光碟於 1982 年公開發售，其原型發佈時間更早，即 1979 年。最初，CD 是作為黑膠唱片的替代品而開發的，是一種更高品質、更可靠的媒體。 據信，雷射光碟是日本索尼和荷蘭飛利浦兩家科技公司團隊共同努力的成果。
同時，蘇聯科學家開發了「冷雷射」基礎技術，使雷射光碟的出現成為可能 и 。 他們因其發明而獲得諾貝爾獎。 這項技術進一步發展，飛利浦在 70 年代開發了一種刻錄光碟的方法，這標誌著 CD 的開始。 首先，該公司的工程師創建了 ALP（音訊長播放）作為黑膠唱片的替代品。
ALP 椎間盤的直徑約為 30 公分。 不久後，工程師減少了光碟的直徑，播放時間縮短至1小時。 雷射光碟及其播放設備是第一個 飛利浦於 1979 年。 此後，該公司開始尋找合作夥伴來進一步開展該專案——開發人員認為該技術是國際性的，自己很難將其開發到所需的水平並進行推廣。
一切的開始
管理層決定嘗試與日本的科技公司建立聯繫，當時這個國家處於高端技術的最前沿。 為此，飛利浦代表前往該國並成功會見了索尼總裁，後者對該技術產生了興趣。
幾乎立刻就有了 飛利浦-索尼工程師團隊開發了該技術的第一個規範。 索尼副總裁堅持要增加光碟的容量，他希望光碟能夠容納貝多芬的《第九交響曲》，因此將光碟的容量從1小時擴大到74分鐘（也有觀點認為這只是一個美麗的行銷故事）。 此磁碟可容納的資料量為 640 MB。 工程師也制定了音質參數。 例如，立體聲訊號的取樣頻率被調節為 44,1 kHz（一個通道為 22,05 kHz），每個位元寬為 16 位元。 紅皮書標準就是這樣出現的。
這項新技術的名字並不是突然出現的——它是從幾個選項中選出的，包括Minirack、Mini Disc、Compact Rack。 結果，開發人員將這兩個標題結合起來，產生了混合光碟。 最重要的是，選擇這個名稱是因為錄音帶（技術 ).
飛利浦和索尼還在開發第一批數位光碟（稱為黃皮書或 CD-ROM）的規格方面發揮了關鍵作用。 新規範不僅可以在磁碟上儲存音頻，還可以儲存文字和圖形資料。 讀取標題時會自動決定光碟類型。 問題在於，符合黃皮書標準的 CD 只能與某種類型的驅動器配合使用，而這種驅動器並不通用。
17年1982月XNUMX日，第一張CD在德國朗根哈根的飛利浦工廠發行。 專輯是用它錄製的 阿巴集團。 值得注意的是，第一批光碟的清漆塗層品質不是很高，因此粉盒的購買者經常會損壞它們。 隨著時間的推移，光碟的品質不斷提高。 最初幾年，它們專門用於高保真設備，用作黑膠唱片和磁帶的替代品。
自2000年起，700MB光碟開始銷售，這使得錄製總持續時間長達80分鐘的音訊成為可能。 他們將 650 MB 驅動器徹底趕出市場。 還有 800 MB 介質，但它們不適合所有驅動器，因此此類磁碟並不是特別普遍。 透過減少磁軌之間的距離可以增加可用於資料儲存的空間量。 例如，對於容量為 650 MB 的磁碟，磁軌之間的距離為 1,7 微米，而對於 800 MB 的磁碟，該數字會減少到 1,5 微米。 另外，對於前者，速度為1,41 m/s，對於後者，速度為1,39 m/s。
Какэтоработает
磁碟由多層組成。 基材為聚碳酸酯，厚度為1,2毫米，直徑120毫米。 另一層放置在基材上 - 金屬（可以是金、銀，或最常見的鋁）。 接下來，用清漆保護金屬層，並在上面塗上圖形。 基材可靠地保護金屬層，因此很深的刮痕會幹擾讀取。 圓盤上孔的直徑為 15 毫米。
磁碟的資料儲存格式 - （如上所述）。 使用里德-所羅門碼糾正讀取錯誤，因此輕微的刮痕不會降低光碟的可讀性。
資料以所謂凹坑（凹槽）的螺旋軌道形式寫入磁碟，這些凹坑被擠壓到聚碳酸酯底座中。 每個凹坑的深度約為100 nm，寬度為500 nm。 凹坑長度從 850 nm 到 3,5 µm。 凹坑散射或吸收光，基材則反射。 因此，所記錄的盤是反射型衍射光柵的絕佳例子。
使用半導體雷射器發射的波長為 780 nm 的雷射光束讀取光碟。 讀取的原理是記錄反射光強度的變化。 這樣，雷射光束會聚在資訊層上，此時光斑的直徑為1,2微米。 記錄凹坑之間的最大訊號。 如果它擊中凹坑，則會記錄到較低的光強度。 強度的變化轉換成電訊號，設備利用此電訊號進行操作。
光碟是如何創建的
- 第一階段是準備啟動該系列的數據；
- 光刻是第二階段，是創造光碟印章的過程。 首先，創建一個玻璃盤，在其上塗上一層光致抗蝕劑材料，並在其上記錄資訊。 材料在光的影響下改變其物理和化學性質；
- 使用雷射光束記錄數據。 當雷射功率增加時（需要產生凹坑時），光阻材料分子的化學鍵被破壞並凍結；
- 光致抗蝕劑被蝕刻（以不同的方式，從等離子體到酸），不受雷射影響的區域從基質中去除；
- 將圓盤放入電鍍浴中，在其表面沉積一層鎳；
- 圓盤採用原玻璃圓盤為原料，以注塑成型方式沖壓而成；
- 接下來，將金屬噴塗到資訊層上；
- 外側塗有保護清漆，上面已經塗有圖形圖像。
CD-RW 怎麼樣？
CD-RW 是 1997 年推出的光碟。 該標準最初被稱為 （CD-E，可擦光碟）。
這是資訊記錄和儲存領域的真正突破。 畢竟，獲得一種廉價且大容量的儲存媒體是成千上萬工程師和用戶的夢想。 CD-RW 在結構和工作原理上與普通 CD 類似，但記錄層不同 - 它是一種特殊的硫化物合金。 最常用的是銀-銦-銻-碲。 當加熱到熔點以上時，這種合金會從晶態轉變為非晶態。
在這種情況下，相變是可逆的，這是重寫過程的基礎。 盤片活性層的厚度只有0,1微米，因此容易用雷射影響物質。 當暴露於雷射光束時，記錄過程就會發生；在這種情況下，活性層會變成熔融物（受雷射影響的區域）。 接下來，熱量擴散到基材中，熔體變成非晶態。 對於非晶段，介電常數、反射率等特性、反射光的強度都會改變。 它攜帶有關磁碟上記錄的資訊。 使用較低功率的雷射進行讀取，不會影響主動層。 在記錄過程中，有源層被加熱到 200 攝氏度，使其再次經歷到結晶態的相變。
重複使用CD-RW會導致工作層機械疲勞。 因此，開發該技術的工程師使用了疲勞係數低的材料。 CD-RW 可以承受大約一千次重寫週期。
DVD - 容量更大！
DVD 於 1996 年首次出現在日本，是為了滿足消費者和企業對越來越大的儲存媒體的需求。 最初，大容量磁碟是由幾家公司同時開發的。 出現了兩個獨立的發展方向：多媒體光碟（飛利浦和索尼），-超級光碟（8大公司，包括東芝和時代華納）。 不久之後，兩個方向在 IBM 的影響下合而為一。 她說服合作夥伴不要重蹈家庭視訊系統和 Betamax 錄影帶標準之間爭奪優先權的「格式戰爭」事件的覆轍。
該技術於 1995 年 1997 月公佈，開發人員於同年發布了規格。 第一個 DVD 燒錄機於 XNUMX 年發布。
透過使用波長為 650 nm 的紅色激光，可以在保持相同尺寸的同時增加記錄容量。 軌道間距為 CD 的一半，為 0,74 微米。
藍光是最先進的光學媒體
另一種光學介質，其資料密度比 CD 或 DVD 高得多。 該標準由國際財團BDA制定。 第一個原型出現在 2000 年 XNUMX 月。
該技術涉及使用短波雷射（波長 405 nm），因此得名。 「e」被刪除，因為「藍光」一詞在英語中很常見，並且不能申請專利。 使用藍色（藍紫）雷射可以將軌道縮小到 0,32 微米，從而提高資料記錄密度。 媒體讀取速度已提升至 432 Mbit/s。
UDF - 通用磁碟格式
UDF 是獨立於作業系統的檔案系統格式規格。 它設計用於在光學媒體（CD、DVD 和藍光）上儲存檔案。 UDF 對可寫入檔案沒有 2GB 或 4GB 的限制，因此它非常適合大容量 DVD 和藍光光碟。
光碟和網路
科技公司不斷改進光碟。 因此，索尼和松下早在 2016 年就將光學介質的容量增加到了 3,3 TB。 同時，根據索尼代表的說法，磁碟的效能可以保持長達 100 年。
然而，所有類型的光碟都在逐漸失去人氣——隨著網路的發展，用戶在磁碟上累積資料的需求消失了。 資訊可以儲存在雲端，這樣就方便多了（安全性如何是另一個問題）。 CD 不再像幾年前那樣流行，但它們很可能不會完全被遺忘（就像錄音帶一樣）——它們將被用來創建重要商業訊息的檔案。
如果太字節光碟投入生產，它們的用途將受到限制——也許它們將被用來發行 4K 電影和具有各種獎勵的現代遊戲。 但最重要的是它們將用於創建備份。 如果索尼在記錄資料的數百年安全性方面說的是實話，那麼企業將非常積極地使用新技術。
來源： www.habr.com
