CD-spelare använder en nära infraröd laser med en längd på 780 nm. Det synliga ljusspektrumet tros innefatta våglängder mellan 400 och 700 nm. Nästan ingen kan se ljus med en våglängd på mer än 720 nm.
Lasern "lyser igenom" plastbasen på polykarbonatskivan och penetrerar till det allra sista lagret av bäraren. Därefter avleds strålen från det reflekterande skiktet, passerar återigen genom polykarbonatet och läses av en fotosensor installerad i drivenhetens läshuvud. Brytningsindexet för polykarbonat är cirka 1,55, vilket gör det möjligt att fokusera laserstrålen ännu mer (från 800 um i djupet av polykarbonatsubstratet till cirka 1,7 um vid ytan av det reflekterande lagret). Denna egenskap minimerar inverkan av damm och repor på skivan på avläsningen. Om lasern endast fokuserades till 200 um, skulle till exempel eventuell 400 um smuts på skivans yta orsaka ett fel. Men för en CD-spelare är sådan kontaminering praktiskt taget irrelevant.
Om ett starkt ljus kommer in i fotosensorn (standarden föreskriver att minst 70 procent av ljuset ska reflekteras vid full reflektion), så "förstår" spelaren att detta är en jämn plats på skivan ("land"), och om mindre starkt ljus kommer in i sensorn, detta betyder att det finns en "grop" på den platsen på skivan. Strängt taget, eftersom strålen passerar "under" inspelningsskiktet, uppfattas fördjupningen av den som en höjd. Höjden på denna höjd är 1/4 av laservåglängden i polykarbonat, så ljuset som reflekteras från höjden har en fasskillnad på halva laservåglängden. Ljus som reflekteras från höjden och från de omgivande platta områdena är självabsorberande. (Höjden speglar cirka 25 procent ljusflöde... Höjdbredden är 0,5 um, eller ungefär 1/3 av laserstrålens fokuserade punkt.)
Att läsa CD-skivor använder en mängd olika optiska fenomen, inklusive ljuspolarisation och diffraktionsgitter. Till exempel är ett trestråligt autofokussystem installerat i läshuvudet, med hjälp av vilket lasern är exakt placerad på skivans spiralspår, såväl som på rätt avstånd från själva skivan. Det bör också noteras att eftersom ljus färdas långsammare i polykarbonat än i luft, är laservåglängden i CD-skivan nära 500 nm.
Till skillnad från stämplade CD-skivor har CD-R- och CD-RW-skivor inga spår eller platta fläckar. På en CD-R värmer den registrerande laserstrålen det organiska färgämnet till cirka 250 grader Celsius, varvid färgen smälter och/eller sönderdelas kemiskt och bildar ett märke på skivan som minskar reflektansen. På CD-RW-media ändrar inspelningslasern strukturen på inspelningsskiktet från kristallint (reflekterar 25 procent av ljuset) till amorft (reflekterar 15 procent av ljuset) och vice versa. Detta inträffar när registreringsskiktet värms upp till smältpunkten (från 500 till 700 grader Celsius), och sedan kyls det snabbt för att övergå till ett amorft tillstånd, eller när det värms upp till övergångspunkten (200 grader Celsius), och kyldes sedan långsamt till stabil kristallin form. Därför att låg koefficient reflektioner av CD-RW-skivor sådana skivor kan inte läsas på de flesta gamla CD-spelare.
Vad är LaserDisc 24 januari 2016
På något sätt visste jag inte ens att sådana bärare fanns. Många kommer att tro att det är samma CD-skivor, men det är de inte. Se ...
LaserDisc (LD) - första reklamfilm optiska media data främst avsedda för hemmavisning av filmer. Men trots sin tekniska överlägsenhet gentemot VHS och Betamax hade Laserdisc ingen nämnvärd framgång på världsmarknaden: den distribuerades främst i USA och Japan, i Europa behandlades den svalt, i Ryssland användes inte laserdiskar i stor utsträckning, främst p.g.a. amatörsamlare video.
Till skillnad från video-cd-skivor, dvd-skivor och Blu-ray-skivor innehåller LaserDisc analog video i komposit (fullfärg tv-signal) och ljudspår i analog och/eller digital form. Standard laserskiva för hemmabruk har en diameter på 30 cm (11,81 tum) och är limmad från två enkelsidiga plastbelagda aluminiumskivor. Signalinformation lagras i miljarder mikroskopiska gropar, etsade in i aluminiumskiktet under ytan. Ett ytskikt av akryl (1,1 mm) skyddar dem från damm och fingeravtryck. För att läsa data från en skiva används en lågeffektlaserstråle, som genom ett spegeloptiskt system skapar en tunn ljusstråle (1 μm i diameter) på skivans yta och som reflekteras faller på fotosensorn och sänds sedan som en kodad ljud-/videosignal hög densitet för senare uppspelning.
Processen att skriva och läsa information utförs med hjälp av en laser.
Innehållsformat: NTSC, PAL
Kapacitet:
60 minuter per CLV-sida (konstant linjär hastighet)
30 minuter per sida CAV (konstant vinkelhastighet)
Läsmekanism: laser, våglängd 780 nm (infraröd)
Designad av: Philips MCA
Storlek: diameter 30 cm (11,81 tum)
Användning: ljud-, videolagring
Utgivningsår: 1978
Laserdisc-teknik som använder ett ljusöverförande medium utvecklades av David Paul Gregg 1958. 1969 skapade Philips en videoskiva som fungerade i reflekterat ljus har stora fördelar inför regimen i ljuset. MCA och Philips gick samman och släppte den första videoskivan 1972. Den första laserskivan började säljas i Atlanta den 15 december 1978 - två år efter introduktionen av VHS-videobandspelare på marknaden och fyra år före CD:n, baserad på LaserDisc-teknik. Philips gjorde skivspelare och MCA publicerade skivor, men deras samarbete blev inte särskilt framgångsrikt och upphörde efter några år. Flera forskare som utvecklade tekniken bildade Optical Disc Corporation.
Den första laserskivan till försäljning i Nordamerika, släpptes av MCA DiscoVision i filmen Jaws från 1978. De senaste är Paramounts filmer från 2000 Sleepy Hollow och Raising the Dead. I Japan publicerades ytterligare minst ett dussin filmer fram till slutet av 2001. Den sista japanska filmen som släpptes i LaserDisc-format var "Tokyo Raiders".
Eftersom digital kodning(videokomprimering) var antingen otillgänglig eller opraktisk 1978, tre metoder för inspelningskomprimering användes baserat på att ändra skivans rotationshastighet:
CAV (English Constant Angular Velocity - konstant vinkelhastighet (som när man spelar en grammofonskiva)) - standardvideoskivor (English Standard Play), stödjande funktioner som frysbild, variabel slowmotion framåt och bakåt. CAV-skivor spelas upp med konstant hastighet rotation (1800 rpm för NTSC-standarden (525 rader) och 1500 rpm för PAL standard(625 rader)), och en bildruta läses i ett varv. I detta läge kan 54 000 individuella bildrutor - 30 minuters ljud-/videomaterial - lagras på ena sidan av en CAV-skiva. CAV användes mer sällan än CLV, främst för specialutgåvor av långfilmer, för bonusmaterial och specialeffekter... En av fördelarna med denna metod är möjligheten att hoppa till vilken ram som helst direkt efter dess nummer. Random access och freeze frame-funktion har gjort det möjligt för tillverkare att skapa det enklaste interaktiva videoskivor, placera på disken förutom videomaterial, separata statiska bilder.
CLV (Constant Linear Velocity - konstant linjär hastighet (som när du spelar CD-skivor)) - långspelade videoskivor (Extended Play) har inte specialfunktioner uppspelning av CAV-skivor, erbjuder enkel uppspelning endast på alla laserskivor utom avancerade spelare med digital stillbildsfunktion. Dessa spelare kan lägga till nya funktioner som normalt inte är tillgängliga med CLV-skivor, såsom variabel hastighet framåt och bakåt och bandliknande paus. Genom att gradvis sakta ner rotationshastigheten (från 1800 till 600 rpm) kan CLV-skivor med konstant linjär hastighet lagra 60 minuter ljud-/videomaterial på varje sida, eller två timmar på skivan. Filmer som är kortare än 120 minuter kan få plats på en skiva, vilket minskar kostnaden för en film och eliminerar distraktionen av att titta på behovet av att byta ut skivan mot nästa. åtminstone för dem som ägde en tvåvägsspelare. De allra flesta utgåvor var endast tillgängliga i CLV (flera titlar släpptes dels av CLV, dels av CAV).
CAA (engelska Constant Angular Acceleration - konstant vinkelacceleration). I början av 1980-talet, på grund av överhörningsproblem på långspelande laser CLV-skivor, introducerade Pioneer Video CAA-formatet för långspelning laserskivor... Konstant vinkelaccelerationskodning är mycket lik kodning med konstant linjär hastighet, förutom att CAA bromsar in momentant vid vinkelförskjutning med ett visst steg, istället för att gradvis bromsa i en jämn takt, som när man läser CLV-skivor. Med undantag för 3M / Imation, antog alla Laserdisc-tillverkare CAA-kodningsschemat, även om termen sällan (om någonsin) användes på konsumentförpackningar. CAA-kodning förbättrade avsevärt bildkvaliteten och minskade avsevärt överhörning och andra spårningsproblem.
1998 fanns LaserDisc-spelare i cirka 2 % av amerikanska hem. Som jämförelse, 1999 i Japan var denna siffra 10 %.
I den vanliga sektorn gav LaserDisc helt vika för DVD-skivor, och produktionen av föråldrade skivor och spelare avbröts. Idag är LaserDisc-formatet bara populärt bland amatörer som samlar laserskivor från olika poster- filmer, musik, shower.
Många entusiaster hävdar att LaserDisc-formatet är mer naturligt än digital video, överföringsfaser av rörelser, och i den överväldigande majoriteten av fallen ser video från LaserDisc bekvämare ut än digital. Det finns en anledning till detta: LaserDisc är ett analogt format, det finns ingen intraframe eller interframe-komprimering, det är en inspelning av en sammansatt signal, frekvensband.
Dessutom på det här ögonblicket det finns fortfarande många videor som inte har släppts på DVD/BluRay eller släppts i sämre kvalitet än LaserDisc. Till exempel "Olympia" av Leni Riefenstahl.
Det har gått ganska lång tid sedan skapandet av den första skivan med ett optiskt sätt att läsa information. Sådana skivor började kallas CD-skivor ( CD skiva), eller bara CD. CD-skivor designades ursprungligen för ljudinspelningar, men de visade sig vara mycket bekväma för att lagra och distribuera ganska betydande mängder av all information.
Kostnaden för att lagra en megabyte information på en CD-skiva överstiger inte hundradelar av en cent. Därför produceras praktiskt taget inte datorer utan CD-enhet nu. Som ett resultat av massanvändning fortsätter både diskarna själva och enheterna för dem att falla i pris för närvarande.
Laserdiscs CD-ROM Hur dekrypteras ROM? Skrivskyddat minne, skrivskyddat. Information om sådana skivor är inspelad vid tillverkningstillfället, på fabriken. Inspelning på dem ny information omöjlig. Informationen på skivan är skriven i form av "gropar" (grop - grop, depression).
Groparna är belägna längs en imaginär spiral som löper från mitten av skivan till kanten. Vid läsning roterar laserskivan som är installerad i enheten med hög hastighet... Strålen från en miniatyrlaser i enheten träffar ytan på den roterande skivan och reflekteras. Eftersom strålen antingen träffar hålet eller inte, "blinkar" intensiteten hos den reflekterade strålen. Dessa ljuspulser omvandlas till elektriska pulser med hjälp av fotoceller.
Inspelningsbara laserskivor En betydande nackdel med CD-skivor länge sedan var att sådana skivor bara kunde läsas. Denna nackdel övervanns framgångsrikt: CD-R-skivor utvecklades, på vilka information kan spelas in, men bara en gång (R står för Recordable). OCH CD-RW-skivor, till vilken information kan skrivas många gånger (RW - ReWritable, rewritable).
För att spela in och skriva om sådana skivor används speciella enheter med en tillräckligt kraftfull laser som kan "bränna" information på skivan. Genom sin struktur liknar en CD-R-skiva (tom för inspelning), liksom dess "stämplade" motsvarighet, en puffpaj. Den största skillnaden är det aktiva (inspelnings)lagret.
Som bas på CD-R:n används samma polykarbonat som används vid tillverkningen av CD-ROM. Men reliefen av basen är mycket mer komplicerad än den för en stämplad skiva (CD-ROM). Vid tillverkning av basen CD-R skiva får en markering - ett rejält spiralspår.
För att lagra information i CD-R-media används ett "lagrings"-lager av organisk polymer, som "mörkar" när det värms upp av en laserstråle, och i CD-RW-skivor ändrar det fastillståndet (från kristallint till amorft och vice versa) när den värms upp av en laser och kyls snabbt.
Mer och mer, snabbare Informationskapacitet CD-ROM är megabyte, och läshastigheten beror på rotationshastigheten för skivan i enheten. De första CD-ROM-enheterna läser information med en hastighet av 150 KB/s. Diskenheter förbättras ständigt, läshastigheten ökar. I moderna enheter kan läshastigheten (och skrivhastigheten, om det är en inspelningsenhet) ställas in i godtyckliga enheter lika med samma "första" hastighet: 4x, 8x, ... 52x, ...
För att läsa och skriva kan vara olika hastigheter... Att till exempel markera en CD-RW-enhet "48x / 24x / 52x" betyder att maxhastighet för inspelning CD-R-skivor- 48x; multipel för CD-RW-skivor; läsning - vid 52x hastighet.
Började relativt nyligen bred användning DVD-skivor(Digital Video Disk). För närvarande finns det hela raden DVD-varianter: några av dem är "stämplade" och inspelningsbara en gång och omskrivbara. Optiska spår de är placerade tätare, inspelningen kan vara från två sidor, och i två lager på varje sida.
Därför är deras kapacitet mycket större än för CD-skivor (4,7 - 9,4 GB). Läshastigheten för den första generationens DVD-enheter var cirka 1,3 MB/s. På följande modeller hastigheten kan också ställas in i multiplar av den "första" hastigheten. Till exempel är 16x hastighet ungefär 21 MB/s. Den enklaste och billigaste enheten kan alltså bara läsa information från en CD-ROM, och den mest moderna och "coola" kan läsa och skriva CD- och DVD-skivor.
Det främsta exemplet på driften av halvledarlasrar är en magneto-optisk lagring (MO).
MO-enheten är byggd på kombinationen av de magnetiska och optiska principerna för informationslagring. Informationen registreras med hjälp av en laserstråle och magnetiskt fält, men läser med bara en laser.
I processen att skriva till MO-skivan värmer laserstrålen upp vissa punkter på skivan, och under inverkan av temperaturen sjunker motståndet mot polaritetsreversering, för den uppvärmda punkten, kraftigt, vilket gör att magnetfältet kan ändra punktens polaritet. Efter slutet av uppvärmningen ökar motståndet igen, men polariteten för den uppvärmda punkten förblir i enlighet med det magnetiska fältet som appliceras på den vid uppvärmningstillfället. I de MO-drivenheter som finns tillgängliga idag används två cykler för att registrera information, en raderingscykel och en skrivcykel. Under raderingsprocessen har magnetfältet samma polaritet, motsvarande binära nollor. Laserstrålen värmer upp hela området som ska raderas i följd och skriver på så sätt en sekvens av nollor till skivan. Under skrivcykeln vänds magnetfältets polaritet, vilket motsvarar en binär. I denna cykel slås laserstrålen på endast i de områden som bör innehålla binära enheter, och lämnar sektionerna med binära nollor oförändrade.
I processen att läsa från MO-skivan används Kerr-effekten, som består i att ändra polarisationsplanet för den reflekterade laserstrålen, beroende på riktningen för det reflekterande elementets magnetfält. Reflexelement i I detta fallär en punkt som magnetiseras under inspelning på skivytan, motsvarande en bit lagrad information. Vid läsning används en laserstråle med låg intensitet, vilket inte leder till uppvärmning av läsområdet, så under läsningen förstörs inte den lagrade informationen.
Denna metod, till skillnad från den vanliga som används i optiska skivor deformerar inte skivans yta och tillåter ominspelning utan extra utrustning... Denna metod har också en fördel jämfört med traditionell magnetisk inspelning när det gäller tillförlitlighet. Eftersom magnetiseringsreversering av skivsektionerna är möjlig endast under åtgärden hög temperatur, då är sannolikheten för oavsiktlig magnetiseringsreversering mycket låg, i motsats till traditionell magnetisk inspelning, som kan gå förlorad på grund av oavsiktliga magnetfält.
Omfattningen av MO-diskar bestäms av dess hög prestanda vad gäller tillförlitlighet, volym och omsättning. MO-disken är nödvändig för uppgifter som kräver stort diskutrymme, det är uppgifter som CAD, ljudbildsbehandling. men låg hastighet tillgång till data, gör det inte möjligt att använda MO-diskar för uppgifter med kritisk reaktivitet hos systemen. Därför reduceras användningen av MO-diskar i sådana uppgifter till att lagra tillfälliga eller säkerhetskopieringsinformation... För MO-diskar är säkerhetskopiering en mycket fördelaktig användning. hårddiskar eller databaser. Till skillnad från streamers som traditionellt används för dessa ändamål, när säkerhetskopieringsinformation lagras på MO-diskar, ökar hastigheten för dataåterställning efter ett fel avsevärt. Detta beror på det faktum att MO-diskar är slumpmässiga enheter, vilket gör att du bara kan återställa data där ett fel hittades. Dessutom, med denna återställningsmetod, finns det inget behov av att helt stoppa systemet förrän full återhämtning data. Dessa fördelar, i kombination med hög tillförlitlighet informationslagring använda sig av MO-diskar när säkerhetskopiering lönsamt, om än dyrare än streamers.
Användning av MO-diskar är också att rekommendera när man arbetar med stora mängder privat information. Enkel borttagning av diskar gör att de endast kan användas under arbetet, utan att behöva oroa dig för att skydda datorn under öppettider, data kan lagras på en separat, skyddad plats. Samma egenskap gör MO-diskar oumbärliga i en situation där det är nödvändigt att transportera stora volymer från plats till plats, till exempel från jobbet till hemmet och tillbaka.
Huvudutsikterna för utvecklingen av MO-diskar är främst förknippade med en ökning av hastigheten för datainspelning. Låg hastighet bestäms primärt av tvåpassskrivalgoritmen. I denna algoritm skrivs nollor och ettor i olika pass, på grund av det faktum att magnetfältet, som anger polarisationsriktningen för specifika punkter på skivan, inte kan ändra sin riktning tillräckligt snabbt.
Mest verkligt alternativ tvåpasssinspelning är en teknik baserad på en fasförändring. Ett sådant system har redan implementerats av vissa tillverkningsföretag. Det finns flera andra utvecklingar i denna riktning relaterade till polymerfärgämnen och modulering av magnetfältet och laserstrålningseffekt.
Tekniken baserad på en förändring i fastillståndet är baserad på ett ämnes förmåga att övergå från ett kristallint tillstånd till ett amorft tillstånd. Det räcker att belysa en viss punkt på skivans yta med en laserstråle med en viss kraft, och ämnet kommer vid denna punkt att omvandlas till ett amorft tillstånd. Detta ändrar skivans reflektionsförmåga vid denna tidpunkt. Att skriva information går mycket snabbare, men denna process deformerar skivans yta, vilket begränsar antalet omskrivningscykler.
Tekniken baserad på polymerfärgämnen är också omskrivbar. Med denna teknik täcks skivans yta med två lager av polymerer, som var och en är känslig för ljus med en viss frekvens. För inspelning används en frekvens som ignoreras av det övre lagret, men som orsakar en reaktion i det nedre. Vid infallspunkten för strålen sväller det undre lagret och bildar en utbuktning, vilket påverkar skivytans reflekterande egenskaper. För radering används en annan frekvens, till vilken endast det övre skiktet av polymeren reagerar, under reaktionen jämnas utbuktningen ut. Denna metod, liksom den föregående, har ett begränsat antal skrivcykler, eftersom ytdeformationen sker under skrivning.
För närvarande utvecklas redan en teknik som gör det möjligt att ändra magnetfältets polaritet till den motsatta på bara några nanosekunder. Detta gör det möjligt att ändra magnetfältet synkront med ankomsten av data för inspelning. Det finns också en teknik baserad på modulering av laserstrålning. I den här tekniken fungerar enheten i tre lägen - lågintensitetsläsläge, mediumintensitetsskrivläge och högintensitetsskrivläge. Moduleringen av laserstrålens intensitet kräver en mer komplex skivstruktur och tillägget av en initialiseringsmagnet framför förspänningsmagneten och med motsatt polaritet till skivdrivmekanismen. I själva enkelt fall skivan har två arbetslager - initiering och inspelning. Initialiseringsskiktet är tillverkat av ett sådant material att initieringsmagneten kan vända sin polaritet utan ytterligare laserverkan. Under inspelning skrivs initieringsskiktet med nollor, och när det exponeras för en medelintensiv laserstråle magnetiseras inspelningsskiktet av initieringsskiktet, när det exponeras för en högintensiv stråle magnetiseras inspelningsskiktet i enlighet med polariteten hos förspänningsmagneten. Dataregistrering kan således ske i en omgång, när lasereffekten växlas.
Naturligtvis är MO-enheter lovande och snabbt utvecklande enheter som kan lösa nya problem med stora volymer information. Men deras ytterligare utveckling beror inte bara på tekniken för inspelning på dem, utan också på framsteg inom området för andra lagringsmedier. Och om inte mer påhittat effektiv metod lagring av information kan MO-diskar ta dominerande roller.
