Лазерные компакт-диски
Обновлено: 02.07.2024
Несмотря на то, что были приложены все усилия для соблюдения правил стиля цитирования, могут быть некоторые расхождения. Если у вас есть какие-либо вопросы, обратитесь к соответствующему руководству по стилю или другим источникам.
Наши редакторы рассмотрят то, что вы отправили, и решат, нужно ли пересматривать статью.
компакт-диск (CD), литой пластиковый диск, содержащий цифровые данные, которые сканируются лазерным лучом для воспроизведения записанного звука и другой информации. С момента своего коммерческого появления в 1982 году аудио компакт-диск почти полностью заменил фонографический диск (или пластинку) для высококачественной записи музыки. Компакт-диск, изобретенный совместно Philips Electronics NV и Sony Corporation в 1980 году, не только для аудиозаписей, но и для других целей хранения и распространения, в частности для компьютеров (CD-ROM) и развлекательных систем (DVD).
Механические особенности
Физические характеристики
Стандартный компакт-диск имеет диаметр 120 мм (4,75 дюйма) и толщину 1,2 мм (0,05 дюйма). Он состоит из прозрачной поликарбонатной пластиковой подложки, отражающего металлического слоя и прозрачного защитного покрытия из акрилового пластика. На отражающем металлическом слое аудиоданные считываются в виде мельчайших (до 0,83 микрометра) впадин (ямок) и контрастирующих плоских областей (площадок), которые располагаются в виде спиральной дорожки (канавки), извивающейся от внутреннего отверстия диска к его внешний край. Центры соседних канавок расположены на расстоянии 1,6 микрометра (0,0016 мм) друг от друга. Меньший CD-сингл (80 мм [3,1 дюйма] в диаметре) также используется для распространения звука.
В проигрывателе DVD используется лазер большей мощности и соответственно более точная точка фокусировки, чем в проигрывателе компакт-дисков. Это позволяет ему разрешать более короткие питы и более узкие разделительные дорожки и, таким образом, объясняет большую емкость DVD.
Кто производитель iPhone? В каком году был представлен DVD? Айпод? Отсканируйте эти вопросы и проверьте свои знания об электронике и гаджетах.
Запись и репликация
Производство компакт-диска начинается с цифровой мастер-ленты, предоставленной студией звукозаписи (см. также цифровая звукозапись). Информация на этой ленте используется для модуляции луча света от синего лазера, когда он следует по спирали на поверхности вращающегося стеклянного диска. Стекло покрыто светочувствительным материалом, который растворяется под воздействием лазерных импульсов, образуя ямки. Этот «стеклянный шаблон» покрывается тонким слоем никеля, образуя «металлический шаблон», а металлический шаблон, в свою очередь, используется для изготовления ряда «материнских образцов». Каждая мать служит мастером для нескольких металлических «штамповок», на которые впрыскивается расплавленный поликарбонат для литья в прозрачные пластиковые диски. Каждый диск подвергается воздействию потока испаренного или распыленного алюминия, который образует отражающий слой, а затем покрывается защитным акриловым слоем. Весь производственный процесс осуществляется в условиях лабораторной чистоты и контроля.
Однако к середине 1990-х годов развитие компьютерных технологий продвинулось так, что запись и тиражирование компакт-дисков могли избежать необходимости в цифровом мастере ленты. Высококачественные звуковые записи могут быть отправлены с микрофона или другого устройства непосредственно в компьютерные программы, цифровые файлы которых могут храниться на жестком диске компьютера (или магнитном носителе) перед переносом на компакт-диск.
Воспроизведение
Метод лазерного сканирования, используемый в проигрывателях компакт-дисков. Инфракрасный лазер фокусируется на металлическом отражающем слое диска, где спиральная дорожка из «ямок» и «площадок» представляет собой нули и единицы цифровых сигналов. Обратный сигнал преобразуется фотодиодным датчиком в цифровой электрический сигнал, который преобразуется в аналоговую форму для воспроизведения исходного записанного звука. Оптическая запись, представленная Sony Corporation и Philips Electronics N.V. в 1982 году, позволяет точно воспроизводить звук практически во всем диапазоне человеческого слуха.
Когда диск вставляется в проигрыватель компакт-дисков, дорожка диска сканируется низкоинтенсивным инфракрасным лазером с фокусным расстоянием в 1 микрометр. Чтобы лазер поддерживал постоянную скорость сканирования, скорость вращения диска уменьшается с 500 до 200 оборотов в минуту по мере того, как луч света выходит из центра диска по спирали. (Некоторые проигрыватели компакт-дисков используют два дополнительных лазера для управления вращением диска и фокусировкой сканирующего лазера.) Когда луч света попадает на землю, он отражается обратно на фотодиод, и генерируется электрический импульс.Однако, когда световой луч попадает в яму, электрический импульс не генерируется. Это связано с тем, что свет, отраженный от ямки, глубина которой составляет примерно четверть длины волны сканирующего инфракрасного луча (0,78 микрометра), не совпадает по фазе со светом, отраженным от соседней разделительной дорожки, и, таким образом, отраженный свет уменьшается. ниже уровня, необходимого для активации фотодиода. Каждая «темная» ямка на дорожке интерпретируется (в зависимости от ее длины) как последовательность нулей в двоичной логике, а каждая «светлая» площадка интерпретируется (опять же в зависимости от ее длины) как последовательность единиц. Устройство, известное как цифро-аналоговый преобразователь, необходимо для преобразования (и исправления ошибок чтения данных из-за незначительных дефектов поверхности на диске или несовершенной лазерной центровки) этой двоичной информации в аудиосигналы для воспроизведения (см. также цифро-аналоговое преобразование). Стандартный компакт-диск содержит более часа музыки.
Если вы читали статью HowStuffWorks «Как работают компакт-диски», вы знаете, что основная идея хранения данных на обычном компакт-диске проста. Поверхность компакт-диска содержит одну длинную спиральную дорожку данных. Вдоль трассы есть ровные отражающие участки и неотражающие неровности. Плоская отражающая область представляет собой двоичную 1, а неотражающая выпуклость представляет собой двоичный 0. Привод компакт-дисков освещает лазером поверхность компакт-диска и может обнаруживать отражающие области и выпуклости по количеству отражаемого ими лазерного излучения. Привод преобразует отражения в 1 и 0 для считывания цифровых данных с диска. Дополнительную информацию см. в разделе Как работают компакт-диски.
Обычные компакт-диски нельзя модифицировать — они предназначены только для чтения. Диск CD-R должен позволять приводу записывать данные на диск. Чтобы диск CD-R работал, лазер должен создавать неотражающую область на диске. Таким образом, диск CD-R имеет дополнительный слой, который может модифицироваться лазером. Этот дополнительный слой представляет собой зеленоватый краситель. В обычном компакт-диске у вас есть пластиковая подложка, покрытая отражающим слоем алюминия или золота. В CD-R у вас есть пластиковая подложка, слой краски и отражающий золотой слой. На новом диске CD-R вся поверхность диска отражающая — лазер может светить сквозь краску и отражаться от золотого слоя.
Когда вы записываете данные на CD-R, пишущий лазер (гораздо более мощный, чем считывающий лазер) нагревает слой красителя и изменяет его прозрачность. Изменение красителя создает эквивалент неотражающей выпуклости. Это постоянное изменение, и приводы CD и CD-R могут позже считывать измененный краситель как удар.
Оказалось, что краситель достаточно чувствителен к свету — это необходимо для того, чтобы лазер мог быстро изменить его. Поэтому не следует подвергать диски CD-R воздействию солнечных лучей.
Первоначально опубликовано: 1 апреля 2000 г.
Часто задаваемые вопросы о CD-R
Что такое диск CD-R?
Диск CD-R, также известный как записываемый компакт-диск, представляет собой цифровой диск, используемый для записи данных с помощью устройств записи компакт-дисков. В отличие от USB, большинство дисков CD-R нельзя перезаписать после того, как они были записаны, и они содержат значительно ограниченное пространство, около 700 МБ. Они использовались для записи звуковых дорожек продолжительностью до 80 минут.
Используются ли еще CD-R?
Диски CD-R по-прежнему используются для аудиозаписи, хотя продажи компакт-дисков резко упали в последние годы, поэтому их производится и используется меньше.
Плохие CD-R портятся?
Согласно оценке Ассоциации оптических технологий хранения, чистый CD-R хорошего качества может храниться в красивой упаковке примерно от пяти до десяти лет.
В чем разница между CD-R и CD-RW?
И CD-R, и CD-RW имеют одинаковую емкость: 700 МБ и 80 минут. Разница заключается в том, сколько раз данные могут быть записаны. На CD-R данные можно записать только один раз, а на CD-RW можно перезаписать, что позволяет вам стирать и перезаписывать данные столько раз, сколько вы хотите.
Чистая марка CD-R какой марки лучше?
Согласно списку бестселлеров Amazon, Verbatim 52x для данных и музыки является лучшим вариантом. Упаковка из пятидесяти дисков стоит примерно 18 долларов без учета доставки.
Компакт-диски (CD), возможно, являются наиболее часто используемой формой цифровых носителей записи в нашей жизни сегодня, а оптические технологии используются как для чтения, так и для записи данных на них.
Компакт-диски – это наиболее распространенный вид оптических носителей записи, который используется сегодня. Первоначально разработанная как средство записи аудиоданных, технология компакт-дисков превратилась в компакт-диски, которые записывают и хранят цифровые изображения и многие другие виды цифровых данных. На внутренней поверхности компакт-дисков имеются ямки длиной в несколько микрометров, расположенные по непрерывной спирали и представляющие записанные данные. Лазерный свет фокусируется на этих ямках, и данные считываются путем улавливания отраженного света. DVD работают по тому же принципу.
Данные записываются в виде ямок на внутренней стороне дисков
Компакт-диски состоят из трех слоев: слой прозрачного пластика примерно 1.толщиной 2 мм, поверх которого уложен тонкий светоотражающий слой алюминия, а затем тонкий защитный акриловый слой. Данные записываются на внутренней стороне прозрачного пластикового слоя, обращенной к отражающему алюминиевому слою, в виде ямок шириной 0,5 мкм (1 мкм = одна миллионная доля метра) и длиной несколько микрометров. При считывании данных с компакт-диска лазерный луч фокусируется через прозрачный пластиковый слой, а данные собираются путем считывания различий в интенсивности отраженного света от алюминиевого слоя, вызванных ямками.
Оптические датчики используют линзы для сбора отраженных лазерных лучей
Устройство, используемое для чтения данных с компакт-диска, называется оптическим звукоснимателем. Лазерный луч, генерируемый лазерным диодом, проходит через коллимирующие линзы, чтобы представить его как параллельные лучи, а затем фокусируется линзой объектива в крошечную точку, которая попадает на отражающий слой. Луч, отраженный от алюминиевого отражающего слоя, затем разделяется поляризационной светоделительной призмой и проходит через цилиндрическую линзу на матрицу фотодетекторов, где он считывается как данные.
CD-R записывают данные с изменением цвета
Вместо ямок диски CD-R (Compact Disc-Recordable) имеют слой голубоватого светочувствительного органического красителя, на который нанесен очень тонкий отражающий слой, обычно сделанный из золота. При попадании сильного лазерного луча светочувствительный краситель поглощает свет, локально нагревая отражающий слой и вызывая деформации отражающего слоя. Вот почему используется фраза «запись CD-R», поскольку лазерный свет используется для записи данных на краситель и отражающие слои. Изменения отражательной способности, вызванные такой записью данных на CD-R, эквивалентны ямкам на компакт-дисках.
CD-RW записывают данные с материалами с фазовым переходом
CD-RW (Compact Disc-ReWritable) позволяют многократно записывать данные на диск с помощью специальных сплавов, обладающих так называемыми свойствами "фазового изменения". После нагревания до жидкой формы некоторые сплавы сохраняют аморфное состояние при резком охлаждении вместо рекристаллизации. При нагревании записывающим лазерным лучом записывающего устройства CD-RW сплав переходит из кристаллического состояния в аморфное состояние.
Когда записывающий лазерный луч записывает данные на CD-RW, он, соответственно, создает поток аморфных пятен с низкой отражающей способностью (записанное состояние), прерываемых кристаллическими пятнами с высокой отражающей способностью (стертое состояние). Эти два состояния представляют собой 0 и 1 цифровых данных, которые затем могут быть считаны считывающим лазерным лучом. Данные на CD-RW стираются с помощью стирающего лазерного луча, который слишком слаб, чтобы расплавить материал, но нагревает его до точки кристаллизации, а затем позволяет материалу медленно остывать, восстанавливая сплав до его кристаллического состояния и эффективно стирая. 0 с. Использование сплавов с фазовым переходом позволяет перезаписывать CD-RW более 1000 раз.
Удвоение емкости хранилища данных с помощью Blue Lasers
Как объяснялось ранее, данные записываются на компакт-диски с помощью небольших точек с разной отражательной способностью. Это означает, что чем меньше размер используемых спотов, тем больше данных можно поместить на один диск. Именно по этим причинам в наши дни большое внимание уделяется хранению данных с помощью голубого лазера. Используемые до сих пор красные лазеры создают пятна диаметром около 1 мкм, тогда как синие лазеры могут создавать пятна вдвое меньшего размера, около 500 нанометров в диаметре. Это означает, что при простом подсчете на диске такого же размера можно хранить в четыре раза больше данных, чем на компакт-диске или DVD-диске.
На оптических дисках, таких как компакт-диски (CD) и цифровые видеодиски (DVD), информация хранится в виде серии площадок или плоских областей и ямок. Лазерный узел считывает вращающийся диск, преобразовывая участки и ямы в последовательности электрических сигналов. Когда луч попадает на землю, он отражается на фотодиоде, который генерирует электрический сигнал. Лазерные лучи рассеиваются ямками, поэтому сигнал не генерируется.
Узнайте об этой теме в этих статьях:
основная ссылка
…носитель записи и хранения, оптический диск, стал доступен в начале 1980-х годов. В оптическом диске используется лазерная технология: цифровые данные записываются путем прожига лазерным лучом ряда микроскопических отверстий или ямок в тонкую металлическую пленку на поверхности диска размером 4 3 /4 дюйма. (12-сантиметровый) пластик…
хранение информации
Еще одна форма постоянной памяти — это оптические компакт-диски, разработанные на основе технологии видеодисков в начале 1980-х годов.Данные записываются в виде крошечных ямок на одной спиральной дорожке на пластиковых дисках размером от 3 до 12 дюймов (от 7,6 до 30…
72-дюймовый) оптический диск. Помимо большей емкости, технология оптического хранения также обеспечивает более достоверное воспроизведение звуков и изображений. Оптические диски также недороги в изготовлении: пластиковые диски представляют собой просто формы, выдавленные из мастера, как и грампластинки. Данные на них не могут быть уничтожены…
Цифровой оптический диск (см. выше Носители записи) становится все более популярным средством выпуска больших массивов архивной информации, например, законодательных актов, судебных и больничных протоколов, энциклопедий и других справочных материалов, справочных баз данных и библиотек программное обеспечение. Полнотекстовые базы данных, каждая из которых содержит цифровые изображения страниц…
лазерная технология
Крошечные недорогие полупроводниковые лазеры считывают данные с оптических компакт-дисков, число которых постоянно растет, для воспроизведения музыки, отображения видеозаписей и чтения компьютерных программ. Аудио компакт-диски с использованием инфракрасных лазеров были представлены примерно в 1980 году; CD-ROM (постоянная память на компакт-дисках) для компьютерных данных…
Читайте также: