CD optik mulai tersedia untuk umum pada tahun 1982, prototipenya dirilis lebih awal - pada tahun 1979. Awalnya, CD dikembangkan sebagai pengganti cakram vinil, sebagai media yang lebih berkualitas dan dapat diandalkan. Cakram laser diyakini merupakan hasil kerja sama antara tim dari dua perusahaan teknologi - Sony Jepang dan Philips Belanda.
Pada saat yang sama, teknologi dasar “laser dingin”, yang memungkinkan munculnya cakram laser, dikembangkan oleh para ilmuwan Soviet. и . Mereka dianugerahi Hadiah Nobel atas penemuan mereka. Teknologi ini semakin berkembang, dan pada tahun 70an Philips mengembangkan metode untuk merekam CD, yang menandai dimulainya CD. Pertama, para insinyur perusahaan menciptakan ALP (audio long play) sebagai alternatif dari piringan hitam.
Diameter cakram ALP kira-kira 30 sentimeter. Beberapa saat kemudian, para insinyur mengurangi diameter cakram, dan waktu pemutaran dikurangi menjadi 1 jam. Cakram laser dan perangkat pemutarannya adalah yang pertama Philips pada tahun 1979. Setelah itu, perusahaan mulai mencari mitra untuk mengerjakan proyek lebih lanjut - para pengembang melihat teknologi tersebut sebagai teknologi internasional, dan sulit untuk mengembangkannya ke tingkat yang diperlukan dan mempopulerkannya sendiri.
Awal dari segalanya
Pihak manajemen memutuskan untuk mencoba menjalin kontak dengan perusahaan teknologi asal Jepang, yang saat itu negara ini berada di garda depan teknologi hi-end. Untuk melakukan hal ini, delegasi Philips pergi ke negara tersebut dan berhasil bertemu dengan presiden Sony, yang tertarik dengan teknologi tersebut.
Hampir seketika itu juga terjadi sebuah tim insinyur Philips-Sony, mereka mengembangkan spesifikasi pertama dari teknologi tersebut. Wakil presiden Sony bersikeras untuk meningkatkan volume disk; dia ingin compact tersebut dapat menampung simfoni kesembilan Beethoven, yang volume disknya diperluas dari 1 jam menjadi 74 menit (ada juga yang berpendapat bahwa ini hanya kisah pemasaran yang indah). Jumlah data yang dapat ditampung pada disk tersebut adalah 640 MB. Para insinyur juga telah mengembangkan parameter kualitas suara. Misalnya, frekuensi sampling sinyal stereo diatur pada 44,1 kHz (untuk satu saluran 22,05 kHz) dengan lebar bit masing-masing 16 bit. Ini adalah bagaimana standar Buku Merah muncul.
Nama teknologi baru ini tidak muncul secara tiba-tiba - ia dipilih dari beberapa pilihan, antara lain Minirack, Mini Disc, Compact Rack. Hasilnya, pengembang menggabungkan kedua judul tersebut, menghasilkan Compact Disc hybrid. Yang paling penting, nama ini dipilih karena semakin populernya kaset audio (teknologi ).
Philips dan Sony juga memainkan peran penting dalam mengembangkan spesifikasi compact disc digital pertama, yang disebut Buku Kuning atau CD-ROM. Spesifikasi baru memungkinkan untuk menyimpan tidak hanya audio, tetapi juga data teks dan grafik pada disk. Jenis disk ditentukan secara otomatis saat membaca header. Masalahnya adalah CD yang sesuai dengan Buku Kuning hanya dapat bekerja dengan jenis drive tertentu, yang tidak universal.
Pada tanggal 17 Agustus 1982, CD pertama dirilis di pabrik Philips di Langenhagen, Jerman. Album ini direkam di sana kelompok ABBA. Perlu dicatat bahwa lapisan pernis pada cakram pertama tidak berkualitas tinggi, sehingga pembeli compact sering merusaknya. Seiring waktu, kualitas disk meningkat. Selama beberapa tahun pertama mereka digunakan secara eksklusif pada peralatan hi-fi, mereka digunakan sebagai pengganti piringan hitam dan kaset.
Sejak tahun 2000, disk 700 MB mulai dijual, yang memungkinkan untuk merekam audio dengan total durasi hingga 80 menit. Mereka sepenuhnya mendorong drive 650 MB keluar dari pasar. Ada juga media 800 MB, tetapi tidak cocok untuk semua drive, sehingga disk tersebut tidak tersebar luas. Jumlah ruang yang tersedia untuk penyimpanan data dapat ditingkatkan dengan mengurangi jarak antar trek. Jadi, misalnya untuk disk dengan kapasitas 650 MB, jarak antar track adalah 1,7 mikron, dan untuk disk 800 MB angka ini dikurangi menjadi 1,5 mikron. Selain itu, kecepatannya adalah 1,41 m/s, dan kecepatannya adalah 1,39 m/s.
Bagaimana itu bekerja
Disk terdiri dari beberapa lapisan. Substratnya polikarbonat, ketebalannya 1,2 mm, diameter 120 mm. Lapisan lain ditempatkan pada substrat - logam (bisa berupa emas, perak atau, paling sering, aluminium). Selanjutnya, lapisan logam dilindungi dengan pernis, di mana grafik diterapkan. Substrat secara andal melindungi lapisan logam, sehingga goresan yang sangat dalam mengganggu pembacaan. Diameter lubang pada piringan adalah 15 mm.
Format penyimpanan data untuk disk - (dibahas di atas). Kesalahan pembacaan diperbaiki dengan menggunakan kode Reed-Solomon, sehingga goresan ringan tidak mengurangi keterbacaan disk.
Data ditulis ke disk dalam bentuk jalur spiral yang disebut lubang (ceruk), yang diekstrusi ke dalam dasar polikarbonat. Kedalaman setiap lubang kira-kira 100 nm dan lebarnya 500 nm. Panjang lubang dari 850 nm hingga 3,5 µm. Lubang-lubang tersebut menyebarkan atau menyerap cahaya, dan memantulkan substrat. Dengan demikian, disk yang direkam adalah contoh yang sangat baik dari kisi difraksi reflektif.
Disk dibaca menggunakan sinar laser dengan panjang gelombang 780 nm yang dipancarkan oleh laser semikonduktor. Prinsip pembacaannya adalah mencatat perubahan intensitas cahaya yang dipantulkan. Dengan demikian, sinar laser menyatu pada lapisan informasi, diameter titik cahaya dalam hal ini adalah 1,2 mikron. Sinyal maksimum direkam antar pit. Jika mengenai lubang, intensitas cahaya yang dicatat lebih rendah. Perubahan intensitas diubah menjadi sinyal listrik yang digunakan peralatan untuk beroperasi.
Bagaimana disk dibuat
- Tahap pertama adalah mempersiapkan data untuk diluncurkan ke dalam seri;
- Fotolitografi merupakan tahap kedua dan merupakan proses pembuatan stempel cakram. Pertama, disk kaca dibuat, di mana lapisan bahan photoresist diterapkan, dan informasi dicatat di dalamnya. Bahan tersebut mengubah sifat fisik dan kimianya di bawah pengaruh cahaya;
- Data direkam menggunakan sinar laser. Ketika kekuatan laser meningkat (bila perlu membuat lubang), ikatan kimia molekul bahan photoresist hancur dan membeku;
- Photoresist tergores (dengan cara yang berbeda, dari plasma ke asam), area yang tidak terkena laser dikeluarkan dari matriks;
- Disk ditempatkan dalam wadah galvanik, di mana lapisan nikel diendapkan pada permukaannya;
- Cakram tersebut dicap dengan cetakan injeksi, menggunakan cakram kaca asli sebagai bahan sumbernya;
- Selanjutnya, logam disemprotkan ke lapisan informasi;
- Pernis pelindung diterapkan ke sisi luar, di mana gambar grafis sudah diterapkan.
Bagaimana dengan CD-RW?
CD-RW adalah jenis compact disc yang diperkenalkan pada tahun 1997. Standar ini awalnya disebut (CD-E, Compact Disc Dapat Dihapus).
Ini merupakan terobosan nyata dalam bidang pencatatan dan penyimpanan informasi. Bagaimanapun, mendapatkan media penyimpanan yang murah dan luas adalah impian ribuan insinyur dan pengguna. CD-RW memiliki struktur dan prinsip pengoperasian yang mirip dengan CD biasa, tetapi lapisan perekamnya berbeda - ini adalah paduan khusus kalkogenida. Yang paling umum digunakan adalah perak-indium-antimon-telurium. Ketika dipanaskan di atas titik leleh, paduan tersebut berubah dari keadaan kristal menjadi keadaan amorf.
Transisi fase dalam hal ini bersifat reversibel, yang menjadi dasar proses penulisan ulang. Ketebalan lapisan aktif piringan hanya 0,1 mikron, sehingga mudah untuk mempengaruhi zat dengan laser. Proses perekaman terjadi ketika terkena sinar laser, dalam hal ini lapisan aktif berubah menjadi lelehan (bagian yang terkena laser). Selanjutnya, panas berdifusi ke dalam substrat, dan lelehan berubah menjadi keadaan amorf. Untuk segmen amorf, karakteristik seperti konstanta dielektrik, reflektansi, dan akibatnya, intensitas cahaya yang dipantulkan berubah. Ini membawa informasi tentang rekaman pada disk. Pembacaan dilakukan dengan menggunakan laser berdaya rendah, yang tidak dapat mempengaruhi lapisan aktif. Selama perekaman, lapisan aktif dipanaskan hingga 200 derajat Celcius, yang memungkinkannya kembali mengalami transisi fase ke keadaan kristal.
Penggunaan CD-RW secara berulang-ulang menyebabkan kelelahan mekanis pada lapisan kerja. Oleh karena itu, para insinyur yang mengembangkan teknologi tersebut menggunakan zat dengan koefisien kelelahan yang rendah. CD-RW dapat bertahan sekitar seribu siklus penulisan ulang.
DVD - kapasitas lebih besar lagi!
DVD pertama kali muncul di Jepang pada tahun 1996, sebagai jawaban terhadap permintaan konsumen dan bisnis akan media penyimpanan yang semakin besar. Awalnya, disk berkapasitas tinggi dikembangkan oleh beberapa perusahaan sekaligus. Dua arah pengembangan independen telah muncul: Multimedia Compact Disc (Philips dan Sony), - Super Disc (8 perusahaan besar, termasuk Toshiba dan Time Warner). Beberapa saat kemudian, kedua arah tersebut bergabung menjadi satu di bawah pengaruh IBM. Dia meyakinkan para mitranya untuk tidak mengulangi peristiwa “perang format”, ketika terjadi perebutan prioritas antara Video Home System dan standar kaset video Betamax.
Teknologi ini diumumkan pada bulan September 1995, dan pengembangnya menerbitkan spesifikasinya pada tahun yang sama. Pembakar DVD pertama dirilis pada tahun 1997.
Kapasitas perekaman dapat ditingkatkan dengan tetap mempertahankan dimensi yang sama melalui penggunaan laser merah dengan panjang gelombang 650 nm. Track pitchnya setengah dari CD dan 0,74 mikron.
Blu-Ray adalah media optik tercanggih
Jenis media optik lain dengan kepadatan data yang jauh lebih tinggi dibandingkan CD atau DVD. Standar ini dikembangkan oleh konsorsium internasional BDA. Prototipe pertama muncul pada bulan Oktober 2000.
Teknologi ini melibatkan penggunaan laser gelombang pendek (panjang gelombang 405 nm), sesuai dengan namanya. Huruf "e" dihapus karena ungkapan blue ray umum dalam bahasa Inggris dan tidak dapat dipatenkan. Penggunaan laser biru (biru-ungu) memungkinkan untuk mempersempit jalur menjadi 0,32 mikron, sehingga meningkatkan kepadatan perekaman data. Kecepatan membaca media telah ditingkatkan menjadi 432 Mbit/s.
UDF - Format Disk Universal
UDF adalah spesifikasi format sistem file yang tidak bergantung pada OS. Ini dirancang untuk menyimpan file pada media optik - baik CD, DVD, dan Blu-Ray. UDF tidak memiliki batasan 2GB atau 4GB untuk file yang dapat ditulis, jadi ideal untuk DVD dan Blu-Ray berkapasitas tinggi.
Cakram optik dan Internet
Perusahaan teknologi terus meningkatkan cakram optik. Dengan demikian, Sony dan Panasonic mampu meningkatkan kapasitas media optik menjadi 2016 TB pada tahun 3,3. Pada saat yang sama, kinerja disk, menurut perwakilan Sony, tetap bertahan hingga 100 tahun.
Namun, semua jenis disk optik secara bertahap kehilangan popularitasnya - seiring dengan berkembangnya Internet, kebutuhan pengguna untuk mengumpulkan data pada disk menghilang. Informasi dapat disimpan di cloud, yang jauh lebih nyaman (seberapa aman informasi tersebut adalah pertanyaan lain). CD tidak lagi sepopuler beberapa tahun yang lalu, namun kemungkinan besar CD tidak akan dilupakan sepenuhnya (seperti dalam kasus kaset audio) - CD akan digunakan untuk membuat arsip informasi bisnis penting.
Jika disk optik terabyte mulai diproduksi, penggunaannya akan dibatasi - mungkin disk tersebut akan digunakan untuk mendistribusikan film 4K dan game modern dengan berbagai bonus. Namun yang terpenting, mereka akan digunakan untuk membuat cadangan. Dan jika Sony mengatakan yang sebenarnya tentang keamanan data yang tercatat selama berabad-abad, maka bisnis akan menggunakan teknologi baru ini dengan sangat aktif.
Sumber: www.habr.com
