3.1. Компакт диск (cd)
Компакт-диски изготовляют из прозрачного пластика диаметром 120 мм. и толщиной 1,2 мм. На пластиковую поверхность напыляется слой алюминия или золота и слой красителя, защищенные от повреждений слоем прозрачного лака. Толщина напыления составляет несколько десятитысячных долей миллиметра.
Различают виды красителей:
цианиновый (Cyanine) - первый краситель для CD-R. Цианин придает диску синюю окраску (в комбинации с золотым отражающим слоем она становится зеленоватой).
фталоцианиновый (Phtalocyanine) - современная разработка. Фталоцианин практически бесцветен (легкий зеленоватый оттенок), вместе с серебряным отражающим слоем дает зеленовато-желтую окраску диску, а с золотым отражающим слоем - золотистую окраску.
MetalAzo (специальный). Разработка Mitsubishi Chemicals, имеет ярко выраженный темно-синий цвет; диски продаются они под маркой Verbatim DataLife Plus и Verbatim Color.
UltraGreen (специальный), используется активный слой dye. Разработка компании CIBA. В России используется для производства CD-R Mirex по технологии Plasmon.
В условиях массового производства запись информации на диск происходит путем выдавливания на поверхности дорожки, в виде ряда углублений. Для штамповки существует специальная матрица-прототип (мастер-диск) будущего диска, которая выдавливает дорожки на поверхности.
От центра к краю компакт-диска нанесена единственная дорожка в виде спирали шириной 4 микрона с шагом 1,4 микрона. . На каждом дюйме (2,54 см) по радиусу диска размещается 16 тысяч витков спиральной дорожки. Для сравнения — на поверхности жесткого диска на дюйме по радиусу помещается лишь несколько сотен дорожек. Емкость CD достигает 780 Мбайт.
Поверхность диска разбита на три области:
Начальная (Lead In) расположена в центре диска шириной 4 мм и считывается первой. В ней записано содержимое диска, таблица адресов всех записей, метка диска и другая служебная информация.
Средняя область шириной 33 мм содержит основную информацию и занимает большую часть диска.
Конечная область (Lead Out) содержит метку конца диска.
Глубина впадин на поверхности диска равна четверти длины волны лазерного света. Если в двух последовательных тактах считывания информации луч света лазерной головки переходит с выступа на дно впадины или обратно, разность длин путей света в этих тактах меняется на полуволну, что вызывает усиление или ослабление совместно попадающих на светодиод прямого и отраженного от диска света.
Если в последовательных тактах считывания длина пути света не меняется, то и состояние светодиода не меняется. В результате ток через светодиод образует последовательность двоичных электрических сигналов, соответствующих сочетанию впадин и выступов на дорожке.
Различная длина оптического пути луча света в двух последовательных тактах считывания информации соответствует двоичным единицам. Одинаковая длина соответствует двоичным нулям.
CD-ROM просты и удобны в работе, имеют низкую удельную стоимость хранения данных, практически не изнашиваются, не могут быть поражены вирусами, c них невозможно случайно стереть информацию.
CD-R (CD-RW)
Компакт-диски CD-RW и CD-R могут изготовляться по различным технологиям:
диск может быть покрыт чувствительным фотолаком, в котором лазер прожигает отверстия, испаряя лак;
на подложку диска могут быть нанесены два слоя: один - из искусственных полимеров (имеющих малую теплоту плавления), другой - металлический. При нагревании металла лазерным лучом находящийся под ним слой полимера испаряется, что приводит к образованию пузырька в металлическом слое и, как следствие, к нетиповому отражению считывающего луча в этом месте;
поверхность диска может быть покрыта слоем галий-сурьмы или индий-сурьмы, которые при воздействии на них лазерного луча расплавляются и переходят из кристаллического в аморфное состояние, что сопровождается изменением условий отражения и может быть зафиксировано считывающим лазерным лучом.
Запись CD-R основана на "выжигании" лазером каждого бита информации на записывающем слое. Соответственно изменяется отражающая способность диска. которую лазерный луч фиксирует при считывании.
Уровень записи (отражающая способность) в CD-RW определяется специальным комбинированным слоем, который реверсивно изменяет свои характеристики. Запись производится при изменении состояния вещества записывающего слоя, когда вещество под нагревом переходит из кристаллического состояния в аморфное. Такой процесс называется фазовым переходом и широко применяется в магнитооптических устройствах. Но в отличие от магнитооптики запись на CD-RW определяется изменением отражающей способности поверхности. В связи с этим CD-RW-диски более "капризны" при чтении, так как изменение отражательных свойств у них намного меньше, чем у CD-R.