百科解釋
目錄·光盤概述·光盤原理·光盤為何如此薄?·光盤尺寸·光盤讀取技術(shù)·光盤分類·光盤的發(fā)展 光盤概述 由于軟盤的容量小,光盤憑借大容量得以廣泛使用。我們聽的CD是一種光盤,看的VCD也是一種光盤。 現(xiàn)在一般的硬盤容量在3GB到3TB之間,軟盤的容量為1.44MB多,CD光盤的最大容量大約是650MB,DVD盤片單面4.7GB(雙面8.5GB),藍(lán)光的則比較大,其中HD DVD單面單層15GB、雙層30GB;BD單面單層25GB、雙面50GB。 光盤的存儲原理比較特殊,里面存儲的信息不能被輕易地改變。也就是說我們常見的光盤生產(chǎn)出來的時候是什么樣,就一直是那樣了那我們有沒有辦法把自己寫的文章存在光盤上呢? 有一種特殊的光盤CD-R是可以寫的,但需要使用"光盤刻錄機(jī)"才能把文章寫到CD-R光盤上。 說到這里,我們來想一下,光盤是屬于內(nèi)存儲器還是外存儲器呢?要記住,我們所說的內(nèi)部存儲器就是內(nèi)存,而外部存儲器都是可以電腦中拆卸下來的。常見的外部存儲器有硬盤、光盤、軟盤。光盤原理 光盤是如何造出來的?面對這個問題,可能很多人都沒有辦法回答出來。我們的臺式電腦,可以通過組裝的形式來制造,例如把處理器、內(nèi)存、硬盤、主板等配件,安裝在機(jī)箱里,就形成了一臺電腦。而一塊主板則是通過電路板布線、貼片、焊接、插件、再焊接等步驟完成的。然而,一張薄薄的光盤,它又如何才能制造出來呢? 要了解光盤的制造原理,首先就要了解光盤的結(jié)構(gòu),其結(jié)構(gòu)同制造過程密切相關(guān)。大家都知道,光盤只是一個統(tǒng)稱,它分成兩類,一類是只讀型光盤,其中包括CD-Audio、CD-Video、CD-ROM、DVD-Audio、DVD-Video、DVD-ROM等;另一類是可記錄型光盤,它包括CD-R、CD-RW、DVD-R、DVD+R、DVD+RW、DVD-RAM、Double layer DVD+R等各種類型。 根據(jù)光盤結(jié)構(gòu),光盤主要分為CD、DVD、藍(lán)光光盤等幾種類型,這幾種類型的光盤,在結(jié)構(gòu)上有所區(qū)別,但主要結(jié)構(gòu)原理是一致的。而只讀的CD光盤和可記錄的CD光盤在結(jié)構(gòu)上沒有區(qū)別,它們主要區(qū)別在材料的應(yīng)用和某些制造工序的不同,DVD方面也是同樣的道理,F(xiàn)在,我們就以CD光盤為例進(jìn)行講解。 我們常見的CD光盤非常薄,它只有1.2mm厚,但卻包括了很多內(nèi)容。從圖1中可以看出,CD光盤主要分為五層,其中包括基板、記錄層、反射層、保護(hù)層、印刷層等,F(xiàn)在,我們分別進(jìn)行說明。 1.基板 它是各功能性結(jié)構(gòu)(如溝槽等)的載體,其使用的材料是聚碳酸酯(PC),沖擊韌性極好、使用溫度范圍大、尺寸穩(wěn)定性好、耐候性、無毒性。一般來說,基板是無色透明的聚碳酸酯板,在整個光盤中,它不僅是溝槽等的載體,更是整體個光盤的物理外殼。CD光盤的基板厚度為1.2mm、直徑為120mm,中間有孔,呈圓形,它是光盤的外形體現(xiàn)。光盤之所以能夠隨意取放,主要取決于基板的硬度。 在讀者的眼里,基板可能就是放在最底部的部分。不過,對于光盤而言,卻并不相同。如果你把光盤比較光滑的一面(激光頭面向的一面)面向你自己,那最表面的一面就是基板。需要說明的是,在基板方面,CD、CD-R、CD-RW之間是沒有區(qū)別的。 2.記錄層(染料層) 這是燒錄時刻錄信號的地方,其主要的工作原理是在基板上涂抹上專用的有機(jī)染料,以供激光記錄信息。由于燒錄前后的反射率不同,經(jīng)由激光讀取不同長度的信號時,通過反射率的變化形成0與1信號,借以讀取信息。目前市場上存在三大類有機(jī)染料:花菁(Cyanine)、酞菁 (Phthalocyanine) 及偶氮 (AZO) 。 目前,一次性記錄的CD-R光盤主要采用(酞菁)有機(jī)染料,當(dāng)此光盤在進(jìn)行燒錄時,激光就會對在基板上涂的有機(jī)染料,進(jìn)行燒錄,直接燒錄成一個接一個的"坑",這樣有"坑"和沒有"坑"的狀態(tài)就形成了‘0&#039;和‘1&#039;的信號,這一個接一個的"坑"是不能回復(fù)的,也就是當(dāng)燒成"坑"之后,將永久性地保持現(xiàn)狀,這也就意味著此光盤不能重復(fù)擦寫。這一連串的"0"、"1"信息,就組成了二進(jìn)制代碼,從而表示特定的數(shù)據(jù)。 在這里,需要特別說明的是,對于可重復(fù)擦寫的CD-RW而言,所涂抹的就不是有機(jī)染料,而是某種碳性物質(zhì),當(dāng)激光在燒錄時,就不是燒成一個接一個的"坑",而是改變碳性物質(zhì)的極性,通過改變碳性物質(zhì)的極性,來形成特定的"0"、"1"代碼序列。這種碳性物質(zhì)的極性是可以重復(fù)改變的,這也就表示此光盤可以重復(fù)擦寫。 3.反射層 這是光盤的第三層,它是反射光驅(qū)激光光束的區(qū)域,借反射的激光光束讀取光盤片中的資料。其材料為純度為99.99%的純銀金屬。 這個比較容易理解,它就如同我們經(jīng)常用到的鏡子一樣,此層就代表鏡子的銀反射層,光線到達(dá)此層,就會反射回去。一般來說,我們的光盤可以當(dāng)作鏡子用,就是因為有這一層的緣故。 4.保護(hù)層 它是用來保護(hù)光盤中的反射層及染料層防止信號被破壞。材料為光固化丙烯酸類物質(zhì)。另外現(xiàn)在市場使用的DVD+/-R系列還需在以上的工藝上加入膠合部分。 5.印刷層 印刷盤片的客戶標(biāo)識、容量等相關(guān)資訊的地方,這就是光盤的背面。其實(shí),它不僅可以標(biāo)明信息,還可以起到一定的保護(hù)光盤的作用。光盤為何如此? 從主要結(jié)構(gòu)來講,CD、DVD光盤的結(jié)構(gòu)是一致的,只不過,它們的厚度和用料有所不同。在上面的介紹中,我們提到CD光盤的厚度為1.2mm,這個厚度是否可以改變?回答是否定的。 在實(shí)際應(yīng)用中,讀取和燒錄CD、DVD、藍(lán)光光盤的激光是不同的。大家都知道,CD的容量只有700MB左右,而DVD則可以達(dá)到4.7GB,而藍(lán)光光盤更是可以達(dá)到25GB。它們之間的容量差別,同其相關(guān)的激光光束的波長密切相關(guān)。 一般而言,光盤片的記錄密度受限于讀出的光點(diǎn)大小,即光學(xué)的繞射極限(Diffraction Limit) ,其中包括激光波長λ,物鏡的數(shù)值孔徑NA。所以傳統(tǒng)光盤技術(shù)要提高記錄密度,一般可使用短波長激光或提高物鏡的數(shù)值孔徑使光點(diǎn)縮小,例如CD(780nm,NA:0.45)提升至DVD(650nm,NA:0.6),再到Blu-ray Disc盤片(405nm,NA:0.85),如圖2所示。 對于CD光盤,其激光波長為780nm,物鏡的數(shù)值孔徑NA為0.45,激光束會集到一點(diǎn)的距離需要1.2mm,這就決定了CD光盤基板的厚度為1.2mm。不管是CD光盤的基板過厚,還是過薄,激光束都不能會集到一點(diǎn),從而嚴(yán)重影響數(shù)據(jù)的燒錄和讀取。 從圖2中我們可以看到,DVD光盤的激光波長為650nm,物鏡的數(shù)值孔徑NA為0.6,而激光束會集到一點(diǎn)的距離只需要0.6mm,這決定DVD光盤基板的厚度為0.6mm。不過,0.6mm的厚度太薄,其制造出來的光盤也會因為太薄而容易折斷。因此,在DVD的實(shí)際制造過程中,會把兩片0.6mm厚的基板迭合在一起,共同組成1.2mm的厚度。當(dāng)然,在這種情況下,只有一片基板在記錄數(shù)據(jù),而另一片基板則完全起保護(hù)的作用。 光盤的發(fā)展趨勢是向高容量存儲(如去年開始面世的DVD+R DL產(chǎn)品),業(yè)界的技術(shù)研發(fā)也以此為導(dǎo)向。 現(xiàn)在,已經(jīng)出現(xiàn)了單面雙層的DVD盤片。單面雙層盤片(DVD+R Double Layer)是利用激光(Laser beam)聚焦的位置不同,在同一面上制作兩層記錄層,單面雙層盤片在第一層及第二層的激光功率(Writing Power)相同(激光功率為<30mW),反射率(Reflectivity)也相同(反射率為18%~30%),刻錄時,可從第一層連續(xù)刻錄到第二層,實(shí)現(xiàn)資料刻錄不間斷。光盤尺寸 普通標(biāo)準(zhǔn) 120 型光盤 尺寸:外徑 120mm、內(nèi)徑 15mm 厚度:1.2mm 容量:DVD 4.7GB;CD 650MB/700MB/800MB/890MB 小團(tuán)圓盤 80 型光盤 尺寸:外徑 80mm,內(nèi)徑 21mm 厚度:1.2 mm 容量:39--54MB 不等 名片光盤 尺寸:外徑 56mmX86mm,60mmX86mm 內(nèi)徑 22mm 厚度:1.2 mm 容量:39--54MB 不等 雙弧形光盤 尺寸:外徑 56mmX86mm,60mmX86mm 內(nèi)徑 22mm 厚度:1.2 mm 容量:30MB/50MB 異型光盤 尺寸: 可定制 厚度: 1.2mm 容量: 50MB/87MB/140MB/200MB光盤讀取技術(shù) 1)CLV技術(shù):(Constant-Linear-Velocity)恒定線速度讀取方式。在低于12倍速的光驅(qū)中使用的技術(shù)。它是為了保持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸率不變,而隨時改變旋轉(zhuǎn)光盤的速度。讀取內(nèi)沿數(shù)據(jù)的旋轉(zhuǎn)速度比外部要快許多。 2) CAV技術(shù):(Constant-Angular-Velocity)恒定角速度讀取方式。它是用同樣的速度來讀取光盤上的數(shù)據(jù)。但光盤上的內(nèi)沿數(shù)據(jù)比外沿數(shù)據(jù)傳輸速度要低,越往外越能體現(xiàn)光驅(qū)的速度,倍速指的是最高數(shù)據(jù)傳輸率。 3) PCAV技術(shù):(Partial-CAV)區(qū)域恒定角速度讀取方式。是融合了CLV和CAV的一種新技術(shù),它是在讀取外沿數(shù)據(jù)采用CAV技術(shù),在讀取內(nèi)沿數(shù)據(jù)采用CAV技術(shù),提高整體數(shù)據(jù)傳輸?shù)乃俣取?div id="8q4ci6u" class="titord">光盤分類
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