CN1942942A - 光学数据存储***以及光学记录和/或读取的方法 - Google Patents

光学数据存储***以及光学记录和/或读取的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1942942A
CN1942942A CNA2005800118619A CN200580011861A CN1942942A CN 1942942 A CN1942942 A CN 1942942A CN A2005800118619 A CNA2005800118619 A CN A2005800118619A CN 200580011861 A CN200580011861 A CN 200580011861A CN 1942942 A CN1942942 A CN 1942942A
Authority
CN
China
Prior art keywords
optical
optical element
solid immersion
lens
immersion lens
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2005800118619A
Other languages
English (en)
Inventor
F·兹普
M·L·M·巴里斯特雷里
M·B·范德马克
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
Publication of CN1942942A publication Critical patent/CN1942942A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B82—NANOTECHNOLOGY
    • B82Y—SPECIFIC USES OR APPLICATIONS OF NANOSTRUCTURES; MEASUREMENT OR ANALYSIS OF NANOSTRUCTURES; MANUFACTURE OR TREATMENT OF NANOSTRUCTURES
    • B82Y10/00—Nanotechnology for information processing, storage or transmission, e.g. quantum computing or single electron logic
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B7/0925—Electromechanical actuators for lens positioning
    • G11B7/0927—Electromechanical actuators for lens positioning for focusing only
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B7/0948—Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following specially adapted for detection and avoidance or compensation of imperfections on the carrier, e.g. dust, scratches, dropouts
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1372—Lenses
    • G11B7/1374—Objective lenses
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1387—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector using the near-field effect
    • G—PHYSICS
    • G11—INFORMATION STORAGE
    • G11B—INFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00—Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/12—Heads, e.g. forming of the optical beam spot or modulation of the optical beam
    • G11B7/135—Means for guiding the beam from the source to the record carrier or from the record carrier to the detector
    • G11B7/1372—Lenses
    • G11B2007/13727—Compound lenses, i.e. two or more lenses co-operating to perform a function, e.g. compound objective lens including a solid immersion lens, positive and negative lenses either bonded together or with adjustable spacing

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Nanotechnology (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Optical Head (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)

Abstract

一种用于记录和/或读取的光学数据存储***，其利用聚焦到光学数据存储介质的数据存储层上的波长为λ的辐射束。该***包括：具有覆盖层的介质，该覆盖层对于聚焦辐射束是透明的；光学头，其包括具有数值孔径NA的物镜，所述物镜包括固体浸液透镜，其适合存在于与所述介质最远表面小于λ/10的自由工作距离处。光学头包括：与固体浸液透镜相对应的第一可调光学元件；用于轴向移动第一光学元件并使覆盖层与固体浸液透镜之间的距离动态地保持恒定的装置；第二可调光学元件，以及用于动态调整第二光学元件的装置，该第二光学元件用于改变相对于固体浸液透镜出射表面的聚焦辐射束的焦点的焦点位置。这在覆盖层的厚度变化过程中实现了可靠的读出和写入。进一步描述了控制这种***的方法。

Description

光学数据存储***以及光学记录和/或读取的方法
本发明涉及一种用于利用聚焦到光学数据存储介质的数据存储层上的波长为λ的辐射束进行记录和/或读取的光学数据存储***，所述***包括：
具有覆盖层的介质，该覆盖层对于聚焦的辐射束是透明的，
光学头，其包括具有数值孔径NA的物镜，所述物镜包括固体浸液透镜，其适合存在于与所述介质最远表面相隔小于λ/10的自由工作距离处，并被安排在所述光学数据存储介质的覆盖层一侧，并且在记录/读取过程中，来自固体浸液透镜的聚焦辐射束由耦合到光学数据存储介质的覆盖层中的倏逝波来耦合。
本发明还涉及利用这种***进行光学记录和/或读取的方法。
光学记录***中的焦斑尺寸或光学分辨率的典型测量值由r＝λ/(2NA)给出，其中λ是在空气中的波长，透镜的数值孔径规定为NA＝sinθ。在图1A中，绘出了空气入射的布局，其中数据存储层位于数据存储介质的表面：所谓的第一表面数据存储。在图1B中，折射率为n的覆盖层保护数据存储层不受a.o.划痕和灰尘的影响。
根据这些图可以推断出如果将覆盖层置于光学存储层之上那么光学分辨率不变：一方面，在覆盖层中，内部张角(internal openingangle)θ′较小，因此内部数值孔径NA′减小，而且介质中的波长λ′缩短相同的倍数n0。所希望的是具有高光学分辨率，因为光学分辨率越高，在介质的相同面积上所存储的数据就越多。提高光学分辨率的直接方法包括以透镜复杂性为代价来扩大聚焦光束张角、缩小容许的盘倾斜余量等，或者减小在空气中的波长，即改变扫描激光的颜色。
另一种已提出的减小光盘***中焦斑尺寸的方法包括利用固体浸液透镜(SIL)。参见图2A，SIL的最简单的形式是中心位于数据存储层的半球，因此焦斑位于SIL和数据层之间的界面上。参见图2B，SIL与具有相同折射率即n0′＝nSIL的覆盖层结合，SIL是位于覆盖层上的球体的切向切割部分，其(虚)中心也位于存储层上。SIL的工作原理是将存储层处的波长减小倍数nSIL(即SIL的折射率)，而不改变张角θ。原因是由于所有光以直角进入SIL的表面因此在SIL处不存在光的折射(比较图1B和图2A)。
非常重要但是直到目前还没有提到的是，在SIL和记录介质之间有非常薄的空气隙。这用于记录盘相对于记录器物镜(透镜加SIL)的自由旋转。该空气隙应该比光学波长小得多(通常应该小于λ/10)，从而使SIL中的光的所谓倏逝耦合到盘仍然是可能的。其发生的范围称为近场范围。在该范围的外面，在较大的空气隙处，全内反射将收集SIL内部的光，并将其送回到激光器。注意，在如图2B中所绘的具有覆盖层的布局的情况下，为了进行适当的耦合，覆盖层的折射率应该至少等于SIL的折射率，参见具有进一步细节的图3。
临界角以下的波无衰减地传播通过该空气隙，而临界角之上的波在该空气隙中变为倏逝的，并表现为随间隙宽度的指数式衰减(参见图3)。在临界角处NA＝1。对于大的间隙宽度，临界角之上的所有光因全内反射(TIR)而从SIL的最近表面处反射。
对于也用于蓝光(Blu-Ray)光盘(BD)的405nm的波长，最大空气隙大约为40nm，这与常规的光学记录相比是非常小的自由工作距离(FWD)。在数据层与固体浸液透镜(SIL)之间的近场空气隙应该恒定地保持在5nm之内或更小，以便获得足够稳定的倏逝耦合。在硬盘记录中，依靠被动空气支承(passive air bearing)的基于滑动器的解决方案用于保持这种小空气隙。在光学记录中，记录介质必须可从驱动器上移开，盘的污染程度较大，并且需要主动的、基于致动器的解决方案来控制该空气隙。为此目的，必须提取间隙误差信号(GES)，优选从已经由光学介质反射的光学数据信号中提取间隙误差信号。可以获得这种信号，并且在图4中给出了典型的间隙误差信号。注意，这是一般惯例，如果近场SIL用于将数值孔径规定为NA＝nSILsinθ，其可能大于1。
图4示出了从折射率为1.48的平坦且透明的光学表面(“盘”)反射的相对于线偏振准直入射光束为平行和垂直偏振状态的反射光的量的测量值(根据参考资料[1]获得)。这些测量值与理论非常一致。倏逝耦合变为可察觉的，其低于200nm(光消失到“盘”中)，全反射基本上线性下降到接触时的最小值。该线性信号可用作空气隙的闭环伺服***的误差信号。NA＝1中的条纹的数量随间隙厚度减小而减小会引起水平偏振的振荡。
在参考资料[2]中可获得关于典型近场光盘***的更多细节。
基于滑动器或基于致动器并具有通常小于50μm的小工作距离的光学记录器物镜的根本问题是在最接近存储介质的光学表面出现污染物。这归因于水的再冷凝，其因为由高激光功率引起的高表面温度(通常对于磁光(MO)记录是250℃，对于相变(PC)记录是650℃)和在数据记录层中写数据或者甚至从数据记录层读取数据所需的温度而从存储介质释放出来。污染物最终导致因例如聚焦和跟踪***的伺服控制信号的失控而引起的光学数据存储***的非正常工作。这一问题例如在参考资料[3]-[5]中给出的专利申请公开和专利中描述。
所述问题对于下列情况更为严重：高湿度、高激光功率、存储介质的低光学反射率、存储介质的低热导率、小工作距离以及高表面温度。
该问题的已知解决方案是通过存储介质上的热绝缘覆盖层来保护记录器物镜的最近的光学表面离开数据层。基于这一理解的发明例如在参考资料[4]中给出。
显然，将覆盖层放在近场光学存储介质上具有使灰尘和划痕不再能够直接影响数据层的额外优点。
但是，通过将覆盖层放到近场光学***上会产生新的问题，导致要采取新的方法。
通常，数据层和固体浸液透镜(SIL)之间的近场空气隙的精度应该恒定地保持在5nm之内或更小，以便获得足够稳定的倏逝耦合。如果利用覆盖层，那么在覆盖层和SIL之间存在空气隙，参见图2B。此外，空气隙应该恒定地保持在5nm之内。很明显，SIL焦距应该具有偏移量以便补偿覆盖层厚度，如保证数据层不论在什么时候都在焦点上。注意，如果覆盖层的折射率小于SIL的折射率，那么该覆盖层的折射率可确定***的最大可能数值孔径。
为了获得足够的热绝缘，电介质覆盖层厚度应该大于大约0.5μm，但是优选大约为2-10μm。将其一并考虑意味着通过仅控制空气隙的宽度，覆盖层的厚度变化Δh应该(远)小于焦深Δf＝λ/(2NA2)，以便保证数据层在焦点上：Δh＜Δf，参见图5。如果采用波长λ＝405nm，数值孔径NA＝1.45，那么得到Δf≈50nm。对于几微米厚的旋涂层，这意味着小于盘的整个数据区域上的一定百分比的厚度变化。
本发明的目的是提供一种用于在起始段落中提到的那种类型的用于记录和/或读取的光学数据存储***，其中利用近场固体浸液透镜与覆盖层相结合来实现可靠的数据记录和读出。本发明的另一个目的是提供这种***的光学记录和/或读取方法。
依照本发明，由光学数据存储***来实现这一目的，其特征在于该光学头包括：
与固体浸液透镜相对应的第一可调光学元件；
用于轴向移动第一光学元件并使覆盖层与固体浸液透镜之间的距离动态地保持恒定的装置，
第二可调光学元件，
用于动态调整第二光学元件的装置，该第二光学元件用于改变相对于固体浸液透镜出射表面的聚焦辐射束的焦点的焦点位置。
假如覆盖层不具有足够小的厚度变化Δh，例如其厚度变化大于50-100nm，那么除了动态空气隙校正之外，提出焦距的动态校正来补偿覆盖层厚度变化。
该目的在于数据层在焦点上，同时SIL和覆盖层之间的空气隙保持恒定，从而保证适当的倏逝耦合。保持恒定意味着空气隙的变化不大于5nm，优选是2nm。
光路应该包含至少两个可调光学元件。可调光学元件例如可以是准直透镜的一部分或者是物镜的一部分。
例如，物镜包括两个元件，其能够轴向地移动以调整这一对元件的焦距但基本上不改变该空气隙。然后可以通过整体地移动物镜来调整该空气隙，参见图6。一般来说，将会保留一定量的球差。在一些情况下，透镜***和覆盖层相结合的最佳设计将会满足***要求，在其他情况下，需要对球差进行主动调整，并必须采用其他的方法。
在一个实施例中，第二光学元件存在于物镜中。
在另一个实施例中，第二光学元件存在于物镜之外。
第二光学元件例如可以相对于第一光学元件轴向移动。可选择的是，第二光学元件具有例如通过电润湿或电学地影响液晶材料的取向而电学上可调整的焦距。
依照本发明，通过利用如上所述的***的光学记录和读取方法来实现另一个目的，其中：
通过利用基于间隙误差信号的第一相对较高带宽的伺服回路使自由工作距离保持恒定，所述间隙误差信号例如根据固体浸液透镜和覆盖层之间的倏逝耦合的量来获得，
基于第一伺服回路来激励第一光学元件，
基于聚焦控制来激励第二相对较高带宽的伺服回路，
基于第二伺服回路来调整第二光学元件，以便重新得到最佳已调信号。相对较高带宽意味着标准光学记录聚焦伺服***带宽，例如几千赫兹。
在一个实施例中，在第二光学元件的调整上叠加振荡，其中聚焦控制信号另外由第二光学元件的振荡方向并且由数据存储层中记录的已调信号的调制深度来获得。当从数据存储层中记录的已调信号的调制深度来获得聚焦伺服时，需要焦深的小的连续振荡，即叠加于焦距调整信号上的周期调制。小意味着约与焦距相同。这是为了确定应该沿哪个方向调整该伺服***来获得最大的调制深度。换句话说，例如使焦点位置振荡并且聚焦控制信号的极性从数据存储层中记录的已调信号的调制深度以及焦点位置的振荡方向来获得。
在一个实施例中，已调信号作为预先记录的数据存在于光学数据存储介质中，例如存在于光学数据存储介质的引入区域中。
在另一个实施例中，已调信号作为光学数据存储介质的摆动轨道而存在。
在另一个实施例中，从S曲线型聚焦误差信号获得聚焦控制信号。
现在将参考附图更详细地解释本发明，在附图中：
图1A和1B示出标准的远场光学记录物镜以及分别不具有和具有覆盖层的数据存储盘，
图2A和2B示出近场光学记录物镜以及分别不具有和具有覆盖层的数据存储盘，
图3示出如果空气隙太宽那么对于NA＞1会出现全内反射，
图4示出偏振状态与辐照光束的偏振状态平行和垂直的反射光的总量的测量值以及两者之和，
图5示出覆盖层的厚度变化可以大于或小于焦深，
图6A，6B和6C示出在改变覆盖层厚度的情况下双致动器的工作原理，
图7示出驱动该双透镜致动器所需的双伺服***的方框图，
图8示出常规的S曲线型聚焦误差信号(FES)的实例，
图9示出用于近场的双透镜致动器的可能实施例的横截面，
图10示出通过利用聚焦控制(FC)使透镜相对于SIL移动可获得散焦。利用间隙控制(GC)使空气隙保持恒定，
图11示出也可以通过使激光准直透镜相对于物镜移动来获得散焦，
图12示出双透镜致动器的实施例，其中可以利用基于电润湿(EW)或液晶(LC)材料的可变换光学元件来调整光学***的焦距，以及
图13示出如图12中的另一个实施例，其中将可变换光学元件放置在第一透镜和SIL之间。
在图1A和1B中，示出了标准的远场光学记录物镜以及分别不具有和具有覆盖层的数据存储盘。
在图2A和2B中，示出了近场光学记录物镜以及分别不具有和具有覆盖层的数据存储盘。有效波长减小为λ′＝λ/nSIL。有效波长减小为λ′＝λ/n0′。空气隙的宽度通常是25-40nm(但至少小于100nm)，并且未按比例绘制。覆盖层的厚度通常是几微米，但也未按比例绘制。
在图3中，示出了如果空气隙太宽那么对于NA＞1出现全内反射。如果空气隙足够小，那么倏逝波到达另一侧并再次在透明盘中传播。注意，如果透明盘的折射率小于数值孔径，即n0′＜NA，那么一些波保持为倏逝波并且实际上NA＝n0′。
在图4中示出了偏振状态与辐照光束的偏振状态平行和垂直的反射光的总量的测量值及其之和。垂直偏振状态适合作为近场光学记录***的空气隙误差信号。
在图5中示出了覆盖层的厚度变化可以大于或小于焦深。
在图6A，6B和6C中，示出了在改变覆盖层厚度的情况下双致动器的工作原理。在图6A中，存储层在焦点上，并且空气隙保持恒定。在图6B中，覆盖层厚度改变，但是通过同时移动这两个透镜使空气隙仍然保持恒定。在图6C中，移动第一透镜使其恢复聚焦在存储层上。图中示出了在改变盘到盘的覆盖层厚度的情况下双致动器的工作原理。
在图7中，示出了为驱动该双透镜致动器所需的双伺服***的方框图。需要两个耦合伺服回路：
一个用于空气隙，使光学物镜中最接近的表面遵循覆盖层的表面。
一个用于焦距，通过改变光学物镜的焦距而使数据层保持在焦距中。
注意这两个伺服回路彼此相依。伺服***的带宽和耦合常数是为实际的解决方案而确定的参数。
间隙致动器(GA)用于控制空气隙。该间隙致动器备有用于控制焦点位置的较小的聚焦致动器(FA)。注意，该较小的聚焦致动器可具有与较大间隙致动器相比小得多的带宽，因为其仅需要抑制覆盖层的厚度变化，该厚度变化大约为几微米。而且，第一透镜的剩余位置误差因为由SIL附加的放大率而相当大，SIL保持在与盘相隔恒定距离处。这样，第一透镜的相对较大的位置误差导致在盘的焦点位置处小得多的误差。
PID控制器(PID1)利用作为输入的常规标准化(象散或Foucault)聚焦误差信号(FEN)来驱动聚焦致动器。除法器1根据一组光电二极管的差信号(ΔFES)以及和信号(∑FES)来产生标准化聚焦误差信号。中央微处理器(μProc)将聚焦偏置信号和聚焦拉入程序馈送到控制器中。第二PID控制器(PID2)利用标准化间隙误差信号(GEN)作为输入来驱动间隙致动器。除法器产生标准化间隙误差信号，该除法器用聚焦和信号(或者来自前面的传感二极管的信号)去除间隙误差信号(GES)。中央微处理器将控制器设定点和空气隙拉入程序馈送到控制器中。
需要两个控制信号：
利用从SIL和覆盖层之间的倏逝耦合的量而得出的误差信号可以控制空气隙的宽度。在图4中，示出了典型的间隙误差信号(GES)
利用常规的S曲线聚焦误差信号(FES)可以控制焦距，参见图8。
在图8中，示出了常规的S曲线型聚焦误差信号(FES)的实例。在近场光学记录的情况下，如果覆盖层厚度h远大于焦深，即h＞＞Δf，那么可根据该光学信号来获得这种信号。
在图9中，示出了用于近场的双透镜致动器的可能实施例的横截面。
在图10中，示出了利用波长λ＝405nm的辐射束进行记录和/或读取的光学数据存储***。辐射束聚焦到光学数据存储介质的数据存储层上。该***包括：
具有覆盖层的介质(衬底、存储层和覆盖层)，该覆盖层对聚焦辐射束是透明的，
光学头，包括具有数值孔径NA的物镜，所述物镜包括固体浸液透镜(SIL)，其适合位于与所述介质的最远表面相隔小于λ/10的自由工作距离处，并安排在所述光学数据存储介质的覆盖层一侧。在记录/读取过程中，来自所述固体浸液透镜的聚焦辐射束由耦合到光学数据存储介质的覆盖层中的倏逝波来耦合。光学头包括：
第一可调光学元件(SIL)，其与固体浸液透镜相对应，
用于轴向地移动第一光学元件并使覆盖层和固体浸液透镜之间的距离动态地保持恒定的装置，
第二可调光学元件(透镜)，
用于动态地调整第二光学元件的装置，该第二光学元件用于改变相对于固体浸液透镜出射表面的聚焦辐射束的焦点的焦点位置。第二光学元件存在于物镜中。第二光学元件(透镜)可相对于第一光学元件而轴向移动，参见图7和图9。
在图11中，示出了通过使激光准直透镜相对于物镜移动来获得散焦。
在图12中，示出了基于电润湿(EW)或液晶(LC)材料的可变换光学元件，其可用于调整光学***的焦距。按照这种方式也可以同时补偿一定量的球差。因此，透镜(第二光学元件)具有例如通过电润湿或通过电学地影响液晶材料的取向从而电学上可调整的焦距。
在图13中，示出可利用基于电润湿或液晶材料的可变换光学元件来调整光学***的焦距。这里，将该光学元件放置在透镜和SIL之间。按照这种方式也可以同时补偿一定量的球差。
已经设计出了双透镜致动器，参见参考资料[6]，其具有洛伦兹电动机来调整记录器物镜中两个透镜之间的距离。透镜组整体装配在致动器中。该双透镜致动器由沿反方向缠绕的两个线圈和两个径向磁化的磁体组成。这两个线圈缠绕在物镜支架上，支架悬浮在两个板簧中。通过线圈的电流与两个磁体的杂散场结合将引起垂直力，其使第一物镜朝向SIL或背离SIL移动。近场设计看起来像图9中所绘出的一样。
具有可变焦点位置的光学物镜的第一实施例示于图6和9中，并且重复示于图10中。改变***的焦点位置的可选择实施例包括例如调整激光准直透镜，参见图11，或者基于电润湿或液晶材料的可变换光学元件，参见图12和13，并且参见参考资料[7]。当然，可以同时采用这些方法。
参考资料：
[1]Ferry Zijp和Yourii V.Martynov在SPIE 4081会刊《Optical Storage and Information Processing(光学存储和信息处理)》中发表的“Static tester for characterization ofoptical near-field coupling phenomena(光学近场耦合现象的特性的静态试验器)”，第21-27页(2000)。
[2]Kimihiro Saito，Tsutomu Ishimoto，Takao Kondo，Ariyoshi Nakaoki，Shin Masuhara，Motohiro Furuki和MasanobuYamamoto在《Jpn.J.App1.Phys.41(Jpn.J.应用物理41)》(2002)第1898-1902页上发表的“Readout Method for Read Only MemorySignal and Air Gap Control Signal in a Near Field Optical DiscSystem(用于仅读取近场光盘***中的存储信号和空气隙控制信号的读出方法)”。
[3]Martin Van der Mauk和Gavin Phillips撰写的“(Squeakyclean)Hydrophobic disk and objective((清除吱吱声)疏水盘和物镜)”；参见国际专利申请公开WO 2004/008444-A2(PHNL0200666)。
[4]Bob van Someren；Ferry Zijp；Hans Van Kesteren和Martinvan der Mark撰写的“Hard coat protective thin cover layer stackmodia and system(硬涂层的薄的保护覆盖层的叠置介质和***)”，参见国际专利申请公开WO 2004/008441-A2(2002)(PHNL0200667)。
[5]美国加利福尼亚圣何塞TeraStor公司的“Head including aheating element for reducing signal distortion in data storagesystems(包括用于减少数据存储***中的信号失真的加热元件的头)”，US 6.069.853。
[6]Y.V.Martynov，B.H.W.hendriks，F.Zijp，J.Aarts，J.-P.Baartman，G.van Rosmalen J.J.H.B.Schleipen和H.van Houten在《Jpn.J.Appl.Phys(Jpn.J.应用物理)》第38卷(1999)第1786-1792页上发表的“High numerical aperture optical recording：Activetilt correction or thin cover layer？(大数值孔径光学记录：主动倾斜校正或薄覆盖层)”。
[7]B.J.Feenstra，S.Kuiper，S.Stallinga，B.H.W.Hendriks，R.M.Snoeren撰写的“Variable focus lens(可变聚焦透镜)”，参见国际专利申请公开WO 2003/069380-A1。S.Stallinga撰写的“Opticals canning device with a selective optical diaphragm(具有选择性光学光阑的光学扫描设备)”，专利US6707779B1。

Claims (12)

1.一种用于记录和/或读取的光学数据存储***，其利用聚焦到光学数据存储介质的数据存储层上的波长为λ的辐射束，所述***包括：
具有覆盖层的介质，该覆盖层对于聚焦的辐射束是透明的，
光学头，其包括具有数值孔径NA的物镜，所述物镜包括固体浸液透镜，其适合存在于与所述介质最远表面相隔小于λ/10的自由工作距离处，并被安排在所述光学数据存储介质的覆盖层一侧，并且在记录/读取过程中，来自固体浸液透镜的聚焦辐射束由耦合到光学数据存储介质的覆盖层中的倏逝波来耦合，
其特征在于，
该光学头包括：
与固体浸液透镜相对应的第一可调光学元件，
用于轴向移动第一光学元件并使覆盖层与固体浸液透镜之间的距离动态地保持恒定的装置，
第二可调光学元件，
用于动态调整第二光学元件的装置，该第二光学元件用于改变相对于固体浸液透镜出射表面的聚焦辐射束的焦点的焦点位置。
2.如权利要求1所述的光学记录和读取***，其中第二光学元件存在于物镜中。
3.如权利要求1所述的光学记录和读取***，其中第二光学元件存在于物镜之外。
4.如权利要求2或3所述的光学记录和读取***，其中第二光学元件可相对于第一光学元件轴向移动。
5.如权利要求2或3中任一项所述的光学记录和读取***，其中第二光学元件具有例如通过电润湿或电学地影响液晶材料的取向而电学上可调整的焦距。
6.一种利用如权利要求1所述的***进行光学记录和/或读取的方法，其中：
通过利用基于间隙误差信号的第一相对较高带宽的伺服回路使自由工作距离保持恒定，所述间隙误差信号例如根据固体浸液透镜和覆盖层之间的倏逝耦合的量来获得，
基于第一伺服回路来激励第一光学元件，
基于聚焦控制信号，第二相对较高带宽的伺服回路是有效的，
基于第二伺服回路来调整第二光学元件，以便重新得到最佳已调信号。
7.如权利要求6的方法，其中聚焦控制信号由数据存储层中记录的已调信号的调制深度来获得。
8.如权利要求6的方法，其中从S曲线型聚焦误差信号获得聚焦控制信号。
9.如权利要求7的方法，其中在第二光学元件的调整上叠加振荡，其中聚焦控制信号另外由第二光学元件的振荡方向获得。
10.如权利要求7的方法，其中已调信号作为预先记录数据存在于光学数据存储介质中。
11.如权利要求7的方法，其中已调信号存在于光学数据存储介质的引入区域中。
12.如权利要求7的方法，其中已调信号作为光学数据存储介质的摆动轨道而存在。
CNA2005800118619A 2004-04-20 2005-04-15 光学数据存储***以及光学记录和/或读取的方法 Pending CN1942942A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP04101634.6 2004-04-20
EP04101634 2004-04-20

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN1942942A true CN1942942A (zh) 2007-04-04

Family

ID=34964541

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2005800118619A Pending CN1942942A (zh) 2004-04-20 2005-04-15 光学数据存储***以及光学记录和/或读取的方法

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20080279070A1 (zh)
EP (1) EP1741096A1 (zh)
JP (1) JP2007534100A (zh)
KR (1) KR20060132750A (zh)
CN (1) CN1942942A (zh)
CA (1) CA2562879A1 (zh)
MX (1) MXPA06012051A (zh)
TW (1) TW200606904A (zh)
WO (1) WO2005104109A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109561931A (zh) * 2016-08-09 2019-04-02 皇家飞利浦有限公司 基于光的皮肤处理装置

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2008047741A1 (fr) 2006-10-20 2008-04-24 Panasonic Corporation Dispositif d'enregistrement/reproduction optique d'informations, procédé d'enregistrement/reproduction optique d'informations et circuit de commande
EP2287840A1 (en) 2009-08-21 2011-02-23 Thomson Licensing Objective lens and optical data storage apparatus comprising the objective lens
EP2290647A1 (en) 2009-08-24 2011-03-02 Thomson Licensing Objective lens and optical pickup comprising the objective lens
EP2362391A1 (en) * 2010-02-23 2011-08-31 Thomson Licensing Apparatus for reading from and/or writing to a near-field optical recording medium
WO2011076562A1 (en) 2009-12-22 2011-06-30 Thomson Licensing Apparatus for reading from and/or writing to a near-field optical recording medium
EP2355102A1 (en) 2010-02-02 2011-08-10 Thomson Licensing Near-field optical recording medium and optical pickup for this optical recording medium
KR101784351B1 (ko) 2013-07-30 2017-10-12 한국전자통신연구원 가변형 광학 소자 및 이를 포함하는 광 기록/재생 장치
US10185224B2 (en) 2015-05-04 2019-01-22 Asml Netherlands B.V. Method and apparatus for inspection and metrology
KR102133320B1 (ko) 2015-10-09 2020-07-14 에이에스엠엘 네델란즈 비.브이. 검사 및 계측을 위한 방법 및 장치

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11120610A (ja) * 1997-08-11 1999-04-30 Tokai Univ 光ディスク装置
WO1999054873A1 (en) * 1998-04-17 1999-10-28 Koninklijke Philips Electronics N.V. Optical scanning device comprising a main lens and an auxiliary lens
JP2000040237A (ja) * 1998-07-17 2000-02-08 Sony Corp 光記録再生装置及び光記録再生方法
MY118961A (en) * 1998-09-03 2005-02-28 Sony Corp Beam irradiation apparatus, optical apparatus having beam irradiation apparatus for information recording medium, method for manufacturing original disk for information recording medium, and method for manufacturing information recording medium
US6307689B1 (en) * 1998-10-21 2001-10-23 Sony Corporation Optical head and drive device for optical recording medium
JP4269471B2 (ja) * 2000-02-21 2009-05-27 ソニー株式会社 光記録媒体、光ピックアップおよび光記録再生装置
JP2002279680A (ja) * 2001-03-21 2002-09-27 Konica Corp 光ピックアップ装置、光ピックアップ装置の集光光学系及び光情報記録再生方法、
EP1246174A2 (en) * 2001-03-30 2002-10-02 TDK Corporation Optical recording method, optical recording medium and optical irradiating time controlling device
JP4228666B2 (ja) * 2002-11-25 2009-02-25 ソニー株式会社 光学ピックアップ装置、記録再生装置及びギャップ検出方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109561931A (zh) * 2016-08-09 2019-04-02 皇家飞利浦有限公司 基于光的皮肤处理装置

Also Published As

Publication number Publication date
MXPA06012051A (es) 2007-01-25
WO2005104109A1 (en) 2005-11-03
TW200606904A (en) 2006-02-16
JP2007534100A (ja) 2007-11-22
CA2562879A1 (en) 2005-11-03
US20080279070A1 (en) 2008-11-13
KR20060132750A (ko) 2006-12-21
EP1741096A1 (en) 2007-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1942942A (zh) 光学数据存储***以及光学记录和/或读取的方法
CN1639780A (zh) 能补偿光学记录介质的厚度偏差的光学拾取设备
CN101950569B (zh) 光拾取器及光盘驱动器
US5917788A (en) Lens for optical data storage system
KR20080022186A (ko) 2개의 메니스커스를 갖는 가변 유체 렌즈
CN1533567A (zh) 具有像差校正装置的光头和光盘驱动器
EP1056076B1 (en) Micro-mirror device and optical pick-up system
CN1942951A (zh) 光学数据存储***和光学记录和/或读取的方法
JP2004516594A (ja) 記録担体を読み取る及び／又は該記録担体に書き込むデバイス
US7602674B2 (en) Optical recording medium and optical recording and reproducing method using this optical recording medium
CN101061539A (zh) 光检测器上具有可变换直径的光斑的光头
US6157598A (en) Lens for optical data storage system
EP1488416A1 (en) Optical pickup apparatus capable of compensating thickness deviation of optical recording media
JP4218440B2 (ja) 光ヘッド及びその収差補正方法
CN1310233C (zh) 光学扫描装置
JP3791509B2 (ja) 光再生装置及び光再生方法
CN1985316A (zh) 具有可变光学部件的光学头
TW578005B (en) Objective lens for optical pickup and optical pickup using the objective lens
US20090013341A1 (en) Lens holder for optical pickup and optical pickup having same
JP2009509279A (ja) 光学走査デバイス用のアクチュエーター
CN1542487A (zh) 光拾取装置
JP2006039210A (ja) 光学レンズ、集光レンズ、光学ピックアップ装置及び光記録再生装置
CN1783251A (zh) 光学拾取***
JP2004184993A (ja) 光学レンズ、集光レンズ、光学ピックアップ装置、及び光記録再生装置
WO2007057988A1 (ja) 光ディスク装置

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication