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激光头基本知识 SCEC 陳烈佳 2009-04-24 目录 激光头光学原理 跟踪伺服和聚焦伺服介紹 激光头主要光学部品介紹 激光头主要性能参数介紹 激光头光学原理 功能原理：其功能是拾取光盘上已调制的数字信号，并将光信号换成电信号。电信号经过运算得到数据信号（HF），聚焦误差信号（FE），跟踪误差信号（TE）等一系列信号，这些信号传送到数据信息处理电路（DSP），经DSP处理后得到数据信号如音频信号或者视频信号和伺服信号；伺服信号送到伺服机构，完成聚焦、跟踪和主轴电机伺服等。 激光头光学原理 光路原理： LD发光后经过光栅（GT）变 成三束激光,通过半透镜（H/M）和反射镜（R/M）反射后,透过物镜（OBL）聚焦在DISC的信息坑点上;经DISC反射回来的光沿入射光的逆方向到半透镜，最后进入光电二极管（PD）, 光电二极管将光信号转换成电信号,从而达到将DISC上的坑点信号转换成电信号的目的 。 伺服原理介紹 Tracking伺服 在CD 激光头中常用的有三光束法，DVD 激光头中常用的为相位法。 三光束法（此次主讲）： 激光头利用光栅衍射产生的副光束S1 与S2 用作跟踪误差检测。从DISC 反射回来的副光束被PD 上的E 与F 感光单元接受，转换为电信号分别输出到一比较放大器的正负输入端，比较放大器的输出值（E-F）就是跟踪误差信号TE,用作跟踪误差信号的控制，控制可动部件线圈组件在径向运动。 相位法 通过四分割PD 进行检测。如果从DISC 反射回来的光束从四分割PD 的中间通过，那么对角信号（A+C）与（B+D）同相位的发生变化，如果光束偏离中心位置变化，则相位的变化不同相位，该相位差经积分电路后输出跟踪误差信号。 伺服原理介紹 Tracking伺服 三光束法（CD）： 1、当主光束正确的照射到DISC 的轨迹 上，两副光束S1 与S2 对称的落到 主光束所在轨迹的两边（图中间）。 此时反射回到PD 表面的两副光束光 量相等，跟踪误差信号TE=E-F=0。 2、当主光束偏右的照射到DISC 的轨迹 上，两副光束S1 与S2 不对称的落到主 光束所在轨迹的两边（图左边）。 此时反射回到PD 表面的两副光束光量不相等，跟踪误差信号TE=E-F＞0，此时TE 将会驱使线圈向右移动，直至TE＝0 时才会停止移动。 3、当主光束偏左的照射到DISC 的轨迹上，两副光束S1 与S2 不对称的落到主光束所在轨迹的两边（如图右边）。此时反射回到PD 表面的两副光束光量不相等，跟踪误差信号TE=E-F ＜0，此时TE 将会驱使线圈向左移动，直至TE＝0 时才会停止移动。 由于线圈在实际工作的移动距离是非常有限的，要完成DISC 从内周到外周的大范围径向伺服，必须要通过径向马达来协助完成。 伺服原理介紹 Focusing伺服 对于聚焦误差伺服，需要使线圈上下移动来跟随DISC 的振动，保持物镜与DISC 坑点的距离。在激光头中聚焦伺服其范围有一定的限制，只能在±20μm 左右间。因此在聚焦伺服时，需要先断开伺服电路使聚焦线圈先上下移动进入伺服范围，驱动型号为锯齿波信号。当准确聚焦，使得反射回的光量达到预定值，此时开始进入聚焦伺服。 对于聚焦误差信号的获得此次主要介绍非点收差法 伺服原理介紹 Focusing伺服 非点收差法： 随着物镜与DISC 的距离的远近， 反射回的激光束在四分割PD 上形 成不同的光斑。 1、当物镜准确聚焦时，反射激光 呈圆形，此时四分割PD 上的光量 差A+C）-(B+D)得到的聚焦误差控 制信号FE 为0，物镜不需要移动； 2、当物镜距离DISC 太远，此时反射激光呈横向椭圆形，此时四分割PD 上的光量差（A+C）-(B+D)得到的聚焦误差控制信号FE＜0，线圈需要向靠近DISC的方向移动，直到FE 为0。 3、当物镜距离DISC 太近，此时反射激光呈纵向椭圆形，此时四分割PD 上的光量差（A+C）-(B+D)得到的聚焦误差控制信号FE＞0，线圈需要向远离DISC 的方向移动，直到FE 为0。 激光头主要光学部品介紹 LD（Laser Diode）激光二极管 1、激光二极管是整个激光头的光源 ,读取CD时一般发出功率为几mW（刻录时LD的功率为200~400mW），激光二极管的内部电路如图1，其中LD为发射激光束，而MD为监控二极管，是利用自动功率控制