根据光盘结构,光盘主要分为CD、DVD、蓝光光盘等几种类型,这几种类型的光盘,在结构上有所区别,但主要结构原理是一致的。而只读的CD光盘和可记录的CD光盘在结构上没有区别,它们主要区别在材料的应用和某些制造工序的不同,DVD方面也是同样的道理。现在,我们就以CD光盘为例进行讲解。
我们常见的CD光盘非常薄,它只有1.2mm厚,但却包括了很多内容。从图1中可以看出,CD光盘主要分为五层,其中包括基板、记录层、反射层、保护层、印刷层等。现在,我们分别进行说明。
1.基板
它是各功能性结构(如沟槽等)的载体,其使用的材料是聚碳酸酯(PC),冲击韧性极好、使用温度范围大、尺寸稳定性好、耐候性、无毒性。一般来说,基板是无色透明的聚碳酸酯板,在整个光盘中,它不仅是沟槽等的载体,更是整体个光盘的物理外壳。CD光盘的基板厚度为1.2mm、直径为120mm,中间有孔,呈圆形,它是光盘的外形体现。光盘之所以能够随意取放,主要取决于基板的硬度。
在读者的眼里,基板可能就是放在最底部的部分。不过,对于光盘而言,却并不相同。如果你把光盘比较光滑的一面(激光头面向的一面)面向你自己,那最表面的一面就是基板。需要说明的是,在基板方面,CD、CD-R、CD-RW之间是没有区别的。
2.记录层(染料层)
这是刻录时刻录信号的地方,其主要的工作原理是在基板上涂抹上专用的有机染料,以供激光记录信息。由于刻录前后的反射率不同,经由激光读取不同长度的信号时,通过反射率的变化形成0与1信号,借以读取信息。目前市场上存在三大类有机染料:花菁(Cyanine)、酞菁 (Phthalocyanine) 及偶氮 (AZO) 。
目前,一次性记录的CD-R光盘主要采用(酞菁)有机染料,当此光盘在进行刻录时,激光就会对在基板上涂的有机染料,进行刻录,直接刻录成一个接一个的“坑”,这样有“坑”和没有“坑”的状态就形成了‘0'和‘1'的信号,这一个接一个的“坑”是不能回复的,也就是当烧成“坑”之后,将永久性地保持现状,这也就意味着此光盘不能重复擦写。这一连串的“0”、“1”信息,就组成了二进制代码,从而表示特定的数据。
在这里,需要特别说明的是,对于可重复擦写的CD-RW而言,所涂抹的就不是有机染料,而是某种碳性物质,当激光在刻录时,就不是烧成一个接一个的“坑”,而是改变碳性物质的极性,通过改变碳性物质的极性,来形成特定的“0”、“1”代码序列。这种碳性物质的极性是可以重复改变的,这也就表示此光盘可以重复擦写。
3.反射层
这是光盘的第三层,它是反射光驱激光光束的区域,借反射的激光光束读取光盘片中的资料。其材料为纯度为99.99%的纯银金属。
这个比较容易理解,它就如同我们经常用到的镜子一样,此层就代表镜子的银反射层,光线到达此层,就会反射回去。一般来说,我们的光盘可以当作镜子用,就是因为有这一层的缘故。
4.保护层
它是用来保护光盘中的反射层及染料层防止信号被破坏。材料为光固化丙烯酸类物质。另外现在市场使用的DVD+/-R系列还需在以上的工艺上加入胶合部份。
5.印刷层
印刷盘片的客户标识、容量等相关资讯的地方,这就是光盘的背面。其实,它不仅可以标明信息,还可以起到一定的保护光盘的作用。
光盘为何如此薄?
从主要结构来讲,CD、DVD光盘的结构是一致的,只不过,它们的厚度和用料有所不同。在上面的介绍中,我们提到CD光盘的厚度为1.2mm,这个厚度是否可以改变?回答是否定的。
在实际应用中,读取和刻录CD、DVD、蓝光光盘的激光是不同的。大家都知道,CD的容量只有700MB左右,而DVD则可以达到4.7GB,而蓝光光盘更是可以达到25GB。它们之间的容量差别,同其相关的激光光束的波长密切相关。
一般而言,光盘片的记录密度受限于读出的光点大小,即光学的绕射极限(Diffraction Limit) ,其中包括激光波长λ,物镜的数值孔径NA。所以传统光盘技术要提高记录密度,一般可使用短波长激光或提高物镜的数值孔径使光点缩小,例如CD(780nm,NA:0.45)提升至DVD(650nm,NA:0.6),再到Blu-ray Disc盘片(405nm,NA:0.85).
对于CD光盘,其激光波长为780nm,物镜的数值孔径NA为0.45,激光束会集到一点的距离需要1.2mm,这就决定了CD光盘基板的厚度为1.2mm。不管是CD光盘的基板过厚,还是过薄,激光束都不能会集到一点,从而严重影响数据的刻录和读取。
DVD光盘的激光波长为650nm,物镜的数值孔径NA为0.6,而激光束会集到一点的距离只需要0.6mm,这决定DVD光盘基板的厚度为0.6mm。不过,0.6mm的厚度太薄,其制造出来的光盘也会因为太薄而容易折断。因此,在DVD的实际制造过程中,会把两片0.6mm厚的基板迭合在一起,共同组成1.2mm的厚度。当然,在这种情况下,只有一片基板在记录数据,而另一片基板则完全起保护的作用。
光盘的发展趋势是向高容量存储(如去年开始面世的DVD+R DL产品),业界的技术研发也以此为导向。
现在,已经出现了单面双层的DVD盘片。单面双层盘片(DVD+R Double Layer)是利用激光(Laser beam)聚焦的位置不同,在同一面上制作两层记录层,单面双层盘片在第一层及第二层的激光功率(Writing Power)相同(激光功率为<30mW),反射率(Reflectivity)也相同(反射率为18%~30%),刻录时,可从第一层连续刻录到第二层,实现资料刻录不间断。
在母盘(聚乙烯或聚碳酸脂材料用的比较多)在覆盖一层高功率光敏材料,即通常需要功率比较大的照射才能够使其发生发应,同时涂层上还有一层稳定剂,该稳定剂的类型就决定了颜色,而这个颜色将表现在盘未使用之前看起来的颜色。镭射一词是繁体中文对于Laser的解释,在简体中文中称之为激光。
激光其实就是一种高功率光源,并且他的频率比较稳定,所以可以辐射出在一定准确范围内的电磁波。
正因为如此,光盘刻录机或读盘设备必须使用激光,而刻录机则需要更高功率的激光器以使盘片中的感光材料发生反映,当完成刻录过程后,还需要用一个特定频率重新照射,这样即可使稳定剂发生作用从而使盘片内记录的数据保存下来。
激光照射在感光材料上时事实上就是照出了很多凹凸的位置,这样凸表示1,凹表示0,按照2进读法读出来之后解码即可读到数据了。
光盘的工作原理
明亮如镜的光盘是用极薄的铝质或金质音膜加上聚氯乙烯塑料保护层制作而成的。 与软盘和硬盘一样,光盘也能以二进制数据(由“0”和“1”组成的数据模式)的形式存储文件和音乐信息。要在光盘上存储数据,首先必须借助电脑将数据转换成二进制,然后用激光将数据模式灼刻在扁平的、具有反射能力的盘片上。激光在盘片上刻出的小坑代表“1”,空白处代表“0”。
在从光盘上读取数据的时候,定向光束(激光)在光盘的表面上迅速移动。从光盘上读取数据的电脑或激光唱机会观察激光经过的每一个点,以确定它是否反射激光。如果它不反射激光(那里有一个小坑),那么电脑就知道它代表一个“1”。如果激光被反射回来,电脑就知道这个点是一个“0”。然后,这些成千上万、或者数以百万计的“ l”和“0”又被电脑或激光唱机恢复成音乐、文件或程序。
以下是光盘刻录工作原理:
http://www.cd-expert.com.cn/record/24.htm
1。先说硬盘,硬盘属于精密仪器,禁不起磕碰,而且长期使用容易出现坏道,到时候有可能数据不保。可以保存临时数据,不建议保存重要数据。2。移动硬盘,只不过是硬盘加了一个硬盘盒罢了,顾名思义嘛,移动硬盘是要经常移动的,主要是在电脑之间传导大文件的,不是用来保存数据的,以下和1一样就不再说了。从经济角度来讲,花几百大洋却用来保存数据怎么也不太合适。可靠性还不如硬盘高
2。光盘。如果要长期保存重要数据的话还是建议选用质量好的光盘来保存,从存储文件这点来看的话,用光盘保存数据更加保险,总不会象硬盘一摔就坏。可是一定要选大厂名牌光盘,质量有保证,要想保存的好还要避潮,避磁,避热,通风,还有要将光盘树着放,大不了再买一个质量好的光盘箱或光盘盒子。注意点的话保存10年不成问题。
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