Ñòðóêòóðà DVD-äèñêîâ è ïðèíöèï çàïèñè
Îñíîâîé çàïèñè è õðàíåíèÿ äàííûõ íà äèñêàõ DVD–RAM è DVD-RW ÿâëÿåòñÿ òåõíîëîãèÿ èçìåíåíèÿ ôàçîâîãî ñîñòîÿíèÿ âåùåñòâà. Ïðè çàïèñè è ñ÷èòûâàíèè èíôîðìàöèè èñïîëüçóåòñÿ ðàçëè÷èå îòðàæàòåëüíîé ñïîñîáíîñòè ïîâåðõíîñòè â çàâèñèìîñòè îò òîãî, íàõîäèòñÿ ëè îíà â êðèñòàëëè÷åñêîì èëè àìîðôíîì ñîñòîÿíèè.
Ïðè ñ÷èòûâàíèè èíôîðìàöèè ñ äèñêà èçìåðÿåòñÿ ðàçëè÷èå ìåæäó òåìíûìè àìîðôíûìè è ÿðêèìè ïðîçðà÷íûìè çîíàìè. Ýòó òåõíîëîãèþ âïîëíå ìîæíî íàçâàòü îïòè÷åñêîé - äëÿ ÷òåíèÿ è çàïèñè äîñòàòî÷åí âñåãî ëèøü ëàçåð. Ïîñëîéíàÿ ñòðóêòóðà îäíîé ïîëîâèíû äèñêà ïîêàçàíà íà ðèñóíêå.
Ôîðìàòû DVD
Ñåãîäíÿøíèé ñòàíäàðò DVD ïîçâîëÿåò ðåàëèçîâàòü íåñêîëüêî ðàçëè÷íûõ êîíñòðóêöèé äèñêà. Ýòî îäíîñòîðîííèå èëè äâóñòîðîííèå äèñêè, ñ îäíèì èëè äâóìÿ íåñóùèìè èíôîðìàöèþ ñëîÿìè íà êàæäîé ñòîðîíå.
Îäèí ñëîé òîëùèíîé 0,6 ìì ìîæåò óìåñòèòü äî 4,7 Ãá èíôîðìàöèè, à âåñü äèñê – äî 17 Ãá.
Âîçìîæíû ÷åòûðå ðàçíîâèäíîñòè DVD äèñêîâ: DVD-5, DVD-9, DVD-10 è DVD-18.
DVD-5
DVD-5 - ýòî ïåðâàÿ ðûíî÷íàÿ âåðñèÿ DVD äèñêà: îäíîñòîðîííèé äèñê ñ îäíîñëîéíîé çàïèñüþ è åìêîñòüþ 4,7 Ãá.
DVD ñîñòîèò èç 0,6 ìì ïëåíêè, ïîêðûòîé àëëþìèíèåì è íàêëååííîé íà ÷èñòóþ ïîäëîæêó. Òåõíîëîãèÿ íàïûëåíèÿ òà æå, ÷òî èñïîëüçóåòñÿ ïðè èçãîòîâëåíèè îáû÷íîãî CD. Àëþìèíèåâàÿ ïëåíêà èìååò òîëùèíó 55 íàíîìåòðîâ, êàê è äëÿ àóäèî-CD è CD-ROM. Ñòðóêòóðà DVD-5 ïîêàçàíà íà ðèñóíêå.
DVD-9
DVD-9 - ýòî äâóõóðîâíåâûé îäíîñòîðîííèé äèñê ñ åìêîñòüþ 8,5 Ãáàéò. Äëÿ ïðîèçâîäñòâà òàêîãî äèñêà íåîáõîäèìî ñîçäàòü ïîëóïðîçðà÷íûé ñëîé, êîòîðûé îòðàæàåò 18-30% ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ. Ýòîãî äîñòàòî÷íî, ÷òîáû ìîæíî áûëî ñ÷èòûâàòü èíôîðìàöèþ ñ âåðõíåãî ñëîÿ. È â òî æå âðåìÿ ïîëóïðîçðà÷íûé ñëîé áóäåò ïðîïóñêàòü äîñòàòî÷íî èçëó÷åíèÿ, ÷òîáû ñèãíàë îò íèæíåãî óðîâíÿ ñ âûñîêîé îòðàæàòåëüíî ñïîñîáíîñòüþ òîæå ÷èòàëñÿ. Èíôîðìàöèîííûå óðîâíè ðàçäåëÿåò âûñîêîîäíîðîäíûé êëåé (òîëùèíà êëååâîé ïðîñëîéêè ñîñòàâëÿåò 40-70 ìèêðîí), èñïîëüçóåìûé äëÿ ñîåäèíåíèÿ äâóõ ïîëîâèí äèñêà. Ýòî ðàññòîÿíèå íåîáõîäèìî, ÷òîáû ðàçëè÷èòü ñèãíàë, îòðàæåííûé îò îäíîãî è äðóãîãî óðîâíåé. Ñòðóêòóðà DVD-9 ïîêàçàíà íà ðèñóíêå.
Èñïîëüçîâàíèå ïîëóïðîçðà÷íîãî ñëîÿ äèêòóåò áîëåå æåñòêèå òðåáîâàíèÿ ê ìàòåðèàëó è èñïîëüçóåìîé òåõíîëîãèè:
- Âûñîêèé êîýôôèöèåíò ïðîïóñêàåìîñòè
- UV ïðîçðà÷íîñòü
- Îäíîðîäíîñòü óðîâíÿ íå íèæå 1,5%
- Âûñîêàÿ ïðî÷íîñòü
- Íèçêèå èçäåðæêè ïðîèçâîäñòâà
Ñ îäíîé ñòîðîíû, îïòèìàëüíûì ìàòåðèàëîì äëÿ ïîëóïðîçðà÷íîãî ñëîÿ ÿâëÿåòñÿ çîëîòî. Ñ äðóãîé ñòîðîíû, ïðèìåíåíèå âìåñòà çîëîòà äðóãîãî ìàòåðèàëà ïîìîæåò ñîêðàòèòü èçäåðæêè ïðîèçâîäñòâà íà 70%.
Ñåãîäíÿ â êà÷åñòâå àëüòåðíàòèâû çîëîòó èñïîëüçóþòñÿ êðåìíèåâûé è ñåðåáðÿíûé ñïëàâû.
DVD-10
DVD-10 – îäíîñëîéíûé äâóõñòîðîííèé äèñê ñ åìêîñòüþ 9,4 Ãá.
 ïðèíöèïå ýòî äâîéíîé DVD-5 áåç ÷èñòîé ïîäëîæêè. Äâà äèñêà, ïîêðûòûõ ìåòàëëè÷åñêèìè ïëåíêàìè, ñîåäèíåíû âìåñòå. ×òîáû ñ÷èòûâàòü èíôîðìàöèþ ñ äâóõ ñòîðîí äèñêà, èñïîëüçóåòñÿ îäèí ëàçåð.
Ñëåäóþùèé ðèñóíîê ïîêàçûâàåò ñòðóêòóðó DVD-10.
DVD-18
Ñòðóêòóðà DVD-18 â ïðèíöèïå òà æå ñàìàÿ, êàê ó DVD-9, íî DVD-18 ìîæåò ÷èòàòüñÿ ñ îáåèõ ñòîðîí.
Ðåçóëüòàò – äâîéíàÿ åìêîñòü ïî ñðàâíåíèþ ñ DVD-9.
Ïðèíöèïèàëüíàÿ ñòðóêòóðà äèñêà íà ðèñóíêå.
Îïòè÷åñêàÿ çàïèñü
Çà ïîñëåäíèå ãîäû îïòè÷åñêàÿ çàïèñü, èñïîëüçóþùàÿ èçìåíåíèå ôàçîâîãî ñîñòîÿíèÿ âåùåñòâà, çíà÷èòåëüíî ïðîäâèíóëàñü. Òåïåðü ýòî ïîëíîöåííàÿ òåõíîëîãèÿ äëÿ ñîçäàíèÿ ïåðåçàïèñûâàåìûõ íîñèòåëåé èíôîðìàöèè.
Ïîìèìî îáùèõ ïðåèìóùåñòâ, îáóñëîâëåííûõ áåñêîíòàêòíûì ñ÷èòûâàíèåì èíôîðìàöèè, òåõíîëîãèÿ îïòè÷åñêîé çàïèñè ñîâìåñòèìà ñ øèðîêî ðàñïðîñòðàíåííûì ñòàíäàðòîì CD.
Ïðèíöèï ðàáîòû
Ëó÷ ëàçåðà âûçûâàåò êðèñòàëëîãðàôè÷åñêèå èçìåíåíèÿ â àêòèâíîì ñëîå îïòè÷åñêîãî äèñêà (à èìåííî, â ðåçóëüòàòå îáëó÷åíèÿ âåùåñòâî ìåíÿåò ñâîå ñîñòîÿíèå ñ êðèñòàëëè÷åñêîãî íà àìîðôíîå è íàîáîðîò).
![]() Çàïèñü èíôîðìàöèè |
Çàïèñü àìîðôíûõ îáëàñòåé ïîêàçàíà íà ýòîì ãðàôèêå. Êîðîòêèé ëàçåðíûé èìïóëüñ âûñîêîé ìîùíîñòè ðàñïëàâëÿåò çàïèñûâàþùèé ìàòåðèàë (òåìïåðàòóðà íàãðåâà ïðåâûøàåò òåìïåðàòóðó ïëàâëåíèÿ ìàòåðèàëà, T > T ïëàâë). Çàòåì ñëåäóåò îõëàæäåíèå íèæå òåìïåðàòóðû êðèñòàëëèçàöèè (T êðèñò).
Ðåçóëüòàò îõëàæäåíèÿ - ïðåäîòâðàùåíèå îáðàçîâàíèÿ öåíòðîâ êðèñòàëëèçàöèè. òàêèì îáðàçîì, ðîñòà êðèñòàëëè÷åñêîé ôàçû íå ïðîèñõîäèò, è âåùåñòâî îñòàåòñÿ â àìîðôíîì ñîñòîÿíèè.
![]() Ñòèðàíèå äàííûõ |
Ñëåäóþùèé ãðàôèê îáúÿñíÿåò ìåõàíèçì ñòèðàíèÿ äàííûõ. Äëÿ ñòèðàíèÿ íàäî âåðíóòü âåùåñòâî â êðèñòàëëè÷åñêîå ñîñòîÿíèå. Îïÿòü æå ñ ïîìîùüþ ëàçåðà àìîðôíîå âåùåñòâî íàãðåâàþò äî òåìïåðàòóðû Ò, êîòîðàÿ ìåíüøå òåìïåðàòóðû ïëàâëåíèÿ, íî áîëüøå òåìïåðàòóðû êðèñòàëëèçàöèè (T êðèñò < Ò < Ò ïëàâë). Íàãðåâ (à òî÷íåå, îòæèã) ïðîäîëæàåòñÿ â òå÷åíèå âðåìåíè (t îòæ), äîñòàòî÷íîãî äëÿ âîññòàíîâëåíèÿ êðèñòàëëè÷åñêîãî ñîñòîÿíèÿ âåùåñòâà. Ýòî âðåìÿ äîëæíî áûòü áîëüøå, ÷åì òàê íàçûâàåìîå âðåìÿ êðèñòàëëèçàöèè (t êðèñò, t êðèñò < t îòæ).
Åñëè íåîáõîäèìà î÷åíü áûñòðàÿ çàïèñü, íàïðèìåð äëÿ DVD-RW, òî æèçíåííî íåîáõîäèìà áûñòðàÿ êðèñòàëëèçàöèÿ. Ïîýòîìó âðåìÿ t êðèñò äîëæíî áûòü íèæå 100 íàíîñåê, à ýòî ñòðîãî îãðàíè÷èâàåò âûáîð èñïîëüçóåìîãî ìàòåðèàëà. Îïòèìàëüíî èñïîëüçîâàíèå ðàçëè÷íûõ ñïëàâîâ Ge, Sb è Te - îíè íå òîëüêî óäîâëåòâîðÿþò òðåáîâàíèþ ê âðåìåíè êðèñòàëëèçàöèè, íî è îáëàäàþò áîëüøèì îïòè÷åñêèì êîíòðàñòîì ìåæäó àìîðôíîé è êðèñòàëëè÷åñêîé ôàçîé. Êðîìå òîãî, îíè èìåþò ïðèåìëåìûå òåìïåðàòóðû êðèñòàëëèçàöèè è ïëàâëåíèÿ (Têðèñò = 150-200°C, Tïëàâë = 600°C).
Ìåõàíèçì çàïèñè
Ñóùåñòâåííîé ÷àñòüþ êàæäîãî ìåòîäà, îñíîâàííîãî íà èçìåíåíèè äëèòåëüíîñòè èìïóëüñà, ÿâëÿåòñÿ èñïîëüçîâàíèå ìíîãîèìïóëüñíîé ñòðàòåãèè çàïèñè.
Êàæäàÿ çàïèñûâàåìàÿ ìåòêà ôîðìèðóåòñÿ ïîñðåäñòâîì ìîùíûõ ëàçåðíûõ èìïóëüñîâ (P çàïèñè = 12 ìÂò, äëèòåëüíîñòü èìïóëüñà 15 íñ). Ìåæäó èìïóëüñàìè èíòåíñèâíîñòü ëàçåðíîãî èçëó÷åíèÿ óìåíüøàåòñÿ. Òàêèì îáðàçîì, ïîñëå êàæäîãî èìïóëüñà ðàñïëàâëÿåìûé ìàòåðèàë îõëàæäàåòñÿ äî òåìïåðàòóðû íèæå òåìïåðàòóðû êðèñòàëëèçàöèè, ôîðìèðóÿ îáëàñòü ñ àìîðôíîé ôàçîé. Ñòèðàíèå (òî åñòü êðèñòàëëèçàöèÿ) äîñòèãàåòñÿ ïîñðåäñòâîì äëèòåëüíîãî èìïóëüñà ëàçåðà (P ñòèðàíèÿ < P çàïèñè). ×òåíèå èíôîðìàöèè îñóùåñòâëÿåòñÿ óæå ïðè ãîðàçäî ìåíüøåé ìîùíîñòè ëàçåðà (P ÷òåíèÿ = 0,5-0,6 ìÂò).
Ìåòîäèêà ïðÿìîé ïåðåçàïèñè èíôîðìàöèè
Ìåòêà çàïèñûâàåòñÿ ïîñðåäñòâîì ñåðèè ìîùíûõ èìïóëüñîâ. Ñòèðàíèå äîñòèãàåòñÿ äëèòåëüíûì ëàçåðíûì âîçäåéñòâèåì ñ ìîùíîñòüþ P ñòèð < P çàïèñè.
Ïðè ïîäãîòîâêå ìàòåðèàëà èñïîëüçîâàëàñü èíôîðìàöèÿ ñ ñàéòà http://www.copydisks.com