利用Pigtailed Laser Diode 光學讀寫頭在角度與位移量測之研究

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謝東益(Dung-yi Hsieh) 查詢紙本館藏

畢業系所

光機電工程研究所

論文名稱

利用Pigtailed Laser Diode 光學讀寫頭在角度與位移量測之研究
(Measuring the angle and displacement by using Pigtailed Laser Diode of the pick up head)

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摘要(中)

本論文研究以Pigtailed Laser Diode 光學讀寫頭在角度與位移量測的模擬，在論文前半部提出一個Pigtailed Laser Diode 讀寫頭的設計，在設計上分為兩個部份，第一部份設計Pigtailed Laser Diode ，第二部份針對讀寫頭光學設計初階要求、生產組裝要求及實際操作要求，利用Code V光學軟體進行各項分析，讓設計的光學讀寫頭滿足以上要求。
論文後半部份探討讀寫頭應用在角度與位移量測的可行性，針對目前結合於原子力顯微鏡的光學讀寫頭，使用Light tools光學軟體進行光學系統重建與模擬，利用光偵測器得到的訊號，找出訊號與待測面偏移的關係。以量測出待測面的傾斜角度與位移，並針對所得之訊號進行分析，判斷是否有訊號耦合的現象。

摘要(英)

This thesis is to study the Pigtailed Laser Diode optical pick up head design and simulate the application of angular measurement. The first section of this thesis is Pigtailed Laser Diode pick up head design, and we divided the design for two parts, one is Pigtailed Laser Diode design, and the other is optical pick up head design which included the requirements of optical design manufacture and handling. Analysing and achieving the requirements by using Code V optical software.
　　The next section of this thesis is to study the possibilty of the application of angular measurement. Combining the Atomic force microscope (AFM) optical pick up head to rebuild and simulate the optical system use Light tools optical software and finding out the situation between signal and surface tilt by using PDIC.Then find out tilt angular and displacement on test plane. Finally, we judre the signal is coupled or not by analysing the signal we got.

關鍵字(中)

★ 四象限偵測器
★ 光學讀寫頭
★ 角度量測
★ 位移量測

關鍵字(英)

★ displacement
★ Angle
★ optics pick up head
★ four quadrants detecting

論文目次

目錄
中文摘要 I
Abstract II
誌謝 III
目錄 IV
表目錄 VII
圖目錄 VIII
第一章緒論 1
1-1 光學讀寫頭 1
1-2 研究動機 3
1-2 論文大綱及架構 3
第二章 Pigtailed Laser Diodes光學讀寫頭設計與公差分析 5
2-1 導論 5
2-2 光纖原理 5
2-2-1 全反射 6
2-2-2 數值孔徑 7
2-3 Pigtailed Laser Diode光學讀寫頭系統設計簡介 8
2-3-1 Pigtailed Laser Diode設計 9
2-3-2 物鏡設計 13
2-3-3 準直鏡設計 15
2-3-4 DVD系統 18
2-4 DVD系統公差分析 20
2-4-1 波面像差與Strehl ratio分析 21
2-4-2 各項公差設定 22
2-4-3 公差分析結果 24
第三章使用柱面鏡產生像散的讀寫頭在角度與位移量測模擬 27
3-1 導論 27
3-2 光學讀寫頭之光學系統模擬 28
3-2-1 光學系統重建 28
3-3-2 S-curve模擬 29
3-3-3 待測面角度定義 30
第四章不同方位在不同位移之傾斜角訊號分析 31
4-1 導論 31
4-2 待測面在焦平面上的模擬 31
4-2-1 α tilt情形下光點變化情形 31
4-2-2 β tilt情形下光點變化情形 34
4-2-3 沿45°傾斜情形下光點變化情形 35
4-2-4 沿135°傾斜情形下光點變化情形 37
4-3 待測面離焦1μm時的模擬 38
4-3-1 α tilt情形下光點變化情形 38
4-3-2 β tilt情形下光點變化情形 39
4-3-3 沿45°傾斜情形下光點變化情形 41
4-3-4 沿135°傾斜情形下光點變化情形 42
4-4 待測面離焦-1μm時的模擬 43
4-4-1 α tilt情形下光點變化情形 43
4-4-2 β tilt情形下光點變化情形 44
4-4-3 沿45°傾斜情形下光點變化模擬 45
4-4-4 沿135°傾斜情形下光點變化模擬 46
4-5 本章結論 47
第五章不同方位在不同傾角之位移訊號分析 48
5-1 導論 48
5-2 光學系統模擬 48
5-3 待測面傾斜角0°位移的情形模擬 49
5-4 待測面傾斜角2.5°位移的情形模擬 49
5-4-1 α tilt位移情形模擬 49
5-4-2 β tilt位移情形模擬 50
5-4-3 沿450方向tilt位移情形模擬 51
5-4-4 沿1350方向tilt位移情形模擬 51
5-5待測面傾斜角-2.5°位移的情形模擬 52
5-5-1 α tilt位移情形模擬 52
5-5-2 β tilt位移情形模擬 53
5-5-3 沿450方向tilt位移情形模擬 53
5-5-4 沿135°方向tilt位移情形模擬 54
5-6 本章結論 55
第六章結論與未來展望 56
參考文獻 57

參考文獻

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12. 謝敏生，高效率藍光碟片讀寫頭，國立中央大學光電研究所碩士論文，民國96年7月。
13. 楊家逢，模組化雙波長光學讀寫頭的設計與光學讀寫應用在角度量測的研究，國立中央大學光電研究所碩士論文，民國96年6月。

指導教授

孫文信、李朱育
(Wen-Shing Sun、Ju-yi Lee)

審核日期

2008-7-16

推文