Optik CD'ler 1982'de halka açıldı, prototip daha da erken piyasaya sürüldü - 1979'da. Başlangıçta CD'ler, daha kaliteli ve daha güvenilir bir ortam olarak vinil disklerin yerini alacak şekilde geliştirildi. Lazer disklerin iki teknoloji şirketinin (Japon Sony ve Hollandalı Philips) ekipleri arasındaki ortak çalışmanın sonucu olduğuna inanılıyor.
Aynı zamanda, lazer disklerin ortaya çıkmasını mümkün kılan “soğuk lazerlerin” temel teknolojisi Sovyet bilim adamları tarafından geliştirildi. и . Buluşları nedeniyle Nobel Ödülü'ne layık görüldüler. Teknoloji daha da gelişti ve 70'lerde Philips, CD'nin başlangıcını işaret eden kompakt diskleri kaydetmek için bir yöntem geliştirdi. İlk olarak şirketin mühendisleri vinil plaklara alternatif olarak ALP'yi (uzun süreli ses çalma) yarattı.
ALP disklerinin çapı yaklaşık 30 santimetreydi. Bir süre sonra mühendisler disklerin çapını küçülttüler ve çalma süresi 1 saate indirildi. Lazer diskler ve onlar için bir oynatma cihazı ilkti Philips'in 1979'da Bundan sonra şirket, proje üzerinde daha fazla çalışmak için bir ortak aramaya başladı - geliştiriciler teknolojiyi uluslararası olarak gördüler ve onu kendi başlarına gerekli seviyeye geliştirmek ve yaygınlaştırmak zordu.
Her şeyin başlangıcı
Yönetim, o zamanlar bu ülkenin ileri teknolojilerde ön sıralarda yer aldığı Japonya'daki teknoloji şirketleriyle bağlantı kurmaya karar verdi. Bunun için ülkeye giden Philips delegeleri, teknolojiye ilgi duyan Sony'nin başkanıyla görüşmeyi başardı.
Neredeyse hemen oradaydı Philips-Sony mühendislerinden oluşan bir ekip, teknolojinin ilk özelliklerini geliştirdiler. Sony'nin başkan yardımcısı diskin hacmini arttırmakta ısrar etti; kompaktın Beethoven'ın disk hacminin 1 saatten 74 dakikaya çıkarıldığı dokuzuncu senfonisine uyum sağlayabilmesini istedi (bunun sadece bir süre olduğu yönünde bir görüş de var) güzel bir pazarlama hikayesi). Böyle bir diske sığan veri miktarı 640 MB'tır. Mühendisler ayrıca ses kalitesi parametrelerini de geliştirdiler. Örneğin, stereo sinyallerin örnekleme frekansı, her biri 44,1 bitlik bir bit genişliğiyle 22,05 kHz'de (bir kanal için 16 kHz) düzenlendi. Kırmızı Kitap standardı bu şekilde ortaya çıktı.
Yeni teknolojinin adı birdenbire ortaya çıkmadı; Minirack, Mini Disk, Kompakt Raf dahil olmak üzere çeşitli seçenekler arasından seçildi. Sonuç olarak, geliştiriciler iki başlığı birleştirerek hibrit bir Kompakt Disk ortaya çıkardı. En önemlisi, bu adın seçilmesinin nedeni ses kasetlerinin (teknoloji) artan popülaritesidir. ).
Philips ve Sony, Sarı Kitap veya CD-ROM olarak adlandırılan ilk dijital kompakt disklerin teknik özelliklerinin geliştirilmesinde de kritik bir rol oynadılar. Yeni spesifikasyon, disklerde yalnızca sesin değil aynı zamanda metin ve grafik verilerinin de saklanmasını mümkün kıldı. Başlık okunurken disk türü otomatik olarak belirlendi. Sorun, Sarı Kitap uyumlu bir CD'nin yalnızca belirli bir sürücü türüyle çalışabilmesiydi ve bu da evrensel değildi.
17 Ağustos 1982'de ilk CD, Almanya'nın Langenhagen kentindeki Philips fabrikasında piyasaya sürüldü. Albüm bunun üzerine kaydedildi ABBA grubu. İlk disklerin vernik kaplamasının çok yüksek kalitede olmadığını, bu nedenle kompakt alıcıların sıklıkla onlara zarar verdiğini belirtmekte fayda var. Zamanla disklerin kalitesi arttı. İlk birkaç yıl boyunca yalnızca hi-fi ekipmanlarında kullanıldılar, vinil plakların ve kasetlerin yerine kullanıldılar.
2000 yılından bu yana 700 MB'lık diskler satışa sunulmaya başlandı ve bu da toplam süre 80 dakikaya kadar ses kaydetmeyi mümkün kıldı. 650 MB'lık sürücüleri tamamen piyasadan kaldırdılar. Ayrıca 800 MB'lık ortamlar da var, ancak bunlar tüm sürücüler için uygun değildi, bu nedenle bu tür diskler özellikle yaygın değildi. Parçalar arasındaki mesafeyi azaltarak veri depolama için mevcut alan miktarını artırmak mümkün oldu. Yani örneğin 650 MB kapasiteli diskler için parçalar arasındaki mesafe 1,7 mikron iken 800 MB diskler için bu rakam 1,5 mikrona düşüyor. Ayrıca ilkinin hızı 1,41 m/s, ikincisinin hızı ise 1,39 m/s'dir.
Bu nasıl çalışıyor
Disk birkaç katmandan oluşur. Alt tabaka polikarbonattır, kalınlığı 1,2 mm, çapı 120 mm'dir. Alt tabakaya başka bir katman yerleştirilir - metal (altın, gümüş veya çoğu zaman alüminyum olabilir). Daha sonra metal katman, üzerine grafiklerin uygulandığı vernikle korunur. Alt tabaka metal tabakayı güvenilir bir şekilde korur, bu nedenle çok derin çizikler okumayı engeller. Diskteki deliğin çapı 15 mm'dir.
Diskler için veri depolama formatı - (yukarıda tartışılan). Okuma hataları Reed-Solomon kodu kullanılarak düzeltilir, böylece hafif çizikler diskin okunabilirliğini azaltmaz.
Veriler, polikarbonat tabana ekstrüde edilen çukurlar (oyuklar) adı verilen spiral bir iz şeklinde diske yazılır. Her çukurun derinliği yaklaşık 100 nm, genişliği ise 500 nm'dir. Çukur uzunluğu 850 nm'den 3,5 µm'ye kadar. Çukurlar ışığı dağıtır veya emer, alt tabaka yansıtır. Bu nedenle kaydedilen disk, yansıtıcı kırınım ızgarasının mükemmel bir örneğidir.
Disk, yarı iletken bir lazer tarafından yayılan 780 nm dalga boyuna sahip bir lazer ışını kullanılarak okunur. Okumanın ilkesi, yansıyan ışığın yoğunluğundaki değişiklikleri kaydetmektir. Böylece lazer ışını bilgi katmanı üzerinde birleşir, bu durumda ışık noktasının çapı 1,2 mikrondur. Maksimum sinyal çukurlar arasında kaydedilir. Çukura çarpması durumunda daha düşük bir ışık yoğunluğu kaydedilir. Yoğunluktaki değişiklikler, ekipmanın çalıştığı bir elektrik sinyaline dönüştürülür.
Disk nasıl oluşturulur?
- İlk aşama, verileri serinin başlatılması için hazırlamaktır;
- Fotolitografi ikinci aşamadır ve disk damgası oluşturma işlemidir. Öncelikle üzerine bir fotorezist malzeme tabakasının uygulandığı bir cam disk oluşturulur ve üzerine bilgi kaydedilir. Malzeme ışığın etkisi altında fiziksel ve kimyasal özelliklerini değiştirir;
- Veriler bir lazer ışını kullanılarak kaydedilir. Lazer gücü arttığında (çukur oluşturmak gerektiğinde), fotorezist malzemenin moleküllerinin kimyasal bağları yok olur ve donar;
- Fotorezist kazınır (plazmadan asite kadar farklı şekillerde), lazerden etkilenmeyen alanlar matristen çıkarılır;
- Disk, yüzeyinde bir nikel tabakasının biriktirildiği galvanik bir banyoya yerleştirilir;
- Diskler, kaynak malzeme olarak orijinal cam disk kullanılarak enjeksiyonlu kalıplama yoluyla damgalanır;
- Daha sonra bilgi katmanı üzerine metal püskürtülür;
- Halihazırda grafiksel bir görüntünün uygulandığı dış tarafa koruyucu bir vernik uygulanır.
CD-RW'ye ne dersiniz?
CD-RW, 1997 yılında piyasaya sürülen bir kompakt disk türüdür. Standart başlangıçta çağrıldı (CD-E, Silinebilir Kompakt Disk).
Bu, bilgilerin kaydedilmesi ve saklanması alanında gerçek bir atılımdı. Sonuçta ucuz ve geniş bir depolama ortamına sahip olmak binlerce mühendis ve kullanıcının hayaliydi. CD-RW, yapı ve çalışma prensibi açısından normal bir CD'ye benzer, ancak kayıt katmanı farklıdır - özel bir kalkojenit alaşımıdır. En yaygın kullanılanı gümüş-indiyum-antimon-tellürdür. Böyle bir alaşım, erime noktasının üzerinde ısıtıldığında kristal durumdan amorf duruma dönüşür.
Bu durumda faz geçişi tersine çevrilebilir, bu da yeniden yazma sürecinin temelini oluşturur. Diskin aktif katmanının kalınlığı yalnızca 0,1 mikrondur, dolayısıyla maddeyi lazerle etkilemek kolaydır. Kayıt işlemi bir lazer ışınına maruz kaldığında meydana gelir, bu durumda aktif katman bir eriyik haline gelir (lazerden etkilenen alanları). Daha sonra ısı alt tabakaya yayılır ve eriyik amorf bir duruma dönüşür. Amorf segmentler için dielektrik sabiti, yansıma ve dolayısıyla yansıyan ışığın yoğunluğu gibi özellikler değişir. Diskteki kayıtla ilgili bilgileri taşır. Okuma, aktif katmanı etkileyemeyen daha düşük güçlü bir lazer kullanılarak gerçekleştirilir. Kayıt sırasında aktif katman 200 santigrat dereceye kadar ısıtılır, bu da onun tekrar kristal bir duruma geçiş yapmasına olanak tanır.
CD-RW'nin tekrar tekrar kullanılması, çalışma katmanının mekanik yorgunluğuna yol açar. Bu nedenle teknolojiyi geliştiren mühendisler yorulma katsayısı düşük maddeler kullanmışlardır. Bir CD-RW yaklaşık bin yeniden yazma döngüsüne dayanabilir.
DVD - daha da fazla kapasite!
DVD'ler ilk olarak 1996 yılında Japonya'da, tüketicilerin ve iş dünyasının giderek daha büyük depolama ortamlarına yönelik taleplerine bir yanıt olarak ortaya çıktı. Başlangıçta, yüksek kapasiteli diskler aynı anda birkaç şirket tarafından geliştirildi. İki bağımsız geliştirme yönü ortaya çıktı: Multimedya Kompakt Disk (Philips ve Sony), - Süper Disk (Toshiba ve Time Warner dahil 8 büyük şirket). Bir süre sonra her iki yön de IBM'in etkisi altında birleşti. Ortakları, Video Ev Sistemi ile Betamax video kaset standartları arasında öncelik savaşının olduğu “format savaşı” olaylarını tekrarlamamaya ikna etti.
Teknoloji Eylül 1995'te duyuruldu ve geliştiriciler aynı yıl spesifikasyonları yayınladı. İlk DVD yazıcı 1997'de piyasaya sürüldü.
650 nm dalga boyuna sahip kırmızı lazer kullanılarak aynı boyutları korurken kayıt kapasitesini artırmak mümkün oldu. Parça aralığı CD'nin yarısı kadardır ve 0,74 mikrondur.
Blu-Ray en gelişmiş optik ortamdır
CD veya DVD'den çok daha yüksek veri yoğunluğuna sahip başka bir optik ortam türü. Standart, uluslararası konsorsiyum BDA tarafından geliştirilmiştir. İlk prototip Ekim 2000'de ortaya çıktı.
Teknoloji, kısa dalga lazerinin (dalga boyu 405 nm) kullanılmasını içerir, dolayısıyla adı da buradan gelir. İngilizce'de blue ray ifadesinin yaygın olması ve patentlenemeyeceği için "e" kaldırıldı. Mavi (mavi-mor) lazerin kullanılması, izin 0,32 mikrona kadar daraltılmasını mümkün kılarak veri kayıt yoğunluğunu artırdı. Medya okuma hızı 432 Mbit/s'ye çıkarıldı.
UDF - Evrensel Disk Formatı
UDF, işletim sisteminden bağımsız bir dosya sistemi biçimi özelliğidir. Dosyaları hem CD, DVD hem de Blu-Ray gibi optik ortamlarda depolamak için tasarlanmıştır. UDF'nin yazılabilir dosyalar için 2 GB veya 4 GB sınırı yoktur, dolayısıyla yüksek kapasiteli DVD'ler ve Blu-Ray'ler için idealdir.
Optik diskler ve İnternet
Teknoloji şirketleri optik diskleri geliştirmeye devam ediyor. Böylece Sony ve Panasonic, 2016 yılında optik medya kapasitesini 3,3 TB'a çıkarmayı başardılar. Aynı zamanda Sony temsilcilerine göre disklerin performansı 100 yıla kadar kalıyor.
Bununla birlikte, tüm optik disk türleri giderek popülerliğini kaybediyor - İnternet'in gelişmesiyle birlikte kullanıcıların disklerde veri biriktirme ihtiyacı ortadan kalkıyor. Bilgiler bulutta saklanabilir ve bu çok daha uygundur (ne kadar güvenli olduğu başka bir sorudur). CD'ler artık birkaç yıl önceki kadar popüler değil, ancak büyük olasılıkla tamamen unutulmayacaklar (ses kasetlerinde olduğu gibi) - önemli iş bilgilerinin arşivlerini oluşturmak için kullanılacaklar.
Terabayt optik diskler üretime girerse kullanımları sınırlı olacak; belki de 4K filmlerin ve çeşitli bonuslarla modern oyunların dağıtımında kullanılacaklar. Ancak en önemlisi yedekleme oluşturmak için kullanılacaklar. Ve eğer Sony, kayıtlı verilerin asırlardır süren güvenliği konusunda doğruyu söylüyorsa, o zaman iş dünyası yeni teknolojiyi çok aktif bir şekilde kullanacak.
Kaynak: habr.com
