Структура dvd-дисків, принцип запису

Різні структурні типи DVD, принцип запису інформації на DVD-диски різних типів, перезапис і оптична запис.

Структура DVD-дисків і принцип запису

Основою запису і зберігання даних на дисках DVD-RAM і DVD-RW є технологія зміни фазового стану речовини. При записи і зчитуванні інформації використовується відмінність відбивної здатності поверхні в залежності від того, чи знаходиться вона в кристалічному або аморфному стані.

При зчитуванні інформації з диска вимірюється різниця між темними аморфними і яскравими прозорими зонами. Цю технологію цілком можна назвати оптичної - для читання і запису достатній всього лише лазер. Пошарова структура однієї половини диска показана на малюнку.

Сьогоднішній стандарт DVD дозволяє реалізувати кілька різних конструкцій диска. Це односторонні або двосторонні диски, з одним або двома несучими інформацію шарами на кожній стороні.

Один шар товщиною 0,6 мм може вмістити до 4,7 Гб інформації, а весь диск - до 17 Гб.

Можливі чотири різновиди DVD дисків: DVD-5, DVD-9, DVD-10 і DVD-18.

DVD-5 - це перша ринкова версія DVD диска: однобічний диск з одношарової записом і ємністю 4,7 Гб.

DVD складається з 0,6 мм плівки, покритої алюміній і наклеєною на чисту підкладку. Технологія напилення та ж, що використовується при виготовленні звичайного CD. Алюмінієва плівка має товщину 55 нанометрів, як і для аудіо-CD і CD-ROM. Структура DVD-5 показана на малюнку.

DVD-9 - це дворівневий однобічний диск з ємністю 8,5 Гбайт. Для виробництва такого диска необхідно створити напівпрозорий шар, який відображає 18-30% лазерного випромінювання. Цього достатньо, щоб можна було зчитувати інформацію з верхнього шару. І в той же час напівпрозорий шар буде пропускати досить випромінювання, щоб сигнал від нижнього рівня з високою відбивної здатністю теж Новомосковсклся. Інформаційні рівні розділяє високооднородний клей (товщина клейового прошарку становить 40-70 мікрон), який використовується для з'єднання двох половин диска. Це відстань необхідно, щоб розрізнити сигнал, відбитий від одного і іншого рівнів. Структура DVD-9 показана на малюнку.

Використання напівпрозорого шару диктує більш жорсткі вимоги до матеріалу і технології, що використовується:

Високий коефіцієнт пропускаемости

Однорідність рівня не нижче 1,5%

Низькі витрати виробництва

З одного боку, оптимальним матеріалом для напівпрозорого шару є золото. З іншого боку, застосування вместа золота іншого матеріалу допоможе скоротити витрати виробництва на 70%.
Сьогодні в якості альтернативи золоту використовуються кремнієвий і срібний сплави.

DVD-10 - одношаровий двосторонній диск з ємністю 9,4 Гб.
В принципі це подвійний DVD-5 без чистої підкладки. Два диска, покритих металевими плівками, пов'язані один з одним. Щоб зчитувати інформацію з двох сторін диска, використовується один лазер.
Наступний малюнок показує структуру DVD-10.

За останні роки оптична запис, що використовує зміна фазового стану речовини, значно просунулася. Тепер це повноцінна технологія для створення перезаписуваних носіїв інформації.
Крім загальних переваг, обумовлених безконтактним зчитуванням інформації, технологія оптичного запису сумісна з широко поширеним стандартом CD.

Промінь лазера викликає кристалографічні зміни в активному шарі оптичного диска (а саме, в результаті опромінення речовина змінює свій стан з кристалічного на аморфний і навпаки).

Запис аморфних областей показана на цьому графіку. Короткий лазерний імпульс високої потужності розплавляє записує матеріал (температура нагріву перевищує температуру плавлення матеріалу, T> T плавл). Потім слід охолодження нижче температури кристалізації (T крист).
Результат охолодження - запобігання утворенню центрів кристалізації. таким чином, зростання кристалічної фази не відбувається, і речовина залишається в аморфному стані.

Наступний графік пояснює механізм стирання даних. Для стирання треба повернути речовина в кристалічний стан. Знову ж за допомогою лазера аморфне речовина нагрівають до температури Т, яка менше температури плавлення, але більше температури кристалізації (T крист <Т <Т плавл). Нагрев (а точнее, отжиг) продолжается в течение времени (t отж), достаточного для восстановления кристаллического состояния вещества. Это время должно быть больше, чем так называемое время кристаллизации (t крист, t крист

Якщо необхідна дуже швидкий запис, наприклад для DVD-RW, то життєво необхідна швидка кристалізація. Тому час t крист має бути нижче 100 наносек, а це строго обмежує вибір використовуваного матеріалу. Оптимально використання різних сплавів Ge, Sb і Te - вони не тільки задовольняють вимогу до часу кристалізації, але і володіють великим оптичним контрастом між аморфною і кристалічною фазою. Крім того, вони мають прийнятні температури кристалізації і плавлення (Tкріст = 150-200 ° C, Tплавл = 600 ° C).

Істотною частиною кожного методу, заснованого на зміні тривалості імпульсу, є використання багатоімпульсної стратегії записи.
До аждая записується мітка формується за допомогою потужних лазерних імпульсів (P записи = 12 мВт, тривалість імпульсу 15 нс). Між імпульсами інтенсивність лазерного випромінювання зменшується. Таким чином, після кожного імпульсу розплавляється матеріал охолоджується до температури нижче температури кристалізації, формуючи область з аморфної фазою. Стирання (тобто кристалізація) досягається за допомогою тривалого імпульсу лазера (P стирання

Методика прямої перезапису інформації

Мітка записується за допомогою серії потужних імпульсів. Стирання досягається тривалим лазерним впливом з потужністю P Стир