Brevet FR2504300A1 — publié le 19821022

"Dispositif d'enregistrement et de lecture d'information dans des pistes d'information d'un porteur d'enregistrement opti- que " L'invention concerne un dispositif d'enregistrement et de lecture d'information à l'aide de rayonnement optique, dans des pistes d'information dans une face d'information d'un porteur d'enregistrement, dispositif qui est muni d'une pre- mière source de rayonnement fournissant un faisceau d'enre- gistrement, d'une seconde source de rayonnement fournissant un faisceau de lecture, d'un système d'objectif permettant de focaliser le faisceau d'enregistrement et le faisceau de lec- ture en une tache d'enregistrement, respectivement une tache de lecture sur la face d'information, tacha E qui, vues dans la direction de la piste, se situent l'une derrière l'autre, puis d'un diviseur de faisceau sensible à polarisation et d'un élément variateur de polarisation qui, dans cet ordre de succession, sont disposés entre la seconde source de rayonne- ment et le système d'objectif, d'un détecteur sensible au rayonnement, inséré dans le trajet du faisceau de lecture pro- venant du diviseur de faisceau et réfléchi par la face d'in- formation, et d'un filtre-sélectif de longueur d'onde appli- qué avant ce détecteur. Un tel dispositif qui est conçu pour l'enregistrement d'un signal vidéo modulé en fréquence est connu de la deman- de de brevet allemand mise à la disposition publique NO 2 403 408 La couche d'information est constituée par exemple par une couche métallique dans laquelle peuvent être réali- sés par fusion de petits trous par le faisceau d'enregistre- ment, la fréquence des trous représentant l'information par exemple Ces trous ménagés dans la couche métallique réflec- trice peuvent être lus par voie optique du fait qu'ils dif- fractent le rayonnement d'un faisceau de lecture incident. Du fait que, simultanément avec le faisceau d'enregistrement, le faisceau de lecture est projeté sur la couche d'informa- tion, cas dans lequel la tache d'enregistrement formée par ces faisceaux et la tache de lecture se trouvent tout près 2504 300 l'une de l'autre et se déplacent à vitesse égale par rapport aux pistes d'information, l'information peut être lue immé- diatement après l'enregistrement et être comparée avec l'in- formation devant être enregistrée Ainsi, il est possible de contrôler si l'information est convenablement enregistrée ou bien, qu'un ré-enregistrement doit être effectué. Dans le dispositif selon la demande de brevet allemand NO 2 403 408, le faisceau d'enregistrement est fourni par un laser Argon et le faisceau de lecture par un laser Helium- Neon Surtout le premier laser est assez volumineux et cou- teux Si le dispositif est utilisé pour la réalisation de porteurs d'enregistrement optiques d'un programme vidéo, por- teurs d'enregistrement qui sont destinés au grand public, un dispositif d'enregistrement volumineux et coûteux ne sus- cite pas d'inconvénients insurmontables En effet, un program- me déterminé ne doit être enregistré qu'une seule fois M au na- ximum quelques fois dans un soi-disant maître et, à partir de ce dernier, peuvent être réalisées un grand nombre d'é- preuves d'une façon qui peut être comparée avec celle utili- sée pour le pressage des disques audio connus à explorer à l'aide d'une aiguille Dans ce cas, il ne faut qu'un seul dis- positif d'enregistrement pour munir un très grand public de plusieurs programmes vidéo différents. Depuis quelques temps, la tendance s'impose d'utiliser des porteurs d'enregistrement optiques pour l'emmagasinage de signaux de données numériques, par exemple les signaux prove- nant de ou destinés à une calculatrice électronique Chaque utilisateur du porteur d'enregistrement optique doit disposer d'un dispositif d'enregistrement et de lecture, de sorte qu'on s'efforce de rendre ce dispositif le plus simple et le meil- leur marché possibles L'utilisation des deux dits lasers à gaz ne convient pas à cette tendance. Le dispositif d'enregistrement et de lecture selon la de- mande de brevet allemand NO 2 403 408 ne comporte qu'un seul détecteur pour capter le faisceau de lecture réfléchi par la face d'information Ledit diviseur de faisceau sensible à po- larisation et le variateur de polarisation, sous fxmed'une lan 2504 300 /1/4, (" étant la longueur d'onde du faisceau de lecture) sont utilisés pour séparer le faisceau de lecture réfléchi d'avec le faisceau de lecture dirigé vers le porteur d'enregistre- ment et pour empêcher que le rayonnement du premier faisceau ne puisse retourner à la source de rayonnement. Dans le cas d'utilisation de porteurs d'enregistrement optiques comme milieu dans lequel l'utilisateur peut enregis- trer lui-même de l'information, il est possible de fournir à cet utilisateur un porteur d'enregistrement dans lequel est déjà appliquée une soi-disant servo-piste (dite "pré-tracée"). Cette piste à distinguer par voie optique est utilisée pour déplacer la tache d'enregistrement de la façon requise, c'est- à-dire suivant une piste spiralée ou suivant plusieurs pistes concentriques sur la face d'information La piste d'informa- tion peut être répartie sur un grand nombre de secteurs, qui sont constitués chacun par une partie d'adresse et une partie de piste vide dans laquelle peut être enregistrée de l'infor- mation De ce fait, une adresse déterminée est ajoutée à chaque bloc d'information ce qui permet d'obtenir une mémoire à accès aléatoire (en anglais "random access") Dans la servo-piste peut également être enregistré un signal d'hor- loge Lors de l'enregistrement, ce signal permet de régler la vitesse de la tache d'enregistrement dans la direction de la piste. Afin de pouvoir utiliser de façon optimale un porteur d'enregistrement présentant une servo-piste pré-tracée, il faudrait un détecteur susceptible de capter le rayonnement du faisceau d'enregistrement réfléchi par la couche d'informa- tion et de le convertir en un signal électrique Ce signal peut être utilisé pour la lecture des adresses avant l'enre- gistrement de l'information, pour le positionnement de la tache d'enregistrement par rapport à la servo-piste, pour le réglage de la vitesse de la tache d'enregistrement dans la direction de la servo-piste et entre autres pour le réglage de la focalisation du faisceau d'enregistrement Le faisceau 2504 300 d'enregistrement peut être utilisé comme faisceau de lecture aussi longtemps qu'il n'est pas utilisé pour l'enregistrement et qu'il présente une faible énergie. Lors de la capture du faisceau d'enregistrement réfléchi et du faisceau de lecture, il faut veiller à ce que le rayon- nement du faisceau d'enregistrement ne parvienne pas sur le détecteur du faisceau de lecture et à ce que le rayonnement du faisceau de lecture ne parvienne pas sur le détecteur du faisceau d'enregistrement En effet, ces faisceaux provien- nent de diverses régions sur la couche d'information et, dans le cas d'une réunion des faisceaux, deux signaux dépha- sés seraient superposés. La présente invention vise également à fournir un dispo- sitif d'enregistrement et de lecture dans lequel les susdites exigences sont satisfaites Le dispositif conforme à l'inven- tion est caractérisé en ce que les première et seconde sour- ces de rayonnement sont constituées par deux lasers à diodes semiconductrices pratiquement identiques, dont les faisceaux de rayonnement émis présentent une différence en longueur d'onde, en ce qu'un second détecteur est prévu dans le trajet du faisceau d'enregistrement provenant du diviseur de fais- ceau et réfléchi par la face d'information, en ce qu'un se- cond filtre sélectif de longueurs d'onde est appliqué avant le second détecteur et en ce que l'élément variateur de pola- risation se trouve également dans le trajet du faisceau d'en- registrement. Grâce à l'utilisation de lasers à diode, le dispositif est moins coûteux, plus petit, et également plus stable que le dispositif connu De par la plus faible énergie de rayonnement d'un laser à diode, comparativement à celle d'un laser à gaz, le dispositif est conçu de façon que la perte en rayonnement, surtout du faisceau d'enregistrement dirigé vers le porteur d'enregistrement soit réduit autant que possible Pour la réu- nion du faisceau d'enregistrement et du faisceau de lecture dirigés vers le porteur d'enregistrement, ainsi que pour la séparation spatiale de ces faisceaux après réflexion par le porteur d'enregistrement, on utilise des moyens de polarisation. Ces moyens peuvent être constitués par ledit diviseur de fais- 2504 300 ceau sensible à polarisation et l'élément variateur de pola- risation, qui sont également utilisés pour séparer le rayon- nement provenant du porteur d'enregistrement aussi bien du faisceau de lecture que du faisceau d'enregistrement d'avec le rayonnement de ces faisceaux dirigés vers le porteur d'en- registrement, mais également par d'autres moyens En vue de réduire la diaphotie subsistant également dans le cas d'uti- lisation de moyens de polarisation entre le faisceau de lec- ture et le faisceau d'enregistrement par suite d'éléments optiques et surtout du porteur d'enregistrement, qui ne sont pas idéaux en ce qui concerne la biréfringence, des filtres sélectifs des longueurs d'ondes sont prévus afin d'assurer que l'un des détecteurs n'est frappé que par le rayonnement du faisceau d'enregistrement et l'autre détecteur que par le rayonnement du faisceau de lecture. Il y a lieu de noter que de la demande de brevet allemand mise à la disposition publique NO 2 918 931, il est connu en soi d'utiliser deux lasers à diode, éventuellement réalisés comme un seul élément intégré, dans un dispositif d'enregistre- ment et de lecture combiné Toutefois, dans ce dispositif, aucune disposition n'a été prise pour la séparation du fais- ceau de lecture d'avec le faisceau d'enregistrement De plus, la tache d'enregistrement et la tache de lecture ne sont pas décalées, l'une par rapport à l'autre, dans la direction de la piste, mais transversalement à cette dernière, notamment sur une période de piste, de sorte que l'information enregistrée ne peut être lue qu'après une révolution du porteur d'enregis- trement. Une première forme de réalisation d'un dispositif conforme à l'invention dans lequel les deux lasers à diode sont dispo- sés dans un seul boîtier, est caractérisé en ce que, dans le trajet de rayonnement commun du faisceau d'enregistrement et du faisceau de lecture présentant tous les deux la même direc- tion de polarisation, entre le diviseur de faisceau sensible à polarisation et l'élément variateur de polarisation, sont insérés une lame demi-onde fortement sélective et un prisme 2504 300 biréfringent sensible à polarisation, transmettant les deux faisceaux, dans cet ordre de succession. Une lame X/2 fortement sélective est une lame en un ma- tériau biréfringent, dont la biréfringence, qui est donnée par la différence en indice de réfraction multipliée par l'épaisseur de la lame, pour un faisceau présentant une pre- mière longueur d'onde est égale à un nombre entier de fois cet- te longueur d'onde et pour un faisceau présentant une seconde longueur d'onde à un nombre entier plus une demi-fois la seconde longueur d'onde Une telle lame tourne la direction de polarisation du faisceau présentant la seconde longueur d'ondes de 900 et laisse invariable la direction de polarisa- tion du faisceau présentant la première longueur d'onde Le prisme sensible à polarisation est de préférence constitué par un prisme de Wollaston. Le prisme de Wollaston permet de réunir les représenta- tions des deux lasers à diode, lasers qui sont écartés l'un de l'autre d'une distance relativement grande également lorsqu'ils sont appliqués sur un seul support, par exemple une distance de quelques centaines de microns Le prisme de Wollaston assure également la séparation spatiale du faisceau de lecture et du faisceau d'enregistrement réfléchis par la couche d'information On met à profit la rotation de la face de polarisation du faisceau de lecture et du faisceau d'enre- gistrement introduits par l'élément variateur de polarisation. L'élément variateur de polarisation est une lame quart d'onde qui influe de façon identique sur la direction de polarisa- tion des deux faisceaux La lame demi-onde fortement sélecti- ve assure que le faisceau de lecture et le faisceau d'enregis- trement atteignant une première fois le prisme de WollaÉton présentent les directions de polarisation requises, qui sont perpendiculaires entre elles Le prisme de Wollaston est de préférence sous forme d'un prisme symétrique. Une deuxième forme de réalisation d'un dispositif conforme à l'invention, dans laquelle les lasers à diode sont logés dans des boitiers séparés, est caractérisée en ce que le 2504 300 faisceau de lecture et le faisceau d'enregistrement présentent des directions de polarisation perpendiculaires entre elles et en ce que ces faisceaux sont mis en coïncidence par le divi- seur de faisceau sensible à polarisation Dans cette forme de réalisation, le diviseur de faisceau sensible à polarisation remplit une fonction double, notamment la réunion du faisceau de lecture et du faisceau d'enregistrement et la séparation des faisceaux réfléchis par la face d'information d'avec les faisceaux émis par les sources de rayonnement. De préférence, les boitiers des lasers à diode sont dis- posés pratiquement parallèlement, et dans l'un des faisceaux est appliqué un second diviseur de faisceau, qui réfléchit du rayonnement de ce faisceau vers le diviseur de faisceau sensible à polarisation Le second diviseur de faisceau peut être un réflecteur diviseur sélectif de longueurs d'onde Les deux bottiers peuvent être disposés de façon très serrée, ce qui permet d'obtenir une disposition compacte et stable, du point de vue mécanique et thermique. La stabilité peut être augmentée davantage si le diviseur de faisceau sensible à polarisation et le second diviseur de faisceau sont fixés rigidement sur un support commun, de sor- te que le nombre total de réflexions des faisceaux aux deux diviseurs de faisceau est un nombre entier Les deux divi- seurs de faisceau peuvent être constitués par une première et une deuxième faces partiellement réflectrices situées dans un prisme composé Un basculement du support commun ou du prisme composé n'influe pas sur la position relative de la tache d'enregistrement et de la tache de lecture sur la couche d'information. 310 Afin de pouvoir compenser la position relative de la ta- che de lecture et de la tache d'enregistrement dans au moins une direction, la direction dans la face d'information trans- versale à la direction de piste et éventuellement dans une deuxième direction, la direction de la piste, un dispositif 3 r, présentant deux bottiers de laser à diode disposés essentiel- lement parallèlement est caractérisé en ce qu'un premier bol- tier de laser à diode est fixé rigidement à un bâti, alors 2504 300 qu'un second boltier de laser à diode est fixé par une face dans au moins une direction de façon élastique au même bâti et en ce que des moyens mécaniques sont prévus pour position- ner le second boitier de laser à diode par rapport au premier boitier de laser à diode. Afin de pouvoir compenser la focalisation relative du faisceau de lecture et du faisceau d'enregistrement, une len- tille réglable peut être insérée dans le trajet de l'un des faisceaux dirigés vers le porteur d'enregistrement. La description ci-après, en se référant aux dessins anne- xés, le tout donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 représente un porteur d'enregistrement connu présentant une servo-piste pré-tracée dans laquelle de l'information peut être enregistrée par l'utilisateur. Les figures 2, 3 et 4 montrent plusieurs formes de réa- lisation du dispositif conforme à l'invention, et les figures 5 et 6 montrent un support pour deux boitiers de laser à diode. La figure 1 montre en plan un corps porteur d'enregistre- ment en forme de disque circulaire 1 dans lequel de l'infor- mation spécifique utile peut être enregistrée par l'utilisa- teur Ce corps porteur est muni d'une servo-piste 2, qui est spiralée par exemple et qui est subdivisée en un grand nom- bre de secteurs 3, par exemple 128 par révolution Chaque secteur est constitué par une partie de piste continue 5 pouvant être détectée par voie optique, qui est utilisée pour l'enregistrement d'information suivant un trajet conve- nablement défini sur le corps porteur d'enregistrement, et d'une adresse de secteur 4 dans laquelle est emmagasinée, sous forme numérique, entre autres l'adresse d'une partie de piste correspondante 5 dans des domaines d'adresse non représentés sur le dessin Ces domaines peuvent être constitués par de petits creux formés par pressage dans la surface du porteur d'enregistrement ou par de petites saillies dépassant de cette surface Le corps porteur d'enregistrement est muni d'une couche de matériau qui, exposée à un rayonnement appro- 2504 300 prié, subit une variation pouvant être détectée par voie op- tique L'enregistrement d'information peut être effectué par application, par fusion, de petits trous dans une couche mé- tallique à l'aide du faisceau d'enregistrement Pour d'autres particularités sur le porteur d'enregistrement, il y a lieu de s'en référer à la demande de brevet français publiée sous le No 2 420 182. Sur le porteur d'enregistrement 1 sont projetées deux taches de rayonnement RS et WS Ces taches sont déplacées " dans la direction de la piste, la direction t sur la figure 1, sur une petite distance, l'une par rapport à l'autre, et se déplacent pendant l'enregistrement à la même vitesse par rapport à une piste Le déplacement des taches de rayonnement par rapport à une piste s'obtient par déplacement du porteur d'enregistrement autour de l'axe 6 dans la direction indi- quée par la flèche 7 Lors de l'enregistrement, la tache de -rayonnement avant WS est utilisée pour la lecture d'adresse et, une fois que l'adresse requise est trouvée, pour l'enre- gistrement de l'information dans la partie de piste corres- pondante La tache de rayonnement RS est utilisée pour la lecture d'information immédiatement après l'enregistrement, ce qui permet de détecter des erreurs d'enregistrement pen- dant l'enregistrement La tache de lecture se trouve à cour- te distance de la tache d'enregistrement, de sorte qu'à la fin d'une région de lecture 5, il est possible de constater si l'information est convenablement enregistrée dans ce do- maine et de décider si l'information doit être ré-enregis- trée dans une autre région Pour la lecture d'information déjà enregistrée, on peut utiliser la tache RS aussi bien que la tache WS Tant dans le mode d'enregistrement que dans le mode de lecture, on peut utiliser la tache WS pour la généra- tion d'un signal de défaut de focalisation et d'un signal de défaut radial, c'est-à-dire d'un signal donnant une indication sur un écart, dans la direction r, entre les centres des taches WS et RS et le centre de la servo-piste 2. La figure 2 représente schématiquement une première forme 2504 300 de réalisation d'un dispositif permettant d'enregistrer et de lire de l'information dans le porteur d'enregistremenft selon la figure 1 Ce dispositif comporte deux sources de rayonne- ment 10 et 11, sous forme de lasers à diode, dont l'une four- nit le faisceau d'enregistrement WB et l'autre un faisceau de lecture RB Seuls les rayons principaux de ces faisceaux sont représentés sur les dessins, ceci pour la clarté de ces derniers Le faisceau de lecture et le faisceau d'enregistre- ment sont réfléchis par un réflecteur 17 vers un système d'objectif 19 qui focalise ces faisceaux sur la face d'infor- mation 8 du porteur d'enregistrement 1 de façon à obtenir les taches de rayonnement WS et RS Une petite partie du porteur d'enregistrement 1 est représenté en section tangentielle sur la figure 2, donc une section suivant la flèche t sur la fi- gure 1 Comme l'indique la figure 2, la couche d'information est de préférence exposée à travers le substrat 9, de sorte que le substrat fait office de couche protectrice Le réflec- teur 17 peut être disposé de façon à pouvoir basculer autour d'un axe 20 a, dans le plan du dessin, ce qui permet de corri- ger la position des taches WS et RS transversalement à la di- rection de la piste De plus, le réflecteur peut être disposé de façon à pouvoir basculer autour de l'axe 20 b perpendicu- lairement au plan du dessin, de sorte que les positions des taches WS et RS peuvent être corrigées dans la direction de la piste. Les faisceaux WB et RB sont réfléchis par la face d'infor- mation, traversent le système d'objectif 9, et sont réfléchis par le réflecteur 17 dans la direction des sources de rayonne- ment 10 et 11 Afin de pouvoir séparer autant que possible et avec le moins de perte de rayonnement possible les fais- ceaux réfléchis WB' et RB' d'avec les faisceaux aller WB et RB, un prisme diviseur sensible à polarisation 16 et une lame A /4 18 (A représentant la longueur d'onde moyenne des faisceaux) sont insérés dans le trajet des rayons Les fais- ceaux émis par les deux lasers à diode représentent la mê- me direction de polarisation qui est telle que ces faisceaux sont pratiquement complètement transmis par le prisme 16. 2504 300 Ainsi, les faisceaux traversent deux fois la lame >)'4 18, de sorte que leur direction de polarisation est tournée de 900. De ce fait, les faisceaux réfléchis WB' et RB' sont complète- ment réfléchis par ie prisme 16. Les lasers à diode sont commandés par des courants élec- * triques appliqués à leurs bornes d'entrée 10 ' et 10 ", respec- tivement 11 ' et 11 " Du fait que la lecture requiert moins d'énergie de rayonnement que l'enregistrement, le courant traversant le laser à diode 11 peut être plus petit que celui traversant le laser à diode 10 Une modulation du courant élec- trique destiné au laser d'enregistrement 10 avec l'informa- tion à enregistrer permet de moduler l'intensité du faisceau d'enregistrement en concordance avec cette information. Les lasers à diode 10 et 11 sont appliqués sur un support commun 12 dans un seul boitier 13 Ces lasers émettent des faisceaux divergents, qui sont en outre astigmatiques Dans le boîtier peuvent être disposés une lentille cylindrique 15 permettant d'éliminer l'astigmatisme et un objectif-collima- teur 14 qui émet des faisceaux parallèles L'utilisation des faisceaux parallèles WB et RB permet d'appliquer le système d'objectif 19 et le réflecteur basculant 17 sur un chariot mobile et de disposer de façon fixe les autres éléments du dispositif, notamment les lasers à diode. Pour d'éventuelles corrections, il suffit de déplacer une petite masse, ce qui peut être effectué à vitesse élevée. Les taches de rayonnement RS et WS doivent être disposées de façon très serrée, par exemple avec un espacement de 10 microns Dans le cas d'utilisation d'un système d'objectif dont le rapport de réduction de la représentation est comme 2: 1, les surfaces émettant le rayonnement des lasers à dio- de doivent être espacées d'une distance de 20 microns Etant donné les propres dimensions des lasers à diode, l'espace nécessaire pour les fils de connexion et le refroidissement requis, l'état actuel de la technique permet de disposer ces surfaces de façon à ce qu'elles soient espacées d'une distan- ce d'au minimum 300 microns. 2504 300 Pour obtenir l'espacement requis de 10 microns entre la tache de lecture et la tache d'enregistrement, les représen- tations des lasers à diode peuvent être rapprochées les unes des autres à l'aide d'un prisme sensible à la polarisation transmettant les deux faisceaux 26 Un tel prisme a la pro- priété de dévier dans des directions opposées deux faisceaux dont les directions de polarisation sont perpendiculaires entre elles Un choix approprié des directions de polarisa- tion des faisceaux et des axes optiques du prisme permet d'obtenir que ce prisme dévie les faisceaux émis par les lasers à diode 10 et 11 l'un vers l'autre les faisceaux WB et RB présentent des directions de polarisa- tion perpendiculaires entre elles Dans ce cas, il faut insé- rer une lame 7/ /2 dans le trajet de l'un des faisceaux émis par les sources 10 et 11 et présentant la même direction de polarisation. Le prisme de Wollaston et la lame 7 p/2 permettent en principe d'atteindre la séparation requise des représentations des taches WS et RS sur les détecteurs 22 et 24 ( 25), il est vrai, mais dans ce cas, des exigences très sévères doivent être imposées au degré de polarisation des sources de rayonnement, à la qualité des éléments optiques et du substrat du porteur d'enregistrement Ce substrat ne doit pas être sujet à biré- fringence Conformément à l'invention, pour atteindre une diaphotie suffisamment réduite sans devoir satisfaire aux 2504 300 exigences très sévères, on utilise deux lasers à diode émet- tant une longueur d'onde différente et des filtres sélectifs de longueur d'onde 28, 29 sont disposés avant les détecteurs 22 et 24 ( 25), qui ne laissent passer que le faisceau de lec- ture, respectivement le faisceau d'enregistrement vers le dé- tecteur 22, respectivement le détecteur 24 ( 25) Avant le prisme de Wollaston est appliquée une lame 2 "V 2 fortement sélective, c'est-à-dire une lame ne provoquant une rotation de la direction de polarisation de 900 que de l'un desdits faisceaux, tout en laissant invariable la direction de pola- risation de l'autre faisceau. Les filtres 28 et 29 peuvent être des filtres de réfle- xion transmettant le faisceau requis et réfléchissant le faisceau indésirable Ces filtres présentent par exemple un pouvoir séparateur 1: 100, ce qui veut dire que seulement 1 % du rayonnement indésirable est transmis Une disposition successive de plusieurs filtres de réflexion permet d'aug- menter davantage le pouvoir séparateur. La différence minimale entre les longueurs d'onde du faisceau de lecture et du faisceau d'enregistrement est déter- minée par le pouvoir séparateur et la pente des filtres La différence minimale est de 60 nm par exemple Cette diffé- rence de longueur d'onde est suffisamment petite pour réali- ser la variation de polarisation requise des deux faisceaux de 900 à l'aide d'une seule lame 7 /4 non fortement sélective 18. Le prisme de Wollaston est de préférence un prisme symé- trique, comme le montre la figure 2 Ce prisme est composé de trois prismes partiels 32, 33, et 34 en matériau biréfrin- gent Les axes optiques 35 et 37 a des prismes partiels 32 et 34 sont parallèles, alors que l'axe optique 36 du prisme par- tiel 33 est perpendiculaire aux aesoptiques 35 et 37 a De par la structure symétrique, le prisme composé 26 n'est pas astigma- tique comme un prisme conventionnel de Wollaston Un prisme non astigmatique mérite la préférence du fait que, étant don- né les diverses longueurs d'onde des faisceaux traversant les 2504 300 mêmes éléments optiques, des aberrations chromatiques peuvent se produire, de sorte que les faisceaux risquent de devenir légèrement divergents ou convergents Pour d'autres particu- larités concernant le prisme 26, il y a lieu de s'en référeras brevetdes Et Bs-Urisdd Amrique N 03978278,quicdécrituatel prisme. La réduction de la distance comprise entre la tache de lec- ture et la tache d'enregistrement sur la face d'information 8 introduite par le prisme de Wollaston 26 est très stable etnbt pas tributaire de basculements ou des déplacements dudit prisme. De plus, la position relative des lasers à diodes 10 et lh dans leur boîtier 13, est très stable, étant donné le faible espa- cement de ces lasers. Dans une forme de réalisation du dispositif, eslasers àdiode étaient disposés l'un par rapport à l'autre dans trois direc- tions perpendiculaires entr eees,defaçon àobtfirvucdbaladizcitidn des rayons principaux un espacement d'au maximum 1 micron deja tache de lecture et la tache d'enregistrement,alors que, dans la direction radiale, l'espacement des taches était d'au maxi- mum 0,1 micron Dans la direction tangentielle, l'espacement des taches était de l'ordre de 10 à 20 microns. Du fait que la lame t /2 fortement sélective 27 est égale- ment traversée deux fois, le faisceau dont la direction de polarisation est influencée par cette lame est également ré- fléchi par le prisme diviseur sensible à polarisation 16 Dans le trajet de rayonnement des faisceaux WB' et RB' est inséré un diviseur de faisceau 21, qui réfléchit une partie du rayon- nement vers le détecteur 22 pour -le faisceau de lecture RB' et qui transmet le reste du rayonnement au détecteur 24 ( 25) pour le faisceau d'enregistrement WB' Le détecteur 22, respecti- vement 24 ( 25) est disposé de façon à capter essentiellement le rayonnement du faisceau de lecture, respectivement du fais- ceau d'enregistrement et non le rayonnement du faisceau d'en- registrement, respectivement le faisceau de lecture Le filtre, 28, 29 respectivement assure que le rayonnement résiduel du faisceau d'enregistrement, respectivement du faisceau de lec- ture ne peut pas atteindre le détecteur 22, 24 ( 25) respecti- 2504 300 vement De préférence, le diviseur de faisceau 21 est un ré- flecteur sélectif de longueur d'onde assurant une première sé- paration de longueur d'onde. Le détecteur 22 peut être constitué par un seul élément sensible à rayonnement, par exemple une photodiode, dont le centre se situe sur le rayon principal du faisceau de lecture RB' Ce détecteur permet de détecter la variation de l'intensi- té totale du rayonnement du faisceau de lecture réfléchi par la face d'information 8 et traversant l'ouverture du système d'objectif 19 La méthode de lecture utilisée dans ce cas est connue comme la méthode de lecture intégrale. On peut également recourir à la méthode de lecture dite différentielle A cet effet, il faut détecter la différence en intensité de deux composants de rayonnement traversant deux moitiés tangentiellement différentes de l'ouverture du système d'objectif Dans ce cas, le détecteur doit être constitué par deux éléments sensibles à rayonnement 22 a et 22 b (voir la fi- gure 2) qui, vus dans la direction de la piste, sont disposés l'un derrière l'autre La soustraction des signaux de sortie de ces éléments les uns des autres, permet d'obtenir un signal de lecture De préférence, la méthode de lecture intégrale est utilisée pour la lecture des adresses et de l'information enregistrée et la méthode de lecture différentielle pour la lecture du signal d'horloge dans la servo-piste. Le rayonnement du faisceau d'enregistrement réfléchi par la face d'information 8 peut être utilisé non seulement pour la lecture d'adresse et du signal d'horloge dans la servo-piste, mais également pour la formation d'un signal de défaut de foca- lisation et d'un signal de suite de piste Pour obtenir le si- gnal de défaut de focalisation, le détecteur 24 peut être di- visé en quatre détecteurs partiels 40, 41, 42 et 43, comme le montre la partie droite de la figure 2 et dans le trajet du faisceau d'enregistrement réfléchi WB' peut être disposée une lentille cylindrique 37 Le système optique constitué par le système d'objectif 19 et la lentille cylindrique 37 est un système astigmatique grâce auquel le faisceau d'enregistrement 2504 300 n'est pas focalisé en une seule tache, mais en deux lignes fo- cales perpendiculaires entre elles et décalées suivant l'axe optique Le détecteur composé 24 est disposé au centre entre ces lignes focales non représentées sur le dessin Ainsi, on ob- tient que, dans le cas d'une focalisation requise du faisceau d'enregistrement, la tache de rayonnement WS' soit circulai- re, alors que dans le cas d'une défocalisation, cette tache de rayonnement est allongée, comme le montre la partie de droite sur la figure La direction longitudinale de cette tache est déterminée par le signe de la défocalisation Si les signaux des détecteurs partiels 40, 41, 42 et 43 sont représentés par respectivement 540 ' 541 ' 542 et 543, le signal de défaut de focalisation Sf est donné par: Sf = ( 540 + 542) focalisation au moins aussi appropriée est possible par dispo- sition d'un prisme dit en toit dans le faisceau d'enregistre- ment réfléchi, à peu près dans le plan de focalisation de ce faisceau, ce prisme divise le faisceau en deux faisceaux par- tiels, et, derrière ce prisme, quatre détecteurs sont alignés. La différence entre le signal de somme des détecteurs extrê- mes et le signal de somme des détecteurs centraux constitue le signal de défaut de focalisation Pour plus de particularités sur cette méthode de détection de défaut de focalisation, il y a lieu de s'en référer aux figures 7 et 9 de la demande de brevet français publiée sous le NO 2 420 182. Si la détection de défaut de focalisation s'effectue à l'aide d'un élément astigmatique et des quatre détecteurs, le faisceau de lecture est de préférence utilisé comme faisceau de détection de défaut de focalisation et le détecteur 22 est remplacé par un détecteur composé comme le détecteur 24. Pour déduire les autres dits signaux du faisceau d'enre- gistrement WB', il est possible de prévoir un second détecteur 25 pour ce faisceau Dans le trajet de ce faisceau WB' est appliqué dans ce cas un diviseur de faisceau 23, par exemple 2504 300 un réflecteur semitransparent Pour obtenir un signal de suite de piste, le détecteur 25 peut être divisé en deux détecteurs partiels, qui sont décalés par rapport à une piste 2 sur le porteur d'enregistrement, dans la direction radiale, l'un par rapport à l'autre La différence entre les signaux de départ de ces détecteurs partiels est alors proportionnelle à un écart se produisant entre le centre de la tache de rayonne- ment WS et le centre d'une piste Afin de pouvoir lire le si- gnal d'horloge également à l'aide d'une méthode de lecture différentielle, le détecteur 25 est de préférence constitué par quatre détecteurs partiels 44, 45, 46 et 47, comme le montre la partie rapportée de gauche sur la figure 2 L'orien- tation des détecteurs partiels par rapport aux pistes dans le porteur d'enregistrement est indiquée par les flèches r et t, qui représentent la direction radiale et la direction tan- gentielle Lorsque les signaux des détecteurs partiels 44, 45, 46 et 47 sont 544, 5451 546 et 547 respectivement, le signal de suite de piste Sr est donné par Sr = ( 544 + 545) ( 546 + 547)1 le signal de lecture différentiel ou le signal d'horloge S par Sc = ( 544 + 547) ( 545 + 546), et le signal de lecture intégral ou le signal de données SD par SD = 544 + 545 + 546 + 547. Le signal de données peut s'obtenir également à partir du détecteur 24, notamment par addition des signaux de départ des détecteurs partiels de ce détecteur. En principe, il est également possible d'omettre le dé- tecteur 25 et le détecteur partiel 23 et d'utiliser le détec- teur 24 pour déduire les quatre signaux Sf Sf, Sc et S Dt pourvu que les lignes de séparation des détecteurs partiels , 41, 42, 43 soient parallèles à la direction radiale r et à la direction tangentielle t. La figure 3 montre une forme de réalisation d'un disposi- tif d'enregistrement et de lecture dans laquelle les deux la- sers à diode sont disposés dans des boitiers spéciaux 50 et 51 Chacun de ces boitiers comporte, outre un laser à diode 2504 300 , 11, un objectif collimateur 14 ', 14 " respectivement, et une lentille 15 ', 15 " respectivement Les deux bottiers de laser à diode émettent un faisceau de rayonnement parallèle WB, RB respectivement Or ces faisceaux présentent des directions de polarisation perpendiculaires entre elles, qui sont choi- sies de façon que le faisceau d'enregistrement soit transmis par le diviseur de faisceau sensible à polarisation au por- teur d'enregistrement Par suite du passage double de la lame difiée de 900, de sorte que le faisceau réfléchi WB' est ré- fléchi par le diviseur de faisceau 16 vers le détecteur 24 ( 25). Le faisceau de lecture RB sortant du boitier du laser à diode 51 atteint d'abord un diviseur de faisceau 52, de pré- férence un réflecteur sélectif de longueur d'onde, qui réflé- chit à peu près complètement le faisceau de lecture RB et qui transmet à peu près complètement le faisceau d'enregistrement réfléchi WB' Ensuite, le faisceau de lecture est réfléchi par le diviseur de faisceau sensible à polarisation 16 vers le porteur d'enregistrement Le faisceau de lecture de re- tour RB', dont la direction de polarisation est modifiée de 900, est transmis par le diviseur de faisceau 16 et est réflé- chi par un autre diviseur de faisceau 53, de préférence éga- lement à sélectivité de longueur d'onde, vers le détecteur 22 Dans les trajets des faisceaux RB' et WB' sont disposées des lentilles 38 et 39 qui focalisent les faisceaux parallèles sur les détecteurs 22 et 24 ( 25) Les filtres sélectifs de longueur d'onde 28 et 29 sont disposés dans les faisceaux parallèles RB' et WB'. Il est désirable d'examiner les régions d'information enre- gistrées à l'aide d'un faisceau de rayonnement dont la longueur d'onde diffère aussi peu que possible de celle du faisceau à l'aide duquel l'information est enregistrée dans lesdits domai- nes D'autre part, la différence en longueur d'onde doit être suffisamment grande pour que les faisceaux puissent être suffi- samment séparés par des filtres sélectifs de longueur d'onde. Une forme de réalisation d'un dispositif d'enregistrement etde 2504 300 lecture dans lequel un faisceau présentait une longueur d'on- de de 780 ni et le second faisceau une longueur d'onde de 840 nm a donné entière satisfaction Avec cette petite diffé- rence en longueur d'onde, des exigences sévères sont imposées à la réalisation des réflecteurs sélectifs de longueur d'onde 52 et 53 sur la figure 3, d'autant plus que ces réflecteurs sont disposés dans les faisceaux de façon à former un angle *de 450 avec ces derniers C'est pour cette raison que le dis- positif selon la figure 4 qui ne présente pas de réflecteurs sélectifs de longueur d'onde mérite la préférence Dans ce dispositif est appliquée une lame >/4 fortement sélective 55 entre le diviseur de faisceau sensible à polarisation et le système d'objectif Or, cette lame ne provoque qu'une varia- tion totale de 900 de la direction de polarisation du faisceau d'enregistrement, de sorte que ce faisceau est transmis une fois par le diviseur de faisceau 16 et réfléchi une fois par ce dernier Le faisceau de lecture RB, dont la direction de polarisation est transversale à celle du faisceau d'enregistre- ment WB, ne subit pas de variations en ce qui concerne sa di- rection de polarisation et est réfléchi deux fois par le divi- seur de faisceau 16 Les faisceaux réfléchis WB' et RB' prove- nant du diviseur de faisceau 16 présentent la même direction de polarisation Pour la séparation de ces faisceaux, il est possible d'appliquer une lame v,/2 fortement sélective 56 dans le trajet de rayonnement, ce qui provoque une variation de la direction de polarisation de l'un des faisceaux de 900. Les deux faisceaux polarisés perpendiculairement entre eux peu- vent être séparés l'un de l'autre par un diviseur de faisceau sensible à polarisation 57, qui transmet à peu près complète- ment l'un des faisceaux, par exemple WB', pour réfléchir à peu près complètement l'autre faisceau, RB', vers les détec- teurs correspondants 24 et 22 Avant ces détecteurs sont dis- posés, ici aussi, des filtres sélectifs de longueur d'onde 29 et 28, qui réfléchissent le rayonnement indésirable. De plus, il est possible de remplacer la lame > 12 forte- ment sélective 56 et le diviseur de faisceau sensible à polarisation 57 par un diviseur de faisceau neutre Dans ce 2504 300 cas, la quantité de rayonnement atteignant le détecteur est plus petite et des exigences plus sévères doivent être impo- sées aux filtres 28 et 29. Dans le dispositif selon les figures 3 et 4, les signaux SD, SC O Sf et Sr peuvent être déduits à l'aide des détecteurs 22 et 24 des faisceaux WB' et RB' d'une façon identique à celle décrite à l'aide de la figure 2. Dans une forme de réalisation du dispositif, la lame ? /2 fortement sélective utilisée pour les longueurs d'onde) 1 = 780 nm et > 2 = 840 nm présentant une différence en indice de réfraction S N = 0,00887 présentait une épaisseur de 0,616 nm. Une lame 7 "/4 fortement sélective réalisée avec le même maté- riau et pour les mêmes longueurs d'onde présentait une épais- seur de 0,308 nm. Dans un dispositif présentant deux bottiers de laser à diode, ces boitiers ne sont pas nécessairement disposés pa- rallèlement, comme l'indiquent les figures 3 et 4 Il est éga- lement possible de disposer ces bottiers transversalement entre eux C'est ainsi que, sur la figure 4, le boîtier 51 pourrait être tourné de 900 vers la gauche et la série opti- que constituée par les éléments 38, 56, 57, 28, 22, 29 et 24, de 900 vers la gauche Dans ce cas le diviseur de faisceau 52 doit être remplacé par un diviseur de faisceau qui trans- met le faisceau de lecture et qui réfléchit le faisceau d'en- registrement. La position relative de la tache de lecture et de la ta- che d'enregistrement sur la couche d'information 8 du porteur d'enregistrement 1 est déterminée par l'angle formé entre les faisceaux WB et RB sortant du diviseur de faisceau sensi- ble à polarisation 16 Cet angle peut subir des variations par basculement du diviseur de faisceau 16 ou par basculement des bottiers du laser à diode Dans le cas de deux boitiers à laser à diode disposés transversalement entre eux, il existe trois éléments dont la position angulaire relative doit être maintenue très rigoureusement stable La précision de posi- tion requise des deux taches l'une-par rapport à l'autre t 2504 300 de + 0,1 micron par exemple, ce qui correspond à une rotation angulaire des faisceaux de + 2 x 10 5 rad. Grâce à l'espacement relativement grand existant entre les faces arrière des bottiers à laser à diode disposés transver- salement entre eux, notamment la stabilité de la température de cette disposition est faible Si les bottiers de laser à diode présentent une longueur de 30 mm par exemple, la distan- ce comprise entre les faces arrière de ces bottiers est de mm Si les bottiers de laser à diode étaient logés dans une structure en aluminium localement chauffée par l'énergie d'un laser, il se produirait une rotation angulaire relative des faisceaux d'environ 2 x 10-5 rad par degré d'augmentation de température. Afin d'atteindre une stabilité mécanique supérieure, les bottiers du laser à diode sont disposés parallèlement, comme l'indiquent les figures 3 et 4 Ces bottiers peuvent être dis- posés tout près l'un de l'autre, par exemple à espacement de quelques millimètres Du fait que la distance comprise entre les bottiers de laser à diode est si petite, il se produit moins rapidement des différences de température entre les bot- tiers, ce qui augmente la stabilité thermique. Des instabilités provoquées par des basculements des di- viseurs de faisceau 16 et 52 peuvent être évitées lorsque ces éléments sont solidaires d'un seul prisme composé 60, comme le montre la figure 5 Ce prisme comporte une première face 62 qui remplit la fonction du diviseur de faisceau 52 sur la figure 4 et une seconde face sensible à polarisation 61, qui remplit la fonction du diviseur de faisceau 18 sur la figure 4 Le faisceau d'enregistrement émis par le bottier de laser à diode 50 est transmis sans réflexion par le prisme 60, alors que le faisceau de lecture provenant du bottier de laser à diode 51 est réfléchi d'abord par la face 62 et ensuite par la face 61 De ce fait, l'angle compris entre les faisceaux WB et RB quittant le prisme composé 60 n'est pas tributaire d'un basculement de ce prisme. Le même effet s'obtient si le faisceau WB est réfléchiparb 25041 300 face 61 et si le faisceau RB est d'abord réfléchi par la face 62 et ensuite transmis par la face 61 Les deux faisceaux quit- tent le prisme partiel du côté de gauche L'une des extrémi- tés de l'un des boîtiers par exemple 51 est fixée rigidement sur un bâti 63, alors que l'extrémité correspondante, de l'autre boîtier est fixée audit boîtier à l'aide d'une char- nière élastique à double effet 64 Etant donné la stabilité thermique, les extrémités des boîtiers de laser à diode, dont sortent les faisceaux, sont de préférence, reliées au bâti et à la charnière La distance, vue dans la direction tangentiel- le et la direction radiale, comprise entre les taches de rayonnement WS et RS sur la couche d'information peut être établie à l'aide de deux vis de pression 65 et 66 Le serrage de la vis 65 permet de déplacer le boîtier 51 et, de ce fait, la tache RB sur la couche d'information dans la direction radiale r par rapport à la tache de rayonnement WS Celaressrt de la figure 6, qui montre en section les boîtiers 50 et 51 suivant la ligne VI-VI' de la figure 5 Un déplacement de la tache de lecture par rapport à la tache d'enregistrement dans la direction tangentielle peut être obtenu par serrage de la vis 66. Dans le cas d'utilisation de deux lasers à diode dans des boîtiers séparés, les champs de rayonnement, notamment l'astig- matisme, de ces lasers ne doivent pas nécessairement être égaux comme dans le cas o les lasers à diode sont disposés dans un seul boîtier C'est ainsi que, dans le cas de deux boîtiers de laser à diode séparés, une faible lent M Ile auxi- liaire 54 peut être insérée dans le trajet de l'un des fais- ceaux, afin d'assurer une focalisation égale des deux fais- ceaux. Deux boîtiers séparés permettent également d'obtenir une * structure plus modulaire du dispositif permettant un remplace- ment facile de lasers à diode séparés, notamment du laser d'enregistrement. 2504 300 REVENDICATIONS 1 Dispositif d'enregistrement et de lecture d'information à l'aide de rayonnement optique, dans des pistes d'informa- tion dans une face d'information d'un porteur d'enregistre- ment, dispositif qui est muni d'une première source de rayon- nement fournissant un faisceau d'enregistrement, d'une seconde source de rayonnement fournissant un faisceau de lecture, d'un système d'objectif permettant de focaliser le faisceau d'en- registrement et le faisceau de lecture en une tache d'enre- gistrement, respectivement une tache de lecture sur la face d'information, taches qui, vues dans la direction de la piste, se situent l'une derrière l'autre, puis d'un diviseur de fais- ceau sensible à polarisation et d'un élément variateur de polarisation qui, dans cet ordre de succession, sont disposés entre la seconde source de rayonnement et le système d'objec- tif, d'un détecteur sensible au rayonnement inséré dans le trajet du faisceau de lecture provenant du diviseur de fais- ceau et réfléchi par la face d'information, et d'un filtre sélectif de longueurs d'onde appliqué avant ce détecteur, ca- ractérisé en ce que les première et seconde sources de rayon- nement sont constituées par deux lasers à diode semiconduc- trice pratiquement identiques, dont le faisceaux de rayonne- ment émis présentent une différence en longueur d'onde, en ce qu'un second détecteur est prévu dans le trajet du fais- ceau d'enregistrement provenant du diviseur de faisceau et ré- fléchi par la face d'information, en ce qu'un second filtre sélectif de longueurs d'onde est appliqué avant le second dé- tecteur, et en ce que l'élément variateur de polarisation se trouve également dans le trajet du faisceau d'enregistrement 2 Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les deux lasers à diode sont logés dans un seul boîtier, caracté- risé en ce que, dans le trajet de rayonnement commun du fais- ceau d'enregistrement et du faisceau de lecture présentant tous les deux la même direction de polarisation, entre le diviseur de faisceau sensible à polarisation et l'élément va- riateur de polarisation, sont insérés une lame demi-onde for- tement sélective et un prisme biréfringent sensible à 2504 300 polarisation, transmettant les deux faisceaux dans cet ordre de succession. 3. Dispositif selon la revendication 2, dont le prisme est constitué par un prisme de Wollaston, caractérisé en ce que le prisme est composé de trois prismes partiels succes- sifs, dont les deux prismes partiels extrêmes présentent le même axe optique et une forme et des dimensions pratiquement égales, alors que le prisme partiel central présente une au- tre forme et d'autres dimensions et un axe optique qui est perpendiculaire aux axes optiques des autres prismes par- tiels. 4. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel les lasers à diode sont disposés dans des bottiers spéciaux, ca- ractérisé en ce que le faisceau de lecture et le faisceau d'enregistrement présentent des directions de polarisation perpendiculaires entre elles et en ce que ces faisceaux sont mis pratiquement en coïncidence par le diviseur de faisceau sensible à polarisation. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que, les bottiers des lasers à diode sont disposés pra- tiquement parallèlement et en ce que, dans l'un des faisceaux, est appliqué un second diviseur de faisceau qui réfléchit du rayonnement de ce faisceau vers le diviseur de faisceau sensible à polarisation. 6 Dispositif selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'élément variateur de polarisation est constitué par une lame A/4 fortement sélective, et en ce que le faisceau de lecture et le faisceau d'enregistrement provenant du divi- seur de faisceau sensible à polarisation et réfléchis par le porteur d'enregistrement présentent la même direction. 7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que, dans le trajet du faisceau de lecture et du faisceau d'enregistrement provenant du diviseur de faisceau sensible à polarisation et réfléchis par la face d'information, sont insérés successivement une lame ( >/2) fortement sélective et un diviseur de faisceau sensible à polarisation. 8. Dispositif suivant l'une des revendications 5 à 7, 2504 300 caractérisé en ce que, dans le trajet de l'un des faisceaux dirigés vers le porteur d'enregistrement, est insérée une lentille réglable. 9. Dispositif selon l'une des revendications 5 à 8, ca ractérisé en ce que le diviseur de faisceau sensible à pola- risation et le second diviseur de faisceau sont rigidement fixés sur un seul support commun de façon que le nombre total de réflexions des faisceaux dirigés vers le porteur d'enre- gistrement aux deux diviseurs de faisceau soit un nombre pair. 10 Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le diviseur de faisceau sensible à polarisation et le second diviseur de faisceau sont constitués par une première et une deuxième faces partiellement réflectrices situées dans un seul prisme composé. 11 Dispositif selon l'une des revendications 5 à 10, caractérisé en ce qu'un premier boîtier de laser à diode est fixé rigidement à un bâti, alors qu'un second boitier de laser à diode est fixé par une face dans au moins une direction de façon élastique au même bâti, et en ce que des moyens mécani- ques sont prévus pour positionner le second boitier de laser à diode par rapport au premier.