模塊化光－磁混合存儲介質動態測試裝置的製作方法

2023-06-10 22:34:41 1

專利名稱：模塊化光－磁混合存儲介質動態測試裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及存儲介質，特別是一種模塊化光-磁混合存儲介質動態測試裝置。主要應用於光-磁混合存儲介質記錄、擦除和讀出性能的動態測試，也可用於只讀、一次寫入、可擦重寫等普通光存儲介質或超分辨光存儲介質存儲特性的小樣品準動態測試。
背景技術：
混合存儲綜合了磁存儲和磁光存儲的優點，記錄採用磁光存儲方式，以縮小記錄信息位，讀出採用磁存儲方式，以提高信噪比，克服了兩者的瓶頸問題，大幅度提高了存儲密度。研究適合於藍紫光混合存儲條件下的垂直磁化存儲材料和介質，相應的測試裝置必不可少，特別是動態測試是存儲介質實用化必須要進行的測試。在先技術中，有一種測試磁光材料的動態測試裝置(參見「Video Disk Recorder System UsingMagneto-Optical Disk」Seiji MURATA，Kenji ASANO，Noboru MAMIYAJpn.J.Appl.Phys.Vol.36(1997)Part 1，No.1B，January 1997pp.562-567)。該裝置有相當多的優點，但不適合混合存儲測試，且存在一些不足未加入磁頭讀出裝置，無法實現混合存儲中要求的磁讀出。
採用現有光碟高數值孔徑物鏡，透過盤基進行記錄、擦除和讀出，數值孔徑無法提高，因此磁光記錄密度較小。
若加入磁讀出裝置，由於磁讀出和光磁記錄分別在相距較遠的兩個區域進行，在先技術中的主軸電機裝置是無法在不增加道跟蹤裝置的條件下對碟片進行測試的。
只能對光存儲介質存儲特性進行動態測試，對靜態測試無能為力。

發明內容
本實用新型要解決的問題在於克服上述在先技術的不足，提供一種模塊化光-磁混合存儲介質動態測試裝置，該裝置可克服磁光存儲裝置中讀出解析度和靈敏度低的問題；具有迴轉精度高、不須進行道跟蹤、記錄密度高、可用於靜態測試、維護方便等特點。
本實用新型的基本構思是本實用新型提供一種模塊化光-磁混合存儲介質動態測試裝置。整套裝置採用模塊化設計，由雷射調製模塊、偏磁機構模塊、主軸電機模塊、聚焦伺服模塊、磁頭讀出模塊、徑向移動模塊、觀察顯微模塊和裝置控制模塊構成。主軸電機採用空氣軸承，這樣由轉臺保證迴轉精度，不須進行道跟蹤。聚焦伺服採用壓電陶瓷驅動的納米平臺作執行器，提高聚焦伺服的精度。加入了白光監視裝置，提高了裝置的通用性。
本實用新型的技術解決方案如下一種模塊化光-磁混合存儲介質動態測試裝置，其特徵在於該裝置由雷射調製模塊、偏磁模塊、主軸電機模塊、聚焦伺服模塊、磁頭讀出模塊、徑向壓電陶瓷驅動的納米平臺、觀察顯微模塊和裝置控制模塊構成所述的雷射調製模塊包括雷射器、第一透鏡、聲光調製器、第二透鏡、小孔、擴束鏡、高數值孔徑物鏡、聲光調製器控制器和信號發生器，在雷射器輸出光路上依次置有第一透鏡和聲光調製器，沿該聲光調製器的一級衍射光方向為第一縱向光軸，在該第一縱向光軸上依次是聲光調製器、第二透鏡、小孔、擴束鏡和立方偏振分光稜鏡，所述的第一透鏡和第二透鏡是焦距相等的一對共焦透鏡，所述的聲光調製器處於第一透鏡的像方焦點和第二透鏡的物方焦點的共焦點處，所述的聲光調製器控制器的輸入端接所述的信號發生器，輸出端與聲光調製器相連，所述的高數值孔徑物鏡與所述的偏磁模塊相對並安裝在軸向壓電陶瓷驅動的納米平臺上；所述的偏磁模塊是一個恆磁棒或電磁鐵；所述的主軸電機模塊包括碟片、盤夾、旋轉電機、空氣軸承、光電編碼盤和電機控制器，光電編碼盤與電機控制器連接，電機控制器對旋轉電機進行控制，該主軸電機模塊採取臥式放置方式，即旋轉電機的軸平行於地面，碟片的放置方式使記錄層面向高數值孔徑高數值孔徑物鏡；所述的聚焦伺服模塊包括所述的立方偏振分光稜鏡，通過該立方偏振分光稜鏡的中心點且垂直於第一縱向光軸是第一橫向光軸，在該第一橫向光軸上，自左至右依次是四象限探測器、柱透鏡、第三透鏡、立方偏振分光稜鏡、四分之一波片和光譜分光鏡，所述的四象限探測器的輸出端分別與兩級聚焦伺服控制器的輸入端相連，該該兩級聚焦伺服控制器的兩個輸出端分別與軸向壓電陶瓷驅動的納米平臺和軸向掃描電機相連，所述的高數值孔徑物鏡固定在軸向壓電陶瓷驅動的納米平臺上，被其帶動作軸向運動；軸向壓電陶瓷驅動的納米平臺固定在徑向壓電陶瓷驅動的納米平臺上，軸向壓電陶瓷驅動的納米平臺與高數值孔徑物鏡一起作為徑向壓電陶瓷驅動的納米平臺的負載；徑向壓電陶瓷驅動的納米平臺固定在軸向電機上；所述的立方偏振分光稜鏡的分光面與第一縱向光軸和第一橫向光軸均成45°，該立方偏振分光稜鏡由兩個等邊直角稜鏡膠合而成，膠合面上鍍有偏振分光膜，對偏振方向垂直於第一縱向光軸與第一橫向光軸所構成的平面的光(P光)反射，對偏振方向平行於第一縱向光軸與第一橫向光軸所構成的平面的光(S光)透射；第三透鏡和柱透鏡的光軸與第一橫向光軸重合，四象限探測器位於第三透鏡和柱透鏡的焦點中間且其分割線與柱透鏡的母線成45°；所述的磁頭讀出模塊包括磁頭和示波器，該磁頭與寫入光束都位於碟片的同一側，磁頭和示波器相連；所述的徑向壓電陶瓷驅動的納米平臺由與其相連的裝置控制模塊進行控制；所述的觀察顯微模塊包括通過所述的光譜分光鏡的中心點且與第一縱向光軸平行的是第二縱向光軸，在該第二縱向光軸上依次有高數值孔徑物鏡、軸向壓電陶瓷驅動的納米平臺、軸向掃描電機、光譜分光鏡、白光分光鏡、鏡筒透鏡、圖像採集器，該圖像採集器通過電纜與顯示器相連；通過白光分光鏡的中心點與第一縱向光軸垂直的是第二橫向光軸，在該第二橫向光軸上自所述的白光分光鏡，依次是第四透鏡、視場光闌、第五透鏡、光纖束和白光光源，所述的白光光源、光纖束、第五透鏡、視場光闌、第四透鏡、白光分光鏡和高數值孔徑物鏡組合起來構成觀察顯微模塊的柯勒照明裝置；所述的光譜分光鏡、鏡筒透鏡、圖像採集器和顯示器構成觀察顯微模塊的圖像採集裝置，所述的光譜分光鏡的入射面垂直於第二縱向光軸和第一橫向光軸，且其分光面與第二縱向光軸和第一橫向光軸成45°，所述的白光分光鏡的入射面垂直於第二縱向光軸和第二橫向光軸，且其分光面與第二縱向光軸和第二橫向光軸成45°，光譜分光鏡對雷射器輸出光具有高反射率，對白光中其他波長的光有高透射率，且其放置方式使高數值孔徑物鏡與四分之一波片在其分光面的同一側，白光分光鏡對入射光束反射50％、透過50％，且其放置方式使光譜分光鏡與照明裝置在其分光面的同一側，所述的鏡筒透鏡與高數值孔徑物鏡構成一個顯微裝置，其像方焦點在圖像採集器的接收面上；所述的裝置控制模塊是一臺計算機。
所述的偏磁模塊覆蓋碟片的徑向範圍，該偏磁模塊安裝位置與高數值孔徑物鏡相對，磁場有效範圍足夠覆蓋整個記錄區徑向長度。
本實用新型的模塊化光磁混合存儲介質動態測試裝置的工作過程如下雷射器發出的單色偏振方向垂直於紙面的線偏振高斯光束經過第一透鏡聚焦。聚焦後縮小了經過聲光調製器的光束半徑，從而可以提高了調製速率。光束經過聲光調製器後發生衍射，再透過第二透鏡，調整小孔的位置，使得只有一級衍射光束通過擴束鏡進行擴束準直。裝置控制模塊控制信號發生器輸出一定幅度、頻率、佔空比的方波信號給聲光調製器控制器，從而控制聲光調製器輸出的一級衍射光的強度和通斷時間。準直後的線偏振光被立方偏振分光鏡反射後，經過四分之一波片轉化為圓偏振光，射向觀察顯微模塊中的光譜分光鏡，該光譜分光鏡對於工作波長藍光高反射率，對於其他波長光高透射率。準直雷射光束被光譜分光鏡反射後經高數值孔徑物鏡聚焦至高數值孔徑物鏡的焦點處，即不透過碟片直接打在記錄層上。碟片被盤夾夾持，由電機帶動穩定旋轉，從而使記錄光點與記錄介質產生相對運動。編碼盤測得電機的旋轉速度反饋給電機控制器，電機控制器對電機進行穩速驅動。
被碟片反射回來的光束經徑高數值孔徑物鏡、光譜分光鏡，大部分光被光譜分光鏡反射到四分之一波片。被碟片反射回來的圓偏振光經四分之一波片後轉化為線偏振光，且偏振方向與雷射器出射雷射的偏振方向成90度。所以反射光束經四分之一波片後，透過偏振分光稜鏡，經過第三透鏡、柱透鏡後照射在四象限探測器的接收面上。四象限探測器將光信號轉化成電信號並進行加減運算，計算出的聚焦誤差信號輸出至兩級聚焦伺服控制器，控制器輸出聚焦伺服信號給兩級執行器軸向壓電陶瓷驅動的納米平臺和軸向電機。第一級執行器軸向電機只跟隨低頻的輸入，第二級執行器軸向壓電陶瓷驅動的納米平臺只響應高頻而幅度小的輸入。軸向電機和壓電陶瓷驅動的納米平臺根據聚焦伺服信號帶動高數值孔徑物鏡進行軸向的快速運動。使透過高數值孔徑物鏡的聚焦光束跟隨碟片的軸向運動準確地會聚在記錄層上。在記錄完一圈信號後，裝置控制器輸出信號，控制徑向壓電陶瓷驅動的納米平臺6帶動高數值孔徑物鏡移動到另一徑向位置繼續記錄。
白光光源發射的白光光束經白光分光鏡反射後的光束透過光譜分光鏡、高數值孔徑物鏡會聚在記錄層上。由記錄層表面反射的白光光束再依次通過高數值孔徑物鏡、光譜分光鏡、白光分光鏡、鏡筒透鏡，在鏡筒透鏡的像方焦面上形成記錄層表面的像。而圖像採集器的接收面就在鏡筒透鏡的像方焦面上，所以圖像採集器將接收到的記錄層表面的像送到顯示器上顯示。從碟片的雷射束經高數值孔徑物鏡、光譜分光鏡一小部分雷射透過光譜分光鏡進入圖像採集光路打在圖像採集器的接收面同記錄層一起進行成像、顯示。從而可以在動態記錄信號前通過監視藍光成像光斑的大小來判斷是否準確預聚焦，進而通過調節軸向壓電陶瓷驅動的納米平臺在動態記錄信號前進行準確的預聚焦。
信號記錄完畢，由磁頭進行信號讀出，磁頭的輸出信號送入示波器進行波形的顯示和保存。
與在先技術相比，本實用新型的優點1、加入了磁頭讀出裝置，使用GMR進行讀出，實現了混合存儲中要求的磁讀出，克服了磁光存儲裝置中讀出解析度和靈敏度低的問題；2、整套裝置採用了模塊化設計，加快了研製速度，維護方便，裝置功能易於擴充升級，每個模塊還可以單獨用於其它裝置中；3、本測試裝置採用顯微高數值孔徑物鏡，可以達到很高的數值孔徑，從而減小了記錄點尺寸，提高了記錄密度；4、主軸電機採用空氣軸承，迴轉精度高，不須進行道跟蹤；5、加入了白光監視模塊，使得本裝置亦可用於靜態測試，提高了裝置的通用性。


圖1為本實用新型的實施例的光路示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型作進一步說明。
先請參閱圖1，圖1為本實用新型的實施例的光路示意圖。由圖可見，本實用新型模塊化光-磁混合存儲介質動態測試裝置，由雷射調製模塊1、偏磁模塊2、主軸電機模塊3、聚焦伺服模塊4、磁頭讀出模塊5、徑向壓電陶瓷驅動的納米平臺6、觀察顯微模塊7和裝置控制模塊8構成所述的雷射調製模塊1包括雷射器101、第一透鏡1031、聲光調製器102、第二透鏡1032、小孔104、擴束鏡105、高數值孔徑物鏡106、聲光調製器控制器107和信號發生器108，其位置關係是在雷射器101輸出光路上依次置有第一透鏡1031和聲光調製器102，沿該聲光調製器102的一級衍射光方向為第一縱向光軸00，在該第一縱向光軸00上依次是聲光調製器102、第二透鏡1032、小孔104、擴束鏡105和立方偏振分光稜鏡402，所述的第一透鏡1031和第二透鏡1032是焦距相等的一對共焦透鏡，所述的聲光調製器102處於第一透鏡1031的像方焦點和第二透鏡1032的物方焦點的共焦點處，所述的聲光調製器控制器107的輸入端接所述的信號發生器108，輸出端與聲光調製器102相連，所述的高數值孔徑物鏡106與所述的偏磁模塊2相對，並安裝在軸向壓電陶瓷驅動的納米平臺407上；所述的偏磁模塊2是一個恆磁棒或電磁鐵；所述的主軸電機模塊3包括碟片301、盤夾302、旋轉電機303、空氣軸承304、光電編碼盤305和電機控制器306，光電編碼盤305與電機控制器306連接，電機控制器306對旋轉電機303進行控制，該主軸電機模塊3採取臥式放置方式，即旋轉電機303的軸平行於地面，碟片301的放置方式使記錄層面向高數值孔徑物鏡106；所述的聚焦伺服模塊4包括所述的立方偏振分光稜鏡402，通過該立方偏振分光稜鏡402的中心點且垂直於第一縱向光軸OO是第一橫向光軸O′O′，在該第一橫向光軸O′O′上，自左至右依次是四象限探測器405、柱透鏡404、第三透鏡403、立方偏振分光稜鏡402、四分之一波片401和光譜分光鏡707，所述的四象限探測器405的輸出端分別與兩級聚焦伺服控制器406的輸入端相連，該該兩級聚焦伺服控制器406的兩個輸出端分別與軸向壓電陶瓷驅動的納米平臺407和軸向掃描電機408相連，所述的高數值孔徑物鏡106固定在軸向壓電陶瓷驅動的納米平臺407上，被其帶動作軸向運動；軸向壓電陶瓷驅動的納米平臺407固定在徑向壓電陶瓷驅動的納米平臺6上，軸向壓電陶瓷驅動的納米平臺407與高數值孔徑物鏡106一起作為徑向壓電陶瓷驅動的納米平臺6的負載；徑向壓電陶瓷驅動的納米平臺6固定在軸向電機408上；所述的立方偏振分光稜鏡402的分光面與第一縱向光軸OO和第一橫向光軸O′O′均成45°，該立方偏振分光稜鏡402由兩個等邊直角稜鏡膠合而成，膠合面上鍍有偏振分光膜，對偏振方向垂直於第一縱向光軸oo與第一橫向光軸O′O′所構成的平面的光(P光)反射，對偏振方向平行於第一縱向光軸OO與第一橫向光軸O′O′所構成的平面的光(S光)透射；第三透鏡403和柱透鏡404的光軸與第一橫向光軸O′O′重合，四象限探測器405位於第三透鏡403和柱透鏡404的焦點中間且其分割線與柱透鏡404的母線成45°；所述的磁頭讀出模塊5包括磁頭501和示波器502，該磁頭501與寫入光束都位於碟片301的同一側，磁頭501和示波器502相連；所述的徑向壓電陶瓷驅動的納米平臺6由與其相連的裝置控制模塊8進行控制；所述的觀察顯微模塊7包括通過所述的光譜分光鏡707的中心點O′且與第一縱向光軸OO平行的是第二縱向光軸O′O″，在該第二縱向光軸O′O上依次有高數值孔徑物鏡106、軸向壓電陶瓷驅動的納米平臺407、軸向電機408、光譜分光鏡707、白光分光鏡706、鏡筒透鏡708、圖像採集器709，該圖像採集器709通過電纜與顯示器710相連；通過白光分光鏡706的中心點O″與第一縱向光軸OO垂直的是第二橫向光軸O″O″，在該第二橫向光軸O″O″上自所述的白光分光鏡706，依次是第四透鏡705、視場光闌704、第五透鏡703、光纖束702和白光光源701，所述的白光光源701、光纖束702、第五透鏡705、視場光闌704、第四透鏡703、白光分光鏡706和高數值孔徑物鏡106組合起來構成觀察顯微模塊7的柯勒照明裝置；所述的光譜分光鏡707、鏡筒透鏡708、圖像採集器709和顯示器710構成觀察顯微模塊7的圖像採集裝置，所述的光譜分光鏡707的入射面垂直於第二縱向光軸O′O″和第一橫向光軸ooo』，且其分光面與第二縱向光軸O′O″和第一橫向光軸OO成45°，所述的白光分光鏡706的入射面垂直於第二縱向光軸O′O″和第二橫向光軸O」O″，且其分光面與第二縱向光軸O′O″和第二橫向光軸O」O″成45°，光譜分光鏡707對雷射器101輸出光具有高反射率，對白光中其他波長的光有高透射率，且其放置方式使高數值孔徑物鏡106與四分之一波片401在其分光面的同一側，白光分光鏡706對入射光束反射50％、透過50％，且其放置方式使光譜分光鏡707與照明裝置在其分光面的同一側，所述的鏡筒透鏡708與高數值孔徑物鏡106構成一個顯微裝置，其像方焦點在圖像採集器709的接收面上；
所述的裝置控制模塊8是一臺工控機。
所述的偏磁模塊2覆蓋碟片301的徑向範圍，該偏磁模塊2安裝位置與高數值孔徑物鏡106相對，磁場有效範圍足夠覆蓋整個記錄區徑向長度。
更具體地說，本實施例中雷射器101採用Kr離子混合氣體雷射器，工作波長為406.7nm。聲光調製器102光波長範圍為325-450nm通光孔徑為0.2×1mm2，載頻為180MHz。聲光調製器控制器104為與聲光調製器向配套的控制器。擴束鏡105為負-正型透鏡組，擴束被率為6。信號發生器107為可編程多通道信號發生器，最窄電信號脈寬為30ns，同步信號為50kHz。四分之一波片401工作波長為406.7nm。軸向壓電陶瓷驅動的納米平臺407的無負載諧振頻率為12KHz。徑向壓電陶瓷驅動的納米平臺6的無負載諧振頻率為16KHz。高數值孔徑物鏡106放大倍數為100倍，數值孔徑為0.9。圖像採集器604由120萬像素的CCD與消色差雙膠合透鏡構成。
本實施例的工作過程為，雷射器101發出的單色線偏振高斯光束經過第一透鏡1031聚焦。聚焦後縮小了經過聲光調製器102的光束半徑，從而可以提高了調製速率。光束經過聲光調製器102後發生衍射，再透過第二透鏡1032，調整小孔104位置，使得只有一級衍射光束通過擴束鏡105擴束準直。裝置控制模塊8控制信號發生器108輸出一定幅度、頻率、佔空比的方波信號給聲光調製器控制器107，從而控制聲光調製器106輸出的一級衍射光的強度和通斷時間。準直後的線偏振光被立方偏振分光鏡402反射後，經過四分之一波片401轉化為圓偏振光，射向觀察顯微模塊7中的光譜分光鏡707，光譜分光鏡707對於工作波長藍光高反射率，對於其他波長光高透射率。準直雷射光束被光譜分光鏡707反射後經高數值孔徑物鏡106聚焦至焦點處，即不透過碟片301直接打在記錄層上。碟片301被盤夾302夾持，由旋轉電機303帶動穩定旋轉，從而使記錄光點與記錄介質產生相對運動。光電編碼盤305測得旋轉電機303的旋轉速度反饋給電機控制器306，電機控制器306對旋轉電機進行穩速控制和驅動。
被碟片301反射回來的光束經高數值孔徑物鏡106、光譜分光鏡707，大部分光被光譜分光鏡707反射到四分之一波片401。被碟片301反射回來的圓偏振光經四分之一波片401後轉化為線偏振光，且偏振方向與雷射器101出射雷射的偏振方向成90度。所以反射光束經四分之一波片401後，透過立方偏振分光稜鏡402，經過第三透鏡403、柱透鏡404後照射在四象限探測器405的接收面上。四象限探測器405將光信號轉化成電信號並進行加減運算，計算出的聚焦誤差信號輸出至兩級聚焦伺服控制器406，該控制器406輸出聚焦伺服信號給兩級執行器軸向壓電陶瓷驅動的納米平臺407和軸向電機408。第一級執行器軸向電機408隻跟隨低頻的輸入，第二級執行器軸向壓電陶瓷驅動的納米平臺407隻響應高頻而幅度小的輸入。軸向電機408和壓電陶瓷驅動的納米平臺407根據聚焦伺服信號帶動高數值孔徑物鏡106進行軸向的快速運動。使透過高數值孔徑物鏡106的聚焦光束跟隨碟片301的軸向運動準確地會聚在記錄層上。在記錄完一圈信號後，裝置控制器8輸出信號，控制徑向壓電陶瓷驅動的納米平臺6帶動高數值孔徑物鏡106移動到另一徑向位置繼續記錄。
白光光源701發射的白光光束經白光分光鏡707反射後的光束透過光譜分光鏡707、高數值孔徑物鏡106會聚在記錄層上。由記錄層表面反射的白光光束再依次透過高數值孔徑物鏡106、光譜分光鏡707、白光分光鏡706、鏡筒透鏡708，在鏡筒透鏡708的像方焦面上形成記錄層表面的像。而圖像採集器709的接收面就在鏡筒透鏡708的像方焦面上，所以圖像採集器709就將接收到的記錄層表面的像送到顯示器710上顯示。從碟片301的雷射束經高數值孔徑物鏡106、光譜分光鏡707，一小部分雷射透過光譜分光鏡708進入圖像採集光路打在圖像採集器709的接收面同記錄層一起進行成像、顯示。從而可以在動態記錄信號前通過監視藍光成像光斑的大小來判斷是否準確預聚焦，進而通過調節軸向壓電陶瓷驅動的納米平臺407在動態記錄信號前進行準確的預聚焦。
信號記錄完畢，由磁頭501進行信號讀出，磁頭501的輸出信號送入示波器502進行波形的顯示和保存。
權利要求1.一種模塊化光-磁混合存儲介質動態測試裝置，其特徵在於該裝置由雷射調製模塊(1)、偏磁模塊(2)、主軸電機模塊(3)、聚焦伺服模塊(4)、磁頭讀出模塊(5)、徑向壓電陶瓷驅動的納米平臺(6)、觀察顯微模塊(7)和裝置控制模塊(8)構成所述的雷射調製模塊(1)包括雷射器(101)、第一透鏡(1031)、聲光調製器(102)、第二透鏡(1032)、小孔(104)、擴束鏡(105)、高數值孔徑物鏡(106)、聲光調製器控制器(107)和信號發生器(108)，在雷射器(101)輸出光路上依次置有第一透鏡(1031)和聲光調製器(102)，沿該聲光調製器(102)的一級衍射光方向為第一縱向光軸(00)，在該第一縱向光軸(00)上依次是聲光調製器(102)、第二透鏡(1032)、小孔(104)、擴束鏡(105)和立方偏振分光稜鏡(402)，所述的第一透鏡(1031)和第二透鏡(1032)是焦距相等的一對共焦透鏡，所述的聲光調製器(102)處於第一透鏡(1031)的像方焦點和第二透鏡1032)的物方焦點的共焦點處，所述的聲光調製器控制器(107)的輸入端接所述的信號發生器(108)，輸出端與聲光調製器(102)相連，所述的高數值孔徑物鏡(106)與所述的偏磁模塊(2)相對並安裝在軸向壓電陶瓷驅動的納米平臺(407)上；所述的偏磁模塊(2)是一個恆磁棒或電磁鐵；所述的主軸電機模塊(3)包括碟片(301)、盤夾(302)、旋轉電機(303)、空氣軸承(304)、光電編碼盤(305)和電機控制器(306)，光電編碼盤(305)與電機控制器(306)連接，電機控制器(306)對旋轉電機(303)進行控制，該主軸電機模塊(3)採取臥式放置方式，即旋轉電機(303)的軸平行於地面，碟片(301)的放置方式使記錄層面向高數值孔徑高數值孔徑物鏡(106)；所述的聚焦伺服模塊(4)包括所述的立方偏振分光稜鏡(402)，通過該立方偏振分光稜鏡(402)的中心點且垂直於第一縱向光軸(OO)是第一橫向光軸(O′O′)，在該第一橫向光軸(O′O′)上，自左至右依次是四象限探測器(405)、柱透鏡(404)、第三透鏡(403)、立方偏振分光稜鏡(402)、四分之一波片(401)和光譜分光鏡(707)，所述的四象限探測器(405)的輸出端分別與兩級聚焦伺服控制器(406)的輸入端相連，該該兩級聚焦伺服控制器(406)的兩個輸出端分別與軸向壓電陶瓷驅動的納米平臺(407)和軸向電機(408)相連，所述的高數值孔徑物鏡(106)固定在軸向壓電陶瓷驅動的納米平臺(407)上，被其帶動作軸向運動；軸向壓電陶瓷驅動的納米平臺(407)固定在徑向壓電陶瓷驅動的納米平臺(6)上，軸向壓電陶瓷驅動的納米平臺(407)與高數值孔徑物鏡(106)一起作為徑向壓電陶瓷驅動的納米平臺(6)的負載；該徑向壓電陶瓷驅動的納米平臺(6)固定在軸向電機(408)上；所述的立方偏振分光稜鏡(402)的分光面與第一縱向光軸(OO)和第一橫向光軸(O′O′)均成45°，該立方偏振分光稜鏡(402)由兩個等邊直角稜鏡膠合而成，膠合面上鍍有偏振分光膜，對偏振方向垂直於第一縱向光軸(OO)與第一橫向光軸(O′O′)所構成的平面的光反射，對偏振方向平行於第一縱向光軸(OO)與第一橫向光軸(O′O′)所構成的平面的光透射；第三透鏡(403)和柱透鏡(404)的光軸與第一橫向光軸(O′O′)重合，四象限探測器(405)位於第三透鏡(403)和柱透鏡(404)的焦點中間且其分割線與柱透鏡(404)的母線成45°；所述的磁頭讀出模塊(5)包括磁頭(501)和示波器(502)，該磁頭(501)與寫入光束都位於碟片(301)的同一側，磁頭(501)和示波器(502)相連；所述的徑向壓電陶瓷驅動的納米平臺(6)由與其相連的裝置控制模塊(8)進行控制；所述的觀察顯微模塊(7)包括通過所述的光譜分光鏡(707)的中心點(O′)且與第一縱向光軸(OO)平行的是第二縱向光軸(O′O″)，在該第二縱向光軸(O′O″)上依次有高數值孔徑物鏡(106)、軸向壓電陶瓷驅動的納米平臺(407)、軸向電機(408)、光譜分光鏡(707)、白光分光鏡(706)、鏡筒透鏡(708)、圖像採集器(709)，該圖像採集器(709)通過電纜與顯示器(710)相連；通過白光分光鏡(706)的中心點(O″)與第一縱向光軸(OO)垂直的是第二橫向光軸(O″O″)，在該第二橫向光軸(O″O″)上自所述的白光分光鏡(706)，依次是第四透鏡(705)、視場光闌(704)、第五透鏡(703)、光纖束(702)和白光光源(701)，所述的白光光源(701)、光纖束(702)、第五透鏡(705)、視場光闌(704)、第四透鏡(703)、白光分光鏡(706)和高數值孔徑物鏡(106)組合起來構成觀察顯微模塊(7)的柯勒照明裝置；所述的光譜分光鏡(707)、鏡筒透鏡(708)、圖像採集器(709)和顯示器(710)構成觀察顯微模塊(7)的圖像採集裝置，所述的光譜分光鏡(707)的入射面垂直於第二縱向光軸(O′O″)和第一橫向光軸(OO)，且其分光面與第二縱向光軸(O′O″)和第一橫向光軸(OO)成45°，所述的白光分光鏡(706)的入射面垂直於第二縱向光軸(O′O″)和第二橫向光軸(O」O″)，且其分光面與第二縱向光軸(O′O″)和第二橫向光軸(O」O″)成45°，所述的光譜分光鏡(707)對雷射器(101)輸出光具有高反射率，對白光中其他波長的光有高透射率，且其放置方式使高數值孔徑物鏡(106)與四分之一波片(401)在其分光面的同一側，白光分光鏡(706)對入射光束反射50％、透過50％，且其放置方式使光譜分光鏡(707)與照明裝置在其分光面的同一側，所述的鏡筒透鏡(708)與高數值孔徑高數值孔徑物鏡(106)構成一個顯微裝置，其像方焦點在圖像採集器(709)的接收面上；所述的裝置控制模塊(8)是一臺計算機。
2.根據權利要求1所述的模塊化光-磁混合存儲介質動態測試裝置，其特徵在於所述的偏磁模塊(2)覆蓋碟片(301)的徑向範圍，該偏磁模塊(2)安裝位置與高數值孔徑高數值孔徑物鏡(106)相對，磁場有效範圍足夠覆蓋整個記錄區徑向長度。
3.根據權利要求1所述的模塊化光-磁混合存儲介質動態測試裝置，其特徵在於所述的計算機是一臺工控機或PC機。
專利摘要一種模塊化光－磁混合存儲介質動態測試裝置，該裝置由雷射調製模塊、偏磁模塊、主軸電機模塊、聚焦伺服模塊、磁頭讀出模塊、徑向壓電陶瓷驅動的納米平臺、觀察顯微模塊和裝置控制模塊構成，主軸電機採用空氣軸承，這樣由轉臺保證迴轉精度，不須進行道跟蹤。聚焦伺服採用壓電陶瓷驅動的納米平臺作執行器，提高聚焦伺服的精度。加入了白光監視裝置，提高了裝置的通用性。
文檔編號G11B20/00GK2864904SQ200520043819
公開日2007年1月31日 申請日期2005年7月27日 優先權日2005年7月27日
發明者朱青, 徐文東, 高秀敏, 戴珂, 張鋒, 楊金濤 申請人:中國科學院上海光學精密機械研究所