一种新型超高密度母盘刻录机近场光学头驱动装置.pdf

上传人:111****11 文档编号:1246008 上传时间:2018-04-09 格式:PDF 页数:9 大小:465.36KB
返回 下载 相关 举报
摘要
申请专利号:

CN02131065.3

申请日:

2002.09.28

公开号:

CN1402227A

公开日:

2003.03.12

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

专利权的终止(未缴年费专利权终止)授权公告日:2004.10.20|||授权|||公开

IPC分类号:

G11B7/08

主分类号:

G11B7/08

申请人:

清华大学;

发明人:

李庆祥; 赵大鹏; 訾艳阳; 李玉和

地址:

100084北京市100084-82信箱

优先权:

专利代理机构:

北京众合诚成知识产权代理有限公司

代理人:

李光松

PDF下载: PDF下载
内容摘要

本发明公开了属于光存储技术领域的一种新型超高密度母盘刻录机近场光学头驱动装置,为圆柱形装置,在光学头支架的外圆台阶上固定压电驱动文件,聚焦镜头安装在上面台阶孔内,在其底面的台阶孔上分别固定弹性元件,承载元件和光学头,以压电驱动元件带光学头支架作垂直上下运动,调整母盘和刻录光学头SIL之间的距离,并由承载元件底面上的楔形导轨调整母盘表面气流变化引起工作距的变化,与弹性元件配合,保证母盘在转动时与光学头超高速,母盘刻录机工作稳定、可靠。本发明至少将光存储密度提高一个数量级以上,具有广阔的应有前景。

权利要求书

1.一种新型超高密度母盘刻录机近场光学头驱动装置,包括压电驱动元
件、弹性连接元件、光学头支架、SIL光学头、光学头承载元件、聚焦透镜,其
特征在于:其聚焦透镜(1)和压电驱动元件(7)同轴粘结在光学头支架(6)
上,所述的SIL光学头(2)采用微装配技术嵌入光学头承载元件(3)内,光学
头承载元件(3)的三个爪(3.4)与弹性连接元件(5)相连,弹性连接元件(5)
两端分别与光学头承载元件(3)和光学头支架(6)相连。
2.根据权利要求1所述新型超高密度母盘刻录机近场光学头驱动装置,其特
征在于:所述的压电驱动元件是四个圆筒形压电陶瓷(7.1)组成的压电堆,压
电晶体将其正负极按并联构成压电驱动元件。
3.根据权利要求1所述新型超高密度母盘刻录机近场光学头驱动装置,其特
征在于:所述的弹性连接元件是采用钢材料制成的折片,具有较好的弹性,整个
折片分为三段,两端部分的底面为梯形的棱台(5.1),用于与光学头支架(6)
及SIL承载元件(3)的粘结,中间部分是一单轴柔性铰链(5.2),用于在工作
过程中,通过柔性铰链的上下变形来消除母盘轴向偏摆引起的工作距变化。
4.根据权利要求1所述新型超高密度母盘刻录机近场光学头驱动装置,其特
征在于:所述的光学头承载元件为圆盘形,在其外延有三个沿120°均布的爪
(3.4),用于和弹性连接元件(5)的连接;承载元件(3)的上表面为平面,内
部有一阶梯孔,直径较大的部分(3.1)用于嵌入SIL光学头(2),较小的部分
(3.2)用于光学头的粘结固定和定位,承载元件的下表面具有三条沿圆周分布
的楔形导轨,是采用刻蚀方法加工形成的,用于工作过程中敏感工作距变化引起
的气流变化,两边的两条关于圆盘中心线轴对称的竖直方向的导轨(3.3),沿圆
周70°分布,用于气流的引入和引出,中间导轨(3.5)沿圆周60°分布,使承载
元件的工作状态更为稳定。
5.根据权利要求1所述新型超高密度母盘刻录机近场光学头驱动装置,其特
征在于:所述的光学头支架为圆柱形,外沿有一圆台(6.3),用于和压电驱动元
件(7)的粘结定位,支架内部具有一圆形内腔(6.2),用于容纳聚焦透镜(1)、
光学头承载元件(3)和弹性元件(5),内腔上端有一圆台,用于聚焦透镜(1)
的粘结固定;内腔的底面用于和弹性元件的粘结固定;在底面上还有一阶梯孔
(6.1),直径较大的部分可以为弹性元件的柔性铰链提供变形空间,直径较小的
部分用于容纳光学头承载元件。
6.根据权利要求1所述新型超高密度母盘刻录机近场光学头驱动装置,其特
征在于:所述的SIL光学头为半球形,采用钛酸锶材料制成。

说明书

一种新型超高密度母盘刻录机近场光学头驱动装置

技术领域

本发明属于光存储技术领域,特别涉及用于超高密度母盘刻录机近场光学头
的定位与驱动的一种新型超高密度母盘刻录机近场光学头驱动装置。

技术背景

超高密度超高速光存储是一个新兴的、多学科交叉的高科技领域,汇集电子、
机械、材料、制造、测试等多个学科,具有广阔的应用前景。在光存储技术领域,
超高密度超高速光存储技术涉及到存储材料和存储系统等不同的研究方向。主要
适用于传统的CD、DVD等光存储刻录系统,其定位与驱动功能的实现也是相对于
刻录光斑直径受衍射极限约束的母盘刻录系统设计的,而超高密度母盘刻录系统
由于采用了近场光存储技术,要求在刻录过程中,固体浸没透镜(SIL)光学头
与母盘间距必须远小于光波波长,才能突破衍射极限,将存储密度至少提高一个
数量级。现有的母盘刻录光学头驱动装置难于达到这个要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种新型超高密度母盘刻录机近场光学头驱动装置,包
括压电驱动元件、弹性连接元件、光学头支架、SIL光学头、光学头承载元件、
聚焦透镜。其特征在于:其聚焦透镜1和压电驱动元件7同轴粘结在光学头支架
6上,所述的SIL光学头2采用微装配技术嵌入光学头承载元件3内,光学头承
载元件3的三个爪与弹性连接元件5相连,弹性连接元件5两端分别与光学头承
载元件3和光学头支架6相连。

所述的压电驱动元件是四个圆筒形压电陶瓷7.1组成的压电堆,压电晶体将
其正负极按并联构成压电驱动元件。

所述的弹性连接元件是采用钢材料制成的折片,具有较好的弹性,整个折片
分为三段,两端部分的底面为梯形的棱台5.1,用于与光学头支架6及SIL承载
元件3的粘结,中间部分是一单轴柔性铰链5.2,用于在工作过程中,通过柔性
铰链的上下变形来消除母盘轴向偏摆引起的工作距变化。

所述的光学头承载元件为圆盘形,在其外延有三个沿120°均布的爪3.4,用
于和弹性连接元件5的连接;承载元件3的上表面为平面,内部有一阶梯孔,直
径较大的部分3.1用于嵌入SIL光学头2,较小的部分3.2用于光学头的粘结固
定和定位,承载元件的下表面具有三条沿圆周分布的竖直方向的导轨3.3、中间
导轨3.5楔形导轨,是采用刻蚀方法加工形成的,用于工作过程中敏感工作距变
化引起的气流变化,两边的两条关于圆盘中心线轴对称,沿圆周70°分布,用于
气流的引入和引出,中间导轨沿圆周60°分布,使承载元件的工作状态更为稳定。

所述的光学头支架为圆柱形,外沿有一圆台6.3,用于和压电驱动元件7的
粘结定位,支架内部具有一圆形内腔6.2,用于容纳聚焦透镜1、光学头承载元
件3和弹性元件5,内腔上端有一圆台,用于聚焦透镜1的粘结固定;内腔的底
面用于和弹性元件的粘结固定;在底面上还有一阶梯孔6.1,直径较大的部分可
以为弹性元件的柔性铰链提供变形空间,直径较小的部分用于容纳光学头承载元
件。

所述的SIL光学头为半球形,采用钛酸锶材料制成。

本发明的有益效果为:1.整个驱动装置总体为圆柱形,机构中基于压电驱动
结构紧凑体积小、分辨率高、控制简单、无发热变形误差等,实现光学头工作前
的初步定位;2.利用柔性铰链结构能实现无间隙、高精度和高稳定变形,从而克
服工作过程中母盘旋转带来的轴向偏摆,保证光学头的工作距在允许范围内变
化。3.盘面和承载元件楔形导轨之间的空隙,在工作时形成了一个类似空气轴承
的空气润滑膜,楔形导轨所受的压力与柔性铰链变形的弹性力平衡,当工作距发
生时,承载元件所受压力发生变化,与其平衡的柔性铰链弹性力也就相应发生变
化,引起柔性铰链产生新的弹性变形,从而调整工作距在允许范围内变化。4.本
装置的优点在于结构紧凑、定位精度很高、具有很强的自适应性,可将工作距稳
定的保持在100nm以内。5.本装置实现了对母盘刻录光学头的驱动和定位,满足
超高密度母盘刻录系统的需要,在超高密度超高速光存储系统中有广泛的应用前
景。本机构的工作行程可达25μm,定位分辨率可达±2nm,光学头的工作距可稳
定的保持在100nm以内。

附图说明:

图1为新型超高密度母盘刻录机近场光学头驱动装置结构示意图。

图2为图1中压电驱动元件的结构示意图。

图3为图1中光学头支架示意图。

图4为图1中承载元件示意图,(a)为总体示意图,(b)为BB剖面图,(c)
为AA剖面图。

图5(a)、(b)为图1中弹性元件示意图。

具体实施方式:

图1所示为超高密度母盘刻录机近场光学头的驱动装置结构示意图。其聚焦
透镜1和压电驱动元件7同轴粘结在光学头支架6上,该压电驱动元件是四个圆
筒形压电陶瓷7.1组成的压电堆(如图2所示),将压电晶体的正负极按并联构
成压电驱动元件。所述的SIL光学头2为半球形,采用钛酸锶材料制成,采用微
装配技术嵌入光学头承载元件3内;光学头承载元件3的外延有三个沿120°均布
的爪3.4,与弹性连接元件5相连,承载元件的上表面为平面,内部有一阶梯孔,
直径较大的部分用于嵌入SIL光学头2,较小的部分用于光学头2的粘结固定和
定位,承载元件的下表面具有三条沿圆周分布,如图4(a)、(b)、(c)所示的楔
形导轨,是采用刻蚀方法加工形成的。用于工作过程中调节工作距变化引起的气
流变化,两边的两条关于圆盘中心线轴对称,沿圆周70°分布,用于气流的引入
和引出。中间导轨沿圆周60°分布,使承载元件的工作状态更为稳定。弹性连接
元件是采用钢材料制成的折片,具有较好的弹性。整个折片分为三段(如图5a、
b所示),两端部分为底面为梯形的棱台,用于与光学头支架6及SIL承载元件3
的粘结。中间部分是一单轴柔性铰链,用于在工作过程中,通过柔性铰链的上下
变形来消除母盘轴向偏摆引起的工作距变化。

所述的光学头支架为圆柱形(如图3所示),外沿有一圆台,用于和压电驱
动元件的粘结定位,支架内部具有一圆形内腔,用于容纳聚焦透镜1、光学头承
载元件3和弹性元件7,内腔上端有一圆台,用于聚焦透镜1的粘结固定;内腔
的底面用于和弹性元件5的粘结固定;在底面上还有一阶梯孔,直径较大的部分
可以为弹性元件5的柔性铰链5.2提供变形空间,直径较小的部分用于容纳光学
头承载元件3。其工作原理为:在母盘4静止情况下,根据工作距要求为压电驱
动元件7提供工作电压,压电驱动元件7在外界电场的作用下产生伸缩变形,变
形的大小和电压的大小成正比,变形的方向和电场的方向相对应。压电驱动元件
7带动光学头支架6沿垂直方向运动,调整SIL光学头2和待刻母盘4间的距离
在50nm±10nm,做好刻录准备。在刻录过程中,母盘4旋转,由于气体分子粘滞
作用的存在,母盘4表面会形成一层附面气流,该气流挤入盘面和承载元件3楔
形的竖直方向的导轨3.3、中间导轨3.5之间的空隙(如图4所示),形成了一个
类似空气轴承的空气润滑膜,楔形导轨3.3、3.5受到的空气压力引起弹性元件5
的柔性铰链5.2的变形(如图5所示),柔性铰链变形产生的弹性力和空气压力
平衡,是刻录光学头处于动态平衡状态。当工作距发生变化时,楔形导轨3.3与
母盘4盘面的气隙大小发生变化引起承载元件3所受气浮力发生变化,与其平衡
的柔性铰链5.2弹性力也就发生相应变化,引起柔性铰链5.2产生新的弹性变形,
柔性铰链5.2带动光学头2移动,从而调整工作距在允许范围内变化。

一种新型超高密度母盘刻录机近场光学头驱动装置.pdf_第1页
第1页 / 共9页
一种新型超高密度母盘刻录机近场光学头驱动装置.pdf_第2页
第2页 / 共9页
一种新型超高密度母盘刻录机近场光学头驱动装置.pdf_第3页
第3页 / 共9页
点击查看更多>>
资源描述

《一种新型超高密度母盘刻录机近场光学头驱动装置.pdf》由会员分享,可在线阅读,更多相关《一种新型超高密度母盘刻录机近场光学头驱动装置.pdf(9页珍藏版)》请在专利查询网上搜索。

本发明公开了属于光存储技术领域的一种新型超高密度母盘刻录机近场光学头驱动装置,为圆柱形装置,在光学头支架的外圆台阶上固定压电驱动文件,聚焦镜头安装在上面台阶孔内,在其底面的台阶孔上分别固定弹性元件,承载元件和光学头,以压电驱动元件带光学头支架作垂直上下运动,调整母盘和刻录光学头SIL之间的距离,并由承载元件底面上的楔形导轨调整母盘表面气流变化引起工作距的变化,与弹性元件配合,保证母盘在转动时与光学。

展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索

当前位置:首页 > 物理 > 信息存储


copyright@ 2017-2020 zhuanlichaxun.net网站版权所有
经营许可证编号:粤ICP备2021068784号-1