Оптические (лазерные) диски. перспективные виды

НОСИТЕЛЕЙ ИНФОРМАЦИИ

Развитие материальных носителей документированной информации в целом идёт по пути

непрерывного поиска объектов с высокой долговечностью, большой информационной

ёмкостью при минимальных физических размерах носителя. Начиная с 1980-х годов, всё

более широкое распространение получают оптические (лазерные) диски. Это пластиковые

или алюминиевые диски, предназначенные для записи и воспроизведения информации

при помощи лазерного луча.

Впервые оптическая запись звуковых программ для бытовых целей была осуществлена в

1982 г. фирмами "Sony" и "Philips" в лазерных проигрывателях на компакт-дисках,

которые стали обозначаться аббревиатурой CD (Compact Disc). В середине 1980-х годов

были созданы компакт-диски с постоянной памятью - CD-ROM (Compact Disc - Read Only

Memory). C 1995 стали использоваться перезаписываемые оптические компакт-диски: CDR

(CD Recordable) и CD-E (CD Erasable).

Оптические диски имеют обычно поликарбонатную или стеклянную термообработанную

основу. Рабочий слой оптических дисков изготавливают в виде тончайших плёнок

легкоплавких металлов (теллур) или сплавов (теллур-селен, теллур-углерод, теллур-селен-

свинец и др.), органических красителей. Информационная поверхность оптических дисков

покрыта миллиметровым слоем прочного прозрачного пластика (поликарбоната). В

процессе записи и воспроизведения на оптических дисках роль преобразователя сигналов

выполняет лазерный луч, сфокусированный на рабочем слое диска в пятно диаметром

около 1 мкм. При вращении диска лазерный луч следует вдоль дорожки диска, ширина

которой также близка к 1 мкм. Возможность фокусировки луча в пятно малого размера

позволяет формировать на диске метки площадью 1-3 мкм¦. В качестве источника света

используются лазеры (аргоновые, гелий-кадмиевые и др.). В результате плотность записи

оказывается на несколько порядков выше предела, обеспечиваемого магнитным способом

записи. Информационная ёмкость оптического диска достигает 1 Гбайт (при диаметре

диска 130 мм) и 2-4 Гбайт (при диаметре 300 мм).

В отличие от магнитных способов записи и воспроизведения, оптические методы

являются бесконтактными. Лазерный луч фокусируется на диск объективом, отстоящим

от носителя на расстоянии до 1 мм. При этом практически исключается возможность

механического повреждения оптического диска106. Для хорошего отражения лазерного

луча используется так называемое "зеркальное" покрытие дисков алюминием или

серебром.

Широкое применение в качестве носителя информации получили также

магнитооптические компакт-диски типа RW (Re Writeble). На них запись информации

осуществляется магнитной головкой с одновременным использованием лазерного луча.

Лазерный луч нагревает точку на диске, а электромагнит изменяет магнитную

ориентацию этой точки. Считывание же производится лазерным лучом меньшей

мощности.

Во второй половине 1990-х годов появились новые, весьма перспективные носители

документированной информации - цифровые универсальные видеодиски DVD (Digital

Versatile Disk) типа DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R с большой ёмкостью (до 17 Гбайт).

Увеличение их ёмкости связанос использованием лазерного луча меньшего диаметра, а

также двухслойной и двусторонней записи.

По технологии применения оптические, магнитооптические и цифровые компакт-диски

делятся на 3 основных класса:

1. диски с постоянной (нестираемой) информацией (CD-ROM). Это

пластиковые компакт-диски диаметром 4,72 дюйма и толщиной 0,05 дюйма.

Они изготавливаются с помощью стеклянного диска-оригинала, на который

наносится фоторегистрирующий слой. В этом слое лазерная система записи

формирует систему питов (меток в виде микроскопических впадин), которая

затем переносится на тиражируемые диски-копии. Считывание информации

осуществляется также лазерным лучом в оптическом дисководе

персонального компьютера. CD-ROM обычно обладают ёмкостью 650

Мбайт и используются для записи цифровых звуковых программ,

программного обеспечения для ЭВМ и т.п.;

2. диски, допускающие однократную запись и многократное воспроизведение

сигналов без возможности их стирания (CD-R; CD-WORM - Write-Once,

Read-Many - один раз записал, много раз считал). Используются в

электронных архивах и банках данных, во внешних накопителях ЭВМ. Они

представляют собой основу из прозрачного материала, на которую нанесён

рабочий слой;

3. реверсивные оптические диски, позволяющие многократно записывать,

воспроизводить и стирать сигналы (CD-RW; CD-E). Это наиболее

универсальные диски, способные заменить магнитные носители

практически во всех областях применения. Они аналогичны дискам для

однократной записи, но содержат рабочий слой, в котором физические

процессы записи являются обратимыми. Технология изготовления таких

дисков сложнее, поэтому они стоят дороже дисков для однократной записи.

В настоящее время оптические (лазерные) диски являются наиболее надёжными

материальными носителями документированной информации, записанной цифровым

способом. Вместе с тем активно ведутся работы по созданию ещё более компактных

носителей информации с использованием так называемых нанотехнологий, работающих с

атомами и молекулами. Плотность упаковки элементов, собранных из атомов, в тысячи

раз больше, чем в современной микроэлектронике. В результате один компакт-диск,

изготовленный по нанотехнологии, можетзаменить тысячи лазерных дисков107.