Проектирование и расчет высокоапертурных лазерных систем устройств хранения информации на цифровых оптических дисках

• Автор: Фролов, Максим Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 177 с. : 24 ил.

Содержание

Введение

1. Анализ и исследование методов расчета оптических полей

в высокоапертурных оптических системах

1.1. Лазерные оптические системы на цифровых дисках

1.2. Анализ оптических полей в рамках скалярной теории дифракции

1.3. Анализ оптических полей на основе векторной теории дифракции

1.4. Метод конечных разностей во временной области

Выводы по главе

2. Разработка алгоритмов и методик расчета полей в оптических системах чтения и записи информации на цифровых дисках
2.1. Анализ и расчет прохождения оптических полей в формирующем канале ОГ
2.1.1. Структура формирующего канала
2.1.2. Описание конструкции оптической системы
2.1.3. Определение положения входного и выходного зрачков
2.1.4. Определение поля на входном зрачке ОС
2.1.5. Определение ноля на выходном зрачке ОС
2.1.6. Расчет распределения поля в информационной плоскости диска
2.1.7. Расчет поля формируемого объективом стандарта В1и-

2.1.8. Использование БПФ
2.2. Расчет и анализ взаимодействия излучения с информационными элементами

2.3. Анализ и расчет прохождения оптических полей в считывающем канале ОГ
2.3.1. Структура считывающего канала
2.3.2. Определение поля на входном зрачке оптической системы считывающего канала
2.3.3. Определение поля на выходном зрачке оптической системы считывающего канала
2.3.4. Определение поля в плоскости фотоприемников
Выводы по главе
3. Разработка методик проектирования основных элементов оптических систем записи и чтения информации на оптических дисках
3.1. Автоматизированный синтез высокоапертурного апланатиче-ского объектива
3.1.1. Синтез объектива с гладкими поверхностями
3.1.2. Синтез киноформного объектива
3.1.3. Автоматизированный синтез объектива
3.1.4. Пример автоматизированного расчета однолинзового объектива для стандарта В1и-11ау
3.1.5. Синтез объектива с частично фазовыми поверхностями
3.1.6. Синтез объектива с вынесенным корректором
3.2. Ахроматизация оптической системы головок
3.2.1. Ахроматизация с помощью ДОЭ
3.2.2. Коррекция хроматизма ступенчатым фазовым корректором
3.2.3. Коррекция локального хроматизма объектива при помощи дополнительного корректора
3.3. Особенности расчета коллиматора ОГ
3.4. Многоканальные оптические головки

3.4.1. Использование дифракционных оптических элементов (ДОЭ)
3.4.2. Использование иоляризационно чувствительных ДОЭ
3.4.3. Использование многозонных рефракционных или дифракционных поверхностей
3.4.4. Проектирование систем с квазипараллельным ходом лучей
Выводы по главе
4. Применение разработанных методик расчета и проектирования для создания новых оптических головок
4.1. Разработка оптической головки формата Blu-ray
4.1.1. Расчет объектива
4.1.2. Расчет коллиматора
4.1.3. Результаты расчета
4.2. Разработка комбинированной головки BD/DVD
4.2.1. Расчет объектива
4.2.2. Расчет коллиматора
4.2.3. Расчет элемента совмещения каналов
4.2.4. Результаты расчета
Выводы по главе
Общие выводы и заключение
Список литературы
Приложение
А. Результаты расчета одноканальной головки формата Blu-Ray
А.1. Синтез объектива

примет вид:
еМ(<3) если Є А]
О если <5 £ А.
(1.9)
Ошибка, возникающая при использовании аппроксимации вместо точ-
Для того, чтобы воспользоваться полученными выражениями, необходимо знать падающее поле е(<3)- В рассмотрении Вольфа падающее
хорошо аппроксимировано следующей формулой (см. [18, глава III]):
где г 1 и г2 — главные радиусы кривизны геометроптических волновых фронтов, проходящих через Ф(<2) “ функция эйконала.
Вектор а — в общем случае комплексный, является перпендикуляром к геометрическому лучу проходящему через (Д В геометрической оптике аппроксимация вектора а не зависит от точного положения $ вдоль луча и называется коэффициентом напряженности. Правая часть (1.10) может быть выражена в виде, который более удобен и который включает функцию аберраций системы вместо функции эйконала. Пусть а — опорная сфера Гаусса, то есть сфера, которая имеет свой центр в точке Р* и проходит через точку Е — центр выходного зрачка. Пусть Ж — геометрический волновой фронт, проходящий через точку Е. Если Г1 и (7 — точки, в которых СР* пересекает (т и IV, соответственно (см. рис. 1.17 ), то достаточно точно для практических целей имеем:
ного значения, имеет порядок (кг')
иоле, кроме точек в непосредственной окрестности края еб), может быть
еікЩС,1)
(1.10)
ф(3) = [ЗД + [СЕ] + ДО],
(1.11)
где [ ] — обозначает оптическую длину хода. Поскольку точки С и Е лежат на одном волновом фронте, [6о6'] = [5оЕ]. Так же [Е<3] = [ЕР*] — [ЯР*]