數(shù)據(jù)的光盤存儲(chǔ)技術(shù)課件

第六章數(shù)據(jù)的光盤存儲(chǔ)技術(shù)第六章數(shù)據(jù)的光盤存儲(chǔ)技術(shù)主要內(nèi)容CD簡(jiǎn)介CD的工作原理CD的制作DVD介紹CD的物理格式CD的邏輯格式光存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)——全息光存儲(chǔ)2主要內(nèi)容CD簡(jiǎn)介26.1簡(jiǎn)介－DISC與DISK原先意義： 專業(yè)上一般用DISK Professional 娛樂(lè)中一般用DISC Entertainment隨著多媒體時(shí)代的到來(lái)： 愿意用DISC取代DISK36.1簡(jiǎn)介－DISC與DISK原先意義： 專業(yè)6.1數(shù)字光盤在信息社會(huì)中的地位信息產(chǎn)業(yè)

基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)核心產(chǎn)業(yè)信息處理計(jì)算機(jī)信息傳輸通信網(wǎng)絡(luò)信息存儲(chǔ)光磁/盤,帶,卡軟件IC芯片46.1數(shù)字光盤在信息社會(huì)中的地位信息產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)核心產(chǎn)6.1數(shù)字光盤在信息社會(huì)中的地位光盤產(chǎn)業(yè)是信息產(chǎn)業(yè)群中的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，也是一種數(shù)字化產(chǎn)業(yè)。社會(huì)發(fā)展： 農(nóng)業(yè)社會(huì)工業(yè)社會(huì)信息社會(huì)信息是知識(shí)經(jīng)濟(jì)的“能源”，就像工業(yè)經(jīng)濟(jì)以石油，煤為能源一樣。56.1數(shù)字光盤在信息社會(huì)中的地位光盤產(chǎn)業(yè)是信息產(chǎn)業(yè)群6.1光存儲(chǔ)有以下幾種形式光盤 磁盤光卡 磁卡、IC卡、閃存卡光帶 磁帶66.1光存儲(chǔ)有以下幾種形式光盤 磁盤66.1簡(jiǎn)介—CD歷史1972年，Philips公司展示了播放電視節(jié)目的光盤播放系統(tǒng)；1978年，第一臺(tái)光盤播放機(jī)問(wèn)世；1982年，Philips、Sony公司制定RedBook標(biāo)準(zhǔn)，CD-DA光盤問(wèn)世；1985年，YellowBook標(biāo)準(zhǔn)制定，CD-ROM光盤問(wèn)世；‥‥‥等等，一系列標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品相繼問(wèn)世。76.1簡(jiǎn)介—CD歷史1972年，Philips公司展示6.1簡(jiǎn)介—光存儲(chǔ)歷史LD&LV(模擬存儲(chǔ))CD-DACD-ROMCD-ICD-RVCDCD-RWDVD86.1簡(jiǎn)介—光存儲(chǔ)歷史LD&LV(模擬存儲(chǔ))86.1簡(jiǎn)介-LD，LV(LaserDisc;LaserVision)模擬存儲(chǔ)，俗稱：鐳射影碟直徑×中孔直徑×厚度(mm)ф300×ф35×1.2，ф200×ф35×1.2CAV（constantAngularVelocity）存30分/面CLV（constantLinearVelocity）存60分/面69年研究，72年DEMO，78年推向市場(chǎng)荷蘭philips發(fā)明96.1簡(jiǎn)介-LD，LV(LaserDisc;Lase6.1.1CD-DA數(shù)字激光唱盤1982年推向市場(chǎng)，形成了規(guī)?；墓獗P產(chǎn)業(yè)第1臺(tái)CD-DA播放機(jī)（player）取名為：CDP-101→

一百年才得一次的發(fā)明荷蘭philips/日本sony發(fā)明CD-DA行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：RedBook紅皮書國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：IEC908→CompactdiscdigitalaudioSystem106.1.1CD-DA數(shù)字激光唱盤1982年推向市場(chǎng)6.1.2CD-ROM計(jì)算機(jī)用只讀光盤CD-ReadOnlyMemory，驅(qū)動(dòng)器（drive）ф120×ф15×1.2，650MB，CLV，1984年推向市場(chǎng)，形成了多媒體計(jì)算機(jī)概念Philips/Sony發(fā)明CD-ROM行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：YellowBook黃皮書國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：ISO/IEC10149國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)：GB/T16969-1997使計(jì)算機(jī)具有了多媒體的功能116.1.2CD-ROM計(jì)算機(jī)用只讀光盤CD-ReadOn6.1.3CD-I交互式CD只讀光盤CD-Interactive1987年推向市場(chǎng)，提出了“交互性”使用功能philips/Sony發(fā)明CD-I行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：GreenBook綠皮書無(wú)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)商業(yè)上并不成功126.1.3CD-I交互式CD只讀光盤CD-Interact6.1.4CD-R可錄光盤(一次寫多次讀)CD-Recordable1990年推向市場(chǎng)，利用染料（Dye）做記錄介質(zhì)，philips/sony發(fā)明CD-R行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：OrangeBookII橙皮書無(wú)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)市場(chǎng)巨大，極好的商業(yè)機(jī)會(huì)（CD-MO，OrangeBookI）136.1.4CD-R可錄光盤(一次寫多次讀)CD-Recor6.1.5

Video-CD(VCD)數(shù)字激光視盤俗稱：小影碟1993年推向市場(chǎng)，形成了中國(guó)的規(guī)?；獗P產(chǎn)業(yè)philips/sony/JVC/Matsushita發(fā)明V-CD行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：WhiteBook白皮書無(wú)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)SVCD由中國(guó)與上述4公司共同制定146.1.5Video-CD(VCD)數(shù)字激光視盤俗稱：小影6.1.6CD-RW可擦寫CD光盤CD-REWRITABLE，利用相變材料（phase-change）作介質(zhì)，1K次擦寫1996年推向市場(chǎng)，PHILIPS/SONY發(fā)明CD-RW行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：ORANGEBOOKIII橙皮書無(wú)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)商業(yè)價(jià)值比預(yù)想小得多156.1.6CD-RW可擦寫CD光盤CD-REWRITABL6.1.70.74m166.1.70.74m160.52m170.52m176.1.9數(shù)字光盤特點(diǎn)（優(yōu)點(diǎn)）1.記錄密度高信道間距1.6μm->0.74μm->0.54μmCDDVDHDDVD2.保存期長(zhǎng)40至百年不等186.1.9數(shù)字光盤特點(diǎn)（優(yōu)點(diǎn)）1.記錄密度高186.1.9數(shù)字光盤特點(diǎn)（優(yōu)點(diǎn)）3.成本低兆字節(jié)（MB）成本點(diǎn)幾分至幾毛錢4.數(shù)字化便于傳輸，處理，存儲(chǔ)5.攜帶傳遞方便可脫機(jī)196.1.9數(shù)字光盤特點(diǎn)（優(yōu)點(diǎn)）3.成本低196.1.10小結(jié)CD-Audio1982CD-ROM1984CD-R1990CD-I1987V-CD1993CD-RW1996DVD-Audio1998DVD-Video1996DVD-ROM1996DVD-RAM1997/98DVD-R1997DVD-RW,DVD+R,DVD+RW(Pioneer)(Philips)206.1.10小結(jié)CD-AudioCD-ROMCD-RCD主要內(nèi)容CD簡(jiǎn)介CD的工作原理CD的制作DVD介紹CD的物理格式CD的邏輯格式光存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)——全息光存儲(chǔ)21主要內(nèi)容CD簡(jiǎn)介216.2CD工作原理記錄介質(zhì)讀出原理C.記錄格式(Format)介紹226.2CD工作原理記錄介質(zhì)226.2.1光盤記錄介質(zhì)光盤記錄介質(zhì)分為：1.一次寫記錄介質(zhì)——CD-R/DVD-R染料以及其他一次寫記錄材料2.可擦寫記錄介質(zhì)——CD-RW/DVD-RW、DVD+RW、DVD-RAM相變(PC)和磁光(MO)光盤記錄介質(zhì)PhaseChangeMagnet-Optics236.2.1光盤記錄介質(zhì)光盤記錄介質(zhì)分為：231.用酞菁染料(phthalocyanine)CD-R光盤呈淡綠的銀色，稱“銀盤”，如用金做反射層，則呈淡綠的金色，稱“金盤”。2.用花青染料(Cyanine)CD-R光盤呈綠色，稱“綠盤”。3.用偶氮染料(azo-dyes)金屬化的偶氮染料CD-R光盤呈藍(lán)褐色，目前較少應(yīng)用6.2.1CD-R/DVD-R記錄層的染料(Dye)241.用酞菁染料(phthalocyanine)6.2.

不管哪一種染料，其記錄薄膜(幾十nm)的記錄點(diǎn)是靠有機(jī)染料吸收記錄激光束的能量，由于熱效應(yīng)使有機(jī)染料分解，由此引起有機(jī)染料的漂白和鼓泡（凹坑），從而改變記錄薄膜的光透光反射特性。其記錄壽命決定于染料薄膜和記錄點(diǎn)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。6.2.1CD-R/DVD-R記錄原理25不管哪一種染料，其記錄薄膜(幾十nm)6.2.1記錄激光束對(duì)染料層的貢獻(xiàn)：漂白（“白化”）保護(hù)漆聚碳酸脂26記錄激光束對(duì)染料層的貢獻(xiàn)：漂白（“白化”）保護(hù)漆聚碳酸脂26記錄激光束對(duì)染料層的貢獻(xiàn)：鼓泡

（“小丘”）—凹坑的對(duì)應(yīng)27記錄激光束對(duì)染料層的貢獻(xiàn)：鼓泡

（“小丘”）—凹坑的對(duì)應(yīng)2WORM(WriteOnceReadMany)

一次寫多次讀記錄介質(zhì)

應(yīng)用在檔案類存儲(chǔ)，往往在大尺寸光盤(14"、356mm，12"、300mm)中使用

其記錄方式有：a.燒蝕型b.起泡型c.紋理型d.相變型e.光致變色型等28WORM(WriteOnceReadMany)

一次b.起泡型c.紋理型d.相變型e.光致變色型a.燒蝕型6.2.1WORM型一次寫光盤記錄原理29b.起泡型c.紋理型d.相變型e.光致變色型a.燒蝕型(Ablation)

燒蝕型記錄介質(zhì)應(yīng)有較低的熔點(diǎn)，如碲(Te)、鉍(Bi)和硒(Se)基合金，熔點(diǎn)為450度左右；

利用激光熱效應(yīng)，使光照微區(qū)熔化，在表面張力作用下產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的信息坑(pit)；加上上述材料熱擴(kuò)散能力差，非常適于一次寫光盤；

目前，除CD-R/DVD-R外一次寫光盤，大多使用上述一次寫記錄材料。30a.燒蝕型(Ablation)燒蝕型記錄介質(zhì)應(yīng)b.起泡型(Bubble)起泡型一次寫記錄介質(zhì)為三層結(jié)構(gòu)；表面層是熔點(diǎn)較高的金或鉑薄膜，把它蒸鍍?cè)谕该鞯娜玖?聚合物層上面，第三層是反射層；當(dāng)金屬膜層吸熱并傳給低熔點(diǎn)染料-聚合物時(shí)，聚焦點(diǎn)部位升溫并分解，產(chǎn)生氣體使金屬膜凸起，形成氣泡；由起泡處形成的反射率與背景原始反射率形成強(qiáng)烈的讀出反差；31b.起泡型(Bubble)起泡型一次寫記錄介質(zhì)為三c.紋理型(Texture)

利用離子束刻蝕記錄介質(zhì)表面，使之形成文理狀結(jié)構(gòu)，或采用真空沉積方法形成一種既小又分離的小島似形狀；

激光束照射微區(qū)時(shí)，其紋理狀膜層強(qiáng)烈吸收光能，致使紋理熔化成鏡面狀；

形成反射率變化的一次寫光記錄32c.紋理型(Texture)利用離子束刻蝕記錄d.相變型(phase-change)相變材料既可一次寫也可用作可擦寫；一次寫一般采用一種TeOx的碲氧化物相變介質(zhì)，其初始反射率為百分之十幾，當(dāng)記錄光熱效應(yīng)使碲的微晶熔化，在宏觀不變形的情況下，碲微粒傾向融合并在冷卻后重新結(jié)晶，其復(fù)合反射率上升至百分之二十幾；為此產(chǎn)生反射率差，完成一次寫記錄過(guò)程33d.相變型(phase-change)相變材料既可光致變色介質(zhì)有無(wú)機(jī)和有機(jī)兩大類，并同樣具有一次寫和可擦寫兩種功能；

記錄特點(diǎn)：光照微區(qū)在記錄過(guò)程中，將從一種光學(xué)狀態(tài)變化到另一種光學(xué)狀態(tài)，發(fā)生光呈色反應(yīng)，從而實(shí)現(xiàn)反射率的變化；當(dāng)記錄膜層發(fā)生不可逆的變化或完全破壞，則為一次寫記錄；為可逆并形成兩種不同反射率的穩(wěn)定態(tài)，則為可擦寫記錄。e.光致變色型(photochromism)34光致變色介質(zhì)有無(wú)機(jī)和有機(jī)兩大類，并同樣具有一次寫和可擦寫6.2.2讀出原理?xiàng)l件：討論只讀光盤CD-DA，CD-ROM，V-CD，DVD-Audio，DVD-ROM，DVD-Video等原理：利用反射光的強(qiáng)度變化的原理：反射光的強(qiáng)度變化時(shí)為“1”碼反射光的強(qiáng)度不變時(shí)為“0”碼356.2.2讀出原理?xiàng)l件：討論只讀光盤356.2.2讀出激光光斑大小

(0.5~0.6)λ

DIA.=

NADIA.是用光強(qiáng)半峰值寬度的最大值表示(FullwidthhalfMax.，F(xiàn)WHM)λ是光源波長(zhǎng)CD： 780nmDVD：650nmNA是數(shù)值孔徑，表示聚焦能力的大小(NumberAperture) CD：0.45 DVD：0.6366.2.2讀出激光光斑大小6.2.2物鏡ObjectiveLensF： 焦距D： 通光孔徑(D=2R) 數(shù)值孔徑NA=sin=R/(R2+F2)?

R/FFθD376.2.2物鏡ObjectiveLens6.2.2計(jì)算CD光盤的讀出光斑大小

(0.5~0.6)λ

DIA.=

NA

(0.5~0.6)

*780nm

=

0.45=(0.87~1.04)μm

1μm386.2.2計(jì)算CD光盤的讀出光斑大小6.2.2CD只讀光盤上的信息斑點(diǎn)(Pit)0.83μm10010001000010000000000100000013T3.05μm4T5T11T7T3T4T11T1.6μm1001000100000000001000001001讀光斑CLV3T6T包括：信息坑（groove）信息面（land）396.2.2CD只讀光盤上的信息斑點(diǎn)(Pit)0.83μm16.2.2CD只讀光盤上的信息斑點(diǎn)時(shí)間窗口T是1(channel)bit需要的時(shí)間。T=1/4.3218Mbit/s=231.4ns3T=694.2ns11T=2545.4ns1T時(shí)間走過(guò)的距離=0.278μm406.2.2CD只讀光盤上的信息斑點(diǎn)時(shí)間窗口T是1(6.2.2CD只讀光盤上的信息斑點(diǎn)最短信息坑(面)：3T=0.834(T=0.278μm)最長(zhǎng)信息坑(面)：11T=3.058μm信息坑寬：(0.5~0.6)μm信息坑深:所以，CD盤用3T，4T，…，11T共9個(gè)數(shù)表示了所有數(shù)據(jù)

λ780=

=0.13μm

4n4*1.5

416.2.2CD只讀光盤上的信息斑點(diǎn)最短信息坑(面)：6.2.2讀出光路圖（了解）LD光源QPOBLDM盤電機(jī)光盤G信息面物鏡NA=0.45FC聚焦線圈TC跟蹤線圈PBS偏振分束鏡CL準(zhǔn)直鏡PD光電探測(cè)器RF(HF)讀出信號(hào)FES聚焦誤差信號(hào)TES跟蹤誤差信號(hào)QP1/4波片426.2.2讀出光路圖（了解）LD光源QPOBLDM盤電機(jī)光6.2.2讀出光路圖(了解)關(guān)鍵點(diǎn)：1/4波片(QP)作用PBS對(duì)P線偏振光全透射對(duì)S線偏振光全反射P光或S光二次經(jīng)過(guò)1/4波片，其角色相互交換，即：P線偏振光通過(guò)QP轉(zhuǎn)45。成圓偏振光，返回時(shí)再次通過(guò)QP又轉(zhuǎn)45。成S偏振光。436.2.2讀出光路圖(了解)關(guān)鍵點(diǎn)：1/4波片(Q6.2.2讀出光路圖(了解)同時(shí)：

從PD(photoditector)上不但讀出RF信號(hào)還讀出FES和TES，保證光學(xué)頭中光斑聚焦，信道跟蹤的穩(wěn)定性和可靠性（光電閉環(huán)數(shù)字控制系統(tǒng)）446.2.2讀出光路圖(了解)同時(shí)：446.2.3記錄格式(Format)介紹光盤上記錄方式：脈沖位置調(diào)制—PPM(PulsePositionModulation)

脈沖寬度調(diào)制—PWM(PulseWidthModulation)456.2.3記錄格式(Format)介紹光盤上記錄方式：6.2.3PPM和PWM（理解）01001001000010000100100100001000010010010000100010010000PPMPWMRecordedpitsRecordedsignalSourcesignalChannelbitsCD/DVD的記錄方式-PWM466.2.3PPM和PWM（理解）0100100100001主要內(nèi)容CD簡(jiǎn)介CD的工作原理CD的制作DVD介紹CD的物理格式CD的邏輯格式光存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)——全息光存儲(chǔ)47主要內(nèi)容CD簡(jiǎn)介476.3CD盤的制作A.盤片結(jié)構(gòu)B.只讀光盤制造：母盤、復(fù)制C.光盤記錄介質(zhì)介紹486.3CD盤的制作A.盤片結(jié)構(gòu)486.3.1盤片結(jié)構(gòu)-CD

四層結(jié)構(gòu)：盤基(襯底)：PC塑料，PolyCarbonate聚碳酸脂PMMAL有機(jī)玻璃反射層：鋁AL保護(hù)層：丙烯酸脂，Lacquer盤標(biāo)：印刷面1.CD-DA，CD-ROM，VCD

496.3.1盤片結(jié)構(gòu)-CD 1.CD-DA，CD-6.3.1盤片結(jié)構(gòu)-CD1.2mm印刷層保護(hù)層AL信息道PCLaserBeamOBR≥70%只讀CD結(jié)構(gòu)示意圖506.3.1盤片結(jié)構(gòu)-CD1.2mm印刷層LaserBe6.3.1盤片結(jié)構(gòu)-CD-R盤基(襯底)： （substrate）記錄層：染料Dye （recordinglayer）反射層：金Au或銀Ag （reflectivelayer）保護(hù)層： 盤標(biāo)： （logo等）2.CD-R五層結(jié)構(gòu)516.3.1盤片結(jié)構(gòu)-CD-R盤基(襯底)： （subs6.3.1盤片結(jié)構(gòu)-CD-R1.2mm印刷層保護(hù)層反射層記錄層伺服道PCR≥65%注：伺服道：※Wobble形，用擺動(dòng)頻率記錄時(shí)間

※Tracking小結(jié)：CD-R，CD-RW采用Wobble形的伺服槽CD-R結(jié)構(gòu)示意圖526.3.1盤片結(jié)構(gòu)-CD-R1.2mm印刷層R≥656.3.1盤片結(jié)構(gòu)-CD-RCD-R記錄層：染料酞菁染料（酞花青）PhthaloCyanine花青染料Cyanine偶氮染料另外反射層：Au或Ag，延展性好536.3.1盤片結(jié)構(gòu)-CD-RCD-R記錄層：染料酞菁染6.3.1盤片結(jié)構(gòu)-CD-RW盤基：PC塑料保護(hù)層：SiO2記錄層：相變材料碲Te、鍺Ge等稀土材料配比而成保護(hù)層：SiO2反射層：AL保護(hù)層：印刷層：CD-RW七層結(jié)構(gòu)546.3.1盤片結(jié)構(gòu)-CD-RW盤基：PC塑料CD6.3.1盤片結(jié)構(gòu)-CD-RWCD-RW結(jié)構(gòu)示意圖1.2mm印刷層保護(hù)層(SiO2)反射層保護(hù)層(SiO2)rec.(phasechange)保護(hù)層(SiO2)伺服道盤基R≥65%R≥15%556.3.1盤片結(jié)構(gòu)-CD-RWCD-RW結(jié)構(gòu)示意圖1.6.3.1盤片結(jié)構(gòu)-DVD只讀DVD(DigitalVersatileDisc)(DVD-Video，DVD-ROM，DVD-Audio三種) 0.6mm×2=1.2mm的雙層結(jié)構(gòu) 單面單層 4.7GB 俗稱 DVD5 單面雙層 8.5GB DVD9 雙面單層 9.4GB DVD10 雙面雙層 17GB DVD18566.3.1盤片結(jié)構(gòu)-DVD只讀DVD(Digital6.3.1盤片結(jié)構(gòu)-DVD5DVD5結(jié)構(gòu)示意圖關(guān)鍵：粘接(bonding)，透明UV樹(shù)脂膠0.6mm盤片防變形(DVD10與DVD5×2相同)1.2mm印刷空白盤粘接層(40~60)μm工藝同CD576.3.1盤片結(jié)構(gòu)-DVD5DVD5結(jié)構(gòu)示意圖關(guān)鍵：粘6.3.1盤片結(jié)構(gòu)-DVD9DVD9結(jié)構(gòu)示意圖R0

=

40%(max.)R1

=

30%(max.)印刷層粘接層1.2mm0.6mm0.6mm0Layer(4.7GB)1Layer(3.8GB)(DVD18需要“2P法”工藝)586.3.1盤片結(jié)構(gòu)-DVD9DVD9結(jié)構(gòu)示意圖R0=6.3.1盤片結(jié)構(gòu)-DVD9Stamper1Stamper20.6mm0.6mm半反射金或硅全反射鋁透明UV樹(shù)脂1.2mm0.6mm0.6mmPCPCLaserBeamDVD9結(jié)構(gòu)示意圖596.3.1盤片結(jié)構(gòu)-DVD9Stamper1Stamp6.3.1盤片結(jié)構(gòu)-SACDSACD光盤（SuperAudioCD）結(jié)構(gòu)同DVD9其中一層為DVD-Audio，另一層為CD-AudioDVD可得到5.1，7.1的劇場(chǎng)效果CD為立體聲（L、R）606.3.1盤片結(jié)構(gòu)-SACDSACD光盤（Super包括兩部分： 母盤制造(Mastering) 光盤復(fù)制(Replication)工序：母盤(mastering)模板(stamper)復(fù)制（Replication）工藝過(guò)程如下：6.3.2光盤的制造－母盤1.母盤(master)616.3.2光盤的制造－母盤1.母盤(master)6.3.2光盤的制造-玻璃母盤磁帶(DAT，DLT)磁盤HD光盤CD-R/RW玻璃基板清洗準(zhǔn)備涂光刻膠（先涂底膠）信號(hào)光刻(LBR)曝光顯影固化正像主盤（原盤）in.626.3.2光盤的制造-玻璃母盤磁帶(DAT，DLT)玻璃6.3.2光盤的制造-壓模盤正像主盤（原盤）電鑄鎳金屬化（鍍金）第一版鎳模（負(fù)像父盤）Stamper父盤in.636.3.2光盤的制造-壓模盤正像主盤（原盤）電鑄鎳金屬化第6.3.2光盤的制造-父盤母盤(壓模盤)子盤FatherDisc電鑄鎳第二版鎳板（正像母盤）MotherDisc電鑄鎳第三版鎳板（負(fù)像子盤）母盤646.3.2光盤的制造-父盤母盤(壓模盤)子盤Father電6.3.2光盤的制造－說(shuō)明用Stamper模板進(jìn)行盤片復(fù)制1張Stamper可復(fù)制(2~3)萬(wàn)片玻璃基板為光學(xué)級(jí)基板

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160×10mm，循環(huán)使用20次

Ф

160×1.1mm光刻膠——光敏電阻（使其曝光）信號(hào)刻錄(LBR)，LaserBeamRecorder656.3.2光盤的制造－說(shuō)明用Stamper模板進(jìn)行6.3.2光盤的制造－復(fù)制2.復(fù)制(Replication)PC料干燥濺鍍ALSputtering注塑Molding模板Stamper旋涂Lacquer印盤標(biāo)in.保護(hù)漆反射層壓模666.3.2光盤的制造－復(fù)制2.復(fù)制(Replica6.3.2光盤的制造－復(fù)制PC料干燥至含水量小于(0.3~0.4)%模板—FatherDisc或SonDisc注塑—油壓或全電動(dòng)注塑機(jī)，Cycletime≤3.8sec.濺鍍機(jī)—(30~60)nm厚，≤2sec.旋涂保護(hù)膠(5~20)μm厚印刷—LOGO676.3.2光盤的制造－復(fù)制PC料干燥至含水量小于(0.36.3.2光盤的制造－盤標(biāo)印刷絲網(wǎng)印刷，Screen柯式印刷(膠印)，off-set前者成本低(設(shè)備上)，無(wú)過(guò)渡色后者成本高，印出的顏色更趨自然（設(shè)備成本差4~6倍）686.3.2光盤的制造－盤標(biāo)印刷絲網(wǎng)印刷，Screen66.3.2光盤的制造－線上檢測(cè)

涂光刻膠—檢查平度、厚度和有否針眼等金屬化—檢查讀出信號(hào)旋涂后—在線檢查機(jī)械、物理缺陷

有以下幾方面：696.3.2光盤的制造－線上檢測(cè)涂光刻膠—檢查平度、厚6.3.2光盤的制造－缺陷檢測(cè)針孔(pinhole)保護(hù)膠起泡(LacquerBubble)反射層AL凹痕(Dent)信息層劃傷(Info.Scratch)油(Oil)黑斑(污)(BlackSpeck)表面傾斜(FlowLine)空氣泡(AirBubble)PC層劃傷(SurfaceScratch)保護(hù)層起污(LacquerSplash)706.3.2光盤的制造－缺陷檢測(cè)針孔(pinhole)主要內(nèi)容CD簡(jiǎn)介CD的工作原理CD的制作DVD介紹CD的物理格式CD的邏輯格式光存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)——全息光存儲(chǔ)71主要內(nèi)容CD簡(jiǎn)介716.4DVD介紹DVD概述DVD/SVCD/VCD圖像清晰度高密度和超高密度存儲(chǔ)726.4DVD介紹DVD概述721.DVD介紹CDDVD(DigitalVersatileDisc)LASER： =780nm =650nm NA=0.45 NA=0.60Thickness：1.2mm 0.6mm×2=1.2mmCodecs： 8-17調(diào)制 8-16調(diào)制(Coding& CIRC檢糾錯(cuò) RS-PC檢糾錯(cuò)Docoding)Capacity：650MB 4.7GB17GB731.DVD介紹736.4.1DVD種類DVD-ROM/Video/Audio單面單層4.7GB(DVD5)單面雙層8.5GB(DVD9)雙面單層9.4GB(DVD10)雙面雙層17GB(DVD18)DVD-R/RW/RAM為單面單層或雙面單層DVD-R3.9GB，4.7GBDVD-RW

4.7GBDVD-RAM2.6GB，4.7GB，9.4GB/雙面DVD-VideoRecording(DVD-RW/RAM)規(guī)定了錄制影視頻的方法DVD+RW3.0GB，4.7GB746.4.1DVD種類DVD-ROM/Video/Audi6.4.1DVD光盤的兼容性CD-ROMdriveDVD-ROMdriveDVD-RAMdriveCD-ROMCD-RCD-(RW)DVD-ROMDVD-RDVD-(RW)DVD-RAM（帶盒）（不帶盒）756.4.1DVD光盤的兼容性CD-ROMdriveDV6.4.2DVD/SVCD/VCD圖象清晰度關(guān)于視頻圖象(像素pixel表示)電影/數(shù)字電影： 4096×3112，2048×1556高清電視HDTV： 1920×1080/1152(NTSC/PAL) 1440×1080/1152 ------DVD/標(biāo)清(SDTV)： 720×480/576(D1) (704×480/576) 528×480/576(3/4D1) (544×480/576)SVCD 480×480/576(2/3D1)CVD/MPEG2 352×480/576(1/2D1)VCD/MPEG1 352×240/288(1/4D1) (SIF)

SIF：MPEG1的源輸入格式766.4.2DVD/SVCD/VCD圖象清晰度關(guān)于視頻圖象6.4.3高密度和超高密度存儲(chǔ)

從DVD紅光~HD.DVD蘭光母盤：

=351nm，NA=0.9道距0.74~0.4(μm)播放機(jī)、驅(qū)動(dòng)器：

=410nm，NA=0.8增大容量為(650/410)2=2.5倍1.進(jìn)一步減短波長(zhǎng)，增大數(shù)值孔徑NA776.4.3高密度和超高密度存儲(chǔ)從DVD紅光~H改善記錄方式、提高編碼效率（HD.DVD容量在(18~22)GB之間）從CAV到MCAV(ZCAV)可提高1.5倍從PPM到PWM(Marking-edgeRecording)可提高1.5倍Groove和Land同時(shí)記錄(指R/RW/RAM)可提高(1.8~1.9)倍2.改善記錄方式78改善記錄方式、提高編碼效率2.改善記錄方式78高分辨影像只與光孔大小(幾十nm)光孔至光盤介質(zhì)距離(幾nm)有關(guān)與入射光波長(zhǎng)無(wú)關(guān)，無(wú)衍射效應(yīng)適用于母盤刻錄3.近場(chǎng)光存儲(chǔ)79高分辨影像只與光孔大小(幾十nm)3.近場(chǎng)光存A.多層 ◆雙光子記錄 ◆熒光讀出 ◆已記錄到100層（實(shí)驗(yàn)室）4.多維光存儲(chǔ)－多記錄層80A.多層4.多維光存儲(chǔ)－多記錄層80B.多波長(zhǎng) ◆不同波長(zhǎng)的多色記錄 ◆一種材料只吸收一種波長(zhǎng) ◆對(duì)其他層材料不吸收—透明4.多維光存儲(chǔ)-多波長(zhǎng)81B.多波長(zhǎng)4.多維光存儲(chǔ)-多波長(zhǎng)81C.多階 ◆信息坑(pit)產(chǎn)生多層臺(tái)階，獲得不同的反射率 ◆光源能量分階，獲得不同的反射率4.多維光存儲(chǔ)-多階82C.多階4.多維光存儲(chǔ)-多階82利用全息原理，通過(guò)空間光調(diào)制器將信息加載在物光上，照射晶體(或聚合物等)形成電場(chǎng)產(chǎn)生折射率變化；再利用另一參考光(與物光成一角度)照射而產(chǎn)生干涉條紋，形成明暗的強(qiáng)弱之分；特點(diǎn)：頁(yè)面存儲(chǔ)(如1024×1024pixels)并行讀出(如DTR>100MB/S)存儲(chǔ)密度可達(dá)1GB/cm3

等5.全息光存儲(chǔ)83利用全息原理，通過(guò)空間光調(diào)制器將信息5.全息光“Dataplay” 外徑32mm 孔 4mm 厚 0.6mm 容量500MB“應(yīng)用” music,photo,books,games6.小型化微型化84“Dataplay”6.小型化微型化84主要內(nèi)容CD簡(jiǎn)介CD的工作原理CD的制作DVD介紹CD的物理格式CD的邏輯格式光存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)——全息光存儲(chǔ)85主要內(nèi)容CD簡(jiǎn)介856.5CD的物理格式CD的格式包含：物理格式：規(guī)定數(shù)據(jù)如何存放到光盤上，這些數(shù)據(jù)包括：物理扇區(qū)的地址。數(shù)據(jù)的類型、數(shù)據(jù)塊的大小、錯(cuò)誤檢測(cè)和校正碼等。邏輯格式：規(guī)定如何把文件組織到光盤上以及如何指定文件在光盤上的物理位置。包括文件的結(jié)構(gòu)、文件大小以及所需的盤片數(shù)目等866.5CD的物理格式CD的格式包含：866.5.1CD-DA的物理格式一條光道(track)由許多扇區(qū)(sector)組成一個(gè)扇區(qū)由98幀(frame)(3234字節(jié))幀存放信息的基本數(shù)據(jù)單元876.5.1CD-DA的物理格式一條光道(track)由許多SYNC:每一幀開(kāi)頭都有24bits同步位:(不經(jīng)EFM)子碼(Subcode)：提供盤地址信息，8bits；聲音數(shù)據(jù)：CD-DA有兩個(gè)聲音通道(左、右)，分別采用96bits表示；P、Q校驗(yàn)碼(EDC):分別采用32bits來(lái)校驗(yàn)右聲道和左聲道的聲音數(shù)據(jù)。6.5.1CD-DA扇區(qū)格式10000000000100000000001010個(gè)010個(gè)088SYNC:每一幀開(kāi)頭都有24bits同步位:(不經(jīng)EFM)392+392+98=882B從格式上相當(dāng)于F3幀，還要進(jìn)行EFM和加MERGING，SYNC形成Channelbit用戶數(shù)據(jù)第一層EDC/ECC第二層EDC/ECC控制字節(jié)2352B(24B

×

98F)392BQ：98

×

4392BP：98

×

498BC：98

5

13234B6.5.1CD-DA扇區(qū)格式89392+392+98=882B用戶數(shù)據(jù)第一層E6.5.1CD-DA一幀數(shù)據(jù)的通道位注：加3bits是為了增加游程長(zhǎng)度，提高讀出數(shù)據(jù)的可靠性表一幀數(shù)據(jù)的通道位數(shù)編號(hào)字段名稱通道位數(shù)合計(jì)(1)同步位(SYNC)24+3[不參加EFM]27(2)子碼(Subcode)1×(14＋3)17(3)數(shù)據(jù)(左聲道)12×(14＋3)204(4)Q校驗(yàn)碼4×(14＋3)68(5)數(shù)據(jù)(右聲道)12×(14＋3)204(6)P校驗(yàn)碼4×(14＋3)68合計(jì)588906.5.1CD-DA一幀數(shù)據(jù)的通道位注：加3bits是為6.5.2CD-ROM標(biāo)準(zhǔn)CD-ROM增加兩種類型的光道；共有三種類型光道：CD-DA光道：存儲(chǔ)聲音數(shù)據(jù)；CD-ROMMode1：存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)；CD-ROMMode2：存儲(chǔ)聲音數(shù)據(jù)、靜態(tài)圖像或視頻數(shù)據(jù)。916.5.2CD-ROM標(biāo)準(zhǔn)CD-ROM增加兩種類型的光道；CD-ROM扇區(qū)格式是CD-DA的延伸：又加入模式1(mode1)用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)，模式2(mode2)用于存儲(chǔ)壓縮的音頻視頻和圖象數(shù)據(jù)同步字頭用戶數(shù)據(jù)EDC空位ECC12B4B2048B4B8B276B第一、

二層與控制字2352B882BCD-ROM模式16.5.2CD-ROM模式192CD-ROM扇區(qū)格式是CD-DA的延伸：同步字頭用戶數(shù)6.5.2CD-ROM模式1－說(shuō)明同步：12B；字頭：4B，定義扇區(qū)地址（時(shí)間格式）；用戶數(shù)據(jù)：2048B；EDC：4B，檢錯(cuò)位，如錯(cuò)，則執(zhí)行ECC；ECC：276B，糾錯(cuò)碼。4字節(jié)的扇區(qū)地址稱為字頭（HEADER）分(min.)秒(sec.)分秒(frac)方式(mode)1字節(jié)1字節(jié)1字節(jié)1字節(jié)0～740～590～7401936.5.2CD-ROM模式1－說(shuō)明同步：12B；4字節(jié)CD-ROM模式2注意：扇區(qū)(Sector)是光盤上最小尋址單位6.5.2CD-ROM模式22352B882B同步字頭用戶數(shù)據(jù)12B4B2336B第一、

二層與控制字94CD-ROM模式2注意：扇區(qū)(Sector)是光盤上CD-ROM/XA中以Mode2為基礎(chǔ)又分為CD-ROM，Mode2，F(xiàn)orm1（方式1）和CD-ROM，Mode2，F(xiàn)orm2（方式2）前者用于Photo-CD和電子出版物等光盤后者用于要求不很高的音視頻光盤，如V-CDCD-ROM/XA扇區(qū)格式是CD-ROM的延伸95CD-ROM/XA中以Mode2為基礎(chǔ)CD-ROM/CD-ROM模式2方式22352B882B同步字頭副字頭用戶數(shù)據(jù)EDC12B4B8B2324B4B第一、二層與控制字CD-ROM模式2方式12352B882B同步字頭副字頭用戶數(shù)據(jù)EDCECC12B4B8B2048B4B276B第一、二層與控制字方式2比方式1少了ECC，留作用戶數(shù)據(jù)96CD-ROM模式2方式22352B882B同步字頭副1.為什么CD-ROM,Mode1每扇區(qū)用戶數(shù)據(jù)從CD-DA的2352B降為2048B？思考題用戶數(shù)據(jù)第一層EDC/ECC第二層EDC/ECC控制字節(jié)2352B(24B×98F)392BQ：98

×4392BP：98

×

498BC：98

5

13234BCD-DA扇區(qū)格式同步字頭用戶數(shù)據(jù)EDC空位ECC12B4B2048B4B8B276B第一、

二層與控制字2352B882BCD-ROM模式1971.為什么CD-ROM,Mode1每扇區(qū)用戶數(shù)據(jù)從思考主要內(nèi)容CD簡(jiǎn)介CD的工作原理CD的制作DVD介紹CD的物理格式CD的邏輯格式光存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)——全息光存儲(chǔ)98主要內(nèi)容CD簡(jiǎn)介986.6CD的邏輯格式邏輯格式：規(guī)定如何把文件組織到光盤上以及如何指定文件在光盤上的物理位置。包括文件的結(jié)構(gòu)、文件大小以及所需的盤片數(shù)目等996.6CD的邏輯格式邏輯格式：996.6.1邏輯結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思想CD-ROM文件系統(tǒng)的組成部分；影響邏輯格式定義的因素；CD-ROM的邏輯格式定義1006.6.1邏輯結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)思想CD-ROM文件系統(tǒng)的組成部分A.CD-ROM文件系統(tǒng)的組成部分邏輯格式：確定盤上的數(shù)據(jù)應(yīng)該如何組織，以及該存放在什么地方。即如何構(gòu)造文件目錄、目錄如何查找等。源軟件：按邏輯格式把要寫到盤上的數(shù)據(jù)進(jìn)行裝配。目的軟件：把從盤上讀出的按邏輯格式裝配的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成文件。101A.CD-ROM文件系統(tǒng)的組成部分邏輯格式：確定盤上的數(shù)據(jù)B.影響邏輯格式定義的因素CD-ROM不需要添加、刪除目錄；CD-ROM讀出、寫入數(shù)據(jù)是不對(duì)稱的；尋道時(shí)間長(zhǎng)，最長(zhǎng)950ms；存儲(chǔ)容量較大。102B.影響邏輯格式定義的因素CD-ROM不需要添加、刪除目錄；C.CD-ROM的邏輯格式定義卷結(jié)構(gòu)：提供整片盤片的信息。定義一套規(guī)則和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)表達(dá)盤上文件之間的復(fù)雜關(guān)系。文件結(jié)構(gòu)：描述和配置盤上的文件。其核心是目錄結(jié)構(gòu)。①多文件顯式分層結(jié)構(gòu)。把子目錄當(dāng)文件處理；②單文件顯式分層結(jié)構(gòu)。把整個(gè)目錄信息放在一個(gè)(描述根目錄和子目錄的)文件中。③散列路徑名目錄。把整個(gè)路徑名和文件名合并為一個(gè)地址放在目錄中。是隱式目錄結(jié)構(gòu)。④索引路徑名目錄。把子目錄的全路徑名轉(zhuǎn)換成一個(gè)整數(shù)。也是隱式目錄結(jié)構(gòu)。⑤混合結(jié)構(gòu)?；旌弦陨纤姆N的兩種以上。103C.CD-ROM的邏輯格式定義卷結(jié)構(gòu)：提供整片盤片的信息。882B6.6.2邏輯扇區(qū)和邏輯塊同步字頭用戶數(shù)據(jù)EDC空位ECC12B4B2048B4B8B276B第一、

二層與控制字2352BCD-ROM模式12352B882BCD-ROM模式2同步字頭用戶數(shù)據(jù)12B4B2336B第一、

二層與控制字物理扇區(qū)邏輯扇區(qū)104882B6.6.2邏輯扇區(qū)和邏輯塊同步字頭用戶數(shù)據(jù)EDC空6.6.2邏輯扇區(qū)和邏輯塊從前面圖中可以看出邏輯扇區(qū)的大小為2048B。我們給每個(gè)邏輯扇區(qū)編號(hào)（0開(kāi)始）LSN0，LSN1…等等。LSN0從物理地址00:02:00開(kāi)始邏輯扇區(qū)可以劃分邏輯塊，大小為512B、1024B、2048B三種；我們給邏輯塊編號(hào)：LBN1,LBN2,LBN3.CD-ROM上所有文件均按照LBN尋址。1056.6.2邏輯扇區(qū)和邏輯塊從前面圖中可以看出邏輯扇區(qū)的大小6.6.3文件CD-ROM可以存放任意類型的文件；每個(gè)文件可分為一節(jié)或者多節(jié)；每個(gè)文件節(jié)可以由多個(gè)邏輯塊組成；文件命名規(guī)則：

={0~9}∪{A~Z}∪{“_”}參看教材P2821066.6.3文件CD-ROM可以存放任意類型的文件；1066.6.4目錄CD-ROM限定目錄層次8級(jí)；CD-ROM采用隱式分層結(jié)構(gòu)，同時(shí)也把目錄當(dāng)文件看待，目錄包含在一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)文件中，包含目錄的文件稱為目錄文件。(P283)目錄文件：與普通用戶文件相類似，目錄文件由一系列可變長(zhǎng)度的目錄記錄組成目錄記錄：記載了文件標(biāo)志符、文件長(zhǎng)度、文件域的第一個(gè)邏輯塊號(hào)，以及打開(kāi)這個(gè)文件需要的其它信息。1076.6.4目錄CD-ROM限定目錄層次8級(jí)；1076.6.4目錄文件結(jié)構(gòu)目錄文件文件A文件B文件B文件B記錄1記錄2記錄3記錄4??????目錄記錄XAR文件A:文件域XAR文件B:文件域3文件B:文件域2文件B:文件域1XAR：擴(kuò)展屬性記錄，默認(rèn)最后一個(gè)有效1086.6.4目錄文件結(jié)構(gòu)目錄文件文件A文件B文件B文件B記錄6.6.5路徑表－PathTable一種隱式分層目錄結(jié)構(gòu)(1985年)特點(diǎn)：利用索引值來(lái)訪問(wèn)所有的目錄。rootABC文件目錄路徑表ROOTABC目錄結(jié)構(gòu)與路徑表記錄1096.6.5路徑表－PathTable一種隱式分層目錄結(jié)構(gòu)6.6.5路徑表－記錄格式路徑表記錄結(jié)構(gòu)LEN_DI1BXAR1BADDR4BFathN2BDI(LEN_DI)BF1BLEN_DI:目錄標(biāo)志符的長(zhǎng)度（目錄名長(zhǎng)度）；XAR：擴(kuò)展屬性記錄長(zhǎng)度；ADDR：存放目錄地址：分:秒:分秒:模式(4B)；FathN：父目錄號(hào)；DI：目錄標(biāo)志符(目錄名)F：填充域1106.6.5路徑表－記錄格式路徑表記錄結(jié)構(gòu)LEN_DIXAR6.6.6卷卷空間：用來(lái)存放信息的區(qū)域，分為兩個(gè)區(qū)：LSN0~LSN15：系統(tǒng)區(qū)；LSN16~最后：數(shù)據(jù)區(qū).

記錄卷描述符、文件目錄、路徑表、文件數(shù)據(jù)等內(nèi)容LSN16是卷描述符，結(jié)構(gòu)如下：卷描述符類型1B5種類型標(biāo)準(zhǔn)卷標(biāo)識(shí)符5B版本1B其它信息2041B與類型相關(guān)1116.6.6卷卷空間：用來(lái)存放信息的區(qū)域，分為兩個(gè)區(qū)：卷描述共五類：主卷描述符；輔卷描述符；卷分割描述符；引導(dǎo)記錄；卷描述符系列終止符。6.6.6卷描述符的類型規(guī)則：前四種可以任意組合但是：類型1至少出現(xiàn)一次類型5只能出現(xiàn)一次，且在最后出現(xiàn)112共五類：6.6.6卷描述符的類型規(guī)則：112主要內(nèi)容CD簡(jiǎn)介CD的工作原理CD的制作DVD介紹CD的物理格式CD的邏輯格式光存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)——全息光存儲(chǔ)113主要內(nèi)容CD簡(jiǎn)介1136.7全息激光存儲(chǔ)全息記錄技術(shù)使用激光的干涉原理將數(shù)據(jù)記錄到光盤上。在一樣12cm光盤上，使用全息記錄技術(shù)可以將存儲(chǔ)容量提升到1TB，這將是目前DVD標(biāo)準(zhǔn)容量（4.7GB）的200倍。而且在數(shù)據(jù)傳輸率方面，也將到達(dá)1GB/s，遠(yuǎn)高于現(xiàn)有的硬盤水平，是目前DVD最高速度（16X，約22MB/s）的40倍。1146.7全息激光存儲(chǔ)全息記錄技術(shù)使用激光的干涉原理將數(shù)據(jù)記錄使用全息記錄技術(shù)的光盤簡(jiǎn)介：HVD與現(xiàn)有的DVD-R光盤盤面比較115使用全息記錄技術(shù)的光盤簡(jiǎn)介：HVD與現(xiàn)有的DVD-R光盤盤面全息存儲(chǔ)技術(shù)的特點(diǎn)

①信息存儲(chǔ)容量大

全息存儲(chǔ)是一種高密度、大容量的信息存儲(chǔ)技術(shù)。利用高解像力的銀鹽全息記錄介質(zhì)，可將約有10000多個(gè)漢字的文件資料（相當(dāng)于一版人民日?qǐng)?bào)）縮小記錄在直徑僅有1mm左右的全息圖內(nèi)。其信息存儲(chǔ)密度比普通縮微影像的存儲(chǔ)密度高幾十倍。

②記錄速度快

利用全息攝影機(jī)，通過(guò)使銀鹽感光介質(zhì)感光成像的拍攝方法，將普通縮微膠片上的影像攝制成全息圖，具有操作簡(jiǎn)便，記錄快速的特點(diǎn)。116全息存儲(chǔ)技術(shù)的特點(diǎn)①信息存儲(chǔ)容量大

全息存儲(chǔ)是一種高密全息存儲(chǔ)技術(shù)的特點(diǎn)(cont.)③記錄信息不易丟失

由于全息圖中的每個(gè)細(xì)部都包含有被記錄信息的全部?jī)?nèi)容，因此，當(dāng)全息圖因擦傷出現(xiàn)劃痕，造成全息圖局部破壞時(shí)，其記錄的內(nèi)容也不會(huì)丟失。盡管在還原時(shí)全息圖再現(xiàn)的影像反差會(huì)有所下降，但是全息圖所記錄的全部?jī)?nèi)容仍可被顯示出來(lái)④便于長(zhǎng)期保存

記錄在全息銀鹽感光介質(zhì)上的全息圖具有能夠長(zhǎng)期保存的特點(diǎn)，其保存壽命同普通銀鹽縮微膠片相當(dāng)。試驗(yàn)表明，銀鹽記錄載體的保存壽命可達(dá)數(shù)百年以上。⑤便于拷貝復(fù)制

利用全息拷貝機(jī)，通過(guò)接觸拷貝、曝光成像的方法，可方便地復(fù)制出多部全息拷貝片。117全息存儲(chǔ)技術(shù)的特點(diǎn)(cont.)③記錄信息不易丟失

由于全息全息存儲(chǔ)技術(shù)的特點(diǎn)(cont.)⑥其他

除上述特點(diǎn)外，全息存儲(chǔ)技術(shù)還有許多其他特點(diǎn)，例如：利用全息攝影技術(shù)可以制出能夠表現(xiàn)被攝物立體效果的全息圖，也可以通過(guò)由全息圖組成的全息視聽(tīng)盤進(jìn)行活動(dòng)畫面的再現(xiàn)等。⑦不足之處

全息存儲(chǔ)技術(shù)也存在著一些不足之處，例如：對(duì)影調(diào)連續(xù)變化的原件記錄效果差，不易表現(xiàn)被攝物的色彩，與計(jì)算機(jī)聯(lián)機(jī)使用比較復(fù)雜，在閱讀用單色激光顯示的再現(xiàn)影像時(shí)視感較差等等。118全息存儲(chǔ)技術(shù)的特點(diǎn)(cont.)⑥其他

除上述特點(diǎn)外，全息存以開(kāi)發(fā)出全息光存儲(chǔ)技術(shù)而聞名的日本Optware公司（位于日本橫濱），日前宣布獲得了來(lái)自6家廠商共3.6億日元的投資。而這6家公司也升任Optware公司的主要股東。這6家公司是：中國(guó)臺(tái)灣中環(huán)公司（CMCMagneticsCorporation）日本富士膠卷有限公司（FujiPhotoFilmCo.,Ltd.日本丸紅株式會(huì)社（MarubeniCorporation）日本松下電器產(chǎn)生株式會(huì)社（MatsushitaElectricIndustrialCo.,Ltd.,）日本帕路斯科技株式會(huì)社（PulstecIndustrialCo.,LTD）日本東亞合成株式會(huì)社（TOAGOSEICo.,Ltd.,）119以開(kāi)發(fā)出全息光存儲(chǔ)技術(shù)而聞名的日本Optware公司（位于日Optware公司簡(jiǎn)介Optware公司在1999年由風(fēng)險(xiǎn)投資創(chuàng)建，任務(wù)就是尋找在高容量光盤存儲(chǔ)領(lǐng)域利用全息記錄技術(shù)的方法。目前，Optware公司利用自己的同線全息技術(shù)，成功地開(kāi)發(fā)出世界上第一個(gè)商用化系統(tǒng)。120Optware公司簡(jiǎn)介Optware公司在1999年由風(fēng)險(xiǎn)投同線全息技術(shù)簡(jiǎn)介Optware自有的同線全息技術(shù)，以前稱之為偏振同線全息技術(shù)（PolarizedCollinearHolography），是其為了將全息記錄技術(shù)實(shí)用化所做出的關(guān)鍵努力，通過(guò)它可以大幅度簡(jiǎn)化全息記錄技術(shù)應(yīng)用難度。同線全息技術(shù)在一個(gè)光束中整合了一個(gè)參考激光與一個(gè)信號(hào)激光。它們創(chuàng)建了一個(gè)包含數(shù)據(jù)的干涉三維全息構(gòu)圖。這個(gè)圖像將通過(guò)一個(gè)單一物鏡在存儲(chǔ)介質(zhì)上顯現(xiàn)。借助這個(gè)突破性的裝置，Optware可以顯著的簡(jiǎn)化并縮小全息成像系統(tǒng)的設(shè)計(jì)難度與外形體積。121同線全息技術(shù)簡(jiǎn)介Optware自有的同線全息技術(shù)，以前稱之為同線全息技術(shù)簡(jiǎn)介（cont.）同線全息技術(shù)于2004年8月23日正式發(fā)布，當(dāng)時(shí)Optware將使用全息記錄技術(shù)的光盤稱為全息通用光盤（HVD，HolographicVersatileDisc），預(yù)計(jì)最早的HVD將于2006年面向企業(yè)用戶推出，容量高達(dá)200GB，其最終的發(fā)展目標(biāo)則是存儲(chǔ)1TB的容量。而目前的Blu-rayDisc最高容量才50GB。Optware表示，到2007年HVD成本進(jìn)一步降低后才有可能真正的向消費(fèi)者普及。目前，HVD驅(qū)動(dòng)器的價(jià)格在2萬(wàn)美元左右，而每張光盤的成本則為100美元。Optware計(jì)劃將HVD驅(qū)動(dòng)器的成本降低到2700美元，這與現(xiàn)在的Blu-rayDisc影碟機(jī)相差不多。122同線全息技術(shù)簡(jiǎn)介（cont.）同線全息技術(shù)于2004年8月2練習(xí)與思考14.3P26915.2p29215.815.10123練習(xí)與思考14.3P269123論文淺析光存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展發(fā)展歷史（發(fā)展動(dòng)力、應(yīng)用場(chǎng)合等）現(xiàn)狀（目前已經(jīng)存在的產(chǎn)品（主流、非主流）、在研究的產(chǎn)品、存在的一些需求）趨勢(shì)124論文淺析光存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展124附錄：特殊光盤簡(jiǎn)介相變光盤PC（phase－change）磁光盤MO（magnet－optics）125附錄：特殊光盤簡(jiǎn)介相變光盤PC（phase－change應(yīng)用：CD-RW DVD-RW (pioneer） DVD+RW (philips,sony) DVD-RAM (panasonic)特點(diǎn)：相變光盤是一種純光型光盤，它不含有磁記錄的痕跡。1.相變光盤(pc,phase-change)126應(yīng)用：CD-RW1.相變光盤(pc,phase-chan高反射（擦除態(tài)）寫P1擦P2（P1>P2）低反射（寫入態(tài)）Amorphous非晶態(tài)晶態(tài)Crystal二種穩(wěn)定態(tài)：晶態(tài)與非晶態(tài)（圖示）晶態(tài)1與晶態(tài)2PC光盤寫、擦原理127高反射寫P1擦P2（P1>P2）低反射Amorphou

利用相變材料的二態(tài)（晶態(tài)與非晶態(tài)）表示信息記錄的二值(0與1)，再用二態(tài)的反射率差讀出信息；

記錄時(shí)，P1脈沖加熱晶態(tài)介質(zhì)，晶態(tài)將快速轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂械头瓷渎实姆蔷B(tài)(稱寫入態(tài))；

擦除時(shí)，P2脈沖加熱非晶態(tài)介質(zhì)，以回復(fù)到反射率的晶態(tài)(稱擦除態(tài))。128利用相變材料的二態(tài)（晶態(tài)與非晶態(tài)）表示128

相變材料常用低熔點(diǎn)半導(dǎo)體稀土材料，如鍺碲(Ge-Te)，銦銻硒(In-Sb-Se)和銻硒(Sb-Se)

由于相變光盤利用反射率之差讀出信息，它和只讀光盤(CD和DVD等)、可錄光盤盤(CD-R等)是同一類讀出模式，所以在可擦寫DVD中選用相變記錄材料，但也有公司使用MO材料。129相變材料常用低熔點(diǎn)半導(dǎo)體稀土材料，如129相變光盤直接重寫和讀出原理130相變光盤直接重寫和讀出原理130120mm相變盤1.3GB/ISO/IEC15485俗稱PD2.6GB/ISO/IEC16824，DVD-RAM，Panasonic生產(chǎn)90mm相變盤1.3GB/ISO/IEC14760相變光盤產(chǎn)品131120mm相變盤相變光盤產(chǎn)品131磁光盤記錄層利用鋱(Tb)、鐵(Fe)、釓(Gd)、鈷(Co)等稀土材料組成的磁光薄膜層，產(chǎn)生磁光效應(yīng)磁光效應(yīng)表現(xiàn)為克爾角旋轉(zhuǎn)(KerrRotation)：EraseWritekk(克爾角)2.磁光盤(MO，Magnet-Optics)132磁光盤記錄層利用鋱(Tb)、鐵(Fe)、釓(Gd當(dāng)激光束對(duì)光照磁光膜微區(qū)加熱時(shí)，磁光膜的矯頑力Hc下降，當(dāng)Hc低于磁光膜的居里溫度點(diǎn)Cp(curiepoint)時(shí)，磁光膜中的磁疇與外加磁場(chǎng)方向一致，實(shí)現(xiàn)“寫”過(guò)程擦是寫的逆過(guò)程SN(100-600奧斯特)外加磁場(chǎng)矯頑力Hc(max2000奧斯特)OBLaserBeamDISK

MO光盤“寫”過(guò)程133當(dāng)激光束對(duì)光照磁光膜微區(qū)加熱時(shí)，磁光SN(100-磁光膜kDISK-k磁光盤讀出原理134磁光膜kDISK-k磁光盤讀出原

照在磁光膜上的偏振光(線偏振光)反射后，激光束偏振面隨反射光旋轉(zhuǎn)k(設(shè)為磁疇方向向上)，反之則反向旋轉(zhuǎn)記為-k；

實(shí)際讀出檢測(cè)時(shí)，使檢偏器的主截面調(diào)整到與-k對(duì)應(yīng)的偏振方向相垂直的方位，則來(lái)自磁疇向下磁化微斑反射光不能通過(guò)檢偏器到達(dá)光電探測(cè)器上；

向上磁化的反射光則可通過(guò)Sin(2k)的分量，這樣探測(cè)器就能有效地讀出記錄的磁光信號(hào)(向上磁化的反射光顯得明亮)。MO的“讀”過(guò)程135照在磁光膜上的偏振光(線偏振光)反射后，激光MO

由于磁光盤工作機(jī)理為“寫”與“擦”為互逆，即外加磁場(chǎng)隨寫、擦而快速反轉(zhuǎn)；

所以這類磁光盤不是直接重寫的(DirectOverwtire)，必須先擦后寫，為此影響了數(shù)據(jù)讀寫速度；

在實(shí)際使用的磁光盤中，采用磁場(chǎng)調(diào)制(MFM)、光強(qiáng)調(diào)制(LIM)的兩種直接重寫方法，即MFMDOW，LIMDOW

注意136由于磁光盤工作機(jī)理為“寫”與“擦”為互逆，注意1

磁場(chǎng)調(diào)制(MagnerFiledModulation)：仿效磁盤技術(shù)，只能單面存儲(chǔ)，重寫時(shí)調(diào)制速率受磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換速率限制，優(yōu)點(diǎn)為膜層少、工藝成熟；

光強(qiáng)調(diào)制(LightIntensityModulation)：可實(shí)現(xiàn)雙面記錄，易于高速調(diào)制，弱點(diǎn)是膜層多，工藝復(fù)雜。注意137磁場(chǎng)調(diào)制(MagnerFiledModulati130mm磁光盤(5.25") 90mm磁光盤(3.5")650MB(1X)/ISO/IEC9171 128MB(1X)/ISO/IEC100901.0GB(1.5X)/ISO/IEC13481 230MB(2X)/ISO/IEC139631.3GB(2X)/ISO/IEC13549 640MB(5X)/ISO/IEC150412.0GB(3X)/ISO/IEC13842 1.3GB(10X)/ISO/IEC2.6GB(4X)/ISO/IEC14517 2.3GB(18X)/ISO/IEC5.2GB(8X)/ISO/IEC15286 MD(MiniDisc) 64mm(2.5")/IEC1909磁光光盤產(chǎn)品138130mm磁光盤(5.25") 90mm磁光盤(3謝謝大家！??！謝謝大家！??！第六章數(shù)據(jù)的光盤存儲(chǔ)技術(shù)第六章數(shù)據(jù)的光盤存儲(chǔ)技術(shù)主要內(nèi)容CD簡(jiǎn)介CD的工作原理CD的制作DVD介紹CD的物理格式CD的邏輯格式光存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)——全息光存儲(chǔ)141主要內(nèi)容CD簡(jiǎn)介26.1簡(jiǎn)介－DISC與DISK原先意義： 專業(yè)上一般用DISK Professional 娛樂(lè)中一般用DISC Entertainment隨著多媒體時(shí)代的到來(lái)： 愿意用DISC取代DISK1426.1簡(jiǎn)介－DISC與DISK原先意義： 專業(yè)6.1數(shù)字光盤在信息社會(huì)中的地位信息產(chǎn)業(yè)

基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)核心產(chǎn)業(yè)信息處理計(jì)算機(jī)信息傳輸通信網(wǎng)絡(luò)信息存儲(chǔ)光磁/盤,帶,卡軟件IC芯片1436.1數(shù)字光盤在信息社會(huì)中的地位信息產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)核心產(chǎn)6.1數(shù)字光盤在信息社會(huì)中的地位光盤產(chǎn)業(yè)是信息產(chǎn)業(yè)群中的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，也是一種數(shù)字化產(chǎn)業(yè)。社會(huì)發(fā)展： 農(nóng)業(yè)社會(huì)工業(yè)社會(huì)信息社會(huì)信息是知識(shí)經(jīng)濟(jì)的“能源”，就像工業(yè)經(jīng)濟(jì)以石油，煤為能源一樣。1446.1數(shù)字光盤在信息社會(huì)中的地位光盤產(chǎn)業(yè)是信息產(chǎn)業(yè)群6.1光存儲(chǔ)有以下幾種形式光盤 磁盤光卡 磁卡、IC卡、閃存卡光帶 磁帶1456.1光存儲(chǔ)有以下幾種形式光盤 磁盤66.1簡(jiǎn)介—CD歷史1972年，Philips公司展示了播放電視節(jié)目的光盤播放系統(tǒng)；1978年，第一臺(tái)光盤播放機(jī)問(wèn)世；1982年，Philips、Sony公司制定RedBook標(biāo)準(zhǔn)，CD-DA光盤問(wèn)世；1985年，YellowBook標(biāo)準(zhǔn)制定，CD-ROM光盤問(wèn)世；‥‥‥等等，一系列標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)品相繼問(wèn)世。1466.1簡(jiǎn)介—CD歷史1972年，Philips公司展示6.1簡(jiǎn)介—光存儲(chǔ)歷史LD&LV(模擬存儲(chǔ))CD-DACD-ROMCD-ICD-RVCDCD-RWDVD1476.1簡(jiǎn)介—光存儲(chǔ)歷史LD&LV(模擬存儲(chǔ))86.1簡(jiǎn)介-LD，LV(LaserDisc;LaserVision)模擬存儲(chǔ)，俗稱：鐳射影碟直徑×中孔直徑×厚度(mm)ф300×ф35×1.2，ф200×ф35×1.2CAV（constantAngularVelocity）存30分/面CLV（constantLinearVelocity）存60分/面69年研究，72年DEMO，78年推向市場(chǎng)荷蘭philips發(fā)明1486.1簡(jiǎn)介-LD，LV(LaserDisc;Lase6.1.1CD-DA數(shù)字激光唱盤1982年推向市場(chǎng)，形成了規(guī)模化的光盤產(chǎn)業(yè)第1臺(tái)CD-DA播放機(jī)（player）取名為：CDP-101→

一百年才得一次的發(fā)明荷蘭philips/日本sony發(fā)明CD-DA行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：RedBook紅皮書