¿Qué mecanismo (s) se usa para lograr un espaciado submicrónico repetible entre pistas concéntricas en un DVD, CD u otro escritor óptico? Quiero entender el conjunto mínimo de hardware utilizado para lograr esto y poder hacer un plotter submicrónico. El conocimiento teórico es apreciado, pero cualquier conocimiento específico de componentes particulares utilizados en un diseño en particular sería realmente útil. Creo que la respuesta a esta pregunta puede ser "es difícil, y es propietario", ya que este tipo de hardware ha existido durante tanto tiempo, a esta altura debería haber tantos proyectos de código abierto.
Aquí hay una imagen SEM de Ben Krasnow. Es realmente increíble, pero ¿cómo lo hacen?
(1)Realizarunseguimientodelasrotaciones
Elenfoqueylapulsacióndelláserparaproducircaracterísticasdelongituddemicrasasubmicrasalolargodeunacircunferenciarequiereuncontrolmuyprecisodelavelocidaddeldiscoyeltiempodelpulsodelláser(juntoconunenfoqueeconómicodelláserenunpuntosubmicrónico).AsumoqueelcontroldevelocidadselograusandouncodificadorrotatorioyuncontrolPIDmuyestable.Sentadoaundiámetrode2", con un CD girando a 1600 rev / min (26.6 rev / seg), tiene una circunferencia de 2 * pi * 25.4 * 1000 micrones. Eso se mueve a una distancia de ~ 4245171 micrones por segundo, 4245 micrones por milisegundo, 4,2 micrones por microsegundo. Eso significa que necesitamos un pulso de ~ 0,24 microsegundos para un guión de 1 micrón.
(a) ¿Qué tipo de óptica se utiliza para producir el tamaño de punto de 1 micra?
(b) ¿Se utiliza un codificador rotatorio para controlar la velocidad del motor?
(c) ¿Es difícil producir pulsos de láser de microsegundos?
(2) Seguimiento de la distancia radial
Los codificadores lineales ópticos incrementales con precisión submicrónica están disponibles en compañías como Renishaw , pero estos son muy caros y, que yo sepa, no se encuentran en las grabadoras de CD / DVD. (a) En teoría, un motor paso a paso con suficiente engranaje podría producir pasos submicrométricos, pero ¿cuál es el límite, y puede realmente producir un movimiento submicrométrico? (b) ¿Cómo se mide la distancia, y se mide realmente? (c) ¿Cómo se siguen los pasos en falso de lo que asumo que es un motor paso a paso? Para trazar con seguridad líneas separadas de 1 micra, asumo que se necesita un tamaño de paso de 100 nanómetros o menos. ¿Cómo logran eso?
(3) ¿Control electrónico? ¿Trucos?
Mi conjetura es que para producir tal movimiento controlado y escritura utilizando componentes tan baratos y endebles, hay algoritmos y trucos utilizados para corregir errores en movimiento. Por ejemplo, para medir las distancias radiales del micrómetro entre pistas, se puede usar un sensor fotográfico para medir la distancia desde una característica del ancho conocido delimitada por el punto del láser escrita previamente. Tal vez la luz dispersada se caiga realmente rápido en una raíz inversa del cubo, por lo que se sabe rápidamente por la lectura del fotosensor cuándo detenerse y dibujar una nueva línea radialmente.