作者：華南理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院 黃常帥 楊永強(qiáng) 張翠紅 =<iK3bPkU  
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摘 要：隨著社會(huì)信息化的發(fā)展,光存儲(chǔ)以其容量大、壽命長(zhǎng)、成本低、復(fù)制速度快等顯著優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)成為現(xiàn)代社會(huì)信息存儲(chǔ)的重要手段之一,而DVD類產(chǎn)品更是新一代數(shù)字視聽(tīng)技術(shù)和數(shù)字化信息存儲(chǔ)設(shè)備的典型代表和潮流。它已經(jīng)廣泛應(yīng)用于廣播、電視、數(shù)據(jù)處理、文字/圖像貯存、社會(huì)文化活動(dòng)和家庭娛樂(lè)等領(lǐng)域。其讀寫關(guān)鍵技術(shù)的DVD激光頭，主要功能是信號(hào)的記錄和讀出，是利用聚焦的激光束來(lái)完成的。文章主要介紹了DVD激光頭的結(jié)構(gòu)與讀出原理、DVD激光頭技術(shù)應(yīng)用等幾個(gè)方面,重點(diǎn)闡述了DVD激光頭發(fā)展?fàn)顩r及其未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。 [=7|LHjU  
關(guān)鍵詞：DVD激光頭；基本結(jié)構(gòu)；讀出原理；發(fā)展趨勢(shì) e<9IwS!/  
1 引 言 )@\= pE.H  
---隨著社會(huì)信息化的發(fā)展,光存儲(chǔ)以其容量大、壽命長(zhǎng)、成本低、復(fù)制速度快等顯著優(yōu)點(diǎn)已經(jīng)成為現(xiàn)代社會(huì)信息存儲(chǔ)的重要手段之一,而DVD類產(chǎn)品更是新一代數(shù)字視聽(tīng)技術(shù)和數(shù)字化信息存儲(chǔ)設(shè)備的典型代表和潮流。它集計(jì)算機(jī)技術(shù)、光學(xué)記錄技術(shù)和影視技術(shù)等為一體，其目的是滿足人們對(duì)大存儲(chǔ)容量、高性能的存儲(chǔ)媒體的需求。作為光存儲(chǔ)系統(tǒng)重要組成部分的DVD激光頭, 因直接影響讀出和寫入信號(hào)的質(zhì)量，是DVD系統(tǒng)的核心。 E]6;nY?  
---激光頭是從光盤上拾取信息的執(zhí)行部件。激光頭通過(guò)讀取光束聚焦于信號(hào)面上,并正確跟蹤掃描軌跡,同時(shí)將反射回來(lái)的光信號(hào)變成電信號(hào),從而讀出信息。因此,激光頭能否在某些光盤上讀取信息,完全取決于激光頭的技術(shù)性和盤片的物理結(jié)果是否匹配。DVD盤片物理結(jié)構(gòu)特性已經(jīng)決定了DVD激光頭的結(jié)構(gòu)和功能。因此，本文主要是從DVD激光頭工作的基本原理出發(fā)，介紹了激光頭的基本結(jié)構(gòu)，以及近年來(lái)激光頭制造現(xiàn)狀及未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。 f77Jn^Dt  
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2 激光頭的結(jié)構(gòu)及工作原理 ,>`wz^z  
---2.1激光頭的基本組成 `k
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---無(wú)論是CD、VCD、DVD機(jī)的激光頭還是LD機(jī)的激光頭均由兩部分組成：一部分為物鏡機(jī)構(gòu)，俗稱光學(xué)頭；另一部分是將其余各鏡片、激光發(fā)射二極管和光敏接收器安裝在同一個(gè)腔體內(nèi)，俗稱激光槍。 FJp~8 x=  
---光學(xué)頭安裝在激光槍上面，通過(guò)螺釘聯(lián)成一個(gè)整體，構(gòu)成激光頭組件。激光頭由激光產(chǎn)生（發(fā)射）系統(tǒng)、激光傳播系統(tǒng)（光路或激光槍）和光接收系統(tǒng)等部分構(gòu)成（如圖1所示）。 _rY,=h{+  
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2.2激光頭工作原理 +P6q wh\v  
---DVD-ROM技術(shù)類似于CD-ROM技術(shù)，但可提供更高的存儲(chǔ)容量。從表面上看，DVD盤與CD/VCD盤也很相似，其直徑為80mm或120mm，厚度為1.2mm。但實(shí)質(zhì)上，兩者之間有本質(zhì)的差別。按單/雙面與單/雙層結(jié)構(gòu)的各種組合，DVD可以分為單面單層、單面雙層、雙面單層和雙面雙層四種物理結(jié)構(gòu)。 # x!47Y{  
---相對(duì)于CD-ROM光碟650MB的存儲(chǔ)容量，DVD-ROM光碟的存儲(chǔ)容量可達(dá)到17GB。CD的最小凹坑長(zhǎng)度為0.834μｍ，道間距為1.6μｍ，采用波長(zhǎng)為780nm～790nm的紅外激光器讀取數(shù)據(jù)，而DVD的最小凹坑長(zhǎng)度僅為0.4μｍ，道間距為0.74μｍ，采用波長(zhǎng)為635nm～650nm的紅外激光器讀取數(shù)據(jù)（如圖2所示）。 ;6U=fBp7<  
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激光頭工作時(shí)，首先半導(dǎo)體激光二級(jí)管發(fā)射出單一波長(zhǎng)、相位一致的激光，其波長(zhǎng)在0.78μm（或0.63μm～0.65μm）左右，光輸出功率約5mW。經(jīng)過(guò)不同作用的由物鏡、準(zhǔn)直透鏡、1/4波長(zhǎng)片、分光棱鏡和圓柱透鏡組成的光學(xué)鏡片構(gòu)成的光路系統(tǒng)，將激光二級(jí)管發(fā)射出的激光入射到光盤上面。光盤是以沿螺旋形軌跡排列的不同長(zhǎng)度的橢圓坑槽和間隔來(lái)表示信息（圖像和聲音）內(nèi)容的。光盤上刻錄的橢圓形坑，呈螺旋狀排列。 O9dIobu4  
---透明的聚碳酸脂的折射率為1.58，坑的光學(xué)深度為0.1738μm，近似于激光波長(zhǎng)的1/4。當(dāng)激光束投射到旋轉(zhuǎn)光盤的無(wú)坑部分時(shí)，激光被垂直地全部反射回物鏡；當(dāng)投射到坑槽部位時(shí)，在坑的周圍部分波面發(fā)生彎曲，根據(jù)光的干涉原理，波峰與波峰一致的兩個(gè)（反射）光波互相增強(qiáng)，波峰與波谷一致的兩個(gè)（反射）光波互相抵消。激光頭通過(guò)讀取光束聚焦于信號(hào)面上,并正確跟蹤掃描軌跡,同時(shí)將反射回來(lái)的光信號(hào)變成電信號(hào),從而將信息讀出（如圖3所示）。 V[5-A $ft  
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3 常見(jiàn)DVD激光頭分類 GFYAg  
---由于早些年來(lái)VCD產(chǎn)品在市場(chǎng)上已廣泛使用，同時(shí)DVD與VCD在規(guī)格上又存在著很大的差異，光源波長(zhǎng)不同，所以一般DVD-ROM不能讀取CD-ROM，但由于顧及到DVD的向下兼容，且只有一個(gè)激光發(fā)射器，只能發(fā)出650nm的激光。對(duì)于這個(gè)難題，目前市場(chǎng)上存在兩種解決方案，單激光頭方式和雙激光頭方式。而這兩種的每一種又可以細(xì)分為幾種，簡(jiǎn)單介紹如下。