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光盘的原理

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2024年5月15日发(作者:酒傲菡)

一.光盤的原理

光盘是如何造出来的?面对这个问题,可能很多人都没有办法回答出来。我们的台式电脑,

可以通过组装的形式来制造,例如把处理器、内存、硬盘、主板等配件,安装在机箱里,就形成

了一台电脑。而一块主板则是通过电路板布线、贴片、焊接、插件、再焊接等步骤完成的。然而

,一张薄薄的光盘,它又如何才能制造出来呢?

要了解光盘的制造原理,首先就要了解光盘的结构,其结构同制造过程密切相关。大家都知

道,光盘只是一个统称,它分成两类,一类是只读型光盘,其中包括CD-Audio、CD-Video、CD-ROM

、DVD-Audio、DVD-Video、DVD-ROM等;另一类是可记录型光盘,它包括CD-R、CD-RW、DVD-R

、DVD+R、DVD+RW、DVD-RAM、Double layer DVD+R等各种类型。

根据光盘结构,光盘主要分为CD、DVD、蓝光光盘等几种类型,这几种类型的光盘,在结构

上有所区别,但主要结构原理是一致的。而只读的CD光盘和可记录的CD光盘在结构上没有区别

,它们主要区别在材料的应用和某些制造工序的不同,DVD方面也是同样的道理。现在,我们就

以CD光盘为例进行讲解。

我们常见的CD光盘非常薄,它只有1.2mm厚,但却包括了很多内容。从图1中可以看出,

CD光盘主要分为五层,其中包括基板、记录层、反射层、保护层、印刷层等。现在,我们分别

进行说明。

1.基板

它是各功能性结构(如沟槽等)的载体,其使用的材料是聚碳酸酯(PC),冲击韧性极好、使用

温度范围大、尺寸稳定性好、耐候性、无毒性。一般来说,基板是无色透明的聚碳酸酯板,在整

个光盘中,它不仅是沟槽等的载体,更是整体个光盘的物理外壳。CD光盘的基板厚度为1.2mm

、直径为120mm,中间有孔,呈圆形,它是光盘的外形体现。光盘之所以能够随意取放,主要取

决于基板的硬度。

在一般人的眼里,基板可能就是放在最底部的部分。不过,对于光盘而言,却并不相同。如

果你把光盘比较光滑的一面(激光头面向的一面)面向你自己,那最表面的一面就是基板。需要说

明的是,在基板方面,CD、CD-R、CD-RW之间是没有区别的。

2.记录层(染料层)

这是烧录时刻录信号的地方,其主要的工作原理是在基板上涂抹上专用的有机染料,以供激

光记录信息。由于烧录前后的反射率不同,经由激光读取不同长度的信号时,通过反射率的变化形

成0与1信号,借以读取信息。目前市场上存在三大类有机染料:花菁(Cyanine)、酞菁

(Phthalocyanine) 及偶氮 (AZO) 。

目前,一次性记录的CD-R光盘主要采用(酞菁)有机染料,当此光盘在进行烧录时,激光就

会对在基板上涂的有机染料,进行烧录,直接烧录成一个接一个的"坑",这样有"坑"和没有"坑"

的状态就形成了‘0'和‘1'的信号,这一个接一个的"坑"是不能回复的,也就是当烧成"坑"之后

,将永久性地保持现状,这也就意味着此光盘不能重复擦写。这一连串的"0"、"1"信息,就组成

了二进制代码,从而表示特定的数据。

在这里,需要特别说明的是,对于可重复擦写的CD-RW而言,所涂抹的就不是有机染料,而

是某种碳性物质,当激光在烧录时,就不是烧成一个接一个的"坑",而是改变碳性物质的极性,

通过改变碳性物质的极性,来形成特定的"0"、"1"代码序列。这种碳性物质的极性是可以重复改

变的,这也就表示此光盘可以重复擦写。

3.反射层

这是光盘的第三层,它是反射光驱激光光束的区域,借反射的激光光束读取光盘片中的资料

。其材料为纯度为99.99%的纯银金属。

这个比较容易理解,它就如同我们经常用到的镜子一样,此层就代表镜子的银反射层,光线

到达此层,就会反射回去。一般来说,我们的光盘可以当作镜子用,就是因为有这一层的缘故。

4.保护层

它是用来保护光盘中的反射层及染料层防止信号被破坏。材料为光固化丙烯酸类物质。另外

现在市场使用的DVD+/-R系列还需在以上的工艺上加入胶合部份。

5.印刷层

印刷盘片的客户标识、容量等相关资讯的地方,这就是光盘的背面。其实,它不仅可以标明

信息,还可以起到一定的保护光盘的作用。

图1 CD-R光盘各结构层

光盘为何如此薄?

从主要结构来讲,CD、DVD光盘的结构是一致的,只不过,它们的厚度和用料有所不同。在

上面的介绍中,我们提到CD光盘的厚度为1.2mm,这个厚度是否可以改变?回答是否定的。

在实际应用中,读取和烧录CD、DVD、蓝光光盘的激光是不同的。大家都知道,CD的容量只

有700MB左右,而DVD则可以达到4.7GB,而蓝光光盘更是可以达到25GB。它们之间的容量差别

2024年5月15日发(作者:酒傲菡)

一.光盤的原理

光盘是如何造出来的?面对这个问题,可能很多人都没有办法回答出来。我们的台式电脑,

可以通过组装的形式来制造,例如把处理器、内存、硬盘、主板等配件,安装在机箱里,就形成

了一台电脑。而一块主板则是通过电路板布线、贴片、焊接、插件、再焊接等步骤完成的。然而

,一张薄薄的光盘,它又如何才能制造出来呢?

要了解光盘的制造原理,首先就要了解光盘的结构,其结构同制造过程密切相关。大家都知

道,光盘只是一个统称,它分成两类,一类是只读型光盘,其中包括CD-Audio、CD-Video、CD-ROM

、DVD-Audio、DVD-Video、DVD-ROM等;另一类是可记录型光盘,它包括CD-R、CD-RW、DVD-R

、DVD+R、DVD+RW、DVD-RAM、Double layer DVD+R等各种类型。

根据光盘结构,光盘主要分为CD、DVD、蓝光光盘等几种类型,这几种类型的光盘,在结构

上有所区别,但主要结构原理是一致的。而只读的CD光盘和可记录的CD光盘在结构上没有区别

,它们主要区别在材料的应用和某些制造工序的不同,DVD方面也是同样的道理。现在,我们就

以CD光盘为例进行讲解。

我们常见的CD光盘非常薄,它只有1.2mm厚,但却包括了很多内容。从图1中可以看出,

CD光盘主要分为五层,其中包括基板、记录层、反射层、保护层、印刷层等。现在,我们分别

进行说明。

1.基板

它是各功能性结构(如沟槽等)的载体,其使用的材料是聚碳酸酯(PC),冲击韧性极好、使用

温度范围大、尺寸稳定性好、耐候性、无毒性。一般来说,基板是无色透明的聚碳酸酯板,在整

个光盘中,它不仅是沟槽等的载体,更是整体个光盘的物理外壳。CD光盘的基板厚度为1.2mm

、直径为120mm,中间有孔,呈圆形,它是光盘的外形体现。光盘之所以能够随意取放,主要取

决于基板的硬度。

在一般人的眼里,基板可能就是放在最底部的部分。不过,对于光盘而言,却并不相同。如

果你把光盘比较光滑的一面(激光头面向的一面)面向你自己,那最表面的一面就是基板。需要说

明的是,在基板方面,CD、CD-R、CD-RW之间是没有区别的。

2.记录层(染料层)

这是烧录时刻录信号的地方,其主要的工作原理是在基板上涂抹上专用的有机染料,以供激

光记录信息。由于烧录前后的反射率不同,经由激光读取不同长度的信号时,通过反射率的变化形

成0与1信号,借以读取信息。目前市场上存在三大类有机染料:花菁(Cyanine)、酞菁

(Phthalocyanine) 及偶氮 (AZO) 。

目前,一次性记录的CD-R光盘主要采用(酞菁)有机染料,当此光盘在进行烧录时,激光就

会对在基板上涂的有机染料,进行烧录,直接烧录成一个接一个的"坑",这样有"坑"和没有"坑"

的状态就形成了‘0'和‘1'的信号,这一个接一个的"坑"是不能回复的,也就是当烧成"坑"之后

,将永久性地保持现状,这也就意味着此光盘不能重复擦写。这一连串的"0"、"1"信息,就组成

了二进制代码,从而表示特定的数据。

在这里,需要特别说明的是,对于可重复擦写的CD-RW而言,所涂抹的就不是有机染料,而

是某种碳性物质,当激光在烧录时,就不是烧成一个接一个的"坑",而是改变碳性物质的极性,

通过改变碳性物质的极性,来形成特定的"0"、"1"代码序列。这种碳性物质的极性是可以重复改

变的,这也就表示此光盘可以重复擦写。

3.反射层

这是光盘的第三层,它是反射光驱激光光束的区域,借反射的激光光束读取光盘片中的资料

。其材料为纯度为99.99%的纯银金属。

这个比较容易理解,它就如同我们经常用到的镜子一样,此层就代表镜子的银反射层,光线

到达此层,就会反射回去。一般来说,我们的光盘可以当作镜子用,就是因为有这一层的缘故。

4.保护层

它是用来保护光盘中的反射层及染料层防止信号被破坏。材料为光固化丙烯酸类物质。另外

现在市场使用的DVD+/-R系列还需在以上的工艺上加入胶合部份。

5.印刷层

印刷盘片的客户标识、容量等相关资讯的地方,这就是光盘的背面。其实,它不仅可以标明

信息,还可以起到一定的保护光盘的作用。

图1 CD-R光盘各结构层

光盘为何如此薄?

从主要结构来讲,CD、DVD光盘的结构是一致的,只不过,它们的厚度和用料有所不同。在

上面的介绍中,我们提到CD光盘的厚度为1.2mm,这个厚度是否可以改变?回答是否定的。

在实际应用中,读取和烧录CD、DVD、蓝光光盘的激光是不同的。大家都知道,CD的容量只

有700MB左右,而DVD则可以达到4.7GB,而蓝光光盘更是可以达到25GB。它们之间的容量差别

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