光盘的读写工作原理.doc

光盘的读写工作原理什么是光盘？光盘即高密度光盘（Compact Disc）是近代发展起来不同于完全磁性载体的光学存储介质（例如：磁光盘也是光盘） 光盘，用聚焦的氢离子激光束处理记录介质的方法存储和再生信息，又称激光光盘。由于软盘的容量太小，光盘凭借大容量得以广泛使用。我们听的CD是一种光盘，看的VCD、DVD也是一种光盘。现在一般的硬盘容量在3GB到3TB之间，软盘已经基本被淘汰，CD光盘的最大容量大约是700MB，DVD盘片单面4.7GB，最多能刻录约4.59G的数据（因为DVD的1GB=1000MB，而硬盘的1GB=1024MB）（双面8.5GB，最多约能刻8.3GB的数据），蓝光（BD）的则比较大，其中HD DVD单面单层15GB、双层30GB；BD单面单层25GB、双面50GB、三层75GB、四层100GB。光盘的存储原理比较特殊，里面存储的信息不能被轻易地改变。也就是说我们常见的光盘生产出来的时候是什么样，就一直是那样了。那我们有没有办法把自己写的文章存在光盘上呢？当然有！只要你有一个CD刻录机和空的CD-R光盘，就能将自己的“文章”写在光盘上。其它像DVD等介质的刻录也是一样的，要注意的是，绝大部分DVD刻录机都能刻录CD，即所谓的“向下兼容”。 说到这里，我们来想一下，光盘是属于内存储器还是外存储器呢？要记住，我们所说的内部存储器就是内存，而外部存储器都是可以电脑中拆卸下来的。常见的外部存储器有硬盘、光盘、U盘、SD（Security Data，数据安全）卡、TF（T-Flash）卡等。光盘的分类光盘可以分为两类：1只读型光盘，其中包括CD-Audio、CD-Video、CD-ROM、DVD-Audio、DVD-Video、DVD-ROM等；2可记录型光盘，它包括CD-R、CD-RW、DVD-R、DVDR、DVDRW、DVD-RAM、Double layer DVDR等各种类型。 光盘的结构组成及原理光盘是利用激光束在记录表面存储信息，根据激光束和反射光的强弱不同，可以实现信息的读写。对于只读型或只写一次的光盘而言，写入时将能量高度集中，在记录介质上发生物理或化学变化，从而存储信息，主要是形成小凹坑，有坑的地方记录“1”，反之是“0”。可擦写光盘是利用激光在磁性薄膜上产生热磁效应。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。 在读者的眼里，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恢复的，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分。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，光盘印刷它不仅可以标明信息，还可以起到一定的保护光盘的作用。光盘读取技术1）CLV技术：（Constant-Linear-Velocity）恒定线速度读取方式。在低于12倍速的光驱中使用的技术。它是为了保持数据传输率不变，而随时改变旋转光盘的速度。读取内沿数据的旋转速度比外部要快许多。 2) CAV技术：（Constant-Angular-Velocity）恒定角速度读取方式。它是用同样的速度来读取光盘上的数据。但光盘上的内沿数据比外沿数据传输