光盘驱动器的制作方法

专利名称：光盘驱动器的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种光盘驱动器，其通过将光线照射到光盘上而向光盘写入信号并/或从光盘读取信号，且更具体地说，本发明涉及一种适于通过偏振保持(polarization maintaining)光纤传输用于向光盘写入及/或从光盘读取信号的光线的光盘驱动器。
背景技术：
此前，诸如以CD(致密盘)为代表的ROM(只读存储器)型光盘和以相变盘和磁光盘为代表的RAM(随机存取存储器)型光盘的光盘已经广泛被用作记录介质，以存储包括图像、声音、字符等的信息。
对于这种光盘，已经积极地尝试增加记录密度以增大存储容量。随着这种趋势，已经作出各种努力，来改进光盘驱动器以用于成功地向这种较高记录密度的光盘写入信号或从这种较高记录密度光盘读取信号。
最近，已经提出将在硬盘驱动器中已经使用的飞行拾取头技术应用于光盘驱动器中，以便获得光盘较高的记录密度。
在这种光盘驱动器中，在光盘上汇聚光线的物镜安装到滑块上以形成拾取头，而从光源发出的光线通过光纤导引到拾取头上。在光盘驱动器中，拾取头在光盘上扫掠，同时浮置在光盘之上，而由物镜汇聚的光点照射到光盘上，以向光盘写入及/或从光盘读取信号。
向光盘写入及/或从光盘读取信号的光盘驱动器应适宜地兼容各种类型的光盘。然而，当磁光盘用在利用光纤传输光线的光盘驱动器中时，将会发生以下描述的问题当作为记录介质的磁光盘用在光盘驱动器中时，由于信号探测是通过利用线性偏振光线的偏振轴在磁场作用下旋转的Kerr效应实现的，需要在保持光线被偏振的同时传输光线。然而，普通光纤呈现出随机二次折射，这是由制造过程中发生的干扰等造成的。由此，相差将会在允许通过光纤传播的光线的电场振动分量之间产生，并会导致光线偏振状态的复杂变化。
偏振保持光纤已经被公知为一种能够传输光线并同时保持光线偏振状态的光纤。偏振保持光纤具有波导结构，该结构具有彼此垂直的前移相位轴和延迟相位轴(折射率不同的两个轴)。在这种光纤的波导结构中，沿任一个轴入射的线性偏振光线可以在保持偏振状态的同时传输。
然而，即使在光线通过这种偏振保持光纤导引的情况下，当磁光盘用作与传统光盘驱动器一起使用的记录介质时，从磁光盘返回的光线将以Kerr旋转角入射到偏振保持光纤上，并从而在通过偏振保持光纤导引的返回光线的场振动分量之间产生相差，并将不利地影响信号探测。

发明内容
于是，本发明的目的为通过提供一种兼容包括磁光盘在内的各种类型光盘的光盘驱动器来克服现有技术的上述缺陷。
上述目的可以通过提供一种如下的光盘驱动器来实现，该驱动器包括用于旋转光盘的装置；发射用于向光盘写入信号及/或从光盘读取信号的光线的光源；拾取头，其内安装汇聚从光源发出的光线的物镜，并在被所述旋转装置转动的光盘上扫掠，以将由物镜汇聚的光线照射到光盘上；用于接收作为光线一部分的返回光线并从返回光线中探测信号的装置，该光线是从拾取头向光盘照射且从光盘反射的；以及用于将从光源发出的光线导引到拾取头以及将来自光盘的返回光线导引到信号检测装置的装置。
在根据本发明的上述光盘驱动器中，光传输装置包括偏振保持光纤和相差产生装置，以抵消电场振动分量之间的相差或由π整数倍来倍乘该相差，其中相差是在向拾取头传播的光线或向信号探测装置传播的返回光线由相差产生装置产生的相差引导通过偏振保持光纤的。
在这种光盘驱动器中，已安装的光盘被光盘旋转装置转动，而用于向光盘写入及/或从光盘读取信号的光线从光源发出。
来自光源的光线被包括偏振保持光纤和相差产生装置的光传输装置导引到拾取头。拾取头在由光盘旋转装置所转动的光盘上扫掠，而通过光传输装置从光源导引的光线被物镜汇聚并照射到光盘上。
作为从拾取头向光盘照射并从光盘反射的光线的一部分且携带写在光盘上的信号的返回光线由光传输装置导引到信号探测装置。从而信号探测装置接收返回光线以探测信号。
在根据本发明的上述光盘驱动器中，在磁光盘用作光盘，且利用Kerr效应从该磁光盘探测信号的情况下，来自磁光盘的返回光线将以离轴方式入射到光传输装置的偏振保持光纤上。从而，在通过偏振保持光纤导引的返回光线中，基于偏振保持光纤的二次折射而在电场振动分量之间发生相差。然而，在这种光盘驱动器中，在通过偏振保持光纤导引的光线中产生的场振动分量之间的相差通过相差产生装置产生的相差来抵消或被π的整数倍来倍乘，因而，写在磁光盘上的信号可以被正确地读取。
即，由于有可能预测偏振保持光纤中二次折射的折射率分布，磁光信号可以通过以下方式予以正确探测，即，允许相差产生装置在向拾取头传播的光线或向信号探测装置传播的光线中，借助于相差产生装置，对应于光线的场振动分量之间由于偏振保持光纤的二次折射造成的相差而产生预定的相差，并从而抵消光线通过偏振保持光纤导引时所产生的场振动分量之间的相差，或由π的整数倍来倍乘场振动分量之间的相差以抑制偏振保持光纤的二次折射的影响。
在上述光盘驱动器中，光传输装置由偏振保持光纤和相差产生装置基于上述原理形成，以通过由相差产生装置产生的相差来抵消通过偏振保持光纤而导引的光线内产生的场振动分量之间的相差，或由π的整数倍来倍乘该相差，从而可以正确地探测磁光信号。从而，根据本发明的光盘驱动器兼容包括磁光盘在内的各种类型光盘。
应指出的是，在上述光盘驱动器中，光传输装置的相差产生装置应适宜地由一对楔形双折射晶体的组合形成，该晶体的晶轴彼此垂直。通过利用晶轴彼此垂直的一对楔形二次折射的晶体组合作为相差产生装置，有可能简单并精确地调整由相差产生装置产生的相差，并也可有效地抑制通过相差产生装置导引的光线发生光轴偏移。
同样，上述目的也可以通过提供如下的光盘驱动器予以实现，该光盘驱动器包括用于一同旋转多个光盘的装置；发出用于向多个光盘写入信号及/或从多个光盘读取信号的光线的光源；多个对应于多个光盘而设置的拾取头，每个拾取头其上安装了将从光源发出的光线汇聚的物镜，并在被光盘旋转装置转动的相应光盘上扫掠，以将由物镜汇聚的光线照射到光盘上；用于接收返回光线以探测由光线携带的信号的装置，返回光线是作为从多个拾取头中的相应一个照射到光盘上光线的一部分；以及用于将从光源发出的光线导引向多个拾取头中每一个并将来自光盘的返回光线导引向信号探测装置的装置。
在根据本发明的上述光盘驱动器中，光传输装置包括对应于多个光盘的多个偏振保持光纤；在用于从光源发出的光线的光路和用于向信号探测装置传播的返回光线的光路之间作出选择的光路选择装置；以及用于产生相差的装置，当向拾取头传播的光线或向信号探测装置传播的返回光线穿过由光路选择装置所选择的偏振保持光纤之一时产生的场振动分量之间的相差被相差产生装置所产生的相差抵消或被π的整数倍倍乘。
在这种光盘驱动器中，安装在其内的多个光盘被光盘旋转装置一同旋转。同样，用于向各光盘写入和/或从各光盘读取信号的光线从光源发出。
从光源发出的光线被光传输装置导引到拾取头，该光传输装置包括多个偏振保持光纤、光路选择装置和相差产生装置。此时，光路选择器选择多个偏振保持光纤中的一个以用于将从光源发出的光线入射到被选择的偏振保持光纤上，从而，从光源发出的光线将仅被导引到对应于被光盘旋转装置转动的多个光盘中特定一个的拾取头上。
拾取头在特定光盘上扫掠，并由物镜将从光源发出并被光传输装置导引的光线汇聚，以照射到光盘上。
作为从光源发出、照射到特定光盘上并从后者反射的光线的一部分且携带信号的返回光线被光传输装置导引到信号探测装置。信号探测装置接收返回光线并探测由此携带的信号。
在根据本发明的上述光盘驱动器中，在磁光盘用作光盘，且从该磁光盘利用Kerr效应探测信号的情况下，来自磁光盘的返回光线将以离轴方式入射到光传输装置的偏振保持光纤上。从而，在通过偏振保持光纤导引的返回光线中，将基于偏振保持光纤的二次折射在电场振动分量之间产生相差。然而，在这种光盘驱动器中，在通过偏振保持光纤导引的光线中发生的场振动分量之间的相差被相差产生装置所产生的相差抵消，或被π的整数倍倍乘，从而写在磁光盘上的信号可以被正确探测。因此，这种光盘驱动器可以兼容包括磁光盘在内的各种类型光盘。
同样，在这种光盘驱动器中，由于对于从光源发出的光线，由光传输装置的光路选择器选择光路，以将光线照射到在多个光盘中选出的特定一个上，而信号探测装置接收返回光线，并探测由返回光线携带的信号，不需要对应多个光盘提供不止一个光源和信号探测装置，而是光源和信号探测装置可以对于所有光盘公用。因此，该光盘驱动器可以由少量零件构成，并从而可以以较小成本制造。
应指出的是，当对于向拾取头传播的光线或向信号探测装置传播的返回光线的光路被选择时，如果在向拾取头传播的光线及向信号探测装置传播的返回光线的场振动分量之间产生相差，理想地是调节相差为π的整数倍。例如，在光路选择器布置成通过反射入射光而将光路从一个改变成另一个的情况下，在光线中产生的相差可以通过利用反射光线的介电薄膜予以调整到π的整数倍。
同样，在这种光盘驱动器中，光传输装置的相差产生装置应适宜地由一对楔形双折射晶体组合形成，该晶体的晶轴彼此垂直。通过利用晶轴彼此垂直的一对楔形双折射晶体组合作为相差产生装置，有可能简单并精确地调节由相差产生装置产生的相差，并也可以有效地抑制通过相差产生装置导引的光线发生光轴偏移。
同样，在这种光盘驱动器中，光传输装置的相差产生装置应适当设置在对应于多个光盘的多个拾取头的每一个中。在这种情况下，由每个相差产生装置产生的相差可以对于多个偏振保持光纤的每一个调节。
同样，在这种光盘驱动器中，光传输装置的相差产生装置可以设置在光路选择器和光源及信号探测装置之间的光路中。在这种情况下，相差产生装置可以公用，并从而，该光盘驱动器可以由较少零件构成。然而，在这种情况下，多个偏振保持光纤必须彼此长度相同，以用于在每个偏振保持光纤中产生相似的相差。


图1示意性示出了根据本发明的光盘驱动器的构造；图2示出了图1所示的光盘驱动器的构造示例；图3是图1中光盘驱动器的光路选择器及其附近部分的示意图；
图4是设置在图1所示的光盘驱动器中的PANDA型偏振保持光纤的剖视图；图5是设置在图1所示的光盘驱动器中的相差产生装置的示例的透视图；图6示出偏振保持光纤的反弹模式的色散特性；图7是沿偏振保持光纤长度截取的芯部及其附近部分的剖视图；图8是在图1所示的光盘驱动器中的光路的示意图；图9是从光线传播方向看到的、在图8中箭头A所示位置处向磁光盘传播的光线的偏振状态的示意图；图10是从光线传播方向看到的、在图8中箭头B所示位置处向磁光盘传播的光线的偏振状态的示意图；图11是从光线传播方向看到的、在图8中箭头C所示位置处向磁光盘传播的光线的偏振状态的示意图；图12是从光线传播方向看到的、来自磁光盘且其偏振在Kerr效应下旋转的返回光线的偏振状态的示意图；图13是从光线传播方向看到的、在图8中箭头C所示位置处来自磁光盘的返回光线的偏振状态的示意图；图14是从光线传播方向看到的、在图8中箭头B所示位置处来自磁光盘的返回光线的偏振状态的示意图；图15是从光线传播方向看到的、在图8中箭头A所示位置处来自磁光盘的返回光线的偏振状态的示意图；图16示出图1所示的光盘驱动器的另一示例的构造。
具体实施例方式
在与附图结合时，本发明的这些目的及其他目的、特征以及优点将从以下本发明优选实施例的详细描述而得以明白。
现在参照图1，其示意性示出了根据本发明的光盘驱动器的构造。光盘驱动器总体上由附图标记1标识。如图所示，光盘驱动器1包括光源单元2、信号探测器3、光传输器4、拾取头5以及光盘旋转驱动器6。在这个光盘驱动器1中，由光源单元2发出的光线通过光传输器4导引到拾取头5，用于向被光盘旋转驱动器6转动的光盘7照射，而来自光盘7的返回光线被光传输器4导引，通过拾取头5到达信号探测器3，从而，信号探测器3将探测由返回光线携带的信号。
上述光盘驱动器1构造如图2中详细示出的。如图所示，光盘驱动器1其内已经安装四个磁光盘作为光盘，它们包括第一光盘7a、第二光盘7b、第三光盘7c和第四光盘7d。光盘驱动器1将向这些第一到第四磁光盘7a、7b、7c和7d中选出的一个写入及/或读取信号。
光源单元2包括例如由半导体激光器制成的光源11和汇聚从光源11发出的光线的组合透镜12。被组合透镜12汇聚的光线由光传输器4导引到拾取头5。
光传输器4包括将用于来自光源单元2的光线的光路和用于向信号探测器3传播的返回光线的光路相互分离的分光器13；光路选择器14；分别对应于第一到第四磁光盘7a、7b、7c和7d的多个偏振保持光纤，即，第一到第四光纤15a、15b、15c和15d；以及也分别对应于第一到第四磁光盘7a、7b、7c和7d的多个相差产生器，即，第一到第四相差产生器16a、16b、16c和16d。
如图3中所示，光路选择器14包括转子21，该转子由步进电机等(未示出)转动，且其转动中心轴CL与已经穿过分光器13的光线的光路对齐。转子21其上安装第一反射镜22和第二反射镜23，其中第一反射镜22设置在转子21的旋转中心轴CL上并相对旋转中心轴CL倾斜45度，而第二反射镜23平行于第一反射镜22设置并在偏离旋转中心轴CL的位置处。
在光路选择器14处，从光源11发出、被组合透镜12汇聚并穿过分光器13的光线被第一反射镜22反射并然后被第二反射镜23反射，以用于入射到第一到第四偏振保持光纤15a、15b、15c和15d的一个上。
当转子21旋转时，安装在偏离转子21旋转中心轴CL位置处的第二反射镜23将移动，描绘出一圆形。因此，被第二反射镜23反射的光线的光路也随着转子21的旋转而变化。通过将第一到第四偏振保持光纤15a、15b、15c和15d设置成它们一端沿第二反射镜23移动轨迹、以它们之间预定间距定位，且控制转子21的旋转，以便被第二反射镜23反射的光线的光路与第一到第四偏振保持光纤15a、15b、15c和15d中所选出的一个的光轴中心重合，就有可能使光线仅入射到被选定的偏振保持光纤上。
在这种光盘驱动器1中，对于来自光源单元2的光线，光路被光路选择器14选择以导引光线入射到第一到第四偏振保持光纤15a、15b、15c和15d中选出的一个上，并从而将光线仅照射到磁光盘7a、7b、7c和7d中对应选定的偏振保持光纤的一个上，从而，信号被写入磁光盘中及/或从磁光盘中读出。
同样，光路选择器14由第二反射镜23和第一反射镜22以此顺序向分光器13反射来自磁光盘并通过所选定的偏振保持光纤返回的返回光线。入射到分光器13上的返回光线被分光器13向信号探测器3反射。
来自磁光盘的返回光线以其偏振轴在Kerr效应下旋转的形式返回。对于这种光盘驱动器1，由于Kerr效应被用于探测写入磁光盘内的信号，就需要将返回光线导引到信号探测器3，且保持Kerr旋转角。由于光路选择器14利用第一反射镜22和第二反射镜23将一个光路变为另一个光路，当光线被第一反射镜22和第二反射镜23反射时，光线将在场振动分量之间产生相差。从而，在光路选择器14中，需要用介电薄膜例如作为第一反射镜22和第二反射镜23的反射层，以便用π的整数倍倍乘在如上被反射的光线中产生的场振动分量之间的相差。
第一到第四偏振保持光纤15a、15b、15c和15d(将总体上称为“偏振保持光纤15”)适于在光线通过其传播的芯部的一个方向上产生应力，从而，使折射率在应力所产生的方向和垂直于上述方向的方向之间产生偏差，以允许偏振保持光纤15呈现二次折射。在偏振保持光纤15中，二次折射的折射率分布可以预测。
图4示意性示出所谓的PANDA型偏振保持光纤的横截面图，该光纤已经作为上述偏振保持光纤15的示例而提出。PANDA型偏振保持光纤15包括芯部31，其具有较大折射率，并被折射率小于芯部31的包壳32覆盖；还包括一对也设置在包壳32中、分别在芯部31的两侧的应力提升器33a和33b，以向芯部31产生应力。这种PANDA型偏振保持光纤15被形成为管状，其中芯部31具有例如5μm直径的极小环形截面，而包壳32具有例如125μm直径的环形截面。
在偏振保持光纤15中，入射到芯部31上的光线被允许传播，并同时在芯部31和包壳32之间的边界重复地全反射。此时，在PANDA型偏振保持光纤15中，应力由一对应力提升器33a和33b在从芯部31的中心向该对应力提升器33a和33b的方向(在图4中Y轴方向)施加到芯部31上。因此，芯部31将由于折射率在Y轴方向和垂直于Y轴方向的方向(图4中X轴方向)之间的不同而具有二次折射。
在芯部31的应力被施加的这种偏振保持光纤15中，在Y轴方向或垂直于Y轴的X轴方向上入射的线性偏振光线能够以保持其偏振的方式传输。然而，光盘驱动器1利用磁光盘作为光盘7，并由此，在Kerr效应下，向磁光盘传播的光线将在一个方向上偏振，而来自磁光盘的返回光线将在另一方向上偏振。为了避免这样，上述光束以离轴方式入射到这个光盘驱动器1中的偏振保持光纤15上，从而，通过偏振保持光纤15传播的光线将在场振动分量之间产生相差。然而，在这种光盘驱动器1中，第一到第四相差发生器16a、16b、16c和16d分别设置在通过偏振保持光纤15传播的光束的光路上，以利用由第一到第四相差发生器16a、16b、16c和16d的每一个产生的相差抵消在通过偏振保持光纤15传播的光线中出现的场振动分量之间的相差，或由π的整数倍倍乘该相差，从而抑制偏振保持光纤15的二次折射的影响，并因此，该光盘驱动器1可以正确地探测磁光信号。
设置了第一到第四相差发生器16a、16b、16c和16d(以下，将总称为“相差发生器16”)，以在传输的光线中确实地产生相差，从而抵消在通过偏振保持光纤15而传播的光线中产生的场振动分量之间的相差，或由π的整数倍倍乘该相差。这种相差发生器16的示例在图5中示例性图示。
如图5所示，相差发生器16称为“Babinet补偿器”，其为一对晶轴彼此垂直的楔形双折射晶体41和42的组合。双折射晶体41和42由单轴双折射材料制成，如方解石、石英等。单轴双折射材料具有两个不同的折射率，一个在沿着晶轴的方向上，而另一个在垂直于晶轴方向的方向上。单轴双折射晶体形成为楔形。如此形成的成对的双折射晶体41和42彼此抵靠地以它们的斜面连接以形成相差发生器16。在这种相差发生器16中，成对的双折射晶体41和42在图5中箭头A的方向沿它们抵靠表面移动，以正确地改变在相差发生器16透射光线的那部分的双折射晶体41和42的厚度，以将在透过相差发生器16的光线中产生的相差设定为任意值。
例如，假设在沿晶轴方向和垂直于晶轴方向的方向上的两个不同折射率分别为n1和n2，且通过其光线首次透射的该对双折射晶体41和42之一(41)的厚度为d1时，在透过双折射晶体41的光线内产生的相差Δ1由以下表达式(1)给出Δ1＝2πd1(|n1-n2|)/λ(1)其中，λ是光源11的波长。
同样，假设另一双折射晶体42的厚度为d2时，在穿过该双折射晶体42的光线内产生的相差Δ2由以下表达式(2)给出Δ2＝-2πd2(|n1-n2|)/λ (2)在透过由双折射晶体41和42组合而形成的相差发生器16的光线内产生的相差Δ由以下表达式(3)给出Δ＝2πd/λ(d1-d2)(|n1-n2|) (3)如从表达式(3)中得知的，通过适宜地分别改变光线所通过的图5所示相差发生器的该对双折射晶体41和42的厚度d1和d2，有可能将在穿过相差发生器16的光线中产生的相差设定为任意值。
在光盘驱动器1中，这种相差发生器16设置在用于光线通过偏振保持光纤15传播的光路上，以使通过偏振保持光纤15的光线穿过相差发生器16，以便在光线中产生相差，从而由所产生的相差抵消在通过偏振保持光纤15传播的光线内产生的相差，或由π的整数倍倍乘光线中产生的相差(在通过偏振保持光纤15传播的光线中产生的相差+在通过相差发生器16传播的光线中产生的相差)。
应指出的是，有可能用“Senarmon双折射测量”方法确认光相差是否正确调整。如果相差未正确调整，应该改变光线所穿过的相差发生器16的该对双折射晶体41和42的厚度d1和d2，以调节在通过相差发生器16传播的光线中产生的相差。“Senarmon”方法是公知方法，并因此不再描述。
以上，已经描述了由成对楔形晶体41和42的组合形成的相差发生器16。应指出的是，相差发生器16不局限于上述提及的那种，可以由从各种各样的双折射材料中选出的一种制成。例如，相差发生器16可以由单一的双折射晶体制成，该双折射晶体由单轴双折射材料以楔形形状形成。在这种情况下，通过适当地改变光线在双折射晶体上的入射位置，有可能将在通过双折射晶体传播的光线中产生的相差设定为任意值。然而，在这种情况下，由于透射过双折射晶体的光线的传播方向将改变，故需要调整光学系统。
在根据本发明的光盘驱动器1中，四个相差发生器16(第一到第四相差发生器16a、16b、16c和16d)分别对应第一到第四偏振保持光纤15a、15b、15c和15d设置。第一到第四相差发生器16a、16b、16c和16d安装到四个拾取头5(第一到第四拾取头5a、5b、5c和5d)上，而该拾取头分别对应于第一到第四磁光盘7a、7b、7c和7d而设置。
如图2所示，第一到第四拾取头5a、5b、5c和5d设置有支承在其基体端的支承臂51a、51b、51c和51d，并设置了自由端以分别面对第一到第四磁光盘7a、7b、7c和7d的顶侧。
支承臂51a、51b、51c和51d在其基体端分别设置有诸如音圈电机等的旋转驱动器。每个支承臂51a、51b、51c和51d围绕芯轴52被旋转驱动器转动。
此外，支承臂51a、51b、51c和51d分别具有固定在其自由端的浮置滑块53a、53b、53c和53d，后者的一侧分别对着第一到第四磁光盘7a、7b、7c和7d。每个浮置滑块53a、53b、53c和53d被提供有第一到第四磁光盘7a、7b、7c和7d的相应一个转动时产生的气流，并因而浮置在磁光盘之上一预定量。由于每个支承臂51a、51b、51c和51d被旋转驱动器转动，而磁光盘7a、7b、7c和7d的相应一个被芯轴驱动，这些浮置滑块53a、53b、53c和53d中的相应一个在相应的磁光盘上扫掠。
浮置滑块53a、53b、53c和53d分别合并有物镜54a、54b、54c和54d。每个物镜54a、54b、54c和54d将从光源单元2发出的并通过光传输器4导引到第一到第四拾取头5a、5b、5c和5d中相应一个的光线汇聚，并将光线照射到第一到第四磁光盘7a、7b、7c和7d的相应一个上。通过物镜54a、54b、54c和54d中相应一个汇聚的并照射到第一到第四磁光盘7a、7b、7c和7d相应一个上的光线在磁光盘的信号记录表面上形成光点。信号将被写入到磁光盘上光点形成的地方，同样信号也可以从磁光盘该区域读出。
同样，在利用第一到第四磁光盘7a、7b、7c和7d作为光盘7的光盘驱动器1中，浮置滑块53a、53b、53c和53d分别合并有磁线圈(未示出)以及物镜54a、54b、54c和54d。在信号记录过程中，磁场施加到第一到第四磁光盘7a、7b、7c和7d每一个的光点形成的部分上，以将信号写入磁光盘的该部分中。
此外，支承臂51a、51b、51c和51d在其自由端分别设置有光路弯曲反射镜55a、55b、55c和55d，该反射镜将已被光传输器4导引的光线反射到支承臂51a、51b、51c和51d每一个的自由端，以用于入射到第一到第四物镜54a、54b、54c和54d的相应一个上，该反射镜也将来自第一到第四磁光盘7a、7b、7c和7d相应一个的返回光线向光传输器4反射。
第一到第四磁光盘7a、7b、7c和7d安装在光盘旋转驱动器6上。这个光盘旋转驱动器6包括芯轴电机61和控制芯轴电机61工作的电机控制电路(未示出)。第一到第四磁光盘7a、7b、7c和7d与芯轴电机61的芯轴61a一同安装，并因此它们由芯轴电机61驱动以恒定角速度一同旋转。
在这种光盘驱动器1中，从光源单元2发出的光线将经由光传输器4传输到第一到第四拾取头5a、5b、5c和5d中所选定的一个上。被安装在所选定拾取头上的物镜汇聚的光线照射到被芯轴电机61一同转动的第一到第四磁光盘7a、7b、7c和7d中对应于所选定拾取头的一个上。同样，来自该磁光盘的返回光线由光传输器4传输到信号探测器3。
信号探测器3包括偏振分光器71，以偏振并分离从磁光盘反射并由光传输器4传输的返回光线；第一光电探测器72，以接收来自偏振分光器71的一个偏振光分量并将其转化为电信号；以及第二光电探测器73，以接收来自偏振分光器71的另一个偏振光分量并将其转化为电信号。
基于由第一光电探测器72接收并光电转化的光线所导致的探测信号和由第二光电探测器73接收并光电转化的光线所导致的探测信号，信号探测器3将产生来自磁光盘的读取信号、诸如寻轨误差信号、聚焦误差信号、位置信息等的伺服控制信号。应指出的是，作为来自磁光盘的读取信号的磁光信号从分别来自第一光电探测器72和来自第二光电探测器73的探测信号的差值获得。
以下将描述由光盘驱动器1进行的用于读取记录在第一到第四磁光盘7a、7b、7c和7d每一个上的信号的操作。应指出的是，将以示例的形式描述读取记录在第一到第四磁光盘7a、7b、7c和7d中第一个磁光盘(7a)上记录的信号的操作，而对于从其他磁光盘7b、7c和7d中每一个读取信号的操作将类似地进行。
对于读取记录在第一磁光盘7a上的信号，首先，第一到第四磁光盘7a、7b、7c和7d被芯轴电机61一同旋转。标识第一拾取头5a当前位置的位置信息被探测，而诸如音圈电机等的旋转驱动器将投入工作，即基于位置信息转动支承臂51a，且浮置滑块53a被送到第一磁光盘7a上的预定位置处。
接着，读取光线从光源11发出。从光源11发出的光线被组合透镜12汇聚，传输通过分光器13并入射到光路选择器14上。
入射到光路选择器14上的光线被第一反射镜22反射，并然后被第二反射镜23反射，以入射到从第一到第四偏振保持光纤15a、15b、15c和15d中选定的第一偏振保持光纤15a上。
在第一偏振保持光纤15a上的入射光线传播通过芯部31，同时在第一偏振保持光纤15a的芯部31和包壳32之间的边界上重复全反射，从而传输到支承臂51a的自由端。此时，由第一偏振保持光纤15a传输的光线将由于第一偏振保持光纤15a的二次折射而在场振动分量之间产生相差。
离开第一偏振保持光纤15a的光线穿过第一相差发生器16a。此时，已经穿过第一偏振保持光纤15a并穿过第一相差发生器16a的光线将具有一相差，该相差将抵消由于第一偏振保持光纤15a的二次折射而产生的场振动分量间的相差或由π的整数倍倍乘该相差。从而，有可能有效地防止第一偏振保持光纤15a的二次折射对磁光信号的探测产生不利地影响。
已经穿过第一相差发生器16a的光线被光路弯曲反射镜55a反射，以入射到合并于第一拾取头5a的浮置滑块53a中的物镜54a上。此时，浮置滑块53a被提供有由第一磁光盘7a转动而产生的气流，并被浮置到第一磁光盘7a之上一预定量。
入射到物镜54a上的光线被物镜汇聚，以作为线性偏振光线照射到第一磁光盘7a上的预定位置处。从而，光点形成在第一磁光盘7a的预定位置处。
作为线性偏振光线照射到第一磁光盘7a预定位置处的光线具有在作用于该位置处磁场(记录信号)影响下旋转的偏振轴。来自第一磁光盘7a的返回光线再次以被旋转的偏振轴经由物镜45a和光路弯曲反射镜55a入射到第一相差发生器16a上。
已经穿过第一相差发生器16a的返回光线被第一偏振保持光纤15a传输。此时，当返回光线通过第一偏振保持光纤15a传播时在场振动分量之间产生的相差将被返回光线穿过第一相差发生器16a时产生的相差抵消，或被π的整数倍倍乘。
被第一偏振保持光纤15a传输的返回光线经由光路选择器14到达分光器13，并被分光器13反射向偏振分光器71。
从而返回光线到达将偏振并分离返回光线的偏振分光器71。即，已经到达偏振分光器71的返回光线的一个偏振分量透射过偏振分光器71，而另一个偏振分量被偏振分光器71反射。
透射过偏振分光器71的那个偏振光分量被第一光电探测器72接收或探测。同样，被偏振分光器71反射的另一个偏振光分量被第二光电探测器73接收。由第一光电探测器72和第二光电探测器73接收的返回光线作为探测信号被第一光电探测器72和第二光电探测器73光电转化并探测。
基于这些探测信号，就产生了来自第一磁光盘7a的读取信号(磁光信号)、伺服控制信号等。
在根据本发明的光盘驱动器1中，从光源11发出的光线和来自磁光盘7a、7b、7c和7d的返回光线被偏振保持光纤15传输，如前所述。在通过偏振保持光纤15传输的光束中由于该光纤的二次折射而产生的场振动分量之间的相差被由相差发生器16产生的相差抵消，或被π的整数倍倍乘。从而，在这种光盘驱动器1中，有可能抑制偏振保持光纤15的二次折射对磁光信号的探测的影响，从而，允许正确地探测磁光信号。
以下将进一步说明在通过偏振保持光纤15传输的光线由于该光纤的二次折射而产生的相差被相差发生器16产生的相差抵消或被π的整数倍倍乘二次折射引起的相差的原理。
示于图4中的PANDA型偏振保持光纤15的反弹模式的色散特性在图6中加以说明。图6示出使脉冲信号在偏振保持光纤15中产生延迟失真的多模色散。在图6中，垂直轴表示规范化频率V，而水平轴表示规范化传播系数β/k。应指出的是，规范化频率V是无单位的，并由V＝(2πa/λ)(n芯部2-n包壳2)1/2给出(其中a是芯部31的半径，λ是光线的波长，n芯部是芯部31的折射率，而n包壳是包壳32的折射率)。同样，规范化传播系数β/k是沿偏振保持光纤15长度的光线传播系数β被波数k＝2π/λ的除数。
参照图7，以沿图4所示垂直于图4中X和Y轴的偏振保持光纤15长度(Z轴方向)截取的剖面图形式示出芯部31及其附近部分。以下将参照图7描述传播系数β和波数k之间的关系。
假设具有传播角θ的光线通过芯部31传播时，在传播方向的光线传播系数可以由n芯部k表示，而在Z轴方向传播的光线的传播系数β可以由β＝n芯部kcosθ给出。规范化传播系数β/k可以由β/k＝n芯部cosθ给出。即，众所周知的是，传播角θ越小，规范化传播系数β/k越接近芯部31的折射率n芯部，而在传播角θ较大的角度θ截止处，规范化传播系数β/k为包壳32的折射率n包壳。因此，当规范化传播系数β/k近似于芯部31的折射率n芯部时，光线可以在芯部31内反弹，以通过偏振保持光纤15传播，而当规范化传播系数β/k近似于包壳32的折射率n包壳时，光线不能在芯部31内反弹，而几乎不通过偏振保持光纤15传播。
以下将参照图6描述通过偏振保持光纤15传播的光线的反弹模式。
用于通过无二次折射芯部31传播的光线的反弹模式被衰减，但如果存在二次折射，则该衰减将被消除，且该模式将被分成两个反弹模式HE11，x和HE11，y，如图6所示。应指出的是，术语“衰减”意味着反弹模式自由度减小。如图6所示，只有HE11，x和HE11，y模式允许形成可以传播的规范化频率V的范围。该范围被称作“偏振保持区”，其中偏振保持光纤15可以良好地工作。因此，当规范化频率V具有上述范围内的值时，偏振保持光纤15的芯部31将具有二次折射。
当规范化频率V取大于偏振保持区的较大值时，传播为多模形式，导致磁光信号光线几乎不能传播的多模色散。将导致多模色散的规范化频率V的波长一般被称为“截止波长”。应指出的是，前面所述的偏振保持光纤15为商业可用的。在这种商业可用的偏振保持光纤中，当来自半导体激光器的具有633nm波长λ的光线传输时，双折射率差值为6×10-4数量级，而截止波长约为600nm。偏振保持光纤15的折射率分布方向可以在偏振保持光纤15从其制造商提供处获知。
图8是光线沿其向磁光盘7传播的光路的示意图，其中包括了偏振保持光纤15，而图9到11示意性示出了从光线传播方向看到的向磁光盘7传播的光线的偏振状态。参照这些附图，将描述如何通过设置在光路内的相差发生器16补偿由于光线通过偏振保持光纤15时偏振保持光纤15的二次折射而产生的场振动分量之间的相差。应指出的是，光路选择器14在图8中省略，而光路选择器14的该对反射镜22和23中每一个优选地具有形成在其反射表面上的介电薄膜，正如前面所述的，且场振动分量之间相差的反射导致的变化量应设定为π的整数倍。
从光源11发出并通过组合透镜12和分光器13传播的光线为线性偏振光线。其入射到偏振保持光纤15上，且偏振轴相对偏振保持光纤15的X轴倾斜45度，如图9所示。应指出的是，图9示出从光线传播方向看到的在图8中箭头A所示位置处的光线偏振状态。
该光线将通过偏振保持光纤15传播。在传播过程中，光线将在由于偏振保持光纤15的二次折射产生的相差影响下椭圆偏振或圆偏振。
在由于偏振保持光纤15的二次折射产生的相差影响下已经椭圆偏振或圆偏振的光线将入射到以晶轴X和Y与偏振保持光纤15的前移相位轴(X轴)和延迟相位轴(Y轴)重合的方式设置的相差发生器16上。应指出的是，图10示出从光线传播方向看到的图8中箭头B所示位置处光线的偏振状态。此时，相差发生器16的延迟(光线场振动分量的相位延迟)应设定为抵消由于偏振保持光纤15二次折射产生的相差的值，或由π的整数倍倍乘相差的值。
由于偏振保持光纤15的二次折射产生的场振动分量之间的相差取决于长度和双折射率，并将在偏振保持光纤15的长度和双折射率变化时改变。因此，为了吸收场振动分量之间相差的变化，相差发生器16的延迟必须调节。相差发生器16的延迟可以例如通过改变光线所透射的双折射晶体41和42的厚度d1和d2而予以简单调节，如上所述。应指出的是，如前面已经描述的，相差发生器16a、16b、16c和16d分别对应于多个偏振保持光纤15a、15b、15c和15d设置，相差发生器16a、16b、16c和16d每一个的延迟应事先调整，以便此后不需再调整。
入射到相差发生器16上的光线穿过相差发生器，以产生一相差，该相差将抵消由于偏振保持光纤15的二次折射产生的相差，或由π的整数倍倍乘二次折射引起的相差。结果，光线将呈现如图11所示的线性偏振，并将离开相差发生器16。应指出的是，图11示出从光线传播方向看到的图8中箭头C所示位置处光线的偏振状态。
由于穿过相差发生器16而呈现线性偏振的光线入射到物镜54上，物镜将该光线照射到磁光盘7上的预定记录位置。从而，将在磁光盘7的预定记录位置处形成光点。
从光源11发出并向磁光盘7传播的光线的场振动分量的相位变化将利用Jones矩阵加以解释。Jones矩阵是光线偏振状态的符号表示，而从光源11发出的光线的偏振状态由以下表达式(4)给出 假设由于偏振保持光纤15的二次折射产生的场振动分量之间的相差为Δ，从光源11发出的光线所受到的偏振变化由以下表达式(5)给出 其中i是虚数，而Δ是由于偏振保持光纤二次折射引起的相差。
由于其晶轴X和Y设置成与偏振保持光纤15的前移轴和延迟轴重合的相差发生器16而产生的场振动分量相位变化由以下表达式(6)给出 其中i是虚数，而Δ是由于偏振保持光纤二次折射引起的相差。
上述表达式(4)、(5)、和(6)的乘积将产生以下表达式(7)Expi-Δ200Exp-i-Δ2ExpiΔ200Exp-iΔ211=11---(7)]]>如从表达式(7)所知道的，从光源11发出的光线的偏振状态被保留。即，从光源11发出的线性偏振光线通过偏振保持光纤15传输，并然后穿过相差发生器16。从而，光线的偏振状态被保持并在保持其偏振状态的同时照射到磁光盘7上。应指出的是，为了记录磁光信号，形成在磁光盘7上的光点的温度被升高到居里点以上。同样，为了读取磁光信号，从来自磁光盘7的反射光中探测在Kerr效应下偏振平面的旋转，即，Kerr旋转。
接着，将在下面参照图8和12到15描述来自光盘7的返回光线的偏振状态，这些附图示出了从返回光线传播方向看到的返回光线偏振状态。
来自磁光盘7的返回光线具有在Kerr效应下旋转的偏振平面，如图12所示，而其再次入射到相差发生器16上，同时处于图13所示的偏振状态。应指出的是，图13示出从返回光线传播方向看到的在图8中箭头C所示位置处的返回光线的偏振状态。
入射到相差发生器16上的返回光线在返回光线穿过相差发生器16时产生的相差影响下为椭圆偏振或圆偏振。穿过相差发生器16的返回光线再次入射到偏振保持光纤15，同时处于如图14所示的椭圆或圆偏振。应指出的是，图14示出从返回光线的传播方向看到的在图8中箭头B所示位置的返回光线的偏振状态。
入射到偏振保持光纤15的返回光线将通过光纤15传播。在传播过程中，返回光线在由于偏振保持光纤15的二次折射所产生的相差影响下将呈现出线性偏振，且保持Kerr旋转角，并离开偏振保持光纤15。应指出的是，图15示出从返回光线的传播方向看到的在图8中箭头A所示位置的返回光线的偏振状态。
呈现线性偏振且保持Kerr旋转角、离开偏振保持光纤15的返回光线被分光器13反射，然后被偏振分光器71偏振并分离，并被第一和第二光电探测器72和73接收。从而，将探测到磁光信号。
下面将利用Jones矩阵解释来自磁光盘7的返回光线的场振动分量的相位变化。
由于来自磁光盘7的返回光线受到Kerr旋转，其偏振状态由以下表达式(8)给出 其中θ是Kerr旋转角。
由表达式(8)示出的已通过Kerr旋转角旋转的线性偏振返回光线将入射到相差发生器16上。由相差发生器16产生的场振动分量的相位变化由上面的表达式(6)给出。同样，已经穿过相差发生器16的返回光线将入射到偏振保持光纤15上。由于偏振保持光纤15的二次折射产生的场振动分量之间的相差变化由上面的表达式(5)给出。表达式(8)、(6)和(5)的乘积产生下面的表达式(9)ExpiΔ200Exp-iΔ2Expi-Δ200Exp-iΔ2cosθ-sinθsinθcosθ-11---(9)]]>→-cosθ-sinθ-sinθ+cosθ]]>从上面的表达式(9)可以知道已经穿过相差发生器16并通过偏振保持光纤15向第一和第二光电探测器72和73导引的返回光线是线性偏振的。
从第一和第二光电探测器72和73看到，已经穿过相差发生器16并传播过偏振保持光纤15的返回光线的偏振状态由以下表达式(10)给出cosθ+sinθ-sinθ+cosθ---(10)]]>上述表达式(10)的分解将产生下面的表达式(11)cos(-θ)-sin(-θ)sin(-θ)cos(-θ)11---(11)]]>上述表达式(11)意味着从光源11发出的线性偏振光线的偏振轴旋转了-θ。即，可以知道保持了返回光线的Kerr旋转角。
如上面已经描述的，根据本发明的光盘驱动器1改进成当从光源11发出的光线传播穿过偏振保持光纤15所产生的场振动分量之间的相差以及当来自磁光盘的返回光线传播穿过偏振保持光纤15时产生的场振动分量之间的相差被相差发生器16产生的相差抵消，或由π的整数倍倍乘。因此，在这种光盘驱动器1中，从光源11发出的线性偏振光线在保持线性偏振的同时照射到磁光盘7上，而由磁光盘7反射的、且其偏振轴由Kerr旋转角旋转的线性偏振返回光线作为保持Kerr旋转角的线性偏振光线入射到第一和第二光电探测器72和73上，以正确地探测出来自磁光盘7的磁光信号。
应指出的是，上面已经描述了根据本发明的光盘驱动器1的实施例，其中四个相差发生器16a、16b、16c和16d分别对应于四个偏振保持光纤15a、15b、15c和15d设置，而光盘驱动器1可以改进为在光线传播穿过偏振保持光纤15a、15b、15c和15d每一个时产生的场振动分量之间的相差可以通过利用单一相差发生器16而予以抵消或由π的整数倍倍乘，如图16所示。在后一情况下，相差发生器16要设置在分光器13和光路选择器14之间。
通过利用相差发生器16将光线传播穿过偏振保持光纤15a、15b、15c和15d每一个时产生的场振动分量之间的相差抵消或由π的整数倍倍乘，有可能以较少数量的零件和较低的成本制造光盘驱动器1。然而，在这种情况下，如果在各偏振保持光纤15a、15b、15c和15d中存在长度和双折射率的不同，则需要对应每个偏振保持光纤15a、15b、15c和15d调节上述相差发生器16的延迟。
同样，上面已经描述了光盘驱动器1，其中安装了四个磁光盘7a、7b、7c和7d，而信号向四个磁光盘7a、7b、7c和7d的选定一个中写入及/或从四个磁光盘7a、7b、7c和7d的选定一个中读出。然而，本发明当然不局限于“四个”磁光盘7，而是根据本发明，光盘驱动器1可以用于向一单独的磁光盘7写入及/或从一单独的磁光盘7读出。在这种情况下，光路选择器14变得不需要了，且将只分别设置一单独的偏振保持光纤15、相差发生器16和单独的拾取头5。
同样，在上面已经描述了一种光盘驱动器1，其中，磁光盘7a、7b、7c和7d安装到芯轴电机61的芯轴61a上。然而，本发明不局限于上述实施例，而可以应用于这种光盘驱动器，其中光盘7可装载到驱动单元中并从该单元中可卸载，或可以应用于所谓的盘片可卸载型光盘驱动器。
此外，本发明已经对磁光盘用作光盘7的光盘驱动器1加以描述。然而，在本发明中，用作光盘驱动器1中的光盘类型不限于磁光盘型，而以CD(致密盘)为代表的凹坑-图形类型盘片以及以DVD-RAM(数字视频盘片-随机存取存储器)为代表的相变盘片也可以用作光盘7。同样在凹坑-图形类型盘片或相变盘片用作上述光盘驱动器1中的光盘7情况下，读取信号可以基于来自光盘7的返回光线量中的变化而无困难地读出。
在如上所述，多个光盘7用于光盘驱动器1中的情况下，多个光盘可以包括相同类型或不同类型的一个。
工业应用性在根据本发明的光盘驱动器中，在穿过偏振保持光纤的光线中产生的场振动分量之间的相差可以由相差发生器产生的相差抵消，或被π的整数倍倍乘，从而，允许正确地探测出磁光信号。因此，根据本发明的光盘驱动器兼容包括磁光盘在内的所有类型的光盘。
权利要求
1.一种光盘驱动器，包括用于旋转光盘的装置；发出用于向光盘写入信号及/或从光盘读取信号的光线的光源；拾取头，其内安装了将光源发出的光线汇聚的物镜，且该拾取头在被旋转装置转动的光盘上扫掠，以将被物镜汇聚的光线照射到光盘上；用于接收作为从拾取头向光盘照射并从光盘反射的光线的一部分的返回光线并从返回光线中探测信号的装置；以及用于将从光源发出的光线向拾取头传输以及将来自光盘的返回光线向信号探测装置传输的装置；光传输装置包括偏振保持光纤和相差产生装置，以用相差产生装置产生的相差抵消当向拾取头传播的光线或向信号探测装置传播的光线通过偏振保持光纤引导时产生的电场振动分量之间的相差，或用π的整数倍倍乘该相差。
2.如权利要求1所述的光盘驱动器，其特征在于，相差产生装置为一对楔形双折射晶体的组合，所述晶体的晶轴彼此垂直。
3.如权利要求1所述的光盘驱动器，其特征在于，光盘是磁光盘。
4.一种光盘驱动器，包括用于一同旋转多个光盘的装置；发出用于向多个光盘写入及/或从光盘读取信号的光线的光源；对应于多个光盘设置的多个拾取头，每个拾取头其上安装了物镜以将从光源发出的光线汇聚，且拾取头在被光盘旋转装置转动的适当光盘上扫掠，以将被物镜汇聚的光线照射到该光盘上；用于接收返回光线的装置，其中返回光线为从多个拾取头中相应一个向光盘照射的光线的一部分，以探测由该光线携带的信号；以及用于将从光源发出的光线传输到多个拾取头的每一个上并将来自光盘的返回光线传输到信号探测装置的装置；光传输装置，包括对应于多个光盘的多个偏振保持光纤；用于在从光源发出的光线的光路和向信号探测装置传播的返回光线光路之间作出选择的光路选择装置；以及用于产生相差的装置，在向拾取头传播的光线或向信号探测装置传播的返回光线穿过由光路选择装置选定的一个偏振保持光纤时产生的场振动分量之间的相差被相差产生装置产生的相差抵消或被π的整数倍倍乘。
5.如权利要求4所述的光盘驱动器，其特征在于，当光线或返回光线的路径被光路选择装置从一个改变为另一个时，向拾取头传播的光线或向信号探测装置传播的返回光线中产生的场振动分量之间的相差被π的整数倍倍乘。
6.如权利要求4所述的光盘驱动器，其特征在于，相差产生装置为一对楔形双折射晶体的组合，该晶体的晶轴彼此垂直。
7.如权利要求4所述的光盘驱动器，其特征在于，相差产生装置分别安装在多个拾取头上。
8.如权利要求4所述的光盘驱动器，其特征在于，相差产生装置设置在光路选择装置和光源及信号探测装置之间。
9.如权利要求4所述的光盘驱动器，其特征在于，多个光盘中至少一个是磁光盘。
全文摘要
从光源(11)发出的光线或磁光盘(7a、7b、7c或7d)反射的返回光线利用偏振保持光纤(15a、15b、15c或15d)传输。相差产生装置(16a、16b、16c和16d)分别设置在这些光束的光路上,在光线中由于偏振保持光纤(15a、15b、15c或15d)的二次折射而产生的场振动分量之间的相差被相差产生装置(16a、16b、16c和16d)产生的相差抵消,或被π的整数倍倍乘。
文档编号G11B7/135GK1363089SQ01800261
公开日2002年8月7日 申请日期2001年2月21日 优先权日2000年2月21日
发明者堀江和由 申请人:索尼公司