光存储器原理及关键技术解析

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光存储器原理



　　CD、DVD、HD DVD和BD等光盘（Optical disc），都采用了类似的盘片与光道结构，以及数据表示与读写方法。（只读）光盘主要由保护层、反射激光的（铝、银、金等）金属反射层、刻槽层和（聚碳酸脂）塑料基衬垫组成。光盘的外径一般为120毫米（4.75英寸）（也有80 毫米即3.15英寸外径的小型盘片）、内径15毫米、厚1.2毫米，重量为14克～18克。CD-DA（激光唱盘）分3个区：导入区、导出区和声音数据记录区，如光盘在驱动马达的带动下高速旋转，光头发射的激光束经透明的塑料基后被金属反射层反射，反射的光经棱镜分光后被光头所接收。存储的数据用光盘刻槽层上的凹坑（pit）和岸台（land）表示，光驱利用坑台交界处反射光强的突变来读取数据。



　　1．数据表示



　　磁盘利用磁铁的两个极性(南极和北极)来记录“1”和“0”这种二进制数据，使用磁头来读取数据。光盘则是利用在盘上压制凹坑的机械办法，利用凹坑的边缘来记录“1”、而用凹坑和岸台的平坦部分记录“0”，使用激光来读出。



　　2．数据写入



　　只读型光盘（如CD-DA、CD-ROM、DVD-Video、DVD-ROM等）上的数据是用压模(stamper)冲压而成的，而压模是用原版的主盘(master disc)制成的。在制作原版盘时，是用编码后的二进制数据去调制聚焦激光束，如果写入的数据为“0”，就不让激光束通过，写入“1”时，就让激光束通过，或者相反。在制作原版盘的玻璃盘上涂有感光胶，曝了光的地方经化学处理后就形成凹坑，没有曝光的地方保持原样，二进制信息就以这样的形式刻录在原版盘上。在经过化学处理后的玻璃盘表面上镀一层金属，用这种盘去制作母盘(mother disc)，然后用母盘制作压模，再用压模去大批量复制。成千上万的CD盘就是用压模压出来的，所以价格才这样便宜（一般一张盘的生产成本才几角钱，当然版权费除外）。



　　3．数据读出



　　光盘上的数据要用光驱来阅读。光驱由光学读出头、光学读出头驱动机构、光盘驱动机构、控制线路以及处理光学读出头读出信号的电子线路等组成。光学读出头是光盘系统的核心部件之一，它由光电检测器、透镜、激光束分离器、激光器等元件组成，它的结构如图18-15所示。激光器（一般采用激光二极管）发出的激光经过几个透镜聚焦后到达光盘，从光盘上反射回来的激光束沿原来的光路返回，到达激光束分离器后反射到光电二极管检测器，由其把光信号变成电信号，再经过电子线路处理后还原成原来的二进制数据。光盘上压制了许多凹坑，激光束在跨越凹坑的边缘时，反射的光的强度有突变，光盘就是利用这个极其简单的原理来区分“1”和“0”的。凹坑的边缘代表“1”，凹坑和岸台的平坦部分代表“0”，一定长度的凹坑和岸台都代表着若干个“0”。



光存储器关键技术



　　高密、高效、高速的母盘刻录技术：采用短波激光和大数值孔径的物镜，可使道间距减小，比特长度减小，从而可提高光盘的刻录密度；采用脉宽调制，可显着提高记录效率。DVD单面盘的精密注塑及双盘的封装技术。将DVD母盘、模板生产线挑选出的合格模板，用精密注塑机注塑成形，制得的DVD半成品经适当冷却，送入溅射室，根据不同要求，分别溅射金或铅，然后进行粘合剂旋涂、封装、紫外光固化、在线检测、商标印刷等，制成DVD只读光盘。