stringtranslate.com

Оптический диск

Нижняя поверхность компакт-диска диаметром 12 см ( CD-R ) с характерным переливом .
Оптическая линза привода компакт-дисков .
LaserCard производства Drexler Technology Corporation.

Оптический диск представляет собой плоский объект, обычно [примечание 1] в форме диска, который хранит информацию в виде физических изменений на своей поверхности, которые можно прочитать с помощью луча света. Оптические диски могут быть отражающими, когда источник света и детектор находятся на одной стороне диска, или пропускающими, когда свет проходит через диск и обнаруживается на другой стороне.

Оптические диски могут хранить аналоговую информацию (например, Laserdisc ), цифровую информацию (например, DVD ) или хранить обе информации на одном и том же диске (например, CD Video ).

Их основное использование — распространение медиа и данных, а также долгосрочное архивирование .

Дизайн и технологии

Кодирующий материал расположен на более толстой подложке (обычно из поликарбоната ), которая составляет основную часть диска и образует дефокусирующий слой пыли. Шаблон кодирования следует непрерывному спиральному пути, охватывающему всю поверхность диска и простирающемуся от самой внутренней дорожки до самой внешней дорожки.

Данные сохраняются на диске с помощью лазера или штамповочной машины , и к ним можно получить доступ, когда путь данных освещается лазерным диодом в приводе оптических дисков , который вращает диск со скоростью от 200 до 4000 об/мин или более, в зависимости от тип привода, формат диска и расстояние считывающей головки от центра диска (внешние дорожки считываются с более высокой скоростью передачи данных из-за более высоких линейных скоростей при тех же угловых скоростях ).

Большинство оптических дисков имеют характерное переливчатое свечение из-за дифракционной решетки , образованной их канавками. [1] [2] Эта сторона диска содержит фактические данные и обычно покрыта прозрачным материалом, обычно лаком .

На обратной стороне оптического диска обычно имеется печатная этикетка, иногда сделанная из бумаги, но часто напечатанная или отштампованная на самом диске. В отличие от 3 1 / 2 - дюймовой дискеты , большинство оптических дисков не имеют встроенного защитного корпуса и поэтому подвержены проблемам с передачей данных из-за царапин, отпечатков пальцев и других проблем, связанных с окружающей средой. Blu-ray имеют покрытие под названием durabis , которое смягчает эти проблемы.

Оптические диски обычно имеют диаметр от 7,6 до 30 см (от 3,0 до 11,8 дюйма), причем наиболее распространенным размером является 12 см (4,7 дюйма). Так называемая программная область , содержащая данные, обычно начинается на расстоянии 25 миллиметров от центральной точки. [3] Типичный диск имеет толщину около 1,2 мм (0,047 дюйма), а шаг дорожки (расстояние от центра одной дорожки до центра следующей) находится в диапазоне от 1,6 мкм (для компакт-дисков) до 320 нм (для Blu-ray ). лучевые диски ).

Типы записи

Оптический диск предназначен для поддержки одного из трех типов записи: только для чтения (например, CD и CD-ROM ), записываемого (однократная запись, например CD-R ) или перезаписываемого (перезаписываемого, например CD-RW ). . Оптические диски однократной записи обычно имеют записывающий слой органического красителя (также может быть азокрасителем ( фталоцианин ) , в основном используемым Verbatim , или оксоноловым красителем, используемым Fujifilm [4] ) между подложкой и отражающим слоем. Перезаписываемые диски обычно содержат записывающий слой из сплава , состоящего из материала с фазовым переходом , чаще всего AgInSbTe , сплава серебра , индия , сурьмы и теллура . [5] Азокрасители были представлены в 1996 году, а фталоцианин начал широко использоваться только в 2002 году. Тип красителя и материал, используемый в отражающем слое оптического диска, можно определить, пропустив свет через диск, поскольку разные красители и комбинации материалов имеют разные цвета.

На записываемых дисках Blu-ray обычно не используется записывающий слой с органическим красителем, вместо этого используется неорганический записывающий слой. Те, которые это делают, известны как диски от низкого к высокому (LTH) и могут быть изготовлены на существующих линиях по производству компакт-дисков и DVD, но имеют более низкое качество, чем традиционные записываемые диски Blu-ray.

Применение

Оптические диски часто хранятся в специальных футлярах, иногда называемых футлярами для драгоценностей, и чаще всего используются для цифровой консервации , хранения музыки (например, для использования в проигрывателе компакт-дисков ), видео (например, для использования в проигрывателе Blu-ray ) или данных и программ. для персональных компьютеров (ПК), а также для автономного распространения печатных копий данных из-за более низких цен за единицу, чем на другие типы носителей. Ассоциация оптических технологий хранения данных (OSTA) продвигала стандартизированные форматы оптических накопителей .

В библиотеках и архивах применяются процедуры сохранения оптических носителей , чтобы обеспечить их дальнейшее использование в приводе оптических дисков компьютера или соответствующем проигрывателе дисков.

Файловые операции традиционных запоминающих устройств, таких как флэш-накопители , карты памяти и жесткие диски, можно моделировать с помощью живой файловой системы UDF .

Для резервного копирования компьютерных данных и физической передачи данных оптические диски, такие как компакт-диски и DVD-диски , постепенно заменяются более быстрыми и меньшими твердотельными устройствами, особенно USB-накопителями . [6] [ нужна цитата ] Ожидается, что эта тенденция сохранится, поскольку USB-накопители продолжают увеличивать свою емкость и падать в цене. [ нужна цитата ]

Кроме того, музыка, фильмы, игры, программное обеспечение и телепередачи, приобретенные, переданные или транслируемые через Интернет, значительно сократили количество ежегодно продаваемых аудио-CD, видео-DVD и дисков Blu-ray. Тем не менее, некоторые по-прежнему предпочитают и покупают аудио-CD и Blu-ray как способ поддержать свои любимые произведения, получая при этом что-то осязаемое взамен, а также поскольку аудио-CD (наряду с виниловыми пластинками и кассетами ) содержат несжатый звук без вносимых артефактов. с помощью алгоритмов сжатия с потерями, таких как MP3 и Blu-ray, обеспечивают лучшее качество изображения и звука, чем потоковое мультимедиа, без видимых артефактов сжатия из-за более высокого битрейта и большего доступного места для хранения. [7] Тем не менее, Blu-ray иногда можно передавать через Интернет, но для некоторых торрент может быть невозможен из-за ограничений, установленных интернет-провайдерами по юридическим или авторским причинам, низкой скорости загрузки или отсутствия достаточного доступного места для хранения. , поскольку контент может весить до нескольких десятков гигабайт. Blu-ray могут быть единственным вариантом для тех, кто хочет играть в большие игры без необходимости загружать их через ненадежное или медленное подключение к Интернету, и именно поэтому они до сих пор (по состоянию на 2020 год) широко используются на игровых консолях, таких как PlayStation . 4 и Xbox One X. По состоянию на 2020 год компьютерные игры редко доступны в физическом формате, таком как Blu-ray.

Диски не должны иметь наклеек и не должны храниться вместе с бумагой; Перед хранением бумаги необходимо вынуть из футляра для драгоценностей. Чтобы не поцарапать диски, следует держать их за края, прижимая большой палец к внутреннему краю диска. Стандарт ISO 18938:2008 описывает лучшие методы обращения с оптическими дисками. Очистку оптического диска никогда не следует производить по кругу, чтобы избежать образования концентрических кругов на диске. Неправильная чистка может поцарапать диск. Записываемые диски не следует подвергать воздействию света в течение длительного времени. Для увеличения срока службы оптические диски следует хранить в сухих и прохладных условиях, при температуре от -10 до 23 °C, но не выше 32 °C, при влажности, которая не опускается ниже 10 %, при этом рекомендуется хранить при влажности от 20 до 50 % без колебания более ±10%.

Долговечность

Оптические диски не боятся воды.

Хотя оптические диски более долговечны, чем более ранние форматы хранения аудиовизуальных данных и данных, при неправильном обращении они подвержены воздействию окружающей среды и ежедневному использованию.

Оптические диски не подвержены неконтролируемым катастрофическим сбоям , таким как удары головок , скачки напряжения или воздействие воды, как жесткие диски и флэш-накопители , поскольку контроллеры хранения оптических приводов не привязаны к самим оптическим дискам, как в случае с жесткими дисками и флэш-памятью . контроллеры , а диск обычно можно восстановить из неисправного оптического привода, вставив неострую иглу в отверстие для аварийного выброса, и он не имеет точки немедленного попадания воды и интегральной схемы.

Безопасность

Поскольку доступ к самому носителю осуществляется только через лазерный луч, без внутренней схемы управления, он не может содержать вредоносное оборудование, такое как так называемые резиновые утки или USB-убийцы .

Вредоносное ПО не может распространяться на заводских носителях, финализированных носителях или типах дисков -ROM ( постоянная память ), лазерам которых не хватает мощности для записи данных. Вредоносное ПО обычно запрограммировано на обнаружение и распространение на традиционных устройствах хранения данных, таких как флэш-накопители , внешние твердотельные накопители и жесткие диски . [8]

История

Более ранний аналоговый оптический диск, записанный в 1935 году для Lichttonorgel  [ de ] (орган сэмплирования).
Лихттоноргель и система оптических дисков

Первое зарегистрированное историческое использование оптического диска произошло в 1884 году, когда Александр Грэм Белл , Чичестер Белл и Чарльз Самнер Тейнтер записали звук на стеклянный диск с помощью луча света. [9]

Оптофония - это очень ранний (1931 г.) пример записывающего устройства, использующего свет как для записи, так и для воспроизведения звуковых сигналов на прозрачной фотографии. [10]

Ранняя аналоговая система оптических дисков существовала в 1935 году и использовалась в сэмплерном органе Welte Lichttonorgel  [de] . [11]

Ранний аналоговый оптический диск, используемый для записи видео, был изобретен Дэвидом Полом Греггом в 1958 году [12] и запатентован в США в 1961 и 1969 годах. Эта форма оптического диска была очень ранней формой DVD ( патент США 3,430,966 ). Особый интерес представляет тот факт, что патент США № 4 893 297 , поданный в 1989 году и выданный в 1990 году, приносил доход от роялти для DVA корпорации Pioneer до 2007 года, охватывая тогда системы CD, DVD и Blu-ray. В начале 1960-х годов Музыкальная корпорация Америки купила патенты Грегга и его компанию Gauss Electrophysical.

Американскому изобретателю Джеймсу Т. Расселу приписывают изобретение первой системы записи цифрового сигнала на оптически прозрачную фольгу, которая освещается сзади мощной галогенной лампой. Заявка на патент Рассела была впервые подана в 1966 году, а патент ему был предоставлен в 1970 году. После судебного разбирательства Sony и Philips лицензировали патенты Рассела (тогда принадлежавшие канадской компании Optical Recording Corp.) в 1980-х годах. [13] [14] [15]

Диски Грегга и Рассела представляют собой гибкие носители, читаемые в прозрачном режиме, что имеет серьезные недостатки. В Нидерландах в 1969 году физик Philips Research Питер Крамер изобрел оптический видеодиск в отражающем режиме с защитным слоем, считываемым сфокусированным лазерным лучом. Патент США № 5,068,846 , поданный в 1972 году, выданный в 1991 году. Физический формат Крамера используется во всех оптических дисках. В 1975 году Philips и MCA начали сотрудничать, а в 1978 году, коммерчески поздно, представили в Атланте свой долгожданный Laserdisc . MCA доставила диски, а Philips — проигрыватели. Однако презентация оказалась коммерчески провальной, и сотрудничество закончилось.

В Японии и США компания Pioneer преуспевала с Laserdiscc до появления DVD. В 1979 году консорциум Philips и Sony успешно разработал аудиокомпакт-диск .

В 1979 году компания Exxon STAR Systems в Пасадене, Калифорния, построила управляемый компьютером привод WORM, в котором использовались тонкопленочные покрытия из теллура и селена на стеклянном диске диаметром 12 дюймов. Система записи использовала синий свет с длиной волны 457 нм для записи и красный свет с длиной волны 632,8 нм. STAR Systems была куплена Storage Technology Corporation (STC) в 1981 году и переехала в Боулдер, штат Колорадо. Развитие технологии WORM продолжалось с использованием алюминиевых подложек диаметром 14 дюймов. Бета-тестирование дисков, первоначально называвшихся Laser Storage Drive 2000 (LSD-2000), было лишь умеренно успешным. Многие диски были отправлены в лаборатории RCA (ныне Исследовательский центр Дэвида Сарнова) для использования в архивировании Библиотеки Конгресса. В дисках STC использовался герметичный картридж с оптическим окном, защищенный патентом США № 4,542,495 .

Формат CD -ROM был разработан Sony и Philips , представлен в 1984 году как расширение Compact Disc Digital Audio и адаптирован для хранения любой формы цифровых данных. В том же году Sony продемонстрировала формат хранения данных LaserDisc с большей емкостью данных - 3,28 ГБ. [16]

В конце 1980-х и начале 1990-х годов компания Optex, Inc. из Роквилля, штат Мэриленд, создала систему стираемых оптических цифровых видеодисков ( патент США № 5 113 387) , используя патент США № 5 128 849 с оптическими носителями с захватом электронов (ETOM) . Хотя эта технология была описана в декабрьском выпуске журнала Video Pro Magazine за 1994 год, обещая «смерть ленты», она так и не поступила на рынок.

В середине 1990-х годов консорциум производителей (Sony, Philips, Toshiba , Panasonic ) разработал второе поколение оптических дисков — DVD . [17]

Магнитные диски нашли ограниченное применение при хранении больших объемов данных. Итак, возникла необходимость найти еще несколько методов хранения данных. В результате было обнаружено, что с помощью оптических средств можно создавать большие устройства хранения данных, что, в свою очередь, привело к появлению оптических дисков. Самым первым применением такого рода стал компакт-диск (CD), который использовался в аудиосистемах.

Sony и Philips разработали первое поколение компакт-дисков в середине 1980-х годов с полными спецификациями этих устройств. С помощью этой технологии возможность преобразования аналогового сигнала в цифровой была использована на высоком уровне. Для этого были взяты 16-битные выборки аналогового сигнала со скоростью 44 100 выборок в секунду . Эта частота дискретизации была основана на частоте Найквиста 40 000 выборок в секунду, необходимой для захвата диапазона слышимых частот до 20 кГц без наложения, с дополнительным допуском, позволяющим использовать неидеальные аналоговые предварительные фильтры аудио для удаления любых более высоких частот. частоты. [18] Первая версия стандарта позволяла хранить до 75 минут музыки, для чего требовалось 650 МБ памяти.

DVD - диск появился после того, как CD-ROM получил широкое распространение в обществе.

Оптический диск третьего поколения был разработан в 2000–2006 годах и представлен как Blu-ray Disc. Первые фильмы на дисках Blu-ray были выпущены в июне 2006 года. [19] Blu-ray в конечном итоге одержал победу в войне форматов оптических дисков высокой четкости над конкурирующим форматом HD DVD . Стандартный диск Blu-ray может содержать около 25 ГБ данных, DVD — около 4,7 ГБ и компакт-диск — около 700 МБ.

Сравнение различных оптических носителей информации

Первое поколение

С самого начала оптические диски использовались для хранения аналогового видео вещательного качества, а затем и цифровых носителей, таких как музыка или компьютерное программное обеспечение. Формат LaserDisc хранил аналоговые видеосигналы для распространения домашнего видео , но коммерчески проигрывал формату видеокассет VHS , главным образом, из-за его высокой стоимости и невозможности перезаписи; другие форматы дисков первого поколения были разработаны только для хранения цифровых данных и изначально не могли использоваться в качестве носителя цифрового видео .

Большинство дисковых устройств первого поколения имели инфракрасную лазерную считывающую головку. Минимальный размер лазерного пятна пропорционален длине волны лазера, поэтому длина волны является ограничивающим фактором для объема информации, которая может храниться в данной физической области на диске. Инфракрасный диапазон находится за пределами длинноволнового спектра видимого света, поэтому он поддерживает меньшую плотность, чем более коротковолновый видимый свет. Одним из примеров емкости хранения данных высокой плотности, достигаемой с помощью инфракрасного лазера, является 700 МБ чистых пользовательских данных на компакт-диске диаметром 12 см.

Другие факторы, влияющие на плотность хранения данных, включают: наличие нескольких слоев данных на диске, метод вращения ( постоянная линейная скорость (CLV), постоянная угловая скорость (CAV) или зональная CAV), состав площадок и ямы, а сколько неиспользованного запаса находится в центре и на краю диска.

Второе поколение

Оптические диски второго поколения предназначались для хранения больших объемов данных, включая цифровое видео вещательного качества. Такие диски обычно читаются с помощью лазера видимого света (обычно красного); более короткая длина волны и большая числовая апертура [20] позволяют использовать более узкий луч света, что позволяет уменьшить ямки и площадки на диске. В формате DVD это позволяет хранить 4,7 ГБ на стандартном одностороннем однослойном диске шириной 12 см; альтернативно, носители меньшего размера, такие как формат DataPlay , могут иметь емкость, сравнимую с емкостью стандартного компактного 12-сантиметрового диска большего размера. [21]

Третье поколение

Оптические диски третьего поколения используются для распространения видео высокой четкости и видеоигр и поддерживают большую емкость хранения данных, что достигается за счет коротковолновых лазеров видимого света и большей числовой апертуры. В Blu-ray Disc и HD DVD используются сине-фиолетовые лазеры и фокусирующая оптика с большей апертурой для использования с дисками с меньшими ямками и площадками, что обеспечивает большую емкость хранения данных на слой. [20] На практике эффективная способность представления мультимедиа улучшается с помощью усовершенствованных кодеков сжатия видеоданных , таких как H.264/MPEG-4 AVC и VC-1 .

Анонсировано, но не выпущено:

Четвертое поколение

Следующие форматы выходят за рамки нынешних дисков третьего поколения и потенциально могут хранить более одного терабайта (1 ТБ ) данных, и по крайней мере некоторые из них предназначены для холодного хранения данных в центрах обработки данных : [25] [ сомнительно – обсудить ]

Анонсировано, но не выпущено:

В 2004 году началась разработка универсального голографического диска (HVD), который обещал хранить несколько терабайт данных на диске. Однако к концу 2000-х годов развитие застопорилось из-за отсутствия финансирования.

В 2006 году сообщалось, что японские исследователи разработали лазеры ультрафиолетовых лучей с длиной волны 210 нанометров, которые обеспечат более высокую битовую плотность, чем диски Blu-ray. [26] По состоянию на 2022 год никаких обновлений по этому проекту не поступало.

Folio Photonics планирует выпустить диски большой емкости в 2024 году со стоимостью 5 долларов за ТБ, с планами до 1 доллара за ТБ, потребляя на 80% меньше энергии, чем HDD . [27]

Обзор оптических типов

Примечания
  1. ^ Прототипы и теоретические значения.
  2. ^ Годы от (известного) начала разработки до окончания продаж или разработки.

Записываемые и записываемые оптические диски

На рынке существует множество форматов оптических устройств записи на диск , все из которых основаны на использовании лазера для изменения отражательной способности цифрового носителя записи с целью дублирования эффектов ямок и полос, возникающих при использовании коммерческого оптического диска. нажимается. Такие форматы, как CD-R и DVD-R, относятся к категории « Запись один раз, чтение многих » или однократная запись, тогда как CD-RW и DVD-RW являются перезаписываемыми, что больше похоже на жесткий диск с магнитной записью (HDD).

Медиа-технологии различаются, например, на носителе M-DISC используется каменный слой для хранения данных дольше, чем на обычных записываемых носителях. Несмотря на то, что носитель M-DISC совместим только для чтения с существующими приводами DVD и Blu-ray, его можно записывать только с использованием более мощного лазера, специально созданного для этой цели, который встроен в меньшее количество моделей оптических приводов.

Сканирование ошибок поверхности

Измерение частоты ошибок на DVD+R. Уровень ошибок все еще находится в пределах здорового диапазона.

Оптические носители можно заранее сканировать на предмет ошибок и порчи носителя задолго до того, как какие-либо данные станут нечитаемыми. [29] Оптические форматы включают некоторую избыточность для исправления ошибок , которая работает до тех пор, пока количество ошибок не превысит пороговое значение. Более высокий уровень ошибок может указывать на ухудшение и/или низкое качество носителя, физическое повреждение, грязную поверхность и/или носитель, записанный с использованием неисправного оптического привода.

Точное сканирование ошибок требует доступа к необработанным, неисправленным данным с диска, что не всегда обеспечивается приводом. В результате поддержка этой функции зависит от производителя и модели оптического привода. На обычных накопителях без этой функциональности все же можно искать неожиданное снижение скорости чтения как косвенную, гораздо менее надежную меру. [30]

Программное обеспечение для сканирования ошибок включает Nero DiscSpeed , k-probe , Opti Drive Control (ранее «CD Speed ​​2000» ) и DVD info Pro для Windows , а также QPxTool для кроссплатформенности .

Типы ошибок

Существуют различные типы измерений ошибок, включая так называемые ошибки «C1» , « C2 » и «CU» на компакт-дисках , а также «ошибки PI/PO (внутренняя/внешняя четность)» и более критические «сбои PI/PO». на DVD . Более точные измерения ошибок на компакт-дисках, поддерживаемых очень немногими оптическими приводами, называются E11 , E21 , E31 , E21 , E22 , E32 .

«CU» и «POF» представляют собой неисправимые ошибки на компакт-дисках с данными и DVD-дисках соответственно, что приводит к потере данных и может быть результатом слишком большого количества последовательных меньших ошибок. [31]

Из-за более слабой коррекции ошибок, используемой на аудио компакт-дисках ( стандарт Красной книги ) и видео компакт-дисках ( стандарт Белой книги ), ошибки C2 уже приводят к потере данных. Однако даже при ошибках С2 повреждения в некоторой степени незаметны.

Диски Blu-ray используют так называемые параметры ошибок LDC ( коды дальней связи ) и BIS ( субкоды индикации пакета ). По словам разработчика программного обеспечения Opti Drive Control , диск можно считать исправным, если уровень ошибок LDC ниже 13 и уровень ошибок BIS ниже 15. [32]

Производство оптических дисков

Оптические диски изготавливаются методом репликации. Этот процесс можно использовать со всеми типами дисков. На записываемые диски предварительно записана важная информация, такая как производитель, тип диска, максимальная скорость чтения и записи и т. д. При тиражировании необходимо чистое помещение с желтым освещением, чтобы защитить светочувствительный фоторезист и предотвратить повреждение данных на диске пылью. диск.

При репликации используется стеклянный мастер. Мастер помещается в аппарат, который максимально очищает его с помощью вращающейся щетки и деионизированной воды, подготавливая к следующему этапу. На следующем этапе анализатор поверхности проверяет чистоту мастера перед нанесением на мастер фоторезиста.

Затем фоторезист запекают в печи для его затвердевания. Затем, в процессе экспонирования, мастер помещается на проигрыватель, где лазер выборочно подвергает резист воздействию света. Одновременно на диск наносят проявитель и деионизированную воду для удаления обнаженного резиста. Этот процесс формирует ямы и площадки, которые представляют данные на диске.

Затем на мастер наносится тонкий слой металла, создавая негатив мастера с ямками и площадками. Затем негатив снимается с мастера и покрывается тонким слоем пластика. Пластик защищает покрытие, в то время как штамповочный пресс пробивает отверстие в центре диска и пробивает лишний материал.

Негатив теперь представляет собой штамп — часть формы, которая будет использоваться для тиражирования. Его помещают на одну сторону формы так, чтобы сторона данных, содержащая ямки и площадки, была обращена наружу. Это делается внутри литьевой машины. Затем машина закрывает форму и впрыскивает поликарбонат в полость, образованную стенками формы, которая формирует диск с данными на нем.

Расплавленный поликарбонат заполняет ямки или пространства между площадками на негативе, приобретая свою форму при затвердевании. Этот шаг чем-то похож на нажатие пластинки .

Поликарбонатный диск быстро остывает и сразу снимается с машины перед формированием другого диска. Затем диск металлизируют, покрывают тонким отражающим слоем алюминия. Алюминий заполняет пространство, которое когда-то занимал негатив.

Затем наносится слой лака, чтобы защитить алюминиевое покрытие и обеспечить поверхность, пригодную для печати. Лак наносится ближе к центру диска и диск вращается, равномерно распределяя лак по поверхности диска. Лак затвердевает под действием ультрафиолета. Затем на диски наносят шелкографию или наносят этикетку иным образом. [33] [34] [35]

На записываемые диски добавляется слой красителя, а на перезаписываемые диски вместо этого добавляется слой сплава с фазовым переходом, который защищен верхним и нижним диэлектрическими (электризолирующими) слоями. Слои могут быть напылены. Дополнительный слой находится между канавками и отражающим слоем диска. На записываемых дисках вместо традиционных ямок и площадок, которые встречаются на реплицированных дисках, создаются канавки, и они могут быть созданы в одном и том же процессе экспонирования. [36] [37] [38] [39] [40] В DVD осуществляются те же процессы, что и в компакт-дисках, но на более тонком диске. Затем более тонкий диск приклеивается ко второму, столь же тонкому, но пустому диску с помощью УФ-отверждаемого жидкого оптически прозрачного клея , образуя DVD-диск. [41] [4] [42] [43] При этом данные остаются в середине диска, что необходимо DVD-дискам для достижения своей емкости. В многослойных дисках для всех слоев используются полуотражающие, а не отражающие покрытия, кроме последнего слоя, который является самым глубоким и использует традиционное отражающее покрытие. [44] [45] [46]

Двухслойные DVD изготавливаются немного по-другому. После металлизации (с более тонким металлическим слоем, чтобы пропустить немного света) в центре диска наносятся и предварительно отверждаются смолы для переноса основы и ямок. Затем диск снова прессуется с использованием другого штампа, и смолы полностью отверждаются под действием ультрафиолета перед отделением от штампа. Затем диск получает еще один, более толстый слой металлизации, а затем приклеивается к заготовке диска с помощью клея LOCA. Диски DVD-R DL и DVD+R DL получают слой красителя после отверждения, но до металлизации. На диски CD-R, DVD-R и DVD+R слой красителя наносится после прессования, но до металлизации. CD-RW, DVD-RW и DVD+RW имеют слой металлического сплава, расположенный между двумя диэлектрическими слоями. HD-DVD создается так же, как и DVD. В записываемых и перезаписываемых носителях большая часть штампа состоит из канавок, а не ямок и площадок. Канавки содержат частоту колебаний , которая используется для определения положения считывающего или записывающего лазера на диске. Вместо этого в DVD используются препиты с постоянным колебанием частоты. [37]

Блю рей

HTL ( от высокого к низкому типу ) диски Blu-ray изготавливаются по-разному. Во-первых, вместо стеклянного мастера используется кремниевая пластина . [47] Вафля обрабатывается так же, как это делал бы мастер по стеклу.

Затем на пластину наносят гальваническое покрытие, образуя никелевый штамп толщиной 300 микрон, который отделяется от пластины. Штамп устанавливается на форму внутри пресса или тиснителя.

Поликарбонатные диски отформованы аналогично дискам DVD и CD. Если изготавливаемые диски представляют собой BD-R или BD-RE, форма оснащается штампом, который штампует на дисках рисунок канавок вместо ямок и площадок, которые есть на дисках BD-ROM.

После охлаждения на диск методом напыления наносится слой сплава серебра толщиной 35 нанометров . [48] ​​[49] [50] Затем наносится второй слой путем нанесения на диск смолы для переноса основы и ямок и предварительного отверждения в его центре.

После нанесения и предварительного отверждения диск прессуется или тиснется с помощью штампа, а смолы немедленно отверждаются с помощью интенсивного ультрафиолетового света, прежде чем диск отделяется от штампа. Штамп содержит данные, которые будут перенесены на диск. Этот процесс известен как тиснение и представляет собой этап гравировки данных на диске, заменяющий процесс прессования, используемый на первом слое, а также используется для многослойных DVD-дисков.

Затем на диск напыляют слой серебряного сплава толщиной 30 нанометров, и процесс повторяется столько раз, сколько необходимо. Каждое повторение создает новый слой данных. (Смолы наносятся заново, предварительно отверждаются, штампуются (с данными или канавками) и отверждаются, напыляется сплав серебра и так далее)

На диски BD-R и BD-RE наносится (посредством напыления) металлический сплав (слой записи) (который зажат между двумя диэлектрическими слоями, также напыленными в BD-RE), а затем наносится 30-нанометровая металлизация (сплав серебра, алюминия или золото) слой, который напыляют. Альтернативно, сплав серебра может быть нанесен до нанесения записывающего слоя. Сплавы серебра обычно используются в Blu-ray, а алюминий обычно используется в компакт-дисках и DVD-дисках. Золото используется в некоторых «архивных» компакт-дисках и DVD-дисках, поскольку оно более химически инертно и устойчиво к коррозии, чем алюминий, который разъедается с образованием оксида алюминия , который при гниении диска можно увидеть в виде прозрачных пятен или точек на диске, препятствующих разрушению диска. диск не считывается, поскольку лазерный свет проходит через диск, а не отражается обратно в узел лазерного считывания для считывания. Обычно алюминий не подвергается коррозии, поскольку имеет тонкий оксидный слой, образующийся при контакте с кислородом. В этом случае он может подвергнуться коррозии из-за своей тонкости.

Затем наносится покровный слой толщиной 98 микрон с использованием жидкого оптически прозрачного клея , отверждаемого УФ-излучением, а также наносится твердое покрытие толщиной 2 микрона (например, Durabis ) и отверждается УФ-светом. На последнем этапе на этикеточную сторону диска наносится барьерный слой из нитрида кремния толщиной 10 нанометров для защиты от влаги. [38] [48] [51] [52] Данные Blu-ray расположены очень близко к считываемой поверхности диска, что необходимо Blu-ray для достижения своей емкости.

Диски в больших количествах можно либо тиражировать, либо дублировать. При репликации процесс, описанный выше, используется для изготовления дисков, тогда как при дублировании диски CD-R, DVD-R или BD-R записываются и финализируются, чтобы предотвратить дальнейшую запись и обеспечить более широкую совместимость. [53] (См. Создание оптических дисков ). Оборудование также различно: копирование осуществляется с помощью полностью автоматизированного специального оборудования, стоимость которого на рынке подержанных автомобилей составляет сотни тысяч долларов США [54] , тогда как копирование может быть автоматизировано (с использованием так называемого автозагрузчика [55]). ] ) или выполняться вручную, для этого требуется только небольшой настольный дубликатор. [56]

Технические характеристики

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Шинья Ёсиока (2013). «Структурный цвет в природе: основные наблюдения и анализ». В Шуичи Киношита (ред.). Формирование закономерностей и колебательные явления (Онлайн-авторское изд.). Уолтем: Эльзевир. п. 240. дои : 10.1016/B978-0-12-397014-5.00006-7. ISBN 978-0-12-397014-5.
  2. ^ Корнуолл, Малкольм Дж. (январь 1993 г.). «CD означает красочную дифракцию». Физическое образование . 28 (1): 12–14. Бибкод : 1993PhyEd..28...12C. дои : 10.1088/0031-9120/28/1/002. S2CID  250742863.
  3. ^ "Основы аппаратного обеспечения. - Скачать бесплатно PDF" . docplayer.es . Архивировано из оригинала 23 февраля 2022 г. Проверено 2 августа 2020 г.
  4. ^ ab "Fujifilm [Global]" (PDF) . Архивировано (PDF) из оригинала 14 июля 2018 г. Проверено 13 апреля 2020 г.
  5. ^ Руководства/Хранилище/CD-R/CD-RW – Руководство по технологиям ПК. Архивировано 30 марта 2009 г. на Wayback Machine . Pctechguide.com (22 февраля 1999 г.). Проверено 9 октября 2011 г.
  6. ^ Авадханулу, Миннесота (2001). Введение в теорию и приложения лазеров. Издательство С. Чанд. ISBN 9788121920711. Архивировано из оригинала 3 февраля 2018 г.
  7. ^ https://www.reviewgeek.com/6416/is-it-better-to-watch-a-4k-movie-on-blu-ray-or-through-streaming/. Архивировано 12 апреля 2020 г. на Wayback . Машина (для потоковой передачи контента 4K поставщик потокового мультимедиа Netflix рекомендует подключение к Интернету со скоростью 25 Мбит/с, что предполагает битрейт 25 Мбит/с. https://help.netflix.com/en/node/306. Архивировано 11 апреля 2020 г. на Wayback Machine . Для сравнения, спецификация оптических дисков Ultra HD Blu-ray 2018 года обеспечивает битрейт от 72 до 144 Мбит/с для контента 4K. в Wayback Machine )
  8. ^ «USB-угрозы от вредоносного ПО для майнеров» . Securelist.com . 25 сентября 2018 г. Архивировано из оригинала 2 февраля 2021 г. Проверено 02 февраля 2021 г.
  9. ^ «Воспроизведение: раскрыты звуки 130-летней давности - Служба новостей» . newsdesk.si.edu . Архивировано из оригинала 30 сентября 2017 года . Проверено 3 мая 2018 г.
  10. ^ "Das Photo als Schalplatte" (PDF) (на немецком языке). Архивировано (PDF) из оригинала 9 октября 2022 г. Проверено 2 июля 2020 г.
  11. ^ Буш, Дуглас; Кассель, Ричард, ред. (2004). «Электронный орган». Орган: Энциклопедия . Тейлор и Фрэнсис. п. 164. ИСБН 978-1-135-94796-5. Архивировано из оригинала 5 июня 2023 г. Проверено 21 марта 2023 г. В большинстве последних инструментов звуки представляли собой «сэмплы» (записанные в цифровом формате) из существующих органов или повторно синтезированные из сэмплов. (Эта технология была предвосхищена электромеханическими генераторами в 1930-х годах, что ретроспективно можно охарактеризовать как «аналоговую выборку»; примеры включали фотоэлектрический LichttonOrgel и электростатический Compton Electrone, оба из которых имели формы сигналов, полученные от хорошо известных органов.)
  12. ^ Милстер, Т.Д. (2004). «Оптическое хранение данных». Энциклопедия оптики: основные основы и практическое применение . Том. 3 [М–О]. Уайли. ISBN 978-3-527-40320-2. ОСЛК  314463541.
  13. ^ Дадли, Брайер (29 ноября 2004 г.). «Изобретение ученого было отпущено за бесценок». Сиэтл Таймс . Архивировано из оригинала 10 августа 2014 г. Проверено 24 июля 2014 г.
  14. ^ «Изобретатель и физик Джеймс Рассел '53 получит премию Воллума на собрании Рида» (пресс-релиз). Офис по связям с общественностью колледжа Рид. 2000. Архивировано из оригинала 9 октября 2013 г. Проверено 24 июля 2014 г.
  15. ^ «Изобретатель недели - Джеймс Т. Рассел - Компакт-диск» . Массачусетский технологический институт . Декабрь 1999 г. Архивировано из оригинала 17 апреля 2003 г.
  16. ↑ Японские компьютеры (1984). Архивировано 7 июля 2017 г. в Wayback Machine (14:24), Computer Chronicles.
  17. ^ Хаван Ким, Сунг (2004). Июнь 2004 г. (PDF) (Диссертация). Массачусетский Институт Технологий. Архивировано (PDF) из оригинала 4 декабря 2013 г.
  18. ^ Хасс, Дж. Введение в компьютерную музыку , CECM Университета Индианы (получено 8 октября 2014 г.), Том первый, Глава пятая: Цифровое аудио. «Глава пятая: Принципы цифрового звука». Архивировано из оригинала 8 июня 2014 г. Проверено 8 октября 2014 г.
  19. ^ Дробо, Бен (19 июня 2006 г.). «Фильмы HD DVD и Blu-ray, выпущенные 20 июня 2006 г.». Международные издания Engadget. Архивировано из оригинала 11 апреля 2018 г.
  20. ^ ab Обновление войны форматов: Blu-ray побеждает HD DVD. Архивировано 10 января 2008 г. на Wayback Machine . Crutchfieldadvisor.com. Проверено 9 октября 2011 г.
  21. ^ «Оптические носители» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 14 декабря 2015 г. Проверено 27 ноября 2013 г.
  22. ^ Рикер, Томас (7 июля 2008 г.). «Диск Blu-ray Pioneer имеет емкость 400 ГБ и состоит из 16 слоев» . www.engadget.com . Архивировано из оригинала 24 августа 2017 г.
  23. ^ "Диск Blu-ray Pioneer объемом 400 ГБ" . www.gizmag.com . 8 июля 2008 г. Архивировано из оригинала 25 сентября 2013 г.
  24. ↑ Чиннок, Крис (22 января 2018 г.). «Ассоциация дисков Blu-ray остановилась на формате 8K» . Проверено 24 августа 2023 г.
  25. ^ «Система архивирования данных оптических дисков Sony Everspan готова к Интернету вещей» . www.hughsnews.ca . Архивировано из оригинала 5 июня 2023 г. Проверено 2 марта 2023 г.
  26. ↑ Кляйнер, Курт (17 мая 2006 г.). «Ультрафиолетовый светодиод может увеличить емкость диска». Новый учёный . Архивировано из оригинала 18 апреля 2022 г. Проверено 18 апреля 2022 г.
  27. ^ «Оптические диски по 5 долларов за ТБ? Folio Photonics пытается сделать новый шаг» . Аппаратное обеспечение Тома . 31 августа 2022 года. Архивировано из оригинала 3 сентября 2022 года . Проверено 3 сентября 2022 г.
  28. ^ «Диск 100 ГБ — M-DISC» . www.mdisc.com . Архивировано из оригинала 18 октября 2015 года . Проверено 3 мая 2018 г.
  29. ^ "QPxTool - проверь качество" . qpxtool.sourceforge.io . Архивировано из оригинала 06 августа 2020 г. Проверено 6 июля 2020 г.
  30. ^ «Список устройств, поддерживаемых программой сканирования качества диска QPxTool» . Архивировано из оригинала 06 июля 2020 г. Проверено 6 июля 2020 г.
  31. ^ "Глоссарий QPxTool" . qpxtool.sourceforge.io . QPxTool. Архивировано из оригинала 1 августа 2021 года . Проверено 22 июля 2020 г.
  32. ^ «Тесты качества записи Blu-Ray, том 2» . www.cdrinfo.com . Информация о CDR. 19 июня 2009 г. Архивировано из оригинала 7 января 2010 г. Проверено 1 августа 2020 г.
  33. ^ AG, SINGULUS TECHNOLOGIES (3 марта 2020 г.). «Машина тиражирования компакт-дисков». www.singulus.com . Архивировано из оригинала 11 апреля 2020 года . Проверено 11 апреля 2020 г.
  34. ^ «Линия репликации SKYLINE II для CD и DVD 5» (PDF) . Сингулус . Архивировано из оригинала (PDF) 11 апреля 2020 г.
  35. ↑ Как это сделано: Компакт-диски, 1 сезон, 2 серия.
  36. ^ «Формат White Paper Disc™ Blu-ray» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 16 октября 2015 г. Проверено 11 апреля 2020 г.
  37. ^ ab «Белая книга, формат дисков Blu-ray» (PDF) . Диск Blu-Ray . Архивировано из оригинала (PDF) 11 апреля 2020 г.
  38. ^ ab «Белая книга формата Blu-ray Disc™, общее 5-е издание» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 11 апреля 2020 г. Проверено 11 апреля 2020 г.
  39. ^ «Информационный документ Blu-ray Disc™ формата 1.C, характеристики физического формата для 9-го издания BD-ROM» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 31 мая 2019 г. Проверено 11 апреля 2020 г.
  40. ^ "СЛОВАРЬ MAU ART & DESIGN ｜ Университет искусств Мусасино" . СЛОВАРЬ МАУ ПО ИСКУССТВУ И ДИЗАЙНУ｜Университет искусств Мусасино . Архивировано из оригинала 04 октября 2019 г. Проверено 9 апреля 2020 г.
  41. ^ «Как работают диски Blu-ray» . 16 октября 2004 г. Архивировано из оригинала 20 декабря 2019 г. Проверено 21 апреля 2020 г.
  42. ^ "КОСМОСЛИНИЯ II" (PDF) . Сингулус . Архивировано из оригинала (PDF) 11 апреля 2020 г.
  43. ^ AG, SINGULUS TECHNOLOGIES (3 марта 2020 г.). «Машина для тиражирования DVD». www.singulus.com . Архивировано из оригинала 11 апреля 2020 года . Проверено 11 апреля 2020 г.
  44. ^ «Архивная копия» (PDF) . docs-europe.electrocomComponents.com . Архивировано из оригинала (PDF) 13 апреля 2020 года . Проверено 14 января 2022 г.{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title (link)
  45. ^ «TDK разрабатывает четырех- и восьмислойные диски Blu-ray» . TechPowerUp . 12 апреля 2006 г. Архивировано из оригинала 21 апреля 2020 г. Проверено 9 апреля 2020 г.
  46. ^ "База знаний | DVD+R DL - CDROM2GO" . www.cdrom2go.com . Архивировано из оригинала 21 апреля 2020 г. Проверено 9 апреля 2020 г.
  47. ^ «Постмастеринг: гальваника и подготовка штампа» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 19 сентября 2009 г.
  48. ^ ab "BLULINE II" (PDF) . Сингулус . Архивировано из оригинала (PDF) 11 апреля 2020 г.
  49. ^ «Как создать Blu-ray?» (PDF) . ХОФА . Архивировано (PDF) из оригинала 11 апреля 2020 г. Проверено 11 апреля 2020 г.
  50. ^ «Технология Blu-Ray и структура диска» . Архивировано из оригинала 5 марта 2012 г. Проверено 21 апреля 2020 г.
  51. ^ «BLULINE II: Включение Fascination 3D» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 11 апреля 2020 г.
  52. ^ "BLULINE III" (PDF) . Сингулус . Архивировано из оригинала (PDF) 11 апреля 2020 г.
  53. ^ «Разница между репликацией и дублированием». Репликация . Архивировано из оригинала 11 марта 2020 г. Проверено 9 апреля 2020 г.
  54. ^ "Машины Cinram". www.cdvdpacking.com . Архивировано из оригинала 30 сентября 2019 г. Проверено 11 апреля 2020 г.
  55. ^ «Автозагрузчик Aero Blu-ray/DVD/CD — копировальный аппарат компакт-дисков, дубликатор DVD, дубликатор Blu-Ray» . Винпауэр Диджитал . Архивировано из оригинала 11 апреля 2020 г. Проверено 11 апреля 2020 г.
  56. ^ «Тонкий дубликатор компакт-дисков Micro Blu-ray DVD - копировальный аппарат компакт-дисков, копировальный аппарат DVD, дубликатор Blu-Ray» . Винпауэр Диджитал . Архивировано из оригинала 11 апреля 2020 г. Проверено 11 апреля 2020 г.
  57. ^ "LG BH14NS40 14-кратный переписчик дисков Blu-ray" . CDRinfo.com. Архивировано из оригинала 11 октября 2012 г.
  58. ^ «DVD, Книга А - Физические параметры» . МПЕГ. Архивировано из оригинала 17 января 2012 г. Проверено 9 октября 2011 г.
  59. ^ «DVD в деталях» (PDF) . Цинрам. 27 ноября 2000 г. Архивировано из оригинала 29 октября 2008 г.{{cite web}}: CS1 maint: unfit URL (link)
  1. ^ Некруглые оптические диски существуют для модных целей; см. образный компакт-диск .

Внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы, связанные с оптическими дисками .