CN101004925A - 用于蓝光波段激光的光存储整形结构及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于蓝光波段激光的光存储整形结构，它由2n片整形棱镜组成，各整形棱镜均为三角棱镜，第2i－1片整形棱镜的光线入射角等于第2i片整形棱镜的光线入射角，该第2i－1片整形棱镜的出射光轴垂直其出射面，该第2i片整形棱镜的出射光轴垂直其出射面，该n为自然数，该i为1到n的自然数。由于采用了多片整形棱镜，所以在提高精度的同时，对每片整形棱镜的加工精度的要求降低，制造成本也随之降低；另外，由于采用多片整形棱镜，可以分担其整形要求、互补调整像差等。

Description

用于蓝光波段激光的光存储整形结构及方法

技术领域

本发明是关于一种用于蓝光波段激光的光存储整形结构。

背景技术

由于DVD使用的激光波长短，所以对光波面像差要求严，所以尽量使用LD发光的中间部分，即波面像差较小的部分，同时还要考虑光能的利用效率。这样就与一般的CD用光头不同，其需要整形棱镜，该整形棱镜的作用是把椭圆形的平行光变换成正圆形的平行光。而用于蓝光波段激光的激光读取器使用的激光波长更短，所以对光波面像差要求更严格。

对于该蓝光波段激光的光存储器，其整形光路部分是在最近几年的高密度光存储中开始应用的，而且目前光存储器的激光头绝大多数只应用一片整形棱镜，但是只应用一片整形棱镜的精度要求太高，生产成本增加，并且国内的生产工艺很多都达不到水平，很多情况下都是购买国外的产品。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术的不足，提供一种在提高精度的同时能够降低加工要求和成本的基于蓝光波段激光的光存储整形结构及方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该用于蓝光波段激光的光存储整形结构由2n片整形棱镜组成，各整形棱镜均为三角棱镜，第2i-1片整形棱镜的光线入射角等于第2i片整形棱镜的光线入射角，该第2i-1片整形棱镜的出射光轴垂直其出射面，该第2i片整形棱镜的出射光轴垂直其出射面，该n为自然数，该i为1到n的自然数。

所述的2n片整形棱镜的顶角、折射率及整形比相同。

所述的2n片整形棱镜相同。

该用于蓝光波段激光的光存储整形方法，包括如下步骤：

1)根据整形比公式和折射定律确定该偶数片三角棱镜的尺寸参数；

2)调整该偶数片三角棱镜各边的角度关系，使第2i-1片三角棱镜的光线入射角等于第2i片三角棱镜的光线入射角，该第奇数片三角棱镜的出射光轴垂直其出射面，该第偶数片三角棱镜的出射光轴垂直其出射面。

所述的步骤2)后还包括步骤3)：调整该偶数片三角棱镜的水平距离，使最后一片三角棱镜出射的圆形光束的直径满足设计要求。

本发明的有益效果是：由于采用了多片整形棱镜，所以在提高精度的同时，对每片整形棱镜的加工精度的要求降低，制造成本也随之降低；另外，由于采用多片整形棱镜，可以分担其整形要求、互补调整像差等。

附图说明

图1是本发明的具体实例结构示意图。

图2是本发明的具体实例像差曲线图。

图3是本发明的流程图。

具体实施方式

请参阅图1，本发明用于蓝光波段激光光存储的应用两片整形棱镜的整形结构包括第一、第二整形棱镜1、2，该第一、第二整形棱镜1、2均为三角棱镜且均有一个直角边，该第一整形棱镜1的光线入射角等于第二整形棱镜的光线入射角，该第一整形棱镜1的出射光轴垂直其出射面，该第二整形棱镜2的出射光轴垂直其出射面。本实施方式中，该第一、第二整形棱镜完全相同，即其顶角、折射率及整形比相同，从而消像差效果最好且设计和加工成本也较低。

为了将经过准直镜准直后的椭圆平形光(短轴口径为D1)整形为直径为D2的圆平形光，需要根据整形比公式和折射定律对整形棱镜进行计算。对于每一个整形棱镜，根据整形比公式 $M=\frac{\mathrm{tg}({\mathrm{\θ}}_{\⊥}/2)}{\mathrm{tg}({\mathrm{\θ}}_P/2)}=\frac{{\cos i}_2}{{\cos i}_1}$ 与折射定律n₁sini₁＝n₂sini₂，其中n1、n2分别是光线入射前、后介质的折射率，两个正切值分别是需要整形的光束的垂直发散角的1/2的正切及平行发散角的1/2的正切，该两个正切值是根据激光器发出光的垂直发散角和平行发散角而定的，根据短轴口径D1即可以确定该垂直发散角和平行发散角，从而确定总整形比(该总整形比等于各整形棱镜的整形比的乘积)。由于整形棱镜的材料(如K9玻璃)是预先设计好的，从而可以确定折射率，又根据短轴口径可以确定整形比，所以根据整形比公式和折射定律可以得出整形棱镜的入射角i1和顶角i2。得出该整形棱镜的顶角i2参数后，根据整形要求和整形光路的体积通过多次试验即可确定该第一、第二整形棱镜的具体尺寸。

请参阅图2，采用本发明的整形结构后，该整形结构的像差比较小。

请参阅图3，本发明整形方法包括如下步骤：1)根据整形比公式和折射定律确定第一、第二三角棱镜的尺寸参数；2)调整第一、第二三角棱镜各边的角度关系，使第一三角棱镜的光线入射角等于第二三角棱镜的光线入射角，使该第一三角棱镜的出射光轴垂直其出射面，使该第二三角棱镜的出射光轴垂直其出射面；3)调整第一、第二三角棱镜的水平距离，使第二三角棱镜出射的圆形光束的直径满足设计要求。

在整体的蓝光光路中，整形结构是处于光源光路部分和信息拾取光路部分之间，该光源光路部分是激光器发出蓝光波段的激光，该激光光束经过本发明整形结构整形后得到所需要的光束，该信息拾取光路部分是使整形后的光束通过物镜到达盘片，并将来自盘片的信息通过光路送达光电检测器。只要位置调整的好(可以通过一定的数值计算获得最小的体积情况)，不仅对整体光路的体积大小影响很小，也在一定程度上减小整体光路的宽度。

本发明中，该整形结构也可包括顺次排布的四片、六片等偶数片的整形棱镜，即该整形结构由2n片整形棱镜组成，各整形棱镜均为三角棱镜，第2i-1片整形棱镜的光线入射角等于第2i片整形棱镜的光线入射角，该第2i-1片整形棱镜的出射光轴垂直其出射面，该第2i片整形棱镜的出射光轴垂直其出射面，该n为自然数，该i为1到n的自然数。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (5)

1.一种用于蓝光波段激光的光存储整形结构，其特征在于：它由2n片整形棱镜组成，各整形棱镜均为三角棱镜，第2i-1片整形棱镜的光线入射角等于第2i片整形棱镜的光线入射角，该第2i-1片整形棱镜的出射光轴垂直其出射面，该第2i片整形棱镜的出射光轴垂直其出射面，该n为自然数，该i为1到n的自然数。

2.按照权利要求1所述的用于蓝光波段激光的光存储整形结构，其特征在于：所述的2n片整形棱镜的顶角、折射率及整形比相同。

3.按照权利要求2所述的用于蓝光波段激光的光存储整形结构，其特征在于：所述的2n片整形棱镜相同。

4.一种用于蓝光波段激光的光存储整形方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)根据整形比公式和折射定律确定该偶数片三角棱镜的尺寸参数；

2)调整该偶数片三角棱镜各边的角度关系，使第2i-1片三角棱镜的光线入射角等于第2i片三角棱镜的光线入射角，该第奇数片三角棱镜的出射光轴垂直其出射面，该第偶数片三角棱镜的出射光轴垂直其出射面。

5.按照权利要求4所述的基于蓝光波段激光的光存储整形方法，其特征在于：所述的步骤2)后还包括步骤3)：调整该偶数片三角棱镜的水平距离，使最后一片三角棱镜出射的圆形光束的直径满足设计要求。

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