ОПТОЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ И УСТРОЙСТВА

Считывание информации с компакт-дисков

Информация с компакт-диска считывается оптическим способом с использованием коге­рентного излучения полупроводникового лазера. Выбор такого источника не случаен, так как при обработке оптического пучка важное значение имеет не только яркость луча, но и частота и фаза излучения. Стандартная длина волны лазерного излучения составляет 780 нм, т. е. соответствует инфракрасному (тепловому) диапазону, поэтому луч невидим че­ловеческим глазом. Об этом следует помнить при проведении ремонтных и регулировочных работ, так как по неосторожности возможно попадание излучения на сетчатку глаза.

Для правильной работы лазерного диода должен быть обеспечен определенный режим его работы. Он зависит от тока возбуждения, который для разных диодов составляет от 40 до 70 мА. Причем зависимость мощности излучения от протекающего тока имеет довольно резко выраженный пороговый эффект.

9 - 3322

При старении эмиссионная способность диодов уменьшается, что требует увеличения тока возбуждения, но превышение значения 150 мА приводит к разрушению диодов. Обыч­но в схеме питания лазерного диода устанавливается элемент контроля мощности излуче­ния — фотодиод, включенный в цепь отрицательной обратной связи по управлению.

При считывании информации (рис. 9.25) полупроводниковый лазер 9 формирует луч, который вначале обрабатывается сложной системой оптических линз и призм 2-4, 8, позво­ляющих правильно передать его энергию в нужное место компакт-диска 5. Например, полу­проницаемая зеркальная призма 8 расщепляет падающий и отраженный оптические потоки, линза-коллиматор 2 формирует параллельный пучок и т. п.

На некоторых участках распространения пути прохождения падающего и отраженного потоков совпадают и разделить их удается только вследствие когерентности излучения. По­падая на поверхность вращающегося компакт-диска в различные ее точки, луч может отра­зиться от поверхности флэтов, а может и рассеяться в углублениях питов. В результате на фотоприемник / поступает последовательность оптических импульсов, соответствующая записанной информации. Для обеспечения точного считывания лазерный луч фокусируется оптической системой на поверхности отражающего металлического слоя 6 в точку диамет­ром примерно 1 мкм. При этом диаметр несфокусированного пятна на поверхности про­зрачного защитного слоя 7 достигает значительно большего размера (до 1 мм), в связи с чем мелкие царапины и частипы пыли не влияют на качество воспроизведения информации.

Между устройством считывания и поверхностью компакт-диска нет механического контакта, следовательно, диск не изнашивается и его качественные параметры не снижают­ся. Сильные повреждения поверхности защитного слоя могут привести к искажению отра­женной информации. Особенно опасны царапины вдоль дорожек записи, так как сразу мо­жет «выпасть» большой участок последовательных данных. Еще более нежелательны по­вреждения металлического информационного слоя, которые восстановить невозможно.

Для слежения за точкой фокусировки лазерного луча и его движением по информацион­ной дорожке существуют специальные методы формирования лазерного пучка и обработки отраженных лучей. Лазерный пучок диода вначале проходит через дифракционную решетку, с ее помощью формируется несколько параллельных лучей, среди которых три основных: средний (главный, наиболее мощный) и два боковых (лучи первого порядка с меньшей мощностью). Эти лучи отслеживают движение лазерного луча по информационной до­рожке.

Отраженные от поверхности компакт-диска лучи принимаются с помощью фотодиод­ной матрицы и преобразуются в электрические сигналы. Детекторное поле, образованное матрицей, обычно разделено на четыре зоны А-О (иногда на три). Имеются также два де­тектора Е и /''боковых лучей (рис. 9.26).

Сумма сигналов А + В + С + О представляет собой высокочастотный сигнал, несущий аудиоинформацию. Комбинация сигналов (А + С) - (В + В), зависящая от формы пятна от­раженного луча, определяет степень ошибки фокусировки. В идеальном случае при форме пятна в виде круга ошибка равна нулю. Разность £- /•"зависит от точности следования трех основных лучей по середине информационной дорожки и определяет степень так называе­мой ошибки радиального трекинга.

Компенсация ошибок, возникающих в процессе считывания, осуществляется специаль­ными сервосистемами, исполнительными элементами которых являются катушки фокуси­ровки и трекинга, входящие в состав оптического адаптера. Они перемещают его объектив по сигналам, формируемым схемами обработки.