CD плейърите използват близо инфрачервен лазер с дължина 780 nm. Смята се, че спектърът на видимата светлина включва дължини на вълната между 400 и 700 nm. Почти никой не може да види светлина с дължина на вълната над 720 nm.
Лазерът "свети" през пластмасовата основа на поликарбонатния диск и прониква до последния слой на носача. След това лъчът се отклонява от отразяващия слой, отново преминава през поликарбоната и се отчита от фотосензор, инсталиран в четящата глава на задвижването. Коефициентът на пречупване на поликарбоната е около 1,55, което прави възможно фокусирането на лазерния лъч още повече (от 800 um в дълбочината на поликарбонатния субстрат до около 1,7 um на повърхността на отразяващия слой). Това свойство минимизира въздействието на прах и драскотини върху диска върху четенето. Ако лазерът беше фокусиран само до 200 um, тогава, например, всяка 400 um мръсотия върху повърхността на диска ще доведе до неизправност. За CD плейър обаче такова замърсяване е практически без значение.
Ако в фотосензора влезе ярка светлина (стандартът предвижда, че най-малко 70 процента от светлината трябва да се отразява при пълно отражение), тогава плейърът „разбира“, че това е равномерно място на диска („земя“) и ако по-малко ярка светлина влиза в сензора, това означава, че на това място на диска има "яма". Строго погледнато, тъй като лъчът преминава "под" записващия слой, депресията се възприема от него като възвишение. Височината на тази кота е 1/4 от дължината на лазерната вълна в поликарбонат, така че светлината, отразена от котата, има фазова разлика от половината от дължината на лазерната вълна. Светлината, отразена от котата и от околните равни зони, се самопоглъща. (Височината отразява около 25 процента светлинен поток... Ширината на издигане е 0,5 um, или около 1/3 от фокусираната точка на лазерния лъч.)
Четенето на компактдискове използва различни оптични явления, включително поляризация на светлината и дифракционни решетки. Например в четящата глава е инсталирана трилъчева система за автофокус, с помощта на която лазерът се позиционира прецизно върху спиралната писта на диска, както и на правилното разстояние от самия диск. Трябва също да се отбележи, че тъй като светлината се движи по-бавно в поликарбонат, отколкото във въздуха, дължината на лазерната вълна в CD е близо 500 nm.
За разлика от щампованите компактдискове, CD-R и CD-RW дисковете нямат жлебове или плоски петна. На CD-R записващият лазерен лъч нагрява органичното багрило до около 250 градуса по Целзий, при което боята се топи и/или химически се разлага и образува знак върху диска, който намалява отражението. На CD-RW носители, записващият лазер променя структурата на записващия слой от кристална (отразяваща 25 процента от светлината) на аморфна (отразяваща 15 процента от светлината) и обратно. Това се случва, когато записващият слой се нагрява до точката на топене (от 500 до 700 градуса по Целзий) и след това бързо се охлажда до преминаване в аморфно състояние или когато се нагрява до точката на преход (200 градуса по Целзий) и след това бавно охлажда се до стабилна кристална форма. Защото нисък коефициентотражения от CD-RW дискове, такива дискове не могат да се четат на повечето стари CD-плейъри.
Какво е LaserDisc 24 януари 2016 г
Някак си дори не знаех, че съществуват такива носители. Много хора ще си помислят, че това са едни и същи компактдискове, но не са. Виж ...
LaserDisc (LD) - първа реклама оптични носителиданни, предназначени предимно за домашно гледане на филми. Въпреки това, въпреки технологичното си превъзходство над VHS и Betamax, Laserdisc няма значителен успех на световния пазар: разпространява се главно в САЩ и Япония, в Европа се третира хладнокръвно, в Русия лазерните дискове не се използват широко, главно поради видео за любители колекционери.
За разлика от видео компактдискове, DVD и Blu-ray дискове, LaserDisc съдържа аналогово видео в композитен (пълноцветен телевизионен сигнал) и саундтрак в аналогова и/или цифрова форма. Стандартен лазерен диск за домашна употребаима диаметър 30 см (11,81 инча) и е залепен от два едностранни алуминиеви диска с пластмасово покритие. Информацията за сигнала се съхранява в милиарди микроскопични ями, гравирани в алуминиевия слой под повърхността. Акрилен повърхностен слой (1,1 мм) ги предпазва от прах и пръстови отпечатъци. За четене на данни от диск се използва лазерен лъч с ниска мощност, който чрез огледално-оптична система създава тънък лъч светлина (1 μm в диаметър) върху повърхността на диска и, като се отразява, пада върху фотосензора и след това се предава като кодиран аудио/видео сигнал висока плътностза по-късно възпроизвеждане.
Процесът на писане и четене на информация се извършва с помощта на лазер.
Формат на съдържанието: NTSC, PAL
Капацитет:
60 минути на CLV страна (постоянна линейна скорост)
30 минути на страна CAV (постоянна ъглова скорост)
Механизъм за четене: лазер, дължина на вълната 780 nm (инфрачервен)
Проектиран от: Philips MCA
Размер: диаметър 30 см (11,81 ″)
Приложение: аудио, видео съхранение
Година на издаване: 1978 г
Технологията на лазерните дискове, използваща светлинна среда, е разработена от Дейвид Пол Грег през 1958 г. През 1969 г. Philips създава видео диск, работещ в отразена светлинакато има големи предимствапреди режима на светло. MCA и Philips обединиха усилията си и пуснаха първия видео диск през 1972 г. Първият лазерен диск е пуснат в продажба в Атланта на 15 декември 1978 г. - две години след въвеждането на VHS-формат видеорекордери на пазара и четири години преди компактдискове, базирани на технологията LaserDisc. Philips направиха грамофони и MCA публикуваха дискове, но сътрудничеството им не беше много успешно и приключи след няколко години. Няколко учени, които разработиха технологията, образуваха Optical Disc Corporation.
Първият лазерен диск в продажба в Северна Америка, беше издаден от MCA DiscoVision във филма от 1978 г. Челюсти. Най-новите са филмите на Paramount от 2000 г. Sleepy Hollow и Raising the Dead. В Япония до края на 2001 г. са публикувани поне още десетина филма. Последният японски филм, пуснат във формат LaserDisc, е "Tokyo Raiders".
Защото цифрово кодиране(компресия на видео) беше или недостъпна, или непрактична през 1978 г., бяха използвани три метода за уплътняване на запис въз основа на промяна на скоростта на въртене на диска:
CAV (английски Constant Angular Velocity - постоянна ъглова скорост (както при възпроизвеждане на грамофонна плоча)) - стандартни видео дискове (английски Standard Play), поддържащи функции като замразяване на рамката, променливо бавно движение напред и назад. CAV дисковете се възпроизвеждат с постоянна скороствъртене (1800 об/мин за стандарта NTSC (525 реда) и 1500 об/мин за PAL стандарт(625 реда)) и един кадър се чете за един оборот. В този режим 54 000 отделни кадъра - 30 минути аудио/видео материал - могат да бъдат съхранени от едната страна на CAV диск. CAV се използва по-рядко от CLV, главно за специални издания на игрални филми, за бонус материали и специални ефекти... Едно от предимствата на този метод е възможността за прескачане на всеки кадър директно по неговия номер. Функцията за произволен достъп и замразяване на рамката позволиха на производителите да създадат най-простото интерактивни видео дискове, поставяне на диска освен видео материали, отделни статични изображения.
CLV (Constant Linear Velocity - постоянна линейна скорост (както при възпроизвеждане на компактдискове)) - дълго възпроизвеждащите видео дискове (Extended Play) нямат специални функциивъзпроизвеждане на CAV дискове, предлагащо просто възпроизвеждане само на всички Laserdisc с изключение на плейъри от висок клас с цифрова неподвижна функция. Тези плейъри могат да добавят нови функции, които обикновено не са налични при CLV дискове, като възпроизвеждане с променлива скорост напред и назад и пауза, подобна на лента. Чрез постепенно забавяне на скоростта на въртене (от 1800 до 600 rpm) CLV дисковете с постоянна линейна скорост могат да съхраняват 60 минути аудио/видео материал от всяка страна или два часа на диска. Филмите с продължителност по-малко от 120 минути могат да се поберат на един диск, като по този начин се намалят разходите за един филм и се елиминира разсейването от гледането, необходимостта от смяна на диска със следващия. понеза тези, които притежават двупосочен плейър. По-голямата част от изданията бяха налични само в CLV (няколко заглавия бяха пуснати отчасти от CLV, отчасти от CAV).
CAA (англ. Constant Angular Acceleration - постоянно ъглово ускорение). В началото на 80-те години на миналия век, поради проблеми с кръстосаните смущения при дълго възпроизвеждащи лазерни CLV дискове, Pioneer Video представи CAA формата за продължително възпроизвеждане лазерни дискове... Кодирането с постоянно ъглово ускорение е много подобно на кодирането с постоянна линейна скорост, с изключение на това, че CAA забавя моментно при ъглово изместване с определена стъпка, вместо постепенно да намалява с постоянен темп, както при четене на CLV дискове. С изключение на 3M / Imation, всички производители на Laserdisc приеха схемата за кодиране на CAA, въпреки че терминът рядко (ако изобщо се използваше) върху потребителските опаковки. CAA кодирането значително подобри качеството на изображението и значително намали кръстосаните смущения и други проблеми с проследяването.
През 1998 г. плейърите на LaserDisc са били в около 2% от американските домове. За сравнение, през 1999 г. в Япония тази цифра е била 10%.
В масовия сектор LaserDisc напълно отстъпи място на DVD дисковете и производството на дискове и плейъри с остарели формати беше преустановено. Днес форматът LaserDisc е популярен само сред любители, които събират лазерни дискове различни вписвания- филми, музика, предавания.
Много ентусиасти твърдят, че форматът LaserDisc е по-естествен от цифрово видео, прехвърляне на фази на движения и в преобладаващата част от случаите видеото от LaserDisc изглежда по-удобно от цифровото. Има причина за това: LaserDisc е аналогов формат, няма компресия в рамките на рамката или между кадъра, това е запис на композитен сигнал, честотни ленти.
Освен това, на този моментвсе още има много видеоклипове, които не са пуснати на DVD / BluRay или са пуснати с по-ниско качество от LaserDisc. Например "Олимпия" от Лени Рифенщал.
Измина доста време от създаването на първия диск с оптичен начин за четене на информация. Такива дискове започнаха да се наричат компактдискове ( компакт диск), или просто CD. Дисковете първоначално са предназначени за звукови записи, но се оказаха много удобни за съхранение и разпространение на доста значителни количества всякаква информация.
Цената за съхранение на мегабайт информация на компактдиск не надвишава стотни от цента. Следователно компютрите без CD устройство практически не се произвеждат сега. В резултат на масовата употреба, както самите дискове, така и устройствата за тях продължават да падат в цената в момента.
Laserdiscs CD-ROM Как се дешифрира ROM? Памет само за четене, само за четене. Информацията за такива дискове се записва в момента на производство, във фабриката. Запис върху тях нова информацияневъзможен. Информацията на диска е записана под формата на "ями" (pit - pit, depression).
Ямките са разположени по въображаема спирала, минаваща от центъра на диска до ръба. При четене лазерният диск, инсталиран в устройството, се върти с висока скорост... Лъчът на миниатюрен лазер в задвижването удря повърхността на въртящия се диск и се отразява. Тъй като лъчът или удря дупката, или не, интензитетът на отразения лъч "мига". Тези светлинни импулси се превръщат в електрически импулси с помощта на фотоклетки.
Записваеми лазерни дискове Значителен недостатък на компактдискове дълго времебеше, че такива дискове могат да се четат само. Този недостатък беше успешно преодолян: бяха разработени CD-R дискове, на които информацията може да се записва, но само веднъж (R означава записваем). И CD-RW дискове, на който информацията може да се записва многократно (RW - ReWritable, rewritable).
За записване и презаписване на такива дискове се използват специални устройства с достатъчно мощен лазер, способен да "запише" информация на диска. По своята структура CD-R дискът (празен за запис), както и неговият „щампован“ аналог, прилича на бутер пай. Основната разлика е активният (записващ) слой.
За основата на CD-R се използва същият поликарбонат, който се използва при производството на CD-ROM. Но релефът на основата е много по-сложен от този на щампован диск (CD-ROM). При производството на основата CD-R дискполучава маркировка - твърд спираловиден жлеб.
За съхраняване на информация в CD-R носители се използва "съхраняващ" слой от органичен полимер, който "потъмнява" при нагряване от лазерен лъч, а в CD-RW дисковете променя фазовото състояние (от кристално в аморфно и обратно), когато се нагрява с лазер и бързо се охлажда.
Все повече и повече, по-бързо Информационен капацитет CD-ROM е мегабайт, а скоростта на четене зависи от скоростта на въртене на диска в устройството. Първите CD-ROM устройства четат информация със скорост от 150 KB / s. Дисковите устройства непрекъснато се подобряват, скоростта на четене се увеличава. В съвременните устройства скоростта на четене (и скоростта на запис, ако е устройство за запис) може да бъде зададена в произволни единици, равни на същата "първа" скорост: 4x, 8x, ... 52x, ...
За четене и писане може да бъде различни скорости... Например, маркирането на CD-RW устройство "48x / 24x / 52x" означава, че максимална скоростза запис CD-R дискове- 48x; множество за CD-RW дискове; четене - при 52x скорост.
Започна сравнително наскоро широко използване DVD дискове(цифров видео диск). В момента има цяла линия DVD разновидности: някои от тях са "подпечатани" и могат да се записват веднъж и презаписват. Оптични пистите са поставени по-плътно, записът може да бъде от две страни и на два слоя от всяка страна.
Следователно капацитетът им е много по-голям от този на компактдискове (4,7 - 9,4 GB). Скоростта на четене на DVD устройствата от първо поколение беше приблизително 1,3 MB / s. На следните моделискоростта може също да бъде зададена кратно на "първата" скорост. Например, скоростта на 16x е приблизително 21 MB / s. Така най-простото и евтино устройство може да чете информация само от CD-ROM, а най-модерното и „готино“ може да чете и записва CD и DVD.
Основният пример за работа на полупроводникови лазери е магнитно-оптично съхранение (МО).
MO устройството е изградено върху комбинацията от магнитен и оптичен принцип на съхранение на информация. Информацията се записва с помощта на лазерен лъч и магнитно поле, но четене само с един лазер.
В процеса на запис в MO диска, лазерният лъч загрява определени точки на диска и под влияние на температурата съпротивлението срещу обръщане на полярността, за нагрятата точка, рязко спада, което позволява на магнитното поле да промени полярност на точката. След края на нагряването съпротивлението отново се увеличава, но полярността на нагрятата точка остава в съответствие с магнитното поле, приложено към нея в момента на нагряване. В наличните днес MO устройства се използват два цикъла за запис на информация, цикъл на изтриване и цикъл на запис. По време на процеса на изтриване магнитното поле има същата полярност, съответстваща на двоични нули. Лазерният лъч нагрява последователно цялата област, която трябва да бъде изтрита, и по този начин записва поредица от нули на диска. По време на цикъла на запис полярността на магнитното поле се обръща, което съответства на двоично. В този цикъл лазерният лъч се включва само в онези области, които трябва да съдържат двоични единиции оставяйки секциите с двоични нули непроменени.
В процеса на четене от MO диска се използва ефектът на Кер, който се състои в промяна на равнината на поляризация на отразения лазерен лъч в зависимост от посоката на магнитното поле на отразяващия елемент. Отразителен елемент в в такъв случайе точка, намагнетизирана по време на запис върху повърхността на диска, съответстваща на един бит съхранена информация. При четене се използва лазерен лъч с нисък интензитет, който не води до нагряване на зоната за четене, като по този начин по време на четене съхранената информация не се унищожава.
Този метод, за разлика от обичайния, използван в оптични дисковене деформира повърхността на диска и позволява повторно запис без допълнително оборудване... Този метод също има предимство пред традиционния магнитен запис по отношение на надеждността. Тъй като обръщането на намагнитването на дисковите секции е възможно само под действието висока температура, тогава вероятността от случайно обръщане на намагнитването е много ниска, за разлика от традиционния магнитен запис, който може да бъде загубен поради случайни магнитни полета.
Обхватът на MO дисковете се определя от неговата висока производителностпо отношение на надеждност, обем и оборот. MO дискът е необходим за задачи, които изискват голямо дисково пространство, това са задачи като CAD, обработка на звуково изображение. но ниска скоростдостъп до данни, не прави възможно използването на MO дискове за задачи с критична реактивност на системите. Следователно използването на MO дискове при подобни задачи се свежда до съхраняване на временни или архивна информация... За MO дискове архивирането е много полезна употреба. твърди дисковеили бази данни. За разлика от стримерите, които традиционно се използват за тези цели, при съхраняване на информация за архивиране на MO дискове скоростта на възстановяване на данни след повреда се увеличава значително. Това се дължи на факта, че MO дисковете са устройства с произволен достъп, което ви позволява да възстановите само данните, в които е открита грешка. Освен това, с този метод на възстановяване, няма нужда да спирате напълно системата до пълно възстановяванеданни. Тези предимства, съчетани с висока надеждностсъхранение на информация да използват MO дискове, когато архивиранепечеливши, макар и по-скъпи от стриймърите.
Използването на MO дискове също е препоръчително при работа с големи количества лична информация. Лесното изваждане на дисковете позволява те да се използват само по време на работа, без да се притеснявате за защита на компютъра в извънработно време, данните могат да се съхраняват на отделно, защитено място. Същото това свойство прави MO дисковете незаменими в ситуация, в която е необходимо да се транспортират големи обеми от място на място, например от работа до дома и обратно.
Основните перспективи за развитието на MO дискове са свързани преди всичко с увеличаване на скоростта на запис на данни. Ниска скоростсе определя основно от двупроходния алгоритъм за запис. В този алгоритъм нули и единици се записват на различни проходи, поради факта, че магнитното поле, което задава посоката на поляризация на конкретни точки на диска, не може да промени посоката си достатъчно бързо.
Повечето реална алтернативадвупроходният запис е технология, базирана на смяна на фаза. Такава система вече е внедрена от някои производствени фирми. Има няколко други разработки в тази посока, свързани с полимерни багрила и модулации на магнитното поле и мощността на лазерното излъчване.
Технологията, базирана на промяна във фазовото състояние, се основава на способността на веществото да преминава от кристално състояние в аморфно. Достатъчно е да осветите определена точка от повърхността на диска с лазерен лъч с определена мощност и веществото в този момент ще се превърне в аморфно състояние. Това променя отразяващата способност на диска в този момент. Записването на информация е много по-бързо, но този процес деформира повърхността на диска, което ограничава броя на циклите на презаписване.
Технологията, базирана на полимерни багрила, също е презаписваема. При тази технология повърхността на диска е покрита с два слоя полимери, всеки от които е чувствителен към светлина с определена честота. За запис се използва честота, която се игнорира от горния слой, но предизвиква реакция в долния. В точката на падане на лъча долният слой набъбва и образува изпъкналост, което се отразява на отразяващите свойства на повърхността на диска. За изтриване се използва различна честота, на която реагира само горният слой на полимера; по време на реакцията издутината се изглажда. Този метод, подобно на предишния, има ограничен брой цикли на запис, тъй като повърхностната деформация възниква по време на писане.
Понастоящем вече се разработва технология, която позволява да се промени полярността на магнитното поле към противоположната само за няколко наносекунди. Това ще позволи промяна на магнитното поле синхронно с пристигането на данни за запис. Съществува и технология, базирана на модулирането на лазерното лъчение. При тази технология устройството работи в три режима - режим на четене с ниска интензивност, режим на запис със средна интензивност и режим на запис с висок интензитет. Модулирането на интензитета на лазерния лъч изисква по-сложна дискова структура и добавяне на иницииращ магнит пред отклоняващия магнит и имащ противоположна полярност на механизма на дисковото устройство. В самото прост случайдискът има два работни слоя - инициализиращ и записващ. Инициализиращият слой е направен от такъв материал, че инициализиращият магнит може да обърне своя полярност без допълнително лазерно действие. По време на записа инициализиращият слой се записва с нули и когато е изложен на лазерен лъч със среден интензитет, записващият слой се намагнетизира от инициализиращия слой, когато е изложен на лъч с висок интензитет, записващият слой се намагнетизира в съответствие с полярността на магнита за отклонение. По този начин записването на данни може да се осъществи с един ход при превключване на мощността на лазера.
Разбира се, MO задвижванията са обещаващи и бързо развиващи се устройства, които могат да решават възникващи проблеми големи обемиинформация. Но техните по-нататъчно развитиезависи не само от технологията на запис върху тях, но и от напредъка в областта на другите носители за съхранение. И ако не по-измислен ефективен методсъхранение на информация, MO дисковете могат да заемат доминираща роля.
