DVD光学头的基本原理
DVD机基本原理
DVD机基本原理DVD机是一种常见的家用电器，用于播放DVD光盘中的音视频内容。
其基本原理涉及到光学、电子等多个领域。
下面将对DVD机的基本原理进行详细介绍，以使读者对其工作原理有更清晰的了解。
DVD机的基本构造包括光盘马达、光学头、主控芯片以及音视频解码器等。
首先，当光盘放入DVD机的托盘中时，光盘马达开始旋转，将光盘放入光学头所在的驱动装置。
光学头通过发送激光束照射到光盘上，读取光盘上已存储的信息。
DVD机读取光盘上的信息是利用DVD光盘的特殊结构。
DVD光盘上有一个非常细微的螺旋线，称为螺旋数据轨迹。
当激光照射到数据轨迹上时，激光光束会反射回来，然后由光学头接收反射的激光信号。
为了确保数据的可靠读取，DVD机会采用两种不同波长的激光。
这两种波长分别是650纳米和780纳米。
在一般情况下，650纳米激光用于读取DVD盘的数据。
而当光盘上出现污渍或划痕等问题时，DVD机会切换到780纳米激光来进行读取，因为780纳米激光具有更长的波长，能够更容易地通过光盘的缺陷。
当DVD机接收到反射的信号后，光学头会将其转换为电信号，并传送给主控芯片。
主控芯片负责解码电信号，并将其转换为音频和视频信号。
这些信号可以通过插入电视或音响等设备来播放。
音视频解码器负责将编码的音视频信号解码，以便正确的播放内容。
在DVD机的工作过程中，还有一些其他的原理也要考虑。
例如，DVD光盘上存储的数据被分为多个区域，每个区域都采用不同的压缩比例和数据结构。
为了正确读取这些不同的区域，DVD机需要根据光盘上的标记信息进行跳转和解码。
此外，DVD机还采用了错误纠正机制以确保数据的可靠性。
DVD光盘的数据储存技术采用了Reed-Solomon纠错码，可以在一定程度上纠正光盘上的小型损坏和错误。
综上所述，DVD机的基本原理包括光盘马达的旋转驱动、光学头的激光辐射和反射、光学信号的解码与处理以及音频和视频信号的解码与显示。
通过这些原理的相互合作，DVD机能够播放DVD光盘中的音视频内容，为用户提供高质量的视听体验。
DVD的工作原理
DVD的工作原理DVD（Digital Versatile Disc）是一种数字多功能光盘，它可以存储大量的数字数据，包括音频、视频和文本等。
DVD的工作原理涉及到光学技术和数字编码技术。
一、光学技术DVD使用激光光束读取信息。
DVD光盘上的数据是通过微小的凹坑和平坦的领域来表示的。
当激光束照射到光盘表面时，如果激光束照射到凹坑上，光束会被散射，如果照射到平坦的领域上，光束会被反射。
通过检测激光光束的反射情况，可以读取出盘上的信息。
DVD使用红外激光光束，其波长为780纳米。
光束从光头（激光头）发射出来，经过透镜聚焦后照射到光盘表面。
光头会沿着光盘的螺旋轨道移动，从内圈到外圈逐渐扫描整个光盘表面。
二、数字编码技术DVD使用一种叫作蓝紫光技术的数字编码技术。
与CD使用的红光技术相比，蓝紫光技术可以使DVD的数据密度更高，因此可以存储更多的数据。
蓝紫光技术使用的是405纳米的激光光束。
DVD的数据编码格式主要有两种：DVD-ROM和DVD-R。
DVD-ROM是预录制的光盘，由制造商在生产过程中将数据编码到光盘上。
DVD-R是一种可写光盘，用户可以使用特定的光盘刻录机将数据写入光盘。
DVD的数据编码格式采用了一种叫作MPEG-2（Moving Picture Experts Group-2）的压缩编码技术。
MPEG-2可以将音频和视频信号压缩成较小的文件大小，同时保持较高的音视频质量。
这样，DVD可以在较小的物理空间内存储更多的音视频内容。
在DVD的制作过程中，音频和视频信号首先被数字化，并经过MPEG-2编码压缩。
然后，这些编码后的数据被写入光盘上的凹坑和平坦领域中。
当DVD播放时，光头会读取这些数据，并通过解码和解压缩将其转换为可供播放的音视频信号。
总结：DVD的工作原理主要涉及光学技术和数字编码技术。
通过使用激光光束读取光盘上的凹坑和平坦领域，DVD可以读取和存储大量的数字数据。
光学技术包括激光光束的发射、聚焦和反射检测。
DVD的工作原理
DVD的工作原理DVD（Digital Versatile Disc）是一种数字化的光盘储存媒介，被广泛应用于电影、音乐、游戏和数据储存等领域。
它的工作原理是通过使用激光束读取和写入数据，使得数据可以被快速、高效地存储和检索。
一、DVD的结构DVD由两个聚碳酸酯塑料片组成，中间夹着一层反射层。
其中，塑料片上有一个螺旋状的凹槽，用于储存数据。
DVD的直径约为12厘米，厚度约为1.2毫米。
二、DVD的读取过程1. 激光头发射激光束：DVD播放器中的激光头发射一束红光激光束，波长为650纳米。
这束激光束经过透镜系统聚焦到光盘表面。
2. 光束的反射：光束照射到光盘表面后，会遇到两种不同的情况。
如果光束照射到凹槽上，光束会散射，不会回到激光头。
而如果光束照射到凸起的部分上，光束会被反射回激光头。
3. 光电二极管的检测：激光头上有一个光电二极管，用于检测反射光的强弱。
根据反射光的强弱，可以判断出光束是照射到凹槽还是凸起上。
4. 解码和数据读取：根据光电二极管的信号，DVD播放器会解码数据。
凹槽和凸起的部分代表了数字1和0，通过解码，可以将这些数据转化为电信号。
这些电信号经过处理后，就可以转化为音频、视频或其他数据。
三、DVD的写入过程DVD的写入过程与读取过程类似，只是在光盘表面的凹槽中写入数据的过程需要额外的步骤。
1. 准备写入：在写入前，需要将光盘表面的反射层清除，以便写入新的数据。
这个过程称为擦除。
2. 激光头的调整：激光头需要调整焦距和功率，以便准确地写入数据。
焦距的调整是为了确保激光束能够聚焦到光盘表面的凹槽上。
功率的调整是为了确保能够将数据写入到光盘表面。
3. 数据的写入：激光头发射激光束，将数据写入到光盘表面的凹槽中。
写入的过程是通过改变光盘表面的物理性质来实现的。
一种常用的方法是使用热作用，即激光束照射到光盘表面时产生的热量会改变物理性质。
4. 数据的读取：写入后的数据可以通过读取过程中的步骤来检测和读取。
DVD的工作原理
DVD的工作原理DVD(Digital Versatile Disc)是一种光盘格式，以数字方式储存数据的一种媒介。
作为一种高容量、高质量、高保真的数字存储媒介，DVD 在各个领域都有广泛的应用，包括电影播放、数据存储和备份等。
首先是光学原理。
DVD是以激光束读取数据的方式来工作的。
激光束是由激光发射器产生的，此激光束经过一个光学系统，最后射到DVD的表面。
这个光学系统一般包括激光头和镜头。
激光头主要负责发射激光束，而镜头则用来聚焦激光束。
当激光束射到DVD的表面时，会有两种可能的反射情况：一种是激光束被DVD表面的反射层反射回激光头，另一种是激光束被穿透到DVD的记录层，然后反射回来。
其次是编码方式。
DVD中的数据以二进制编码的方式储存。
这种编码方式主要有两种：一种是CD编码方式，一种是DVD编码方式。
CD编码方式将数据以不同的补偿倒置变换码（CIRC）进行编码，以便纠错。
DVD编码方式则是使用更复杂的编码机制，如RS(Redundancy System)和ECC(Error Correction Code)来进行数据的编码和纠错。
然后是数据储存。
DVD的数据主要储存在记录层中。
记录层一般是由一个厚度约为0.6mm的半透明聚碳酸脂塑料制成。
记录层的表面有一个反射层，用来反射激光束。
记录层下面有一个较厚的保护层，用来保护数据的完整性。
在记录层的表面，数据根据DVD编码方式被写入一个螺旋状的路径。
这个路径由微小的凸起和凹陷构成，被称为螺旋线。
每一圈螺旋线可以存储数百兆字节的数据。
最后是激光读取。
在读取数据时，激光头会跟随螺旋线的路径射出激光束，并聚焦到记录层上。
当激光束射到记录层的凸起和凹陷处时，光波会产生干涉，形成一个信号反射回激光头。
根据凸起和凹陷处的变化，激光头可以解读出数据的信息。
然后，这些数据会经过解码和纠错处理后，输出成数字信号。
总结来说，DVD的工作原理是基于光学原理，通过编码方式将数据存储在记录层的螺旋线上，并通过激光束的读取来解读数据。
DVD的工作原理
DVD的工作原理DVD（Digital Versatile Disc）是一种数字多用途光盘，它可以存储大量的数字数据，包括音频、视频和文本等。
DVD的工作原理涉及到光学、电子和计算机技术等多个方面。
一、光学部分DVD的光学部分主要包括激光头、反射层和数据层。
1. 激光头：DVD使用激光头来读取和写入数据。
激光头通过发射一束激光光束，将其聚焦在光盘表面上。
激光头能够根据光盘上的反射情况来识别和解码数据。
2. 反射层：光盘的反射层位于数据层下方，它能够反射激光光束。
反射层通常由铝或金属合金制成，具有较高的反射率。
3. 数据层：数据层是光盘上存储数据的地方。
DVD通常采用双层或单层结构。
双层DVD有两个数据层，而单层DVD只有一个数据层。
数据层由一系列微小的凹坑和平坦的领域组成，这些凹坑和领域代表着数字数据的0和1。
二、电子部分DVD的电子部分主要包括解码器、驱动电机和控制电路。
1. 解码器：解码器负责将读取的光盘数据转换为可识别的数字信号。
它能够解码包含在光盘上的视频、音频和其他数据。
2. 驱动电机：驱动电机通过旋转光盘，使激光头能够顺利读取数据。
驱动电机需要精确控制光盘的旋转速度，以确保数据的稳定读取。
3. 控制电路：控制电路负责协调和控制整个DVD系统的运作。
它接收用户的指令，并发送相应的信号给其他部件，以实现播放、暂停、快进等功能。
三、数据处理DVD的数据处理部分主要包括数据压缩和纠错码。
1. 数据压缩：为了在有限的存储空间中存储更多的数据，DVD使用数据压缩技术来减小数据的体积。
常用的数据压缩算法有MPEG（Moving Picture Experts Group）和AC-3（Audio Coding 3）等。
2. 纠错码：为了保证数据的可靠性，DVD使用纠错码来检测和纠正数据中的错误。
DVD采用了Reed-Solomon纠错码，它能够检测和纠正一定数量的错误。
四、数据读取和播放DVD的数据读取和播放过程如下：1. 激光头发射激光光束，并将其聚焦在光盘表面上。
DVD的工作原理
DVD的工作原理DVD，全称为数字视频光盘（Digital Versatile Disc），是一种存储数字信息的光盘。
它是一种使用激光技术读取和写入数据的媒体，广泛应用于电影、音乐、游戏和软件等领域。
一、光盘结构DVD光盘由两层塑料片组成，中间有一层反射层。
光盘的表面有一层保护层，用于保护数据层。
数据层是由微小的凹坑和平坦的领域组成，这些凹坑和领域代表着数字信息的0和1。
二、读取过程1. 激光发射：DVD播放器中的激光头发射一束激光光束，该光束经过透镜聚焦成一个小点。
2. 光束反射：光束照射到光盘表面，当光束照射到凹坑时，光束会发生散射，而当光束照射到平坦的领域时，光束会反射回来。
3. 光电转换：反射的光束经过透镜再次聚焦，然后进入光电转换器。
光电转换器将光信号转换为电信号。
4. 信号解码：电信号经过解码器解码，将数字信号转换为模拟信号。
5. 数字转换：模拟信号经过数字转换器，将其转换为数字信号。
6. 数据处理：数字信号经过数据处理器，进行纠错和解码处理。
7. 输出信号：处理后的信号通过音频解码器和视频解码器输出为音频和视频信号。
三、写入过程1. 激光发射：DVD刻录机中的激光头发射一束激光光束，该光束经过透镜聚焦成一个小点。
2. 光束照射：光束照射到光盘表面的保护层上。
3. 光敏材料：保护层下面是光敏材料层。
光敏材料层由一层可被激光改变的物质组成。
4. 写入数据：激光通过照射光敏材料层，在光敏材料层上形成凹坑和平坦的领域，来表示数字信息的0和1。
5. 数据固化：写入的数据在冷却后固化，形成持久的凹坑和平坦的领域。
四、DVD的容量DVD的容量通常以字节表示，一张单层单面DVD的容量为4.7GB，一张双层单面DVD的容量为8.5GB，一张双层双面DVD的容量为17GB。
五、DVD的类型1. DVD-ROM：只读光盘，用于存储软件、电影等数据，用户无法写入或删除数据。
2. DVD-R：可写光盘，一次性写入，无法删除或修改已写入的数据。
DVD的工作原理
DVD的工作原理DVD是一种常见的光盘储存媒介，广泛应用于电影、音乐、游戏等领域。
它的工作原理基于激光技术和光学反射原理。
本文将详细介绍DVD的工作原理。
一、激光技术DVD使用的激光技术主要包括红光激光和蓝光激光。
红光激光的波长为650纳米，蓝光激光的波长为405纳米。
激光器通过调节激光的强度和焦距，能够读取和写入DVD上的信息。
二、光学反射原理DVD的表面涂有一层反射膜，通常是由铝或金属合金制成。
当激光照射到DVD表面时，会发生光的反射和散射。
根据散射和反射的特性，DVD的工作原理可以分为两种模式：读取模式和写入模式。
1. 读取模式在读取模式下，激光器发射出的激光照射到DVD表面，一部分光被反射回激光器，而另一部分光被散射。
当激光器的焦距调整到合适位置时，反射光会被激光器接收器接收到。
接收器会将接收到的光信号转换为电信号，并通过信号处理电路进行处理。
DVD上的信息是通过在表面刻上一系列微小的凹坑和平坦的颗粒来表示的。
当激光照射到凹坑时，光会发生散射，反射光的强度较弱；当激光照射到平坦的颗粒时，光会发生反射，反射光的强度较强。
通过检测反射光的强度变化，激光器可以读取DVD上的信息。
2. 写入模式在写入模式下，激光器发射出的激光焦距调整到合适位置后，激光束会被聚焦成一个微小的点。
通过调节激光的强度和焦点位置，激光束可以在DVD表面上刻写信息。
DVD的刻写过程是通过激光束的热效应实现的。
当激光束聚焦到DVD表面时，会产生热量，使DVD表面的反射膜发生物理变化。
通过调节激光的强度和焦点位置，可以在DVD表面上刻写出一系列的凹坑和平坦的颗粒，从而存储信息。
三、数据编码和纠错技术DVD中的数据编码和纠错技术对于确保数据的可靠性和完整性至关重要。
DVD使用的数据编码技术主要包括八到十六调制（Eight-to-Sixteen Modulation，ESM）和循环冗余校验（Cyclic Redundancy Check，CRC）。
DVD光学头的基本原理
(2)准直透镜和整形棱镜：准直透镜的作用是对激 光束的发散角进行整形，使发散光束通过透镜后可变 为平行光束，再进入物镜。设计准直透镜首先要求出 激光二极管光强度分布发散角(可以从光强度分布图取 1/e2求出发散角θ)。由NA=nsinθ计算准直透镜的数值孔 径。由物镜的直径再加因光盘的偏心和聚焦、轨道跟 踪所需要的对准直光束直径应放宽的裕量，计算准直 光束的直径。由公式2f·NA=光束直径，计算准直透 镜的焦距f。
62
片倾斜玻璃令其在垂直及水平向具有不同聚焦能力， 进而平衡非点隔差。或在物镜或准直镜中制造柱状镜 形式，以产生垂直及水平向的不同聚焦能力，以对非 点隔差进行补偿。
相对噪音强度RIN是评价LD的一个重要指标， RIN=(∆P/P)2/∆f (单位Hz-1)其中∆P是LD射出光的交流成 分，P是直流成分，∆f是测量的频带宽度。一般多模的 LD RIN较低，但抗反射光干扰能力强，驱动电流不需 叠加高频，对于单模LD，反射光对光信号影响很强， 必须对驱动电流叠加高频(约500~700MHz)。
◇钟 芹
的方法，把调制后的信息存储到由凹坑/台构成的信息 轨道的光盘上。信息的读出过程则是通过将光盘驱动 器/播放机的读出激光束聚焦在光盘的信息层上，扫 描信息轨道，所获得的反射光经过光电转换、信号处 理、解调、纠错和解压缩后，便可还原存储在光盘上 的信息。
DVD光驱/播放机使用波长为650nm的半导体激光 二极管作为读出光源，激光束通过物镜、穿过材料为 透明聚碳酸酯(Polycarbonate)的盘基，聚焦在有反射层 的信息轨道上形成读出光斑，光斑扫描信息轨道上的 凹坑。DVD光盘的凹坑宽度为0.25μm，最短的凹坑长 度为0.40μm，最长的为1.82μm，凹坑深度约0.17μm(近 似于四分之一波长)。轨道间距为0.74μm。
DVD的工作原理
DVD的工作原理DVD（Digital Versatile Disc）是一种数字多功能光盘，它可以存储大量的音频、视频和数据信息。
DVD的工作原理涉及到光学技术和数字编码技术，下面将详细介绍DVD的工作原理。
1. 光学部份DVD的光学部份主要包括激光头、衍射光栅和反射镜等组件。
其中，激光头是DVD的核心部件，它发射出一束激光光束，用于读取光盘上的信息。
激光头可以根据不同的工作模式（读取模式和写入模式）进行调节。
2. 数据编码DVD的数据编码采用了一种称为“螺旋扫描”（Spiral Scanning）的方式。
在DVD上，数据以螺旋状的轨道存储，每一个轨道称为一条“螺旋线”。
这种编码方式使得DVD可以存储更多的信息，提高了数据的读写速度。
3. 光盘结构DVD的光盘结构由两层构成，分别是数据层和反射层。
数据层是光盘上存储信息的部份，通过激光头读取数据；反射层则是用来反射激光光束的，使其能够被激光头接收到。
光盘上的信息以弱小的凹坑和平整的地面表示，激光头通过扫描这些凹坑和地面的变化，来读取和解码信息。
4. 数据读取当DVD放入播放器或者电脑的光驱中时，激光头会发射出一束激光光束，该光束通过透明的保护层进入到光盘的数据层。
当光束照射到凹坑上时，由于凹坑的存在，光束会发生散射，而当光束照射到平整的地面上时，光束会被反射回激光头。
激光头通过检测光束的散射和反射，可以识别出凹坑和平整地面的变化，从而读取出存储在光盘上的信息。
5. 数据解码读取到的光信号经过激光头转化为电信号，然后通过解码电路进行解码。
DVD 的解码技术采用了一种称为“压缩编码”（Compression Coding）的方式。
通过压缩编码，DVD可以将大量的音频、视频和数据信息压缩存储，从而在有限的空间内存储更多的内容。
6. 数据输出解码后的数据通过音频输出和视频输出接口，分别输出为声音和图象。
DVD 的音频输出普通采用数字音频接口（如光纤接口），以保证音质的高保真度；视频输出则采用摹拟视频接口（如RCA接口或者S-Video接口）或者数字视频接口（如HDMI接口），以保证图象的清晰和色采的准确。
DVD的工作原理
DVD的工作原理DVD（Digital Versatile Disc）是一种常见的光盘储存介质，它可以存储大量的数字信息，如电影、音乐、游戏等。
本文将详细介绍DVD的工作原理，包括数据的读取、编码和解码过程。
一、数据的读取DVD的数据是以螺旋状的轨道记录在盘片上的。
当DVD放入播放器中后，光学拾取头会读取盘片上的数据。
读取过程主要包括以下几个步骤：1. 光束发射：光学拾取头发射一束激光光束，该光束通过一个半透镜汇聚成一个细小的光点。
2. 光束聚焦：光束经过一个透镜系统，被聚焦到盘片上的数据轨道上。
透镜系统通过调整镜片的位置来确保光束的聚焦。
3. 光束反射：当光束照射到盘片上时，一部份光束会被反射回来，另一部份则会被记录在盘片上的凹坑吸收。
4. 光束检测：光学拾取头上有一个光电探测器，它可以检测到反射回来的光束的强度变化。
这些变化被转换成电信号，表示盘片上的数据。
二、数据的编码DVD的数据编码使用了一种叫做“螺旋交织”的技术。
这种技术可以将数据按照一定的规则分散在整个盘片上，以提高数据的读取和纠错能力。
1. 螺旋交织：将数据按照螺旋状的轨道记录在盘片上，每一个轨道都由一系列的凹坑和凸起组成。
这种螺旋交织的方式可以增加数据密度，提高数据的存储容量。
2. 偏心轨道：盘片上的数据轨道是偏心的，即内圈的轨道比外圈的轨道更挨近盘片的中心。
这样设计的目的是为了提高数据的读取速度和稳定性。
3. 数据编码：DVD使用了一种叫做“Eight-to-Fourteen Modulation”（EFM）的编码方式。
该编码方式将每8位数据编码成14位信号，以提高数据的纠错能力。
三、数据的解码在DVD播放器中，数据的解码过程与编码过程相反。
主要包括以下几个步骤：1. 信号解调：读取到的光信号首先需要进行解调，将其转换成电信号。
2. 时钟恢复：解调后的信号需要经过时钟恢复电路，以恢复出正确的时序信息。
3. 解码：解码器将经过时钟恢复的信号转换成原始的8位数据。
dvd光盘原理
dvd光盘原理
DVD光盘是一种使用激光技术储存数字信息的介质。
它由一
层聚碳酸酯基质构成，基质上涂有反射性的金属薄膜，再覆盖着一层保护性的聚碳酸酯薄膜。
当激光束照射到DVD光盘表面时，光束被基质透明层穿过，
反射层反射部分光线，进入光学系统中的探测器。
当光束照射到基质的凹凸不平的表面，发生了散射现象，使得部分光线无法到达探测器。
DVD光盘的数字信息是通过基质表面上微小的凹陷（也称为坑）和平坦的地区（也称为间隙）来表示的。
这些凹陷和间隙按照螺旋线的方式排列，形成一个连续的螺旋状轨道，通过改变这些凹陷和间隙的长度和宽度来编码数字数据。
DVD播放器中的激光头照射激光束到光盘表面上，并根据光
束的反射情况来读取数字信息。
当光束照射到一个凹陷时，大部分光线会被散射，只有少量光线会被反射回激光头，被探测器检测到。
而当光束照射到一个间隙时，大部分光线会被反射回激光头，被探测器检测到。
通过控制激光头的移动和调节激光的强弱，DVD播放器可以
准确读取光盘上的数字信息。
读取到的数字信息经过解码和转换，最终转化成图像和声音等多媒体信号，供用户观看和听取。
由于DVD光盘的高密度储存和快速访问速度，它成为了一种
流行的数码媒体存储介质。
总之，DVD光盘通过激光束的反射和散射情况来读取基质表面上的凹陷和间隙，从而实现数字信息的储存和传输。
这种光盘原理为我们提供了便捷的多媒体存储和娱乐体验。
DVD光学头的分类及基本原理
图9分别为两种校正方案。
在图8中，L 和L 为激光器的两个发光点，其中
1
2
L1为780nm，L2为650nm，介于激光器和物镜之间的
DOE(Diffractive Optical Element)为衍射透镜，z为虚拟
光源距离DOE的距离，且z与准直镜的后焦点一致，可
以推出两发光点间隔d以及发光点L1距离虚拟光源距离 a满足下式：
该物镜实现双焦点的原理如图4所示。物镜入射 光表面被分割成中心近轴区A、环形修正区B和外环 区C，其中A、C两个区域针对DVD优化设计，而B区 则针对CD优化设计。物镜读DVD时，穿过A、C两 区的光线聚焦于0.6mm的DVD层；穿过B区的光线被
2006 NO.7&8 记录媒体技术 77
基础知识讲座
为像点是完善的，从而可忽略像散对CD部分的影响。 图10为分别采用上述两种方案的DVD光学头的
光学系统原理图，从图中可以看出，通过光轴校正以 后，DVD和CD可以共用一套信号检出系统。采用单 激光器双波长的DVD光学头与采用双激光器光学头相
2006 NO.7&8 记录媒体技术 79
基础知识讲座
图9 采用双反射面平行平板玻璃光轴校正原理
二、双物镜型DVD光学头
1. 双激光器双物镜型 这 种 DVD光 学 头 采 用 两 个 完 全 独 立 的 DVD、
CD光学读取系统，机械装置可以根据盘片类型进 行DVD和CD两种模式光路系统的切换。图2为此类 DVD光学头的光路原理图。
图2 双激光器双物镜DVD光学头光路原理图
这种光学头读取信号质量较高，可以兼容DVD、 CD和CD-R等各类盘片，但由于结构较为复杂，尤其 机械转换装置比较复杂、体积较大、成本较高而且辨 识盘片的速度慢，因此作为第一代DVD光学头已经退 出了市场。 2. 单激光器双物镜型
DVD的工作原理
DVD的工作原理DVD（Digital Versatile Disc，数字多用途光盘）是一种使用激光技术读取和存储数字信息的光盘格式。
它是一种高容量、高质量的数字媒体存储介质，被广泛应用于电影、音乐、游戏和数据存储等领域。
一、DVD的基本结构DVD的基本结构由两个主要部分组成：盘片和光头。
1. 盘片：DVD盘片由两层聚碳酸脂（polycarbonate）材料制成，每层的厚度约为0.6毫米。
盘片的直径为12厘米，与CD相同，但DVD盘片的数据存储容量要大得多。
2. 光头：DVD光头是用于读取和写入数据的关键部件。
它由激光二极管、透镜和光敏元件组成。
二、DVD的读取过程DVD的读取过程包括激光发射、光的反射和信号解码三个阶段。
1. 激光发射：DVD光头通过激光二极管发射一束激光光束。
这个激光光束的波长为650纳米（红光），相比CD的780纳米（红光），DVD的激光波长更短，使得DVD能够存储更多的数据。
2. 光的反射：激光光束照射到DVD盘片上，光束会在盘片的表面反射。
DVD盘片的表面被涂覆上一层反射膜，这层膜通常由铝制成。
当光束照射到盘片上时，部分光会被反射回光头。
3. 信号解码：光头接收到反射回来的光信号后，通过透镜将光聚焦到光敏元件上。
光敏元件将光信号转换成电信号，然后电信号经过解码和处理，最终转化为数字数据。
三、DVD的数据存储方式DVD的数据存储方式采用了螺旋状的数据轨道和蓝宝石材料制成的光学层。
1. 数据轨道：DVD的数据轨道采用了与CD相似的螺旋状布局，但DVD的数据密度更高。
这意味着DVD能够在相同的物理尺寸上存储更多的数据。
2. 光学层：DVD的光学层由蓝宝石材料制成，这种材料能够反射和折射光束。
蓝宝石材料的折射率比CD使用的聚碳酸脂材料高，这使得DVD能够使用更短波长的激光，从而实现更高的数据存储密度。
四、DVD的存储容量DVD的存储容量因不同的格式而有所不同。
以下是几种常见的DVD格式及其存储容量：1. DVD-5：DVD-5是最常见的DVD格式之一，单面单层，容量为4.7GB。
DVD的工作原理
DVD的工作原理DVD（Digital Versatile Disc）是一种常见的光盘储存介质，广泛应用于电影、音乐、游戏等领域。
本文将详细介绍DVD的工作原理。
一、DVD的结构DVD由两个塑料片组成，中间夹有一层反射膜。
其中，上层塑料片为透明的塑料基底，下层塑料片为反射层的保护膜。
在反射膜下方，还有一层保护膜用于保护反射层。
DVD的结构如下图所示：[图1：DVD的结构示意图]二、DVD的工作原理DVD的工作原理主要涉及到激光的读取和解码过程。
具体步骤如下：1. 制作DVD在制作DVD时，首先将数字音频、视频等信息转换为数字信号，并通过编码算法进行压缩。
然后，将压缩后的数据按照一定的方式刻录到DVD的光盘表面上。
2. 读取DVD当DVD放入光驱后，光驱会启动并旋转DVD。
读取DVD的过程如下：（1）激光的发射光驱中有一种被称为半导体激光二极管（LD）的装置，它能够发射出特定波长的激光光束。
在读取DVD时，LD会发射一束激光光束。
（2）激光的聚焦光驱中有一个被称为光学头的装置，它包含一个透镜。
当激光光束射向DVD表面时，光学头会将光束聚焦到DVD的表面。
（3）激光的反射当激光光束照射到DVD表面时，它会与DVD表面的反射层相互作用。
反射层通常由金属制成，能够反射光束。
（4）光电传感器的接收光学头后方有一个光电传感器，用于接收反射光束。
当激光光束照射到反射层上并反射回来时，光电传感器会接收到反射光束。
（5）信号解码光电传感器接收到的反射光束会转化为电信号，并通过解码器进行解码。
解码器会将电信号转换为数字信号，并恢复成原始的音频、视频等信息。
3. 数据的处理和输出解码后的数据会通过计算机或DVD播放器进行处理和输出。
计算机或DVD播放器会根据需要将数据转换为音频、视频等形式，并通过扬声器或显示器输出。
三、DVD的优势DVD相比于传统的VCD和CD具有以下优势：1. 容量大DVD的容量远远大于VCD和CD，一张单层DVD可以容纳4.7GB的数据，而双层DVD的容量甚至可以达到8.5GB。
DVD光学读取系统原理
DVD光学读取系统原理DVD光学读取系统是DVD激光视盘机的核心器件，主要由激光头（半导体激光器、光电接收器及光路通道）和光头传动机构组成。
大致可分为偏光光学系统和无偏光光学系统两类。
无偏光光学系统经过发射—接收转换后，功率会降低较多，因此读取效率较低，主要用于VCD和CD机的光学读取系统。
而DVD机由于激光读取时需要较大功率，一般都采用了更先进的偏光光学系统。
激光头是光学读取系统的关键器件，主要由半导体激光二极管LD、光电二极管PD以及物镜、偏光分光棱镜、反射镜、1/4波长板等组成。
主要结构见下图：（图1）由图可见，从激光二极管发射出来的发散激光通过准直透镜后变为平行激光，通过PBS （特殊的偏光光束分光器），再通过1/4波长板（QWP），把偏振平行激光送至物镜，经物镜聚焦后，激光焦点准确跟踪碟片上记录的信号，根据碟片上的凹凸信号，激光的反射光信号根据碟片信号的变化而变化，反射信号通过1/4波长板和PBS后，在PBS中产生45度偏转，成为S线性偏振光。
该信号经反射后送往信号检测和误差检测系统，经光电检测器把激光信号转换成电信号后送到RF信号处理电路处理。
1、激光二极管的好坏直接关系到整机的工作性能，VCD的激光二极管发射激光波长为780nm，DVD的激光波长为650nm或以下（635—650nm），激光二极管工作时发出的正常功率为3—5mW，碟片信号最终得到的功率为0.3mW左右。
激光二极管的正常工作电压为2V左右，工作电流一般为50—100mA，在正常读碟的情况下，工作电流越小，激光二极管的性能越好，工作寿命就更长。
当工作电流超过100mA时，一般激光二极管已经老化。
除了一些更短波长的激光二极管发出与PN结合面垂直的偏振光外，DVD中一般的LD管均发出与PN结合面平行的线性偏振激光，一般激光二极管的要求有以下几点：A、激光波长为635—650nm。
B、具有低噪声性能。
C、抗振动性较强。
D、使用寿命要长，一般要求在6000小时以上。
光学头基本原理及结构
第五回: CD|DVD |BD光学头比较表.
光盘储存技术由CD发展至DVD，容量由650MB提升至 4.7GB约为6～7倍，且DVD播放器已进入家庭成为家庭影院的重 要成员，光储存技术的日新月异已大量散播影音娱乐到各个家 庭。随后出现可写入型DVD盘片，规格区分为由DVD Forum支持 的DVD－R/RW与DVD＋RW Alliance推动的DVD＋R/RW两种，直到 目前两规格还尚未统一，但也因为DVD-Dual以及DVD-Multi等 复合式碟机的推出，逐渐摆脱了彼此无法兼容的问题，此外 DVD录放机也应运而生，可记录约133分钟经MPEG2编码的影视 信息或可写入型DVD光驱储存之高密度数据
3
第二回:光学头原器件.
雷射二极管: 提供读取头光源
光束整型器: 将激光束由椭圆整形为接近圆形
绕 射光 栅: 产生所需的绕射光束 准直透镜: 将雷射二极管所发出的光整平为平行光
Hale Waihona Puke 光分光镜: 可将不同偏极化光分离¼波 长 板: 将线性偏极化光转为圆偏极化光 物 镜: 将雷射光聚焦在光盘片数据层上 光侦测器 : 将光讯号转为电讯号
2
第二回:光学头原器件.
光学头均由两部分组成：一部分为物镜机构，俗 称光学头；另一部分是将其余各镜片、激光发射二 极管和光敏接收器安装在同一个腔体内，俗称激光 枪。 光学头安装在激光枪上面，通过螺钉联成一个整 体，构成激光头组件。激光头由激光产生（发射） 系统、激光传播系统（光路或激光枪）和光接收系 统等部分构成。
10
第五回: CD|DVD |BD光学头比较.
蓝光规格两大势力相继崛起 继DVD之后世界主流厂商均以蓝光HD-DVD为光储存的研 发重点，在2002年2月19日由9家国际主流电子巨头（9C； Matsushita、Hitachi、Pioneer、Sharp、Philips、Tohomson、 Samsung、LGE）共同发表的Blu-Ray Disc规格，可擦写23GB、 25GB及27GB为主，起初目的是以Rewirtable Disc为切入点以 配合即将普及的HD-TV，所以没有考虑兼容性的问题，因此并 未提交DVD Forum进行讨论。另外2002年8月由日本Toshiba及 NEC两家公司共同发表了AOD（Advanced Optical Disc）读写 容量为20GB，所提出的规格是较易与现有的DVD产品达到兼容 效果，也于DVD Forum提出并与各会员公司进行规格之细步讨 论与制定，最后顺利推出HD-DVD规格。
DVD的工作原理
DVD的工作原理DVD，即数字视频光盘，是一种用于存储和播放数字音频、视频和数据的光学存储介质。
它的工作原理主要涉及到激光技术、光学系统、编码解码技术等方面。
下面将详细介绍DVD的工作原理。
一、激光技术DVD使用的是激光光束进行读取和写入数据。
激光器产生的激光光束经过调制后，通过光学系统聚焦到DVD盘上。
激光的波长通常为650纳米（红光激光器）或者405纳米（蓝光激光器），这两种激光器分别用于读取DVD和蓝光光盘。
二、光学系统DVD的光学系统由激光头、透镜和光电检测器等组成。
激光头负责发射和接收激光光束，透镜用于调整激光光束的焦距，光电检测器用于接收激光光束反射回来的信号。
三、编码解码技术DVD使用的是数字编码技术，将音频、视频和数据转换成数字信号进行存储和传输。
DVD的数据编码采用了一种叫做MPEG-2的压缩编码标准，它能够将音频和视频信号以较高的质量进行压缩，从而节省存储空间。
四、数据存储和读取DVD的数据存储是通过在光盘上刻上一系列的微小凸起和凹陷来实现的，这些凸起和凹陷被称为“坑”和“岭”。
当激光光束照射到光盘上时，它会被反射回来，光电检测器会根据光的反射情况来读取数据。
当激光光束照射到“坑”上时，光会散射，而照射到“岭”上时，光会反射。
通过检测光的反射情况，就可以读取出存储在光盘上的数据。
五、数据写入DVD的数据写入是通过激光光束的烧蚀作用实现的。
当激光光束照射到光盘上时，会产生热量，使光盘表面的某个区域发生物理变化，形成“坑”和“岭”。
通过控制激光的功率和照射时间，就可以在光盘上写入不同的数据。
六、数据传输速度DVD的数据传输速度通常以倍速（x）来表示，比如1x、2x、4x等。
1x的传输速度等于1.385Mbps，即每秒传输1.385兆位的数据。
随着技术的发展，DVD的传输速度不断提高，目前最高可达到16x。
总结：DVD的工作原理主要涉及到激光技术、光学系统、编码解码技术等方面。
通过激光光束的读取和写入，以及光学系统的聚焦和光电检测器的信号接收，DVD 能够实现数据的存储和读取。
光头工作原理
种读取方式最为稳定、先进。目前，先
锋、明基等公司采用这种技术。
对于光学头来讲，它特有的技术有 如下几个：
• a. 通过利用被聚焦到回折界限的最小激光 束，穿过0.6mm的透明塑料层，从凹凸信 息面取出信号。 b. 使用半导体激光二极管，使用数值孔径 NA为0.6的对物透镜，把激光束聚焦为由波 长决定的回折界限为止的最小光束。 c.光盘外形的误差和不同光盘交换时带来的 对物透镜的焦点位置在光盘信息记录面的 位置变化，还有光盘回转时光盘面上下振 动也会引起焦点位置变化，
3、双光头双聚透镜
即采取两套完全独立的光头，拥有两套不同焦距的透 镜，采用各司其职的信号拾取系统分别读取CD/VCD 和DVD。因此读碟性能较好，另一大优点就是能兼 容CD-R和CD-RW。因CD-R和CD-RW的数据反射面 料由氰兰染料制成，对780nm的激光束反射能力很 强，而对于645nm的短波长激光束，几乎会全部吸 收，而只有645nm激光束的单光头DVD是无法兼容 CD-R和CD-RW等可记录的
在这里对于光盘装置系统，能满足以上要求 的光学头的基本光学系统，对物透镜OL(object lens)，作为光源的半导体激光二极管LD(laser diode),准直透镜CL,和其他一些光学头用的光学部 品的原理及设计进行说明。
2. 光学头基本原理
2.1.光学头的基本光学系和光学部品的收差
• 光学头是DVD系统的最大关键部件之一，它的基本原理图如 下：
CD盘片。但因采取双光头，因此 成本最高，且其伺服机构在读盘时 有一个双光头的切换过程，占有时 间，读盘速度慢，机械系统复杂， 容易出现机械切换故障。目前，Sony 及日立公司均采用这种光头技术。
DVD的工作原理
DVD的工作原理引言概述：DVD（Digital Versatile Disc）是一种数字化的多功能光盘，它在储存容量、音视频质量和数据传输速度等方面相较于传统的CD具有更大的优势。
本文将详细介绍DVD的工作原理。
一、激光光束的读取1.1 激光器的发射DVD中的激光器通过电流激发产生激光光束，激光的波长通常为650纳米。
1.2 光束的聚焦激光光束经过透镜系统聚焦成一个极小的点，以便能够准确地读取DVD上的数据。
1.3 光束的反射激光光束照射到DVD上，一部分光束被反射回来，另一部分则被吸收或散射。
反射的光束携带着DVD上的信息。
二、数据的编码与解码2.1 螺旋扫描DVD上的数据以螺旋形式编码，光头通过螺旋扫描的方式逐渐读取数据。
2.2 圆形轨道DVD的表面分为一系列的圆形轨道，每个轨道上都有若干个数据块，光头通过跳跃方式读取不同轨道上的数据。
2.3 数字信号的解码读取到的光信号会被转换成数字信号，然后通过解码器将数字信号还原成原始的音视频数据。
三、数据的储存与读取3.1 蓝色激光技术DVD采用的是蓝色激光技术，蓝光的波长更短，可以读取更高密度的数据。
3.2 数据的储存方式DVD使用的是双层或双面储存方式，每一层或面都可以储存更多的数据。
3.3 检错与纠错为了提高数据的可靠性，DVD采用了一系列的检错与纠错技术，确保数据的完整性和准确性。
四、音视频的解码与输出4.1 MPEG编码DVD中的音视频数据通常采用MPEG（Moving Picture Experts Group）编码方式进行压缩。
4.2 解码器DVD播放器中的解码器会将压缩的音视频数据解码成可供播放的格式。
4.3 输出设备解码后的音视频数据会通过HDMI、音频线等输出接口连接到电视或音响等设备上进行播放。
五、附加功能与互动性5.1 菜单与章节DVD支持菜单和章节功能，用户可以通过遥控器选择不同的菜单或跳转到指定的章节。
5.2 多语言与字幕DVD可以同时储存多种语言和字幕，用户可以根据需要选择合适的语言和字幕。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
DVD光学头的基本原理
引言
从1982年数字音频CD光盘问世，再到1997年数字 视频DVD光盘上市，如今光盘存储已发展成为信息化 时代的一个重要的产业。2004年全球DVD光盘驱动器 年产量达8000万台，DVD播放机年产量达1500万台， DVD光盘年产量超过20亿张。中国的光盘驱动器、播 放机生产量已经占了全球的70~80%，中国光盘复制 产量也已经达到全球复制量的20%。为了提高我国光 盘制造业从业人员的技术水平，改善生产产品质量， 《记录媒体技术》编辑部将组织一系列基础知识讲 座，全面介绍有关光驱、播放机整机、主要部件等方 面的基础知识。
DVD光 盘 的 寻 轨 跟 踪 伺 服 采 用 差 分 相 位 检 测 (DPD)方式，对角线上象限检测器信号两两相加得到 (Ia+Ic)和(Ib+Id)，再作相位比较：(Ia+Ic) - (Ib+Id)，导出径 向差分相位道跟踪误差信号。如果扫描光斑偏于轨道 的一侧，其中一个对角线信号的相位将稍微超前另一 个对角线信号。如果光斑偏到轨道另一侧，那么相位 情况完全相反。相位比较器的输出将生成一个锯齿状 信号。这个跟踪伺服误差信号适合于跟踪光盘上由微 小凹坑组成的轨道。DPD跟踪方式的优点是它使用高 频交流信号，直流分量对它没有影响。
的可靠性和系统的稳定性。 ●光盘和驱动器的径向翘曲公差0.5°； ●光盘和驱动器的切向翘曲公差0.3°； ●离焦公差0.1μm； ●盘基厚度公差30μm； ●轨道跟踪误差0.022μm。
三、光学头的基本结构和要求
光学头(PUH—Pick up head)是光盘驱动器/播放 机的重要部件，DVD光盘物理格式标准规定了光盘检 测标准装置中对光学头的要求。光学头的结构包括： 激光二极管、准直透镜、偏振分光棱镜、1/4波片、物 镜、像散元件(如柱透镜)、四象限光电检测器、直流放 大器。标准检测光学头的特性如下：激光二极管波长 (λ)：650nm±5nm；到达光盘信息面的激光偏振态为圆 偏振光；相对强度噪声小于134dB/Hz。偏振分光棱镜 的P-S强度/反射率的比值要求在100以上。物镜数值孔 径为0.6±0.01；物镜入瞳边缘光强：在光盘径向是最大 光强度的60~70%，在光盘切向是最大光强度的90%以 上；波阵面象差均方根值小于0.033λ。对光盘归一化 的光电检测器的尺寸：100µm2<S/M2<144µm2，这里S 是光学头检测器的全面积，M是从光盘到检测器附近 的共轭面的横向放大倍数。
我们可以用反射光束的相消干涉来简化说明光盘 的读出原理。当聚焦光斑扫描信息轨道时，光斑落在 没有信息凹坑的地方，激光完全被反射；光斑落在信 息凹坑上时，由于读出光斑直径大于凹坑宽度，凹坑 底部反射的光和凹坑边缘反射的光因为λ/2的光程差(凹 坑深度λ/4)而达到干涉极小。这样，聚焦光斑扫描由凹 坑构成的信息轨道时，反射激光的光强会被凹坑和台 (凹坑之间的部分)调制，在读出系统的象限接收器上， 由各象限光电信号之和，得到光盘的读出信号。
62
片倾斜玻璃令其在垂直及水平向具有不同聚焦能力， 进而平衡非点隔差。或在物镜或准直镜中制造柱状镜 形式，以产生垂直及水平向的不同聚焦能力，以对非 点隔差进行补偿。
相对噪音强度RIN是评价LD的一个重要指标， RIN=(∆P/P)2/∆f (单位Hz-1)其中∆P是LD射出光的交流成 分，P是直流成分，∆f是测量的频带宽度。一般多模的 LD RIN较低，但抗反射光干扰能力强，驱动电流不需 叠加高频，对于单模LD，反射光对光信号影响很强， 必须对驱动电流叠加高频(约500~700MHz)。
流(即LD出射激光能量约3mW时)约为50mA。工作电 流较低的激光二极管工作温度也较低。由于温度升高 会使激光二极管发生波长漂移，在设计光学头时应尽 量使其得到良好散热。激光二极管发出的激光多为不 完全的线偏振光，在设计偏振分光棱镜时要考虑线性 偏光的方向性。激光二极管发出的激光光束不是平行 圆光束，而是发散光束，水平发散角θ∥和垂直发散角 θ⊥不相等，准直透镜口径由水平发散角决定。水平发 射点和垂直发射点不是从同一点发出，两点之间的距 离，称为像散距离或非点隔差，它使从LD发出的激光 波面产生非点象差。非点隔差在读写系统中因为焦点 不同将造成较大象差，通常在激光二极管封装时加一
二、DVD格式对光盘和读出系统的要求
CD光盘的容量是680MB，而单面单层的DVD 光盘的容量是4.7GB，是CD容量的6.9倍。为了实 现 这 个 数 据 容 量 ， DVD使 用 较 短 波 长 的 激 光 光 源和较大数值孔径的读出物镜，从而缩小了光斑 的 尺 寸 [W=λ/2NA， W =0.78/(2×0.45)=0.87,
CD
WDVD=0.65/(2×0.6)=0.54]，提高了光学分辨率。 DVD的轨道间距从CD的1.6μm缩小为0.74μm，最小
60
基础知识讲座 CHINA MEDIATECH
信道位长度从CD的0.28μm缩短为0.133μm，使DVD光 盘的面密度提高了4.54倍。另外，DVD采用比CD更 有效的信道调制(EFM+和删除子码)、纠错(RSPC)和扇 区格式(减少扇区管理开销)，使数据密度增加1.49倍。 再加上略微扩大节目区(1.02倍)，最终使DVD容量达到 CD的6.9倍。
光学象差是由系统中的以下误差造成的：⑴离焦 引起的波阵面误差——正比于NA2/λ；⑵光盘翘曲引起 的慧差——正比于t·NA3/λ(t是基片厚度)；⑶由盘基 厚度误差引起的球差：正比于NA4/λ。
在 DVD光 学 系 统 中 ， 激 光 二 极 管 的 波 长 λ为 650nm，物镜的NA=0.60。DVD盘基厚度为t=0.6mm， 是CD的一半。给定λ、NA和t的值后，这些数值的误差 和跟踪误差决定了DVD光盘实际的光学象差水平。既 要达到DVD光盘较高的物理密度，又要使系统有足够 的稳定性，只能允许系统有较小的象差。
DVD要求在光盘面上的激光功率为0.2mW以上， 所以要求激光二极管发出的激光功率是3~5mW。
(2)准直透镜和整形棱镜：准直透镜的作用是对激 光束的发散角进行整形，使发散光束通过透镜后可变 为平行光束，再进入物镜。设计准直透镜首先要求出 激光二极管光强度分布发散角(可以从光强度分布图取 1/e2求出发散角θ)。由NA=nsinθ计算准直透镜的数值孔 径。由物镜的直径再加因光盘的偏心和聚焦、轨道跟 踪所需要的对准直光束直径应放宽的裕量，计算准直 光束的直径。由公式2f·NA=光束直径，计算准直透 镜的焦距f。
59
基础知识讲座 CHINA MEDIATECH
提出了在高密度光盘存储系统中必须用场矢量函数来 描述光波的电场和磁场，通过求解Maxwell方程得到衍 射光场并计算信号的矢量衍射理论。具体的计算方法 可以参考《高密度光盘数据存储》p19-71(作者：徐端 颐，2003年7月第1版)。
衍射理论的计算相当复杂，这里仅就读出反射光 束和光盘读出信号的关系做一说明。由于光盘信息凹 坑尺寸与读出激光波长相近，光盘上螺旋状信息轨道 可以看作是切向和径向的二维光栅。这样，读出光斑 扫描信息凹坑轨道时，反射光被凹坑衍射，产生零级 和正、负一级衍射光束，主反射光为零级光(0，0)， 径向一级光有(+1，0)和(-1，0)，切向一级光有(0， +1)和(0，-1)，在对角线上还有一级光(+1，-1)、 (+1，+1)、(-1，+1)和(-1，-1)。受信息凹坑调制
的反射光，其各级衍射光束在置于象平面上的四象限 光电检测器表面成像，叠加后的合成光强经光电转换 输出工作信号。四象限光电检测器输出电信号之和 (Ia+Ib+Ic+Id)用作读出信号RF。
DVD光盘的聚焦伺服采用像散法。通常是在反射 回检测器的光路中插入像散元件(如：柱透镜)，四象 限接收器的位置在柱透镜两个正交焦线之间。当聚焦 光束的焦点正好在光盘信息面上时，反射到四象限接 收器上的光斑是圆光斑，当聚焦光束的焦点向上或向 下偏离光盘信息面时，反射到四象限接收器上的光斑 由于像散的作用形成相互正交的椭圆光斑。分别取四 象限接收器对角线象限信号的和再相减，便得到聚焦 误差信号。聚焦伺服系统用聚焦误差信号，驱动光学 头上下运动，使聚焦误差趋向于零，即保持在四象限 接收器上的反射光斑是圆的，也就是达到正确聚焦状 态。聚焦误差信号IFES=(Ia+Ic) - (Ib+Id)。
◇钟 芹
的方法，把调制后的信息存储到由凹坑/台构成的信息 轨道的光盘上。信息的读出过程则是通过将光盘驱动 器/播放机的读出激光束聚焦在光盘的信息层上，扫 描信息轨道，所获得的反射光经过光电转换、信号处 理、解调、纠错和解压缩后，便可还原存储在光盘上 的信息。
DVD光驱/播放机使用波长为650nm的半导体激光 二极管作为读出光源，激光束通过物镜、穿过材料为 透明聚碳酸酯(Polycarbonate)的盘基，聚焦在有反射层 的信息轨道上形成读出光斑，光斑扫描信息轨道上的 凹坑。DVD光盘的凹坑宽度为0.25μm，最短的凹坑长 度为0.40μm，最长的为1.82μm，凹坑深度约0.17μm(近 似于四分之一波长)。轨道间距为0.74μm。
表1 DVD和CD主要参数对照
DVD光盘格式比CD的物理密度大，一方面获得了 较大的存储容量，另一方面却减小了制造容差和降低 了系统的稳定性。为了读出光盘上较小的凹坑结构， 必须使用较短激光波长的光源，并且增大物镜的数值 孔径。缩短波长λ关系到激光二极管的生产技术成熟程 度，增大数值孔径则会增加对光学象差的敏感性。
在考虑CD/DVD光盘兼用机时，可以选用双波长 激光二极管，这是一种将两种不同波长的激光二极管 封装在同一管座上的技术。这种激光器可以节省光学 头尺寸、组装材料及步骤，也减少了误差产生。然而 在激光二极管的选用、组装角度和光电检测器角度 要求较高，另外CD及DVD光源分离距离与检测器上 CD及DVD检测集成电路的分离距离也需要进行精确计 算。在光学设计时，力矩器上的物镜径向(水平)移动距 离必须加大，以补偿DVD发光点距离中心点的距离。