第2章激光信号拾取系统课件.pptVIP

激光信号拾取系统的作用：完成光盘记录信号的读取 组成：激光拾音器(俗称激光头)、伺服系统、精密机械系统。激光头和精密机械系统部分又称为机芯。 激光播放机的工作过程：将记录在光盘上的数字信号还原成模拟信号的过程。 激光拾音器：用激光头索取光盘记录的数字信号，激光头发出激光束经过聚焦扫描光盘信息纹迹，其反射光被信息纹迹调制，因而带上了光盘信息，用光检测器(光电二极管)将反射光变换成电流，这样就拾取到光盘上的信息。光盘上信息包括：主信号(通常称为射频信号或RF信号)和聚焦、循迹伺服误差信号。 伺服系统的作用：保证激光头能准确扫描光盘纹迹读取光盘信号，包括聚焦伺服、循迹伺服、进给伺服、主轴伺服。 精密机械系统：包括伺服调节机构、光盘旋转机构、光盘装卸机构等。 一、激光与激光器 光学常识: 可见光的波长为370－760nm(纳米)。不同的波长对应不同的颜色，紫色光为370－455nm，蓝色光为455－492nm，绿色光为493－577nm，黄色光为578－597nm，橙色光为598－622nm，红包光为623—750nm。波长短于370nm和大于760nm都是不可见光，分别称为紫外光和红外光。普通光源产生多波长光波，其能量不能高度集中，经透镜聚焦,焦点也不集中，不能用来读取光盘信息。 1.反射特性 反射规律：一是反射角等于 入射角，二是入射光线和 反射光线位于向一平面上。 4.聚焦待性 穿过凸透镜的光线会产生折射而会聚在一点，该点称为焦点。 非相干光(即多波长光波)通过透镜，因其能量不能集中，聚焦后的焦点不集中。 单色的相干光(如激光)经过透镜聚焦后焦点很小。焦点处光点的直径与光波波长(?)和透镜的数值孔径(NA)有关。当一束平行相干光投射到凸透镜上时，这些平行光便折射会聚在焦点上。 数值孔径(NA)：凸透镜的聚焦能力 NA=nsin? n:折射率 ??：最大会聚角的1/2 焦点直径d与光波波长? 、数值孔径NA的关系： d＝ ? /(2NA) 焦深－?f：光束会聚很细的那一部分长度 ?f=? ? /(2NA2) CD唱机、VCD视盘机采用物镜（凸透镜）对激光聚焦来读取信息。 当NA值大时，激光束聚焦后的光点直径小，分辨力高，但焦深短，读取信息时因光盘上下摆动而离焦，读取信息时稳定性就差，会使伺服不稳定； 当NA值小时，聚焦后的光点直径大，分辨力低，会同时触及两条信息纹迹、误码率增大，也不能读出正确的信息，但焦深长，读取信息稳定。 合理选取NA值 理论和实验证明:对于采用?＝780nm的激光器，激光头物镜NA的最佳值为0.45左右。DVD视盘机用?＝650nm的激光器，则NA的最佳值为0.6左右。 5.光的偏振 光照射到某些物体(如棱镜)的表面部分被反射，部分被折射。实验证明，光在被某些物体反射和折射的过程中，具有方向选择性，即某一方向有光，其他方向无光。这一现象叫光偏振。 偏振光通过某些透明物体（如石英晶体等旋光性物质）时，偏振光的振动而将旋转一定角度。其旋转角度取决于旋光物质的厚度以及光波波长。能使振动面旋转900的晶体片称为1/4波长片。 (二)激光 激光是由激光器产生的单一波长光波 特性： (1)高单色性 理想的单色光是波长完全相同的光。激光器产生的激光频率相同，是接近理想的单色光。高单色性是激光的主要特性。 (2)高方向性 激光的发散角仅为0.10左右，光束几乎只沿一个方向传播。高方向性能使激光能量高度集中。 (3)相干性好 激光是向某一方向发射的光，它们之间频率相同，相位一致，因而有极好的相干性。相干光具有良好的聚焦特性，激光通过激光头的光学系统聚焦后的焦点直径可小于1μm。 具有高单色性、高方向性、良好的相干性是激光最重要的特点，使得会聚焦点直径小到接近光的波长，激光的能量在焦点附近高度集中。 (二)激光器 产生激光的装置叫激光器。 由激发能源、工作物质和谐振腔三部分组成。 激发能源：用来激励工作物质，使之产生光子； 谐振腔：一对高反射率反射镜，光经反复激发、反射形成激光。 激光器的类型： 按其工作物质的物理状态，可分为气体、液体、固体及半导体四种激光器。 气体激光器：氦氖激光器。气体的密度低，激光输出功率较小