¿Dónde está la cara de datos del disco?
El lado de datos del disco óptico está en el lado liso (para exagerar, se puede usar como espejo)
Según la estructura del disco óptico, los discos ópticos son divididos principalmente en CD, DVD y discos Blu-ray. Hay varios tipos de discos ópticos. Estos tipos de discos ópticos son estructuralmente diferentes, pero los principios estructurales principales son los mismos. No existe una diferencia estructural entre los CD de sólo lectura y los CD grabables. Sus principales diferencias radican en la aplicación de materiales y ciertos procesos de fabricación. Lo mismo ocurre con los DVD. Ahora explicaremos el uso de discos CD como ejemplo.
Nuestro disco CD habitual es muy fino, sólo tiene 1,2 mm de grosor, pero contiene mucho contenido. Como puede verse en la Figura 1, los discos CD se dividen principalmente en cinco capas, que incluyen sustrato, capa de grabación, capa reflectante, capa protectora, capa de impresión, etc. Ahora, explicamos cada uno por separado.
1. Sustrato
Es el soporte de diversas estructuras funcionales (como ranuras, etc.) El material utilizado es el policarbonato (PC), que tiene una excelente tenacidad al impacto. Utilizado Amplio rango de temperatura, buena estabilidad dimensional, resistencia a la intemperie y no tóxico. En términos generales, el sustrato es una placa de policarbonato transparente e incolora en todo el disco óptico, no solo es el portador de ranuras, etc., sino también la cubierta física de todo el disco óptico. El sustrato de un disco CD tiene un espesor de 1,2 mm y un diámetro de 120 mm. Tiene un agujero en el medio y es circular, que es la forma del disco. La razón por la que el disco óptico se puede coger y colocar a voluntad depende principalmente de la dureza del sustrato.
A los ojos de los lectores, la placa base puede ser la parte inferior. Sin embargo, no ocurre lo mismo con los discos ópticos. Si gira el lado más liso del disco (el lado hacia el que mira el cabezal láser) hacia usted, el lado más superficial es el sustrato. Cabe señalar que en cuanto a sustratos, no existe diferencia entre CD, CD-R y CD-RW.
2. Capa de grabación (capa de tinte)
Aquí es donde se registra la señal durante la grabación. Su principal principio de funcionamiento es aplicar un tinte orgánico especial sobre el sustrato para registrar la información con láser. . Debido a la diferente reflectividad antes y después de la grabación, cuando se leen señales de diferentes longitudes mediante láser, se forman señales 0 y 1 a través de cambios en la reflectividad, leyendo así información. Actualmente existen tres categorías principales de colorantes orgánicos en el mercado: cianina, ftalocianina y AZO.
En la actualidad, los discos CD-R de grabación única utilizan principalmente tintes orgánicos (ftalocianina). Cuando se quema el disco, el láser quemará el tinte orgánico recubierto sobre el sustrato y lo quemará directamente en "hoyos". "uno tras otro, de modo que el estado de "pozos" y sin "pozos" forme señales de '0' y '1'. Estos "pozos" uno tras otro no se pueden restaurar, es decir, después de ser quemados en un "pozo". , permanecerá en su estado actual de forma permanente, lo que significa que el disco no se puede borrar ni escribir repetidamente. Esta serie de información "0" y "1" forma un código binario para representar datos específicos.
Aquí es importante tener en cuenta que, para los CD-RW regrabables, lo que se aplica no es un tinte orgánico, sino una determinada sustancia carbónica. Cuando el láser se quema, no se trata de quemar en "hoyos". " uno tras otro, sino sobre cambiar la polaridad del material carbónico. Al cambiar la polaridad del material carbónico, se forma una secuencia de códigos específica "0" y "1". La polaridad de este material de carbono se puede cambiar repetidamente, lo que significa que el disco óptico se puede borrar y escribir repetidamente.
3. Capa reflectante
Esta es la tercera capa del disco óptico. Es el área que refleja el rayo láser de la unidad óptica. por el rayo láser reflejado. Su material es 99,99% metal plateado puro.
Esto es más fácil de entender. Es como el espejo que usamos a menudo. Esta capa representa la capa reflectante plateada del espejo. Cuando la luz llega a esta capa, se reflejará. En general, nuestros discos ópticos se pueden utilizar como espejos gracias a esta capa.
4. Capa protectora
Se utiliza para proteger la capa reflectante y la capa de tinte en el disco óptico para evitar daños a la señal. El material es acrílico fotopolimerizable. Además, la serie DVD+/-R utilizada actualmente en el mercado todavía necesita añadir una parte de pegado al proceso anterior.
5. Capa de impresión
El lugar donde se imprime el logotipo del cliente del disco, la capacidad y otra información relacionada. Esta es la parte posterior del disco. De hecho, no sólo puede marcar información, sino que también desempeña un papel determinado en la protección del disco.
¿Por qué los discos ópticos son tan delgados?
En cuanto a la estructura principal, las estructuras de los discos CD y DVD son iguales, pero su grosor y materiales son diferentes. En la introducción anterior, mencionamos que el grosor del disco CD es de 1,2 mm. ¿Se puede cambiar este grosor? La respuesta es no.
En aplicaciones prácticas, los láseres utilizados para leer y grabar CD, DVD y discos Blu-ray son diferentes. Como todos sabemos, la capacidad del CD es de sólo 700 MB, mientras que el DVD puede alcanzar los 4,7 GB y el disco Blu-ray puede alcanzar los 25 GB. La diferencia de capacidad entre ellos está estrechamente relacionada con la longitud de onda del rayo láser asociado.
En términos generales, la densidad de grabación de un disco óptico está limitada por el tamaño del punto de lectura, es decir, el límite de difracción óptica (Diffraction Limit), que incluye la longitud de onda del láser λ y la apertura numérica NA del lente objetivo. Por lo tanto, para mejorar la densidad de grabación en la tecnología de disco óptico tradicional, generalmente se pueden usar láseres de longitud de onda corta o se puede aumentar la apertura numérica de la lente del objetivo para reducir el punto de luz, como en el caso de CD (780 nm, NA: 0,45) a DVD. (650 nm, NA: 0,6) y luego a Blu-ray Disc (405 nm, NA: 0,85).
Para discos CD, la longitud de onda del láser es 780 nm, la apertura numérica NA de la lente del objetivo es 0,45. , y la distancia para que el rayo láser converja en un punto requiere 1,2 mm, lo que determina que el grosor del sustrato del disco CD sea de 1,2 mm. Ya sea que el sustrato del disco CD sea demasiado grueso o demasiado delgado, el rayo láser no se puede concentrar en un punto, lo que afecta seriamente la grabación y lectura de datos.
La longitud de onda del láser del disco DVD es de 650 nm, la apertura numérica NA de la lente del objetivo es de 0,6 y la distancia para que el rayo láser converja en un punto es de solo 0,6 mm, lo que determina el grosor del El sustrato del disco DVD debe ser de 0,6 mm. Sin embargo, el grosor de 0,6 mm es demasiado fino y el disco óptico producido se romperá fácilmente porque es demasiado fino. Por lo tanto, en el proceso de fabricación real de DVD, se apilan dos sustratos de 0,6 mm de espesor para formar un espesor de 1,2 mm. Por supuesto, en este caso, solo un sustrato registra datos, mientras que el otro sustrato es completamente protector.
La tendencia de desarrollo de los discos ópticos es hacia el almacenamiento de alta capacidad (como los productos DVD+R DL que se lanzaron el año pasado), y la investigación y el desarrollo tecnológico de la industria también se guían por esto.
Hoy en día han aparecido los discos DVD de doble capa y una cara. Un disco de doble capa de una cara (DVD+R de doble capa) utiliza diferentes posiciones de enfoque del rayo láser para crear dos capas de grabación en la misma superficie. Un disco de doble capa de una cara tiene dos capas de grabación en la primera y la segunda. capas La potencia del láser (potencia de escritura) es la misma (la potencia del láser es <30 mW) y la reflectividad (reflectividad) también es la misma (reflectividad 18% ~ 30%). a la segunda capa para lograr que los datos se quemen sin interrupción.