光盤技術01-5

1、1125聚焦、追蹤錯誤的檢出聚焦、追蹤錯誤的檢出以PC或PMMA等塑料材料為基板構成的光盤通常采用熱壓成形或熱注成形等方法制作，由于成形時的熱變形，會使盤片產生曲翹或波紋，結果盤片表面產生上下偏差，同時也損壞了磁道的正圓度。當光盤放在光驅的轉盤上時，由于盤片自身的重量會產生曲翹，另外盤片中心孔開孔加工時的加工精度不高時，也會引起偏心現(xiàn)象。綜上所述，盤片的表面偏差、磁道偏差是固定存在的。驅動器中也存在由轉盤的傾斜、磨擦等引起的表面偏差和磁

2、道偏差。為了不受表面偏差和磁道偏差的影響，正確地讀寫信息，而必需的技術就是聚焦和追蹤錯誤檢出技術。（1）聚焦錯誤的檢出從上述原因可知，光檢取器與光盤之間通常會產生0.2～0.3mm左右的面偏差，但光盤用光檢取器上的物鏡的焦點深度僅為1μm左右，也就是說盤片面偏差比焦點深度大許多，所以必須上下調整物鏡使透鏡與光盤盤片之間的距離控制在透鏡的焦點深度中，為此就需要檢出聚焦誤差。在可寫光盤系統(tǒng)中代表性的聚焦誤差檢出方式有兩種knifeedge法

3、和像散法。（ⅰ）knifeedge法（Knifeegdemethod）：Knifeedge法就是通過在從盤片返回的收斂光路上設置Knifeedge檢出受光元件上光點像的移動量來檢出聚焦誤差。也有兩種方式，一種方式是將Knifeegde設置在透鏡的焦點位置；另一種方式是在焦點位置設置光電二極管，而將Knifeegde放在離開焦點的位置上。圖1.91(a)顯示的是將Knifeegde放在檢出透鏡（聚光透鏡）的焦點位置時的情況。當盤片的信息面

4、位于物鏡的會焦位置時Knifeegde無影響，2分光電二極管輸出的差信號為0。離盤片越近焦點越遠，光被Knifeegde截留，)2(PDD?baF???所以輸出的差信號為正，若遠離盤片則差信號為負，由此可測得盤片PDD?2?F?F在什么方向上離激光器的光束腰（焦點位置）有多遠。圖1.91(b)顯示的是位于檢出透鏡的焦點位置，Knifeegde位于離開焦PDD?2點的位置的情況。圖1.92顯示了盤片位移（或聚焦誤差），與聚焦誤差信號的關系

5、?F曲線，即所謂的曲線。S這種Knifeegde法抗外部干擾能力較強，雖然這種方法僅是通過檢測光量變化來檢出聚焦誤差，因光路中的外部干擾也會產生差信號的誤差，但因Knifeegde法是截取光進行檢測，所以抗光路中外部干擾能力較強。不過此法存在的缺點是，因遮斷了一部分光束，損失光量較大，還有就是當檢出范圍增大時會出現(xiàn)極性反翻。如圖1.93，當盤片遠離透鏡時，由的部檢測光束來檢出聚焦誤差，若盤片離得PDD?2b更遠時，光束就只射入部，結果產

6、生極性反翻，這個問題可通過將Knifeegde跨過a光軸安裝（如圖1.93中虛線所示）的辦法加以解決，但這樣會使光量損失更大。還有一個缺點就是，光程加長時，受光元件的調整困難。為了便于調整就需要加大光點直徑，提高靈敏度（對一定的聚焦誤差上的受光光量變化）。在圖PDD?21.91(a)中，設物鏡和檢出透鏡的焦距分別為、，由盤片移動引起的成像位置1f2fd?的偏差為，則有關系式（1115），d?(1115)dffd???212)(23激光光

7、束的位置產生150～220μm左右的偏心。為了在磁盤上正確地讀寫，必須使激光光束正確地跟蹤磁道，為了用射束腰為1.5μm左右的激光正確地再生寬為0.5μm左右的信息符號（mark），必須將跟蹤精度控制在0.1μm以內，跟蹤誤差檢出信號的檢出精度控制在0.03μm左右。在跟蹤誤差檢出中，重要的是①跟蹤誤差的檢出靈敏度要高②抗光盤傾斜能力強③抗物鏡光軸的偏差和傾斜的能力強④對盤片表面的污垢、塵埃、損傷、盤片信息面的劃傷、引導槽的欠缺等的反應

8、不敏感。下面討論一下可寫光盤跟蹤誤差檢出方式中有代表性的推挽法和磁道搖擺法。（?。┩仆旆ǎ╬ushpullmethod）的原理推挽法又稱為farfield法，該方法是利用以磁道為中心對稱設置的2DPD上的2個受光元件接受盤片磁盤上反射、衍射的光，通過檢取2個受光元件的輸出差來檢出跟蹤誤差。如圖1.99所噓，當光點與引導槽（凹部）的中心或光點與引導槽的凸部的中心與引導槽的中心一致時，可得到左右對稱的反射衍射光分布。除此之外左右的光強將不一

9、致。因此當光點橫越引導槽時，2個受光元件的輸出差呈圖1.99所示的S形曲線。進一步用圖1.100進行詳細說明，若引導槽間隔P變得與光點的大小一樣，則引導槽就可看作衍射格子，即在滿足Psinθ=Nλ(N:整數(shù))的方向上光的相位重疊，光的強度增強，在此期間次與1次衍射光重疊的區(qū)域中，磁道偏差引起的干涉效果將引起射束光點強度分布的變化，所以如果在此處設置2DPD就可以檢出跟蹤誤差信號。光電二極管上的激光強度模式由物鏡的NA、磁道間距和激光波長

10、決定。如圖1.101所示，跟蹤誤差信號在凹部深度為λ8n（n：基板的折射率）時最大。當凹部深度為λ4n時，因反射衍射的光的相位差為，相互干涉抵消，所以信號消失。另外若沒有凹部，則同一光量返回2DPD的2個受光元件，所以其差信號為佳，因此可以推測槽深為λ8n的基板，可以得到最大的跟蹤誤差信號。（ⅱ）推挽法中的各種偏差使用推挽法時，在跟蹤誤差信號中會出現(xiàn)直流偏差，若出現(xiàn)這種偏差，即使跟蹤誤差信號顯示為佳，射束也不位于磁道的中心，因此會出現(xiàn)問

11、題。出現(xiàn)這種偏移的主要原因是（a）物鏡光軸偏離（b）盤片沿半徑方向傾斜（c）盤片上槽的形狀不平衡（d）地址區(qū)和數(shù)據區(qū)中產生的變形的差會引起跟蹤動作的異常。這些都必須加以考慮。①由物鏡光軸偏移引起的偏差在只將物鏡在光軸的垂直方向進行移動的追蹤方式中，如圖1.102所示，射束光點也會在2DPD上移動，在跟蹤誤差信號中會出現(xiàn)直流偏差。當圖1.102中透鏡移動了Δx時，射束中心的光強度強受光部件D檢出的光量增加，而受光部件C上檢出的光量減少。設

12、增加和減少的部分各為ΔdΔc則它們的差即跟蹤誤差信號Tε中產生ΔcΔd的直流偏差，因此在圖1.103的S曲線上，Tε的0級向虛線位置移動，這時Tε即使為佳，光點位置也不在磁道中心，而是對中心有ε的偏差。②由于盤片傾斜造成的偏差如圖1.104所示，若盤片在半徑方向與物鏡光軸的垂直面有Δθ的傾斜，則反射射束的光軸產生位移，2DPD上的光點也產生位移，因此在跟蹤誤差信號中產生直流偏差，這種光點的位移量為f2Δθ。③由槽的形狀產生的偏差在推挽法