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臺灣博碩士論文加值系統

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研究生:盧威志
研究生(外文):Wei-chih Lu
論文名稱:多波長光學讀寫頭之研究
指導教授:張正陽張正陽引用關係
指導教授(外文):Jenq-Yang Chang
學位類別:碩士
校院名稱:國立中央大學
系所名稱:光電科學研究所碩士在職專班
學門:工程學門
學類:電資工程學類
論文種類:學術論文
畢業學年度:96
語文別:中文
論文頁數:107
中文關鍵詞:藍光讀寫頭光學頭
外文關鍵詞:opubd
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隨著資訊與消費性產業的發展,光儲存系統之容量與速度一直不斷的被提升,已到達新世代之藍光光碟。因此,為了反向相容於早期之CD與DVD規格,具有多種雷射波長與數值孔徑之光學讀寫頭設計乃因應而生。
本研究結合傳統型與積體化光學讀寫頭之優點,提出多種具有簡單光路之三波長藍光光學讀寫頭設計。利用積體化光學模組與全像光學元件之特性,設計出具有單一光路之光學讀寫頭架構,可應用於可讀取CD與DVD碟片之藍光光儲存系統上。
在個別系統設計上,採用兩種不同的光學系統。第一系統為雙物鏡系統,另一則為單物鏡系統。在積體化光學模組設計上,像散法及刀緣法則分別被使用作為聚焦伺服之機制。根據個別的物鏡系統以及積體化光學模組,本論文發展出六種不同之三波長藍光光學讀寫頭設計。模擬與分析得到滿意之結果,並顯示出實現具有精簡光學架構之三波長藍光光學讀寫頭之可行性。
Along with the progresses of information technology (IT) and consuming industry, the capacity and speed of optical storage systems have been continuously promoted to the new generation Blu-ray Disc (BD). Under these circumstances, for the purpose of backward compatibility to earlier CD and DVD specifications, the optical pickup head (OPH) designs with multiple laser wavelengths and numerical apertures (NAs) are strongly anticipated.
This study combined the advantages of conventional and integrated OPHs to present several types of three-wavelength blue-light OPH designs with simple optical configurations. Utilizing the features of an integrated optical unit (IOU) and a holographic optical element (HOE), the OPH designs with single optical path were proposed. They could be applied to the blue-light optical storage systems capable of retrieving CD and DVD disks.
In individual system designs, two distinct kinds of optical systems were adopted. The first is the system with two objective lenses and the other is that with a single objective lens. In the IOU designs, the astigmatic and knife-edge methods were respectively adopted as the focusing servo mechanism. Six designs of three-wavelength blue-light OPHs have been developed corresponding to distinct system and IOU schemes in this thesis. Simulations and analyses give the satisfactory results and show the feasibility for implementing the three-wavelength blue-light OPHs with compact optical configurations.
中 文 摘 要 III
ABSTRACT IV
目 錄 V
圖 目 錄 VIII
表 目 錄 XII
表 目 錄 XII
符 號 說 明 XIII
第一章 導論 1
1-1 光儲存系統介紹 1
1-2 光學讀寫頭發展與技術 2
1-3 光碟片規格 5
第二章 多波長光學讀寫頭系統描述 8
2-1 傳統型 15
2-2 全像型 18
2-3 雙波長型 21
2-3-1 光學路徑設計 21
2-3-2 光學頭組裝調整 25
第三章 多波長光學讀寫頭系統設計 27
3-1 像散法 27
3-1-1 單物鏡系統 27
3-1-2 雙物鏡系統 34
3-2 刀缘法 41
3-2-1 單物鏡系統 41
3-2-2 雙物鏡系統 49
3-3 改良型刀缘法 55
3-3-1 單物鏡系統 55
3-3-2 雙物鏡系統 62
第四章 多波長光學讀寫頭元件設計 70
4-1 物鏡設計 70
4-1-1 雙物鏡系統 70
4-1-2 單物鏡系統 78
4-2 準直鏡設計 85
4-3 IOU設計 88
4-3-1 單物鏡系統--像散型 88
4-3-2 雙物鏡系統--像散型 90
4-3-3 單物鏡系統—刀緣法 92
4-3-4 雙物鏡系統—刀緣法 94
4-3-5 單物鏡系統—改良型刀緣法 96
4-3-6 雙物鏡系統—改良型刀緣法 98
第五章 結論 103
參 考 文 獻 105
[1] ZEMAX Optical Design Program User’s Guide Version 10.0, Focus Software, Incorporated, 2001
[2] ZEMAX Optical Design Program is a product of Focus Software Inc. , P.O.Box 18228, Tucson, AZ, 85731, USA
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[10] Takeshi Maeda, Motoyasu Terao and Takeshi Shimano,“A Review of Optical Disk Systems with Blue-Violet Laser Pickups”, Jpn. J. Appl. Phys., Vol. 42, pp. 1044-1051, 2003.
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