光盤(pán)

目錄
·光盤(pán)概述
·光盤(pán)原理
·光盤(pán)為何如此��？
·光盤(pán)尺寸
·光盤(pán)讀取技術(shù)
·光盤(pán)分類(lèi)
·光盤(pán)的發(fā)展





光盤(pán)概述
　　由于軟盤(pán)的容量小，光盤(pán)憑借大容量得以廣泛使用。我們聽(tīng)的CD是一種光盤(pán)，看的VCD也是一種光盤(pán)。
　　現(xiàn)在一般的硬盤(pán)容量在3GB到3TB之間，軟盤(pán)的容量為1.44MB多，CD光盤(pán)的最大容量大約是650MB，DVD盤(pán)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(pán)的存儲(chǔ)原理比較特殊，里面存儲(chǔ)的信息不能被輕易地改變。也就是說(shuō)我們常見(jiàn)的光盤(pán)生產(chǎn)出來(lái)的時(shí)候是什么樣，就一直是那樣了那我們有沒(méi)有辦法把自己寫(xiě)的文章存在光盤(pán)上呢？
　　有一種特殊的光盤(pán)CD-R是可以寫(xiě)的，但需要使用"光盤(pán)刻錄機(jī)"才能把文章寫(xiě)到CD-R光盤(pán)上。
　　說(shuō)到這里，我們來(lái)想一下，光盤(pán)是屬于內(nèi)存儲(chǔ)器還是外存儲(chǔ)器呢？要記住，我們所說(shuō)的內(nèi)部存儲(chǔ)器就是內(nèi)存，而外部存儲(chǔ)器都是可以電腦中拆卸下來(lái)的。常見(jiàn)的外部存儲(chǔ)器有硬盤(pán)、光盤(pán)、軟盤(pán)。
光盤(pán)原理
　　光盤(pán)是如何造出來(lái)的？面對(duì)這個(gè)問(wèn)題，可能很多人都沒(méi)有辦法回答出來(lái)。我們的臺(tái)式電腦，可以通過(guò)組裝的形式來(lái)制造，例如把處理器、內(nèi)存、硬盤(pán)、主板等配件，安裝在機(jī)箱里，就形成了一臺(tái)電腦。而一塊主板則是通過(guò)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(pán)，它又如何才能制造出來(lái)呢？
　　要了解光盤(pán)的制造原理，首先就要了解光盤(pán)的結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)同制造過(guò)程密切相關(guān)。大家都知道，光盤(pán)只是一個(gè)統(tǒng)稱(chēng)，它分成兩類(lèi)，一類(lèi)是只讀型光盤(pán)，其中包括CD-Audio、CD-Video、CD-ROM、DVD-Audio、DVD-Video、DVD-ROM等；另一類(lèi)是可記錄型光盤(pán)，它包括CD-R、CD-RW、DVD-R、DVD＋R、DVD＋RW、DVD-RAM、Double layer DVD＋R等各種類(lèi)型。
　　根據(jù)光盤(pán)結(jié)構(gòu)，光盤(pán)主要分為CD、DVD、藍(lán)光光盤(pán)等幾種類(lèi)型，這幾種類(lèi)型的光盤(pán)，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(pán)和可記錄的CD光盤(pán)在結(jié)構(gòu)上沒(méi)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(pán)為例進(jìn)行講解。
　　我們常見(jiàn)的CD光盤(pán)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(pán)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(shuō)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(wú)毒性。一般來(lái)說(shuō)，基板是無(wú)色透明的聚碳酸酯板，在整個(gè)光盤(pán)中，它不僅是溝槽等的載體，更是整體個(gè)光盤(pán)的物理外殼。CD光盤(pán)的基板厚度為1.2mm、直徑為120mm，中間有孔，呈圓形，它是光盤(pán)的外形體現(xiàn)。光盤(pán)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(guò)，對(duì)于光盤(pán)而言，卻并不相同。如果你把光盤(pán)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(shuō)明的是，在基板方面，CD、CD－R、CD－RW之間是沒(méi)有區(qū)別的。
　　2.記錄層(染料層)
　　這是燒錄時(shí)刻錄信號(hào)的地方,其主要的工作原理是在基板上涂抹上專(zhuān)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(zhǎng)度的信號(hào)時(shí),通過(guò)反射率的變化形成0與1信號(hào)，借以讀取信息。目前市場(chǎng)上存在三大類(lèi)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(pán)主要采用(酞菁)有機(jī)染料，當(dāng)此光盤(pán)在進(jìn)行燒錄時(shí)，激光就會(huì)對(duì)在基板上涂的有機(jī)染料，進(jìn)行燒錄，直接燒錄成一個(gè)接一個(gè)的"坑"，這樣有"坑"和沒(méi)有"坑"的狀態(tài)就形成了‘0&＃039;和‘1&＃039;的信號(hào)，這一個(gè)接一個(gè)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(pán)不能重復(fù)擦寫(xiě)。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(shuō)明的是，對(duì)于可重復(fù)擦寫(xiě)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(shí)，就不是燒成一個(gè)接一個(gè)的"坑"，而是改變碳性物質(zhì)的極性，通過(guò)改變碳性物質(zhì)的極性，來(lái)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(pán)可以重復(fù)擦寫(xiě)。
　　3.反射層
　　這是光盤(pán)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(pán)片中的資料。其材料為純度為99.99%的純銀金屬。
　　這個(gè)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(huì)反射回去。一般來(lái)說(shuō)，我們的光盤(pán)可以當(dāng)作鏡子用，就是因?yàn)橛羞@一層的緣故。
　　4.保護(hù)層
　　它是用來(lái)保護(hù)光盤(pán)中的反射層及染料層防止信號(hào)被破壞。材料為光固化丙烯酸類(lèi)物質(zhì)。另外現(xiàn)在市場(chǎng)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(pán)片的客戶標(biāo)識(shí)、容量等相關(guān)資訊的地方，這就是光盤(pán)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(pán)的作用。
光盤(pán)為何如此��？
　　從主要結(jié)構(gòu)來(lái)講，CD、DVD光盤(pán)的結(jié)構(gòu)是一致的，只不過(guò)，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(pán)的厚度為1.2mm，這個(gè)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(pán)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(pán)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(zhǎng)密切相關(guān)。
　　一般而言，光盤(pán)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(zhǎng)λ，物鏡的數(shù)值孔徑NA。所以傳統(tǒng)光盤(pán)技術(shù)要提高記錄密度，一般可使用短波長(zhǎng)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(pán)片(405nm，NA：0.85)，如圖2所示。
　　對(duì)于CD光盤(pán)，其激光波長(zhǎng)為780nm，物鏡的數(shù)值孔徑NA為0.45，激光束會(huì)集到一點(diǎn)的距離需要1.2mm，這就決定了CD光盤(pán)基板的厚度為1.2mm。不管是CD光盤(pán)的基板過(guò)厚，還是過(guò)薄，激光束都不能會(huì)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(pán)的激光波長(zhǎng)為650nm，物鏡的數(shù)值孔徑NA為0.6，而激光束會(huì)集到一點(diǎn)的距離只需要0.6mm，這決定DVD光盤(pán)基板的厚度為0.6mm。不過(guò)，0.6mm的厚度太薄，其制造出來(lái)的光盤(pán)也會(huì)因?yàn)樘�薄而容易折斷。因此，在DVD的實(shí)際制造過(guò)程中，會(huì)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(pán)的發(fā)展趨勢(shì)是向高容量存儲(chǔ)(如去年開(kāi)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(pán)片。單面雙層盤(pán)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(pán)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(shí)，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(pán)尺寸
　　普通標(biāo)準(zhǔn) 120 型光盤(pán)
　　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(pán) 80 型光盤(pán)
　　尺寸：外徑 80mm，內(nèi)徑 21mm
　　厚度：1.2 mm
　　容量：39--54MB 不等
　　名片光盤(pán)
　　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(pán)
　　尺寸：外徑 56mmX86mm，60mmX86mm 內(nèi)徑 22mm
　　厚度：1.2 mm
　　容量：30MB/50MB
　　異型光盤(pán)
　　尺寸： 可定制
　　厚度： 1.2mm
　　容量： 50MB/87MB/140MB/200MB
光盤(pán)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(shí)改變旋轉(zhuǎn)光盤(pán)的速度。讀取內(nèi)沿?cái)?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(lái)讀取光盤(pán)上的數(shù)據(jù)。但光盤(pán)上的內(nèi)沿?cái)?shù)據(jù)比外沿?cái)?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?cái)?shù)據(jù)采用CAV技術(shù)，在讀取內(nèi)沿?cái)?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="xmuzpiz" class="titord">光盤(pán)分類(lèi)