Устройство для настройки оптического тракта лазерного проигрывателя

 

Изобретение относится к записи и воспроизведению информации оптическими средствами и может быть использовано в производстве лазерных видеои звуковых проигрьшателей. Цель изобретения - повышение точности и сокращение времени настройки оптического тракта лазерного проигрывателя - достигается за счет введения в оптический тракт, проигрьтатёля вспомогательного корпуса с размещенными в нем ш1осковьтуклой линзой 1 с поглощающим 2 и отражающим 3 покрытиями, четвертьволновой пластинки 4, фокусирующей линзы 5 и плоскрпараллельной оптической пластинки с частично отражающим покрытием 7. При настройке используют микроскоп 8 и после ее окончания вспомогательный корпус извлекают из оптического тракта проигрывателя . 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (191 (11) (11 4 О ll В 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

3 4

Фигл

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21 ) 4249460/24-10 (22) 27.05.87 (46) 30.03.89. Бюл. Р 12 (72) M.È.Íðèáàê и В.И.Шрибан (53,) 681.84.083.8(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

1(1304068, кл. G 1! В 7/00, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ НАСТРОЙКИ ОПТИЧЕСКОГО ТРАКТА ЛАЗЕРНОГО ПРОИГР11ВАТЕЛЯ (57) Изобретение относится к записи и воспроизведению информации оптическими средствами и может быть использовано в производстве лазерных видеои звуковых проигрывателей. Цель изобретения — повьппение точности и сокращение времени настройки оптического тракта лазерного проигрывателядостигается за счет введения в оптический тракт. проигрывателя вспомогательного корпуса с размещенными в нем плосковыпуклой линзой 1 с поглощающим 2 и отражающим 3 покрытиями, четвертьволновои пластинки 4, фокусирующей линзы 5 и плоскопараллельной оптической пластинки с частично отра" жающим покрытием 7. При настройке используют микроскоп 8 и после ее окон » чания вспомогательный корпус извлекают из оптического тракта проигрывателя. 2 ил.

1469520

Изобретение относится к записи и воспроизведению инАормации оптическими средствами и может быть использочно в производстве лазерных видео5 и звуковых проигрывателей для настройки зеркал слежения и поляризационной светоделительной системы оптического тракта лазерного проигрывателя.

Целью изобретения является повьппе- lð ние точности и сокращение времени настройки оптического тракта лазерного проигрывателя.

На фиг.l представлена оптическая схема устройства для настройки; на 15 фиг.2 — схема размещения этого устройства в оптическом тракте лазерного проигрывателя.

Устройство содержит плосковыпуклую коллимирующую линзу 1 (фиг.1) 20 с поглощающим 2 и отражающим 3 покрытиями, четвертьволновую пластинку 4, фокусирующую линзу 5, плоскопараллельную пластинку 6 с частично отражающим покрытием 7, микроскоп 8 и . 25 точечный источник S света.

Оптический тракт лазерного проигрывателя,при настройке (фиг.2) содержит корпус 9, в который установлены плосковыпусклая коллимирующая 30 линза 1, четвертьволновая пластинка

4, фокусирующая линза 5 и плоскопа ., раллельная пластинка 6, при этом корпус 9 размещен в посадочном месте

10 микрообьектива лазерного проигрывателя, кроме того, в состав оптического тракта входят согласующая линза 11, поляризационный светоделитель

12, четвертьволновая пластинка 13, зеркало 14 слежения, лазер 15, фото- 40 приемник 16 и индикатор 17.

Устройство для настройки преднаэ" начено для определения совмещения точечного источника света S (фиг.l) с оптической осью устройства 0-0 и для настройки поляризационной светоделительной системы лазерного про" игрывателя.

Устройство работает следующим образом.

Если точечный источник света Б смещен на величину относительно оптической оси 0-0, то пучок излуче1 ния лазера, проходящий через поверхность линзы 1, на которой нет погло" щающего покрытия, коллимируется ею, проходит в четвертьволновую пластинку 4 и фокусируется линзой 5 в первое юстировочное изобрадение точечного источника света S на частично отражающем покрытии 7 плоскопараллельной пластинки 6. Расстояние между точкой

S и оптической осью 0-0 равно

gf где У вЂ” фокусное расстояние коллимирующей линзы 1, f — фокусное расстояние фокусирующей линзы 5.

Частично отражающее покрытие 7 часть пучка излучения лазера отражает, а часть пропускает. Отраженная часть лучка проходит фокусирующую линзу 5, коллимируется ею, проходит четвертьволновую пластинку 4 и отражается от отражающего покрытия 3 коллимирующей линзы 1. Отраженный этим покрытием пучок лучей снова проходит четвертьволновую пластинку 4 и фокусируется линзой 5 во второе юстировочное изображение точечного источника света Б на частично отражающем покрытии 7, которое часть пучка излучения отражает, а часть пропускает. Расстояние между точкой

S и оптической осью 0-0 также

ДГ равно — у- . Таким образом, расстоя(И: ние ц между точками Б и Б будет Г= 2 b,. f р б

ff

Отраженная в точке S часть пучка излучения, пройдя обратно по тому же пути, отражается от покрытия 3 и фокусируется в точку Б, где снова часть пучка излучения отражается, а часть пропускается. Пронедшая плоско,параллельную пластинку 6 часть пучка излучения суммируется с пучком, ко- торый был ранее пропущен частично отражающим покрытием 7 в точке S (Отраженная часть пучка коллимируется фокусирующей линзой 5, проходит четвертьволновую пластинку 4 и коллимирующую линзу 1. Этот пучок используется для настройки поляризационной светоделительной системы лазерного проигрывателя.

Изображение юстировочных точек, II

Б и Б рассматривается в микроскоп

8. Также изображение этих точек можно проецировать на экран микропроектором или использовать микроскоп с телевизионной приставкой. При работе в инфракрасной области (с полупроводниковым лазером) можно испольэовать микроскоп с электрооптическим преобразователем.

)469520

Оптимальное значение коэффициента оптического отражения частично отражающего покрытия 7 составляет 0,70,95.

Для настройки оптического тракта

5 лазерного проигрывателя устройство для настройки, размещенное в корпусе

9, помещается в посадочное место 10 микрообьектива (фиг.2). Пучок излучения лазера 15 фокусируется линзой

11 в точечный источник S света. Далее пучок излучения лазера проходит поляризационный светоделитель 12, четвертьволновую пластинку 13, отра- 15 жается от зеркала 14 слежения и попадает в устройство для настройки оп тического тракта. В нем формируются,, два юстировочных изображения точечного источника света S и Я, кото-2р у I рые рассматриваются в микроскоп 8.

Кроме того, часть пучка излучения лазера устройством для настройки отражается обратно в оптический тракт лазерного проигрывателя. Этот пучок 25 отражается зеркалом 14 слежения, проходит. через четвертьволновую пластинку 13 и попадает на поляризационный светоделитель 12, который делит его на две части. Часть этого пучка проходит поляризационный светоделитель, а часть отражается им к фотоприемнику 16. Величина интенсивности пучка, отраженного к фотоприемнику 16, измеряется индикатором 17.

Настройка оптического тракта лазерного проигрывателя с использова-. нием устройства для настройки происходит следующим образом.

1.Настройка четвертьволновой пластинки !3.

I (а ) = М(Ч) М(А/4) М(-q) М(Су) М(А/4) М

Е>

M(r) М(Ъ/4) M(R) М(%/4) М(()!).М

» E где (Е ) — вектор Джонса входного

1 пучка лучей;

Е„ () — вектор Джонса выходного

Е пучка лучей излучения; 50

М (f) = и(y) =

М (Ф/4)

М (r) =

55 (cosg sin(g

-sing costp

cos y siny ) -3 1п (,) cos Q

= ("), M(R) = (," „ ); о (01

Пусть ось Х совпадает с плоскостью поляризации излучения, пропускаемого поляриэационным светоделите . лем 12, ось У совпадает с плоскостью поляризации излучения, отраженного им, (p — угол между осью Х и быстрой осью четвертьволновой пластинки

13, p — угол между осью Х и быстрой осью четвертьволновой пластинки 4.

Рассмотрим пучок излучения, про-. ходящий поляриэационный светоделитель 12, четвертьволновую пластинку

13 и отражаемый зеркалом )4 слежения к коллимирующей линзе 1, на выпуклой поверхности которой пучок делится на два пучка излучения. Первая часть пучка излучения проходит коллимирующую линзу 1, четвертьволновую пластинку 4, отражается от частично отражающего покрытия 7, снова проходит четвертьволновую пластинку 4, отражается от покрытия 2, далее опять проходит. четвертьволновую пластинку

4, отражается от частично,отражающего покрытия 7, проходит четвертьволновую пластинку 4, отражается от покрытия 2, проходит четвертьволновую пластинку 4, отражается от частично отражающего покрытия 7, проходит четвертьволновую пластинку 4 ° коллимирующую линзу 1, отражается от зер" кала 14 слежения, проходит четвертьволновую пластинку )3 и попадает

35 на полярнзационный светоделитель 12, Ф

При описании поляризационных превращений пучка излучения опущена фокусирующая линза 5, так как она практически не влияет на поляризацию.

Преобразование поляризации первой части пучка описывается следующим матричным уравнением:

I (R) М(Я/4) M(r) М(h/4) М(В) М(%/4)»

4),)(V) (Е» );

М ((p) — матрица поворота системы координат на угол (p

М (y) - матрица поворота системы. координат на угол

М (Я/4) — матрица Джонса четвертьволновой пластинки;

M (R) — матрица Джонса частично отражающего покрытия 7 лри отражении; коэффициент отражения частично отражающего покрытия 7;

М (r) — матрица Джонса покрытия 2.

5 1469520 е

После перемножения матриц и ком- плексного сопряжения

1п 2 ) Ек Е» ° R 1

Ек E» R °

1 части пучка излучения на настройку четвертьволновой пластинки 13 можно пренебречь.

Таким образом, поворачивая четвертьволновую пластинку 13 до минимума интенсивности пучка излучения на фотоприемнике 16, получают(p + 45 .

2.Настройка зеркала 14 слежения.

Настройкой зеркала 14 слежения добиваются того, чтобы оптическая ось 0-0 проходила через точечный источник Б света (фиг.2).Если в оптическом тракте использован параллельный пучок лучей (точечный источник S света бесконечно удален), то регулируют оитический тракт таким образом, чтобы волновой вектор пучка был параллелен оптической оси 0-0 .

Это соответствует тому, что оптическая ось 0-0 проходит через точечный источник S света на бесконечном удалении.

При смещении точечного источника

l с оптической оси 0-0 на частично отражающем покрытии 7 устройства для. настройки появляются два юстировочных изображения точечного источника света S и Я, совмещая которые повоII

З5 ротом зеркала слежения, получают прохождение оптической оси 0-0 через точечный источник $ света.

З,Настройка лазера 15 (например, полупроводникового) оптического трак40

0 та относительно согласующей (коллимирующей) линзы 11 осуществляется следующим образом.

Если корпус 9 предварительно усЕ тановлен так, что = 45, то

E (Ey) = R ссз 2(f Ек E» °

° ° ругая часть пучка излучения попадает на поглощающее покрытие 2 коллимирующей линзы 1. Небольшая часть этого пучка излучения, отразившаяся от покрытия 3, отражается от зеркала 14 слежения, проходит четвертьволновую пластинку 13 и попадает на полярн ационный светоделитель 12. Соответствующее матричное уравнение будет следующим: (-" ) = М(ср) М(%/4) М(В„) М(9/4)»

„11 () (ск). где (") — вектор Джонса выходного

3 пучка излучения;

M (RÍ) (0 В

0 Вyl

М(В„) - матрица Джонса поглощающего покрытия 2, R„ - коэффициент отражения поглощающего покрытия 2, Остальные обозначения те же, что и в предыдущем матричном уравнении, После перемножения матриц и комплексного сопряжения имеем

E„(E ) = R„sin 2q Е„° E„".

Поляризационный светоделитель отражает к фотоприемнику излучение с поляризацией Е„ и Е„. Из уравнения (1) следует, что при с = 45 ин к тенсивность составляющей .Fк (Е„) первой части пучка излучения будет минимальной. При том же 9 интенсив% ность составляющей Ек (I q) второй части пучка излучения будет максимальной (см. уравнение (2). Чтобы устранить вторую часть пучка излучения, на половину поверхности коллимирующей линзы 1 (на ту половину, которая не пропускает пучок излучения) нанесено поглощающее покрытие 2. Это покрытие нанесено на выпуклую поверхность коллимирующей линзы 1, что дополнительно уменьшает попадание на фотоприемник 16 пучка излучения, отражаемого. поглощающим покрытием 2, Вследствие этих мер влиянием второй

E„(Å„) = (1 — соз 2 s

E„(E ) = cos 2q sin 2

В посадочное место линзы 11 помещается устройство для настройки (фиг.l). В качестве точечного источника света используется сам полупроводниковый лазер. Юстировочные изоб- ражения точечного источника света рассматриваются в микроскоп 8. Пере" мещая полупроводниковый лазер в плоскости, перпендикулярной оптической оси 0-0, дрбиваются совмещения юстировочных изображений точечного источника света S и Б . При настройке

ij полупроводникового лазера может быть случай, когда эона излучения лазера смещена относительно фокусной точки согласующей (коллимирующей) линзы

1469520

Составитель С.Ильчук

Техред Л.Сердюкова Корректор М.Васильева

Редактор Т.Лаэоренко

Заказ 1362/55 Тираж 558 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина, 10!

11 вдоль оптической оси 0-0 . Тогда изображения точечного источника S u !

S на частично отражающем покрытии

7 (фиг.I) будет расфокуснрованы и имеют место различный диаметр.

Перемещая лазер вдоль оптической оси 0-0 добиваются, чтобы иэображения точечного источника света S u

S были минимальными. При этом они и должны быть одинаковыми. Тем самым получают совмещение зоны излучения лазера с фокусной точкой согласующей (коллимирующей) линзы.

Формула изобретения

Устройство для настройки оптического тракта лазерного проигрывателя, содержащее оптически связанные точеч- 2р ный источник света, плосковыпуклую коллимирующую линзу и четвертьволновую пластинку, причем плосковыпуклая коллимирующая линза выполнена с отражающим покрытием на половине плоской поверхности, а ее выпуклая поверхность установлена со стороны то» чечного источника света, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения точности и сокращения времени настройки оптического тракта лазерного проигрывателя, в него дополнительно введены последовательно установленные за четвертьволновой пластинкой и оптически с ней связанные фокусирующая линза, плоскопараллельная пластинка с частично стра" жающим покрытием и микроскоп, а плосковыпуклая коллимирующая линза установлена между четвертьволновой пластинкой и точечным источником света, на половине выпуклой поверхности коллимирующей линзы, напротив отражающего покрытия, расположено поглощающее покрытие, а плоскопараллельная пластинка установлена в фокальной плоскости фокусирующей линзы.