适用于多种光盘格式 的光学头装置 本发明涉及一种光学头装置，尤其涉及一种用于盘记录媒体的不同格式的光学头装置。
通常，光学头装置用于在小型光盘机(CDP)、数字视盘机(DVDP)、CD-ROM驱动器和DVD-ROM驱动器中以非接触方式在记录媒体上记录和从中再现信息。
能够以高密度记录/再现信息的DVDP所使用的光学头装置应与CD系列(以下称CD)兼容，这些CD系列例如是CD(光盘)、CD-R(可记录的CD)、CD-I(交互式CD)、和CD-G(图形CD)，而不仅局限于DVD(数字视盘)。
由于各种标准的盘结构具有不同的倾斜公差和光学物镜的不同数值孔径，因而DVD的厚度与CD的厚度不同。即：常规的CD厚度为1.2mm而DVD的厚度为0.6mm。由于CD的厚度与DCD的厚度不同，所以当用DVD的光学头装置在CD上再现或记录信息时，厚度差别会导致球面相差。因此，就不能获得为记录信息所需的足够的光强度，或者导致再现信号的损失。此外，用于DVD的再现光的波长标准与CD的不同，即用于常规CD地再现光的波长大约780nm，而用于DVD的波长大约650nm。
鉴于上述问题，提出了与多种格式兼容的光学头装置。这种光学头装置致力于克服由不同的盘格式所导致的问题并采用单一的光源。即采用一个发射波长大约为650nm的短波光源，此波长适于DVD格式。在这种情况下，再现信号的损失与采用发射波长约780nm的光源的光学头装置相比增加约5％，该值位于再现信号允许范围内，不会导致严重问题。
然而，当CD-R用作记录媒体时，在发射光大约为650nm的光源和发射光大约为780nm的光源之间存在灵敏度的差别，如图1所示。由于CD-R具有一有机染料膜记录层，所以当采用650nm的光时，由于灵敏度不同，因此盘的低反射率使信号不能被再现。
为克服上述问题，提出了另一种传统的采用两个光源的光学头装置，如图2所示。参照图2，用于较薄厚度的盘(即DVD)10a的第一光源21发射约635nm的光，用于较厚厚度的盘10b(即CD)的第二光源31发射780nm的光。
由第一光源21发出的光由一偏振光束分光器23被反射并顺序通过一干涉滤光镜33、一个1/4相位延迟片11和一全息装置13。此外，由第二光源31发射的光的光路经干涉滤光镜33被转换后通过1/4相位延迟片和全息装置13。在全息装置13的中央部分形成一预定的衍射光栅13a。由于由第一光源21发射的光以其直径大于衍射光栅13a的直径被输入，所以该光线成为0级衍射光，其通过全息装置13时不被衍射而聚焦在相对薄的光盘10a上。同时，由第二光源31发射的光通过全息装置13的衍射光栅13a被衍射为预定角度的+1级的衍射光，从而光线被聚焦在较厚的光盘10b上。总之，光线通过全息装置13后由物镜15聚焦在光盘10上。
当把CD-R用作记录媒体时，可采用这种光学头装置。然而，这种设有光栅13a的全息装置13的组装和设置非常复杂，且与不采用全息装置时的情况相比，由全息装置衍射的+1级衍射光的光功率急剧下降34％。
为解决上述问题，本发明的一个目的在于提供一种适用于多种光盘格式、结构简单并能提高光功率的光学头装置。
为实现上述目的，提出了一种光学头装置，包括：一光源；一物镜，用于将光源发射的光聚焦在记录媒体的记录表面上；一光检测器，用于通过接收记录媒体的反射光来检测信息信号和误差信号；一偏振光束分光器，位于光源与物镜之间的光路上，用于改变入射光的行进光路；一波片，位于物镜和偏振光束分光器之间的光路上，用于转变入射光的偏振分量，其特征在于，所述光源包括相邻的第一和第二垂直腔表面发射激光器，用于发射具有不同波长和不同入射角的光。
本发明的第一和第二垂直腔表面发射激光器最好包括一衬底；一位于衬底上的下电极层；一由多层组成的位于下电极层上的下反射层，该层由渗杂的半导体材料构成；一形成在下反射层上并产生激光束的有源层；一由多层组成的形成在有源层上的上反射层，该层由与下反射层不同的渗杂的半导体材料构成；一形成在上反射层的上表面的上电极层，该层具有一窗口，由有源层产生的光通过此窗发射出。
此外，本发明的第一垂直腔表面发射激光器最好发射红外波长范围的光，而第二垂直腔表面发射激光器最好发射红光波长范围的光，并且第一垂直腔表面发射激光器的窗口最好大于第二垂直表面发射激光器的窗口，以便使由第二垂直腔表面发射激光器发射的光的辐射角大于由第一垂直腔表面发射激光器发射的光的辐射角。
通过以下结合附图详细描述本发明的实施例，本发明的上述目的和优点将更加明显，附图中：
图1为在采用CD-R作为记录媒体时一光源的灵敏度随波长变化的曲线；
图2是适用于多种光盘格式的传统光学头装置的光学结构图；
图3适用于多种光盘格式的本发明实施例的光学头装置的光学结构图；
图4是图3的光源的透视图。
如图3所示，本发明的装置包括光源30；偏振光束分光器61，用于根据偏振方向改变输入光的照射路径；物镜65，用于将光源30发出的光聚集在记录媒体10的记录表面上；波片63，位于偏振光束分光器61和物镜65之间，用于改变输入光的偏振分量；一光检测器67，用于接收由记录媒体10反射的光并穿过偏振光束分光器61。
由图4所示，光源30由衬底31和第一及第二垂直腔表面发射激光器(VCSEL)41和51组成，该两个激光器相互邻近排列在衬底31上。通常，VCSEL以半导体材料的叠层方向发射激光，因而简化了其结构排列。在此，由于第一和第二VCSEL 41和51的尺寸位于数十微米(μm)的范围内，所以来自不同位置的光所引起的像差可以忽略不计。
第一VCSEL 41发射波长约780nm的红外光，这种光适合于较厚的光盘10b(见图3)，即CD-R。第二VCSEL51发射约635-650nm范围的红光，这种光适合于较薄的光盘10a，即DVD或DVD-ROM。
第一和第二VCSEL41和51各自包括一个下电极层32和62；一下反射层33和63；一有源层34和64，一上反射层35和65和上电极层36和66，它们以上述顺序排列在衬底31上。下反射层33和63及上反射层35和65是通过交替排列由AlxGa1-xAS构成的渗杂半导体化合物和由GaAs构成的化合物从而形成多层化合物而构成的。但下反射层33和63与上反射层35和65是由不同类型的渗杂半导体材料构成的，例如，下反射层33和63由n型半导体材料构成，而上反射层35和65由P型半导体材料构成或反之亦然。
下反射层33和66及上反射层35和65分别具有99％以上的高反射率，并反射由有源层34和64产生的绝大部分光而只允许极少部分光从中通过。
下电极层32和62及上电极层36和66分别是具有优良导电性能的金属。由外部电源(未示出)为上电极层36和66提供一(相对于下电极层32和62)正电压。
在上电极层36和66上形成有窗口42和52，由有源层34和64产生的激光穿过上反射层35和65从该窗口中发射出。这里，由第一VCSEL41发射的光束43的辐射角比由第二VCSEL51发射的光束53的辐射角小。即，由于发射光束的辐射角与窗口42和52的直径成反比，因此第一VCSEL的窗口42应设计成比第二VCSEL的窗口52大。
第一和第二VCSEL41和51在同一制作工艺中制成，并通过插入在第一和第二VCSEL41和51之间的绝缘板37相互绝缘。
参见图3，物镜65安装在一驱动器(未示出)上而被驱动，以校正聚焦误差和跟踪误差。由于存在球面相差，物镜65在聚焦输入到远轴区域的入射光时形成的焦点与其聚焦输入到近轴区域的入射光时形成的焦点不同。因此，从第一VCSEL41发射的具有较小辐射角的光束43穿过偏振光束分光器61、波片63及物镜65的近轴区在较厚的光盘10b上形成一光点。同时，从第二VCSEL51发射的具有较大辐射角的光束53穿过偏振光束分光镜61、波片63和物镜65的远轴区在较薄的光盘10a上形成一光点。
偏振光束分光器61允许在一个偏振方向上的入射光通过并同时通过反射入射光的另一偏振方向的光来改变入射光的前进路径。
波片63最好是一个λ/4波长延迟片，其将线性偏振入射光线转换为圆偏振光，并将圆偏振入射光转换为线性偏振光线。
由记录媒体10反射的光通过物镜65和波片63被转换为具有与光源30的发射光不同偏振分量的光。转换后的光通过偏振光束分光器61聚焦在光检测器67上，以便由光检测器检测信息信号和误差信号。
如上所述，在本发明的适用于多种光盘格式的光学头装置中，采用了两个VCSEL作为光源，偏振光束分光器用于改变光路，使得在获得较高光功率的同时能适用于不同厚度的光盘。而且，当采用CD-R作为记录介质时，通过采用红光波长范围的光可以避免数据损失。此外，通过利用集成光源取代类似全息装置的光学装置可以缩小设备的结构并获得较低的生产成本。