光盘刻录厂光存储发展的关键技术
福州印刷网 2008-10-30 15:44:08 来源:福州印刷网
1.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,可显著提高记录效率。
2.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。
3.光盘记录介质
DVD-RAM光盘是否稳定可靠,记录介质是关键,而材料设计能否满足高速存储的要求,又取决于记录介质能否在两个稳定态之间实现快速可逆相变。国内外传统相变介质材料设计都是基于激光的热效应,信息写入用液相快淬实现;信息的擦除用晶核形成、晶粒长大来完成。由于热效应是能量积累过程,写入一个比特需较长时间,约几十纳秒,而且介质在经历几十万次的写/擦循环后会出现信噪比下降的热疲劳。
随着记录激光采用短波长,激光的热效应逐渐减弱,而激光光子的激发作用变得突出;所以新的材料设计基于激光的光效应。对半导体类型介质来讲,写入一个比特只要几十皮秒,使记录速率获得数量级的提高。这种基于非线性光学双稳态变化效应的记录介质称为光双稳态记录介质,它可以是无机材料,也可以是有机材料或无机-有机复合材料。
从信息存储的角度看,一张以光形势存储的CD-ROM完全可以看成一种新型的纸。一张小小的塑料圆盘,其直径不过12厘米(5英寸),重量不过20克,而存储容量却高达600多兆字节。如果单纯存放文字,一张CD-ROM相当于15万张16开的纸,足以容纳数百部大部头的著作。
但是,CD-ROM在记录信息原理上却与纸大相径庭,CD-ROM盘上信息的写入和读出都是通过激光来实现的。激光通过聚焦后,可获得直径约为1微米(μm)的光束。
据此,荷兰飞利浦(Philips)公司的研究人员开始使用激光光束来进行记录和重放信息的研究。1972年,他们的研究获得了成功,1978年投放市场。
最初的产品就是大家所熟知的激光视盘(LD,Laser Vision Disc)系统。从LD的诞生至今,光盘有了很大的发展,它经历了三个阶段:
(1)LD-激光视盘
(2)CD-DA激光唱盘(3)CD-ROM
下面简单介绍这三个阶段性的产品特点。
1. LD-激光视盘
它就是通常所说的LCD,直径较大,为12英寸,两面都可以记录信息,但是它记录的信号是模拟信号。模拟信号的处理机制是指模拟的电视图像信号和模拟的声音信号都要经过FM(Frequency Modulation)频率调制、线性叠加,然后进行限幅放大。限幅后的信号以0.5微米宽的凹坑长短来表示。
2. CD-DA激光唱盘
LD虽然赢得了成功,但由于事先没有制定统一的标准,使它的开发和制作一开始就陷入昂贵的资金投入中。1982年,由飞利浦公司和索尼(Sony)公司制定了CD-DA激光唱盘的红皮书(Red Book)标准。由此,一种新型的激光唱盘诞生了。CD-DA激光唱盘记录音响的方法与LD系统不同,CD-DA激光唱盘系统首先把模拟的音响信号进行PCM(脉冲编码调制)数字化处理,再经过EFM(8-14位调制)编码之后记录到盘上。数字记录代替模拟记录的好处是:对干扰和噪声不敏感;由于盘本身的缺陷、划伤或沾污而引起的错误可以校正。
3. CD-ROM
CD-DA系统取得成功以后,这就使飞利浦公司和索尼公司很自然地想到,利用CD-DA作为计算机大容量只读存储器.
但要把CD-DA作为计算机的存储器,还必须解决两个重要问题:
①建立适合于计算机读写的盘的数据结构;
②CD-DA误码率必须从现有的10-9 降低到10-12 以下。由此就产生了CD-ROM的黄皮书(Yellow Book)标准。这个标准的
核心思想是:盘上的数据以数据块的形式来组织,每块都要有地址。这样做后,盘上的数据就能从几百兆字节的存储空间上迅速找到。为了降低误码率,采用增加一种错误检测和错误校正的方案。错误检测采用了循环冗余检测码,即所谓CRC;错误校正采用里德-索洛蒙(Reed Solomon)码。
黄皮书确立了CD-ROM的物理结构,而为了使其能在计算机上完全兼容,后来又制定了CD-ROM的文件系统标准,即ISO9660。 有了这两个标准,CD-ROM在全世界范围内得到了迅速推广和愈来愈广泛的应用。
在80年代中期,光盘的发展非常快,先后推出了WORM光盘、CD-ROM光盘、磁光盘(MOD)、相变光盘(PCD,Phase Change Disk)等新的品种。这些光盘的出现,给信息革命带来了很大的推动。
本文标题:光盘刻录厂光存储发展的关键技术
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