ОПТИ́ЧЕСКИЙ ДИСК

ОПТИ́ЧЕСКИЙ ДИСК, но­си­тель дан­ных, пред­на­зна­чен­ный для вос­про­из­ве­де­ния и за­пи­си (или толь­ко для вос­про­из­ве­де­ния) ин­фор­ма­ции по­сред­ст­вом ост­ро­фо­ку­си­ро­ван­но­го ла­зер­но­го из­лу­че­ния. О. д. со­сто­ит из жё­ст­кой оп­ти­че­ски про­зрач­ной ос­но­вы (обыч­но из по­ли­кар­бо­на­та), на ко­то­рую на­не­сён тон­кий, т. н. ра­бо­чий (све­то­чув­ст­ви­тель­ный или све­то­отра­жаю­щий), слой, а так­же до­пол­нит. слои (напр., за­щит­ные). За­пись ин­фор­ма­ции ос­но­ва­на на из­ме­не­нии оп­тич. свойств (напр., от­ра­же­ния) мик­ро­ско­пич. уча­ст­ков по­верх­но­сти вра­щаю­ще­го­ся дис­ка при воз­дей­ст­вии на них энер­гии лу­ча ла­зе­ра. Дан­ные (сиг­на­лы) за­пи­сы­ва­ют­ся на ра­бо­чий слой О. д. в ви­де на­бо­ра пи­тов – уг­луб­ле­ний фик­си­ро­ван­ной глу­би­ны, ор­га­ни­зо­ван­ных в ви­де спи­раль­ной до­рож­ки, иду­щей от цен­тра к пе­ри­фе­рии. Вос­про­из­ве­де­ние (счи­ты­ва­ние) осу­ще­ст­в­ля­ет­ся по­сред­ст­вом «ощу­пы­ва­ния» по­верх­но­сти дис­ка ла­зер­ным лу­чом мень­шей ин­тен­сив­но­сти (ла­зер­ный луч пе­ре­ме­ща­ет­ся по до­рож­ке вдоль ра­диу­са вра­ще­ния О. д.), не вы­зы­ваю­щим не­об­ра­ти­мых из­ме­не­ний по­верх­но­сти, и вос­при­ятия фо­то­дио­дом от­ра­жён­но­го лу­ча, про­мо­ду­ли­ро­ван­но­го за­пи­сан­ной на диск ин­фор­ма­ци­ей.

Про­то­ти­пом совр. О. д. яв­ля­ет­ся со­здан­ный в 1958 амер. инж. Д. П. Грег­гом ви­део­диск, пред­на­зна­чав­ший­ся для ана­ло­го­вой за­пи­си ки­но­филь­мов. Од­нако раз­ра­бо­тан­ная им тех­но­ло­гия оп­тич. за­пи­си «La­serDisc» с ис­поль­зо­ва­ни­ем све­то­про­пу­скаю­ще­го но­си­те­ля ком­мерч. ус­пе­ха не име­ла. В 1969 (пром. про­из-во с 1978) спе­циа­ли­сты фир­мы «Philips» (Ни­дер­лан­ды) усо­вер­шен­ст­во­ва­ли эту тех­но­ло­гию: ста­ли ис­поль­зо­вать от­ра­жён­ный (от О. д.) ла­зер­ный луч. В пер­вых мо­де­лях про­иг­ры­ва­те­лей О. д. при­ме­ня­ли га­зо­вые ла­зер­ные из­лу­ча­те­ли с дли­ной вол­ны 628 нм.

Ши­ро­кое рас­про­стра­не­ние О. д. по­лу­чи­ли по­сле соз­да­ния ком­па­ния­ми «Phi­lips» и «Sony» (Япо­ния) в 1982 (пром. про­из-во в 1983) ком­пакт-дис­ка (CD), ко­то­рый пред­на­зна­чал­ся для циф­ро­вой за­пи­си зву­ка (в осн. муз. про­из­ве­де­ний), имел диа­метр 12 см. Фор­мат за­пи­си этих ау­дио­дис­ков опи­сы­вал­ся спе­ци­фи­ка­ци­ей «red book» (1980), оп­ре­де­ляв­шей осн. па­ра­мет­ры дис­ка, его струк­ту­ру, оп­тич. ха­рак­те­ри­сти­ки, сис­те­мы мо­ду­ля­ции, кор­рек­ции оши­бок и др. Для счи­ты­ва­ния ин­фор­ма­ции ис­поль­зовал­ся по­лу­про­вод­ни­ко­вый ла­зер­ный ди­од с дли­ной вол­ны 780 нм. По­сле­дую­щие фор­ма­ты О. д. со­хра­ня­ли осн. гео­мет­рич. ха­рак­те­ри­сти­ки CD, умень­шая лишь раз­мер пи­тов и рас­стоя­ние ме­ж­ду вит­ка­ми спи­ра­ли для по­вы­ше­ния плот­но­сти за­пи­си.

В 1985 ком­па­нии «Sony» и «Philips» раз­ра­бо­та­ли спе­ци­фи­ка­цию «yellow ­book», вво­див­шую стан­дарт для за­пи­си про­из­воль­ных дво­ич­ных дан­ных (напр., тек­сто­вых, гра­фич., про­грамм­но­го обес­пе­че­ния для ЭВМ), а так­же по­зво­ляв­шую за­пи­сы­вать на CD 650 Мбайт и бо­лее. В 1993 соз­да­на спе­ци­фи­ка­ция «white book», оп­ре­де­лив­шая стан­дарт для за­пи­си ви­део- и фо­то­ин­фор­ма­ции. Все эти О. д. бы­ли пред­на­зна­че­ны толь­ко для вос­про­из­ве­де­ния ин­фор­ма­ции. Пром. ти­ра­жи­ро­ва­ние та­ких О. д. про­из­во­дит­ся ме­то­дом штам­пов­ки или ли­тья под дав­ле­ни­ем. Дан­ные сна­ча­ла за­пи­сы­ва­ют с по­мо­щью ла­зер­но­го из­лу­че­ния на све­то­чув­ст­вит. слое дис­ка-ори­ги­на­ла, с ко­то­ро­го за­тем из­го­тов­ля­ют ме­тал­лич. мат­ри­цу, пред­на­зна­чен­ную для про­из-ва дис­ков-ко­пий. По­лу­чен­ные про­зрач­ные дис­ки-ко­пии по­кры­ва­ют тон­ким от­ра­жаю­щим сло­ем (напр., алю­ми­ния), за­тем на них на­но­сят за­щит­ный ла­ко­кра­соч­ный слой и по­ли­гра­фич. ин­фор­ма­цию.

В 1988 соз­да­на спе­ци­фи­ка­ция «orange book», опи­сы­ваю­щая 3 но­вых ти­па дис­ков: CD-R (CD-Recordable) – од­но­крат­но за­пи­сы­вае­мые, CD-RW (CD-ReWri­table) – мно­го­крат­но пе­ре­за­пи­сы­вае­мые, CD-MO (CD-Magneto-Optical) – маг­ни­то­оп­ти­че­ские (с маг­ни­то­оп­тич. ра­бо­чим сло­ем; ши­ро­ко­го ком­мерч. рас­про­стра­не­ния не по­лу­чи­ли). CD для од­но­крат­ной за­пи­си пред­став­ля­ет со­бой О. д. с ра­бо­чим сло­ем из лег­ко­плав­ко­го кра­си­те­ля, обыч­но на ос­но­ве циа­ни­нов или фта­ло­циа­ни­нов. Дан­ные за­пи­сы­ва­ют­ся на диск по­сред­ст­вом ла­зер­но­го лу­ча уве­ли­чен­ной мощ­но­сти, в ре­зуль­та­те ра­бо­чий слой в мес­те об­лу­че­ния не­об­ра­ти­мо из­ме­ня­ет свои оп­тич. ха­рак­те­ри­сти­ки (ко­эф. от­ра­же­ния, по­гло­ще­ния или пре­лом­ле­ния). В мно­го­крат­но пе­ре­за­пи­сы­вае­мых (ре­вер­сив­ных) дис­ках ис­поль­зу­ют ра­бо­чий слой, как пра­ви­ло, из халь­ко­ге­нид­но­го стек­ла, ко­то­рое при на­гре­ва­нии вы­ше темп-ры плав­ле­ния те­ря­ет свою кри­стал­лич. струк­ту­ру. При за­пи­си вы­бран­ные уча­ст­ки (ана­ло­ги пи­тов) ра­бо­че­го слоя, на­хо­дя­ще­го­ся в кри­стал­лич. со­стоя­нии, по­дог­ре­ва­ют ла­зе­ром, пе­ре­во­дя их в рас­плав, ко­то­рый при ос­ты­ва­нии пе­ре­хо­дит в аморф­ное со­стоя­ние (об­ла­да­ет оп­тич. ха­рак­те­ри­сти­ка­ми, от­лич­ны­ми от кри­стал­ли­че­ско­го). Для осу­ще­ст­в­ле­ния но­вой за­пи­си ра­бо­чий слой ещё раз воз­вра­ща­ют в ис­ход­ное кри­стал­лич. со­стоя­ние: для это­го при­ме­ня­ют двух­сту­пен­ча­тую мо­ду­ля­цию мощ­но­сти ла­зе­ра (т. е. ко­рот­кий мощ­ный им­пульс для рас­пла­ва ак­тив­но­го слоя и длин­ный им­пульс для по­сте­пен­но­го ох­ла­ж­де­ния ве­ще­ст­ва). Счи­ты­ва­ние про­из­во­дит­ся при по­ни­жен­ной ин­тен­сив­но­сти из­лу­че­ния ла­зе­ра, не влияю­щей на фа­зо­вые пе­ре­хо­ды.

О раз­ра­бот­ке О. д. но­во­го по­ко­ле­ния – DVD (пер­во­на­чаль­но Digital Video Disc – циф­ро­вой ви­део­диск, за­тем Digital Versa­tile Disc – циф­ро­вой мно­го­це­ле­вой диск) бы­ло объ­яв­ле­но в 1995. Про­изо­шёл пе­ре­ход к ла­зе­ру с мень­шей дли­ной вол­ны 650 нм, что по­зво­ли­ло уве­ли­чить плот­ность за­пи­си на О. д. В кон. 1990-х гг. раз­ра­бо­та­на тех­но­ло­гия соз­да­ния двух­слой­ных DVD. При про­из-ве та­ких дис­ков по­сле­до­ва­тель­но на­но­сят 2 ра­бо­чих слоя – верх­ний све­то­от­ра­жаю­щий ра­бо­чий слой дос­та­точ­но про­зра­чен для про­хо­ж­де­ния ла­зер­но­го лу­ча, что по­зво­ля­ет лу­чу дос­ти­гать ниж­не­го ра­бо­че­го слоя. Макс. ём­кость двух­слой­но­го двух­сто­рон­не­го DVD со­став­ля­ет 17 Гбайт. Третье по­ко­ле­ние О. д. «Blu-ray Disc» (BD) бы­ло пред­став­ле­но в 2006. В тех­но­ло­гии «Blu-ray» для вос­про­из­ве­де­ния и за­пи­си ис­поль­зу­ет­ся си­не-фио­ле­то­вый ла­зер с дли­ной вол­ны 405 нм; макс. ём­кость двух­слой­но­го BD дос­ти­га­ет 50 Гбайт. Рас­ши­ре­ние стан­дар­та BDXL («Blu-ray Disc Eхtra Large»), вы­шед­шее в 2010, опи­сы­ва­ет че­ты­рёх­слой­ные дис­ки ём­ко­стью 128 Гбайт. Пла­ни­ру­ет­ся (к 2015), ис­поль­зуя тех­но­ло­гию «Blu-ray», вы­пу­стить двух­сто­рон­ний О. д. ём­ко­стью до 1,5 Тб.

Вы­пус­ка­ют­ся так­же О. д. умень­шен­но­го диа­мет­ра (8 см) или спец. фор­мы (напр., в ви­де ви­зит­ной кар­точ­ки), ко­то­рые ис­поль­зу­ют­ся в пор­та­тив­ных ком­пь­ю­те­рах и др.