2.2. Устройство оптического диска
Под общим термином "оптический диск" подразумевается несколько видов носителей. Некоторые из них (диски типа CD-R, DVD-R, DVD+R, которые часто называют "болванками") дают пользователю возможность однократной записи, другие (диски типа CD-RW, DVD-RW, DVD+RW) позволяют многократно записывать новую информацию поверх старой. Диски отличаются также размерами, количеством рабочих слоев, плотностью записи информации, максимальной скоростью записи и воспроизведения информации, но при этом базовые принципы их устройства неизменны.
Компакт-диски обычно имеют диаметр 120 или 80 мм. Основа диска изготавливается из поликарбоната толщиной 1,2 мм, покрытого тончайшим слоем алюминия (ранее использовалось золото) с защитным слоем из лака, на котором обычно наносится графическое представление содержания диска (этикетка). В центре диска расположено отверстие диаметром 15 мм.
На поликарбонатную основу диска наносятся рабочие слои: информационный (в дисках с возможностью многократной записи он помещен между термоизоляционными слоями) и отражающий. Чтобы предохранить рабочие слои от механических повреждений и воздействия окружающей среды, сверху наносится защитный слой, поверх которого, как правило, наносится еще один – декоративный, предназначенный для художественного оформления и маркировки диска (рис. 2.1).
Поверхность информационного слоя оптического диска представляет собой спиральную дорожку из последовательно расположенных выступов и промежутков, называемых питами (от англ. pit), отражающих и не отражающих свет. Установленный в головке записи и чтения накопителя (привода) миниатюрный полупроводниковый лазер, освещает эти участки (мощность излучения при этом составляет порядка 0,5 … 1 мВт), а фотоприемник (фотодетектор) преобразует наличие или отсутствие отраженного луча в последовательность цифровых данных: нулей и единиц.
Компакт-диски типа CD-ROM и DVD-ROM изготавливаются (тиражируются) методом инжекционного литья (литья под давлением) на заводах с использованием стеклянной матрицы с вытравленным на ней рисунком дорожек.
Записываемые и перезаписываемые компакт-диски типа R и RW соответственно имеют между основой и отражающим слоем регистрирующий слой. Он может изменять свою прозрачность под воздействием высокой температуры. При записи на диски типа R или RW применяются специальные записывающие приводы. Лазерная головка такого привода генерирует луч более высокой мощности (8 … 16 мВт), который нагревает участки информационного слоя, в результате чего они изменяют свойства, темнеют и перестают отражать луч.
Материал информационного слоя перезаписываемого диска, в зависимости от температуры, до которой его разогревает луч лазера, может многократно переходить между кристаллическим и аморфным состояниями, характеризующимися разными коэффициентами отражения. Количество циклов перезаписи может достигать нескольких тысяч. В качестве материала для регистрирующего слоя используют сложные органические соединения, например цианин и фталоцианин. Для отражающего слоя в дисках типа R и RW используются сложные металлические сплавы, тогда как в более простых дисках типа ROM применяется более дешевый алюминий. Несмотря на это отражающий слой в дисках типа R и RW характеризуются более низким коэффициентом отражения, чем диски типа ROM.
Рис. 1. Компакт-диск в разрезе
Двухслойные диски типа DVD DL (Double Layer) представляют собой комбинацию из двух однослойных дисков. Чтобы обеспечить фокусировку лазера на втором слое, первый отражающий слой делается полупрозрачным. Его отражающая способность ниже, поэтому он имеет несколько меньшую емкость. Двусторонний диск можно представить, как два односторонних, "склеенных" отражающими слоями.
Несмотря на достаточно толстую основу и наличие защитного слоя, оптические диски чувствительны к внешним воздействиям. Чтобы обеспечить надежность и долговечность, следует соблюдать некоторые правила: избегать попадания дисков в агрессивные химические среды, не подвергать их механическим нагрузкам, беречь от царапин и высоких температур, избегать попадания прямых солнечных лучей.