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试谈DVD激光头的原理、分类和特点(图)

2021-5-13 22:11| 发布者: admin| 查看: 25| 评论: 0

摘要: 试谈DVD激光头的原理、分类和特点 DVD与VCD是CD派生和发展起来的激光数字视盘机。DVD采用了MPEG2的压缩标准,光盘刻录的密度、信息面深度均与CD和VCD有所不同,DVD光盘信息面深度仅为CD及VCD光盘的一半,坑点尺寸亦 ...
试谈DVD激光头的原理、分类和特点
DVD与VCD是CD派生和发展起来的激光数字视盘机。DVD采用了MPEG2的压缩标准,光盘刻录的密度、信息面深度均与CD和VCD有所不同,DVD光盘信息面深度仅为CD及VCD光盘的一半,坑点尺寸亦较小。因此不能采用识读VCD或CD光盘的780nm激光器、数值孔径小(NA=0.45)的物镜构成的激光头来识读DVD光盘,必须采用650nm的激光器与数值孔径大(NA=0.6)的物镜构成的激光头才能识读出DVD光盘上刻录的信息。但因DVD标准规定向下兼容识读VCD和CD。为兼顾两种格式光盘的识读而设计出了“双镜双束”,“单镜双束”与“单镜单束”等各种各样的DVD激光头。本文试就目前各类光头的简要原理和技术特点进行归类分析。
一、轴滑动式双镜激光头
轴滑动式双镜激光头,俗称“双光头”。该激光头是在绕有聚焦与循迹主线圈的骨架上,安装有数值孔径不同的两个物镜,并悬于两对循迹磁铁之中,如图1所示。采用切换循迹线圈电流方向来转换物镜的工作方式。当通以正向电流时,循迹线圈产生的磁力克服两磁铁的平衡约束,将VCD(NA=0.45)物镜置于聚焦在盘片1.2mm深处位置,可识读VCD光盘信息,见图1(a);当通以反向电流时,循迹线圈产生的磁力克服两磁铁的平衡力而将DVD(NA=0.6)物镜置于焦点在盘片0.6mm深处位置,可进行DVD光盘的识读,见图1(c)。


二、单镜双束激光头
这种DVD激光头是由一个物镜与两个(780nm与650nm)激光器构成,又称“双波长”激光头。它是采用有波长选择性的光学器件与物镜组合来实现调整物镜数值孔径的方法达到“单镜双束”DVD激光头向下兼容VCD的目的。三洋公司采用在物镜前面安装一个具有波长选择性的衍射晶格(见图2)来调整物镜数值孔径。播放DVD时。衍射晶格选择650nm光束,物镜数值孔径大,其焦点聚在盘片0.6mm深处识读DVD光盘;播放VCD时,选择780nm光束,物镜数值孔径变小,聚焦于盘片1.2mm深处识读VCD盘。
松下公司采用在物镜前面安装一个镀有一层光学膜的1/4波长的滤光板(见图3),该板具有波长选择性,实现了对物镜数值孔径的调整。
三、单镜单束激光头
这种DVD激光头由一个物镜与一只650nm激光器构成,如图4所示,属第二代DVD激光头。分为以下两种类型。
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1.双焦点物镜型单镜单束激光头
这种类型的激光头由650nm激光器与采用玻璃或特殊塑料材料做成非球面透镜,中央部分加工形成间距从数十到数百微米的若干同心圆沟、内疏外密成锯齿状的菲涅耳透镜,并在同心圆沟里金属蒸镀形成半透明,表面形成全息图;其外部是按NA=0.6制成的双焦点物镜,如图5所示。

650nm的激光束透过该物镜衍射成0次光和1次光,1次光透过等效数值孔径NA=0.45的半透明菲涅耳透镜形成的焦点在光轴上,可供识读信号层为1.2mm的VCD光盘用,而0次光可直接透过NA=0.6的物镜外围部分形成深0.6mm的焦点,供识读DVD光盘用。如机内放送VCD盘,由1次光形成的焦点识读,此时0次光在1.2mm处因散焦而不起作用;如放送的是DVD盘,则0次光焦点识读,1次光在0.6mm处散焦。这种物镜为松下公司专利。
2.光圈型单镜单束激光头
三洋公司最先提出在物镜前面安装一个液晶光圈,受电压控制改变光圈的大小,配合物镜调节数值孔径,使透过物镜光束的焦点发生变化,如图6所示。液晶受控光圈大,物镜数值孔径大,其光束焦点近,供DVD播放用,反之光圈小,其光束焦点远,供VCD播放用。
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