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如柱面镜爆发的像散把物镜离焦量变革调动为差

日期:2019-10-30 16:47 来源: 柱面镜

  如柱面镜产生的像散把物镜离焦量变化转变为不同方向光能的变化 经光电探测器探测 得到误差信号。四象限光电探测器的位置必须很精确 当它在正焦时 光斑在它上面为圆形 误差信号 输出为零 而在不同离焦情况下 四象限探测器上的光斑形状发生不同的变化 由此得到离焦误差信号。图 为像散法的原理示意图。反射光经分光

  如柱面镜产生的像散把物镜离焦量变化转变为不同方向光能的变化 经光电探测器探测 得到误差信号。四象限光电探测器的位置必须很精确 当它在正焦时 光斑在它上面为圆形 误差信号 输出为零 而在不同离焦情况下 四象限探测器上的光斑形状发生不同的变化 由此得到离焦误差信号。图 为像散法的原理示意图。反射光经分光镜反射后 由柱面镜会聚在四象限光电探测器上。光线经柱面镜后产生像散现象。在焦点附近像散光束出现轴向不对称 在最佳焦点的两边出现水平或垂直方向的像散线。当物镜正确聚焦时 四象限探测器上接收到的是 圆形光斑 四个象限上光强相等 离焦误差信号输出为 。如果光盘反射面距物镜过远 则探测器上接收到的是长轴处于垂直位置的椭圆光斑 离焦误差信号输出大于 。如果信息面距物镜过近 则相反 探测器上接收到就是长轴处于水平方向的椭圆光斑 离焦误差信号输出小于 透镜的柱面倍率确定了像散线之间的轴向距离和焦点附近误差信号的陡度。如图 的四象限探测器上 根据定义 聚焦信号 表达式如下 分别是四象限探测器上每个分区的光强 检测原理四象限探测器 远焦刀口法是在检测透镜的后焦面设置一个’’刀口” 如图 所示。刀 旦型堂堇查盔兰亟主堡塞塑兰要堂里盟壅簋堡差堡型堡塑堕墨口法的原理是在当激光通过物镜形成的光斑正好聚焦在光盘上时 反射回来的光束一平行光通过 透镜 平行光的焦点落在刀口所在的位置 此时“刀口”不挡光 如图 探测器上输出的聚焦误差信号 为零。当光盘靠近物镜时 从光盘反射回来的光束通过 透镜前是发散的 此时经过 透镜形成的会聚点落在刀口所在位置后面 如图 刀口挡住一部分光 探测器上输出的离焦信号为负。当光盘远离物镜时 从光盘反射回来的光束通过 透镜前是会聚的 此时经过 透镜形成的会聚点落在刀口所在位置前面 如图 刀口挡住一部分光探测器上输出的离焦信号为正。根据定义 聚焦信号 表达式如下 上的光强光斑尺寸法光斑尺寸法是利用光斑的形状的改变来取得聚焦误差信号 光束的中心部分在聚焦点的前后位置被两个三分探测器接收 聚焦误差信号等于中心探测区和边缘探测区上光强的之差。光斑尺寸法检测聚焦误差的原理如图 激光器发射出的激光经过半透半反镜 之后 通过物镜聚焦在光盘上 从光盘反射回来的光束经过物镜和半透半反镜 到达半透半反射镜 上分为两束光 一束投射到探测器 一束反射光入射到探测器。当激光通过物镜形成的光斑正好聚焦在光盘上时 反射回来的光束被 分为两部分 透过 的光束在聚焦点后的位置被一个三象限探测器接收 落在这三象限探测器的圆形光斑光强被象限的三部分分别接收 此时中心探 中国科学技术大学硕士论文第二荜常见的聚焦误差探测法的原理测区上的光强和边缘探测区上的光强之差为零 反射的光束在聚焦点前的位置被另一个三象限探测器接收同样此时三象限中心探测区上的光强和边缘探测区上的光强之差为零 如图 所以探测器上输出的聚焦误差信号 为零。当光盘靠近物镜时 从光盘反射回来的光束通过 透射部分落在探测器 上的圆光斑变小 此时 上中心探测区上的光强大于边缘探测区上的光强 上的聚焦误差信号 输出为负 而通过 反射部分落在探测器 上的圆光斑变大 此时 上中心探测区上的光强小于边缘探测区上的光强 上的聚焦误差信号 如图所以因总的聚焦误差信号 减去此时输出聚焦误差信号 为负。当光盘远离物镜时 从光盘反射回来的光束通过 透射部分落在探测器 上的圆光斑变大 此时 上中心探测区上的光强小于边缘探测区上的光强 上的聚焦误差信号 输出为正 而通过 反射部分落在探测器 上的圆光斑变小 此时 上中心探测区上的光强大于边缘探测区上的光强 上的聚焦误差信号 输出为负 如图 所以此时输出聚焦误差信号 为正。根据定义 聚焦信号 表达式如下 分别是探测器上每个分区的光强 分别是探测器 上每个分区的光强在这里探测器 和探测器 由两条分割线三等分 探测器上的有效接收面积是一个正方形 边长为 光斑尺寸法的聚焦误差监测系统光路图 其他方法主垦型兰垫查莶兰夔主堡垒蔓三雯整垦塑墨堡堡董堡塑垡堕堕堡除以上三种最常用的方法以外 我们简要介绍一些其他的聚焦误差探测方法 临界角棱镜法 这种方法是利用全反射临界角原理来检测误差信号的。图 为其原理图 当没有离焦时 从光盘返回的光以全反射的 临界角入射到棱镜的反射面 光束被反射 二象限光电探测器输出之差为零 反射光发散或会聚这样必将有一部分光以小于临界角的角度入射棱镜的反射面上而不能全部反射 使探测器产生差分输出正或负离焦误差信号。偏心光束法 该方法除读取信号用的主激光束外 另取一束用来检测离焦误差信号的辅助光束 该光束偏离物镜光轴入射 利用其反射光的位置就可测出离焦信号。当光盘信息面没有离焦时 反射光束正好在二象限光探测器中间 误差输出 当光盘离焦时发射光位置发生移动 探测器的差动输出就能检测处离焦误差信号并能辨别其离焦信号。富科棱镜法 这种方法与照相机分离棱镜的检出方式相同 利用棱镜组检测光束在不同离焦位置时的误差信号。振动法 这种方法人为地使光斑在垂直于盘面的方向上下移动 振动为已知的正弦波 则会引入一正值或负值得直流分量通过后续电路处理 则可以判出离焦量的大小和正负。这种光学系统简单 但要增加一振动驱动电路系统 处理电路也较复杂。新的方法还在不断出现 但很多还在研究和实验阶段 在具体应用中还不成熟 在应用于光学头的比例中所占很少 所以我们就不在此讨论。 第三章理论计算和仿真分析理论计算本节将采用光学追迹的方法对象散法、刀口法、光斑尺寸法作理论分析 建立数学模型 推导出计算公式 输出信号测量灵敏度 线性范围等 的影响。 像散法其原理 节中阐述过像散法的光学系统如图 所示 是物镜 是柱面镜 为四象限光电探测器。根据透镜成像公式 设‘和吃分别为物镜和柱透镜的口径的一半为物镜焦距 为透镜焦距 为柱透镜到四象限光电二极管的距离 为光束在光电探测器上所成的椭圆长短轴的长度光斑由几何关系叭 几何关系得所以利用上面的关系 像散法光学系统解析四象限光电探测器以四象限光电二极管上的光斑形状呈圆形时 。值作为基准位置此时 一日七一

  光学头聚焦误差探测法的仿真分析和实验研究误差,分析,实验,实验分析,和实验,研究分析,光学头,法检测,聚焦误差的,检测的

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