光学存储材料说课讲解.ppt

光学存储原理及应用1.存储容量大；一张CD-R的容量为700M，相当于450张软盘。在刻录信息时可分多次直至刻满整张光盘。
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。
5.刻录后的光盘能在CD机、VCD机、CD-ROM、DVR等播
放机上播放和检索。与软盘与以及其他的辅助存储介质相比，整个光盘信息存储在一个轨道上，因此存储的信息方便地以一个连续的数据速率回放，这有利于音频数据，因为它们是连续的数据流。光盘：即高密度光盘(CompactDisc)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。二、光盘的种类光盘按功能可分为三类：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（光敏膜可以是低熔点的薄金属或半金属，也可以是有机物质敏感膜．）。防护层由塑料、有机玻璃等材料构成，用以保护盘面上信息。可写一次型光盘可重写型光盘我们的切入点保护层用激光可实现高密度存储的原因是由于空间相干性好的激光可被聚焦到其尺寸仅由波长衍射极限所决定的微小光斑，用这种高密度能量可在金属薄膜和有机薄膜上开成0.6μm左右的小孔，并进行数字写入（数字脉冲码为“1”时，开孔；“0”时不开孔）。现在一般是在玻璃或者时塑料圆盘上涂以铝层。小孔通常称为穴，穴与穴之间相隔约1.6μm穴的连线呈自盘中心向外的螺旋形，穴嵌在平顶的螺旋型脊中，脊与脊之间由宽约1.6μm的槽隔开.

由于只读型光盘是生产厂家制造，为了大量复制，所以需要制作母盘。为此将存储信息以表面坑点形式转录在母盘上。母盘是一块平整的圆形玻璃衬底，厚约0.5cm，涂有约12um厚的光敏材料膜层。用一束待录信息调制光强并聚焦的激光束照射光敏膜层时，曝光的地方被吸收，局部地改变了光敏薄膜的性能。然后用化学溶液处理光敏膜，曝过光的光敏膜被溶解，从而显示出凹凸结构。CD光盘表面形貌的AFM三维图3DVD光盘表面形貌的AFM三维图光盘读出信息时，用安装在可移动读头上的短焦距物镜将来自低功率二极管激光器的连续激光紧聚焦在穴上。当光盘在读头上方旋转时，伺服电机控制在读头上下和左右地跟踪，使激光始终聚焦在每一个穴上。来自脊和穴的反射光重新产生数字化的调制信号。光探测器将受调制的反射光又转化为电信号，以便解码和放大。
任何光学存储方法的优劣决定于存储的寿命，硬件的兼容性、数据传递速率、可擦除性、使用便利程度和最重要的存储容量。光盘的面积存储容量是很高的，还可以用各种电子学和光学的技术来扩大存储容量，但是面积存储容量最终决定于激光的波长，它决定光盘上最小光斑的尺寸。最后，更大的容量还可以在一张光盘上用多个半透明存储层堆积起来达到，存储容量是堆积层的倍数，由改变读头的焦点分别读出各层，存储在不同层的数据之间的串音可由增大读头物镜的NA消除。
二、全息存储如果数据页由参考光束角度确定，则每页的写或读可与参考光束的角度变化一样快，因此用生光偏转即使就可以导致很快的数据存取，并实现联想记忆。与传统的全息记录手段（全息干板）相比较，它不需要显影、定影等手续而可以实时写入与读出，这大大方便了使用。而且存储介质可以循环使用，如果需要更新存储器中的信息，可在均匀光辐照下活用升温的方法可全部擦洗，也可通过相减光学运算修改全息图。问题其它的高分子材料也被考虑到，例如一些非结晶相的高分子，乙烯耐波龙聚高分子(Ethylene-norborneneCopolymer)、多环六方乙烯(Polycyclohexylethyle