一种在新型介质中读写数据的光盘结构及引导层预制装置的制作方法

本发明涉及光存储，尤其涉及一种在新型介质中读写数据的光盘结构及引导层预制装置。

背景技术：

1、目前市面上的大容量光存储光盘存储容量在300gb-500gb之间，记录层数一般为单面3层，双面6层，光盘伺服引导层为径向周期性“沟-岸”结构，由盘基经光盘母盘模具模压形成。光盘信号层是在模压好的伺服引导层表面薄膜化而成。单面3个记录层是通过逐层贴合的方式形成，然后再将两个单面贴合成双面6层的大容量存储光盘。

2、面对当前全球数据量井喷式增长的情况，当下亟需提高单张光盘存储容量，下一代先进光存储技术的发展方向之一就是大幅度提高光盘记录层数从而显著提高单张光盘的存储容量，但是随之而来的有两个重要问题：第一个问题是超多个记录层的伺服引导层如何产生，就目前光盘单面三层的结构可以通过逐层贴合的方式生产光盘，但是光盘层数大幅度增加，比如单面增加到30-50层，层间距变得很小的时候，再以这种逐层贴合的方式生产光盘很难实现；第二个问题就是超多伺服引导层如何能准确的在预设的位置生成，目前光盘单面只有三层，层间距较大，伺服引导层位置稍有些偏差不会对数据读写产生太大影响，但是当光盘伺服引导层和数据层增多时，层间距变密，伺服引导层和数据层位置极易存在定位偏差，如果数据层位置稍有偏差就会严重影响信号读写准确度。

3、因此，提出一种在均匀介质中实现超多层光数据引导层预制装置以及与其配合的在均匀混合介质光盘中记录数据的光盘结构实有必要。

技术实现思路

1、本发明提供一种在新型介质中读写数据的光盘结构及引导层预制装置，以解决上述问题。

2、为了实现上述目的，本发明的技术方案是：

3、一种引导层预制装置，包括光学成像系统、光学干涉定位系统以及光学共焦检测系统；

4、所述光学成像系统包括激光照明光源、准直镜组、物镜组、成品空白光盘以及母版；

5、所述准直镜组和物镜组设于所述母版与所述成品空白光盘之间，所述激光照明光源设于所述母版与准直镜组之间的下侧，激光照明光源用于照明母版并发出激光束，所述激光照明光源发出的激光束经母版透射或反射后通过所述准直镜组以及物镜组后，聚焦在成品空白光盘内部的指定位置，激光束与成品空白光盘内部光敏材料反应生成伺服引导层；沿光轴方向前后移动准直镜组和物镜组，改变激光束在成品空白光盘内的聚焦位置，生成多层伺服引导层；

6、所述光学干涉定位系统设于母版与成品空白光盘之间，所述光学干涉定位系统包括点光源、第一半透半反镜、定位反射镜、反射镜以及第一探测器；所述点光源设于所述母版中间镂空处，所述第一半透半反镜设于所述准直镜组和所述物镜组之间，所述反射镜与所述第一探测器分别设于所述第一半透半反镜的上下两侧，定位反射镜设于所述成品空白光盘的中心孔处；所述点光源发出光束照射在第一半透半反镜上，形成一束反射光和一束透射光，所述反射光由反射镜反射到达第一探测器，所述透射光经物镜组聚焦在定位反射镜或成品空白光盘的内圈后被反射穿透物镜组，并被第一半透半反镜反射至第一探测器上，根据反射光和透射光两束光在第一探测器相干叠加形成的光斑确定反射镜和定位反射镜的相对位置，并通过调整反射镜与定位反射镜的位置，保证定位反射镜和反射镜相对于第一探测器的光程一致，以及保证定位反射镜与成品空白光盘的表面处于同一竖向平面内；

7、所述光学共焦检测系统设于所述母版与所述准直镜组之间，所述光学共焦检测系统包括第二半透半反镜、第二探测器以及针孔，点光源发出的光束在经所述定位反射镜反射后到达第二半透半反镜，光束被第二半透半反镜反射并穿过针孔到达第二探测器并形成光斑；通过光斑判断定位反射镜是否处于光学系统焦点处，确定准直镜组和物镜组是否移动至准确位置。

8、进一步地，所述光学干涉定位系统还包括参考物镜组，所述参考物镜组设于所述反射镜与所述第一半透半反镜之间；所述反射镜能够沿垂直光轴方向上下移动，调节经其反射的光束聚焦在第一探测器上形成的光斑，使成品空白光盘和反射镜相对第一探测器的光程一致，定位反射镜和成品空白光盘能够沿垂直光轴方向上下移动，使光盘内部反射区设于物镜组焦点位置；定位反射镜能够沿光轴方向前后移动，使得定位反射镜与成品空白光盘的表面设于同一竖直平面内；所述点光源的表面与母版表面位于同一竖直平面内；所述点光源发射的光源到达第一半透半反镜反射出的反射光先经参考物镜组聚焦到反射镜，被反射镜反射后再经参考物镜组和第一半透半反镜到达第一探测器形成光斑。

9、进一步地，所述第二半透半反镜设于所述点光源与所述准直镜组之间，所述第二探测器设于所述第二半透半反镜上侧，所述针孔设于所述第二探测器与第二半透半反镜之间。

10、进一步地，所述母版为反射式母版，所述反射式母版为高反射率圆环和非反射圆环以母版中心处为圆心沿径向方向向外依次交替设置的板状结构。

11、进一步地，所述母版为透射式母版，所述透射式母版为高透射率圆环和非透射圆环以母版中心处为圆心沿径向方向向外依次交替布设的板状结构。

12、进一步地，所述准直镜组的前焦平面朝向所述母版的表面。

13、进一步地，所述针孔中心处开设圆孔，圆孔外侧设置有遮光材料。

14、本发明的有益效果是：

15、本发明中公开的一种在新型介质中读写数据的光盘结构内置多种光敏材料，能够与光束反应生成多层伺服引导层；本发明公开的一种引导层预制装置，光学成像系统的照明光源所发出的激光经母版反射或透射后依次通过第二半透半反镜，准直镜组，第一半透半反镜和物镜组后聚焦在成品空白光盘内部指定位置，通过沿光轴方向前后移动准直镜组和物镜组以改变光束在成品空白光盘内部的焦点位置，实现超多层伺服引导层的生成；光学干涉定位系统能够通过两束光束在第一探测器上形成的光斑调节定位反射镜与成品空白光盘位置使二者的表面处于同一竖向平面，完成光盘初始定位；采用共焦检测系统与光学干涉定位系统配合实现伺服引导层的精确定位，实现超高位置精度伺服引导层生成；本发明公开的引导层预制装置能够生产超多层光盘，具有速度快，精度高，成品率高的特点。

技术特征：

1.一种引导层预制装置，其特征在于，包括光学成像系统、光学干涉定位系统以及光学共焦检测系统；

2.根据权利要求1所述的一种引导层预制装置，其特征在于，所述光学干涉定位系统还包括参考物镜组（14），所述参考物镜组（14）设于所述反射镜（9）与所述第一半透半反镜（7）之间；所述反射镜（9）能够沿垂直光轴方向上下移动，调节经其反射的光束聚焦在第一探测器（10）上形成的光斑，使成品空白光盘（4）和反射镜相对第一探测器（10）的光程一致，定位反射镜（8）和成品空白光盘能够沿垂直光轴方向上下移动，使光盘内部反射区设于物镜组焦点位置；定位反射镜（8）能够沿光轴方向前后移动，使得定位反射镜（8）与成品空白光盘的表面设于同一竖直平面内；所述点光源的表面与母版表面位于同一竖直平面内；所述点光源发射的光源到达第一半透半反镜（7）反射出的反射光先经参考物镜组（14）聚焦到反射镜（9），被反射镜（9）反射后再经参考物镜组（14）和第一半透半反镜（7）到达第一探测器（10）形成光斑。

3.根据权利要求1所述的一种引导层预制装置，其特征在于，所述第二半透半反镜（11）设于所述点光源（6）与所述准直镜组（2）之间，所述第二探测器（12）设于所述第二半透半反镜（11）上侧，所述针孔（13）设于所述第二探测器（12）与第二半透半反镜（11）之间。

4.根据权利要求1所述的一种引导层预制装置，其特征在于，所述母版（5）为反射式母版，所述反射式母版为高反射率圆环（51）和非反射圆环（52）以母版中心处为圆心沿径向方向向外依次交替设置的板状结构。

5.根据权利要求1所述的一种引导层预制装置，其特征在于，所述母版（5）为透射式母版，所述透射式母版为高透射率圆环（53）和非透射圆环（54）以母版中心处为圆心沿径向方向向外依次交替布设的板状结构。

6.根据权利要求1所述的一种引导层预制装置，其特征在于，所述准直镜组（2）的前焦平面朝向所述母版（5）的表面。

7.根据权利要求1所述的一种引导层预制装置，其特征在于，所述针孔（13）中心处开设圆孔，圆孔外侧设置有遮光材料。

技术总结本发明公开了一种在新型介质中读写数据的光盘结构及引导层预制装置，一种在新型介质中读写数据的光盘结构包括基盘和基盘内部均匀混合的光敏材料；引导层预制装置包括光学成像系统、光学干涉定位系统及光学共焦检测系统；光盘结构内置多种光敏材料，能够与光束反应生成多层伺服引导层；光学成像系统发出的激光聚焦在成品空白光盘内部指定位置，通过移动准直镜组和物镜组改变光束在成品空白光盘内部的焦点位置，实现超多层伺服引导层的生成；光学干涉定位系统能够通过光束在第一探测器上形成的光斑调节定位反射镜与光盘位置，完成初始定位；共焦检测系统与光学干涉定位系统配合实现伺服引导层的精确定位，实现超高位置精度伺服引导层生成。技术研发人员：杨思文,张勇,张继军,孔维成,戴迪化受保护的技术使用者：中国华录集团有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/25