Лекции по "Технические средства САПР"

Технические средства САПР   Лекция 7                Доцент, к.т.н., Алексеев Анатолий Васильевич

CD-R (Compact Disc Recordable)

CD-R - это однократно записываемый компакт-диск. Запись производится лазером за счёт потемнения (изменения прозрачности) участков регистрирующего материала, который находится между покрытием и поликарбонатной основой. При записи лазер нагревает участки материала, они меняют прозрачность, и образуют подобие питов. На CD-R организуется такая же информационная структура, как и на CD-ROM. Отличие заключается в том, что запись таких компакт-дисков можно производить с помощью домашней бытовой техники. Отметим, что в силу конструкции чёткость питов и отражающая способность таких компакт-дисков несколько ниже, чем у CD-ROM. Поэтому, некоторые устройства могут не распознавать такие компакт-диски или производить считывание данных крайне медленно.

CD-RW (Compact Disc Rewritable)

CD-RW – перезаписываемый компакт-диск. При его изготовлении используется промежуточный слой из органической плёнки, способной менять своё фазовое состояние с аморфного на кристаллическое и обратно под воздействием луча лазера. При нагреве свыше критической температуры материал переходит в стабильное аморфное состояние и остаётся в нём. А при нагреве значительно ниже критической температуры материал возвращается в стабильное кристаллическое состояние. За счёт этого изменяется прозрачность материала. На сегодняшний день CD-RW поддерживают несколько тысяч перезаписей. Однако, их отражающая способность ниже, чем у CD-R компакт-дисков, так что для чтения таких дисков необходим привод с автоматической регулировкой усиления фотоприёмника (Auto Gain Control). На CD-RW организуется такая же информационная структура, как и на CD-ROM и CD-R.

Перезаписываемый  CD-E магнитооптический компакт-диск

Принцип CD-E технологии.

Перезаписываемый CD-E магнитооптический компакт-диск имеет подложку из поликарбоната. Некоторые разработчики предпочитают использовать в качестве подложки стекло. В компакт-диске со стеклянной подложкой, стекло покрывают слоем фото-полимера, на который путем штамповки наносят канавки и другие форматирующие метки.

 

 

 

 

 

 

 

 

В случае диска из поликарбоната, канавки формируются в процессе литья под давлением, одновременно с созданием подложки оптического диска. Над канавками находятся 3 дополнительных слоя. Среди них активный слой, используемый при записи данных. Этот слой расположен между двумя прозрачными слоями диэлектрика, обеспечивающего как оптическое усиление поворота плоскости поляризации отражённого луча, так и защиту от воздействия агрессивных сред. Активный записывающий слой подвергается намагничиванию. Поворот плоскости поляризации луча, отраженного таким магнитным слоем, известен  как магнитный эффект Керра (рис).

Запись информации. Чтобы записать двоичную единицу в конкретной области оптического компакт-диска, нужно сфокусировать на активном слое импульс лазера, длительностью 100нсек. Одновременно небольшой магнит, расположенный с противоположной стороны диска, создает внешнее магнитное поле, направленное в сторону противоположную исходному вектору намагниченности активного слоя. Участок активного слоя, поглощая энергию лазерного импульса мощностью около 40мВт, разогревается до температуры в сотни градусов. При этом, направление его вектора намагниченности изменяется на противоположное и остается таким в результате быстрого охлаждения участка компакт-диска.

Чтение информации. В процессе чтения поляризованный лазерный луч меньшей интенсивности мощностью около 10мВт фокусируется на активном слое участка диска. При отражении луча его вектор поляризации меняет свое направление на 1 градус. Поворот вектора происходит либо по часовой стрелке, либо против в зависимости от направления намагниченности участка  активного слоя. Знак поворота указывает, что записано в данном участке оптического диска – «0» или «1».

Стирание информации. Чтобы стереть информацию, в записываемой области изменяют направление внешнего магнитного поля, и  область вторично разогревается лазерным импульсом. При этом область компакт-диска приобретает исходное направление вектора намагниченности. Следует отметить, что при повторной записи предварительное стирание обязательно. По этой причине запись данных занимает в два раза больше времени, чем чтение.

Надёжность  хранения данных

Отражающий слой CD-R/RW компакт-дисков делается из серебра или золота. Поэтому они теряют свои свойства медленнее штампованных дисков, отражающий слой которых изготавливается обычно из алюминия.

Однако материал, из которого изготовлен регистрирующий слой CD-R/RW компакт-дисков, более чувствителен к свету. А в силу того, что регистрирующая плёнка находится в полужидком состоянии, она очень чувствительна к ударам и деформациям компакт-диска.

Практика показывает, что средняя  продолжительность жизни CD-RW компакт-диска составляет около 3 лет при достаточно аккуратном обращении.