Optiske CD-er ble offentlig tilgjengelig i 1982, prototypen ble utgitt enda tidligere - i 1979. I utgangspunktet ble CD-er utviklet som erstatning for vinylplater, som et hÞyere kvalitet og mer pÄlitelig medium. Det antas at laserskiver er et resultat av felles arbeid mellom team av to teknologiselskaper - det japanske Sony og det nederlandske Philips.
Samtidig ble den grunnleggende teknologien til "kalde lasere", som gjorde utseendet til laserskiver mulig, utviklet av sovjetiske forskere О . De ble tildelt Nobelprisen for sin oppfinnelse. Teknologien utviklet seg videre, og pÄ 70-tallet utviklet Philips en metode for innspilling av CD-plater, noe som markerte starten pÄ CD-en. FÞrst skapte selskapets ingeniÞrer ALP (audio long play) som et alternativ til vinylplater.
Diameteren pÄ ALP-skivene var omtrent 30 centimeter. Litt senere reduserte ingeniÞrene diameteren pÄ platene, og spilletiden ble redusert til 1 time. Laserplater og en avspillingsenhet for dem var de fÞrste Philips i 1979. Etter dette begynte selskapet Ä se etter en partner for videre arbeid med prosjektet - utviklerne sÄ pÄ teknologien som internasjonal, og det var vanskelig Ä utvikle den til det nÞdvendige nivÄet og popularisere den pÄ egenhÄnd.
Begynnelsen pÄ alt
Ledelsen bestemte seg for Ä prÞve Ä etablere kontakter med teknologiselskaper fra Japan, pÄ den tiden var dette landet i forkant av hi-end-teknologier. For Ä gjÞre dette dro Philips-delegater til landet og klarte Ä mÞte presidenten til Sony, som ble interessert i teknologien.
Nesten umiddelbart var det et team av Philips-Sony-ingeniÞrer utviklet de de fÞrste spesifikasjonene for teknologien. Visepresidenten for Sony insisterte pÄ Ä Þke volumet pÄ platen; han Þnsket at kompakten skulle kunne romme Beethovens niende symfoni, for hvilken platevolumet ble utvidet fra 1 time til 74 minutter (det er ogsÄ en oppfatning om at dette bare er en vakker markedsfÞringshistorie). Datamengden som fÄr plass pÄ en slik disk er 640 MB. IngeniÞrer har ogsÄ utviklet parametere for lydkvalitet. For eksempel ble samplingsfrekvensen til stereosignaler regulert til 44,1 kHz (for én kanal 22,05 kHz) med en bitbredde pÄ 16 bit hver. Slik dukket Red Book-standarden ut.
Navnet pÄ den nye teknologien dukket ikke opp plutselig - det ble valgt fra flere alternativer, inkludert Minirack, Mini Disc, Compact Rack. Som et resultat kombinerte utviklerne de to titlene, noe som resulterte i en hybrid Compact Disc. Ikke minst av alt ble dette navnet valgt pÄ grunn av den Þkende populariteten til lydkassetter (teknologi ).
Philips og Sony spilte ogsÄ en avgjÞrende rolle i utviklingen av spesifikasjonen for de fÞrste digitale kompaktplatene, kalt Yellow Book eller CD-ROM. Den nye spesifikasjonen gjorde det mulig Ä lagre ikke bare lyd, men ogsÄ tekst- og grafikkdata pÄ disker. Platetypen ble bestemt automatisk ved lesing av overskriften. Problemet var at en Yellow Book-kompatibel CD bare kunne fungere med en bestemt type stasjon, som ikke var universell.
17. august 1982 ble den fÞrste CD-en gitt ut pÄ Philips-fabrikken i Langenhagen, Tyskland. Albumet ble spilt inn pÄ den ABBA-gruppen. Det er verdt Ä merke seg at lakkbelegget pÄ de fÞrste platene ikke var av veldig hÞy kvalitet, sÄ kjÞpere av kompakte maskiner skadet dem ofte. Over tid har kvaliteten pÄ plater blitt bedre. De fÞrste Ärene ble de utelukkende brukt i hi-fi utstyr, de ble brukt som erstatning for vinylplater og kassetter.
Siden 2000 begynte 700 MB-plater Ä dukke opp i salg, noe som gjorde det mulig Ä ta opp lyd med en total varighet pÄ opptil 80 minutter. De presset 650 MB stasjoner fullstendig ut av markedet. Det er ogsÄ 800 MB media, men de var ikke egnet for alle stasjoner, sÄ slike disker var ikke spesielt utbredt. Det var mulig Ä Þke mengden tilgjengelig plass for datalagring ved Ä redusere avstanden mellom sporene. SÄ, for eksempel, for disker med en kapasitet pÄ 650 MB, er avstanden mellom sporene 1,7 mikron, og for 800 MB disker er dette tallet redusert til 1,5 mikron. OgsÄ for fÞrstnevnte er hastigheten 1,41 m/s, og for sistnevnte 1,39 m/s.
Hvordan fungerer det
Disken bestÄr av flere lag. Underlaget er polykarbonat, tykkelsen er 1,2 mm, diameteren er 120 mm. Et annet lag legges pÄ underlaget - metall (det kan vÊre gull, sÞlv eller, oftest, aluminium). Deretter er metalllaget beskyttet med lakk, som grafikk pÄfÞres pÄ. Underlaget beskytter metalllaget pÄlitelig, sÄ svÊrt dype riper forstyrrer lesingen. Diameteren pÄ hullet i skiven er 15 mm.
Datalagringsformat for disker - (diskutert ovenfor). Lesefeil rettes ved hjelp av Reed-Solomon-koden, slik at lette riper ikke reduserer platens lesbarhet.
Data skrives til disken i form av et spiralspor av sÄkalte groper (fordypninger), som er ekstrudert inn i polykarbonatbasen. Dybden til hver grop er omtrent 100 nm og bredden er 500 nm. Groplengde fra 850 nm til 3,5 ”m. Gropene sprer eller absorberer lys, underlaget reflekterer. Dermed er den innspilte platen et utmerket eksempel pÄ et reflekterende diffraksjonsgitter.
Platen leses ved hjelp av en laserstrÄle med en bÞlgelengde pÄ 780 nm, som sendes ut av en halvlederlaser. Prinsippet med lesing er Ä registrere endringer i intensiteten til reflektert lys. Dermed konvergerer laserstrÄlen pÄ informasjonslaget, diameteren pÄ lyspunktet er i dette tilfellet 1,2 mikron. Maksimalt signal registreres mellom groper. Hvis den treffer gropen, registreres en lavere lysintensitet. Endringer i intensitet konverteres til et elektrisk signal som utstyret fungerer med.
Hvordan platen er laget
- Det fĂžrste trinnet er Ă„ forberede dataene for lansering i serien;
- Fotolitografi er det andre trinnet og er prosessen med Ä lage et diskstempel. FÞrst lages en glassplate, som et lag med fotoresistmateriale pÄfÞres, og informasjon registreres pÄ den. Materialet endrer sine fysiske og kjemiske egenskaper under pÄvirkning av lys;
- Data registreres ved hjelp av en laserstrÄle. NÄr laserkraften Þker (nÄr det er nÞdvendig Ä lage en grop), blir de kjemiske bindingene til molekylene i fotoresistmaterialet Þdelagt og det fryser;
- Fotoresisten er etset (pÄ forskjellige mÄter, fra plasma til syre), omrÄder som ikke er pÄvirket av laseren fjernes fra matrisen;
- Skiven er plassert i et galvanisk bad, hvor et lag av nikkel er avsatt pÄ overflaten;
- Platene er stemplet ved sprĂžytestĂžping, med den originale glassplaten som kildemateriale;
- Deretter sprayes metall pÄ informasjonslaget;
- En beskyttende lakk pÄfÞres pÄ yttersiden, som allerede er pÄfÞrt et grafisk bilde.
Hva med CD-RW?
CD-RW er en type CD som ble introdusert i 1997. Standarden het opprinnelig (CD-E, Compact Disc Erasable).
Dette var et virkelig gjennombrudd innen registrering og lagring av informasjon. Tross alt var drÞmmen til tusenvis av ingeniÞrer og brukere Ä fÄ et billig og romslig lagringsmedium. CD-RW ligner i struktur og operasjonsprinsipp som en vanlig CD, men opptakslaget er annerledes - det er en spesialisert legering av kalkogenider. Den mest brukte er sÞlv-indium-antimon-tellur. NÄr den varmes opp over smeltepunktet, forvandles en slik legering fra en krystallinsk tilstand til en amorf.
Faseovergangen i dette tilfellet er reversibel, som er grunnlaget for omskrivingsprosessen. Tykkelsen pÄ det aktive laget av disken er bare 0,1 mikron, sÄ det er lett Ä pÄvirke stoffet med en laser. Opptaksprosessen skjer nÄr den utsettes for en laserstrÄle; i dette tilfellet blir det aktive laget til en smelte (de omrÄdene av det som ble pÄvirket av laseren). Deretter diffunderer varmen inn i underlaget, og smelten blir til en amorf tilstand. For amorfe segmenter endres egenskaper som dielektrisk konstant, reflektans og fÞlgelig intensiteten til reflektert lys. Den inneholder informasjon om opptaket pÄ disken. Lesing utfÞres ved hjelp av en laser med lavere effekt, som ikke kan pÄvirke det aktive laget. Under opptak varmes det aktive laget opp til 200 grader Celsius, noe som gjÞr at det igjen kan gjennomgÄ en faseovergang til en krystallinsk tilstand.
Gjentatt bruk av CD-RW fÞrer til mekanisk utmatting av arbeidslaget. Derfor brukte ingeniÞrene som utviklet teknologien stoffer med lav utmattelseskoeffisient. En CD-RW tÄler rundt tusen omskrivingssykluser.
DVD - enda mer kapasitet!
DVD-er dukket fÞrst opp i Japan i 1996, som et svar pÄ forbrukernes og bedriftens krav om stadig stÞrre lagringsmedier. Opprinnelig ble hÞykapasitetsdisker utviklet av flere selskaper samtidig. To uavhengige utviklingsretninger har dukket opp: Multimedia Compact Disc (Philips og Sony), - Super Disc (8 store selskaper, inkludert Toshiba og Time Warner). Litt senere slo begge retninger sammen til en under pÄvirkning av IBM. Hun overbeviste partnerne om ikke Ä gjenta hendelsene i "formatkrigen", da det var en kamp om prioritet mellom Video Home System og Betamax videokassettstandarder.
Teknologien ble annonsert i september 1995, og utviklerne publiserte spesifikasjoner samme Ă„r. Den fĂžrste DVD-brenneren ble utgitt i 1997.
Det var mulig Ä Þke opptakskapasiteten samtidig som de samme dimensjonene ble opprettholdt ved bruk av en rÞd laser med en bÞlgelengde pÄ 650 nm. Sporets tonehÞyde er halvparten av en CD og er 0,74 mikron.
Blu-Ray er det mest avanserte optiske mediet
En annen type optisk media med mye hĂžyere datatetthet enn CD eller DVD. Standarden er utviklet av det internasjonale konsortiet BDA. Den fĂžrste prototypen dukket opp i oktober 2000.
Teknologien innebÊrer bruk av en kortbÞlgelaser (bÞlgelengde 405 nm), derav navnet. "e" ble fjernet fordi uttrykket blue ray er vanlig pÄ engelsk og ikke kan patenteres. Bruken av en blÄ (blÄ-fiolett) laser gjorde det mulig Ä begrense sporet til 0,32 mikron, noe som Þkte dataregistreringstettheten. Medielesehastigheten er Þkt til 432 Mbit/s.
UDF - Universal Disk Format
UDF er en filsystemformatspesifikasjon som er OS-uavhengig. Den er designet for Ä lagre filer pÄ optiske medier - bÄde CD, DVD og Blu-Ray. UDF har ikke en grense pÄ 2 GB eller 4 GB for skrivbare filer, sÄ den er ideell for DVD-er med hÞy kapasitet og Blu-ray.
Optiske plater og Internett
Teknologiselskaper fortsetter Ă„ forbedre optiske plater. Dermed var Sony og Panasonic i stand til Ă„ Ăžke kapasiteten til optiske medier til 2016 TB tilbake i 3,3. Samtidig forblir ytelsen til diskene, ifĂžlge Sony-representanter, opptil 100 Ă„r.
Imidlertid mister alle typer optiske disker gradvis popularitet - med utviklingen av Internett forsvinner behovet for brukere Ä samle data pÄ disker. Informasjon kan lagres i skyen, noe som er mye mer praktisk (hvor sikker den er er et annet spÞrsmÄl). CD-er er ikke lenger like populÊre som de var for noen Är siden, men de vil mest sannsynlig ikke bli helt glemt (som i tilfellet med lydkassetter) - de vil bli brukt til Ä lage arkiver med informasjon som er viktig for nÊringslivet.
Hvis terabyte optiske disker settes i produksjon, vil bruken vĂŠre begrenset â kanskje vil de bli brukt til Ă„ distribuere 4K-filmer og moderne spill med en rekke bonuser. Men mest av alt vil de bli brukt til Ă„ lage sikkerhetskopier. Og hvis Sony forteller sannheten om den flere hundre Ă„r gamle sikkerheten til registrerte data, vil nĂŠringslivet bruke den nye teknologien veldig aktivt.
Kilde: www.habr.com
