Способ определения величины фазового сдвига оптического носителя информации и устройство для его осуществления Советский патент 1993 года по МПК G11B7/00 

Изобретение относится к поляризаци-. онным измерениям и может быть использовано при производстве оптических отражающих носителей информации.

Цель изобретения - повышение точности измерений.

На чертеже показано устройство для реализации способа.

Устройство состоит из первого корпуса 1 с первым угломерным лимбом 2 и второго . корпуса 6 с вторым угломерным лимбом 7. Оба корпуса выполнены с возможностью вращения вокруг оси пучка. Причем первый корпус 1 может вращаться как совместно с вторым корпусом 6, так и независимо от него. В первом корпусе 1 последовательно

установлены лазер 3 и первый поляризационный светоделитель 4, а также первый фотодиод 5, оптически связанный с первым поляризационным светоделителем 4. Лазер 3 установлен таким образом, что плоскость поляризации его излучения совпадает с плоскостью пропускания первого поляризационного светоделителя 4. Во втором корпусе 6 установлены поляризационный светоделитель 8 и оптически связанный с ним второй фотодиод 9. После второго поляризационного светоделителя 8 на оси пучка оптически последовательно установлен носитель информации 10. Выход первого фотодиода 5 подключен к прямому входу дифференциального усилителя 11. К инвер00 00 СЛ

сл

СЛ

о

сному входу этого дифференциального усилителя через первый выход первого коммутатора 12 подключен второй фотодиод 9. Кроме того, второй фотодиод 9 электрически последовательно подключен через второй выход первого коммутатора 12 и второй выход второго коммутатора 13 к индикатору нуля 14.

Через первый выход второго коммутатора 13 к индикатору нуля 14 подключен выход дифференциального усилителя 11. При этом второй поляризационный светоделитель 8, первый поляризационный светоделитель 4 и первый фотодиод 5 образуют первый фотоприемный канал, Второй поляризационный светоделитель 8 и второй фотодиод 9 образуют второй фотоприемный канал.

Способ измерения двулучепреломле- ния реализуется следующим образом. Зондирующий пучок лазера проходит первый поляризационный светоделитель, второй поляризационный светоделитель и отражается обратно от„носителя информации. Отраженный пучок попадает на второй поляризационный светоделитель. Здесь часть пучка, с поляризацией, перпендикулярной плоскости пропускания второго поляризационного светоделителя, полностью отразится этим светоделителем к второму фотодиоду, Часть пучка с параллельной поляризацией проходит второй светоделитель и отражается первым светоделителем к первому фотодиоду. Сигналы с первого и второго фотодиодов поступают на прямой и инверсный входы дифференциального усилителя. Разностный сигнал с дифференци- ального усилителя подается на вход индикатора нуля. Кроме/того, на вход индикатора нуля может подаваться и сигнал с второго фотодиода.

Можно показать, что величины потоков компонент отраженного пучка Ф1- и Ф2, которые падают на первый и второй фотодиоды соответственно, связаны с величиной потока исходного лазерного излучения Ф0 следующими соотношениями:

й (1 -sin2у sln22(-i,))COS29- slnJ0-r ,. (1)

Фг sin2 - sin2 2 (# - Vo) cos2 в г Ф0 .

где Л- величина фазового сдвига носителя информации при двойном прохождении пучка,

Фо - азимут главной плоскости носителя информации.

-азимут плоскости пропускания второго поляризационного светоделителя,

0-угол между плоскостями пропускания первого и второго поляризационных светоделителей,

г - коэффициент отражения носителя информации.

Вначале определяется ориентация главной плоскости носителя информации. Для О этого на вход индикатора нуля подается сигнал с второго фотодиода, а плоскости пропускания первого и второго поляризационных светоделителей устанавливаются параллельно, т.е. в 0°, В этом

5

случае имеем:

Фг sin2 sin2 2 (V - Vb) г Фь .

Изменением азимута t/, достигаем Фг 0. В полученном положении 1р р0.

Для определения величины фазового сдвига устанавливаем азимут плоскости

пропускания второго светоделителя равным

ф ро +45°.

На вход индикатора нуля подаем разностный сигнал с фотоприемников. Соответственно система уравнений (1) запишется:

cos2f-cos2tfsin20-r -Ф0,

35

4 sin2 |

cos2 9 r Ф0

Изменяя, путем поворота первого светоделителя угол $, добиваемся разности нулю разностного сигнала Фт-Ф2 0. Величина 40 фазового сдвига вычисляется по формуле:

45

Д arctg

2tg|

1+4 $

илм

.А 20.

Формула изобретения Т.Способ определения величины фазового сдвига оптического носителя информации, включающий направление по нормали к поверхности оптического носителя информации линейно поляризованного света, а отраженного от поверхности оптического носителя информации света с плоскостями- поляризации, параллельной и перпендикулярной плоскости поляризации света, направленного к поверхности оптического носителя информации, в первый и второй

фотоприемные каналы соответственно, определение главной плоскости оптического носителя информации по минимуму сигнала второго фотоприемного канала при повороте плоскости поляризации света, направ- ленного к поверхности оптического носителя информации, поворот плоскости поляризации света, направленного к поверхности оптического носителя информации, на угол 45° относительно главной плоскости оптического носителя информации, и определение величины фазового сдвига, о т л и- чающийся тем, что. с целью повышения точности измерений, после поворота плоскости поляризации света, направленного к поверхности оптического носителя информации, на угол 45° относительно главной плоскости оптического носителя информации изменяют величину светового потока, направленного в первый фотоприемный ка- нал, при неизменном значении светового потока, направленного во второй фотоприемный канал, измеряют значение величины части светового потока, направленного в первый фотоприемный канал, от светового потока с плоскостью поляризации, параллельной плоскости поляризации света, направленного к поверхности оптического носителя информации, при котором равны значения сигналов первого и второго фото- приемных каналов.

2.Устройство для определения величины фазового сдвига оптического носителя

информации, содержащее оптически связанные источник излучения с линейной поляризацией, первый и второй светоделители, причем второй светоделитель - поляризационный, а также первый и второй фотодиоды, оптически связанные с первым и вторым светоделителями соответственно, дифференциальный усилитель, первый и второй фотодиоды подключены к прямому и инверсному входам дифференциального усилителя соответственно, отличающееся тем. что источник излучения, первый светоделитель, первый фотодиод установлены е первом корпусе с угломерным лимбом, причем первый светоделитель - поляризационный, и плоскость его пропускания совпадает с плоскостью поляризации источника излучения, второй светоделитель и второй фотодиод установлены во втором корпусе с угломерным лимбом, первый и второй корпусы имеют возможность поворота вокруг общей оси, параллельной направлению излучения источника излучения, как совместно, так и раздельно, дополнительно введен индикатор нуля, второй фотодиод подключен к дифференциальному усилителю через дополнительно введенный первый коммутатор, второй выход которого подключен к второму выходу второго коммутатора, при этом индикатор нуля подключен к выходу дифференциального усилителя через второй коммутатор.

ее

s г/ГзЬ 8 6 .

2ZZ ZfezZZZZZz2JESXta3Sj

. Д Л А

/ / / / / / / / / / /

10

Использование: при производстве оптических отражающих носителей информации. Сущность изобретения: изобретение позволяет уменьшить порог чувствительности и повысить точность измерений. Это достигается тем, что при определении главных плоскостей носителя информации коэффициент передачи первого фотоприемного канала делают равным нулю при максимальном коэффициенте пропускания зондирующего пучка, а при измерении величины фазового сдвига носителя информации изменяют коэффициент пропускания зондирующего пучка с одновременным обратным изменением коэффициента передачи первого фотоприемного канала, после чего производят вычитание между сигналами первого и второго фотоприемных каналов, причем величину фазового сдвига определяют по величине коэффициента передачи первого фотоприемного канала, при которой разностный сигнал будет равен нулю. 2 с.п.ф-лы, 1 ил.