高消光比波片的设计+文献综述(2)
早在1987年，美国的GTE laboratories Incorporated公司发表的一篇关于用于双折射滤光片的消色差调谐器的专利[1]。中提到用不同的双折射晶体来实现消色差的双折射延迟片。之后日本的理光公司也在1997年发表的一篇关于光学读写头装置的专利[2]中提到了用于光学读写头装置的延迟器件应该由两种材料不同的双折射晶体通过抛光同时控制其厚度，胶合以后用于光学读写头装置中的宽带相位延迟作用。之后，NEC公司[3]和Shimadzu公司[4]也相继在自己的专利中阐述了如何实现消色差波片或者延迟片的功能。根据上面的这些专利以及人们对消色差波片的一些研究，目前广泛用于各个领域的消色差波片都是用石英晶体和氟化镁晶体复合而成结构[5] 。而且现在这种以石英和氟化镁复合的消色差四分之一波片已经应用于索尼、三星、先锋等厂家的蓝光DVD中。福建华科光电有限公司也已经和蓝光DVD光学读取头的主要生产商之一荷兰飞利浦公司合作生产石英和氟化镁复合的消色差四分之一波片。
1.2 DVD装置的结构介绍
由于读取DVD光盘和普通CD光盘需要的激光波长不同，前者为650nm而后者为780nm。为了解决这个问题，各厂商的DVD光头组件采用的技术也不相同，目前DVD-ROM主流光头构造可分为以下四种：
(1)双光头双聚透镜(图1.1)
即采取两套完全独立的光头，拥有两套不同焦距的透镜，采用各司其职的信号读取系统分别读取CD/VCD或DVD。因此读碟性能较好，另一大优点就是对CD—R和CD—RW兼容性好。但因采取双光头，成本最高，且其伺服机构在读盘时需要一个双光头的切换时间，读盘速度慢，加之机械系统复杂，容易出现机械切换故障。
(2)单光头单聚焦镜(图1.2)
采用一个光头和一个全息综合聚焦透镜，其激光束为650nm波长，但透镜十分特殊。通过透镜边缘的激光束形成CD/VCD信息面的聚焦点，而透镜中间部分的激光束聚焦在DVD的信息面上。因只有一个透镜，因此读取数据时不涉及更换镜头，不占用时间，读盘速度快，成本较低，机械结构也相对简单。但此种激光头内部结构十分复杂，且读盘过程中，由于对每一种盘片来说只利用了透镜表面上的部分光束，因此读盘精度较差，且给光头带来较大的负担。
(3) 单光头双聚焦镜(图1.3)
使用两个焦距不同的镜片，但共用一个激光发射器和接收器，通过切换透镜来获得不同的波长以实现分别读取CD/VCD或DVD的目的。它读取信号质量较高，但在读盘时同样涉及光头的机械切换过程，因此占用读盘时间，读碟速度较慢，噪声大，且在精密的激光头内部容易产生机械故障，成本也相对较高。
(4) 单光头双波长(图1.4)
此技术采用一个激光头，内部安装两个不同的激光发射器(相当于将两个光头集成在一起)，技术含量高。通过使用一组聚焦镜所产生的650nm或780nm波长的激光读取信号，来分别读取CD/VCD或DVD。在保持单光头单聚焦镜的优势基础上提高了读盘性能和认盘速度，又免去了因更换激光头或聚焦镜所带来的时间占用和机械故障的隐患。这种激光头的兼容性好，能很好地兼容CD-R和CD-RW。这种读取方式最为稳定和先进。
图1.1双光头双聚焦透镜的DVD装置 图1.2单光头单聚焦透镜的DVD装置
图1.3单光头双聚焦透镜的DVD装置 图1.4单光头双波长的DVD装置
1.3 波片在DVD装置中的应用
一个完整的DVD/CD装置一般有三个部分组成[6]：光学读写系统、电路系统和机械部分。其中光学读写系统是整个装置的关键部分，它主要由以下部件构成，物镜及伺服系统、准直透镜系统，偏振分光棱镜、分光棱镜、波片、激光二极管，误差以及信号检出系统。如下图1.5所示[7]。
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