8.10光盘存储技术
光盘存储到全息存储
外形体现。光盘之所以能够随意取放，主要取
决于基板的硬度。
常见光盘结构
The Disc Structure
2.印刷层和保护层
印刷层就是印刷盘片的客户标识、容量等 相关资讯的地方。 保护层是用来保护光盘中的反射层及染料
1 2
层防止信号被破坏。材料为光固化丙烯酸类物
质。
常见光盘结构
The Disc Structure
全息光存储
利用全息技术，通过对光学条纹的记录与复现过程完成信息的记录与再现。将需要存储的 数据信息经编码后形成二进制数据流, 并以 页 为 单 位 映 射 到 空 间 光 调 制 器( Spatial Light Modulator, SLM) 上。从激光器发出的激光经分束器分离成两束相干光, 一束光经 SLM后携带了数据信息, 这样形成的物光进入存储介质中; 另一束没有调制的参考光直接照射 到介质上, 物光和参考光由于干涉而形成的图样记录在存储介质中。利用各种复用技术, 可在 介质的同一位置记录不同的数据信息。读出时, 采用与记录信息时相同的参考光照射存储介质, 将衍射光成像到探测器 (例如CCD)表面, 探测器阵列根据各像素所接收的光强大小将光信号转 变为电信号。
激光头是CD系统的核心部件之一，它由光电检测器、 透镜、激光束分离器、激光器等元件组成，激光器发 出的激光经过几个透镜聚焦后到达光盘，从光盘上反 射回来的激光束沿原来的光路返回，到达激光束分离 器后反射到光电检测器，由光电检测器把光信号变成 电信号，再经过电子线路处理后还原成原来的二进制 数据。
4.反射层
反射层是反射光驱激光光
束的区域，借反射的激光光束
读取光盘片中的资料。其材料 为纯度为99.99%的纯银金属。
The Working Principle Of CD 打开光驱
光盘的存储原理与组成概要课件
02
光盘的组成
02
光盘的组成
光盘的结构
光盘的结构决定了其存储和读取方式
光盘主要由基板、反射层、透明树脂层和保护层组成。基板是光盘的支撑结构， 反射层负责反射写入的光线，透明树脂层用于封装数据层，保护层则保护光盘免 受物理和化学损伤。
光盘的结构
光盘的结构决定了其存储和读取方式
光盘主要由基板、反射层、透明树脂层和保护层组成。基板是光盘的支撑结构， 反射层负责反射写入的光线，透明树脂层用于封装数据层，保护层则保护光盘免 受物理和化学损伤。
VS
此外，随着云计算、大数据等技术的 普及和应用，光盘存储技术也可能会 与这些技术相结合，形成更加高效、 可靠的存储解决方案。同时，随着环 保意识的提高，光盘存储技术也可能 会更加注重环保和可持续发展。
光盘存储技术的未来展望
随着技术的不断发展和进步，光盘存 储技术将继续朝着高容量、高速度、 高可靠性的方向发展。未来，光盘存 储技术可能会采用更加先进的光学技 术和数字技术，如光学纳米技术、三 维存储技术等，从而实现更高的存储 密度和更大的容量。
VS
此外，随着云计算、大数据等技术的 普及和应用，光盘存储技术也可能会 与这些技术相结合，形成更加高效、 可靠的存储解决方案。同时，随着环 保意识的提高，光盘存储技术也可能 会更加注重环保和可持续发展。
05
光盘存储与其他存储方式的比较
05
光盘存储与其他存储方式的比较
光盘存储与硬盘存储的比较
存储容量
光盘存储的容量相对较小，常见 的CD、DVD光盘容量在700MB 至8GB之间，而硬盘的容量则要 大得多，从几十GB到数TB不等
。
读取速度
光盘的读取速度受限于光盘的旋 转速度和光学头的读取速度，通
光盘存储原理及相关标准
CD盘的光道结构 两个术语：恒定角速度(CAV)和恒定线速度(CLV)。 以我们现在用的软磁盘为例，软磁盘存放数据的磁道是同心环，如图1104(A)所示，磁盘片转动的角速度是恒定的，通常用CAV(constant angular velocity)表示，但在这一条磁道和另一条磁道上，磁头相对于磁道的速度 (称为线速度)是不同的。采用同心环磁道的好处之一是控制简单，便于随 机存取，但由于内外磁道的记录密度(比特/每英寸)不相同，外磁道的记录 密度低，内磁道的记录密度高，外磁道的存储空间就没有得到充分利用， 因而存储器没有达到应有的存储容量。
在经过化学处 理后的玻璃盘 表面上镀一层 金属，用这种 盘去制作母盘 (mother disc)， 然后用母盘制 作压模，再用 压模去大批量 复制。成千上 万的CD盘就是 用压模压出来 的，所以价格 才这样便宜(版 权费除外)。
5.4 数据是怎样从CD盘读出的(工作原理)
光学读出头是CD系统的核心部件之一，它由光电检测器、透镜、激光 束分离器、激光器等元件组成。激光器发出的激光经过几个透镜聚焦 后到达光盘，从光盘上反射回来的激光束沿原来的光路返回，到达激 光束分离器后反射到光电检测器，由光电检测器把光信号变成电信号， 再经过电子线路处理后还原成原来的二进制数据。
CD-DA 存放数字化的音乐节目 CD-G 存放静止图像和音乐节目 CD-V 存放模拟的电视图像和数字化的声音 CD-ROM 存放数字化的文、图、声、象等 CD-I 存放数字化的文、图、声、象(静止的)、动画等 CD-I FMV 存放数字化的电影、电视等节目 卡拉OK CD 存放数字化的卡拉OK节目 Video CD 存放数字化的电影、电视等节目 Photo-CD 存放的主要是照片、艺术品
第一章 光盘存储系统(2)
光探测器：光电接收元件 一般使用的是硅光点二极管和PIN光点二极 管。光盘系统多采用PIN光电二极管。 对再现信号光微弱的光磁盘来说，可采用具 有光点倍增作用的APP作为接收元件。有高的信 噪比、动作比PIN光电二极管快。 物镜：使激光束聚焦在光盘信号面。
一次写多次读型
该光路主要特点：经 过强度调制的激光束投射 在光盘上，是光盘发生一 定的物理/化学反应来实 现记录。 与只读型的区别： LD的功率较大、功率可 调、光束整形。
第一章 光盘存储系统
1.1 光盘存储系统的基本知识
一 二 三 四
光盘存储系统的组成 各部分的作用 光盘存储的优点 主要技术指标:存储容量、数据传输 率、信噪比、取数时间
1.2 光盘存储系统的工作原理
一
光盘的记录方式
二光盘读/取的原理框图 三
读/写光学头的光路图
一 光盘的记录方式：4种
第一种：
直接重写相变型光盘技术：擦除和写入一次完成。
与磁光（MO）型记录方式相比，此种方法构造简 单，适于高速化，现已用于DVD-RAM中。而且大 有希望成为未来的光学纳米存储记录方式。
二 光盘存储系统读写原理框图
光盘系统种类很多，激光功率、波长、光盘结构、 格式、记录/读出方式、信息跟踪方式和记录材料 也不相同，但是，它们的基本工作原理大体是相 同的。 下面以只读光盘系统的工作原理来说明。
写记录： 利用透镜聚焦激光光斑，将高功率激光聚焦到 极小的点上，当磁性材料表面温度超过居里点时， 铁磁性物质突变为顺磁性物质，用外磁场诱导磁性 材料的磁化方向与未记录时的相反。温度下降时， 记录点磁化方向就固定下来。
擦除记录：
擦除信号时，使高功率的激光光斑连续照射在 盘片上，当温度到达居里点时，用相同磁场使磁性 材料的磁化方向一致。这样就擦除掉原有的信息， 可以进行新的数据写入。 MO光盘的读取： 利用克尔效应。光与磁光介质相互作用后，其 偏振状态要发生变化。
光盘的存储原理与组成
•3
光盘的读出原理
• 将CD进行回放时，用一个低能激光二极管发出的波长
为0.78毫米的红外光照射在二极管下“流过”的凹区和
凸区。光源在碳酸盐脂层的上方，所以，当凹区经过
时，激光束就会比凸区经过时伸出一些。由于凹区的
高度为激光波长的1/4，从凹区反射的激光的波长为从
凸区反射光的波长的一半。这样，反射光和发射光叠
• 存储器（操作系统层）
– 段、页管理
• 存储器（用户层）
– 文件 •26Biblioteka 存储器组成• 主存储器
– SRAM:触发器的不同状态 – DRAM:电容是否存储电荷
• 磁表面存储器
– 磁颗粒的偏转方向（编码规则）
• 光盘
– 凹区和凸区，反射光的强弱
•27
存储器设计目标
• 高速度
– CPU对存储器的要求越来越高
Row Decoder
BANK A DRAM
(2M*8)
Sense Amplifiers Latch and I/O Gating
Burst Counter
Column Decoder
Row Multiplexer
Sense Amplifiers and I/O Gating
Latch
BANK B
DRAM
(2M*8)
•22
Rambus DRAM
• 对主存带宽进行改进，引入特殊的总线。 • 采用面向块的异步协议传送地址和控制
信息。 • 经过480ns的初始化时间后，数据传输带
宽可达500Mbps。
•23
RamLink
• 用DRAM体组成环，在存储控制器的控 制下，共同响应请求，提供整个系统的 性能。
光盘存储技术
1第5章光盘存储技术⏹ 5.1 光盘存储器概述⏹ 5.2 激光唱盘（CD）⏹ 5.3 超级音频CD（SACD）⏹ 5.4 数字通用光盘（DVD）⏹ 5.5蓝光光盘BD和CBHD本章学习目标⏹熟悉光盘存储技术原理。
⏹了解光盘存储器的分类、特点以及发展概况。
⏹熟悉激光唱盘（CD）的数据记录和读出原理、CD-DA的存储格式。
⏹了解超级音频CD（SACD）和DVD-Audio。
⏹了解蓝光光盘（BD）的物理格式与技术特点。
5.1 光盘存储器概述⏹5.1.1 光盘存储技术原理⏹5.1.2 光盘存储器的类型⏹5.1.3 光盘存储系统的主要技术指标⏹5.1.4 光盘存储技术的发展简史5.1.1光盘存储技术原理⏹光存储技术是一种通过光学方法读出数据的一种数字存储技术。
一个存储单元所以能存储数据，是因为它具有极其简单、快速地识别出被存储的数据的特征。
⏹光学存储的原理是当光束照射在存储单元上时，其反射率随着所存储数据（“0”或“1”）的不同而变化。
最常用的方法是使反射光的极化方向随着数据的不同而改变，然后再通过光学的方法，使得照射在光电检测器上的光强度也发生相应的变化，光电检测器能够区分出照射在其中的光强变化，故能读出存储单元究竟存储了什么数据，并以电信号形式表示出来。
5.1.1光盘存储技术原理光盘存储系统由光盘驱动器和光盘组成。
CD-ROM驱动器就是用来读取CD盘片数据的设备。
光学读出头是光驱的心脏，也是最精密的部分，它主要负责数据的读取工作。
它由光电检测器、透镜、激光束分离器、激光器等元件组成。
5.1.1光盘存储技术原理激光器发出的激光经过几个透镜聚焦后到达光盘，从光盘上反射回来的激光束沿原来的光路返回，到达激光束分离器后反射到光电检测器，由光电检测器把光信号变成电信号，再经过电子线路处理后还原成原来的二进制数据。
5.1.1光盘存储技术原理光盘上压制了许多凹坑，激光束在凹坑部分反射的光的强度，要比从非凹坑部分反射的光的强度来得弱，光盘就是利用这个极其简单的原理来区分“1”和“0”的。
光存储技术简介
软件，在Windows Me/2000/XP上可以直接作为磁盘驱动
器读写，非常方便。其重复使用的次数允许有10万次之 多，而CDRW光盘则只有1000次。
DVD-RAM
DVD+R/RW
DVD+R/RW是由PHILIPS、SONY等公司所主导的盘片标准， 与现有的DVD播放器、DVD驱动器完全兼容。不仅可以作 为PC的数据存储，还可直接以DVD视频的格式刻录视频信
利益损失，才以区位码加以控制，让一地区的电影
上映后，再推出已加码的DVD。DVD区码Fra bibliotekDVD区码
只有美国八大电影公司(华纳WarnerBros、哥伦 比亚Columbia、20世纪福克斯20th Century FOX、派拉蒙Paramount、环球Universal、联合 United Artist、米高梅MGM、迪斯尼Disney)出 版的DVD影片才有区码限制。也就是说，除了这
刻录得到的光盘可以CD-ROM驱动器上读取。
CD-RW
CD-RW是一种可重复擦写的标准，可重复擦写达 1000次，但其写入速度低于CD-R光盘。在实际 工作中，CD-RW驱动器并不是把所有数据内容擦 除之后再进行数据刻录的，而是采用直接重写
的方法，把要写入数据的地方直接重写就是了
。
DVD-ROM
光雕技术
光雕技术包括LightScribe和Labelflash。 LightScribe光雕盘面刻录是惠普推出的打印
成像技术与电脑光刻技术的结合，通过专门
的驱动器、盘片和相关软件可以直接在CD或 者DVD盘面上刻出简单精致的标签图案。
LightScribe是在涂层上打孔，而Labelflash
则是通过激光照射光盘上的涂层使之形成图 案，它所体现出来的灰度效果更加出色。
多媒体技术基础之光盘存储器
多媒体技术基础之光盘存储器光盘存储器是一种常见的多媒体技术基础设备，广泛应用于电脑、音响、电视等多种设备中。
它通过使用激光技术，将数据以数字形式存储在光盘上，实现了大容量、高速读取和可靠性等优势。
下面我们将介绍一些光盘存储器的基本原理和特点。
光盘存储器的基本原理是利用激光技术。
在光盘的表面有微小的凹坑和平坦区域，凹坑代表数字“0”，平坦区域代表数字“1”。
当激光照射到凹坑时，激光被反射，传感器会检测到数字“0”，反之，如果激光照射到平坦区域，则不会反射，传感器检测到数字“1”。
通过这种方式，光盘存储器能够将二进制数据以数字形式存储起来。
光盘存储器具有很多优点。
首先，光盘存储器的存储容量较大。
CD光盘可达到700MB的容量，DVD则可达到4.7GB或更多。
这使得它们可以存储大量的音乐、视频和其他多媒体数据。
其次，光盘存储器具有快速读取的特点。
由于采用了激光技术，读取的速度非常快，可以实现实时的音视频数据播放。
此外，光盘存储器具有良好的可靠性。
相比于磁盘存储器，光盘存储器不容易受到磁场的干扰，且光盘本身具有较强的抗划伤能力，能够更好地保护数据的安全性。
尽管光盘存储器具有很多优点，但它也存在一些局限性。
首先，光盘存储器只能读取和写入数据，而不能实现数据的随机修改。
这意味着一旦数据存储在光盘上，就不能直接进行修改，并且需要使用特定的软件来进行编辑。
其次，光盘存储器相对更大、笨重，不如固态硬盘或云存储等技术便携。
此外，由于激光技术的使用，光盘存储器需要较高的精度和对光盘表面的保护，这会增加制造和使用的成本。
总的来说，光盘存储器作为多媒体技术基础设备，具有较大的存储容量、快速读取和可靠性等优点。
尽管存在一些局限性，它仍然是一种广泛应用于各种设备中的重要存储媒介。
随着新技术的不断发展，光盘存储器也在逐渐演进，出现了蓝光光盘和光纤传输等更先进的存储技术，以满足用户对更高质量、更大容量存储的需求。
继续写的相关内容如下：光盘存储器有许多不同类型，其中最常见的是CD、DVD和蓝光光盘。
光盘存储技术
河南科技1997,4 #适用技术#光盘存储技术郑州轻工业学院田辉光盘存储技术是通过光学的方法读出、写入数据的一门存储技术,使用的光源是激光光源。
按读写类型来分,目前光盘一般可分为只读型、一次写入型和可抹型三种。
只读型光盘由生产厂家预先用激光写入视频、音频、数字信息而成。
用户只能读取光盘上的信息,不能再修改。
如激光视盘、数码唱盘、计算机用的CD-ROM均属此类,目前CD-ROM在市场上占主导地位。
一次写入型光盘由用户一次写入、可多次读出但不能擦除。
要修改的数据只能追记在光盘的空白处,适用于不需修改的大型数据库系统。
可抹型光盘是读/写型光盘,第一代是改写型、第二代是重写型。
是光存储技术的最新成果,主要有磁光型和相变型两种。
其中磁光型记录技术集当今外存两大记录技术为一体,既有光记录信息的高密度,又有磁记录介质的可擦除重写特点,在可抹型光盘中占据重要地位。
读/写型光盘将成为光盘存储系统的主流。
只读光盘/CD-ROM作为信息的存储载体,要方便地携带与流通,其最大的特点是海量存储,另一特点是可同时有效地存储文字、声音、图象、动画等多种信息,还有造价低廉,便于保存的特点。
CD-ROM光盘机主要有两个关键技术:一是CD-ROM光盘的信号处理,另一个是它的信号读出。
信号处理技术包括对录入CD-ROM光盘的数字信号进行编码调制和从CD-ROM光盘读出的数字信号进行解调译码处理两部分。
只读光盘信号读出与CD唱片放音原理相同。
CD-ROM光盘有精确的规范,所以任何一张CD-ROM光盘上的信息可在任何一个CD-ROM驱动器中读出。
它有几种标准格式:(1)CD-DA格式。
是1981年为激光数字音频光盘制定的,由于CD盘只记录音乐,参数较简单。
(2)CD-ROM格式。
CD-ROM光盘的开发成功,证明光盘可作为数字信号的载体,于是1985年对光盘的物理格式和盘地址做了规定。
它对CD唱盘的技术参数作了补充,说明了CD-ROM技术参数。
光盘定义(精)
读取信息时，光盘驱动器中很细的激光束沿盘面 的螺旋线轨道扫描，轨道的平面和凹坑部分反射到探 测装置上，经光电转换成为计算机可识别的二进制信 号，完成信息的读取和检索。
四、光盘的特点
1. 存储容量大； 2. 稳定性与数据保存性好，坚固耐用； 3. 保存时间长；
光盘信息的读取采用非接触式激光扫描，多 次读取不会象磁盘、磁带那样磨损盘面，且数 据信息为物理性存储，不受电磁场、光照、气 温、湿度等的影响、此外，由于盘面上有保护 层，密封性好，不受尘土、手印等的损害。
三、光盘的结构
光盘由三层构成：即盘基、记录层、防护层。 盘基由有机玻璃、聚酯树酯等材料制作。记 录层是光盘的核等材料构成，用以保护盘面上信息。
盘片记录层上有稳定间距（1.6微米）的螺旋线 （信息轨道），存储信息时，激光束聚焦在记录层的 螺旋线上，使其局部升温，形成凹坑，一连串的凹坑 形成信息微痕。螺旋线上没有经过激光刻蚀的平面和 经过刻蚀的凹坑对应于计算机二进制编码的０和１， 从而实现信息的记录。
8.10 光盘存储技术
一、光盘定义
光盘：即高密度光盘(Compact Disc)是近代发 展起来不同于磁性载体的光学存储介质，用 聚焦的氢离子激光束处理记录介质的方法存 储和再生信息，又称激光光盘。
光盘存储技术研究始于60年代，真正获得发展 在70年代。 1972年用聚焦的氢离子激光束在记录介质上烧 蚀微孔的方法录制电视节目，用氢－氖激光扫描信 息轨道，按反射强度的变化再现已录的信息。 1978年激光电视唱片正式在市场出售。 1982年出现了记录带有声音的静止图象的光 盘． 1984年日本研制出可反复擦写的光盘。目前， 借助于各种软、硬件，光盘已可以达到数据、图象、 声音的综合处理。
4. 结构小巧，性能价格比高。
第8章辅助存储器
固定盘存储器是指磁盘不能从驱动器中取
出，更换时要把整个“头盘组合体”一起更
换。这种结构的磁盘存储器称为温彻斯特磁 盘(WinchesterDisk)。
所谓温彻斯特磁盘实际上是一种技术，这
种技术是由IBM公司位于美国加州坎贝尔市 温彻斯特大街的研究所研制的，它于1973年 首先应用于IBM3340硬磁盘存储器中，因此 将这种技术称作温彻斯特技术。
作为主机与驱动器之间交接部件的控制
器，需要有两个接口，一个是与主机的接口 ，控制辅存与主机总线之间交换数据；另一 个是与设备的接口，根据主机的命令控制设 备的操作。前者称为系统级接口，后者称为 设备级接口。
主机与磁盘驱动器交换数据的控制逻辑如图
8．12所示。
控制器和驱动器之间的交界面可以设在图8．12的A处， 驱动器只完成读写和放大，数据分离和以后的控制逻辑构成 磁盘控制器。ST506／412接口就是这种方式。 如果将交界面设在B处，则在驱动器上要完成数据分离和编 码译码操作，然后再将数据传到控制器。磁盘控制器由串／ 并转换、格式控制和DMA控制等逻辑构成。属于这种方式 的接口有增强型小型设备接口ESDI等。 第三种方式是将接口的交界面设在C处；磁盘控制器的功能 转移到设备中，主机与设备之间采用标准的通用接口。小型 计算机系统接口SCSI接口就是这种形式。现在的趋势是增强 设备(磁盘驱动器)的功能，以使设备相对独立。
高速缓存利用了被访问数据的空间局部性和时
从磁表面存储器读出信号时，为了分离出数 据信息必须要有时间基准信号，称为同步信 号。
同步信号可以从专门设置用来记录同步信号 的磁道中取得，这种方法称为外同步。
但对于高密度的记录系统来说，还希望能直 接从磁盘读出的信号中提取同步信号，这种 方法称为自同步。如果说某种编码方法具有 自同步能力，就是指能从读出数据(脉冲序列) 中提取同步信号。
多媒体光盘存储系统
多媒体光盘存储系统多媒体光盘存储系统是一种用于存储和传输多媒体内容的高效且可靠的技术。
该系统利用光盘的高容量存储能力和快速读取速度，可以存储和播放各种类型的多媒体文件，例如音频、视频、照片和文档。
多媒体光盘存储系统的核心部分是光盘读取设备和光盘编码器。
光盘读取设备负责读取光盘上的数据，并将其传输给计算机或其他设备进行解码和播放。
光盘编码器则负责将多媒体文件转换为光盘上的特定格式，以便于存储和读取。
在多媒体光盘存储系统中，用户可以通过电脑或其他设备将他们喜欢的多媒体文件导入到系统中。
系统会自动将这些文件编码并存储在光盘上。
用户可以根据需要，创建不同的文件夹和目录来管理自己的多媒体内容。
系统的用户界面友好简洁，使用户能够轻松地浏览和播放存储在光盘上的文件。
多媒体光盘存储系统还具有快速读取和传输的特点。
光盘读取设备可以快速读取光盘上的数据，并通过高速的传输接口将其传输给计算机或其他设备。
这使得用户可以在任何时候快速地访问和播放他们的多媒体文件。
此外，多媒体光盘存储系统还具有良好的服务和支持。
用户可以随时通过官方网站或客服热线获取技术支持和解答问题。
系统的软件和驱动程序可以通过官方网站或其他渠道进行更新，以保持系统的稳定性和兼容性。
多媒体光盘存储系统不仅适用于个人用户，也适用于企业和教育机构。
企业可以利用系统来存储和传输培训视频、产品演示和营销资料。
教育机构可以使用系统来存储和传输教学视频、课件和学习资源。
综上所述，多媒体光盘存储系统是一种高效且可靠的技术，用于存储和传输多媒体内容。
它提供了高容量存储能力、快速读取和传输速度，以及良好的服务和支持。
无论是个人用户、企业还是教育机构，都可以受益于该系统的优点。
多媒体光盘存储系统是一种用于存储和传输多媒体内容的高效且可靠的技术。
它以光盘为存储介质，利用光学读取和编码技术，能够存储和播放各种类型的多媒体文件，例如音频、视频、照片和文档。
多媒体光盘存储系统在家庭娱乐、教育和商业领域都得到广泛应用。
探寻新技术 光存储技术解析光盘加密
探寻新技术光存储技术解析光盘加密早在2007年，英国税务和海关总署爆出“光盘门”事件，由于在向审计部门邮寄光盘的过程中将光盘丢失，因而造成近750万个家庭的2500万人的个人信息面临泄密的危险。
由于光盘丢失，仅是银行方面的直接经济损失就高达5亿美元，这堪称是史上罕见的数据泄露事件。
因而光盘数据信息安全迫在眉睫，不光是企业用户，个人用户更是如此。
针对这种隐患的存在，早在光盘应用初期，便有相关软件和音像企业针对光盘进行加密处理，而后亦有安全厂商推出光盘加密技术。
但这种光盘加密技术大多采用软硬结合或特殊光轨写入方式进行，不仅对专业技术要求很高，还需要额外的专业软件工具或设备，因而不适用于一般用户应用。
●简单、灵活、有弹性华硕“刻录专家”涉足光盘加密随着光存储行业的发展逐步完善成熟，相关厂商也涉足光盘安全行业。
除了当前市场上如Power 2 Go、CD-protector、Nero、SecureBurn和CryptCd等支持光盘加密技术的软件之外，亦有少数几家光存储厂商涉足该领域推出光盘加密解决方案，如浦科特的“SecuRec”技术和LG的“锁码刻”技术。
华硕“刻录专家”再一次走在了行业的先锋，携手CyberLink旗下的《Power 2 Go威力酷烧》软件提供光盘加密技术，更简单、更灵活、更具弹性。
相比起浦科特“SecuRec”技术，华硕光盘加密技术没有采用应用成本较高的硬件加密方式，而是以128位软件加密形式实现加密过程，无需专业配件，有效降低加密应用成本。
同时整个加密刻录过程与普通光盘刻录无异，不会由于在加密过程中增加无效数据而延长刻录时间。
除了支持CD格式的盘片刻录之外，更是支持主流DVD、BD碟片的加密刻录，可满足用户不同应用的需求。
LG的“锁码刻”实际上是基于Nero软件的SecurDisc技术，该技术采用128位软件加密方式，加密强度较高，盘片支持也非常丰富。
但通过SecurDisc技术加密的光盘需要额外安装InCD 5软件进行读取查看，一定程度上增加了用户的操作复杂程度。
光电子技术基础第九章光盘与光存储技术描述
第9章 光盘与光存储技术信息的采集、传输、处理、存储与显示是互相关联、密不可分的。
光信息系统中不仅需要信号的产生、加载、传输、接收，还常常需要把所获得的信息记录下来，以便长久保存或交流。
光存储系统就是完成这一使命的信息光电子系统。
一页文字占2KB ，一页黑白图片占20KB ，一页彩色图片占4MB ，一首MP3歌曲占3～4MB ，随着人们对记录内容与质量的要求不断提高，光存储的容量要求越来越大。
从家用上来讲，人们已经从纸张、胶卷、磁带、磁盘记录，经由650MB 的CD 、VCD ，步入到4．7GB 、9．2GB 的DVD 等记录方式上来，单盘记录的容量扩大了很多量级；而科学上，哈勃望远镜传回的数据量达到每天10TB ；随着互联网的日渐普及，每天人们的信息下载量越来越大，电子商务的兴起又使商业系统数据备份量也在飞速增长。
因而21世纪要求记录密度达到TB 量级，这无疑给信息存储提出了严峻的挑战。
海量信息存储的飞速发展是以互联网为代表的海量信息传输技术飞速发展的必然结果。
目前国内外有关方面的研究都很热，成为光通信以来的新热点之一，大容量、高速度、高密度、高稳定性和可靠性的存储系统竞相研究与推出，各类信息库及工作站相继建成。
目前信息存储技术中的记录方式正由磁记录经由磁光记录向全光记录发展，存储器件由磁带、磁盘经由磁光光盘向全光光盘发展。
磁记录是利用磁头在磁盘上进行信息的读、写、擦，其结构要素包括磁记录介质和磁头。
记录介质包括软盘、硬盘、磁带，近年来磁带已日渐稀少，软盘主要是1．44MB 3．5英寸盘。
具有高密度存储性能的硬盘采用磁阻(magnet0—resistive)或巨磁阻(giant magnet0—resistive)磁头，面密度已达2/1.4in GB ，精密加工技术使得气浮磁头与盘片间距由最初的mm 级降到30nm 。
近年，通过改进工艺、优化膜系、降低磁头飞行高度，硬盘的存储容量已由50MB 、500MB 发展到主流60GB 以上，并将很快逼近其物理极限——超顺磁性限制(super paramagnetic limit)面密度2/40in GB 。
光盘存储技术与应用2教材
储
综合上述各因素，光盘存储系统写入激光器的输出功率一般要求数十
技 mW，读出激光器的输出功率一般要求数mW。
术
从能量变换观点看，半导体激光器可认为是一种将激励电功率变换为 光功率的换能器件。
与
因此，在一定条件下，发射光功率将随注入的工作电流而变化。同时，
应 改进半导体材料的电性能，完善电极的接触和提高谐振腔端面的反射率和
6
2. 光 学 头
光 (2)双枪式光学头：典型结构如图所示 盘 存 储 技 术 与 应 用
其特点是有两个激光器且由读/写光路和擦除光路两套光学系统分别传输 其光束。器件1～8，10～13构成读/写光路，与单枪式光学头的光路相似。
7
2. 光 学 头
光 盘 存 储 技 术 与 应 用
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2. 光 学 头
储
同质结半导体激光器需要工作于低温(110K左右)，所需阀值电流也较高，使 用寿命也较短，因此，不便使用。
技 (二)异质结半导体激光器
术
异质结半导体激光器有单异质结和双异质结两种，所用材料为AlGaAs和
与 GaAs。其优点是室温工作，阀值电流低(只有100mA左右，比同质结低2个 数量级)，工作寿命长(达10000小时以上)，尤其是双异质结半导体激光器的
功率一定要大于记录介质的记录阀值，以便
获得高信噪比。所以宁可选取较大的写入功
率，以弥补存储介质层灵敏度的可能变化，
以获得较高的信噪比和较低的误码率。
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2. 光 学 头
光
盘
此外，整个光学系统的光路效率(即光盘信号面上实际得到的激光功率
存
与激光器输出功率的比值)为15%，采用半导体激光器时，光路效率为35%45%。当采用较复杂的光学系统时，还可提高到50-60%。
光信息存储技术与光盘
▪ 一张CD光盘650MB，仅需5～10元，每MB仅几分钱；一张DVD容
量4.7GB，10元左右，每MB不足一分钱。操作方便，易于计算机联
机使用。
▪ 有随机寻址能力 随机存取时间小h于60ms。
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h
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§5.2 只读存储光盘
▪ 5.2.1 ROM光盘存储原理 ▪ 图5－1是只读存储光盘的存储原理示意图。
▪ 调制曝光。将膜片置入高精度激光刻录机中，按预定调制信号进行 信息写入。
▪ 显影刻蚀。将刻有信息的盘片放入显影液中进行监控显影，若所用 光刻胶为正性光刻胶，则曝光部分脱落（若为负性光刻胶，不曝光 部分脱落），于是个信息道出现符合调制信号的信息凹坑，凹坑的 形状、深度、及坑间距与携带信息有关。这种携带有调制信息的凹 凸信息结构的盘片就是主盘。由于此过程中所用的光刻胶一般为正 性，因而所得主盘为正像主盘。
▪ 上述主盘每一个都可用通过（5）、（6）步骤的重复，制得若干个 副像子盘－副盘；而每一副盘又都可以通过（5）、（6）步骤的重 复，制得若干个正像子盘。
▪ 5.2.3 ROM光盘“2P”复制
▪ 将上述所得正像或副像子盘作为“印膜（stamper）”加工中心孔和 外圆后装入“2P”喷塑器中，经进一步的“2P”复制过程来制作批量 ROM光盘。
▪ 图5－2 ROM光盘制备过程示意图
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▪ 图5－3 ROM主盘、副盘制备工序（P233）
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▪ 衬盘甩胶。对玻璃等衬盘进行精密研磨、抛光后进行超声清洗，得 到规格统一、表面清洁的衬盘；在此光盘上滴以光刻胶，放入高速 离心机中甩胶，以在衬盘表面形成一层均匀的光刻胶膜；取出放入 烘箱中进行前烘，以得到与衬底附着良好且致密的光刻胶膜。
▪ ER要最小，必须使记录层上下两个界面反射回来的光实现相消干涉。 由于上界面有半波损失而下界面没有，由此要求记录层最小厚度 λ/2n1. 由于上下界面能量差很大，很难实现明显的消反，为此在纪录层和衬 底之间加一层金属铝反射层，这样纪录层下限为λ/4n1。
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一、光盘定义
光盘：即高密度光盘(Compact Disc)是近代发 展起来不同于磁性载体的光学存储介质，用 聚焦的氢离子激光束处理记录介质的方法存 储和再生信息，又称激光光盘。
光盘存储技术研究始于60年代，真正获得发展 在70年代。 1972年用聚焦的氢离子激光束在记录介质上烧 蚀微孔的方法录制电视节目，用氢－氖激光扫描信 息轨道，按反射强度的变化再现已录的信息。 1978年激光电视唱片正式在市场出售。 1982年出现了记录带有声音的静止图象的光 盘． 1984年日本研制出可反复擦写的光盘。目前， 借助于各种软、硬件，光盘已可以达到数据、图象、 声音的综合处理。
三、光盘的结构
光盘由三层构成：即盘基、记录层、防护层。 盘基由有机玻璃、聚酯树酯等材料制作。记 录层是光盘的核心，由碲合金或碲与氧化碲混 合记录薄膜等材料组成。防护层由塑料、有机 玻璃等材料构成，用以保护盘面上信息。
盘片记录层上有稳定间距（1.6微米）的螺旋线 （信息轨道），存储信息时，激光束聚焦在记录层的 螺旋线上，使其局部升温，形成凹坑，一连串的凹坑 形成信息微痕。螺旋线上没有经过激光刻蚀的平面和 经过刻蚀的凹坑对应于计算机二进制编码的０和１， 从而实现信息的记录。
二、光盘的种类 光盘按功能可分为三类：
只读式光盘（Compact Disc-Read Only Memory, CD-ROM） 写读光盘（Write Once Read Memory，WORM） 可擦写光盘（Optical Random Access Memory, ORAM）
只读式光盘是第一代光盘，信息一旦录入，用 户无法改变盘片上的内容，也无法录入自己的信息。 这种光盘目前技术上最成熟，应用也最广泛。 写读光盘是第二代光盘，不仅可以读出已录入的 信息，而且可在空白的盘片空间追加录入新的信息， 但与只读光盘一样，信息一旦录入，则不能改变。 可擦写光盘是第三代光盘，同磁盘一样，可以删 除、改写已录入的信息，也可以在盘片空间允许的 情况下录入新的信息。 光盘----光盘驱动器
读取信息时，光盘驱动器中很细的激光束沿盘面 的螺旋线轨道扫描，轨道的平面和凹坑部分反射到探 测装置上，经光电转换成为计算机可识别的二进制信 号，完成信息的读取和检索。
四、光盘的特点
1. 存储容量大； 2. 稳定性与数据保存性好，坚固耐用； 3. 保存时间长；
光盘信息的读取采用非接触式激光扫描，多 次读取不会象磁盘、磁带那样磨损盘面，且数 据信息为物理性存储，不受电磁场、光照、气 温、湿度等的影响、此外，由于盘面上有保护 层，密封性好，不受尘土、手印等的损害。
4. 结构小巧，性能价格比高。