光信息存储技术(修改)课件

11第六讲第六讲光信息存储技术光信息存储技术2 概述概述概述概述 光盘的特点光盘的特点光盘的特点光盘的特点 只读存储光盘系统（只读存储光盘系统（只读存储光盘系统（只读存储光盘系统（CD-ROMCD-ROMCD-ROMCD-ROM）一次写入光盘（一次写入光盘（一次写入光盘（一次写入光盘（CD-RCD-RCD-RCD-R）可重写型光盘（可重写型光盘（可重写型光盘（可重写型光盘（CD-RWCD-RWCD-RWCD-RW）DVDDVDDVDDVD光存储系统光存储系统光存储系统光存储系统 光盘的保养光盘的保养光盘的保养光盘的保养 光存储的未来光存储的未来光存储的未来光存储的未来内容提要内容提要2概述概述内容提要内容提要3 光盘的定义光盘的定义高密度光盘高密度光盘高密度光盘高密度光盘(Compact Disk)(Compact Disk)(Compact Disk)(Compact Disk)，是近代发展起来不同于磁，是近代发展起来不同于磁，是近代发展起来不同于磁，是近代发展起来不同于磁性载体的性载体的性载体的性载体的光学存储介质光学存储介质光学存储介质光学存储介质，用聚焦的激光束存储和读取信，用聚焦的激光束存储和读取信，用聚焦的激光束存储和读取信，用聚焦的激光束存储和读取信息，又称息，又称息，又称息，又称激光光盘激光光盘激光光盘激光光盘。3概述概述光盘的定义高密度光盘光盘的定义高密度光盘(CompactDisk)，是，是4 光盘存储的发展历史光盘存储的发展历史19701970年，美国物理学家詹姆斯年，美国物理学家詹姆斯年，美国物理学家詹姆斯年，美国物理学家詹姆斯.拉塞尔利用光束拉塞尔利用光束拉塞尔利用光束拉塞尔利用光束及及及及“模拟信号转换成数字信号模拟信号转换成数字信号模拟信号转换成数字信号模拟信号转换成数字信号”方案成功发明了方案成功发明了方案成功发明了方案成功发明了世界上第一个光世界上第一个光世界上第一个光世界上第一个光数字录制与恢复系统。数字录制与恢复系统。数字录制与恢复系统。数字录制与恢复系统。19721972年荷兰年荷兰年荷兰年荷兰PhilipsPhilips公司和美国公司和美国公司和美国公司和美国MCAMCA公司研公司研公司研公司研制成功激光电视唱片（制成功激光电视唱片（制成功激光电视唱片（制成功激光电视唱片（VDVD）；）；）；）；19741974年年年年Thomson-CSFThomson-CSF和和和和LenithLenith公司研制成公司研制成公司研制成公司研制成功的透射式激光电视唱片。功的透射式激光电视唱片。功的透射式激光电视唱片。功的透射式激光电视唱片。4光盘存储的发展历史光盘存储的发展历史1970年，美国物理学家詹姆斯年，美国物理学家詹姆斯.拉塞尔拉塞尔519791979年荷兰年荷兰年荷兰年荷兰PhilipsPhilips公司研制成数字式公司研制成数字式公司研制成数字式公司研制成数字式写后直读写后直读写后直读写后直读DRAW(DirectReadAfterDRAW(DirectReadAfterWriteWrite）光盘。）光盘。）光盘。）光盘。19801980年，年，年，年，SonySony和和和和PhilipsPhilips公司制定了公司制定了公司制定了公司制定了CD-DACD-DA（DigitalAudioDigitalAudio）的）的）的）的红皮书标红皮书标红皮书标红皮书标准准准准，规定了一张数字音乐光盘的大小，规定了一张数字音乐光盘的大小，规定了一张数字音乐光盘的大小，规定了一张数字音乐光盘的大小（120mm120mm直径），容量和数字编码标准。直径），容量和数字编码标准。直径），容量和数字编码标准。直径），容量和数字编码标准。51979年荷兰年荷兰Philips公司研制成数字式写后直读公司研制成数字式写后直读D619821982年，年，年，年，SonySony公司率先推出世界上第公司率先推出世界上第公司率先推出世界上第公司率先推出世界上第一个商用的音乐数字光盘播放器一个商用的音乐数字光盘播放器一个商用的音乐数字光盘播放器一个商用的音乐数字光盘播放器（CDP-101CDP-101）。19831983年，年，年，年，SonySony和和和和PhilipsPhilips公司制定了公司制定了公司制定了公司制定了CD-ROMCD-ROM（ReadOnlyMemoryReadOnlyMemory）的）的）的）的黄皮书标准黄皮书标准黄皮书标准黄皮书标准，将光盘里存放的内容予以扩充，制订了计将光盘里存放的内容予以扩充，制订了计将光盘里存放的内容予以扩充，制订了计将光盘里存放的内容予以扩充，制订了计算机数据在光盘里面的存放规范。算机数据在光盘里面的存放规范。算机数据在光盘里面的存放规范。算机数据在光盘里面的存放规范。61982年，年，Sony公司率先推出世界上第一个商用的音乐数字公司率先推出世界上第一个商用的音乐数字719851985年年年年PhilipsPhilips公司和公司和公司和公司和SonySony公司合作推公司合作推公司合作推公司合作推出世界上第一个用于计算机的只读式光盘出世界上第一个用于计算机的只读式光盘出世界上第一个用于计算机的只读式光盘出世界上第一个用于计算机的只读式光盘驱动器。驱动器。驱动器。驱动器。19861986年，年，年，年，PhilipsPhilips公司制定了公司制定了公司制定了公司制定了CD-CD-I I（InteractiveInteractive）的）的）的）的绿皮书标准绿皮书标准绿皮书标准绿皮书标准，在，在，在，在CD-CD-ROMROM规格的基础上补充了音频、视频和规格的基础上补充了音频、视频和规格的基础上补充了音频、视频和规格的基础上补充了音频、视频和计算机程序方面的规定。计算机程序方面的规定。计算机程序方面的规定。计算机程序方面的规定。71985年年Philips公司和公司和Sony公司合作推出世公司合作推出世819871987年年年年SonySony和和和和PhilipsPhilips公司发明一次写入公司发明一次写入公司发明一次写入公司发明一次写入多次读出多次读出多次读出多次读出WORMWORM（WriteOnceReadWriteOnceReadManyMany）光盘。）光盘。）光盘。）光盘。19901990年，光盘进入可记录模式，基于年，光盘进入可记录模式，基于年，光盘进入可记录模式，基于年，光盘进入可记录模式，基于橙皮橙皮橙皮橙皮书标准书标准书标准书标准的的的的CD-RCD-R（RecordableRecordable）光盘实际）光盘实际）光盘实际）光盘实际上没有记录任何信息，一旦按照某种文件上没有记录任何信息，一旦按照某种文件上没有记录任何信息，一旦按照某种文件上没有记录任何信息，一旦按照某种文件格式并通过刻写程序和设备，可以将需要格式并通过刻写程序和设备，可以将需要格式并通过刻写程序和设备，可以将需要格式并通过刻写程序和设备，可以将需要长期保存的数据写入空白的长期保存的数据写入空白的长期保存的数据写入空白的长期保存的数据写入空白的CD-RCD-R盘片上。盘片上。盘片上。盘片上。81987年年Sony和和Philips公司发明一次写入多次读公司发明一次写入多次读919941994年制定了保存视频和音频数据的年制定了保存视频和音频数据的年制定了保存视频和音频数据的年制定了保存视频和音频数据的白皮书白皮书白皮书白皮书标准标准标准标准，第一次将，第一次将，第一次将，第一次将7474分钟长的动态连续视频数分钟长的动态连续视频数分钟长的动态连续视频数分钟长的动态连续视频数据和声音数据存放在据和声音数据存放在据和声音数据存放在据和声音数据存放在VCDVCD（VideoCompactVideoCompactDiscDisc）光盘中。）光盘中。）光盘中。）光盘中。基于基于基于基于蓝皮书标准蓝皮书标准蓝皮书标准蓝皮书标准的的的的E-CDE-CD（EhancedEhanced）光盘，）光盘，）光盘，）光盘，采用多层记录方式，将采用多层记录方式，将采用多层记录方式，将采用多层记录方式，将CD-DACD-DA数据和数据和数据和数据和CD-CD-ROMROM数据分成了两个数据段，第一段记录数据分成了两个数据段，第一段记录数据分成了两个数据段，第一段记录数据分成了两个数据段，第一段记录CD-CD-DADA音频数据，第二段记录有关的音频数据，第二段记录有关的音频数据，第二段记录有关的音频数据，第二段记录有关的CD-ROMCD-ROM数数数数据。据。据。据。91994年制定了保存视频和音频数据的白皮书标准，第一次将年制定了保存视频和音频数据的白皮书标准，第一次将71019951995年，年，年，年，DVD(DigitalVideoDiscDVD(DigitalVideoDisc，数，数，数，数字视频光盘字视频光盘字视频光盘字视频光盘)采用波长更短（采用波长更短（采用波长更短（采用波长更短（635/650635/650）的红色激光（的红色激光（的红色激光（的红色激光（CDCD为为为为780nm780nm）、更有效）、更有效）、更有效）、更有效的调制方式和更强的纠错方法，具有更的调制方式和更强的纠错方法，具有更的调制方式和更强的纠错方法，具有更的调制方式和更强的纠错方法，具有更高的道密度和位密度，并支持双层双面高的道密度和位密度，并支持双层双面高的道密度和位密度，并支持双层双面高的道密度和位密度，并支持双层双面结构。结构。结构。结构。101995年，年，DVD(DigitalVideoDisc11标标准名称准名称准名称准名称 盘盘的名称的名称的名称的名称 主要内容主要内容主要内容主要内容RedBookRedBook(红红皮皮皮皮书书)CD-DACD-DA(DigitalAudio)DigitalAudio)记录、采集以及今天仍然使用的记录、采集以及今天仍然使用的记录、采集以及今天仍然使用的记录、采集以及今天仍然使用的120mm(4.72120mm(4.72英寸）直径物英寸）直径物英寸）直径物英寸）直径物理格式等规范。理格式等规范。理格式等规范。理格式等规范。YellowBookYellowBook(黄皮黄皮黄皮黄皮书书)CD-ROMCD-ROM计算机数据在光盘上的物理存储格式标准，以及光盘上计算计算机数据在光盘上的物理存储格式标准，以及光盘上计算计算机数据在光盘上的物理存储格式标准，以及光盘上计算计算机数据在光盘上的物理存储格式标准，以及光盘上计算机数据的逻辑结构（文件结构）标准。采用了机数据的逻辑结构（文件结构）标准。采用了机数据的逻辑结构（文件结构）标准。采用了机数据的逻辑结构（文件结构）标准。采用了CD-DACD-DA（红皮（红皮（红皮（红皮书）书）书）书）的物理格式，并添加了一层错误检测和纠正的标准。的物理格式，并添加了一层错误检测和纠正的标准。的物理格式，并添加了一层错误检测和纠正的标准。的物理格式，并添加了一层错误检测和纠正的标准。GreenBookGreenBook(绿绿皮皮皮皮书书)CD-ICD-I(CD-Interactive)CD-Interactive)在在在在CD-ROMCD-ROM规格的基础上补充了音频、视频和计算机程序方规格的基础上补充了音频、视频和计算机程序方规格的基础上补充了音频、视频和计算机程序方规格的基础上补充了音频、视频和计算机程序方面的规定。面的规定。面的规定。面的规定。OrangeOrangeBookBook(橙皮橙皮橙皮橙皮书书)CD-RCD-R(CD-(CD-Recordable)Recordable)基于基于基于基于橙皮书标准橙皮书标准橙皮书标准橙皮书标准的的的的CD-RCD-R空白光盘实际上没有记录任何信息，空白光盘实际上没有记录任何信息，空白光盘实际上没有记录任何信息，空白光盘实际上没有记录任何信息，一旦按照某种文件格式并通过刻写程序和设备，可以将需要一旦按照某种文件格式并通过刻写程序和设备，可以将需要一旦按照某种文件格式并通过刻写程序和设备，可以将需要一旦按照某种文件格式并通过刻写程序和设备，可以将需要长期保存的数据写入空白的长期保存的数据写入空白的长期保存的数据写入空白的长期保存的数据写入空白的CD-RCD-R盘片上。盘片上。盘片上。盘片上。WhiteBookWhiteBook(白皮白皮白皮白皮书书)VideoCDVideoCDVCD1.0VCD1.0采用采用采用采用CD-ROM/XACD-ROM/XA格式和格式和格式和格式和MPEG-1MPEG-1标准保存视频和音频标准保存视频和音频标准保存视频和音频标准保存视频和音频信息信息信息信息,VCD2.0VCD2.0采用采用采用采用CD-ROM/XACD-ROM/XA格式和格式和格式和格式和MPEG-2MPEG-2标准保存视频标准保存视频标准保存视频标准保存视频和音频信息。和音频信息。和音频信息。和音频信息。BlueBookBlueBook(蓝皮书蓝皮书蓝皮书蓝皮书)CD-CD-EXTRAEXTRA它采用多层记录方式，将它采用多层记录方式，将它采用多层记录方式，将它采用多层记录方式，将CDCDDADA数据和数据和数据和数据和CDCDROMROM数据分成数据分成数据分成数据分成了两个数据段，第一段记录了两个数据段，第一段记录了两个数据段，第一段记录了两个数据段，第一段记录CDCDDADA音频数据，第二段记录有音频数据，第二段记录有音频数据，第二段记录有音频数据，第二段记录有关的关的关的关的CDCDROMROM数据，数据，数据，数据，可使一般可使一般可使一般可使一般CDCD音乐播放机无法读取受到音乐播放机无法读取受到音乐播放机无法读取受到音乐播放机无法读取受到保护数据轨，而计算机的光驱可读取到数据轨及音乐轨。保护数据轨，而计算机的光驱可读取到数据轨及音乐轨。保护数据轨，而计算机的光驱可读取到数据轨及音乐轨。保护数据轨，而计算机的光驱可读取到数据轨及音乐轨。11标准名称标准名称盘的名称盘的名称主要内容主要内容RedBookCD-DA12 只读存储光盘（只读存储光盘（只读存储光盘（只读存储光盘（readonlymemoryreadonlymemory，ROMROM）ROMROM光盘的内容是在制作光盘时写入的，用户可任意多光盘的内容是在制作光盘时写入的，用户可任意多光盘的内容是在制作光盘时写入的，用户可任意多光盘的内容是在制作光盘时写入的，用户可任意多次从次从次从次从ROMROM读取信息，而不能往盘上写信息：读取信息，而不能往盘上写信息：读取信息，而不能往盘上写信息：读取信息，而不能往盘上写信息：CD-ROMCD-ROM、V-CDV-CD、DVDDVD。一次写入多次读出光盘（一次写入多次读出光盘（一次写入多次读出光盘（一次写入多次读出光盘（writeoncereadwriteoncereadmanymany，WORMWORM）WORMWORM光盘一次写入内容，以后成为光盘一次写入内容，以后成为光盘一次写入内容，以后成为光盘一次写入内容，以后成为ROMROM光盘，包括光盘，包括光盘，包括光盘，包括CD-RCD-R、DVD-RDVD-R。12光盘的分类光盘的分类只读存储光盘（只读存储光盘（readonlymemor13可擦重写光盘（可擦重写光盘（可擦重写光盘（可擦重写光盘（rewriterewrite，RWRW）可重写型光盘像磁盘一样具有可擦写性。擦写需要两可重写型光盘像磁盘一样具有可擦写性。擦写需要两可重写型光盘像磁盘一样具有可擦写性。擦写需要两可重写型光盘像磁盘一样具有可擦写性。擦写需要两束激光，两次动作，一束激光先擦除信息，另一束激束激光，两次动作，一束激光先擦除信息，另一束激束激光，两次动作，一束激光先擦除信息，另一束激束激光，两次动作，一束激光先擦除信息，另一束激光再写入信息。光再写入信息。光再写入信息。光再写入信息。直接重写光盘（直接重写光盘（直接重写光盘（直接重写光盘（overwriteoverwrite，OWOW）这种光盘同样可以实现可擦写功能，不同的是只用一这种光盘同样可以实现可擦写功能，不同的是只用一这种光盘同样可以实现可擦写功能，不同的是只用一这种光盘同样可以实现可擦写功能，不同的是只用一束激光一次动作，擦掉信息的同时写入信息。束激光一次动作，擦掉信息的同时写入信息。束激光一次动作，擦掉信息的同时写入信息。束激光一次动作，擦掉信息的同时写入信息。13可擦重写光盘（可擦重写光盘（rewrite，RW）直接重写光盘（）直接重写光盘（ove14更换容易更换容易更换容易更换容易信息位价格低信息位价格低信息位价格低信息位价格低 存储寿命长存储寿命长存储寿命长存储寿命长数据传输速率高数据传输速率高数据传输速率高数据传输速率高存储密度高存储密度高存储密度高存储密度高光盘线密度为光盘线密度为光盘线密度为光盘线密度为10103 3B/mmB/mm面密度为面密度为面密度为面密度为 10105 5-10-106 6B/mmB/mm2 2几十几十几十几十MBMB、GBGB至至至至TB/sTB/s1010年以上年以上年以上年以上CD:CD:几分钱几分钱几分钱几分钱/M/MDVDDVD：不足：不足：不足：不足1 1分钱分钱分钱分钱/M/M14更换容易信息位价格低更换容易信息位价格低存储寿命长数据传输速率高存储密度高存储寿命长数据传输速率高存储密度高15CD-ROMCD-ROM盘片盘片盘片盘片是多媒体信息的载体；是多媒体信息的载体；是多媒体信息的载体；是多媒体信息的载体；CD-ROMCD-ROM驱动器驱动器驱动器驱动器通过连线与计算机相连，主要任务是完成对通过连线与计算机相连，主要任务是完成对通过连线与计算机相连，主要任务是完成对通过连线与计算机相连，主要任务是完成对CD-ROMCD-ROM盘片上的数据读取。盘片上的数据读取。盘片上的数据读取。盘片上的数据读取。15CD-ROM盘片是多媒体信息的载体；只读存储光盘（盘片是多媒体信息的载体；只读存储光盘（CD-16CD-ROMCD-ROM盘片是用塑料压制成的圆盘，盘片的直径为盘片是用塑料压制成的圆盘，盘片的直径为盘片是用塑料压制成的圆盘，盘片的直径为盘片是用塑料压制成的圆盘，盘片的直径为120mm120mm，中，中，中，中心定位孔心定位孔心定位孔心定位孔15mm15mm，厚度，厚度，厚度，厚度1.2mm1.2mm。CD-ROMCD-ROM盘片用单面存储数据，盘片用单面存储数据，盘片用单面存储数据，盘片用单面存储数据，另一面用来印刷商标。另一面用来印刷商标。另一面用来印刷商标。另一面用来印刷商标。CD-ROMCD-ROMCD-ROM盘片结构盘片结构盘片结构盘片结构盘片结构盘片结构16CD-ROM盘片是用塑料压制成的圆盘，盘片的直径为盘片是用塑料压制成的圆盘，盘片的直径为12017 CD-ROMCD-ROM盘片的最上层是涂了漆的盘片的最上层是涂了漆的盘片的最上层是涂了漆的盘片的最上层是涂了漆的保护层保护层保护层保护层，该层上印有商标。，该层上印有商标。，该层上印有商标。，该层上印有商标。第二层是铝第二层是铝第二层是铝第二层是铝反射层反射层反射层反射层，当驱动器读光盘时用来反射激光光束。，当驱动器读光盘时用来反射激光光束。，当驱动器读光盘时用来反射激光光束。，当驱动器读光盘时用来反射激光光束。第三层是用聚碳酸脂压制的第三层是用聚碳酸脂压制的第三层是用聚碳酸脂压制的第三层是用聚碳酸脂压制的透明衬底透明衬底透明衬底透明衬底，同时压制出的预刻槽用，同时压制出的预刻槽用，同时压制出的预刻槽用，同时压制出的预刻槽用来对光道径向定位，信息通常存储在光道上。来对光道径向定位，信息通常存储在光道上。来对光道径向定位，信息通常存储在光道上。来对光道径向定位，信息通常存储在光道上。17CD-ROM盘片的最上层是涂了漆的保护层，该层上印有商盘片的最上层是涂了漆的保护层，该层上印有商18CDCD盘光道的结构与磁盘磁道的结构不同，它的光道不是盘光道的结构与磁盘磁道的结构不同，它的光道不是盘光道的结构与磁盘磁道的结构不同，它的光道不是盘光道的结构与磁盘磁道的结构不同，它的光道不是同心同心同心同心环环环环光道，而是光道，而是光道，而是光道，而是螺旋螺旋螺旋螺旋型光道。型光道。型光道。型光道。CDCD盘转动的角速度在光盘的内外区是不同的，而它的盘转动的角速度在光盘的内外区是不同的，而它的盘转动的角速度在光盘的内外区是不同的，而它的盘转动的角速度在光盘的内外区是不同的，而它的线速度线速度线速度线速度是恒定是恒定是恒定是恒定的，就是光盘的光学读出头相对于盘片运动的线速度是的，就是光盘的光学读出头相对于盘片运动的线速度是的，就是光盘的光学读出头相对于盘片运动的线速度是的，就是光盘的光学读出头相对于盘片运动的线速度是恒定的。恒定的。恒定的。恒定的。18CD盘光道的结构与磁盘磁道的结构不同，它的光道不是同心环盘光道的结构与磁盘磁道的结构不同，它的光道不是同心环19CD-ROMCD-ROM光盘的信息是沿着盘面由光盘的信息是沿着盘面由光盘的信息是沿着盘面由光盘的信息是沿着盘面由内向外螺旋形内向外螺旋形内向外螺旋形内向外螺旋形信息轨道信息轨道信息轨道信息轨道(光光光光道道道道)的一系列凹坑的形式存储的。的一系列凹坑的形式存储的。的一系列凹坑的形式存储的。的一系列凹坑的形式存储的。光道上不论内圈还是外圈，各处的光道上不论内圈还是外圈，各处的光道上不论内圈还是外圈，各处的光道上不论内圈还是外圈，各处的存储密度是一样的，存储密度是一样的，存储密度是一样的，存储密度是一样的，光道共光道共光道共光道共2218822188圈（每毫米约圈（每毫米约圈（每毫米约圈（每毫米约600600圈），长度可达圈），长度可达圈），长度可达圈），长度可达5.6km5.6km。光道的间距为光道的间距为光道的间距为光道的间距为1.6m1.6m，最小的凹坑长度为，最小的凹坑长度为，最小的凹坑长度为，最小的凹坑长度为0.834m0.834m，光道上凹，光道上凹，光道上凹，光道上凹坑深约为坑深约为坑深约为坑深约为0.12m0.12m。19CD-ROM光盘的信息是沿着盘面由内向外螺旋形信息轨道光盘的信息是沿着盘面由内向外螺旋形信息轨道(20CD-ROMCD-ROMCD-ROM驱动器构造驱动器构造驱动器构造驱动器构造驱动器构造驱动器构造打开光驱打开光驱打开光驱打开光驱激光头的运动激光头的运动激光头的运动激光头的运动20CD-ROM驱动器构造打开光驱激光头的运动只读存储光盘（驱动器构造打开光驱激光头的运动只读存储光盘（21激光头：激光头：激光头：激光头：激光头：激光头：是是是是CD-ROMCD-ROM驱动器的主要部件，功能是驱动器的主要部件，功能是驱动器的主要部件，功能是驱动器的主要部件，功能是利用非凹坑上反射的激光强度弱得多这一特性，通利用非凹坑上反射的激光强度弱得多这一特性，通利用非凹坑上反射的激光强度弱得多这一特性，通利用非凹坑上反射的激光强度弱得多这一特性，通过光电转换器，将光盘上的信息转换为电信号过光电转换器，将光盘上的信息转换为电信号过光电转换器，将光盘上的信息转换为电信号过光电转换器，将光盘上的信息转换为电信号;聚焦伺服聚焦伺服聚焦伺服聚焦伺服聚焦伺服聚焦伺服：自动聚焦伺服系统产生聚焦误差信号，自动聚焦伺服系统产生聚焦误差信号，自动聚焦伺服系统产生聚焦误差信号，自动聚焦伺服系统产生聚焦误差信号，调整光头和光盘之间的距离，保证聚焦点落在光盘调整光头和光盘之间的距离，保证聚焦点落在光盘调整光头和光盘之间的距离，保证聚焦点落在光盘调整光头和光盘之间的距离，保证聚焦点落在光盘的信息面上的信息面上的信息面上的信息面上;道跟踪伺服道跟踪伺服道跟踪伺服道跟踪伺服道跟踪伺服道跟踪伺服：采用道跟踪技术，克服光盘的偏心，采用道跟踪技术，克服光盘的偏心，采用道跟踪技术，克服光盘的偏心，采用道跟踪技术，克服光盘的偏心，使聚焦光束落在有凹坑的光道中央使聚焦光束落在有凹坑的光道中央使聚焦光束落在有凹坑的光道中央使聚焦光束落在有凹坑的光道中央.21只读存储光盘（只读存储光盘（CD-ROM）系统激光头：是）系统激光头：是CD-ROM驱驱22读盘原理读盘原理读盘原理读盘原理读盘原理读盘原理CD-ROMCD-ROM驱动器的激光器发出的驱动器的激光器发出的驱动器的激光器发出的驱动器的激光器发出的激光束激光束激光束激光束经透镜整形和聚焦后经透镜整形和聚焦后经透镜整形和聚焦后经透镜整形和聚焦后照照照照在螺旋光道在螺旋光道在螺旋光道在螺旋光道上，对光道进行扫描。上，对光道进行扫描。上，对光道进行扫描。上，对光道进行扫描。从光盘上反射回来的激光束沿原来的光路返回，到达从光盘上反射回来的激光束沿原来的光路返回，到达从光盘上反射回来的激光束沿原来的光路返回，到达从光盘上反射回来的激光束沿原来的光路返回，到达激光束激光束激光束激光束分离器后分离器后分离器后分离器后反射到光电检测器反射到光电检测器反射到光电检测器反射到光电检测器；由光电检测器把由光电检测器把由光电检测器把由光电检测器把光信号变成电信号光信号变成电信号光信号变成电信号光信号变成电信号，再经过电子线路处理后，再经过电子线路处理后，再经过电子线路处理后，再经过电子线路处理后还原成原来的还原成原来的还原成原来的还原成原来的二进制数据二进制数据二进制数据二进制数据。22读盘原理读盘原理CD-ROM驱动器的激光器发出的激光束经透镜整形驱动器的激光器发出的激光束经透镜整形23激光束入射至凹坑（激光束入射至凹坑（激光束入射至凹坑（激光束入射至凹坑（pitpit）和凸台（）和凸台（）和凸台（）和凸台（landland）边缘时，会产生反射）边缘时，会产生反射）边缘时，会产生反射）边缘时，会产生反射光信号，而入射至其他地方时没有反射光信号，则坑台边缘代光信号，而入射至其他地方时没有反射光信号，则坑台边缘代光信号，而入射至其他地方时没有反射光信号，则坑台边缘代光信号，而入射至其他地方时没有反射光信号，则坑台边缘代表表表表“1”1”，其他地方代表，其他地方代表，其他地方代表，其他地方代表“0”0”。23激光束入射至凹坑（激光束入射至凹坑（pit）和凸台（）和凸台（land）边缘时，会产）边缘时，会产24在在在在CDCDR R盘片上以连续的盘片上以连续的盘片上以连续的盘片上以连续的槽沟槽沟槽沟槽沟(Groove)(Groove)取代坑取代坑取代坑取代坑，并组成螺旋状，并组成螺旋状，并组成螺旋状，并组成螺旋状的轨道的轨道的轨道的轨道(Track)(Track)，而坑就被记录在这些槽沟内。在空白的盘片上，而坑就被记录在这些槽沟内。在空白的盘片上，而坑就被记录在这些槽沟内。在空白的盘片上，而坑就被记录在这些槽沟内。在空白的盘片上，槽沟有几个重要的用途，包括转速控制、寻道控制及时间指示槽沟有几个重要的用途，包括转速控制、寻道控制及时间指示槽沟有几个重要的用途，包括转速控制、寻道控制及时间指示槽沟有几个重要的用途，包括转速控制、寻道控制及时间指示等。在槽沟上面是等。在槽沟上面是等。在槽沟上面是等。在槽沟上面是感光层感光层感光层感光层(有机染料，有机染料，有机染料，有机染料，Organicdyematerial)Organicdyematerial)及及及及反射层反射层反射层反射层(黄金或银黄金或银黄金或银黄金或银)，最后再加上保护层及印刷层。，最后再加上保护层及印刷层。，最后再加上保护层及印刷层。，最后再加上保护层及印刷层。CD-RCD-RCD-R盘片结构盘片结构盘片结构盘片结构盘片结构盘片结构24在在CDR盘片上以连续的槽沟盘片上以连续的槽沟(Groove)取代坑，并组取代坑，并组25CD-RCD-R的工作原理是利用大功率激光束的的工作原理是利用大功率激光束的的工作原理是利用大功率激光束的的工作原理是利用大功率激光束的热效应热效应热效应热效应使激光焦点照射使激光焦点照射使激光焦点照射使激光焦点照射的有机染料微区产生不可逆的物理化学变化，形成具有与的有机染料微区产生不可逆的物理化学变化，形成具有与的有机染料微区产生不可逆的物理化学变化，形成具有与的有机染料微区产生不可逆的物理化学变化，形成具有与CD-CD-ROMROM光盘凹坑相同光学反射特性的信息凹坑光盘凹坑相同光学反射特性的信息凹坑光盘凹坑相同光学反射特性的信息凹坑光盘凹坑相同光学反射特性的信息凹坑.CD-RCD-RCD-R光存储原理光存储原理光存储原理光存储原理光存储原理光存储原理25CD-R的工作原理是利用大功率激光束的热效应使激光焦点照的工作原理是利用大功率激光束的热效应使激光焦点照26盘片名称盘片名称盘片名称盘片名称金盘金盘金盘金盘绿盘绿盘绿盘绿盘蓝盘蓝盘蓝盘蓝盘反射层颜色反射层颜色反射层颜色反射层颜色金色金色金色金色金色金色金色金色银色银色银色银色基片层颜色基片层颜色基片层颜色基片层颜色金色金色金色金色绿色绿色绿色绿色蓝色蓝色蓝色蓝色染料染料染料染料酞菁染料酞菁染料酞菁染料酞菁染料 青蓝染料青蓝染料青蓝染料青蓝染料含氮染料含氮染料含氮染料含氮染料特点特点特点特点1.1.使用寿命超过使用寿命超过使用寿命超过使用寿命超过100100年年年年2.2.对刻录机的写入激对刻录机的写入激对刻录机的写入激对刻录机的写入激光功率要求较高光功率要求较高光功率要求较高光功率要求较高3.3.价格较贵价格较贵价格较贵价格较贵 1.1.使用寿命为使用寿命为使用寿命为使用寿命为1010年年年年2.2.对刻录机的兼容对刻录机的兼容对刻录机的兼容对刻录机的兼容性最佳性最佳性最佳性最佳3.3.价格便宜价格便宜价格便宜价格便宜1.1.与绿盘性能类似与绿盘性能类似与绿盘性能类似与绿盘性能类似2.2.使用寿命约使用寿命约使用寿命约使用寿命约100100年年年年3.3.价格适中价格适中价格适中价格适中根据使用基片层的不同，感光层的颜色可以分为金、绿、蓝三种。根据使用基片层的不同，感光层的颜色可以分为金、绿、蓝三种。根据使用基片层的不同，感光层的颜色可以分为金、绿、蓝三种。根据使用基片层的不同，感光层的颜色可以分为金、绿、蓝三种。26盘片名称金盘绿盘蓝盘反射层颜色金色金色银色基片层颜色金色盘片名称金盘绿盘蓝盘反射层颜色金色金色银色基片层颜色金色271 1 1 1个扇区的数据格式个扇区的数据格式个扇区的数据格式个扇区的数据格式CD-RCD-RCD-R盘片容量盘片容量盘片容量盘片容量盘片容量盘片容量271个扇区的数据格式个扇区的数据格式CD-R盘片容量一次写入光盘（盘片容量一次写入光盘（CD-R28数据数据数据数据CDCD（即（即（即（即CD-ROMCD-ROM，又称，又称，又称，又称CD-ROMMode1,ISOCD-ROMMode1,ISO）、音乐）、音乐）、音乐）、音乐CDCD（CD-DACD-DA，CD-DigitalAudioCD-DigitalAudio）、和扩展体系）、和扩展体系）、和扩展体系）、和扩展体系CDCD（CD-ROMCD-ROMXAXA，CD-ROMEXtendedArchitectureCD-ROMEXtendedArchitecture，又称，又称，又称，又称CD-ROMMode2CD-ROMMode2）。）。）。）。格扇区格扇区格扇区格扇区/秒秒秒秒28数据数据CD（即（即CD-ROM，又称，又称CD-ROMMode129可重写光盘的存储介质能够在激光辐照下起可逆的物理可重写光盘的存储介质能够在激光辐照下起可逆的物理可重写光盘的存储介质能够在激光辐照下起可逆的物理可重写光盘的存储介质能够在激光辐照下起可逆的物理或化学变化。目前它主要有两类：或化学变化。目前它主要有两类：或化学变化。目前它主要有两类：或化学变化。目前它主要有两类：磁光型和相变型磁光型和相变型磁光型和相变型磁光型和相变型。磁光型光盘利用磁光型光盘利用磁光型光盘利用磁光型光盘利用激光和磁场激光和磁场激光和磁场激光和磁场对光信息进行读、写和擦除；对光信息进行读、写和擦除；对光信息进行读、写和擦除；对光信息进行读、写和擦除；相变型光盘相变型光盘相变型光盘相变型光盘通过调节激光的强弱使记录材料的通过调节激光的强弱使记录材料的通过调节激光的强弱使记录材料的通过调节激光的强弱使记录材料的晶体状态和非晶体状态和非晶体状态和非晶体状态和非晶体状态互相转换晶体状态互相转换晶体状态互相转换晶体状态互相转换，从而进行旧数据的消除和新数据的写入。，从而进行旧数据的消除和新数据的写入。，从而进行旧数据的消除和新数据的写入。，从而进行旧数据的消除和新数据的写入。29可擦重写光盘（可擦重写光盘（CD-RW）可重写光盘的存储介质能够在激光）可重写光盘的存储介质能够在激光30DVDDVD是是是是DigitalVideoDiscDigitalVideoDisc的缩写，意思是的缩写，意思是的缩写，意思是的缩写，意思是“数字视频光盘数字视频光盘数字视频光盘数字视频光盘(系统系统系统系统)”)”，实际上，实际上，实际上，实际上DVDDVD的应用不仅仅是用来存放视频节目，它同样可以的应用不仅仅是用来存放视频节目，它同样可以的应用不仅仅是用来存放视频节目，它同样可以的应用不仅仅是用来存放视频节目，它同样可以用来存储其他类型的数据，因此又被称为用来存储其他类型的数据，因此又被称为用来存储其他类型的数据，因此又被称为用来存储其他类型的数据，因此又被称为DigitalVersatileDigitalVersatileDiscDisc，是数字多用途光盘。，是数字多用途光盘。，是数字多用途光盘。，是数字多用途光盘。DVDDVDDVD的定义的定义的定义的定义的定义的定义30DVD是是DigitalVideoDisc的缩写，意思的缩写，意思31DVDDVDDVD的规格的规格的规格的规格的规格的规格31DVD的规格的规格DVD光存储系统光存储系统32DVDDVD盘光道之间间距由原来的盘光道之间间距由原来的盘光道之间间距由原来的盘光道之间间距由原来的1.61.6 mm缩小到缩小到缩小到缩小到0.740.74 mm，而记录信，而记录信，而记录信，而记录信息的最小凹凸坑长度由原来的息的最小凹凸坑长度由原来的息的最小凹凸坑长度由原来的息的最小凹凸坑长度由原来的0.830.83 mm缩小到缩小到缩小到缩小到0.40.4 mm。DVDDVDDVD光盘的结构光盘的结构光盘的结构光盘的结构光盘的结构光盘的结构32DVD盘光道之间间距由原来的盘光道之间间距由原来的1.6m缩小到缩小到0.74m33参数参数DVDCD容量增益容量增益盘片直径片直径120mm120mm盘片厚度片厚度0.6mm/面面1.2mm/面面减小激光波减小激光波长635/650nm780nm1.228=780/635加大加大N.A.(数数值孔径孔径)0.60.454.486=(1.6*0.83)/(0.74*0.40)减小光道减小光道间距距0.74m1.6m减小最小凹坑减小最小凹坑长度度0.4m0.83m减小减小纠错码的的长度度RSPCCIRC修改信号修改信号调制方式制方式(814)+2(814)+31.0625=17/16加大加大盘片表面的利用片表面的利用率率86.6平方厘米平方厘米86平方厘米平方厘米1.019=86.6/86减小每个扇区字减小每个扇区字节数数2048/2060字字节/扇区扇区2048/2352字字节/扇区扇区1.142=2352/2060DVDDVDDVD光盘存储容量增加的原因光盘存储容量增加的原因光盘存储容量增加的原因光盘存储容量增加的原因光盘存储容量增加的原因光盘存储容量增加的原因33参数参数DVDCD容量增益盘片直径容量增益盘片直径120mm120mm34为了提高存储容量，出现了另一种规格的为了提高存储容量，出现了另一种规格的为了提高存储容量，出现了另一种规格的为了提高存储容量，出现了另一种规格的DVDDVD盘，称为单面双盘，称为单面双盘，称为单面双盘，称为单面双层光盘，单面双层盘的表层称为第层光盘，单面双层盘的表层称为第层光盘，单面双层盘的表层称为第层光盘，单面双层盘的表层称为第0 0层，最里层称为第层，最里层称为第层，最里层称为第层，最里层称为第1 1层。第层。第层。第层。第0 0层采用了一种新的半透明层采用了一种新的半透明层采用了一种新的半透明层采用了一种新的半透明(semi-transmissive)(semi-transmissive)薄膜涂层，可让薄膜涂层，可让薄膜涂层，可让薄膜涂层，可让激光束透过表层到达第激光束透过表层到达第激光束透过表层到达第激光束透过表层到达第1 1层。层。层。层。34为了提高存储容量，出现了另一种规格的为了提高存储容量，出现了另一种规格的DVD盘，称为单面双盘，称为单面双3535DVD光存储系统光存储系统36保护光盘不受强光照射，避免将光盘存放在过热、过冷或保护光盘不受强光照射，避免将光盘存放在过热、过冷或保护光盘不受强光照射，避免将光盘存放在过热、过冷或保护光盘不受强光照射，避免将光盘存放在过热、过冷或潮湿的地方。潮湿的地方。潮湿的地方。潮湿的地方。光盘必须放在专用的容器内保存而不能把它们堆放或叠放光盘必须放在专用的容器内保存而不能把它们堆放或叠放光盘必须放在专用的容器内保存而不能把它们堆放或叠放光盘必须放在专用的容器内保存而不能把它们堆放或叠放在一起。在一起。在一起。在一起。当需要把光盘放入计算机光盘驱动器中进行阅读时，要用当需要把光盘放入计算机光盘驱动器中进行阅读时，要用当需要把光盘放入计算机光盘驱动器中进行阅读时，要用当需要把光盘放入计算机光盘驱动器中进行阅读时，要用手指托住光盘的里、外边缘以避免指印，并且使标记面朝手指托住光盘的里、外边缘以避免指印，并且使标记面朝手指托住光盘的里、外边缘以避免指印，并且使标记面朝手指托住光盘的里、外边缘以避免指印，并且使标记面朝上，然后放入到光盘驱动器的托盘中。上，然后放入到光盘驱动器的托盘中。上，然后放入到光盘驱动器的托盘中。上，然后放入到光盘驱动器的托盘中。若光盘变脏，可用一块微湿的柔软棉布从中心向边缘轻轻若光盘变脏，可用一块微湿的柔软棉布从中心向边缘轻轻若光盘变脏，可用一块微湿的柔软棉布从中心向边缘轻轻若光盘变脏，可用一块微湿的柔软棉布从中心向边缘轻轻擦拭，不能沿圆形轨边擦拭。擦拭，不能沿圆形轨边擦拭。擦拭，不能沿圆形轨边擦拭。擦拭，不能沿圆形轨边擦拭。36光盘的保养保护光盘不受强光照射，避免将光盘存放在过热、过光盘的保养保护光盘不受强光照射，避免将光盘存放在过热、过37降低激光波长降低激光波长降低激光波长降低激光波长，提高数值孔径提高数值孔径提高数值孔径提高数值孔径缩小信息符尺寸，从而缩小信息符尺寸，从而缩小信息符尺寸，从而缩小信息符尺寸，从而提高光盘容量提高光盘容量提高光盘容量提高光盘容量。蓝光技术蓝光技术蓝光技术蓝光技术蓝光技术蓝光技术37降低激光波长，提高数值孔径缩小信息符尺寸，从而提高光盘容降低激光波长，提高数值孔径缩小信息符尺寸，从而提高光盘容38ML-DVDML-DVD光盘光盘光盘光盘凹坑深度不统一凹坑深度不统一凹坑深度不统一凹坑深度不统一，根据编码调制成不同深度的凹，根据编码调制成不同深度的凹，根据编码调制成不同深度的凹，根据编码调制成不同深度的凹坑。控制光盘上凹坑深度使激光的反射功率多级化，配合特有坑。控制光盘上凹坑深度使激光的反射功率多级化，配合特有坑。控制光盘上凹坑深度使激光的反射功率多级化，配合特有坑。控制光盘上凹坑深度使激光的反射功率多级化，配合特有的编码调制技术使单个信息点存储更多的信息。的编码调制技术使单个信息点存储更多的信息。的编码调制技术使单个信息点存储更多的信息。的编码调制技术使单个信息点存储更多的信息。多级光盘技术（多级光盘技术（多级光盘技术（多级光盘技术（多级光盘技术（多级光盘技术（MultiLevelMultiLevelMultiLevel）38ML-DVD光盘凹坑深度不统一，根据编码调制成不同深度的光盘凹坑深度不统一，根据编码调制成不同深度的39原理：原理：原理：原理：干涉记录干涉记录干涉记录干涉记录衍射重现衍射重现衍射重现衍射重现全息光存储巨大竞争力体现在它具有超大存储容量、超高存储全息光存储巨大竞争力体现在它具有超大存储容量、超高存储全息光存储巨大竞争力体现在它具有超大存储容量、超高存储全息光存储巨大竞争力体现在它具有超大存储容量、超高存储密度和超快的存取速度。密度和超快的存取速度。密度和超快的存取速度。密度和超快的存取速度。达到达到达到达到TBTB量级的存储容量，量级的存储容量，量级的存储容量，量级的存储容量，GBGB量级的数据传输率。量级的数据传输率。量级的数据传输率。量级的数据传输率。难点：难点：难点：难点：存储材料选择；加工成本存储材料选择；加工成本存储材料选择；加工成本存储材料选择；加工成本全息光存储全息光存储全息光存储全息光存储全息光存储全息光存储39原理：全息光存储巨大竞争力体现在它具有超大存储容量、超高原理：全息光存储巨大竞争力体现在它具有超大存储容量、超高4040光存储的未来光存储的未来41在全息光存储方面领先的企业是日本的在全息光存储方面领先的企业是日本的在全息光存储方面领先的企业是日本的在全息光存储方面领先的企业是日本的OptwareOptware公司，该公司公司，该公司公司，该公司公司，该公司19991999年由风险投资创建，年由风险投资创建，年由风险投资创建，年由风险投资创建，20042004年获得年获得年获得年获得6 6家企业家企业家企业家企业3.63.6亿日元的投资，亿日元的投资，亿日元的投资，亿日元的投资，20062006年已经推出了利用同线全息技术制成的光盘，单张光盘的年已经推出了利用同线全息技术制成的光盘，单张光盘的年已经推出了利用同线全息技术制成的光盘，单张光盘的年已经推出了利用同线全息技术制成的光盘，单张光盘的存储容量达到存储容量达到存储容量达到存储容量达到200GB200GB。美国美国美国美国InPhaseTechnologiesInPhaseTechnologies公司于公司于公司于公司于20072007年宣布开始量产全息年宣布开始量产全息年宣布开始量产全息年宣布开始量产全息存储驱动器和存储驱动器和存储驱动器和存储驱动器和300GB300GB容量的全息光盘容量的全息光盘容量的全息光盘容量的全息光盘(HVD)(HVD)。美国通用电气研发成试验了用全息存储材料制造的光盘，并成美国通用电气研发成试验了用全息存储材料制造的光盘，并成美国通用电气研发成试验了用全息存储材料制造的光盘，并成美国通用电气研发成试验了用全息存储材料制造的光盘，并成功实现了功实现了功实现了功实现了500G500G内容的储存。内容的储存。内容的储存。内容的储存。以色列全息技术研究公司以色列全息技术研究公司以色列全息技术研究公司以色列全息技术研究公司MatterisMatteris宣称他们已经正式完成了容宣称他们已经正式完成了容宣称他们已经正式完成了容宣称他们已经正式完成了容量高达量高达量高达量高达1000GB1000GB（1TB1TB）的纳米全息光盘的开发工作，更高容）的纳米全息光盘的开发工作，更高容）的纳米全息光盘的开发工作，更高容）的纳米全息光盘的开发工作，更高容量的产品正在开发中。量的产品正在开发中。量的产品正在开发中。量的产品正在开发中。41在全息光存储方面领先的企业是日本的在全息光存储方面领先的企业是日本的Optware公司，该公司，该4242ThankYou!