Описание технологии CD-ROM

www.rostok-cd.kiev.ua


Описание технологии CD-ROM Если бы не был изобретен лазер, не было бы и CD-ROM. Своим интенсивным и узким сфокусированным лучом лазер позволяет точно обнаруживать и регистрировать прохождение миллионов крошечных отпечатков на поверхности быстро вращающегося диска. Процесс протекает без трения, так как работа основана на фазовых сдвигах отраженного света. Этот метод позволяет очень плотно упаковывать данные, так как хорошо сфокусированный лазерный луч способен со скоростью света реагировать на мельчайшие изменения на поверхности диска. Процесс создания CD-ROM возможен не только потому, что лазер способен считывать сигналы таким образом, но и прежде всего потому, что лазер можно использовать для точной записи отпечатков на диск, являющейся частью процедуры изготовления диска. Свет, полученный из обычных естественных или искусственных источников, состоит из фотонов, движущихся в хаотичных волновых пакетах, даже когда они получены из луча света одной и той же частоты. Световые лучи такого рода называются некогерентными, что означает распространение волн во всех направлениях. Напротив, луч света от лазера является когерентным. Когерентный луч представляет собой чистые упорядоченные распространяющиеся волны, что делает его полезным для многих научных приложений. Когерентный свет создается благодаря вынужденному излучению, что и отражено в слове лазер (laser - light amplification by stimulated emission of radiation - усиление света в результате вынужденного излучения). Лазерный луч создается, когда источник энергии вводится в так называемую активную среду. Два зеркала, расположенные по обеим сторонам активной среды, используются для канализации части излучения, испытывающего многократные отражения между зеркалами. Активной средой может быть смесь газов (таких, как гелий и неон) или ионы в кристаллической решетке (такой, как в арсенид-галлиевых лазерах, обычно используемых в записывающих и считывающих накопителях CD). Материалы и источники энергии, используемые для получения такого света, определяют мощность и интенсивность результирующего луча. Лазер накопителя CD-ROM направлен на вращающийся диск, а отраженный свет проходит через линзу и попадает на светодиод. Данные на поверхности диска записаны в виде впадин (углублений в диске "pit") и выступов (их уровень соответствует поверхности диска "land"). Логические схемы, подключенные к светодиоду, могут регистрировать разность между расстоянием, пройденным светом до поверхности диска, и расстоянием, пройденным светом до углубления. Указанная разность обнаруживается в виде фазового сдвига в световом луче. Этот метод используется для хранения данных на CD-ROM и считывания их с него. Как и все в цифровом мире, совокупность впадин и выступов (соответствующая последовательности единичных и нулевых сигналов на выходе светодиода) может представлять значительно более сложные аналоги, такие, как звуковой волновой пакет или прохождение форм и цвета в видеосегменте. Компакт-диск имеет диаметр 4,72 дюйма (120 мм) и весит примерно 14 г. Отражающая поверхность - противоположная от наклейки (этикетки, маркировки) сторона диска создает призматический эффект, если ее поместить на свет. Медленно поворачивая диск под ярким светом, можно наблюдать разноцветные радужные картинки. Компакт-диски в основном изготавливаются из пластмассы, известной как поликарбонат. Это чудо химии обычно поставляется на фабрики по тиражированию дисков в виде маленьких шариков, которые расплавляются до консистенции меда, а затем выдавливаются в формы. Последние уже имеют неровности поверхности - впадины и выступы, - соответствующие данным, которые были записаны с помощью лазера на стеклянный мастер-диск. Когда жидкий поликарбонат заполняет форму, он приобретает ту же самую картину углублений. Получаемый в результате пластмассовый диск, изготовленный в основном из материала, составляющего CD-ROM, называется пластмассовой подложкой. Как уже говорилось выше, углубления в пластмассовой подложке, называемые питами, располагаются в виде непрерывной спирали, выходящей из области вблизи оси диска и попадающей на внешнюю границу области записи данных. Участки между питами называются лендами. На эту поверхность напыляется алюминиевое покрытие, которое в точности сохраняет всю "географию" питов и лендов. Отражающий слой алюминия настолько тонкий, что измеряется ангстремами (один ангстрем равен одной миллиардной доли метра). Толщина алюминиевого слоя составляет несколько сотен ангстрем. Для предохранения алюминия от царапин и других повреждений, которые бы привели к потере данных, записанных на диске, поверх алюминия наносится прозрачный слой лака. Лазерный луч считывает данные через этот слой, без труда различая микроскопические отпечатки на поверхности диска. Последним шагом в процессе создания диска является нанесение образа с названием на другую сторону диска.