專(zhuān)利名稱：聚焦誤差檢測(cè)裝置及具有其的全息數(shù)據(jù)記錄/再生設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種聚焦誤差檢測(cè)裝置以及一種提供有這種聚焦誤差檢測(cè)裝置的全息數(shù) 據(jù)記錄/再生設(shè)備。具體說(shuō)來(lái)，本發(fā)明涉及一種聚焦誤差檢測(cè)裝置，其在通過(guò)全息攝影術(shù)記 錄以及再生數(shù)據(jù)的光存儲(chǔ)器設(shè)備中使用。
背景技術(shù)：
隨著激光束波長(zhǎng)減小以及數(shù)值孔徑增加，光盤(pán)的存儲(chǔ)容量不斷增加，因此首先出現(xiàn)CD, 然后DVD以及最終HD DVD。目前據(jù)稱存儲(chǔ)容量趨近于HD DVD和藍(lán)光光盤(pán)的極限，它們 都使用發(fā)出具有405nm波長(zhǎng)光線的藍(lán)紫半導(dǎo)體激光器?？紤]到這個(gè)，應(yīng)該提供一種新的數(shù) 據(jù)記錄/再生系統(tǒng)，以賦予光盤(pán)超大的存儲(chǔ)容量。既然如此，人們研究以高密度儲(chǔ)存數(shù)據(jù)的 各種系統(tǒng)，例如體記錄，多層記錄和鄰近記錄，作為下一代的高密度光存儲(chǔ)器系統(tǒng)。在這 些光存儲(chǔ)器系統(tǒng)中，使用全息攝影術(shù)的體記錄光存儲(chǔ)器系統(tǒng)被認(rèn)為是有前途的。近年來(lái)， 實(shí)驗(yàn)已經(jīng)在進(jìn)行，其結(jié)果表明可以開(kāi)發(fā)高靈敏度全息介質(zhì)，而且可以增加各介質(zhì)的存儲(chǔ)容 量。因此，研究和開(kāi)發(fā)轉(zhuǎn)到提供實(shí)用的全息介質(zhì)。利用全息攝影術(shù)的體記錄光存儲(chǔ)器系統(tǒng)的原理在于，信息束在光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)中與 參考光束干涉，將數(shù)據(jù)記錄為三維圖形的精密干涉圖。多個(gè)數(shù)據(jù)項(xiàng)可以記錄在光學(xué)數(shù)據(jù)記 錄介質(zhì)的同一位置或者重疊位置。利用全息攝影術(shù)的光存儲(chǔ)器系統(tǒng)可以存儲(chǔ)比現(xiàn)有光盤(pán)多 得多的數(shù)據(jù)量，現(xiàn)有光盤(pán)例如HDDVD和藍(lán)光光盤(pán)，其中數(shù)據(jù)以坑或記錄記號(hào)的形式記錄 在平面中。利用全息攝影術(shù)的光存儲(chǔ)器系統(tǒng)分為幾個(gè)多路復(fù)用系統(tǒng)，例如移位多路復(fù)用系統(tǒng) (shift-multiplexing system)，角度多路復(fù)用系統(tǒng)和分波長(zhǎng)多路復(fù)用系統(tǒng)，其設(shè)計(jì)來(lái)提高數(shù) 據(jù)記錄密度。移位多路復(fù)用系統(tǒng)稍微改變激光束相對(duì)記錄介質(zhì)的位置，從而記錄數(shù)據(jù)。角度多路復(fù)用系統(tǒng)改變激光束相對(duì)記錄介質(zhì)的角度從而記錄資料。分波長(zhǎng)多路復(fù)用系統(tǒng)改變 激光束的波長(zhǎng)，從而記錄資料。這些類(lèi)型的多路復(fù)用系統(tǒng)可以組合成多種記錄和再生數(shù)據(jù) 的系統(tǒng)。"H丄Coufaletal.，HolographicDataStorage,Springer， 2000, (ISBN3-5406-6691-5)" 中披露了典型的多路復(fù)用數(shù)據(jù)記錄/再生系統(tǒng)。第5,483,365號(hào)美國(guó)專(zhuān)利中披露了另一類(lèi)型的 數(shù)據(jù)記錄/再生系統(tǒng)。在這個(gè)系統(tǒng)里，記錄介質(zhì)圍繞垂直于入射面的軸并圍繞垂直于介質(zhì)的 軸旋轉(zhuǎn)。第5,483,365號(hào)美國(guó)專(zhuān)利=中披露的系統(tǒng)稱為旋轉(zhuǎn)復(fù)用(peristrophic multiplexing)。 該系統(tǒng)的典型光學(xué)配置顯示在第5,483,365號(hào)美國(guó)專(zhuān)利說(shuō)明書(shū)的圖1中。該系統(tǒng)可以很簡(jiǎn)單， 因?yàn)槠涔鈱W(xué)部分沒(méi)有可動(dòng)組件，盡管其驅(qū)動(dòng)部分包含可動(dòng)組件。為了使第5，483,365號(hào)美國(guó)專(zhuān)利披露的系統(tǒng)更實(shí)用，重要的是探測(cè)并控制光學(xué)數(shù)據(jù)記錄 介相對(duì)光學(xué)系統(tǒng)質(zhì)的位置。然而，至今尚未提出探測(cè)并控制光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)位置的簡(jiǎn)單 實(shí)用方法。這是因?yàn)楫?dāng)記錄介質(zhì)旋轉(zhuǎn)角度e時(shí)，從記錄介質(zhì)反射并用于探測(cè)介質(zhì)位置的光束 不可避免地彎曲到20的角度。眾所周知，如果記錄介質(zhì)旋轉(zhuǎn)幾度到10度，如同在角度多路 復(fù)用中，光路將偏離太多，使得難以使用探測(cè)光盤(pán)位置的傳統(tǒng)方法?？梢岳猛干涔馐?測(cè)記錄介質(zhì)的位置。在這種情況下，同樣，幾乎無(wú)法探測(cè)記錄介質(zhì)的位置，因?yàn)楫?dāng)介質(zhì)的 位置改變時(shí)該透射光束幾乎不變。因此，應(yīng)該采用新的技術(shù)來(lái)探測(cè)并控制光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介 質(zhì)的位置。發(fā)明內(nèi)容根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供一種聚焦誤差檢測(cè)裝置，包含 激光束源，其發(fā)出聚焦誤差檢測(cè)激光束；分束光學(xué)單元，其將聚焦誤差檢測(cè)激光束分離成第一光束成分和第二光束成分，其使 第一和第二光束成分中的一個(gè)發(fā)散或者會(huì)聚，并且重疊第一和第二光束成分來(lái)產(chǎn)生單個(gè)激 光束；物鏡，其將單個(gè)激光束的第一和第二光束成分分別聚焦在光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)的第一和 第二焦點(diǎn)上，其中光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)具有針孔陣列，并對(duì)第一和第二光束成分實(shí)質(zhì)上不敏 感，第一焦點(diǎn)設(shè)置在針孔的一側(cè)，第二焦點(diǎn)設(shè)置在針孔的另一側(cè)；檢測(cè)光學(xué)單元，其將從光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)出射的單個(gè)激光束分離成第一和第二光束成 分，分別檢測(cè)第一和第二成分以產(chǎn)生第一和第二檢測(cè)信號(hào)；以及處理單元，其處理第一和第二檢測(cè)信號(hào)，從而產(chǎn)生聚焦誤差信號(hào)。根據(jù)本方面的第二方面，提供有一種光學(xué)數(shù)據(jù)記錄/再生設(shè)備，包含記錄/再生激光束源，其產(chǎn)生記錄/再生激光束；第一分束單元，其將記錄/再生激光束分離成記錄激光束和參考激光束； 聚焦檢測(cè)激光束源，其產(chǎn)生聚焦誤差檢測(cè)激光束；第二分束單元，其將聚焦誤差檢測(cè)激光束分離成第一光束成分和第二光束成分，其使 第一和第二光束成分中的一個(gè)發(fā)散或者會(huì)聚，并且重疊第一和第二光束成分來(lái)產(chǎn)生單個(gè)激 光束；物鏡，其將記錄激光束聚焦在全息記錄介質(zhì)上，并且將單個(gè)激光束的第一和第二光束 成分分別聚焦在全息記錄介質(zhì)的第一和第二焦點(diǎn)上，其中全息記錄介質(zhì)具有針孔陣列和對(duì) 第一和第二光束成分實(shí)質(zhì)上不敏感的記錄層，第一焦點(diǎn)設(shè)置在針孔的一側(cè)，第二焦點(diǎn)設(shè)置 在在針孔的另一側(cè)；會(huì)聚光學(xué)單元，其將參考激光束會(huì)聚在記錄層中，其中在記錄模式中，參考激光束與 記錄激光束光學(xué)干涉以產(chǎn)生干涉記錄圖形，并且在再生模式中，參考激光束投射到干涉記 錄圖形上而沒(méi)有記錄激光束的照射，來(lái)從干涉記錄圖形中產(chǎn)生再生激光束；光檢測(cè)器，其探測(cè)再生激光束；檢測(cè)光學(xué)單元，其將從光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)出射的單個(gè)激光束分離成第一和第二光束成 分，分別檢測(cè)第一和第二成分以產(chǎn)生第一和第二檢測(cè)信號(hào)；以及處理單元，其處理第一和第二檢測(cè)信號(hào)，從而產(chǎn)生聚焦誤差信號(hào)。 根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供一種探測(cè)聚焦誤差的方法，包含 產(chǎn)生聚焦誤差檢測(cè)激光束；將聚焦誤差檢測(cè)激光束分離成第一光束成分和一第二光束成分，其使第一和第二光束 成分中的一個(gè)發(fā)散或者會(huì)聚，并且重疊第一和第二光束成分來(lái)產(chǎn)生單個(gè)激光束；將單個(gè)激光束的第一和第二光束成分分別聚焦在光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)的第一和第二焦 點(diǎn)上，其中光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)具有針孔陣列，并且對(duì)第一和第二光束成分實(shí)質(zhì)上不敏感， 第一焦點(diǎn)設(shè)置在針孔的一側(cè)，第二焦點(diǎn)設(shè)置在針孔的另一側(cè)；將從光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)上出射的單個(gè)激光束分離成第一和第二光束成分；分別檢測(cè)第一和第二成分來(lái)產(chǎn)生第一和第二檢測(cè)信號(hào)；以及處理第一和第二檢測(cè)信號(hào)，從而產(chǎn)生聚焦誤差信號(hào)。


圖l是表示光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)結(jié)構(gòu)的剖面原理圖，本發(fā)明實(shí)施例所對(duì)應(yīng)的光學(xué)數(shù)據(jù)記錄/再生設(shè)備可以將數(shù)據(jù)記錄在和再生自其中；圖2是表示圖1所示光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)結(jié)構(gòu)的原理透視圖；圖3是表示本發(fā)明實(shí)施例所對(duì)應(yīng)的光學(xué)數(shù)據(jù)記錄/再生設(shè)備中所包含聚焦誤差檢測(cè)光學(xué) 系統(tǒng)的示意圖；圖4是表示圖3所示光學(xué)數(shù)據(jù)記錄/再生設(shè)備中可以包含的兩焦點(diǎn)形成光學(xué)系統(tǒng)的透視圖；圖5是表示圖3所示光學(xué)數(shù)據(jù)記錄/再生設(shè)備中可以使用的另一種兩焦點(diǎn)形成光學(xué)系統(tǒng) 的側(cè)視圖；圖6A和6B是分別圖解兩個(gè)激光束的圖，這兩個(gè)激光束各自穿過(guò)圖4和5所示聚焦誤差檢 測(cè)光學(xué)系統(tǒng)中的光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)；圖7A到7C是圖解兩個(gè)激光束的其他圖，這兩個(gè)激光束各自穿過(guò)圖4和5所示聚焦誤差檢 測(cè)光學(xué)系統(tǒng)中的光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)；圖7D是表示聚焦誤差與圖7A到7C所示聚焦誤差檢測(cè)光學(xué)系統(tǒng)中安裝的探測(cè)器輸出之 間關(guān)系的曲線；圖8A到8C是圖解兩個(gè)激光束的其它圖，這兩個(gè)激光束各自穿過(guò)圖4和5所示聚焦誤差檢 測(cè)光學(xué)系統(tǒng)中的光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)；圖8D是表示聚焦誤差與圖8A到8C所示聚焦誤差檢測(cè)光學(xué)系統(tǒng)中安裝的探測(cè)器輸出之 間關(guān)系的曲線；圖9是表示本發(fā)明另一實(shí)施例所對(duì)應(yīng)的光學(xué)數(shù)據(jù)記錄/再生設(shè)備中安裝的聚焦誤差檢測(cè) 光學(xué)系統(tǒng)的示意圖；圖10表示圖9所示光學(xué)數(shù)據(jù)記錄/再生設(shè)備中可以使用的兩焦點(diǎn)形成光學(xué)系統(tǒng)的透視圖；圖ll是表示圖9所示光學(xué)數(shù)據(jù)記錄/再生設(shè)備中可以使用的另一種兩焦點(diǎn)形成光學(xué)系統(tǒng) 的側(cè)視圖；圖12是表示光學(xué)數(shù)據(jù)記錄/再生設(shè)備的示意圖，其包含圖3或9所示的聚焦誤差檢測(cè)光學(xué) 系統(tǒng)；以及圖13是表示與圖1所示光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)的針孔層不同的針孔層平面圖。
具體實(shí)施方式
以下參照附圖，說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例所對(duì)應(yīng)的聚焦誤差檢測(cè)裝置和裝備有該聚焦誤差檢測(cè)裝置的全息數(shù)據(jù)記錄/再生設(shè)備。首先說(shuō)明數(shù)據(jù)可以被記錄在全息數(shù)據(jù)記錄/再生設(shè)備中的光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)的配置。然 后說(shuō)明探測(cè)在光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)上聚焦誤差的光學(xué)系統(tǒng)。此外還將說(shuō)明使用本發(fā)明所對(duì)應(yīng) 聚焦誤差檢測(cè)方法的光學(xué)數(shù)據(jù)記錄/再生設(shè)備的配置。[光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)的配置]圖l是表示光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)結(jié)構(gòu)的剖面原理圖，本發(fā)明實(shí)施例所對(duì)應(yīng)的光學(xué)數(shù)據(jù)記 錄/再生設(shè)備可以將數(shù)據(jù)記錄在和再生自其中。圖2是表示該光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)結(jié)構(gòu)的原理 透視圖。如圖1和2所示，光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)20包含光學(xué)數(shù)據(jù)記錄層202和針孔層203。針孔 層203具有一個(gè)或多個(gè)針孔301。光學(xué)數(shù)據(jù)記錄層202放置在針孔層203上。光學(xué)數(shù)據(jù)記錄層 202的物理特性可以用光學(xué)方法改變，從而將干涉圖記錄在層202上。由光學(xué)數(shù)據(jù)記錄層202 和針孔層203組成的兩層構(gòu)造固定在兩個(gè)覆蓋襯底201和204之間。覆蓋襯底201和204是提供用于兩個(gè)目的。第一，它們降低光學(xué)數(shù)據(jù)記錄層202表面上 的傷痕或灰塵的影響。第二，它們固定光學(xué)數(shù)據(jù)記錄層202 (在大多數(shù)情形中為凝膠層)。 在大多數(shù)情形中，覆蓋襯底201和204由玻璃、聚碳酸酯、聚甲基丙烯酸甲酯等它們可以由 其他的材料制成如果它們展現(xiàn)的光學(xué)特性適合于所用激光束的波長(zhǎng)并且如果它們具有足 夠的機(jī)械強(qiáng)度，足夠的尺寸穩(wěn)定性，足夠的易塑性等等。光學(xué)數(shù)據(jù)記錄層202對(duì)使用的記 錄激光束敏感，并且對(duì)使用的聚焦探測(cè)激光束從分不靈敏。更確切地說(shuō)，層202是全息介 質(zhì)，代表性的材料是光聚合物。光聚合物是一種由光聚合單分子物體制成的感光材料。它 的主要組分通常是單體，聚合引發(fā)劑并且多孔基體。注意多孔基體在數(shù)據(jù)記錄前后保持體 積。作為全息介質(zhì)層的光學(xué)數(shù)據(jù)記錄層202，應(yīng)該大約為100i^m或者更厚，以獲得充分的衍 射效率來(lái)再生信號(hào)并且獲得角度多路復(fù)用中要求的角分辨率。光學(xué)數(shù)據(jù)記錄層202可以由 不同于光聚合物的材料制成。它可以由能實(shí)現(xiàn)全息記錄的介質(zhì)制成，例如白明膠重鉻酸鹽 或者光反射晶體。如圖2所示，針孔層203是具有一個(gè)或多個(gè)針孔301的薄膜。針孔301用來(lái)產(chǎn)生稍后說(shuō)明 的聚焦誤差信號(hào)。針孔301提供來(lái)消除在再生數(shù)據(jù)時(shí)產(chǎn)生的不必要的衍射光以及避免在記 錄位置(即，記錄區(qū)域)附近的串?dāng)_。圖2所示的針孔301是物理孔。它們可以是多層薄膜的高透光度部分，剩余部分具有低 透光度并且?guī)缀醪辉试S激光束通過(guò)。在這種情況下，多層薄膜的低透光度部分最好具有光 線吸收層，從而屏蔽反射激光束引起散射光，或者以防止光線到達(dá)光學(xué)數(shù)據(jù)記錄層202。[聚焦誤差檢測(cè)光學(xué)系統(tǒng)]圖3是表示本發(fā)明實(shí)施例所對(duì)應(yīng)的光學(xué)數(shù)據(jù)記錄/再生設(shè)備中所包含聚焦誤差檢測(cè)光學(xué) 系統(tǒng)的示意圖。如上所述，光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)20具有針孔層203，其具有一個(gè)或多個(gè)針孔 301。從圖3可以看到，光檢測(cè)器409和411分別產(chǎn)生兩個(gè)檢測(cè)信號(hào)。表示檢測(cè)信號(hào)之間差異 的信號(hào)被輸入到差動(dòng)放大器412。差動(dòng)放大器412產(chǎn)生聚焦誤差信號(hào)。同時(shí)，聚焦誤差檢測(cè)激光器401發(fā)出線偏振激光束。這個(gè)光束被施加到光束擴(kuò)張光學(xué) 系統(tǒng)(準(zhǔn)直器系統(tǒng))402。光束擴(kuò)張光學(xué)系統(tǒng)402增加光束的直徑，將該光束改變?yōu)槠叫泄?束通量(準(zhǔn)直激光束)。平行光束通量被施加到一個(gè)兩焦點(diǎn)形成光學(xué)系統(tǒng)403。兩焦點(diǎn)形 成光學(xué)系統(tǒng)403將平行光束通量分離成P偏振成分和S偏振成分，并且使P偏振成分或者S偏 振成分發(fā)散或者會(huì)聚。P和S偏振成分彼此重疊，提供單個(gè)激光束。這個(gè)激光束被施加到物 鏡404。當(dāng)物鏡404聚焦P和S極化光束時(shí)，它們當(dāng)中的一個(gè)被發(fā)散或者會(huì)聚。結(jié)果，P和S極 化束可以被聚焦在不同的焦點(diǎn)。圖4表示兩焦點(diǎn)形成光學(xué)系統(tǒng)403的具體例子。在兩焦點(diǎn)形成光學(xué)系統(tǒng)403中，入射線 偏振激光射束穿過(guò)半波長(zhǎng)片501。在穿過(guò)片501的時(shí)候，光束轉(zhuǎn)變?yōu)槠渲蠵和S偏振成分具有 相同強(qiáng)度的光束。然后這個(gè)激光束被施加到偏振光束分離器502上。偏振光束分離器502將 光束分離成P偏振成分和S偏振成分。更具體地說(shuō)，偏振光束分離器502反射一個(gè)偏振成分 并允許另一偏振成分通過(guò)。為了簡(jiǎn)化說(shuō)明，假定S偏振成分被分離器502反射并且P偏振成 分穿過(guò)越分離器502。然后，被分離器502反射的S偏振成分被反光鏡503反射并且施加到衍 射光柵504。衍射光柵504有凹透鏡的功能，因此將入射光束轉(zhuǎn)換來(lái)發(fā)散光束。衍射光柵504 可以具有凸透鏡的功能，并且因此將入射光束轉(zhuǎn)換為會(huì)聚光束。這個(gè)衍射光柵可以實(shí)現(xiàn)為 如下形式，即將主要衍射光束轉(zhuǎn)換為發(fā)散光束的相類(lèi)型波帶片(顯像形式)。眾所周知， 通過(guò)在深度上優(yōu)化柵的凹槽，主要光束的折射效率可以增加到幾乎100%。從衍射光柵504 出射的發(fā)散光束被反光鏡505反射，并且施加到偏振光束分離器506。偏振光束分離器506 還接收平行光束通量的P偏振成分，其穿過(guò)偏振光束分離器502。在偏振光束分離器506的 偏振表面，S和P偏振成分彼此重疊，提供單個(gè)光束。兩焦點(diǎn)形成光學(xué)系統(tǒng)403不僅限于圖4所示的光學(xué)系統(tǒng)。它也可以是圖5所示的光學(xué)系 統(tǒng)。在圖5的光學(xué)系統(tǒng)中，施加到兩焦點(diǎn)形成光學(xué)系統(tǒng)403上的平行通量，例如線偏振激光 束，被施加到半波長(zhǎng)片601。因此線偏振激光射束轉(zhuǎn)變?yōu)槠渲蠵和S偏振成分具有相同強(qiáng)度 的圓偏振激光束。圓偏振激光束被施加到背面固定有衍射光柵的鏡子602上。這個(gè)衍射光 柵與上述相類(lèi)型波帶片(顯像形式)相同。它具有將入射平行激光束轉(zhuǎn)換為發(fā)散激光束以及反射發(fā)散激光束的功能。鏡子602具有在表面全部反射S偏振成分并且允許P偏振成分通 過(guò)的功能。穿過(guò)鏡子602表面的P偏振成分被固定在鏡子602背面的衍射光柵反射轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā) 散激光束。衍射光柵可以將平行入射激光束轉(zhuǎn)變?yōu)闀?huì)聚激光束，而不是上述的發(fā)散激光束。 而且，鏡子602可以在正面全部反射P偏振成分并且允許S偏振成分通過(guò)。被鏡子602反射并由S和P偏振成分組成的反射激光束被施加到半波長(zhǎng)片603。半波長(zhǎng)片 603將S偏振成分轉(zhuǎn)變?yōu)镻偏振成分，并且P偏振成分轉(zhuǎn)變?yōu)镾偏振成分。從片603輸出的P和S 偏振成分被施加到鏡子604。鏡子604與鏡子602的不同僅在于它沒(méi)有衍射光柵。如圖5所示， 鏡子604在正面和背面分別全部反射P偏振成分和S偏振成分。如此在鏡子602的正面反射的 P偏振成分和轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)散光束并且在鏡子602背面反射的S偏振成分互相重疊在鏡子604上， 它們的光軸互相對(duì)準(zhǔn)。如圖3所示，由S和P偏振成分組成并且從兩焦點(diǎn)形成光學(xué)系統(tǒng)403輸出的激光束被會(huì)聚 到物鏡404上。物鏡404將激光束會(huì)聚到光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)20上。在光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)20上， P和S偏振成分聚焦到不同的焦點(diǎn)上。然后P和S偏振成分從光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)20中出射。正 如己經(jīng)所指出的那樣，光學(xué)數(shù)據(jù)記錄層202的介質(zhì)20對(duì)聚焦探測(cè)激光束不敏感，但對(duì)記錄 激光束敏感，正如稍后所述。因此，光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)20可以記錄由數(shù)據(jù)光波和參考光波 形成的干涉圖。穿過(guò)光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)20的發(fā)散激光束被施加到物鏡406。物鏡406將激光束轉(zhuǎn)變?yōu)槠?行光束，其被施加到偏振光束分離器407。偏振光束分離器407在其偏振平面上反射P和S偏 振成分中的一個(gè)，并且允許另一個(gè)偏振成分通過(guò)。結(jié)果，兩個(gè)激光束從偏振光束分離器407 中出射。這些激光束分別被聚焦透鏡408和410聚焦，并且由此施加到光檢測(cè)器409和411。 光檢測(cè)器409和411分別產(chǎn)生表示入射激光束強(qiáng)度的檢測(cè)信號(hào)。檢測(cè)信號(hào)提供到差動(dòng)放大器 412。差動(dòng)放大器412產(chǎn)生聚焦誤差信號(hào)。聚焦誤差信號(hào)提供到驅(qū)動(dòng)信號(hào)產(chǎn)生單元414，其 從聚焦誤差信號(hào)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)。驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供到驅(qū)動(dòng)機(jī)制415，其使介質(zhì)20沿聚焦誤差檢 測(cè)光學(xué)系統(tǒng)(圖3)的光軸微小移動(dòng)，從而將光學(xué)數(shù)據(jù)記錄層202放置在焦點(diǎn)位置。在圖3所示的控制系統(tǒng)中，驅(qū)動(dòng)機(jī)制415沿系統(tǒng)的光軸移動(dòng)介質(zhì)20。或者，驅(qū)動(dòng)機(jī)制415 可以根據(jù)聚焦誤差信號(hào)，沿光軸移動(dòng)物鏡404和406。以下參照?qǐng)D6A和6B以及圖7A至U7D，說(shuō)明圖3所示的光學(xué)系統(tǒng)如何檢測(cè)到焦點(diǎn)。如圖6A 和6B所示，被物鏡404聚焦的激光束在光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)20上形成焦點(diǎn)701和702。也就是 說(shuō)，激光束的P和S偏振成分被聚焦在不同的點(diǎn)，因?yàn)樵趦山裹c(diǎn)形成光學(xué)系統(tǒng)403中偏振成 分中的一個(gè)已經(jīng)被發(fā)散或者會(huì)聚。在上述實(shí)施例中，在兩焦點(diǎn)形成光學(xué)系統(tǒng)403中S偏振成分被發(fā)散。因此，P偏振成分被物鏡404聚焦在位于針孔層203中接近于光源一側(cè)的焦點(diǎn)701。 相反，被發(fā)散的S偏振成分被物鏡404聚焦在位于針孔層203中遠(yuǎn)離光源一側(cè)的焦點(diǎn)702。只 要P偏振成分的光軸Op穿過(guò)針孔301，焦點(diǎn)701離針孔301越近，穿過(guò)針孔301的P偏振成分越 強(qiáng)。焦點(diǎn)701離針孔301越遠(yuǎn)，越多的P偏振成分將被針孔層203阻擋并且穿過(guò)針孔301的P偏 振成分越弱。類(lèi)似地，只要S偏振成分的光軸Op穿過(guò)針孔301，焦點(diǎn)702離針孔301越近，穿 過(guò)針孔301的S偏振成分越強(qiáng)。焦點(diǎn)702離針孔301越遠(yuǎn)，越多的S偏振成分將被針孔層203阻 擋并且穿過(guò)針孔301的P偏振成分越弱。假設(shè)針孔301位于圖6A和6B所示焦點(diǎn)701和702的中點(diǎn)。然后，將發(fā)現(xiàn)記錄激光束聚焦 在光學(xué)數(shù)據(jù)記錄層202上，如果檢測(cè)到兩者都穿過(guò)針孔301的P偏振成分和S偏振成分。也就 是說(shuō)，P和S偏振成分的圓周部分被針孔層203阻擋，如圖6A和6B所示。各自穿過(guò)針孔301 的P和S偏振成分，被施加到圖3所示的光檢測(cè)器409和411。光檢測(cè)器409和411可以分別產(chǎn) 生檢測(cè)信號(hào)。針孔301必須具有如下直徑以致P和S偏振成分的周?chē)糠挚赡鼙会樋讓?03阻擋。更確 切地說(shuō)，要求針孔301應(yīng)該具有下式所給的直徑D :AM<formula>formula see original document page 12</formula>其中Az[pm]是從物鏡404到P偏振成分的焦點(diǎn)701的距離與從物鏡404到S偏振成分的 焦點(diǎn)702的距離之間的差值，NA是物鏡404的數(shù)值孔徑，并且n是光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)20的平 均折射率。以下參照?qǐng)D7A到7D以及圖8A到8D，說(shuō)明當(dāng)光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)20中發(fā)生聚焦誤差(光 軸方向的位置改變)時(shí)光檢測(cè)器409和411產(chǎn)生的檢測(cè)信號(hào)。圖7B和8B分別表示施加到位于 焦點(diǎn)處的針孔301上的P和S偏振成分。分別探測(cè)P和S偏振成分的光檢測(cè)器409和411分別輸 出功率檢測(cè)信號(hào)Vp和Vs。這些信號(hào)Vp和Vs的電平(level)幾乎相等，因?yàn)樗鼈兎謩e被聚 焦在焦點(diǎn)701和702上。因此，差動(dòng)放大器412產(chǎn)生一個(gè)零電平的聚焦誤差信號(hào)，表示P和S 偏振成分都聚焦好。^針孔301從圖7B和8B所示的焦點(diǎn)位置向圖7A所示的焦點(diǎn)位置701移動(dòng)，并且遠(yuǎn)離圖 8A所示的焦點(diǎn)702時(shí)，差動(dòng)放大器412產(chǎn)生一個(gè)負(fù)電平聚焦誤差信號(hào)。在圖7B和8B中，虛 線表示針孔層203的基準(zhǔn)位置，相當(dāng)于焦點(diǎn)位置。如圖7A所示，P偏振成分被針孔層203阻 擋的部分減少，并且P偏振成分穿過(guò)針孔301的部分增加。因此光檢測(cè)器409產(chǎn)生的檢測(cè)信 號(hào)Vp增加圖7D所示幅度。如圖8A所示，S偏振成分被針孔層203阻擋的部分增加，并且S 偏振成分穿過(guò)針孔301的部分減少。因此光檢測(cè)器409產(chǎn)生的檢測(cè)信號(hào)Vs減少圖8D所示幅度。結(jié)果，差動(dòng)放大器412產(chǎn)生負(fù)電平聚焦誤差信號(hào)。當(dāng)針孔301從圖7B和8B所示的焦點(diǎn)位置遠(yuǎn)離圖7C所示的焦點(diǎn)701，并且朝圖8C所示焦 點(diǎn)702移動(dòng)時(shí)，差動(dòng)放大器412產(chǎn)生一個(gè)正電平聚焦誤差信號(hào)。在圖7C和8C中，虛線表示針 孔層203的基準(zhǔn)位置，相當(dāng)于焦點(diǎn)位置。如圖7C所示，P偏振成分被針孔層203阻擋的部分 增加，并且P偏振成分穿過(guò)針孔301的部分減少。因此光檢測(cè)器409產(chǎn)生的檢測(cè)信號(hào)Vp減少 圖7D所示幅度。如圖8C所示，S偏振成分被針孔層203阻擋的部分減少，并且S偏振成分穿 過(guò)針孔301的部分增加。因此光檢測(cè)器409產(chǎn)生的檢測(cè)信號(hào)Vs增加圖8D所示幅度。結(jié)果，差 動(dòng)放大器412產(chǎn)生正電平聚焦誤差信號(hào)。如上所述，P偏振成分被針孔層203阻擋的部分減少，如圖7A所示，并且P偏振成分穿 過(guò)針孔301的部分增加，如果發(fā)生負(fù)值的聚焦誤差(引起具有負(fù)電平的聚焦誤差信號(hào))， 與針孔層203位于其基準(zhǔn)位置即焦點(diǎn)位置的情況相比。反之，如果發(fā)生正值的焦點(diǎn)誤差(引 起具有正電平的聚焦誤差信號(hào))，P偏振成分被針孔層203阻擋的部分增加，如圖7C所示， 并且束穿過(guò)針孔301的光的部分減少。因此光檢測(cè)器409產(chǎn)生的檢測(cè)信號(hào)Vp大小改變?nèi)鐖D7D 所示。相反地，P偏振成分被針孔層203阻擋的部分增加，如圖8A所示，并且P偏振成分穿 過(guò)針孔301的部分減少，如果發(fā)生負(fù)值的聚焦誤差。如果發(fā)生正值的聚焦誤差，S偏振成分 被針孔層203阻擋的部分減少，如圖8C所示，并且光束穿過(guò)針孔301的部分增加。在這種情 況下，光檢測(cè)器411產(chǎn)生的檢測(cè)信號(hào)Vs改變?nèi)鐖D8D所示，其改變方式與光檢測(cè)器409產(chǎn)生的 檢測(cè)信號(hào)Vp相反。這樣，可以通過(guò)找出光檢測(cè)器409和411的輸出信號(hào)之差(Vs — Vp)， 而產(chǎn)生聚焦誤差信號(hào)。如上所述，本發(fā)明所對(duì)應(yīng)的聚焦誤差檢測(cè)方法，可以提供穩(wěn)定的聚焦誤差信號(hào)，即使 在角度多路復(fù)用時(shí)光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)旋轉(zhuǎn)幾度到十度。這是因?yàn)閭鞑ネㄟ^(guò)介質(zhì)的光通量幾 乎沒(méi)有由于介質(zhì)20的轉(zhuǎn)動(dòng)而改變，事實(shí)上沒(méi)有引起偏移。[聚焦誤差檢測(cè)光學(xué)系統(tǒng)的修改例]在圖3到5所示的聚焦誤差檢測(cè)光學(xué)系統(tǒng)中，入射光束被分成P偏振成分和S偏振成分， P和S偏振成分中的一束被發(fā)散或者會(huì)聚。P和S偏振成分合成一個(gè)光束。光束聚焦在兩個(gè)焦 點(diǎn)701和702。聚焦誤差檢測(cè)激光器401可以發(fā)出具有指定波長(zhǎng)范圍并且在第一和第二波長(zhǎng) J 和X2具有波峰的激光束。在這種情況下，可以采用圖9到11所示的聚焦誤差檢測(cè)光學(xué)系統(tǒng)。 圖9到11所示組件中與圖3到5相同的分配有相同的參考編號(hào)，并且將不詳細(xì)描述。在圖9所示的光學(xué)系統(tǒng)中，激光器401發(fā)出在第一和第二波長(zhǎng)X1和X2上具有波峰的激光 束，并且使用分色鏡707代替偏振光束分離器407 (如圖3所示)。在第一和第二波長(zhǎng)X1和人2上具有波峰的激光束從激光器401施加到兩焦點(diǎn)形成光學(xué)系 統(tǒng)703。在兩焦點(diǎn)形成光學(xué)系統(tǒng)703中，入射光束被分成兩束分別具有波長(zhǎng)X1和X2的光束。 這些光束中的一個(gè)被發(fā)散或者轉(zhuǎn)變，并且兩束光合成一個(gè)激光束。該激光束從兩焦點(diǎn)形成 光學(xué)系統(tǒng)703輸出。具有第一和第二波長(zhǎng);il和A2的激光束以與在圖6A和6B、圖7A到7D和 圖8A到8D所示光學(xué)系統(tǒng)中一樣的方式，在光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)20中形成兩個(gè)焦點(diǎn)701和702。 激光束入射到代替偏振光束分離器407使用的分色鏡707上。分色鏡707反射具有波長(zhǎng);il的激光束，其被光檢測(cè)器4U探測(cè)到。具有波長(zhǎng)X2的激光束 穿過(guò)分色鏡707，并且被光檢測(cè)器409探測(cè)到。光檢測(cè)器409和411分別從這些激光束產(chǎn)生兩 個(gè)檢測(cè)信號(hào)。檢測(cè)信號(hào)提供到差動(dòng)放大器412。差動(dòng)放大器412產(chǎn)生表示檢測(cè)信號(hào)大小之差 的聚焦誤差信號(hào)。如圖10所示，兩焦點(diǎn)形成光學(xué)系統(tǒng)703具有代替偏振光束分離器502 (如圖4所示)的 分色鏡712。分色鏡712反射具有波長(zhǎng)X1的激光束。具有波長(zhǎng)X2的激光束穿過(guò)分色鏡712。具 有波長(zhǎng);il的激光束被衍射光柵504發(fā)散，并且施加到分色鏡716。分色鏡716把具有波長(zhǎng);tl 和義2的兩束激光束合成為單個(gè)激光束。這個(gè)激光束從兩焦點(diǎn)形成光學(xué)系統(tǒng)703輸出。在圖io所示的光學(xué)系統(tǒng)中，具有波長(zhǎng);u和;i2的激光束中的一個(gè)被轉(zhuǎn)向或者會(huì)聚。因此可以因?yàn)閰⒄請(qǐng)D7A到7D和圖8A到8D所述的原理，探測(cè)到聚焦誤差。兩焦點(diǎn)形成光學(xué)系統(tǒng)403不僅限于圖10所示的光學(xué)系統(tǒng)?？梢杂袌Dll所示的光學(xué)系統(tǒng) 修改例。在圖U的光學(xué)系統(tǒng)中，使用分色鏡902代替背面裝有衍射光柵的鏡子602，并且類(lèi) 似地使用分色鏡904代替鏡子604 。在圖ll所示的光學(xué)系統(tǒng)中，具有波長(zhǎng)X1和X2的激光束被施加到分色鏡902。分色鏡901 反射具有波長(zhǎng)人l的激光束，其被施加到鏡子904。具有波長(zhǎng)X2的激光束穿過(guò)分色鏡902，并 且被固定在分色鏡902背面的衍射光柵反射。因此具有波長(zhǎng)U的激光束在分色鏡902中發(fā)散。 具有波長(zhǎng)人2并如此發(fā)散的激光束也被施加到鏡子904。在分色鏡902中，具有波長(zhǎng)X1的激光 束和具有波長(zhǎng)X2的激光束被折射并且在背面被反射。因此，具有波長(zhǎng)X1和X2的激光束在鏡 子卯4中合成一個(gè)激光束。這個(gè)激光束從兩焦點(diǎn)光學(xué)系統(tǒng)703輸出。在圖ll所示的光學(xué)系統(tǒng)中，具有波長(zhǎng) d和X2的激光束中的一個(gè)被發(fā)散或者會(huì)聚。因此 光學(xué)系統(tǒng)可以因?yàn)閰⒄請(qǐng)D7A到7D和圖8A到8D所述的原理，探測(cè)到聚焦誤差。[光學(xué)數(shù)據(jù)記錄/復(fù)制再生的配置]圖12是表示光學(xué)數(shù)據(jù)記錄/再生設(shè)備的示意圖，其包含圖3或9所示的聚焦誤差檢測(cè)光學(xué) 系統(tǒng)；除聚焦誤差檢測(cè)光學(xué)系統(tǒng)之外，該設(shè)備具有一記錄/再生光學(xué)系統(tǒng)。記錄/再生光學(xué)系統(tǒng)包含記錄激光器101。記錄激光器101是具有長(zhǎng)相干長(zhǎng)度的單模式激光器，并且因此適 合用于全息記錄。適合記錄光束波長(zhǎng)的激光波長(zhǎng)應(yīng)該短(例如，405 nm，那就是說(shuō)，藍(lán)紫 激光器的輸出波長(zhǎng))，考慮到全息介質(zhì)的設(shè)計(jì)自由。記錄激光器101發(fā)出束線偏振激光射 束，其施加于空間濾波/光束擴(kuò)張光學(xué)系統(tǒng)102。這個(gè)光學(xué)系統(tǒng)102過(guò)濾來(lái)自線偏振激光射束 的噪音并且增加光束的直徑。激光束從光學(xué)系統(tǒng)102施加到半波長(zhǎng)片103。半波長(zhǎng)片103將 激光束轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂蠵偏振成分和S偏振成分的激光束。光束施加到偏振光束分離器104。P偏振成分穿過(guò)偏振光束分離器104，被鏡子105反射，并且施加到特殊光調(diào)制器106。 特殊光調(diào)制器106執(zhí)行P偏振成分的亮度調(diào)制，將P偏振成分表示的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。 數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)等于二進(jìn)制圖形，其包含誤差校正碼并且由許多亮點(diǎn)和暗點(diǎn)組成。這些數(shù)據(jù)塊稱 作頁(yè)碼或者書(shū)。以下，它們將稱為頁(yè)碼。特殊光調(diào)制器106是液晶元件。或者，可以是數(shù) 字微鏡裝置(測(cè)距裝備)或者鐵電液晶元件。注意鐵電液晶元件具有十微秒左右的高響應(yīng) 速度數(shù)。在特殊光調(diào)制器106中強(qiáng)度調(diào)整的激光束被物鏡107聚焦在光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)20 上。這里假定電場(chǎng)在光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)20的入射面振動(dòng)。激光束被以橫磁(TM)模式偏 振并且施加到介質(zhì)20。盡管如此，光束可以以其中電場(chǎng)在垂直于入射面方向振動(dòng)的橫電 (TE)模式偏振，并施加到介質(zhì)20?；蛘撸馐梢允菣E偏光束。另一方面，由偏振光束分離器104反射的S偏振成分施加到半波長(zhǎng)片109。這個(gè)半波長(zhǎng) 片109將S偏振成分轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂衅鹗疾ㄩL(zhǎng)一半波長(zhǎng)的P極化束，其是可以在光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介 質(zhì)20中與數(shù)據(jù)光束相干涉的TM極化束。然后，P極化束被施加到光束壓縮系統(tǒng)llO。系統(tǒng) IIO降低P極化束的直徑。直徑降低的P極化束首先被鏡子111反射，然后被鏡子112反射。 然后P極化束作為參考光束施加到光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)20。在介質(zhì)中20中，P極化束與數(shù)據(jù)光 束相互干涉，從而以精密的干涉圖的形式記錄一個(gè)頁(yè)面數(shù)據(jù)。為了提高角分辨率，要求增加數(shù)據(jù)光束和參考光束之間的角度(即，圖l所示的角度 a )。特殊光調(diào)制器106和CCD U4之間的距離由圖12所示的4f光學(xué)系統(tǒng)定義，其中物鏡107 和113分別具有焦距fl和f2。如圖12所示，執(zhí)行圍繞Y軸的角度多路復(fù)用和圍繞Z軸的角度 多路復(fù)用，以及在X和Y軸的變速多路復(fù)用，以記錄方式完成多路復(fù)用數(shù)據(jù)。這些多路復(fù)用 數(shù)據(jù)記錄類(lèi)似于第5，483,365號(hào)美國(guó)專(zhuān)利中披露的旋轉(zhuǎn)復(fù)用(peristrophicmultiplexing)。在數(shù)據(jù)再生模式中，僅僅參考光束被施加到其中在記錄模式下記錄有數(shù)據(jù)的光學(xué)數(shù)據(jù) 記錄介質(zhì)20。基本光束(數(shù)據(jù)光)在介質(zhì)20中寫(xiě)入的參考圖形中折射，提供二維圖象。二 維圖象施加到CCD 114。 CCD 114將圖像解碼為數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)，從而再生數(shù)據(jù)。在這時(shí)候，提 供在光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)20上的針孔301不僅用于按上述方法探測(cè)聚焦誤差，而且用于消除鄰近記錄位置的串?dāng)_。聚焦誤差檢測(cè)光學(xué)系統(tǒng)具有配置類(lèi)似于參照?qǐng)D3到5和圖6A和6B所述系統(tǒng)的光學(xué)系統(tǒng)。 二向色棱鏡118安裝在特殊光調(diào)制器106和物鏡107之間。二向色棱鏡118允許用作數(shù)據(jù)記錄 光束的藍(lán)激光束通過(guò)，并且反射用作焦點(diǎn)探測(cè)光束的紅光激光束。二向色棱鏡118用于圖3 到5所示的光學(xué)系統(tǒng)。在圖9到11所示的光學(xué)系統(tǒng)中，使用半透明反射鏡棱柱代替二向色棱 鏡118。 二向色棱鏡118或者半透明反射鏡棱柱(118)引導(dǎo)焦點(diǎn)探測(cè)光束到記錄/再生光學(xué) 系統(tǒng)。在記錄/再生光學(xué)系統(tǒng)中，焦點(diǎn)探測(cè)光束施加到光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)20。在穿過(guò)物鏡113 以后，焦點(diǎn)探測(cè)光束傳到提取部分光束的二向色棱鏡119。提取的部分光束從記錄/再生光 學(xué)系統(tǒng)中輸出。在圖3到5所示的光學(xué)系統(tǒng)中，使用二向色棱鏡119。在圖9到11所示的光學(xué) 系統(tǒng)中，使用半鏡棱柱代替二向色棱鏡119。如上所指出，提供在光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)20上的針孔301用來(lái)探測(cè)聚焦誤差以及來(lái)消除 數(shù)據(jù)再生光束中的噪音和串?dāng)_。然而，探測(cè)聚焦誤差的最理想針孔301直徑可能不同于消 除噪音和串?dāng)_的最理想直徑。如果是這個(gè)情況，介質(zhì)20—定具有圖13所述的針孔層。如圖 13所示，這個(gè)針孔層包含光屏蔽903和形成在光屏蔽903上的環(huán)902。光屏蔽903分別具有針 孔901，和圍繞針孔901的環(huán)902。記錄激光束，再生激光束和聚焦誤差檢測(cè)激光束可以穿 過(guò)每個(gè)針孔901。記錄激光束和再生激光束可以穿過(guò)環(huán)902。最好，圖13所示針孔層的光屏 蔽卯3是光吸收層，其屏蔽反射激光束引起的散射光，并且防止光到達(dá)介質(zhì)20的光學(xué)數(shù)據(jù) 記錄層。上述記錄/再生光學(xué)系統(tǒng)是透射型系統(tǒng)。本發(fā)明不限于此。明顯地，本發(fā)明中可以采用 反射同軸直線型的記錄/再生光學(xué)系統(tǒng)?？梢蕴峁┯泻?jiǎn)易而且有用的聚焦誤差檢測(cè)裝置，用于可以在旋轉(zhuǎn)的光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介質(zhì) 上記錄和再生數(shù)據(jù)的光學(xué)數(shù)據(jù)記錄/再生設(shè)備。已經(jīng)說(shuō)明本發(fā)明的最佳模式。本發(fā)明不限于上述實(shí)施例。可以進(jìn)行各種改變和修改， 而不背離本發(fā)明的范圍和實(shí)質(zhì)。對(duì)本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言，很容易實(shí)現(xiàn)其他優(yōu)點(diǎn)和修改。因此，本發(fā)明在其更廣大方 面并不限于本文說(shuō)明的具體細(xì)節(jié)和典型實(shí)施例。相應(yīng)地，可以做出諸多修改，而不背離總 體發(fā)明概念的精神和范圍，該總體發(fā)明概念由附加的權(quán)利要求及其等價(jià)物定義。
權(quán)利要求
1.一種聚焦誤差檢測(cè)裝置，其特征在于，包含激光束源，其發(fā)出聚焦誤差檢測(cè)激光束；分束光學(xué)單元，其將聚焦誤差檢測(cè)激光束分離成第一光束成分和第二光束成分，其使第一和第二光束成分中的一個(gè)發(fā)散或者會(huì)聚，并且重疊第一和第二光束成分來(lái)產(chǎn)生單個(gè)激光束；物鏡，其將單個(gè)激光束的第一和第二光束成分分別聚焦在光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)的第一和第二焦點(diǎn)上，其中光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)具有針孔陣列，并且對(duì)第一和第二光束成分實(shí)質(zhì)上不敏感，第一焦點(diǎn)設(shè)置在針孔的一側(cè)，并且第二焦點(diǎn)設(shè)置在針孔的另一側(cè)；檢測(cè)光學(xué)單元，其將從光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)出射的單個(gè)激光束分離成第一和第二光束成分，分別檢測(cè)第一和第二部分來(lái)產(chǎn)生第一和第二檢測(cè)信號(hào)；以及處理單元，其處理第一和第二檢測(cè)信號(hào)，從而產(chǎn)生聚焦誤差信號(hào)。
2. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，其中分束光學(xué)單元包含第一偏振光束分離 器，將聚焦誤差檢測(cè)激光束分離成分別對(duì)應(yīng)于第一和第二光束成分的P和S偏振成分，并且 重疊P和S偏振成分來(lái)產(chǎn)生單個(gè)激光束，檢測(cè)光學(xué)單元包含第二偏振光束分離器以及第一和 第二檢測(cè)器，第二偏振光束分離器將單個(gè)激光束分離成分別對(duì)應(yīng)于第一和第二光束成分的 P和S偏振成分，并且第一和第二檢測(cè)器分別檢測(cè)P和S偏振成分。
3. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，其中一個(gè)針孔具有下式所給出的直徑D:Ddz.tan(sirT'(上))其中Az[pm]是第一和第二焦點(diǎn)之間的距離，NA是物鏡的數(shù)值孔徑，并且n是光學(xué)數(shù)據(jù) 記錄介質(zhì)的平均折射率。
4. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，其中分束光學(xué)單元包含分色鏡，將聚焦誤 差檢測(cè)激光束分離成分別對(duì)應(yīng)于第一和第二光束成分的第一和第二波長(zhǎng)成分，并且重疊第 一和第二波長(zhǎng)成分來(lái)產(chǎn)生單個(gè)激光束，檢測(cè)光學(xué)單元包含第二分色鏡以及第一和第二檢測(cè) 器，第二分色鏡將單個(gè)激光束分離成分別對(duì)應(yīng)于第一和第二光束成分的第一和第二波長(zhǎng)成 分，并且第一和第二檢測(cè)器分別檢測(cè)第一和第二波長(zhǎng)成分。
5. —種光學(xué)數(shù)據(jù)記錄/再生設(shè)備，其特征在于，包含 記錄/再生激光束源，其產(chǎn)生記錄/再生激光束；第一分束單元，其將記錄/再生激光束分離成記錄激光束和參考激光束； 聚焦檢測(cè)激光束源，其產(chǎn)生聚焦誤差檢測(cè)激光束；第二分束單元，其將聚焦誤差檢測(cè)激光束分離成第一光束成分和第二光束成分，其使 第一和第二光束成分中的一個(gè)發(fā)散或者會(huì)聚，并且重疊第一和第二光束成分來(lái)產(chǎn)生單個(gè)激光束；物鏡，其將記錄激光束聚焦在全息記錄介質(zhì)上，并且將單個(gè)激光束的第一和第二光束 成分分別聚焦在全息記錄介質(zhì)的第一和第二焦點(diǎn)上，其中全息記錄介質(zhì)具有針孔陣列和對(duì) 第一和第二光束成分實(shí)質(zhì)上不敏感的記錄層，第一焦點(diǎn)設(shè)置在針孔的一側(cè)，并且第二焦點(diǎn) 設(shè)置在針孔的另一側(cè)；會(huì)聚光學(xué)單元，其將參考激光束會(huì)聚在記錄層中，其中在記錄模式中，參考激光束與 記錄激光束光學(xué)干涉來(lái)產(chǎn)生干涉記錄圖案，并且在再生模式中，參考激光束投射到干涉記 錄圖案上而沒(méi)有記錄激光束的照射，來(lái)從干涉記錄圖案中產(chǎn)生再生激光束；光檢測(cè)器，其檢測(cè)再生激光束；檢測(cè)光學(xué)單元，其將從光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)出射的單個(gè)激光束分離成第一和第二光束成 分，分別檢測(cè)第一和第二成分來(lái)產(chǎn)生第一和第二檢測(cè)信號(hào)；以及處理單元，其處理第一和第二檢測(cè)信號(hào)，從而產(chǎn)生聚焦誤差信號(hào)。
6. 如權(quán)利要求5所述的裝置，其特征在于，其中第二分束單元包含第一偏振光束分離 器，將聚焦誤差檢測(cè)激光束分離成分別對(duì)應(yīng)于第一和第二光束成分的P和S偏振成分，并且 重疊P和S偏振成分來(lái)產(chǎn)生單個(gè)激光束，檢測(cè)光學(xué)單元包含第二偏振光束分離器以及第一和 第二檢測(cè)器，第二偏振光束分離器將單個(gè)激光束分離成分別對(duì)應(yīng)于第一和第二光束成分的 P和S偏振成分，并且第一和第二檢測(cè)器分別檢測(cè)P和S偏振成分。
7. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，其中一個(gè)針孔具有下式所給出的直徑D:Z)〈」z-tan(siiT'(^"))其中Az[pm]是第一和第二焦點(diǎn)之間的距離，NA是物鏡的數(shù)值孔徑，并且n是光學(xué)數(shù)據(jù) 記錄介質(zhì)的平均折射率。
8. 如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，其中第二分束單元包含分色鏡，將聚焦誤差檢測(cè)激光束分離成分別對(duì)應(yīng)于第一和第二光束成分的第一和第二波長(zhǎng)成分，并且重疊第 一和第二波長(zhǎng)成分來(lái)產(chǎn)生單個(gè)激光束，檢測(cè)光學(xué)單元包含第二分色鏡以及第一和第二檢測(cè) 器，第二分色鏡將單個(gè)激光束分離成分別對(duì)應(yīng)于第一和第二光束成分的第一和第二波長(zhǎng)成 分，并且第一和第二檢測(cè)器分別檢測(cè)第一和第二波長(zhǎng)成分。
9. 一種探測(cè)聚焦誤差的方法，其特征在于，包含產(chǎn)生聚焦誤差檢測(cè)激光束；將聚焦誤差檢測(cè)激光束分離成第一光束成分和第二光束成分，其發(fā)散或者會(huì)聚第一和 第二光束成分中的一個(gè)，并且重疊第一和第二光束成分來(lái)產(chǎn)生單個(gè)激光束；將單個(gè)激光束的第一和第二光束成分分別聚焦在光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)的第一和第二焦 點(diǎn)上，其中光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)具有針孔陣列，并且對(duì)第一和第二光束成分實(shí)質(zhì)上不敏感， 第一焦點(diǎn)設(shè)置在針孔的一側(cè)，并且第二焦點(diǎn)設(shè)置在針孔的另一側(cè)；將從光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)出射的單個(gè)激光束分離成第一和第二光束成分；分別檢測(cè)第一和第二成分來(lái)產(chǎn)生第一和第二檢測(cè)信號(hào)；以及處理第一和第二檢測(cè)信號(hào)，從而產(chǎn)生聚焦誤差信號(hào)。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，其中在分離第一和第二光束成分中，第一 和第二光束成分分別對(duì)應(yīng)于P和S偏振成分，并且P和S偏振成分被重疊，提供單個(gè)激光束； 在檢測(cè)第一和第二光束成分中，單個(gè)激光束被分離成分別對(duì)應(yīng)于第一和第二光束成分的P 和S偏振成分，從而檢測(cè)P和S偏振成分。
11. 一種全息記錄介質(zhì)，其用于產(chǎn)生聚焦誤差檢測(cè)激光束、記錄激光束和參考激光束 的數(shù)據(jù)記錄/再生設(shè)備，其特征在于，所述全息記錄包含具有針孔陣列的針孔層；形成在針孔層上的記錄層，其對(duì)第一和第二光束成分實(shí)質(zhì)上不敏感，并且其中由記錄 激光束和參考激光束干涉引起干涉圖案。
全文摘要
本發(fā)明提供聚焦誤差檢測(cè)裝置及具有其的全息數(shù)據(jù)記錄/再生設(shè)備。在聚焦誤差檢測(cè)裝置中，激光束被分成第一和第二光束成分，并且第一并且第二光束成分中的一個(gè)被發(fā)散或者會(huì)聚。然后，第一和第二光束成分彼此重疊，提供單個(gè)激光束。單個(gè)激光束穿過(guò)物鏡，施加到光學(xué)數(shù)據(jù)記錄介質(zhì)。第一激光束成分聚焦在位于針孔一側(cè)的第一焦點(diǎn)上。第二束部分聚焦在位于針孔另一側(cè)的焦點(diǎn)上。
文檔編號(hào)G11B7/0065GK101308673SQ20081009051
公開(kāi)日2008年11月19日 申請(qǐng)日期2008年3月26日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月28日
發(fā)明者久保田裕二, 山本雄一郎, 立田真一 申請(qǐng)人:株式會(huì)社東芝