Optický disk - Optical disc

Optický objektiv kompaktní diskové jednotky .
Spodní povrch 12 cm kompaktního disku ( CD-R ), který ukazuje charakteristickou iridescenci .
LaserCard od společnosti Drexler Technology Corporation.

V oblasti výpočetní techniky a technologie záznamu na optický disk je optický disk ( OD ) plochý, obvykle kruhový disk, který kóduje binární data ( bity ) ve formě jam a přistává na speciálním materiálu, často hliníku , na jednom ze svých plochých povrchů. Jeho hlavní využití je fyzická offline distribuce dat a dlouhodobá archivace . Změny z jámy na souš nebo z pevniny do jámy odpovídají binární hodnotě 1; zatímco žádná změna, bez ohledu na to, zda v zemi nebo v oblasti jámy, odpovídá binární hodnotě 0.

Nekruhové optické disky existují pro módní účely; viz Tvarovaný kompaktní disk .

Design a technologie

Kódovací materiál leží na silnějším substrátu (obvykle polykarbonátu ), který tvoří většinu disku a tvoří vrstvu rozostřující prach. Kódovací obrazec sleduje souvislou spirálovou dráhu pokrývající celý povrch disku a sahající od nejvnitřnější stopy k nejvzdálenější stopě.

Data jsou na disk uložena laserem nebo razítkem a lze k nim přistupovat, když je datová cesta osvětlena laserovou diodou v optické diskové jednotce, která roztočí disk rychlostí přibližně 200 až 4 000 ot / min nebo více, v závislosti na typ mechaniky, formát disku a vzdálenost čtecí hlavy od středu disku (vnější stopy se čtou vyšší rychlostí dat díky vyšším lineárním rychlostem při stejných úhlových rychlostech ).

Většina optických disků vykazuje charakteristickou iriscenci v důsledku difrakční mřížky tvořené jejími drážkami. Tato strana disku obsahuje skutečná data a je obvykle potažena průhledným materiálem, obvykle lakem .

Zadní strana optického disku má obvykle potištěný štítek, někdy vyrobený z papíru, ale často vytištěný nebo vyražený na samotný disk. Na rozdíl od 3 1 / 2 palcový diskety , většina optické disky nemají integrovaný ochranný kryt, a proto jsou náchylné k problémům přenosu dat v důsledku poškrábání, otisky prstů a jiných ekologických problémů. Blu-ray má povlak zvaný durabis, který tyto problémy zmírňuje.

Optické disky mají obvykle průměr 7,6 až 30 cm (3 až 12 palců), přičemž nejběžnější velikost je 12 cm (4,75 palce). Takzvaná programová oblast, která obsahuje data, obvykle začíná 25 milimetrů od středového bodu. Typický disk má tloušťku přibližně 1,2 mm (0,05 palce), zatímco rozteč stopy (vzdálenost od středu jedné stopy ke středu další) se pohybuje od 1,6 μm (pro disky CD ) do 320 nm (pro disky Blu-ray ) .

Typy záznamu

Optický disk je navržen tak, aby podporoval jeden ze tří typů záznamu: pouze pro čtení (např.: CD a CD-ROM ), zapisovatelný (jednorázový zápis, např. CD-R ) nebo znovu zapisovatelný (přepisovatelný, např. CD-RW ) . Jednorázové optické disky běžně obsahují organické barvivo (může to být také ( Phthalocyanine ) Azo barvivo , používané hlavně společností Verbatim , nebo oxonolové barvivo, používané společností Fujifilm ) záznamová vrstva mezi substrátem a reflexní vrstvou. Přepisovatelné disky obvykle obsahují vrstvu pro záznam slitiny složenou z materiálu s fázovou změnou , nejčastěji AgInSbTe , slitiny stříbra , india , antimonu a teluru . Azobarviva byla zavedena v roce 1996 a ftalocyanin se začal hojně používat až v roce 2002. Typ barviva a materiál použitý na reflexní vrstvě na optickém disku lze určit osvětlením disku, protože různé kombinace barviv a materiálů mít různé barvy.

Zapisovatelné disky Blu-ray Disc obvykle nepoužívají záznamovou vrstvu organického barviva, místo toho používají anorganickou záznamovou vrstvu. Ty, které jsou známé jako disky s nízkou až vysokou (LTH) a mohou být vyráběny ve stávajících výrobních linkách CD a DVD, ale mají nižší kvalitu než tradiční zapisovatelné disky Blu-ray.

Používání

Optické disky jsou často uloženy ve speciálních pouzdrech, kterým se někdy říká šperkovnice, a nejčastěji se používají pro digitální uchování , ukládání hudby (např. Pro použití v přehrávači disků CD ), videa (např. Pro použití v přehrávači Blu-ray ) nebo dat a programů pro osobní počítače (PC) a také distribuci offline tištěných dat kvůli nižším jednotkovým cenám než jiné typy médií. Optical Storage Technology Association (OSTA) povýšených standardizován optických úložných formátů.

Knihovny a archivy zavádějí postupy uchovávání optických médií, aby byla zajištěna nepřetržitá použitelnost optické jednotky počítače nebo odpovídajícího přehrávače disků.

Operace se soubory tradičních velkokapacitních paměťových zařízení, jako jsou flash disky , paměťové karty a pevné disky, lze simulovat pomocí systému souborů UDF live .

Pro zálohování počítačových dat a přenos fyzických dat jsou optické disky, jako jsou disky CD a DVD, postupně nahrazovány rychlejšími menšími polovodičovými zařízeními, zejména USB flash diskem . Očekává se, že tento trend bude pokračovat, protože USB flash disky stále zvyšují kapacitu a snižují cenu.

Kromě toho hudba, filmy, hry, software a televizní pořady zakoupené, sdílené nebo streamované přes internet výrazně snížily počet každoročně prodávaných zvukových disků CD, video DVD a disků Blu-ray. Někteří však stále preferují a kupují zvukové disky CD a Blu-ray jako způsob podpory svých oblíbených děl a získání něčeho hmatatelného na oplátku a také proto, že zvuková CD (vedle vinylových desek a kazetových kazet ) obsahují nekomprimovaný zvuk bez vložených artefaktů díky ztrátovým kompresním algoritmům, jako jsou MP3 , a Blu-ray nabízejí lepší kvalitu obrazu a zvuku než streamovaná média, bez viditelných artefaktů komprese, díky vyšším přenosovým rychlostem a většímu dostupnému úložnému prostoru. Blu-ray může být někdy torrentováno přes internet, ale torrentování nemusí být pro některé možné, kvůli omezením zavedeným poskytovateli internetových služeb z důvodu zákonných nebo autorských práv, nízké rychlosti stahování nebo nedostatku dostupného úložného prostoru, protože obsah může vážit až několik desítek gigabajtů. Blu-ray může být jedinou možností pro ty, kteří chtějí hrát velké hry, aniž by je museli stahovat přes nespolehlivé nebo pomalé připojení k internetu, což je důvod, proč jsou stále (od roku 2020) široce používány herními konzolami, jako je PlayStation 4 a Xbox One X . Od roku 2020 je neobvyklé, že jsou počítačové hry k dispozici ve fyzickém formátu, jako je Blu-ray.

Disky by neměly mít žádné nálepky a neměly by být skladovány společně s papírem; před uskladněním je nutné z pouzdra na šperky vyjmout papíry. S disky by se mělo manipulovat za okraje, aby nedošlo k poškrábání, s palcem na vnitřním okraji disku. Norma ISO 18938: 2008 je o nejlepších technikách manipulace s optickými disky. Čištění optického disku by nikdy nemělo být prováděno v kruhovém vzoru, aby se na disku nevytvářely soustředné kruhy. Nesprávné čištění může disk poškrábat. Zapisovatelné disky by neměly být delší dobu vystaveny světlu. Optické disky by měly být skladovány v suchých a chladných podmínkách, aby se prodloužila životnost, s teplotami mezi -10 a 23 ° C, nikdy nepřesahujícími 32 ° C a s vlhkostí nikdy neklesající pod 10%, s doporučeným skladováním při 20 až 50% vlhkosti bez kolísání o více než ± 10%.

Trvanlivost

Přestože jsou optické disky odolnější než dřívější audiovizuální a datové formáty, jsou při nesprávném zacházení náchylné k poškození životního prostředí a každodenního používání.

Optické disky nejsou náchylné k nekontrolovatelným katastrofickým poruchám, jako jsou pády hlavy , přepětí nebo vystavení vodě, jako jsou pevné disky a flash úložiště , protože řadiče úložiště optických jednotek nejsou vázány na samotné optické disky jako u pevných disků a flash paměti řadiče a disk je obvykle možné obnovit z vadné optické jednotky zatlačením neostré jehly do dírky pro nouzové vyhození a nemá žádný bod bezprostředního vniknutí vody a žádné integrované obvody.

Bezpečnost

Jelikož je k samotnému médiu přistupováno pouze laserovým paprskem, bez vnitřních řídicích obvodů, nemůže obsahovat škodlivý hardware, jako jsou takzvané gumové duckies nebo USB zabijáky .

Malware se nedokáže šířit na média lisovaná z výroby, finalizovaná média nebo typy jednotek -ROM ( paměť pouze pro čtení ), jejichž lasery postrádají sílu k zápisu dat. Malware je tradičně naprogramován tak, aby detekoval a šířil se přes tradiční velkokapacitní paměťová zařízení, jako jsou flash disky , externí disky SSD a pevné disky .

Dějiny

Dřívější analogový optický disk zaznamenaný v roce 1935 pro Lichttonorgel (varhany pro odběr vzorků)

První zaznamenané historické použití optického disku bylo v roce 1884, kdy Alexander Graham Bell , Chichester Bell a Charles Sumner Tainter zaznamenali zvuk na skleněný disk pomocí paprsku světla.

Optophonie je velmi raný (1931) příklad záznamového zařízení využívajícího světlo pro záznam i přehrávání zvukových signálů na průhledné fotografii.

Raný systém optických disků existoval v roce 1935, pojmenovaný Lichttonorgel .

Časný analogový optický disk používaný pro záznam videa byl vynalezen Davidem Paulem Greggem v roce 1958 a patentován v USA v letech 1961 a 1969. Tato forma optického disku byla velmi ranou formou DVD ( US patent 3 430 966 ). Je zvláštním zájmem, že americký patent 4 893 297 , podaný v roce 1989, vydaný v roce 1990, generoval licenční příjem pro DVA společnosti Pioneer Corporation do roku 2007-poté zahrnující systémy CD, DVD a Blu-ray. Na počátku 60. let koupila Music Corporation of America Greggovy patenty a jeho společnost Gauss Electrophysics .

Americký vynálezce James T. Russell má zásluhu na vynálezu prvního systému pro záznam digitálního signálu na optickou transparentní fólii, která je zezadu osvětlena vysoce výkonnou halogenovou lampou. Russellova patentová přihláška byla poprvé podána v roce 1966 a patent mu byl udělen v roce 1970. Po soudním sporu společnost Sony a Philips v 80. letech licencovala Russellovy patenty (tehdy v držení kanadské společnosti Optical Recording Corp.).

Greggův i Russellův disk jsou disketová média čtená v transparentním režimu, což přináší vážné nevýhody. V Nizozemsku v roce 1969 vynalezl fyzik společnosti Philips Research Pieter Kramer optický videodisk v reflexním režimu s ochrannou vrstvou čtenou zaostřeným laserovým paprskem US Patent 5 068 846 , podaný 1972, vydaný 1991. Kramerův fyzický formát je použit ve všech optických discích. V roce 1975 začali Philips a MCA spolupracovat a v roce 1978, komerčně příliš pozdě, představili svůj dlouho očekávaný Laserdisc v Atlantě . MCA dodala disky a Philips přehrávače. Prezentace však byla komerčním neúspěchem a spolupráce skončila.

V Japonsku a USA uspěl Pioneer s Laserdiscem až do příchodu DVD. V roce 1979 Philips a Sony v konsorciu úspěšně vyvinuly zvukový kompaktní disk .

V roce 1979 společnost Exxon STAR Systems v Pasadeně v Kalifornii postavila počítačem řízený disk WORM, který využíval tenké filmové povlaky Tellurium a Selenium na skleněném disku o průměru 12 ". Záznamový systém využíval k záznamu modré světlo při 457 nm a červené světlo při 632,8 nm STAR Systems koupila společnost Storage Technology Corporation (STC) v roce 1981 a přestěhovala se do Boulderu, CO. Vývoj technologie WORM pokračoval pomocí hliníkových substrátů o průměru 14 ". Beta testování diskových jednotek, původně označovaných jako Laser Storage Drive 2000 (LSD-2000), bylo jen mírně úspěšné. Mnoho disků bylo odesláno do RCA Laboratories (nyní David Sarnoff Research Center), aby byly použity v archivačních snahách Kongresové knihovny. Disky STC využívaly k ochraně utěsněnou kazetu s optickým okénkem US Patent 4,542,495 .

Formát CD-ROM byl vyvinut společnostmi Sony a Philips , který byl představen v roce 1984, jako rozšíření kompaktního disku Digital Audio a upraven tak, aby pojal jakoukoli formu digitálních dat. Ve stejném roce společnost Sony předvedla formát pro ukládání dat LaserDisc s větší datovou kapacitou 3,28 GB.

Na konci osmdesátých a na začátku devadesátých let postavila společnost Optex, Inc. z Rockville, MD, vymazatelný optický digitální video diskový systém US Patent 5 113 387 za použití elektronického odchytového optického média (ETOM) US Patent 5 128 849 . Ačkoli tato technologie byla napsána v časopise Video Pro Magazine z prosince 1994 slibujícím „smrt kazety“, nikdy nebyla uvedena na trh.

V polovině 90. let vyvinula konsorcium výrobců (Sony, Philips, Toshiba , Panasonic ) druhou generaci optického disku DVD .

Magnetické disky nalezly omezené aplikace při ukládání dat ve velkém množství. Bylo tedy potřeba najít další techniky ukládání dat. V důsledku toho bylo zjištěno, že použitím optických prostředků lze vyrobit velká zařízení pro ukládání dat, která následně dala vzniknout optickým diskům. Úplně první aplikací tohoto druhu byl kompaktní disk (CD), který se používal v audio systémech.

Sony a Philips vyvinuly první generaci disků CD v polovině 80. let s úplnými specifikacemi pro tato zařízení. S pomocí tohoto druhu technologie byla na velké úrovni využita možnost reprezentace analogového signálu na digitální. Za tímto účelem byly odebrány 16bitové vzorky analogového signálu rychlostí 44 100 vzorků za sekundu . Tato vzorkovací frekvence byla založena na Nyquistově frekvenci 40 000 vzorků za sekundu potřebnou k zachycení slyšitelného frekvenčního rozsahu do 20 kHz bez aliasingu, s další tolerancí umožňující použití méně než dokonalých analogových předfiltrů zvuku k odstranění vyšších frekvence. První verze standardu umožňovala až 75 minut hudby, což vyžadovalo 650 MB úložiště.

Disk DVD se objevil poté, co se disk CD-ROM rozšířil ve společnosti.

Optický disk třetí generace byl vyvinut v letech 2000–2006 a byl představen jako Blu-ray Disc. První filmy na discích Blu-ray byly vydány v červnu 2006. Blu-ray nakonec zvítězilo ve válce o formát optických disků s vysokým rozlišením nad konkurenčním formátem, HD DVD . Standardní disk Blu-ray pojme přibližně 25 GB dat, DVD přibližně 4,7 GB a CD přibližně 700 MB.

Porovnání různých optických paměťových médií

První generace

Optické disky byly od začátku používány k ukládání analogového videa ve vysílací kvalitě a později digitálních médií, jako je hudba nebo počítačový software. Formát LaserDisc ukládal analogové video signály pro distribuci domácího videa , ale komerčně se ztrácel ve formátu videokazet VHS , a to hlavně kvůli vysokým nákladům a nemožnosti opětovného nahrávání; jiné formáty disků první generace byly navrženy pouze pro ukládání digitálních dat a původně nemohly být použity jako digitální video médium.

Většina diskových zařízení první generace měla infračervenou laserovou čtecí hlavu. Minimální velikost laserového bodu je úměrná vlnové délce laseru, takže vlnová délka je omezujícím faktorem pro množství informací, které lze uložit v dané fyzické oblasti na disku. Infračervený rozsah přesahuje konec spektra viditelného světla s dlouhou vlnovou délkou, takže podporuje menší hustotu než viditelné světlo s kratší vlnovou délkou. Jedním příkladem kapacity pro ukládání dat s vysokou hustotou, dosažené infračerveným laserem, je 700 MB čistých uživatelských dat pro 12 cm kompaktní disk.

Mezi další faktory, které ovlivňují hustotu ukládání dat, patří: existence více vrstev dat na disku, způsob rotace ( konstantní lineární rychlost (CLV), konstantní úhlová rychlost (CAV) nebo pásmová CAV), složení území a jamky a kolik nevyužitého okraje je ve středu a na okraji disku.

Druhá generace

Optické disky druhé generace byly určeny k ukládání velkého množství dat, včetně digitálního videa ve vysílací kvalitě. Takové disky se obvykle čtou laserem viditelného světla (obvykle červeným); kratší vlnová délka a větší numerická clona umožňují užší světelný paprsek, což umožňuje menší jámy a přistání na disku. Ve formátu DVD to umožňuje uložení 4,7 GB na standardní 12 cm jednostranný jednovrstvý disk; alternativně mohou mít menší média, jako je formát DataPlay , kapacitu srovnatelnou s větším standardním kompaktním 12 cm diskem.

Třetí generace

Optické disky třetí generace se používají k distribuci videa a videohry s vysokým rozlišením a podporují větší kapacity pro ukládání dat, což je zajištěno lasery s viditelným světlem s krátkou vlnovou délkou a většími číselnými clonami. Disky Blu-ray a HD DVD používají modrofialové lasery a zaostřovací optiku s vyšší clonou pro použití s ​​disky s menšími jamkami a půdou, čímž se zvyšuje kapacita ukládání dat na vrstvu. V praxi je efektivní kapacita multimediální prezentace vylepšena vylepšenými kodeky pro kompresi video dat, jako jsou H.264/MPEG-4 AVC a VC-1 .

Oznámeno, ale nevydáno:

Čtvrtá generace

Následující formáty přesahují rámec současných disků třetí generace a mají potenciál pojmout více než jeden terabajt (1 TB ) dat a alespoň některé jsou určeny pro chladné ukládání dat v datových centrech :

Oznámeno, ale nevydáno:

Přehled optických typů

název Kapacita Experimentální Let
LaserDisc (LD) 0,3 GB 1971–2001
Zapsat jednou přečíst disk (WORM) 0,2–6,0 GB 1979–1984
Kompaktní disk (CD) 0,7–0,9 GB 1982 - dosud
Optická paměť pro zachycování elektronů (ETOM) 6,0–12,0 GB 1987–1996
MiniDisc (MD) 0,14–1,0 GB 1989 – současnost
Optický disk Magneto (MOD) 0,1–16,7 GB 1990 - současnost
Digitální univerzální disk (DVD) 4,7–17 GB 1995 - současnost
LIMDOW (Laser Intensity Modulation Direct Overwrite) 2,6 GB 10 GB 1996 - současnost
GD-ROM 1,2 GB 1997 - současnost
Fluorescenční vícevrstvý kotouč 50–140 GB 1998-2003
Univerzální vícevrstvý kotouč (VMD) 5–20 GB 100 GB 1999-2010
Hyper CD-ROM 1 PB 100 EB 1999?-?
DataPlay 500 MB 1999-2006
Ultra Density Optical (UDO) 30–60 GB 2000 - dosud
FVD (FVD) 5,4–15 GB 2001 – současnost
Vylepšený univerzální disk (EVD) DVD 2002-2004
HD DVD 15–51 GB 1 TB 2002-2008
Disk Blu-ray (BD) 25 GB
50 GB
100 GB ( BDXL )
128 GB ( BDXL )
1 TB 2002 – současnost
2010 – současnost (BDXL)
Profesionální disk pro data (PDD) 23 GB 2003-2006
Profesionální disk 23–128 GB 2003 – současnost
Digitální vícevrstvý disk 22-32 GB 2004–2007
Multiplexované optické ukládání dat (MODS-Disc) 250 GB – 1 TB 2004 – současnost
Universal Media Disc (UMD) 0,9–1,8 GB 2004–2014
Holografický univerzální disk (HVD) 6,0 TB 2004–2012
Protein-coated disc  [ es ] (PCD) 50 TB 2005–2006
M-DISK 4,7 GB (formát DVD)
25 GB (formát Blu-ray)
50 GB (formát Blu-ray)
100 GB ( formát BDXL )
2009 – současnost
Archivní disk 0,3-1 TB 2014 – současnost
Ultra HD Blu-ray 50 GB
66 GB
100 GB
2015 – současnost
Poznámky
  1. ^ Prototypy a teoretické hodnoty.
  2. ^ Roky od (známého) začátku vývoje do konce prodeje nebo vývoje.

Zapisovatelné a zapisovatelné optické disky

Existuje mnoho formátů optických přímo do záznamových disků zařízení na trhu, z nichž všechny jsou založeny na použití laseru pro změnu odrazivosti na digitální záznamové médium, aby se duplikovat účinky dírky a plošky vytvořené při obchodní optický disk je stisknuto. Formáty, jako jsou CD-R a DVD-R, jsou „ Write once read many “ nebo write-once, zatímco CD-RW a DVD-RW jsou přepisovatelné, spíše jako magnetický pevný disk (HDD). Mediální technologie se liší, M-DISC používá jinou technologii záznamu a média než DVD-R a BD-R.

Skenování chyby povrchu

Měření chybovosti na disku DVD+R. Míra chyb je stále ve zdravém rozmezí.

Optická média lze prediktivně skenovat na chyby a zhoršení kvality médií dříve, než se jakákoli data stanou nečitelnými.

Vyšší míra chyb může znamenat zhoršující se a/nebo média nízké kvality, fyzické poškození, nečistý povrch a/nebo média zapsaná pomocí vadné optické jednotky. Tyto chyby lze do určité míry kompenzovat opravou chyb .

Software pro skenování chyb zahrnuje Nero DiscSpeed , k-probe , Opti Drive Control (dříve „rychlost CD 2000“ ) a DVD info Pro pro Windows a QPxTool pro různé platformy .

Podpora funkce skenování chyb se liší podle výrobce a modelu optické jednotky.

Typy chyb

Existují různé typy měření chyb, včetně takzvaných chyb „C1“ , C2 a „CU“ na discích CD a chyb PI/PO (vnitřní/vnější párování)“ a kritičtějších „selhání PI/PO“ na DVD . Měření chyb jemnějších zrn na discích CD podporovaných velmi malým počtem optických jednotek se nazývá E11 , E21 , E31 , E21 , E22 , E32 .

„CU“ a „POF“ představují neopravitelné chyby na datových discích CD a DVD, tedy ztrátu dat , a mohou být důsledkem příliš mnoha po sobě jdoucích menších chyb.

Kvůli slabší korekci chyb používané na zvukových discích CD ( standard Red Book ) a Video CD ( standard White Book ) již chyby C2 vedou ke ztrátě dat. I při chybách C2 je však poškození do určité míry neúnosné.

Disky Blu-ray používají takzvané chybové parametry LDC ( Long Distance Code s) a BIS ( Burst Indication Subcode s). Podle vývojáře softwaru Opti Drive Control lze disk považovat za zdravý s chybou LDC pod 13 a s chybou BIS pod 15.

Výroba optických disků

Optické disky se vyrábějí pomocí replikace. Tento proces lze použít se všemi typy disků. Zapisovatelné disky mají předem zaznamenané důležité informace, jako je výrobce, typ disku, maximální rychlosti čtení a zápisu atd. Při replikaci je nezbytná čistá místnost se žlutým světlem, která chrání světlocitlivý fotorezistor a brání prachu v poškození dat na disk.

Při replikaci se používá sklářský mistr. Master je umístěn do stroje, který jej pomocí rotačního kartáče a deionizované vody co nejvíce vyčistí a připraví na další krok. V dalším kroku povrchový analyzátor zkontroluje čistotu masteru před nanesením fotorezistu na master.

Fotorezist se pak peče v troubě, aby ztuhl. Poté je v procesu expozice mistr umístěn na otočný talíř, kde laser selektivně vystavuje odpor světlu. Současně se na disk aplikuje vývojka a deionizovaná voda, aby se odstranil odkrytý odpor. Tento proces tvoří jámy a pozemky, které představují data na disku.

Poté se na mistra nanese tenký kovový povlak, čímž se negativ mistra vytvoří s jámami a přistane v něm. Negativ se poté odlepí z předlohy a potáhne se tenkou vrstvou plastu. Plast chrání povlak, zatímco děrovací lis vysekne otvor do středu disku a prorazí přebytečný materiál.

Negativ je nyní razítko - část formy, která bude použita k replikaci. Je umístěn na jedné straně formy datovou stranou obsahující jámy a plochy směřující ven. To se provádí uvnitř vstřikovacího stroje. Stroj poté uzavře formu a vstříkne polykarbonát do dutiny vytvořené stěnami formy, která vytvoří nebo formuje disk s údaji na něm.

Roztavený polykarbonát vyplňuje jámy nebo prostory mezi pozemky na negativu a získává svůj tvar, když tuhne. Tento krok je poněkud podobný lisování záznamů .

Polykarbonátový kotouč se rychle ochladí a je okamžitě odstraněn ze stroje, než se vytvoří další disk. Disk je poté pokovený, pokrytý tenkou reflexní vrstvou hliníku. Hliník vyplňuje prostor, jakmile je obsazen negativem.

Poté se nanese vrstva laku, která chrání hliníkový povlak a poskytuje povrch vhodný pro tisk. Lak se nanáší blízko středu disku a disk se roztočí, čímž se lak rovnoměrně rozloží na povrch disku. Lak je vytvrzen pomocí UV světla. Disky jsou poté potištěny sítotiskem nebo je jinak použit štítek.

Zapisovatelné disky přidávají vrstvu barviva a přepisovatelné disky místo toho přidávají vrstvu slitiny s fázovou změnou, která je chráněna horní a dolní dielektrickou (elektricky izolační) vrstvou. Vrstvy mohou být naprášeny. Další vrstva je mezi drážkami a reflexní vrstvou disku. Drážky se vytvářejí na zapisovatelných discích místo tradičních jam a pozemků nacházejících se v replikovaných discích a tyto dva lze vyrobit stejným expozičním postupem. Na discích DVD se provádějí stejné postupy jako na discích CD, ale na tenčím disku. Tenčí disk se pak spojí s druhým, stejně tenkým, ale prázdným diskem pomocí opticky čirého lepidla vytvrditelného UV zářením , čímž se vytvoří disk DVD. Data tak zůstanou uprostřed disku, což je u disků DVD nezbytné k dosažení jejich úložné kapacity. U vícevrstvých disků se u všech vrstev kromě poslední vrstvy, která je nejhlubší a používá tradiční reflexní nátěr, používají poloreflexní místo reflexních vrstev.

Dvouvrstvé disky DVD jsou vyráběny mírně odlišně. Po metalizaci (s tenčí kovovou vrstvou, která umožní průchod světla) se na střed disku nanesou a předem vytvrdí pryskyřice pro přenos a jámy. Poté se disk znovu přitlačí pomocí jiného razítka a pryskyřice se před oddělením od razítka zcela vytvrdí pomocí UV světla. Poté disk přijme další, silnější metalizační vrstvu, a poté se spojí s prázdným diskem pomocí lepidla LOCA. Disky DVD-R DL a DVD+R DL získají vrstvu barviva po vytvrzení, ale před metalizací. Disky CD-R, DVD-R a DVD+R přijímají vrstvu barviva po lisování, ale před metalizací. CD-RW, DVD-RW a DVD+RW přijímají vrstvu kovové slitiny vloženou mezi 2 dielektrické vrstvy. HD-DVD je vyrobeno stejným způsobem jako DVD. V zapisovatelných a přepisovatelných médiích je většina razítka složena z drážek, nikoli z jam a pozemků. Drážky obsahují kmitavou frekvenci, která slouží k určení polohy čtecího nebo zapisovacího laseru na disku. DVD místo toho používají pre-pits s kolísáním konstantní frekvence.

Modrý paprsek

Disky Blu-ray HTL ( vysoké až nízké ) jsou vyráběny odlišně. Nejprve se místo skleněné předlohy použije křemíková oplatka . Oplatka je zpracována stejným způsobem jako sklářský mistr.

Oplatka se potom galvanicky pokovuje za vzniku 300 mikronů silného niklového razítka, které se odloupne z oplatky. Razítko je namontováno na formu uvnitř lisu nebo emboseru.

Polykarbonátové disky jsou tvarovány podobným způsobem jako disky DVD a CD. Pokud jsou vyráběné disky BD-R nebo BD-RE, je forma opatřena razítkem, které na disky místo destiček a ploch nacházejících se na discích BD-ROM razítko opatří drážkovým vzorem.

Po ochlazení je na disk pomocí naprašování nanesena vrstva slitiny stříbra o tloušťce 35 nanometrů . Poté je druhá vrstva vytvořena nanesením pryskyřic na přenos na podložku a jámu a jsou předem vytvrzeny v jejím středu.

Po aplikaci a předběžném vytvrzení se kotouč přitlačí nebo vyrazí pomocí razítka a pryskyřice se okamžitě vytvrdí pomocí intenzivního UV světla, než se disk oddělí od razítka. Razítko obsahuje data, která budou přenesena na disk. Tento proces je známý jako ražba a je krokem, který gravíruje data na disk, nahrazuje proces lisování použitý v první vrstvě, a používá se také pro vícevrstvé disky DVD.

Poté se na disk naprská ​​30 nanometrovou vrstvou slitiny stříbra a proces se opakuje tolikrát, kolikrát je potřeba. Každé opakování vytvoří novou datovou vrstvu. (Pryskyřice jsou znovu naneseny, předem vytvrzeny, vyraženy (s daty nebo drážkami) a vytvrzeny, slitina stříbra je naprášena a tak dále)

Disky BD-R a BD-RE přijímají (naprašováním) slitinu kovu (záznamová vrstva) (která je vložena mezi dvě dielektrické vrstvy, také naprášené, v BD-RE), než obdrží 30 nanometrovou metalizaci (slitina stříbra, hliník nebo zlatá) vrstva, která je napráskaná. Alternativně může být slitina stříbra nanesena před nanesením záznamové vrstvy. Slitiny stříbra se obvykle používají v Blu-ray a hliník se obvykle používá na discích CD a DVD. Zlato se používá v některých „archivních“ discích CD a DVD, protože je chemicky inertnější a odolnější vůči korozi než hliník, který koroduje na oxid hlinitý , který je při hnilobě disku vidět jako průhledné skvrny nebo tečky na disku, které brání čtení disku, protože laserové světlo prochází diskem místo toho, aby se odráželo zpět do čtecí sestavy laseru. Hliník obvykle nekoroduje, protože má tenkou vrstvu oxidu, která se vytváří při kontaktu s kyslíkem. V tomto případě může kvůli své tenkosti korodovat.

Poté se nanese krycí vrstva o tloušťce 98 mikronů pomocí tekutého opticky čirého lepidla vytvrditelného ultrafialovým zářením a také se nanese a vytvrdí pomocí ultrafialového světla tvrdá vrstva o tloušťce 2 mikrony (například Durabis ). V posledním kroku je na štítkovou stranu disku nanesena ochranná vrstva z nitridu křemíku o tloušťce 10 nanometrů, aby byla chráněna před vlhkostí. Blu-ray má svá data velmi blízko ke čtecí ploše disku, což je nezbytné k tomu, aby Blu-ray dosáhlo své kapacity.

Disky ve velkém množství lze buď replikovat, nebo duplikovat. Při replikaci se k výrobě disků používá výše popsaný postup, zatímco při duplikaci se disky CD-R, DVD-R nebo BD-R zaznamenávají a finalizují, aby se zabránilo dalšímu záznamu a byla zajištěna širší kompatibilita. (Viz Vytváření optických disků ). Zařízení se také liší: replikaci provádí plně automatizované účelové strojní zařízení, jehož náklady se na použitém trhu pohybují ve stovkách tisíc amerických dolarů, zatímco duplikaci lze automatizovat (pomocí takzvaného automatického zavaděče) nebo ji provést do ruky a vyžaduje pouze malý stolní duplikátor.

Specifikace

Základní (1 ×) a (aktuální) maximální rychlosti podle generace
Generace Základna Max
(Mbit/s) (Mbit/s) ×
1. (CD) 1.17 65,6 56 ×
2. (DVD) 10,57 253,6 24 ×
3. (BD) 36 504 14 ×
4. (AD) ? ? 14 ×
Kapacita a nomenklatura
Označení Strany Vrstvy
(celkem)
Průměr Kapacita
(cm) ( GB )
BD SS SL 1 1 8 7.8
BD SS DL 1 2 8 15.6
BD SS SL 1 1 12 25
BD SS DL 1 2 12 50
BD SS TL 1 3 12 100
BD SS QL 1 4 12 128
CD – ROM 74 min SS SL 1 1 12 0,682
CD – ROM 80 min SS SL 1 1 12 0,737
CD ROM SS SL 1 1 8 0,194
DDCD – ROM SS SL 1 1 12 1,364
DDCD – ROM SS SL 1 1 8 0,387
DVD – 1 SS SL 1 1 8 1,46
DVD – 2 SS DL 1 2 8 2,66
DVD – 3 DS SL 2 2 8 2,92
DVD – 4 DS DL 2 4 8 5.32
DVD – 5 SS SL 1 1 12 4,70
DVD – 9 SS DL 1 2 12 8,54
DVD – 10 DS SL 2 2 12 9.40
DVD – 14 DS DL/SL 2 3 12 13,24
DVD – 18 DS DL 2 4 12 17.08
DVD – R 1.0 SS SL 1 1 12 3,95
DVD – R (2,0), +R, –RW, +RW SS SL 1 1 12 4.7
DVD-R, +R, –RW, +RW DS SL 2 2 12 9.40
DVD – RAM SS SL 1 1 8 1,46
DVD – RAM DS SL 2 2 8 2,65
DVD – RAM 1.0 SS SL 1 1 12 2,58
DVD – RAM 2.0 SS SL 1 1 12 4,70
DVD – RAM 1.0 DS SL 2 2 12 5.16
DVD – RAM 2.0 DS SL 2 2 12 9.40

Viz také

Reference

externí odkazy