅(qū)動(dòng)器中，在通過偏振保持光纖導(dǎo)引的光線中產(chǎn)生的場(chǎng)振動(dòng)分量之間的相差通過相差產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的相差來抵消或被π的整數(shù)倍來倍乘，因而，寫在磁光盤上的信號(hào)可以被正確地讀取。
即，由于有可能預(yù)測(cè)偏振保持光纖中二次折射的折射率分布，磁光信號(hào)可以通過以下方式予以正確探測(cè)，即，允許相差產(chǎn)生裝置在向拾取頭傳播的光線或向信號(hào)探測(cè)裝置傳播的光線中，借助于相差產(chǎn)生裝置，對(duì)應(yīng)于光線的場(chǎng)振動(dòng)分量之間由于偏振保持光纖的二次折射造成的相差而產(chǎn)生預(yù)定的相差，并從而抵消光線通過偏振保持光纖導(dǎo)引時(shí)所產(chǎn)生的場(chǎng)振動(dòng)分量之間的相差，或由π的整數(shù)倍來倍乘場(chǎng)振動(dòng)分量之間的相差以抑制偏振保持光纖的二次折射的影響。
在上述光盤驅(qū)動(dòng)器中，光傳輸裝置由偏振保持光纖和相差產(chǎn)生裝置基于上述原理形成，以通過由相差產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的相差來抵消通過偏振保持光纖而導(dǎo)引的光線內(nèi)產(chǎn)生的場(chǎng)振動(dòng)分量之間的相差，或由π的整數(shù)倍來倍乘該相差，從而可以正確地探測(cè)磁光信號(hào)。從而，根據(jù)本發(fā)明的光盤驅(qū)動(dòng)器兼容包括磁光盤在內(nèi)的各種類型光盤。
應(yīng)指出的是，在上述光盤驅(qū)動(dòng)器中，光傳輸裝置的相差產(chǎn)生裝置應(yīng)適宜地由一對(duì)楔形雙折射晶體的組合形成，該晶體的晶軸彼此垂直。通過利用晶軸彼此垂直的一對(duì)楔形二次折射的晶體組合作為相差產(chǎn)生裝置，有可能簡(jiǎn)單并精確地調(diào)整由相差產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的相差，并也可有效地抑制通過相差產(chǎn)生裝置導(dǎo)引的光線發(fā)生光軸偏移。
同樣，上述目的也可以通過提供如下的光盤驅(qū)動(dòng)器予以實(shí)現(xiàn)，該光盤驅(qū)動(dòng)器包括用于一同旋轉(zhuǎn)多個(gè)光盤的裝置；發(fā)出用于向多個(gè)光盤寫入信號(hào)及/或從多個(gè)光盤讀取信號(hào)的光線的光源；多個(gè)對(duì)應(yīng)于多個(gè)光盤而設(shè)置的拾取頭，每個(gè)拾取頭其上安裝了將從光源發(fā)出的光線匯聚的物鏡，并在被光盤旋轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)的相應(yīng)光盤上掃掠，以將由物鏡匯聚的光線照射到光盤上；用于接收返回光線以探測(cè)由光線攜帶的信號(hào)的裝置，返回光線是作為從多個(gè)拾取頭中的相應(yīng)一個(gè)照射到光盤上光線的一部分；以及用于將從光源發(fā)出的光線導(dǎo)引向多個(gè)拾取頭中每一個(gè)并將來自光盤的返回光線導(dǎo)引向信號(hào)探測(cè)裝置的裝置。
在根據(jù)本發(fā)明的上述光盤驅(qū)動(dòng)器中，光傳輸裝置包括對(duì)應(yīng)于多個(gè)光盤的多個(gè)偏振保持光纖；在用于從光源發(fā)出的光線的光路和用于向信號(hào)探測(cè)裝置傳播的返回光線的光路之間作出選擇的光路選擇裝置；以及用于產(chǎn)生相差的裝置，當(dāng)向拾取頭傳播的光線或向信號(hào)探測(cè)裝置傳播的返回光線穿過由光路選擇裝置所選擇的偏振保持光纖之一時(shí)產(chǎn)生的場(chǎng)振動(dòng)分量之間的相差被相差產(chǎn)生裝置所產(chǎn)生的相差抵消或被π的整數(shù)倍倍乘。
在這種光盤驅(qū)動(dòng)器中，安裝在其內(nèi)的多個(gè)光盤被光盤旋轉(zhuǎn)裝置一同旋轉(zhuǎn)。同樣，用于向各光盤寫入和/或從各光盤讀取信號(hào)的光線從光源發(fā)出。
從光源發(fā)出的光線被光傳輸裝置導(dǎo)引到拾取頭，該光傳輸裝置包括多個(gè)偏振保持光纖、光路選擇裝置和相差產(chǎn)生裝置。此時(shí)，光路選擇器選擇多個(gè)偏振保持光纖中的一個(gè)以用于將從光源發(fā)出的光線入射到被選擇的偏振保持光纖上，從而，從光源發(fā)出的光線將僅被導(dǎo)引到對(duì)應(yīng)于被光盤旋轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)的多個(gè)光盤中特定一個(gè)的拾取頭上。
拾取頭在特定光盤上掃掠，并由物鏡將從光源發(fā)出并被光傳輸裝置導(dǎo)引的光線匯聚，以照射到光盤上。
作為從光源發(fā)出、照射到特定光盤上并從后者反射的光線的一部分且攜帶信號(hào)的返回光線被光傳輸裝置導(dǎo)引到信號(hào)探測(cè)裝置。信號(hào)探測(cè)裝置接收返回光線并探測(cè)由此攜帶的信號(hào)。
在根據(jù)本發(fā)明的上述光盤驅(qū)動(dòng)器中，在磁光盤用作光盤，且從該磁光盤利用Kerr效應(yīng)探測(cè)信號(hào)的情況下，來自磁光盤的返回光線將以離軸方式入射到光傳輸裝置的偏振保持光纖上。從而，在通過偏振保持光纖導(dǎo)引的返回光線中，將基于偏振保持光纖的二次折射在電場(chǎng)振動(dòng)分量之間產(chǎn)生相差。然而，在這種光盤驅(qū)動(dòng)器中，在通過偏振保持光纖導(dǎo)引的光線中發(fā)生的場(chǎng)振動(dòng)分量之間的相差被相差產(chǎn)生裝置所產(chǎn)生的相差抵消，或被π的整數(shù)倍倍乘，從而寫在磁光盤上的信號(hào)可以被正確探測(cè)。因此，這種光盤驅(qū)動(dòng)器可以兼容包括磁光盤在內(nèi)的各種類型光盤。
同樣，在這種光盤驅(qū)動(dòng)器中，由于對(duì)于從光源發(fā)出的光線，由光傳輸裝置的光路選擇器選擇光路，以將光線照射到在多個(gè)光盤中選出的特定一個(gè)上，而信號(hào)探測(cè)裝置接收返回光線，并探測(cè)由返回光線攜帶的信號(hào)，不需要對(duì)應(yīng)多個(gè)光盤提供不止一個(gè)光源和信號(hào)探測(cè)裝置，而是光源和信號(hào)探測(cè)裝置可以對(duì)于所有光盤公用。因此，該光盤驅(qū)動(dòng)器可以由少量零件構(gòu)成，并從而可以以較小成本制造。
應(yīng)指出的是，當(dāng)對(duì)于向拾取頭傳播的光線或向信號(hào)探測(cè)裝置傳播的返回光線的光路被選擇時(shí)，如果在向拾取頭傳播的光線及向信號(hào)探測(cè)裝置傳播的返回光線的場(chǎng)振動(dòng)分量之間產(chǎn)生相差，理想地是調(diào)節(jié)相差為π的整數(shù)倍。例如，在光路選擇器布置成通過反射入射光而將光路從一個(gè)改變成另一個(gè)的情況下，在光線中產(chǎn)生的相差可以通過利用反射光線的介電薄膜予以調(diào)整到π的整數(shù)倍。
同樣，在這種光盤驅(qū)動(dòng)器中，光傳輸裝置的相差產(chǎn)生裝置應(yīng)適宜地由一對(duì)楔形雙折射晶體組合形成，該晶體的晶軸彼此垂直。通過利用晶軸彼此垂直的一對(duì)楔形雙折射晶體組合作為相差產(chǎn)生裝置，有可能簡(jiǎn)單并精確地調(diào)節(jié)由相差產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的相差，并也可以有效地抑制通過相差產(chǎn)生裝置導(dǎo)引的光線發(fā)生光軸偏移。
同樣，在這種光盤驅(qū)動(dòng)器中，光傳輸裝置的相差產(chǎn)生裝置應(yīng)適當(dāng)設(shè)置在對(duì)應(yīng)于多個(gè)光盤的多個(gè)拾取頭的每一個(gè)中。在這種情況下，由每個(gè)相差產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的相差可以對(duì)于多個(gè)偏振保持光纖的每一個(gè)調(diào)節(jié)。
同樣，在這種光盤驅(qū)動(dòng)器中，光傳輸裝置的相差產(chǎn)生裝置可以設(shè)置在光路選擇器和光源及信號(hào)探測(cè)裝置之間的光路中。在這種情況下，相差產(chǎn)生裝置可以公用，并從而，該光盤驅(qū)動(dòng)器可以由較少零件構(gòu)成。然而，在這種情況下，多個(gè)偏振保持光纖必須彼此長(zhǎng)度相同，以用于在每個(gè)偏振保持光纖中產(chǎn)生相似的相差。
圖1示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的光盤驅(qū)動(dòng)器的構(gòu)造；圖2示出了圖1所示的光盤驅(qū)動(dòng)器的構(gòu)造示例；圖3是圖1中光盤驅(qū)動(dòng)器的光路選擇器及其附近部分的示意圖；
圖4是設(shè)置在圖1所示的光盤驅(qū)動(dòng)器中的PANDA型偏振保持光纖的剖視圖；圖5是設(shè)置在圖1所示的光盤驅(qū)動(dòng)器中的相差產(chǎn)生裝置的示例的透視圖；圖6示出偏振保持光纖的反彈模式的色散特性；圖7是沿偏振保持光纖長(zhǎng)度截取的芯部及其附近部分的剖視圖；圖8是在圖1所示的光盤驅(qū)動(dòng)器中的光路的示意圖；圖9是從光線傳播方向看到的、在圖8中箭頭A所示位置處向磁光盤傳播的光線的偏振狀態(tài)的示意圖；圖10是從光線傳播方向看到的、在圖8中箭頭B所示位置處向磁光盤傳播的光線的偏振狀態(tài)的示意圖；圖11是從光線傳播方向看到的、在圖8中箭頭C所示位置處向磁光盤傳播的光線的偏振狀態(tài)的示意圖；圖12是從光線傳播方向看到的、來自磁光盤且其偏振在Kerr效應(yīng)下旋轉(zhuǎn)的返回光線的偏振狀態(tài)的示意圖；圖13是從光線傳播方向看到的、在圖8中箭頭C所示位置處來自磁光盤的返回光線的偏振狀態(tài)的示意圖；圖14是從光線傳播方向看到的、在圖8中箭頭B所示位置處來自磁光盤的返回光線的偏振狀態(tài)的示意圖；圖15是從光線傳播方向看到的、在圖8中箭頭A所示位置處來自磁光盤的返回光線的偏振狀態(tài)的示意圖；圖16示出圖1所示的光盤驅(qū)動(dòng)器的另一示例的構(gòu)造。
具體實(shí)施例方式
在與附圖結(jié)合時(shí)，本發(fā)明的這些目的及其他目的、特征以及優(yōu)點(diǎn)將從以下本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的詳細(xì)描述而得以明白。
現(xiàn)在參照?qǐng)D1，其示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的光盤驅(qū)動(dòng)器的構(gòu)造。光盤驅(qū)動(dòng)器總體上由附圖標(biāo)記1標(biāo)識(shí)。如圖所示，光盤驅(qū)動(dòng)器1包括光源單元2、信號(hào)探測(cè)器3、光傳輸器4、拾取頭5以及光盤旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器6。在這個(gè)光盤驅(qū)動(dòng)器1中，由光源單元2發(fā)出的光線通過光傳輸器4導(dǎo)引到拾取頭5，用于向被光盤旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器6轉(zhuǎn)動(dòng)的光盤7照射，而來自光盤7的返回光線被光傳輸器4導(dǎo)引，通過拾取頭5到達(dá)信號(hào)探測(cè)器3，從而，信號(hào)探測(cè)器3將探測(cè)由返回光線攜帶的信號(hào)。
上述光盤驅(qū)動(dòng)器1構(gòu)造如圖2中詳細(xì)示出的。如圖所示，光盤驅(qū)動(dòng)器1其內(nèi)已經(jīng)安裝四個(gè)磁光盤作為光盤，它們包括第一光盤7a、第二光盤7b、第三光盤7c和第四光盤7d。光盤驅(qū)動(dòng)器1將向這些第一到第四磁光盤7a、7b、7c和7d中選出的一個(gè)寫入及/或讀取信號(hào)。
光源單元2包括例如由半導(dǎo)體激光器制成的光源11和匯聚從光源11發(fā)出的光線的組合透鏡12。被組合透鏡12匯聚的光線由光傳輸器4導(dǎo)引到拾取頭5。
光傳輸器4包括將用于來自光源單元2的光線的光路和用于向信號(hào)探測(cè)器3傳播的返回光線的光路相互分離的分光器13；光路選擇器14；分別對(duì)應(yīng)于第一到第四磁光盤7a、7b、7c和7d的多個(gè)偏振保持光纖，即，第一到第四光纖15a、15b、15c和15d；以及也分別對(duì)應(yīng)于第一到第四磁光盤7a、7b、7c和7d的多個(gè)相差產(chǎn)生器，即，第一到第四相差產(chǎn)生器16a、16b、16c和16d。
如圖3中所示，光路選擇器14包括轉(zhuǎn)子21，該轉(zhuǎn)子由步進(jìn)電機(jī)等(未示出)轉(zhuǎn)動(dòng)，且其轉(zhuǎn)動(dòng)中心軸CL與已經(jīng)穿過分光器13的光線的光路對(duì)齊。轉(zhuǎn)子21其上安裝第一反射鏡22和第二反射鏡23，其中第一反射鏡22設(shè)置在轉(zhuǎn)子21的旋轉(zhuǎn)中心軸CL上并相對(duì)旋轉(zhuǎn)中心軸CL傾斜45度，而第二反射鏡23平行于第一反射鏡22設(shè)置并在偏離旋轉(zhuǎn)中心軸CL的位置處。
在光路選擇器14處，從光源11發(fā)出、被組合透鏡12匯聚并穿過分光器13的光線被第一反射鏡22反射并然后被第二反射鏡23反射，以用于入射到第一到第四偏振保持光纖15a、15b、15c和15d的一個(gè)上。
當(dāng)轉(zhuǎn)子21旋轉(zhuǎn)時(shí)，安裝在偏離轉(zhuǎn)子21旋轉(zhuǎn)中心軸CL位置處的第二反射鏡23將移動(dòng)，描繪出一圓形。因此，被第二反射鏡23反射的光線的光路也隨著轉(zhuǎn)子21的旋轉(zhuǎn)而變化。通過將第一到第四偏振保持光纖15a、15b、15c和15d設(shè)置成它們一端沿第二反射鏡23移動(dòng)軌跡、以它們之間預(yù)定間距定位，且控制轉(zhuǎn)子21的旋轉(zhuǎn)，以便被第二反射鏡23反射的光線的光路與第一到第四偏振保持光纖15a、15b、15c和15d中所選出的一個(gè)的光軸中心重合，就有可能使光線僅入射到被選定的偏振保持光纖上。
在這種光盤驅(qū)動(dòng)器1中，對(duì)于來自光源單元2的光線，光路被光路選擇器14選擇以導(dǎo)引光線入射到第一到第四偏振保持光纖15a、15b、15c和15d中選出的一個(gè)上，并從而將光線僅照射到磁光盤7a、7b、7c和7d中對(duì)應(yīng)選定的偏振保持光纖的一個(gè)上，從而，信號(hào)被寫入磁光盤中及/或從磁光盤中讀出。
同樣，光路選擇器14由第二反射鏡23和第一反射鏡22以此順序向分光器13反射來自磁光盤并通過所選定的偏振保持光纖返回的返回光線。入射到分光器13上的返回光線被分光器13向信號(hào)探測(cè)器3反射。
來自磁光盤的返回光線以其偏振軸在Kerr效應(yīng)下旋轉(zhuǎn)的形式返回。對(duì)于這種光盤驅(qū)動(dòng)器1，由于Kerr效應(yīng)被用于探測(cè)寫入磁光盤內(nèi)的信號(hào)，就需要將返回光線導(dǎo)引到信號(hào)探測(cè)器3，且保持Kerr旋轉(zhuǎn)角。由于光路選擇器14利用第一反射鏡22和第二反射鏡23將一個(gè)光路變?yōu)榱硪粋€(gè)光路，當(dāng)光線被第一反射鏡22和第二反射鏡23反射時(shí)，光線將在場(chǎng)振動(dòng)分量之間產(chǎn)生相差。從而，在光路選擇器14中，需要用介電薄膜例如作為第一反射鏡22和第二反射鏡23的反射層，以便用π的整數(shù)倍倍乘在如上被反射的光線中產(chǎn)生的場(chǎng)振動(dòng)分量之間的相差。
第一到第四偏振保持光纖15a、15b、15c和15d(將總體上稱為“偏振保持光纖15”)適于在光線通過其傳播的芯部的一個(gè)方向上產(chǎn)生應(yīng)力，從而，使折射率在應(yīng)力所產(chǎn)生的方向和垂直于上述方向的方向之間產(chǎn)生偏差，以允許偏振保持光纖15呈現(xiàn)二次折射。在偏振保持光纖15中，二次折射的折射率分布可以預(yù)測(cè)。
圖4示意性示出所謂的PANDA型偏振保持光纖的橫截面圖，該光纖已經(jīng)作為上述偏振保持光纖15的示例而提出。PANDA型偏振保持光纖15包括芯部31，其具有較大折射率，并被折射率小于芯部31的包殼32覆蓋；還包括一對(duì)也設(shè)置在包殼32中、分別在芯部31的兩側(cè)的應(yīng)力提升器33a和33b，以向芯部31產(chǎn)生應(yīng)力。這種PANDA型偏振保持光纖15被形成為管狀，其中芯部31具有例如5μm直徑的極小環(huán)形截面，而包殼32具有例如125μm直徑的環(huán)形截面。
在偏振保持光纖15中，入射到芯部31上的光線被允許傳播，并同時(shí)在芯部31和包殼32之間的邊界重復(fù)地全反射。此時(shí)，在PANDA型偏振保持光纖15中，應(yīng)力由一對(duì)應(yīng)力提升器33a和33b在從芯部31的中心向該對(duì)應(yīng)力提升器33a和33b的方向(在圖4中Y軸方向)施加到芯部31上。因此，芯部31將由于折射率在Y軸方向和垂直于Y軸方向的方向(圖4中X軸方向)之間的不同而具有二次折射。
在芯部31的應(yīng)力被施加的這種偏振保持光纖15中，在Y軸方向或垂直于Y軸的X軸方向上入射的線性偏振光線能夠以保持其偏振的方式傳輸。然而，光盤驅(qū)動(dòng)器1利用磁光盤作為光盤7，并由此，在Kerr效應(yīng)下，向磁光盤傳播的光線將在一個(gè)方向上偏振，而來自磁光盤的返回光線將在另一方向上偏振。為了避免這樣，上述光束以離軸方式入射到這個(gè)光盤驅(qū)動(dòng)器1中的偏振保持光纖15上，從而，通過偏振保持光纖15傳播的光線將在場(chǎng)振動(dòng)分量之間產(chǎn)生相差。然而，在這種光盤驅(qū)動(dòng)器1中，第一到第四相差發(fā)生器16a、16b、16c和16d分別設(shè)置在通過偏振保持光纖15傳播的光束的光路上，以利用由第一到第四相差發(fā)生器16a、16b、16c和16d的每一個(gè)產(chǎn)生的相差抵消在通過偏振保持光纖15傳播的光線中出現(xiàn)的場(chǎng)振動(dòng)分量之間的相差，或由π的整數(shù)倍倍乘該相差，從而抑制偏振保持光纖15的二次折射的影響，并因此，該光盤驅(qū)動(dòng)器1可以正確地探測(cè)磁光信號(hào)。
設(shè)置了第一到第四相差發(fā)生器16a、16b、16c和16d(以下，將總稱為“相差發(fā)生器16”)，以在傳輸?shù)墓饩€中確實(shí)地產(chǎn)生相差，從而抵消在通過偏振保持光纖15而傳播的光線中產(chǎn)生的場(chǎng)振動(dòng)分量之間的相差，或由π的整數(shù)倍倍乘該相差。這種相差發(fā)生器16的示例在圖5中示例性圖示。
如圖5所示，相差發(fā)生器16稱為“Babinet補(bǔ)償器”，其為一對(duì)晶軸彼此垂直的楔形雙折射晶體41和42的組合。雙折射晶體41和42由單軸雙折射材料制成，如方解石、石英等。單軸雙折射材料具有兩個(gè)不同的折射率，一個(gè)在沿著晶軸的方向上，而另一個(gè)在垂直于晶軸方向的方向上。單軸雙折射晶體形成為楔形。如此形成的成對(duì)的雙折射晶體41和42彼此抵靠地以它們的斜面連接以形成相差發(fā)生器16。在這種相差發(fā)生器16中，成對(duì)的雙折射晶體41和42在圖5中箭頭A的方向沿它們抵靠表面移動(dòng)，以正確地改變?cè)谙嗖畎l(fā)生器16透射光線的那部分的雙折射晶體41和42的厚度，以將在透過相差發(fā)生器16的光線中產(chǎn)生的相差設(shè)定為任意值。
例如，假設(shè)在沿晶軸方向和垂直于晶軸方向的方向上的兩個(gè)不同折射率分別為n1和n2，且通過其光線首次透射的該對(duì)雙折射晶體41和42之一(41)的厚度為d1時(shí)，在透過雙折射晶體41的光線內(nèi)產(chǎn)生的相差Δ1由以下表達(dá)式(1)給出Δ1＝2πd1(|n1-n2|)/λ(1)其中，λ是光源11的波長(zhǎng)。
同樣，假設(shè)另一雙折射晶體42的厚度為d2時(shí)，在穿過該雙折射晶體42的光線內(nèi)產(chǎn)生的相差Δ2由以下表達(dá)式(2)給出Δ2＝-2πd2(|n1-n2|)/λ (2)在透過由雙折射晶體41和42組合而形成的相差發(fā)生器16的光線內(nèi)產(chǎn)生的相差Δ由以下表達(dá)式(3)給出Δ＝2πd/λ(d1-d2)(|n1-n2|) (3)如從表達(dá)式(3)中得知的，通過適宜地分別改變光線所通過的圖5所示相差發(fā)生器的該對(duì)雙折射晶體41和42的厚度d1和d2，有可能將在穿過相差發(fā)生器16的光線中產(chǎn)生的相差設(shè)定為任意值。
在光盤驅(qū)動(dòng)器1中，這種相差發(fā)生器16設(shè)置在用于光線通過偏振保持光纖15傳播的光路上，以使通過偏振保持光纖15的光線穿過相差發(fā)生器16，以便在光線中產(chǎn)生相差，從而由所產(chǎn)生的相差抵消在通過偏振保持光纖15傳播的光線內(nèi)產(chǎn)生的相差，或由π的整數(shù)倍倍乘光線中產(chǎn)生的相差(在通過偏振保持光纖15傳播的光線中產(chǎn)生的相差+在通過相差發(fā)生器16傳播的光線中產(chǎn)生的相差)。
應(yīng)指出的是，有可能用“Senarmon雙折射測(cè)量”方法確認(rèn)光相差是否正確調(diào)整。如果相差未正確調(diào)整，應(yīng)該改變光線所穿過的相差發(fā)生器16的該對(duì)雙折射晶體41和42的厚度d1和d2，以調(diào)節(jié)在通過相差發(fā)生器16傳播的光線中產(chǎn)生的相差?！癝enarmon”方法是公知方法，并因此不再描述。
以上，已經(jīng)描述了由成對(duì)楔形晶體41和42的組合形成的相差發(fā)生器16。應(yīng)指出的是，相差發(fā)生器16不局限于上述提及的那種，可以由從各種各樣的雙折射材料中選出的一種制成。例如，相差發(fā)生器16可以由單一的雙折射晶體制成，該雙折射晶體由單軸雙折射材料以楔形形狀形成。在這種情況下，通過適當(dāng)?shù)馗淖児饩€在雙折射晶體上的入射位置，有可能將在通過雙折射晶體傳播的光線中產(chǎn)生的相差設(shè)定為任意值。然而，在這種情況下，由于透射過雙折射晶體的光線的傳播方向?qū)⒏淖?，故需要調(diào)整光學(xué)系統(tǒng)。
在根據(jù)本發(fā)明的光盤驅(qū)動(dòng)器1中，四個(gè)相差發(fā)生器16(第一到第四相差發(fā)生器16a、16b、16c和16d)分別對(duì)應(yīng)第一到第四偏振保持光纖15a、15b、15c和15d設(shè)置。第一到第四相差發(fā)生器16a、16b、16c和16d安裝到四個(gè)拾取頭5(第一到第四拾取頭5a、5b、5c和5d)上，而該拾取頭分別對(duì)應(yīng)于第一到第四磁光盤7a、7b、7c和7d而設(shè)置。
如圖2所示，第一到第四拾取頭5a、5b、5c和5d設(shè)置有支承在其基體端的支承臂51a、51b、51c和51d，并設(shè)置了自由端以分別面對(duì)第一到第四磁光盤7a、7b、7c和7d的頂側(cè)。
支承臂51a、51b、51c和51d在其基體端分別設(shè)置有諸如音圈電機(jī)等的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器。每個(gè)支承臂51a、51b、51c和51d圍繞芯軸52被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器轉(zhuǎn)動(dòng)。
此外，支承臂51a、51b、51c和51d分別具有固定在其自由端的浮置滑塊53a、53b、53c和53d，后者的一側(cè)分別對(duì)著第一到第四磁光盤7a、7b、7c和7d。每個(gè)浮置滑塊53a、53b、53c和53d被提供有第一到第四磁光盤7a、7b、7c和7d的相應(yīng)一個(gè)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的氣流，并因而浮置在磁光盤之上一預(yù)定量。由于每個(gè)支承臂51a、51b、51c和51d被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器轉(zhuǎn)動(dòng)，而磁光盤7a、7b、7c和7d的相應(yīng)一個(gè)被芯軸驅(qū)動(dòng)，這些浮置滑塊53a、53b、53c和53d中的相應(yīng)一個(gè)在相應(yīng)的磁光盤上掃掠。
浮置滑塊53a、53b、53c和53d分別合并有物鏡54a、54b、54c和54d。每個(gè)物鏡54a、54b、54c和54d將從光源單元2發(fā)出的并通過光傳輸器4導(dǎo)引到第一到第四拾取頭5a、5b、5c和5d中相應(yīng)一個(gè)的光線匯聚，并將光線照射到第一到第四磁光盤7a、7b、7c和7d的相應(yīng)一個(gè)上。通過物鏡54a、54b、54c和54d中相應(yīng)一個(gè)匯聚的并照射到第一到第四磁光盤7a、7b、7c和7d相應(yīng)一個(gè)上的光線在磁光盤的信號(hào)記錄表面上形成光點(diǎn)。信號(hào)將被寫入到磁光盤上光點(diǎn)形成的地方，同樣信號(hào)也可以從磁光盤該區(qū)域讀出。
同樣，在利用第一到第四磁光盤7a、7b、7c和7d作為光盤7的光盤驅(qū)動(dòng)器1中，浮置滑塊53a、53b、53c和53d分別合并有磁線圈(未示出)以及物鏡54a、54b、54c和54d。在信號(hào)記錄過程中，磁場(chǎng)施加到第一到第四磁光盤7a、7b、7c和7d每一個(gè)的光點(diǎn)形成的部分上，以將信號(hào)寫入磁光盤的該部分中。
此外，支承臂51a、51b、51c和51d在其自由端分別設(shè)置有光路彎曲反射鏡55a、55b、55c和55d，該反射鏡將已被光傳輸器4導(dǎo)引的光線反射到支承臂51a、51b、51c和51d每一個(gè)的自由端，以用于入射到第一到第四物鏡54a、54b、54c和54d的相應(yīng)一個(gè)上，該反射鏡也將來自第一到第四磁光盤7a、7b、7c和7d相應(yīng)一個(gè)的返回光線向光傳輸器4反射。
第一到第四磁光盤7a、7b、7c和7d安裝在光盤旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器6上。這個(gè)光盤旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器6包括芯軸電機(jī)61和控制芯軸電機(jī)61工作的電機(jī)控制電路(未示出)。第一到第四磁光盤7a、7b、7c和7d與芯軸電機(jī)61的芯軸61a一同安裝，并因此它們由芯軸電機(jī)61驅(qū)動(dòng)以恒定角速度一同旋轉(zhuǎn)。
在這種光盤驅(qū)動(dòng)器1中，從光源單元2發(fā)出的光線將經(jīng)由光傳輸器4傳輸?shù)降谝坏降谒氖叭☆^5a、5b、5c和5d中所選定的一個(gè)上。被安裝在所選定拾取頭上的物鏡匯聚的光線照射到被芯軸電機(jī)61一同轉(zhuǎn)動(dòng)的第一到第四磁光盤7a、7b、7c和7d中對(duì)應(yīng)于所選定拾取頭的一個(gè)上。同樣，來自該磁光盤的返回光線由光傳輸器4傳輸?shù)叫盘?hào)探測(cè)器3。
信號(hào)探測(cè)器3包括偏振分光器71，以偏振并分離從磁光盤反射并由光傳輸器4傳輸?shù)姆祷毓饩€；第一光電探測(cè)器72，以接收來自偏振分光器71的一個(gè)偏振光分量并將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)；以及第二光電探測(cè)器73，以接收來自偏振分光器71的另一個(gè)偏振光分量并將其轉(zhuǎn)化為電信號(hào)。
基于由第一光電探測(cè)器72接收并光電轉(zhuǎn)化的光線所導(dǎo)致的探測(cè)信號(hào)和由第二光電探測(cè)器73接收并光電轉(zhuǎn)化的光線所導(dǎo)致的探測(cè)信號(hào)，信號(hào)探測(cè)器3將產(chǎn)生來自磁光盤的讀取信號(hào)、諸如尋軌誤差信號(hào)、聚焦誤差信號(hào)、位置信息等的伺服控制信號(hào)。應(yīng)指出的是，作為來自磁光盤的讀取信號(hào)的磁光信號(hào)從分別來自第一光電探測(cè)器72和來自第二光電探測(cè)器73的探測(cè)信號(hào)的差值獲得。
以下將描述由光盤驅(qū)動(dòng)器1進(jìn)行的用于讀取記錄在第一到第四磁光盤7a、7b、7c和7d每一個(gè)上的信號(hào)的操作。應(yīng)指出的是，將以示例的形式描述讀取記錄在第一到第四磁光盤7a、7b、7c和7d中第一個(gè)磁光盤(7a)上記錄的信號(hào)的操作，而對(duì)于從其他磁光盤7b、7c和7d中每一個(gè)讀取信號(hào)的操作將類似地進(jìn)行。
對(duì)于讀取記錄在第一磁光盤7a上的信號(hào)，首先，第一到第四磁光盤7a、7b、7c和7d被芯軸電機(jī)61一同旋轉(zhuǎn)。標(biāo)識(shí)第一拾取頭5a當(dāng)前位置的位置信息被探測(cè)，而諸如音圈電機(jī)等的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)器將投入工作，即基于位置信息轉(zhuǎn)動(dòng)支承臂51a，且浮置滑塊53a被送到第一磁光盤7a上的預(yù)定位置處。
接著，讀取光線從光源11發(fā)出。從光源11發(fā)出的光線被組合透鏡12匯聚，傳輸通過分光器13并入射到光路選擇器14上。
入射到光路選擇器14上的光線被第一反射鏡22反射，并然后被第二反射鏡23反射，以入射到從第一到第四偏振保持光纖15a、15b、15c和15d中選定的第一偏振保持光纖15a上。
在第一偏振保持光纖15a上的入射光線傳播通過芯部31，同時(shí)在第一偏振保持光纖15a的芯部31和包殼32之間的邊界上重復(fù)全反射，從而傳輸?shù)街С斜?1a的自由端。此時(shí)，由第一偏振保持光纖15a傳輸?shù)墓饩€將由于第一偏振保持光纖15a的二次折射而在場(chǎng)振動(dòng)分量之間產(chǎn)生相差。
離開第一偏振保持光纖15a的光線穿過第一相差發(fā)生器16a。此時(shí)，已經(jīng)穿過第一偏振保持光纖15a并穿過第一相差發(fā)生器16a的光線將具有一相差，該相差將抵消由于第一偏振保持光纖15a的二次折射而產(chǎn)生的場(chǎng)振動(dòng)分量間的相差或由π的整數(shù)倍倍乘該相差。從而，有可能有效地防止第一偏振保持光纖15a的二次折射對(duì)磁光信號(hào)的探測(cè)產(chǎn)生不利地影響。
已經(jīng)穿過第一相差發(fā)生器16a的光線被光路彎曲反射鏡55a反射，以入射到合并于第一拾取頭5a的浮置滑塊53a中的物鏡54a上。此時(shí)，浮置滑塊53a被提供有由第一磁光盤7a轉(zhuǎn)動(dòng)而產(chǎn)生的氣流，并被浮置到第一磁光盤7a之上一預(yù)定量。
入射到物鏡54a上的光線被物鏡匯聚，以作為線性偏振光線照射到第一磁光盤7a上的預(yù)定位置處。從而，光點(diǎn)形成在第一磁光盤7a的預(yù)定位置處。
作為線性偏振光線照射到第一磁光盤7a預(yù)定位置處的光線具有在作用于該位置處磁場(chǎng)(記錄信號(hào))影響下旋轉(zhuǎn)的偏振軸。來自第一磁光盤7a的返回光線再次以被旋轉(zhuǎn)的偏振軸經(jīng)由物鏡45a和光路彎曲反射鏡55a入射到第一相差發(fā)生器16a上。
已經(jīng)穿過第一相差發(fā)生器16a的返回光線被第一偏振保持光纖15a傳輸。此時(shí)，當(dāng)返回光線通過第一偏振保持光纖15a傳播時(shí)在場(chǎng)振動(dòng)分量之間產(chǎn)生的相差將被返回光線穿過第一相差發(fā)生器16a時(shí)產(chǎn)生的相差抵消，或被π的整數(shù)倍倍乘。
被第一偏振保持光纖15a傳輸?shù)姆祷毓饩€經(jīng)由光路選擇器14到達(dá)分光器13，并被分光器13反射向偏振分光器71。
從而返回光線到達(dá)將偏振并分離返回光線的偏振分光器71。即，已經(jīng)到達(dá)偏振分光器71的返回光線的一個(gè)偏振分量透射過偏振分光器71，而另一個(gè)偏振分量被偏振分光器71反射。
透射過偏振分光器71的那個(gè)偏振光分量被第一光電探測(cè)器72接收或探測(cè)。同樣，被偏振分光器71反射的另一個(gè)偏振光分量被第二光電探測(cè)器73接收。由第一光電探測(cè)器72和第二光電探測(cè)器73接收的返回光線作為探測(cè)信號(hào)被第一光電探測(cè)器72和第二光電探測(cè)器73光電轉(zhuǎn)化并探測(cè)。
基于這些探測(cè)信號(hào)，就產(chǎn)生了來自第一磁光盤7a的讀取信號(hào)(磁光信號(hào))、伺服控制信號(hào)等。
在根據(jù)本發(fā)明的光盤驅(qū)動(dòng)器1中，從光源11發(fā)出的光線和來自磁光盤7a、7b、7c和7d的返回光線被偏振保持光纖15傳輸，如前所述。在通過偏振保持光纖15傳輸?shù)墓馐杏捎谠摴饫w的二次折射而產(chǎn)生的場(chǎng)振動(dòng)分量之間的相差被由相差發(fā)生器16產(chǎn)生的相差抵消，或被π的整數(shù)倍倍乘。從而，在這種光盤驅(qū)動(dòng)器1中，有可能抑制偏振保持光纖15的二次折射對(duì)磁光信號(hào)的探測(cè)的影響，從而，允許正確地探測(cè)磁光信號(hào)。
以下將進(jìn)一步說明在通過偏振保持光纖15傳輸?shù)墓饩€由于該光纖的二次折射而產(chǎn)生的相差被相差發(fā)生器16產(chǎn)生的相差抵消或被π的整數(shù)倍倍乘二次折射引起的相差的原理。
示于圖4中的PANDA型偏振保持光纖15的反彈模式的色散特性在圖6中加以說明。圖6示出使脈沖信號(hào)在偏振保持光纖15中產(chǎn)生延遲失真的多模色散。在圖6中，垂直軸表示規(guī)范化頻率V，而水平軸表示規(guī)范化傳播系數(shù)β/k。應(yīng)指出的是，規(guī)范化頻率V是無單位的，并由V＝(2πa/λ)(n芯部2-n包殼2)1/2給出(其中a是芯部31的半徑，λ是光線的波長(zhǎng)，n芯部是芯部31的折射率，而n包殼是包殼32的折射率)。同樣，規(guī)范化傳播系數(shù)β/k是沿偏振保持光纖15長(zhǎng)度的光線傳播系數(shù)β被波數(shù)k＝2π/λ的除數(shù)。
參照?qǐng)D7，以沿圖4所示垂直于圖4中X和Y軸的偏振保持光纖15長(zhǎng)度(Z軸方向)截取的剖面圖形式示出芯部31及其附近部分。以下將參照?qǐng)D7描述傳播系數(shù)β和波數(shù)k之間的關(guān)系。
假設(shè)具有傳播角θ的光線通過芯部31傳播時(shí)，在傳播方向的光線傳播系數(shù)可以由n芯部k表示，而在Z軸方向傳播的光線的傳播系數(shù)β可以由β＝n芯部kcosθ給出。規(guī)范化傳播系數(shù)β/k可以由β/k＝n芯部cosθ給出。即，眾所周知的是，傳播角θ越小，規(guī)范化傳播系數(shù)β/k越接近芯部31的折射率n芯部，而在傳播角θ較大的角度θ截止處，規(guī)范化傳播系數(shù)β/k為包殼32的折射率n包殼。因此，當(dāng)規(guī)范化傳播系數(shù)β/k近似于芯部31的折射率n芯部時(shí)，光線可以在芯部31內(nèi)反彈，以通過偏振保持光纖15傳播，而當(dāng)規(guī)范化傳播系數(shù)β/k近似于包殼32的折射率n包殼時(shí)，光線不能在芯部31內(nèi)反彈，而幾乎不通過偏振保持光纖15傳播。
以下將參照?qǐng)D6描述通過偏振保持光纖15傳播的光線的反彈模式。
用于通過無二次折射芯部31傳播的光線的反彈模式被衰減，但如果存在二次折射，則該衰減將被消除，且該模式將被分成兩個(gè)反彈模式HE11，x和HE11，y，如圖6所示。應(yīng)指出的是，術(shù)語“衰減”意味著反彈模式自由度減小。如圖6所示，只有HE11，x和HE11，y模式允許形成可以傳播的規(guī)范化頻率V的范圍。該范圍被稱作“偏振保持區(qū)”，其中偏振保持光纖15可以良好地工作。因此，當(dāng)規(guī)范化頻率V具有上述范圍內(nèi)的值時(shí)，偏振保持光纖15的芯部31將具有二次折射。
當(dāng)規(guī)范化頻率V取大于偏振保持區(qū)的較大值時(shí)，傳播為多模形式，導(dǎo)致磁光信號(hào)光線幾乎不能傳播的多模色散。將導(dǎo)致多模色散的規(guī)范化頻率V的波長(zhǎng)一般被稱為“截止波長(zhǎng)”。應(yīng)指出的是，前面所述的偏振保持光纖15為商業(yè)可用的。在這種商業(yè)可用的偏振保持光纖中，當(dāng)來自半導(dǎo)體激光器的具有633nm波長(zhǎng)λ的光線傳輸時(shí)，雙折射率差值為6×10-4數(shù)量級(jí)，而截止波長(zhǎng)約為600nm。偏振保持光纖15的折射率分布方向可以在偏振保持光纖15從其制造商提供處獲知。
圖8是光線沿其向磁光盤7傳播的光路的示意圖，其中包括了偏振保持光纖15，而圖9到11示意性示出了從光線傳播方向看到的向磁光盤7傳播的光線的偏振狀態(tài)。參照這些附圖，將描述如何通過設(shè)置在光路內(nèi)的相差發(fā)生器16補(bǔ)償由于光線通過偏振保持光纖15時(shí)偏振保持光纖15的二次折射而產(chǎn)生的場(chǎng)振動(dòng)分量之間的相差。應(yīng)指出的是，光路選擇器14在圖8中省略，而光路選擇器14的該對(duì)反射鏡22和23中每一個(gè)優(yōu)選地具有形成在其反射表面上的介電薄膜，正如前面所述的，且場(chǎng)振動(dòng)分量之間相差的反射導(dǎo)致的變化量應(yīng)設(shè)定為π的整數(shù)倍。
從光源11發(fā)出并通過組合透鏡12和分光器13傳播的光線為線性偏振光線。其入射到偏振保持光纖15上，且偏振軸相對(duì)偏振保持光纖15的X軸傾斜45度，如圖9所示。應(yīng)指出的是，圖9示出從光線傳播方向看到的在圖8中箭頭A所示位置處的光線偏振狀態(tài)。
該光線將通過偏振保持光纖15傳播。在傳播過程中，光線將在由于偏振保持光纖15的二次折射產(chǎn)生的相差影響下橢圓偏振或圓偏振。
在由于偏振保持光纖15的二次折射產(chǎn)生的相差影響下已經(jīng)橢圓偏振或圓偏振的光線將入射到以晶軸X和Y與偏振保持光纖15的前移相位軸(X軸)和延遲相位軸(Y軸)重合的方式設(shè)置的相差發(fā)生器16上。應(yīng)指出的是，圖10示出從光線傳播方向看到的圖8中箭頭B所示位置處光線的偏振狀態(tài)。此時(shí)，相差發(fā)生器16的延遲(光線場(chǎng)振動(dòng)分量的相位延遲)應(yīng)設(shè)定為抵消由于偏振保持光纖15二次折射產(chǎn)生的相差的值，或由π的整數(shù)倍倍乘相差的值。
由于偏振保持光纖15的二次折射產(chǎn)生的場(chǎng)振動(dòng)分量之間的相差取決于長(zhǎng)度和雙折射率，并將在偏振保持光纖15的長(zhǎng)度和雙折射率變化時(shí)改變。因此，為了吸收?qǐng)稣駝?dòng)分量之間相差的變化，相差發(fā)生器16的延遲必須調(diào)節(jié)。相差發(fā)生器16的延遲可以例如通過改變光線所透射的雙折射晶體41和42的厚度d1和d2而予以簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)，如上所述。應(yīng)指出的是，如前面已經(jīng)描述的，相差發(fā)生器16a、16b、16c和16d分別對(duì)應(yīng)于多個(gè)偏振保持光纖15a、15b、15c和15d設(shè)置，相差發(fā)生器16a、16b、16c和16d每一個(gè)的延遲應(yīng)事先調(diào)整，以便此后不需再調(diào)整。
入射到相差發(fā)生器16上的光線穿過相差發(fā)生器，以產(chǎn)生一相差，該相差將抵消由于偏振保持光纖15的二次折射產(chǎn)生的相差，或由π的整數(shù)倍倍乘二次折射引起的相差。結(jié)果，光線將呈現(xiàn)如圖11所示的線性偏振，并將離開相差發(fā)生器16。應(yīng)指出的是，圖11示出從光線傳播方向看到的圖8中箭頭C所示位置處光線的偏振狀態(tài)。
由于穿過相差發(fā)生器16而呈現(xiàn)線性偏振的光線入射到物鏡54上，物鏡將該光線照射到磁光盤7上的預(yù)定記錄位置。從而，將在磁光盤7的預(yù)定記錄位置處形成光點(diǎn)。
從光源11發(fā)出并向磁光盤7傳播的光線的場(chǎng)振動(dòng)分量的相位變化將利用Jones矩陣加以解釋。Jones矩陣是光線偏振狀態(tài)的符號(hào)表示，而從光源11發(fā)出的光線的偏振狀態(tài)由以下表達(dá)式(4)給出 假設(shè)由于偏振保持光纖15的二次折射產(chǎn)生的場(chǎng)振動(dòng)分量之間的相差為Δ，從光源11發(fā)出的光線所受到的偏振變化由以下表達(dá)式(5)給出 其中i是虛數(shù)，而Δ是由于偏振保持光纖二次折射引起的相差。
由于其晶軸X和Y設(shè)置成與偏振保持光纖15的前移軸和延遲軸重合的相差發(fā)生器16而產(chǎn)生的場(chǎng)振動(dòng)分量相位變化由以下表達(dá)式(6)給出 其中i是虛數(shù)，而Δ是由于偏振保持光纖二次折射引起的相差。
上述表達(dá)式(4)、(5)、和(6)的乘積將產(chǎn)生以下表達(dá)式(7)Expi-Δ200Exp-i-Δ2ExpiΔ200Exp-iΔ211=11---(7)]]>如從表達(dá)式(7)所知道的，從光源11發(fā)出的光線的偏振狀態(tài)被保留。即，從光源11發(fā)出的線性偏振光線通過偏振保持光纖15傳輸，并然后穿過相差發(fā)生器16。從而，光線的偏振狀態(tài)被保持并在保持其偏振狀態(tài)的同時(shí)照射到磁光盤7上。應(yīng)指出的是，為了記錄磁光信號(hào)，形成在磁光盤7上的光點(diǎn)的溫度被升高到居里點(diǎn)以上。同樣，為了讀取磁光信號(hào)，從來自磁光盤7的反射光中探測(cè)在Kerr效應(yīng)下偏振平面的旋轉(zhuǎn)，即，Kerr旋轉(zhuǎn)。
接著，將在下面參照?qǐng)D8和12到15描述來自光盤7的返回光線的偏振狀態(tài)，這些附圖示出了從返回光線傳播方向看到的返回光線偏振狀態(tài)。
來自磁光盤7的返回光線具有在Kerr效應(yīng)下旋轉(zhuǎn)的偏振平面，如圖12所示，而其再次入射到相差發(fā)生器16上，同時(shí)處于圖13所示的偏振狀態(tài)。應(yīng)指出的是，圖13示出從返回光線傳播方向看到的在圖8中箭頭C所示位置處的返回光線的偏振狀態(tài)。
入射到相差發(fā)生器16上的返回光線在返回光線穿過相差發(fā)生器16時(shí)產(chǎn)生的相差影響下為橢圓偏振或圓偏振。穿過相差發(fā)生器16的返回光線再次入射到偏振保持光纖15，同時(shí)處于如圖14所示的橢圓或圓偏振。應(yīng)指出的是，圖14示出從返回光線的傳播方向看到的在圖8中箭頭B所示位置的返回光線的偏振狀態(tài)。
入射到偏振保持光纖15的返回光線將通過光纖15傳播。在傳播過程中，返回光線在由于偏振保持光纖15的二次折射所產(chǎn)生的相差影響下將呈現(xiàn)出線性偏振，且保持Kerr旋轉(zhuǎn)角，并離開偏振保持光纖15。應(yīng)指出的是，圖15示出從返回光線的傳播方向看到的在圖8中箭頭A所示位置的返回光線的偏振狀態(tài)。
呈現(xiàn)線性偏振且保持Kerr旋轉(zhuǎn)角、離開偏振保持光纖15的返回光線被分光器13反射，然后被偏振分光器71偏振并分離，并被第一和第二光電探測(cè)器72和73接收。從而，將探測(cè)到磁光信號(hào)。
下面將利用Jones矩陣解釋來自磁光盤7的返回光線的場(chǎng)振動(dòng)分量的相位變化。
由于來自磁光盤7的返回光線受到Kerr旋轉(zhuǎn)，其偏振狀態(tài)由以下表達(dá)式(8)給出 其中θ是Kerr旋轉(zhuǎn)角。
由表達(dá)式(8)示出的已通過Kerr旋轉(zhuǎn)角旋轉(zhuǎn)的線性偏振返回光線將入射到相差發(fā)生器16上。由相差發(fā)生器16產(chǎn)生的場(chǎng)振動(dòng)分量的相位變化由上面的表達(dá)式(6)給出。同樣，已經(jīng)穿過相差發(fā)生器16的返回光線將入射到偏振保持光纖15上。由于偏振保持光纖15的二次折射產(chǎn)生的場(chǎng)振動(dòng)分量之間的相差變化由上面的表達(dá)式(5)給出。表達(dá)式(8)、(6)和(5)的乘積產(chǎn)生下面的表達(dá)式(9)ExpiΔ200Exp-iΔ2Expi-Δ200Exp-iΔ2cosθ-sinθsinθcosθ-11---(9)]]>→-cosθ-sinθ-sinθ+cosθ]]>從上面的表達(dá)式(9)可以知道已經(jīng)穿過相差發(fā)生器16并通過偏振保持光纖15向第一和第二光電探測(cè)器72和73導(dǎo)引的返回光線是線性偏振的。
從第一和第二光電探測(cè)器72和73看到，已經(jīng)穿過相差發(fā)生器16并傳播過偏振保持光纖15的返回光線的偏振狀態(tài)由以下表達(dá)式(10)給出cosθ+sinθ-sinθ+cosθ---(10)]]>上述表達(dá)式(10)的分解將產(chǎn)生下面的表達(dá)式(11)cos(-θ)-sin(-θ)sin(-θ)cos(-θ)11---(11)]]>上述表達(dá)式(11)意味著從光源11發(fā)出的線性偏振光線的偏振軸旋轉(zhuǎn)了-θ。即，可以知道保持了返回光線的Kerr旋轉(zhuǎn)角。
如上面已經(jīng)描述的，根據(jù)本發(fā)明的光盤驅(qū)動(dòng)器1改進(jìn)成當(dāng)從光源11發(fā)出的光線傳播穿過偏振保持光纖15所產(chǎn)生的場(chǎng)振動(dòng)分量之間的相差以及當(dāng)來自磁光盤的返回光線傳播穿過偏振保持光纖15時(shí)產(chǎn)生的場(chǎng)振動(dòng)分量之間的相差被相差發(fā)生器16產(chǎn)生的相差抵消，或由π的整數(shù)倍倍乘。因此，在這種光盤驅(qū)動(dòng)器1中，從光源11發(fā)出的線性偏振光線在保持線性偏振的同時(shí)照射到磁光盤7上，而由磁光盤7反射的、且其偏振軸由Kerr旋轉(zhuǎn)角旋轉(zhuǎn)的線性偏振返回光線作為保持Kerr旋轉(zhuǎn)角的線性偏振光線入射到第一和第二光電探測(cè)器72和73上，以正確地探測(cè)出來自磁光盤7的磁光信號(hào)。
應(yīng)指出的是，上面已經(jīng)描述了根據(jù)本發(fā)明的光盤驅(qū)動(dòng)器1的實(shí)施例，其中四個(gè)相差發(fā)生器16a、16b、16c和16d分別對(duì)應(yīng)于四個(gè)偏振保持光纖15a、15b、15c和15d設(shè)置，而光盤驅(qū)動(dòng)器1可以改進(jìn)為在光線傳播穿過偏振保持光纖15a、15b、15c和15d每一個(gè)時(shí)產(chǎn)生的場(chǎng)振動(dòng)分量之間的相差可以通過利用單一相差發(fā)生器16而予以抵消或由π的整數(shù)倍倍乘，如圖16所示。在后一情況下，相差發(fā)生器16要設(shè)置在分光器13和光路選擇器14之間。
通過利用相差發(fā)生器16將光線傳播穿過偏振保持光纖15a、15b、15c和15d每一個(gè)時(shí)產(chǎn)生的場(chǎng)振動(dòng)分量之間的相差抵消或由π的整數(shù)倍倍乘，有可能以較少數(shù)量的零件和較低的成本制造光盤驅(qū)動(dòng)器1。然而，在這種情況下，如果在各偏振保持光纖15a、15b、15c和15d中存在長(zhǎng)度和雙折射率的不同，則需要對(duì)應(yīng)每個(gè)偏振保持光纖15a、15b、15c和15d調(diào)節(jié)上述相差發(fā)生器16的延遲。
同樣，上面已經(jīng)描述了光盤驅(qū)動(dòng)器1，其中安裝了四個(gè)磁光盤7a、7b、7c和7d，而信號(hào)向四個(gè)磁光盤7a、7b、7c和7d的選定一個(gè)中寫入及/或從四個(gè)磁光盤7a、7b、7c和7d的選定一個(gè)中讀出。然而，本發(fā)明當(dāng)然不局限于“四個(gè)”磁光盤7，而是根據(jù)本發(fā)明，光盤驅(qū)動(dòng)器1可以用于向一單獨(dú)的磁光盤7寫入及/或從一單獨(dú)的磁光盤7讀出。在這種情況下，光路選擇器14變得不需要了，且將只分別設(shè)置一單獨(dú)的偏振保持光纖15、相差發(fā)生器16和單獨(dú)的拾取頭5。
同樣，在上面已經(jīng)描述了一種光盤驅(qū)動(dòng)器1，其中，磁光盤7a、7b、7c和7d安裝到芯軸電機(jī)61的芯軸61a上。然而，本發(fā)明不局限于上述實(shí)施例，而可以應(yīng)用于這種光盤驅(qū)動(dòng)器，其中光盤7可裝載到驅(qū)動(dòng)單元中并從該單元中可卸載，或可以應(yīng)用于所謂的盤片可卸載型光盤驅(qū)動(dòng)器。
此外，本發(fā)明已經(jīng)對(duì)磁光盤用作光盤7的光盤驅(qū)動(dòng)器1加以描述。然而，在本發(fā)明中，用作光盤驅(qū)動(dòng)器1中的光盤類型不限于磁光盤型，而以CD(致密盤)為代表的凹坑-圖形類型盤片以及以DVD-RAM(數(shù)字視頻盤片-隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)為代表的相變盤片也可以用作光盤7。同樣在凹坑-圖形類型盤片或相變盤片用作上述光盤驅(qū)動(dòng)器1中的光盤7情況下，讀取信號(hào)可以基于來自光盤7的返回光線量中的變化而無困難地讀出。
在如上所述，多個(gè)光盤7用于光盤驅(qū)動(dòng)器1中的情況下，多個(gè)光盤可以包括相同類型或不同類型的一個(gè)。
工業(yè)應(yīng)用性在根據(jù)本發(fā)明的光盤驅(qū)動(dòng)器中，在穿過偏振保持光纖的光線中產(chǎn)生的場(chǎng)振動(dòng)分量之間的相差可以由相差發(fā)生器產(chǎn)生的相差抵消，或被π的整數(shù)倍倍乘，從而，允許正確地探測(cè)出磁光信號(hào)。因此，根據(jù)本發(fā)明的光盤驅(qū)動(dòng)器兼容包括磁光盤在內(nèi)的所有類型的光盤。
權(quán)利要求
1.一種光盤驅(qū)動(dòng)器，包括用于旋轉(zhuǎn)光盤的裝置；發(fā)出用于向光盤寫入信號(hào)及/或從光盤讀取信號(hào)的光線的光源；拾取頭，其內(nèi)安裝了將光源發(fā)出的光線匯聚的物鏡，且該拾取頭在被旋轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)的光盤上掃掠，以將被物鏡匯聚的光線照射到光盤上；用于接收作為從拾取頭向光盤照射并從光盤反射的光線的一部分的返回光線并從返回光線中探測(cè)信號(hào)的裝置；以及用于將從光源發(fā)出的光線向拾取頭傳輸以及將來自光盤的返回光線向信號(hào)探測(cè)裝置傳輸?shù)难b置；光傳輸裝置包括偏振保持光纖和相差產(chǎn)生裝置，以用相差產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的相差抵消當(dāng)向拾取頭傳播的光線或向信號(hào)探測(cè)裝置傳播的光線通過偏振保持光纖引導(dǎo)時(shí)產(chǎn)生的電場(chǎng)振動(dòng)分量之間的相差，或用π的整數(shù)倍倍乘該相差。
2.如權(quán)利要求1所述的光盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，相差產(chǎn)生裝置為一對(duì)楔形雙折射晶體的組合，所述晶體的晶軸彼此垂直。
3.如權(quán)利要求1所述的光盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，光盤是磁光盤。
4.一種光盤驅(qū)動(dòng)器，包括用于一同旋轉(zhuǎn)多個(gè)光盤的裝置；發(fā)出用于向多個(gè)光盤寫入及/或從光盤讀取信號(hào)的光線的光源；對(duì)應(yīng)于多個(gè)光盤設(shè)置的多個(gè)拾取頭，每個(gè)拾取頭其上安裝了物鏡以將從光源發(fā)出的光線匯聚，且拾取頭在被光盤旋轉(zhuǎn)裝置轉(zhuǎn)動(dòng)的適當(dāng)光盤上掃掠，以將被物鏡匯聚的光線照射到該光盤上；用于接收返回光線的裝置，其中返回光線為從多個(gè)拾取頭中相應(yīng)一個(gè)向光盤照射的光線的一部分，以探測(cè)由該光線攜帶的信號(hào)；以及用于將從光源發(fā)出的光線傳輸?shù)蕉鄠€(gè)拾取頭的每一個(gè)上并將來自光盤的返回光線傳輸?shù)叫盘?hào)探測(cè)裝置的裝置；光傳輸裝置，包括對(duì)應(yīng)于多個(gè)光盤的多個(gè)偏振保持光纖；用于在從光源發(fā)出的光線的光路和向信號(hào)探測(cè)裝置傳播的返回光線光路之間作出選擇的光路選擇裝置；以及用于產(chǎn)生相差的裝置，在向拾取頭傳播的光線或向信號(hào)探測(cè)裝置傳播的返回光線穿過由光路選擇裝置選定的一個(gè)偏振保持光纖時(shí)產(chǎn)生的場(chǎng)振動(dòng)分量之間的相差被相差產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的相差抵消或被π的整數(shù)倍倍乘。
5.如權(quán)利要求4所述的光盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，當(dāng)光線或返回光線的路徑被光路選擇裝置從一個(gè)改變?yōu)榱硪粋€(gè)時(shí)，向拾取頭傳播的光線或向信號(hào)探測(cè)裝置傳播的返回光線中產(chǎn)生的場(chǎng)振動(dòng)分量之間的相差被π的整數(shù)倍倍乘。
6.如權(quán)利要求4所述的光盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，相差產(chǎn)生裝置為一對(duì)楔形雙折射晶體的組合，該晶體的晶軸彼此垂直。
7.如權(quán)利要求4所述的光盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，相差產(chǎn)生裝置分別安裝在多個(gè)拾取頭上。
8.如權(quán)利要求4所述的光盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，相差產(chǎn)生裝置設(shè)置在光路選擇裝置和光源及信號(hào)探測(cè)裝置之間。
9.如權(quán)利要求4所述的光盤驅(qū)動(dòng)器，其特征在于，多個(gè)光盤中至少一個(gè)是磁光盤。
全文摘要
從光源(11)發(fā)出的光線或磁光盤(7a、7b、7c或7d)反射的返回光線利用偏振保持光纖(15a、15b、15c或15d)傳輸。相差產(chǎn)生裝置(16a、16b、16c和16d)分別設(shè)置在這些光束的光路上,在光線中由于偏振保持光纖(15a、15b、15c或15d)的二次折射而產(chǎn)生的場(chǎng)振動(dòng)分量之間的相差被相差產(chǎn)生裝置(16a、16b、16c和16d)產(chǎn)生的相差抵消,或被π的整數(shù)倍倍乘。
文檔編號(hào)G11B7/135GK1363089SQ01800261
公開日2002年8月7日 申請(qǐng)日期2001年2月21日 優(yōu)先權(quán)日2000年2月21日
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