第6章光盘和光盘驱动器
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第六章光存储技术光存储技术是一种利用激光在光盘上记录和读取信息的技术。
这种技术最早出现在20世纪70年代,经过几十年的发展,已经成为信息存储领域的重要分支。
光存储技术具有存储容量大、数据保存时间长、读写速度快等优点,广泛应用于计算机、消费电子、医疗、教育等多个领域。
光存储技术的基本原理是通过激光在光盘上烧蚀出凹坑或改变光盘表面材料的性质,形成信息的记录。
读取时,激光照射到光盘上,通过检测反射光的变化来还原信息。
光存储技术的核心设备是光盘驱动器,它负责控制激光的发射、聚焦、读取等过程。
目前,光存储技术主要包括CD、DVD、蓝光等几种类型。
CD是最早出现的光存储介质,容量为650MB,主要应用于音乐、软件等领域。
DVD是CD的升级版,容量为4.7GB,广泛应用于电影、游戏等领域。
蓝光则是最新的光存储技术,容量可达25GB,适用于高清电影、大容量数据存储等需求。
随着科技的不断进步,光存储技术也在不断创新。
例如,holographic storage(全息存储)技术、MDISC(Millennium Disc)技术等新型光存储技术正在研发中,这些技术有望在未来提供更大的存储容量和更长的数据保存时间。
光存储技术作为一种成熟的信息存储技术,在现代社会中发挥着重要作用。
未来,随着科技的不断发展,光存储技术将会继续创新,为人类提供更高效、更便捷的信息存储解决方案。
光存储技术的发展历程光存储技术的起源可以追溯到20世纪60年代,当时科学家们开始研究利用激光来记录和读取信息。
1972年,荷兰飞利浦公司推出了第一张CD(Compact Disc),这标志着光存储技术的正式诞生。
CD的出现极大地改变了音乐和软件的存储方式,它具有高保真、可重复播放等优点,迅速在全球范围内普及。
随着技术的进步,光存储技术不断升级。
1995年,DVD(Digital Versatile Disc)正式上市,其容量是CD的7倍,不仅能够存储更多的数据,还支持高质量的音视频播放。
光盘驱动器的基本结构及原理CD-ROM 是光盘中的一种,直径为12cm,存储容量可达650MB-740MB,存贮量可达6亿个数据字符以上,如果单纯存放文字,一张光盘相当于15万张16开的纸。
而光盘驱动器已成为计算机系统必备的外部存储设备之一。
8.1光盘驱动器的基本结构及原理8.1.1光盘驱动器的结构光驱由机械器件、电子器件和光学器件三部分组成。
其结构包括光盘头、激光器、光电检测器、光学器件和伺服控制系统等。
如图8-1所示。
1.光盘头光盘头是光盘的读出系统,它发射出来的激光束照射到光盘的凹凸反光面上,被反光层反射后,经光电检测器将反射回的激光束转换为电信号,再经电子线路处理后得到信号编码,编码经译码后便得到读出的数据。
光盘头得到从光盘表面反射回的激光束信号,还可判断出聚焦误差、光道跟踪误差,这些误差信号使聚焦伺服系统和径向光道跟踪伺服系统动作,将激光束调整到最佳位置。
光盘头的结构原理如图8-2所示。
2 .激光器激光器由激光二极管和聚焦透镜等组成。
砷化镓半导体激光器可发射出波长为0.78祄、输出功率为0.5mW的激光束。
3 •光电检测器光电检测二极管将从光盘表面反射回的激光束转换为电信号,由电信号强弱的变化,便可检测出该信号是来自光盘的凹区、凸区还是两区交界处,并得到聚焦误差、光道跟踪误差及速度误差等,从而由伺服控制系统进行实时调整。
4 •光学器件如图8-3所示,包括光栅、激光束分离器、放大镜等,准直透镜将激光束变成圆柱形光束。
激光束分离器(半反镜)使反射回的激光束射向光电检测二极管,物镜由音圈电机带动下上下移动和沿盘片的径向微量移动,使激光束焦点始终落在光盘的光道上。
5 •伺服控制系统在光盘驱动器中,有三个基本伺服控制系统:聚焦伺服系统、径向光道跟踪伺服系统和光盘转速控制系统。
(1) 聚焦伺服系统的目的是进行自动聚焦。
聚焦误差检出方式一般采用非点收差法,非点收差法就是根据光盘反射面位置的变化,反射光的聚焦位置移动,通过圆柱面透镜对投影光形状进行变化,用4分割PD差动检出,如图8-4所示。