光学存储材料PPT学习教案

1、会计学1光学存储材料光学存储材料第1页/共59页 随着计算机硬件技术高速发展，传统以纸，磁为介质记录随着计算机硬件技术高速发展，传统以纸，磁为介质记录 方式遇到了前所未有的挑战，光存储已成为主流。方式遇到了前所未有的挑战，光存储已成为主流。 以以CD-R光盘为代表光存储产品在短短时间开辟广阔市场。光盘为代表光存储产品在短短时间开辟广阔市场。 全球全球CD-R生产线近千条，我国已投产和在建的生产线近千条，我国已投产和在建的CD-R光盘生光盘生 产线数百条，全球存储材料需求价值每年可达数十亿产线数百条，全球存储材料需求价值每年可达数十亿 元。元。 目前存储材料提供商主要来自国外少数厂家，其价格一直

2、目前存储材料提供商主要来自国外少数厂家，其价格一直 高居不下。高居不下。第2页/共59页 光盘：即高密度光盘(Compact Disc)是近代发展起来不同于磁性载体的光学存储介质，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。第3页/共59页 光盘存储技术研究始于60年代，真正获得发展在70年代。1972年用聚焦的氢离子激光束在记录介质上烧蚀微孔的方法录制电视节目，用氢氖激光扫描信息轨道，按反射强度的变化再现已录的信息。1978年激光电视唱片正式在市场出售。1982年出现了记录带有声音的静止图象的光盘1984年日本研制出可反复擦写的光盘。目前，借助于各种软、硬件，光盘已可

3、以达到数据、图象、声音的综合处理。第4页/共59页二、光盘的种类光盘按功能可分为三类：只读式光盘（Compact Disc-Read Only Memory, CD-ROM）写读光盘（Write Once Read Memory，WORM）可擦写光盘（Optical Random Access Memory, ORAM）第5页/共59页 只读式光盘是第一代光盘，信息一旦录入，用户无法改变盘片上的内容，也无法录入自己的信息。这种光盘目前技术上最成熟，应用也最广泛。 写读光盘是第二代光盘，不仅可以读出已录入的信息，而且可在空白的盘片空间追加录入新的信息，但与只读光盘一样，信息一旦录入，则不能改变。

4、 可擦写光盘是第三代光盘，同磁盘一样，可以删除、改写已录入的信息，也可以在盘片空间允许的情况下录入新的信息。 光盘-光盘驱动器第6页/共59页 光盘由三层构成：即盘基、记录层、防护层。 盘基由有机玻璃、聚酯树酯等材料制作。记录层是光盘的核心，由碲合金或碲与氧化碲混合记录薄膜等材料组成（光敏膜可以是低熔点的薄金光敏膜可以是低熔点的薄金属或半金属，也可以是有机物质敏感膜属或半金属，也可以是有机物质敏感膜 ）。防护层由塑料、有机玻璃等材料构成，用以保护盘面上信息。三、光盘的结构第7页/共59页可写一次型光盘CD-R 利用激光在CD-R有机染料记录面直接加热而烧出坑(Pit)或是使有机染料曾发生化学性

5、退化 (Degrade)，总之就改变有机染料记录面对光的反射率。当光驱较低功率的激光读到坑 (Pit) 和原来的表面不同的反射率，被烧出坑 (Pit) 的地方它会吸收部分的激光，而原来的表面不吸收而反射激光，光驱将不同的反射结果转换成对应的数据第8页/共59页可重写型光盘 可重写入型指光盘片可无限次的重复写入，将旧数据洗掉，重新写上新数据磁光盘 CD-MO(Magneto-Optical)相变盘 PD(Phase-change Dual)CD-RW(Rewritable)第9页/共59页我们的切入点我们的切入点 保护层保护层 记录层记录层 反射层反射层 盘盘 基基 CD-R光盘的光盘的 结结构

6、构CD-RCD-R光盘结构光盘结构第10页/共59页保护层保护层记录层记录层反射层反射层盘盘基基780nm激光器激光烧激光烧蚀形成蚀形成的凹坑的凹坑 CD-R光盘记录原理光盘记录原理第11页/共59页用激光可实现高密度存储的原因是由于空间相干性好的激光可被聚焦到其尺寸仅由波长衍射极限所决定的微小光斑，用这种高密度能量可在金属薄膜和有机薄膜上开成用激光可实现高密度存储的原因是由于空间相干性好的激光可被聚焦到其尺寸仅由波长衍射极限所决定的微小光斑，用这种高密度能量可在金属薄膜和有机薄膜上开成0.6 m 左右的小孔，并进行数字写入（数字脉冲码为左右的小孔，并进行数字写入（数字脉冲码为“1”时，开孔；

7、时，开孔；“0”时不开孔）。现在一般是在玻璃或者时塑料圆盘上涂以铝层。小孔通常称为穴，穴与穴之间相隔约时不开孔）。现在一般是在玻璃或者时塑料圆盘上涂以铝层。小孔通常称为穴，穴与穴之间相隔约1.6 m 穴的连线呈自盘中心向外的螺旋形，穴嵌在平顶的螺旋型脊中，脊与脊之间由宽约穴的连线呈自盘中心向外的螺旋形，穴嵌在平顶的螺旋型脊中，脊与脊之间由宽约1.6 m 的槽隔开的槽隔开. .当用强激光束照射薄膜时，一个人射功率为当用强激光束照射薄膜时，一个人射功率为5mW、100ns的聚焦光脉冲可使薄膜温度上升到的聚焦光脉冲可使薄膜温度上升到 1000K。第12页/共59页第13页/共59页第14页/共59页

8、第15页/共59页C D C D 光盘表面形貌的光盘表面形貌的A F M A F M 三维图三维图 3 D V D 3 D V D 光盘表面形貌的光盘表面形貌的A F M A F M 三维图三维图 第16页/共59页第17页/共59页第18页/共59页第19页/共59页间。间。第20页/共59页第21页/共59页第22页/共59页的方法可全部擦洗，也可通的方法可全部擦洗，也可通过相减光学运算修改全息图。过相减光学运算修改全息图。第23页/共59页第24页/共59页的区域（空间编码），可实的区域（空间编码），可实现多个全息图在同一晶体中现多个全息图在同一晶体中的多像存储的多像存储第25页/共59

9、页第26页/共59页第27页/共59页第28页/共59页感的，原来的全息图就被固定下来感的，原来的全息图就被固定下来了。了。第29页/共59页存储器动态读写的能力。另外存储器动态读写的能力。另外由于扇形效应以及动态失配光由于扇形效应以及动态失配光栅引起的信噪比降低也是一个栅引起的信噪比降低也是一个亟待解决的问题。亟待解决的问题。第30页/共59页第31页/共59页光盘的特点1. 存储容量大；一张一张CD-R的容量为的容量为650M，相当于，相当于450张张软盘。在刻录信软盘。在刻录信 息时可分多次直至刻满整张光盘。息时可分多次直至刻满整张光盘。2. 稳定性与数据保存性好，坚固耐用；3. 保存时

10、间长； 光盘信息的读取采用非接触式激光扫描，多次读取不会象磁盘、磁带那样磨损盘面，且数据信息为物理性存储，不受电磁场、光照、气温、湿度等的影响、此外，由于盘面上有保护层，密封性好，不受尘土、手印等的损害。4. 结构小巧，性能价格比高。5.刻录后的光盘能在刻录后的光盘能在CD机、机、VCD机、机、CD-ROM、DVR等播等播 放机上播放和检索。放机上播放和检索。第32页/共59页第33页/共59页第34页/共59页第35页/共59页第36页/共59页第37页/共59页第38页/共59页成份的变化还是使用全新的成份的变化还是使用全新的高分子呢？高分子呢？第39页/共59页第40页/共59页第41页

11、/共59页第42页/共59页目前仅能记录最多目前仅能记录最多4.7GB的的PC料，未来需求必将会更多，料，未来需求必将会更多，PCHC将会取代将会取代PC成为成为”标标准准”。第43页/共59页第44页/共59页第45页/共59页第46页/共59页CD-R的用途的用途第47页/共59页CD-R光盘的容量光盘的容量第48页/共59页CD-R光盘的用途光盘的用途第49页/共59页第50页/共59页市场分析市场分析不同盘片的市场需求不同盘片的市场需求02.0004.0006.0008.00010.00012.00014.00016.0001997199819992000200120022003200

12、42005Worldwide Consumption (millions)CD-A,ROM,VDVD-A,V,ROMCD-RDVD-RCD-RWDVD-ReW第51页/共59页市场分析市场分析 CD-RCD-R市场需求预测市场需求预测第52页/共59页市场分析市场分析全球全球CD-R光盘生产线分布光盘生产线分布60040601000100200300400500600700港台地区大陆日本欧美2年内再建250条生产线第53页/共59页全球全球CD-RCD-R生产线对存储材料的需求生产线对存储材料的需求0.31.814.3051015染料市场需求/亿元国内已经投产的17条生产线国内已建和在建的100条生产线全球生产线（800条计算）CD-R光盘存储材料市场光盘存储材料市场新上250条线将有4.5亿元的存储材料需求第54页/共59页CD-RCD-R发展的新机遇发展的新机遇今年开始全球今年开始全球CD-R盘片供不应求盘片供不应求成为全球成为全球CD-R光盘生产基地光盘生产基地CD-R刻录机价格跌破千元刻录机价格跌破千元23年国内建立年国内建立250条条CD-R生产生产线线2005年国内光盘产业上市公司年国内光盘产业上市公司20家家光盘产