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光盘

简介

定义：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.现在一般的硬盘容量在3GB到3TB之间，软盘已

经基本被淘汰，CD光盘的最大容量大约是700MB，DVD盘片单面

4.7GB，最多能刻录约4.59G的数据（因为DVD的1GB=1000MB，

而硬盘的1GB=1024MB）(双面8.5GB，最多约能刻8.3GB的数据)，

蓝光（BD）的则比较大，其中HDDVD单面单层15GB、双层30GB；

BD单面单层25GB、双面50GB。

光盘的存储原理比较特殊，里面存储的信息不能被轻易地改变。

那我们有没有办法把自己写的文章存在光盘上呢？当然

有！只要你有一个CD刻录机和空的CD-R光盘，就能将自己的“文

章”写在光盘上。其它像DVD等介质的刻录也是一样的，要注意

的是，绝大部分DVD刻录机都能刻录CD，即所谓的“向下兼容”。

光盘是属于内存储器还是外存储器呢？要记住，我们所说的内部

存储器就是内存，而外部存储器都是可以电脑中拆卸下来的。常

见的外部存储器有硬盘、光盘、U盘、SD（SecurityData，数

据安全）卡、TF（T-Flash）卡等。

原理

光盘只是一个统称，它分成两类，一类是只读型光盘，其中包

括CD-Audio、CD-Video、CD-ROM、DVD-Audio、DVD-Video、DVD-ROM

等；另一类是可记录型光盘，它包括CD-R、CD-RW、DVD-R、DVD

＋R、DVD＋RW、DVD-RAM、DoublelayerDVD＋R等各种类型。

根据光盘结构，光盘主要分为CD、DVD、蓝光光盘等几种类型，

这几种类型的光盘，在结构上有所区别，但主要结构原理是一致

的。而只读的CD光盘和可记录的CD光盘在结构上没有区别，它

们主要区别在材料的应用和某些制造工序的不同，DVD方面也是

同样的道理。

我们常见的CD光盘非常薄，它只有1.2mm厚，但却包括了很多

内容。从下面图中可以看出，CD光盘主要分为五层，其中包括

基板、记录层、反射层、保护层、印刷层等。

1.基板

它是各功能性结构(如沟

槽等)的载体，其使用的

材料是聚碳酸酯(PC)，冲

击韧性极好、使用温度范

围大、尺寸稳定性好、耐

候性、无毒性。一般来说，

基板是无色透明的聚碳酸酯板，在整个光盘中，

它不仅是沟槽等的载体，更是整体个光盘的物理外壳。CD光盘

的基板厚度为1.2mm、直径为120mm，中间有孔，呈圆形，它是

光盘的外形体现。光盘之所以能够随意取放，主要取决于基板的

硬度。在读者的眼里，基板可能就是放在最底部的部分。

不过，对于光盘而言，却并不相同。如果你把光盘比较光滑的一

面(激光头面向的一面)面向你自己，那最表面的一面就是基板。

需要说明的是，在基板方面，CD、CD－R、CD－RW之间是没有区

别的。

2.记录层(染料层)

这是烧录时刻录信号的地方,其主要的工作原理是在基板上

涂抹上专用的有机染料，以供激光记录信息。由于烧录前后的反

射率不同,经由激光读取不同长度的信号时,通过反射率的变化

形成0与1信号，借以读取信息。目前市场上存在三大类有机染

料：花菁(Cyanine)、酞菁(Phthalocyanine)及偶氮(AZO)。

目前，一次性记录的CD-R光盘主要采用(酞菁)有机染料，当此

光盘在进行烧录时，激光就会对在基板上涂的有机染料，进行烧

录，直接烧录成一个接一个的"坑"，这样有"坑"和没有"坑"的状

态就形成了‘0'和‘1'的信号，这一个接一个的"坑"是不能回复

的，也就是当烧成"坑"之后，将永久性地保持现状，这也就意味

着此光盘不能重复擦写。这一连串的"0"、"1"信息，就组成了二

进制代码，从而表示特定的数据。在这里，需要特别说明

的是，对于可重复擦写的CD-RW而言，所涂抹的就不是有机染料，

而是某种碳性物质，当激光在烧录时，就不是烧成一个接一个的

"坑"，而是改变碳性物质的极性，通过改变碳性物质的极性，来

形成特定的"0"、"1"代码序列。这种碳性物质的极性是可以重复

改变的，这也就表示此光盘可以重复擦写。

3.反射层

这是光盘的第三层，它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。这个比较容易理解，它就如同我们经常用到的镜

子一样，此层就代表镜子的银反射层，光线到达此层，就会反射

回去。一般来说，我们的光盘可以当作镜子用，就是因为有这一

层的缘故。

4

.保护层

它是用来保护光盘中的反射层及染料层防止信号被破坏。材

料为光固化丙烯酸类物质。另外现在市场使用的DVD+/-R系列还

需在以上的工艺上加入胶合部分。

5.印刷层

印刷盘片的客户标识、容量等相关资讯的地方，这就是光盘

的背面。其实，光盘印刷层

它不仅可以标明信息，还可以起到一定的保护光盘的作用。

光盘读取技术

1）CLV技术

（Constant-Linear-Velocity）恒定线速度读取方式。在低于

12倍速的光驱中使用的技术。它是为了保持数据传输率不变，

而随时改变旋转光盘的速度。读取内沿数据的旋转速度比外部要

快许多。光盘技术

2)CAV技术

（Constant-Angular-Velocity）恒定角速度读取方式。它是用

同样的速度来读取光盘上的数据。但光盘上的内沿数据比外沿数

据传输速度要低，越往外越能体现光驱的速度，倍速指的是最高

数据传输率。3)PCAV技术：（Partial-CAV）区域恒定角

速度读取方式。是融合了CLV和CAV的一种新技术，它是在读取

外沿数据采用CLV技术，在读取内沿数据采用CAV技术，提高

整体数据传输的速度。

光盘分类

CD：

（Compact-Disc）光盘。CD是由liad-in（资料开始记录的

位置）；而后是Table-of-Contents区域，由内及外记录资

料；在记录之后加上一个lead-out的资料轨结束记录的标

记。在CD光盘，模拟数据通过大型刻录机在CD上面刻出许

多连肉眼都看不见的小坑。

CD-DA：

（CD-Audio）用来储存数位音效的光碟片。1982年SONY、

Philips所共同制定红皮书标准，以音轨方式储存声音资料。

CD-ROM都兼容此规格音乐片的能力。

CD-G：

（Compact-Disc-Graphics）CD-DA基础上加入图形成为

另一格式，但未能推广。是对多媒体电脑的一次尝试。

CD-ROM：

（Compact-Disc-Read-Only-Memory）只读光盘机。1986

年，SONY、Philips一起制定的黄皮书标准，定义档案资料

格式。定义了用于电脑数据存储的MODE1和用于压缩视频图

象存储的MODE2两类型，使CD成为通用的储存介质。并加上

侦错码及更正码等位元，以确保电脑资料能够完整读取无误。

CD-PLUS：

1994年，Microsoft公布了新的增强的CD的标准，又称

为CD-Elure。它是将CD-Audio音效放在CD的第一轨，而后

放资料档案，如此一来CD只会读到前面的音轨，不会读到资

料轨，达到电脑与音响两用的好处。

CD-ROMXA：

（CD-ROM-eXtended-Architecture）1989年,SONY、

Philips、Micuosoft对CD-ROM标准扩充形成的白皮书标准。

又分为FORM1、FORM2两种和一种增强型CD标准CD+。

VCD：

（Video-CD）激光视盘。SONY、Philips、JVC、Matsu**a

等共同制定，属白皮书标准。是指全动态、全屏播放的激光

影视光盘。

CD-I：

（Compact-Disc-Interactive），是Philips、SONY共

同制定的绿皮书标准。是互动式光盘系统。1992年实现全动

态视频图像播放

Photo-CD:

1989年，KODAK公司推出相片光盘的橘皮书标准，可存100

张具有五种格式的高分辨率照片。可加上相应的解说词和背景音

乐或插曲，成为有声电子图片集。

CD-R：

（Compact-Disc-Recordable）1990年，Philips发表多段

式一次性写入光盘数据格式。属于橘皮书标准。在光盘上加一层

可一次性记录的染色层，可通进行刻录。

CD-RW：

在光盘上加一层可改写的染色层，通过激光可在光盘上

反复多次写入数据。

SDCD：

（Super-Density-CD）是东芝(TOSHIBA)、日立

(Hitachi)、先锋、松下(Panasonic)、JVC、汤姆森(Thomson)、

三菱、Timewamer等制订一种超密度光盘规范。双面提供5GB

的储存量，数据压缩比不高

MMCD：

（Multi-Mdeia-CD）是由SONY、Philips等制定的多媒

体光盘，单面提供3.7GB储存量，数据压缩比较高。

HD-CD：

（High-Density-CD）高密度光盘。容量大。单面容量

4.7GB，双面容量高达9.4GB，有的达到7GB。HD-CD光盘采

用MPEG-2标准。

MPEG-2：

1994年，ISO/IEC组织制定的运动图像及其声音编码标

准。针对广播级的图像和立体声信号的压缩和解压缩。

DVD：

（Digital-Versatile-Disk）数字多用光盘，以MPEG-2

为标准，拥有4.7G的大容量，可储存133分钟的高分辨率全

动态影视节目，包括个杜比数字环绕声音轨道，图像和声音

质量是VCD所不及的。

DVD+RW：

可反复写入的DVD光盘，又叫DVD-E。由HP、SONY、Phioips

共同发布的一个标准。容量为3.0GB，采用CAV技术来获得

较高的数据传输率

PD光驱：

（PowerDisk2）是Panasonic公司将可写光驱和CD-ROM

合二为一，有LF-1000（外置式）和LF-1004（内置式）两种

类型。容量为650MB，数据传输率达5.0MB/s，采用微型激光

头和精密机电伺服系统。

DVD-RAM：

DVD论坛协会确立和公布的一项商务可读写DVD标准。

它容量大而价格低、速度不慢且兼容性高。

光盘为何如此薄？

原因

从主要结构来讲，CD、DVD光盘的结构是一致的，只不

过，它们的厚度和用料有所不同。在上面的介绍中，我们提

到CD光盘的厚度为1.2mm，这个厚度是否可以改变？回答是

否定的。

在实际应用中，读取和烧录CD、DVD、蓝光光盘的激光

是不同的。大家都知道，CD的容量只有700MB左右，而DVD

则可以达到4.7GB，而蓝光光盘更是可以达到25GB。它们之

间的容量差别，同其相关的激光光束的波长密切相关。

一般而言，光盘片的记录密度受限于读出的光点大小，

即光学的绕射极限(DiffractionLimit)，其中包括激光波

长λ，物镜的数值孔径NA。所以传统光盘技术要提高记录密

度，一般可使用短波长激光或提高物镜的数值孔径使光点缩

小，例如CD(780nm，NA：0.45)提升至DVD(650nm，NA：0.6)，

再到Blu-rayDisc盘片(405nm，NA：0.85)，如图2所示。

对于CD光盘，其激光波长为780nm，物镜的数值孔径NA

为0.45，激光束会集到一点的距离需要1.2mm，这就决定了

CD光盘基板的厚度为1.2mm。不管是CD光盘的基板过厚，还

是过薄，激光束都不能会集到一点，从而严重影响数据的烧

录和读取。

从图2中我们可以看到，DVD光盘的激光波长为650nm，

物镜的数值孔径NA为0.6，而激光束会集到一点的距离只需

要0.6mm，这决定DVD光盘基板的厚度为0.6mm。不过，0.6mm

的厚度太薄，其制造出来的光盘也会因为太薄而容易折断。

因此，在DVD的实际制造过程中，会把两片0.6mm厚的基板

迭合在一起，共同组成1.2mm的厚度。当然，在这种情况下，

只有一片基板在记录数据，而另一片基板则完全起保护的作

用。

光盘的发展趋势是向高容量存储(如去年开始面世的

DVD+RDL产品)，业界的技术研发也以此为导向。

现在，已经出现了单面双层的DVD盘片。单面双层盘片

(DVD+RDoubleLayer)是利用激光(Laserbeam)聚焦的位置

不同，在同一面上制作两层记录层，单面双层盘片在第一层

及第二层的激光功率(WritingPower)相同(激光功率为

<30mW)，反射率(Reflectivity)也相同(反射率为18%～30%)，

刻录时，可从第一层连续刻录到第二层，实现资料刻录不间

断。

编辑本段

如何保护光盘

方法

随着VCD、DVD机的广泛使用，几乎每家都有些光盘，光盘

的高保真音质及逼真的影像已被众多的人士所喜爱，而正确

地保养光盘会令你长久享受到纯正的原声原味。

光盘因受天气、温度的影响，表面有时会出现水气凝结，

使用前应取干净柔软的棉布将光盘表面轻轻擦拭。

光盘放置应尽量避免落上灰尘并远离磁场。取用时以手

捏光盘的边缘和中心为宜。

光盘表面如发现污渍，可用干净棉布蘸上专用清洁剂由

光盘的中心向外边缘轻揉，切忽使用汽油、酒精等含化成份

的溶剂，以免腐蚀光盘内部的精度。

光盘在闲置时严禁用利器接触光盘，以免划伤。若光盘

被划伤会造成激光束与光盘信息输出不协调及信息失落现

象，如果有轻微划痕，可用专用工具打磨恢复原样。

光盘在存放时因厚度较薄、强度较低，在叠放时以10张

之内为宜，超之则容易使光盘变形影响播放质量。

光盘若出现变形，可将其放在纸袋内，上下各夹玻璃板，

在玻璃板上方压5公斤的生物，36小时后可恢复光盘的平整

度。

对于需长期保存的重要光盘，选择适宜的温度尤为重要。

温度过高过低都会直接影响光盘的寿命，保存光盘的最佳温

度以摄氏20度左右为宜

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