CD-диски: история создания и эволюции. Часть 2
С тех времен, когда появились первые компакт-диски, минуло много лет. Надо признать, что они сейчас далеко не так востребованы, как ранее. И все-таки этот формат носителя не забыт. Он получил дальнейшее развитие.
Как работает CD-диск
Затем еще один слой – из металла. Порой используются золото либо серебро. Но в большинстве случаев это алюминий. Слой металла имеет защиту из лака, а графика наносится именно на этот слой. Подложка является защитой металлического слоя, поскольку уж очень глубокие царапины считыванию помешают.
ВАЖНО! Для хранения данных на диска используется формат Red Book. Если есть ошибки при считывании, то они будут скорректированы. Для этого применяется код Рида-Соломона. И потому небольшие царапины не помешают читаемости диска.
Данные, которые записываются на диск, имеют вид спиральной дорожки. Она образуется из питов, то есть углублений. Они выдавливаются в основе из поликарбоната. Глубина каждого пита — это примерно 100 нм, их ширина — 500 нм. В длину пит может составлять от 850 нм до 3,5 мкм.
Питы служат для того, чтобы рассеивать либо поглощать свет. Подложка необходима для отражения. Значит, записанный диск – это прекрасный образец отражательной дифракционной решетки.
Считывание диска происходит при помощи луча лазера с длиной волны в 780 нм. Он исходит от полупроводникового лазера. Суть процесса в том, чтобы регистрировать перемены в интенсивности отраженного света. Когда луч лазера касается информационного слоя, размер светового пятна составляет 1,2 мкм.
ВАЖНО! Наиболее сильный сигнал проходит регистрацию между питами. При касании пита регистрируется наименьшая интенсивность света. Такие перепады интенсивности будут преобразованы в электрический сигнал, который и фиксирует аппаратура.
Процесс создания CD-диска
Данные записываются с применением луча лазера. При создании пита нужно увеличить мощность лазера, в результате идет разрушение химических связей молекул фоторезистивного материала. И происходит его застывание.
Фоторезистивный материал травят различными методами. От плазмы до кислоты. С матрицы должны быть удалены те области, которые не были затронуты лазерным воздействием. Диск отправляется в гальваническую ванну. И там на поверхности диска появляется слой никеля.
ВАЖНО! Затем идет штамповка дисков. Их отливают под давлением. Исходным материалом служит диск из стекла. А потом идет напыление металла на информационный слой. Внешняя сторона покрывается защитным лаком, и на нем уже должно быть нанесено графическое изображение.
Переход к дискам CD-RW
CD-RW напоминает обычный CD. У него похожая структура. И принцип действия – тоже. Однако записывающий слой у него отличается. Он представляет собой специализированный сплав халькогенидов. В большинстве случаев применяется серебро, индий, сурьма, теллур. Сплав, когда нагревается выше температуры плавления, делает переход из состояния кристаллического в аморфное.
ВАЖНО! В конкретном случае фазовый переход обратимый. Это и есть база для того, чтобы выполнить перезапись диска. Активный слой диска – это лишь 0,1 мкм. И на это вещество можно легко воздействовать лазером.
Процесс записи осуществляется под воздействием луча лазера. Активный слой в данной ситуации переходит в расплав. Затем тепло переходит в подложку, и указанный расплав становится аморфным.
Аморфные отрезки меняют характеристики. Например, диэлектрическую проницаемость, коэффициент отражения и, конечно, интенсивность света, который отражается. Именно эта характеристика содержит информацию о записи на диске. Считывание осуществляется с использованием лазера, у которого мощность меньше, и потому он не может как-либо влиять на активный слой. Ведь во время записи тот прогревается до 200 градусов Цельсия. И потому активный слой может опять выполнить фазовый переход в кристаллическое состояние.
ВАЖНО! Неоднократное применение CD-RW связано с тем, что рабочий слой рано или поздно механически устает. Вот почему инженеры, которые создавали данную технологию, применяли вещества, у которых пониженный коэффициент накопления усталости. В итоге качественный CD-RW способен выдержать примерно тысячу циклов перезаписи.
DVD — переход на новый уровень
Поначалу такие диски с повышенной емкостью разрабатывались одновременно несколькими компаниями. И было два основных, независимых друг от друга, направления:
— Multimedia Compact Disc (разрабатывали компании Philips и Sony),
— Super Disc (сразу 8 корпораций, включая Toshiba и Time Warner).
Пройдет некоторое время, и эти 2 направления под влиянием корпорации IBM сольются в одно. Корпорация убедила партнеров не возвращаться к принципам времен известной «войны форматов». В то время яростно сражались за приоритет стандарты видеокассет «Video Home System» и «Бетамакс».
ВАЖНО! Новая технология была анонсирована в сентябре 1995 года. Тогда же разработчики обнародовали ее спецификации. Но пишущий DVD-привод впервые вышел на рынок только в 1997 году.
Добиться увеличения емкости записи, когда сохраняются прежние размеры диска, смогли за счет применения красного лазера, у которого длина волны 650 нм. При этом шаг дорожки получается в вдвое меньше по сравнению с CD. Он составляет всего 0,74 мкм.
Более современная технология — Blu-Ray
Технология предполагает применение коротковолнового синего (сине-фиолетового) лазера с длиной волны 405 нм. Отсюда и произошло ее название.
Применение подобного лазера позволило сузить дорожку до 0,32 мкм и при этом добиться увеличения плотности записи данных. Скорость считывания диска при этом выросла до 432 Мбит/с.
ВАЖНО! Букву «е» из названия удалили. Ведь выражение blue ray в английском языке общеупотребительное. И его нельзя запатентовать. Так появились диски Blu-Ray.
Оптические диски совершенствуют и далее. Этим продолжают заниматься различные технологические компании. В частности, Sony и Panasonic в 2016 году добились увеличения емкости оптических носителей до 3,3 ТБ. Работоспособность таких дисков якобы сохраняется вплоть до 100 лет.
И все-таки оптические диски постепенно становятся все менее популярными. Поскольку Интернет и облачные технологии активно развиваются, то потребность у пользователей накапливать данные на дисках пропадает.
|
|