一种光存储面读写伺服光路系统及伺服方法与流程

本发明涉及光存储面读写，尤其涉及一种光存储面读写伺服光路系统及伺服方法。

背景技术：

1、大数据和人工智能技术的飞速发展使得传统基于磁存储的大数据存储技术正面临严峻的能耗、容量和寿命的瓶颈，近年来，全世界每年产生的数据量急剧增加，大容量存储的需求也逐渐增加。大容量光存储以其保存费用低、耗电少、寿命长等特点，在下一代主流数据存储系统中备受期待，但是光盘的线读取，顺序读取速度一直是它的瓶颈，为了打破瓶颈有些研究采用了面读写的方法，即一次读写m×n个信息点，这样可以提高读写速度，原理如图2、图3所示；记录有信息的介质放到高精度、高速移动的载物平台(如：纳米移动平台)上，一份介质上有x个数据区，每个数据区有m×n个数据，m×n的大小取决于读取物镜视场的大小，现阶段信息的间距都是亚μ米级(如：100nm间隔)，如一个记录数据区记录信息数量为100×100，则高精度载物台移动一个数据区的距离，通过读取物镜与伺服镜片实现的显微系统放大成像到面读取设备上，通过面读取设备单次可以读取10000bit数据，相对于逐点读取，速度会有质的提升，

2、而传统的点读写伺服方式无法应用到上述的面读取方式上，因此需要提供一种新的伺服光路系统以及伺服方法进行光存储面读取。

技术实现思路

1、本发明提供一种光存储面读写伺服光路系统，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、一种光存储面读写伺服光路系统，包括记录介质、伺服执行机构、读取物镜、分光镜、第一伺服信号生成器、第二伺服信号生成器以及数据读取器；

4、所述记录介质设于沿竖向方向设置的载物台上，所述记录介质包括中间区域的数据区以及与数据区间隔设置的伺服标识点，所述伺服标识点包括设于数据区旁的位置伺服标识点和聚焦伺服标识点；

5、所述载物台沿数据区光束方向依次设置所述读取物镜、伺服执行机构、分光镜以及第一伺服信号生成器；所述数据读取器设于所述分光镜的上侧或下侧；所述第二伺服信号生成器设于设在聚焦伺服标识点光路上，用于接收经分光镜透射后的聚焦伺服标识点光束并形成光斑；

6、所述伺服执行机构包括伺服镜片，所述伺服镜片能够沿与数据区光束方向垂直的x轴或y轴方向移动，将所述位置伺服标识点光束在多分割的第一伺服信号生成器上的光斑调至对称，使所述数据区光束成像在所述数据读取器上的中心位置以及使聚焦伺服标识点光束成像在第二伺服信号生成器的中心位置，实现xy方向的伺服；所述载物台能够沿垂直于载物台设有记录介质的台面的z轴方向移动，将多分割的所述第二伺服信号生成器上非聚焦伺服光斑调节为聚焦伺服光斑以及使得数据读取器上的光斑聚焦，实现聚焦伺服。

7、进一步的，所述分光镜与所述第一伺服信号生成器之间设有全反射分光棱镜。

8、进一步的，所述分光镜与所述全反射分光棱镜之间倾斜设置有柱面镜，聚焦伺服标识点的光束透过分光镜4后，经过所述柱面镜在第二伺服信号生成器上形成非聚焦伺服椭圆形光斑或聚焦伺服圆形光斑。

9、进一步的，所述分光镜能够将所述数据区光束和所述伺服标识点的光束按照能量比进行反射和透射。

10、进一步的，所述分光镜与所述第一伺服信号生成器之间设有第一光阑，所述第一光阑用于阻挡经所述分光镜透射的数据区光束；

11、所述数据读取器的两侧设有第二光阑，第二光阑用于阻挡经所述分光镜反射的伺服标识点光束。

12、进一步的，所述伺服执行机构还包括多个磁石、多个金属线圈、多个金属丝、支撑基座以及伺服镜片支架；

13、所述伺服镜片沿竖向方向设于所述伺服镜片支架上，且伺服镜片镜面垂直于所述数据区光束设置，金属线圈固定在所述伺服镜片支架上，磁石与金属线圈位置对应且与金属线圈间隔设置，所述支撑基座与所述伺服镜片支架通过金属线圈延伸出的所述金属丝间隔连接，通过对金属线圈通电时产生的电磁场与该金属线圈相对应的磁石之间产生电磁感应，使得金属线圈受到x轴方向或y方向的电磁作用力，在电磁作用力驱动下伺服镜片支架沿x轴方向或y轴方向移动。

14、进一步的，通过调整所述伺服标识点形状，能够得到具有相应的斜率的伺服感度曲线。

15、一种采用本发明所述的一种光存储面读写伺服光路系统的伺服方法，包括以下步骤：

16、s1:确定初始位置：

17、将记录介质安装在设定的标准读取位置，安装读取物镜、分光镜、数据读取器，使得数据区光束在数据读取器的中心位置形成光斑，数据读取器的初始位置确定；

18、安装全反射分光棱镜和第一伺服信号生成器，使得位置伺服标识点光束在第一伺服信号生成器上的中心位置形成光斑，第一伺服信号生成器的初始位置确定；

19、安装第二伺服信号生成器，使得聚焦伺服标识点光束在第二伺服信号生成器的中心形成光斑，然后安装柱面镜，使得聚焦伺服标识点光束在第二伺服信号生成器上形成光斑呈对称圆形，第二伺服信号生成器的初始位置确定；

20、s2:根据s1中建立的初始位置，安装所述光存储面读写伺服光路系统；

21、s3:在光存储面读取时，若所述位置伺服标识点光束在第一伺服信号生成器上的光斑不对称，通过对金属线圈施加电流，驱动伺服镜片沿x轴方向或y轴方向移动，直至第一伺服信号生成器的光斑对称，停止伺服镜片的移动，此时，数据区光斑位于数据读取器的中心，聚焦伺服标识点光斑位于第二伺服信号生成器的中心，实现x轴或y轴方向伺服；

22、s4:若所述聚焦伺服标识点光束在第二伺服信号生成器上的光斑不对称，则沿z轴方向调节载物台位置，直至第二伺服信号生成器上的光斑对称，此时数据读取器上的数据区光斑聚焦，聚焦伺服完成。

23、本发明的有益效果是：

24、本发明公开的一种光存储面读写伺服光路系统，读取物镜与伺服镜片组成显微系统，在读取数据区拾取光束的同时读取两个伺服标识点拾取光束，光束经伺服镜片后，分光镜将数据区和标识点的光束按照能量比进行反射和透射，数据区拾取光束经分光镜折射并在所述数据读取器件上形成光斑；位置伺服标识点拾取光束透射过所述分光镜后，在所述第一伺服信号生成器件上成像光斑，通过所述伺服执行机构驱动伺服镜片沿x或y轴方向移动，调整所述第一伺服信号生成器件上形成的光斑在多分割区域的分布，直至光斑对称分布，此时数据区的光束成像在所述数据读取器上的中心位置，且聚焦伺服标识点的光束成像在第二伺服信号生成器的中心位置，实现x和y轴方向的伺服；聚焦伺服标识点光束经所述分光镜透射后经柱面镜在所述第二伺服信号生成器件上形成光斑，通过沿z轴方向移动所述载物台，使多分割的所述第二伺服信号生成器上的光斑对称聚焦以及使得数据读取器上的光斑聚焦，数据读取器对数据区光束信息进行读取，实现聚焦伺服，本发明能够通过位置伺服标识点和聚焦伺服标识点对数据区进行精准定位，再通过移动伺服镜片实现x轴和y轴方向的位置伺服，通过移动载物台实现z轴方向的聚焦伺服，通过伺服镜片和载物台的快速定量的移动，实现对光存储面读取伺服。