象差纠正元件和采用它的光拾取器制造技术

一种具有第一和第二延迟元件的象差纠正元件和采用它的光拾取器中，当把象差纠正元件设计成使得象差纠正元件相对于到来的光束的波长变化引起的相位差随着离开光轴的距离增加而增加或降低时，记录和再现模式之间的波长稍微变化引起的色差可以高光效率纠正。象差纠正元件选择地根据到来光束的偏振引起到来光束的相位差，从而将其采用在使用互相垂直的两个偏振光束的与高密度和低密度记录媒体兼容的光拾取器中。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及象差纠正元件和采用该象差纠正元件的光拾取器，其能纠正对高密度记录媒体进行信息记录和再现的模式改变期间光功率变化所引起的色差，并与高密度记录媒体和相对低密度的数字多能盘(DVD)族媒体兼容。在光记录和再现系统中，记录密度由聚焦光斑的大小决定。通常，聚焦光斑(S)尺寸正比于波长λ并反比于数值孔径(NA)。为降低光斑尺寸，期望研究中的高密度光拾取器采用发射兰光的光源和具有至少0.6的NA的物镜，从而可实现比现有致密盘(CD)和DVD族媒体更高的信息记录密度。用于制造光拾取器的物镜的光学材料如玻璃和塑料的折射率对于小于650nm的波长突然变化。由于这一原因，当入射光束的波长在短波长范围内稍微变化时，出现相当大的色差。光记录/再现系统的光功率根据模式，即记录模式和再现模式而改变。因此，从光源发出的光束的波长根据模式在大约±2nm的范围内变化。由于提高光源的输出功率来记录信息，来自光源的光的波长变长。对于使用兰光源和对于某波长优化的物镜的用于高密度记录和再现的光拾取器，当记录或再现信息的模式改变时波长变化引起多个色差。这种色差可通过使物镜失焦而纠正。但是，使用致动起来驱动物镜以跟随波长变化则要花费相当长的时间周期。从而反复进行信息记录和再现时，在该时间周期中记录和再现信号量降低。这样，用于高密度记录和再现的光拾取器需要光学元件能够有效地降低在记录和再现的模式改变时波长改变引起的色差。另外，需要考虑高密度光拾取器与现有DVD的兼容性。但是，对于可记录的DVD(DVD-R)和多层DVD，必须采用红光源，这是因为这些盘相对于短波长光具有显著降低的反射率。因此，必须对这些盘采用红光源。采用折射和衍射物镜9的传统光拾取器如附图说明图1所示。折射和衍射物镜9把半导体激光器1已经发出的并由准直透镜3校准的且经束分离器5反射来的光聚焦在光盘10的记录表面上。折射和衍射物镜9是非球面透镜，其具有非球面的光接收和发射表面，并在非球形表面上具有衍射图案。把折射和衍射物镜9构造成折射和衍射透镜的组合。假设V是折射透镜部分的阿贝系数， VHOE是衍射透镜部分的阿贝系数，n1，n2和n3分别是折射和衍射物镜9相对于从半导体激光器1发射的中间波长λ1、最短波长λ2和最长波长λ3的折射率，把折射和衍射物镜9设计成满足下面条件(1+VHOE/V)(n2-1)＞0.572这里，V＝(n2-1)/(n1-n3)，VHOE＝λ2(λ1-λ3)。传统折射和衍射物镜9具有0.7或更大的NA并能消除半导体激光器发射的光的波长变化引起的色差。在图1中，参考序号7a和7b表示第一和第二倾斜片，用于纠正再现模式中光盘1的倾斜导致的彗形象差。把第一和第二倾斜片7a和7b设置成它们的凸面和凹面面向外。由于第一和第二倾斜片7a和7b在相反方向移动，波前形状改变为彗形象差的相反的形状，从而取消光盘倾斜引起的彗形象差。参考序号6表示1/4波片，参考序号11表示检测透镜，参考序号13表示光电检测器，标号151表示电机，标号152表示歪斜检测器，标号153表示子电路。考虑衍射元件的性能。采用折射和衍射物镜9的光拾取器具有低的光效率，从而难以获得足以记录信息的高的光功率。相对于其波长相当大地偏离物镜的初始波长的光束，传统折射和衍射物镜9表现出低的光效率，从而不能把它用于使用不同光波长的光拾取器。为解决上述问题，本专利技术的第一目的是提供一种能被应用于使用不同光波长的光拾取器中的象差纠正元件，其根据到来光束的偏振引起到来光束的相位差，从而其光效率高。本专利技术的第二目的是提供一种光拾取器，其采用能纠正在改变模式以在高密度记录媒体上记录信息或从高密度记录媒体再现信息期间由较短的波长的光的波长改变引起的色差的象差纠正元件，光拾取器具有高光效率并且使用不同波长的光与高密度记录媒体和相对低密度记录媒体兼容。为实现本专利技术的第一目的，提供一种象差纠正元件，包括在一侧上具有带有多个台阶的至少一个台阶式凸形图案的第一延迟元件；与该第一延迟元件组合的第二延迟元件，第二延迟元件在面对第一延迟元件的一侧或在相对的侧上具有带有多个台阶的台阶式凹形图案，台阶式凹形图案与至少一个台阶式凸形图案相对应，其中，第一和第二延迟元件的折射率对于第一偏振光束不同，从而第一和第二延迟元件根据入射光束的偏振选择地引起入射光束的相位差。优选地第一和第二延迟元件的多个台阶的每一个的光轴方向上的间距是λ0/(n0a-n0b)的整数倍，这里λ0是设计物镜的第一偏振光束的波长，n0a和n0b分别是第一和第二延迟元件对于波长λ0的折射率。优选地，第一和第二延迟元件由各向异性材料构成，并且第一和第二延迟元件对于垂直于第一偏振光束的第二偏振光束具有基本相同的折射率。优选地，第一延迟元件的至少一个台阶式凸形图案和第二延迟元件的台阶式凹形图案以光轴为中心是同心的，并且对于具有波长λ1的光束，第一和第二延迟元件引起的相位差随着离开光轴的距离增加而增加或降低。优选地，第二延迟元件包括多个台阶式凹形图案，从而第一延迟元件的至少一个台阶式凸形图案适合于第二延迟元件的该多个台阶式凹形图案。为实现本专利技术的第二目的，提供一种光拾取器，包括用于发射第一光束的第一光源，该第一光束作为具有适合于高密度记录媒体的相对短的波长的第一偏振光束；聚焦来自第一光源的第一光束以在高密度记录媒体上形成光斑的物镜；设置在第一光源与物镜之间的光路上的用于改变第一光源的第一光束的传播路径的光路改变装置；设置在光路改变装置与物镜之间的光路上的用于纠正第一光源发射的第一光束的波长变化引起的色差的第一象差纠正元件；用于在由高密度记录媒体对其进行反射后经物镜和光路改变装置接收第一光束的光电检测器，其中第一象差纠正元件包括其折射率对于第一光束不同的第一和第二延迟元件，并且把第一象差纠正元件设计成第一和第二延迟元件相对于第一光束的波长改变引起的相位差随着离开光轴的距离增加而增加或降低，从而纠正波长改变引起的色差。优选地把第一象差纠正元件的第一和第二延迟元件组合起来；第一延迟元件具有台阶式凸形图案，台阶式凸形图案包括围绕光轴同心的多个台阶，第二延迟元件在面对第一延迟元件一侧上或在相对的一侧上具有台阶式凹形图案，台阶式凹形图案与第一延迟元件的台阶式凸形图案相对应；把第一象差纠正元件设计成第一和第二延迟元件引起的相位差随着离开光轴的距离增加而增加或降低。优选地，第一和第二延迟元件的多个台阶的每一个的光轴方向上的间距是λ0/(n0a-n0b)的整数倍，这里λ0是设计物镜的第一偏振光束的波长，n0a和n0b分别是第一和第二延迟元件对于波长λ0的折射率。光拾取器还包括发射第二光束的第二光源，该第二光束作为垂直于第一光束的第一偏振的第二偏振束，第二光束具有相对长的波长，适合于低密度记录媒体。以这种方式，光拾取器还包括设置在光路改变装置与物镜之间的光路上的用于根据入射光束的偏振选择地引起入射光束的相位差的第二象差纠正元件，第二象差纠正元件包括带有至少两个台阶式凸形图案的第三延迟元件和带有与台阶式凸形图案相对应的至少两个台阶式凹形图案的第四延迟元件，每一个台阶式凸形图案具有多个台阶，从而相对于低密度记录媒体可纠正相对于第二光束由波长变化引起的色差和/或基片厚度变化引起的球差。优选地，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纠正会聚透镜引起的象差的象差纠正元件，象差纠正元件的特征在于，包括： 在一侧上具有带有多个台阶的至少一个台阶式凸形图案的第一延迟元件； 与该第一延迟元件组合的第二延迟元件，第二延迟元件在面对第一延迟元件的一侧或在相对的侧上具有带有多个台阶的台阶式凹形图案，台阶式凹形图案与至少一个台阶式凸形图案相对应； 第一和第二延迟元件的折射率对于第一偏振光束不同，从而第一和第二延迟元件根据入射光束的偏振选择地引起入射光束的相位差。

【技术特征摘要】
KR 2000-8-8 45889/001·一种纠正会聚透镜引起的象差的象差纠正元件，象差纠正元件的特征在于，包括在一侧上具有带有多个台阶的至少一个台阶式凸形图案的第一延迟元件；与该第一延迟元件组合的第二延迟元件，第二延迟元件在面对第一延迟元件的一侧或在相对的侧上具有带有多个台阶的台阶式凹形图案，台阶式凹形图案与至少一个台阶式凸形图案相对应；第一和第二延迟元件的折射率对于第一偏振光束不同，从而第一和第二延迟元件根据入射光束的偏振选择地引起入射光束的相位差。2·根据权利要求1的象差纠正元件，其特征在于，第一和第二延迟元件的多个台阶的每一个的光轴方向上的间距是λ0/(n0a-n0b)的整数倍，这里λ0是设计物镜的第一偏振光束的波长，n0a和n0b分别是第一和第二延迟元件对于波长λ0的折射率。3·根据权利要求1的象差纠正元件，其特征在于，第一和第二延迟元件由各向异性材料构成。4·根据权利要求3的象差纠正元件，其特征在于，第一和第二延迟元件对于垂直于第一偏振光束的第二偏振光束具有基本相同的折射率。5·根据权利要求1到4的任何一项的象差纠正元件，其特征在于，第一延迟元件和第二延迟元件相对于第一偏振光束的波长从λ0到λ1的改变引起的相位差表示为((n1a-n1b)·z(h))，其中n1a和n1b是第一延迟元件和第二延迟元件对于波长λ1的折射率，h是离开光轴的距离，z(h)是在距离h处从光接收表面到第一延迟元件或第二延迟元件的特定台阶的高度，相位差与波长变化相反。6·根据权利要求5的象差纠正元件，其特征在于，第一延迟元件的至少一个台阶式凸形图案和第二延迟元件的台阶式凹形图案以光轴为中心是同心的，并且对于具有波长λ1的光束，第一和第二延迟元件引起的相位差随着离开光轴的距离增加而增加或降低。7·根据权利要求5的象差纠正元件，其特征在于，第二延迟元件包括多个台阶式凹形图案，从而第一延迟元件的至少一个台阶式凸形图案配合于第二延迟元件的该多个台阶式凹形图案。8·一种光拾取器，包括第一光源；聚焦来自第一光源的一光束以在记录媒体上形成光斑的物镜；设置在第一光源与物镜之间的光路上的用于改变第一光源的光束的传播路径的光路改变装置；用于接收在由记录媒体对其进行反射后经物镜和光路改变装置的光束的光电检测器，光拾取器的特征在于第一光源发射第一光束，该第一光束作为具有适合于高密度记录媒体的相对短的波长的第一偏振光束，用于纠正第一光源发射的第一光束的波长变化引起的色差的第一象差纠正元件被设置在光路改变装置与物镜之间的光路上；并且第一象差纠正元件包括其折射率对于第一光束不同的第一和第二延迟元件，并且把第一象差纠正元件设计成第一和第二延迟元件相对于第一光束的波长改变引起的相位差随着离开光轴的距离增加而增加或降低，从而纠正波长改变引起的色差。9·根据权利要求8的光拾取器，其特征在于，把第一象差纠正元件的第一和第二延迟元件组合起来；第一延迟元件具有台阶式凸形图案，台阶式凸形图案包括围绕光轴同心的多个台阶，第二延迟元件在面对第一延迟元件一侧上或在相对的一侧上具有台阶式凹形图案，台阶式凹形图案与第一延迟元件的台阶式凸形图案相对应；把第一象差纠正元件设计成第一和第二延迟元件引起的相位差随着离开光轴的距离增加而增加或降低。10·根据权利要求9的光拾取器，其特征在于，第一和第二延迟元件的多个台阶的每一个的光轴方向上的间距是λ0/(n0a-n0b)的整数倍，这里λ0是设计物镜的第一偏振光束的波长，n0a和n0b分别是第一和第二延迟元件对于波长λ0的折射率。11·根据权利要求9或10的光拾取器，其特征在于，第一延迟元件和第二延迟元件相对于第一偏振光束的波长从λ0到λ1的改变引起的相位差表示为((n1a-n1b)·z(h))，其中n1a和n1b是第一延迟元件和第二延迟元件对于波长λ1的折射率，h是离开光轴的距离，z(h)是在距离h处从光接收表面到第一延迟元件或第二延迟元件的特定台阶的高度，相位差与波长变化引起的象差相反。12·根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：金泰敬，安荣万，郑钟三，徐偕贞，
申请(专利权)人：三星电子株式会社，
类型：发明
国别省市：KR[韩国]