Лекция7_CD

Оптические компакт-диски
Технология штампованных дисков
Пластина из полированного стекла Ø 240 мм,
толщиной 6 мм покрывается слоем фоторезиста 150 мкм и обжигается 30 мин. при 80°
Диск погружается в раствор NaOH, и
экспонированные участки растворяются
С помощью гальванопластики
осаждается слой Ni сплава
Металлическая матрица
отделяется от стеклянной основы.
Штамповка: поликарбонатная
масса, 18 г, 350°.
Напыляется отражающее
покрытие 0.05 – 0.1 мкм
6 – 7 мкм акриловый лак,
затвердевающий в УФ лучах
0.4
0.74
0.4
1.9
DVD отличается более высокой плотностью записи
Внешняя геометрия дисков
CD
1.2 мм
DVD
1.2 мм
Диск DVD тоньше, но
окончательный размер
«дополняется» до
стандартного 1.2 мм.
Тонкие DVD могут
«объединяться» в
многослойные
двусторонние диски
Оптическая схема считывания
Информационный
слой
Диск
Линза
Пластинка λ/4
Фотоприемник
Поляризационный
светоделитель
Лазер
Переходы «впадина – площадка»
(изменение отраженной
мощности) интерпретируются как
1, участки постоянного отражения
– как 0
ЧТЕНИЕ МНОГОСЛОЙНЫХ ДИСКОВ
Радиус фокального пятна a  0.61

n sin 
nsinα : числовая апертура
0.3 мм
α
0.3 мм
1 мм
1.3 мм
1.06 мкм (CD)
a=
0.66 мкм (DVD)
Формирование информационного сигнала
Интенсивность волны
Впадина
λ/4n
Площадка
Профиль дорожки
При падении света на площадку – зеркальное отражение
При падении на впадину отраженный свет состоит из двух частей:
одна – отражение от впадины, другая – от площадки.
Между ними разность хода полволны: значительное ослабление
Параметры оптических дисков разных типов
Параметр
CD
DVD
1-слойный
Скорость 1х, м/с
1.3
3.49
Длина волны лазера, нм
780
650
Ширина впадины (pit), мкм
0.6
0.4
Глубина впадины, мкм
0.125
0.105
Длина впадины, мкм
0.9 … 3.3
0.4 … 1.87
0.44 … 2.05
Длина одного бита, мкм
0.67
0.133
0.147
Шаг дорожки, мкм
1.6
0.74
Число витков на мм
625
1351
Общая длина дорожки, м
5772
11836
Емкость, ГБ
0.65
4.7
Числовая апертура линзы
0.45
0.6
Радиус фокального пятна, мкм
1.06
0.66
DVD
2-слойный
Blu-ray
405
0.16 (0.138)
0.32
8.5
27 … 54
0.85
0.66
0.29
Записываемые CD/DVD диски
Колебания дорожки (0.03 мкм)
содержат установочную информацию
Запись новой информации – в
выступах или в выступах и желобках
При записи мощность лазера в 10 раз больше. Импульсы лазера
нагревают краситель до 250° - 300°, он становится непрозрачным.
Отражение от экспонированных участков значительно слабее
(«впадины»).
Цвет диска определяется цветом красителя и связан с другими его свойствами:
Желтые и синие диски требовательны к вариациям мощности
лазера, срок хранения до 100 лет
Зеленые – менее требовательны, но срок хранения 25 – 50 лет
Слой записи – сплав AgInSbTe. В нормальном состоянии поликристалл, суммарный
коэффициент отражения диска ~20%.
При записи лазерный луч нагревает слой до 500° - 700°, он плавится и переходит в
аморфное состояние. Отражение участка ~5%.
Для стирания – меньшая мощность, слой записи нагревается до ~200°.
Кристаллическая структура восстанавливается.
Диски CD-RW имеют меньшую скорость записи и более слабый сигнал.
До 1000 перезаписей
DVD-RAM, DVD-RW, DVD-R, DVD+R, DVD+RW – различные форматы.
Blu-ray с самого начала создавался как перезаписываемый диск.