CD光盘轨道间距测量
cd光栅常数
cd光栅常数
CD光栅常数，或称为CD栅距，是指CD（Compact Disc，即
紧凑型光盘）表面上的线条间距。
光栅常数是CD光盘中非常
重要的参数，它决定了光盘的存储容量和音频质量。
CD光盘是通过在其表面制作一系列类似于衍射光栅的微小线
条来实现数据的存储和读取。
这些线条反射入射光，并使光的波长发生相对位移，进而实现对信息的编码和解码。
CD光栅常数一般为1.6μm，也被称为光栅周期。
在CD光盘
的制作过程中，激光束照射到光栅上，通过测量反射的光束的相位差，可以对储存在光盘上的信息进行读取。
通过调整CD光栅常数，可以改变光盘的存储容量和音频质量。
一般来说，光栅常数越小，线条间距越小，能够存储的信息量就越大，但同时也会增加光盘的灵敏度和抗干扰能力的要求，对光盘的生产制作和读取设备有更高的要求。
总之，CD光栅常数是CD光盘中的重要参数，它决定了光盘
的存储容量和音频质量，是光盘制作和读取技术的关键之一。
《CD-R光盘轨道密度的测定》实验提要
实验16《CD-R光盘轨道密度的测定》实验提要实验课题及任务《CD-R光盘轨道密度的测定》实验课题任务是，测量一张CD-R光盘的轨道密度。
实验提示⑴用一张废旧的CD-R光盘制作一个平面反射光栅，规格尺寸约为10×20mm2，固定在光栅座上，根据光栅衍射原理，利用分光仪和光源(如汞灯、钠灯或激光器任选)，参照《用透射光栅测定光波波长》实验，设计出实验方案。
⑵用一张废旧的CD-R光盘利用粘贴遮盖的方法制作一个平面反射光栅(制作时不用把光盘损坏，用黑纸把不需要的部分遮住即可)，根据光源的已知光谱(如激光器光源)，利用平面反射光栅反射光的衍射现象，在光屏上能得到衍射花样，分析衍射花样，找出规律，设计出实验方案。
学生根据自己所学知识，设计出《CD-R光盘轨道密度的测定》的整体方案，内容包括：(写出实验原理和理论计算公式；选择测量仪器；研究测量方法；写出实验内容和步骤。
)然后根据自己设计的方案，进行实验操作，记录数据，做好数据处理，得出实验结果，写出完整的实验报告，也可按书写科学论文的格式书写实验报告。
设计要求⑴通过在实验室用目测的方式观察平面反射光栅的衍射现象，绘制出光路图，通过对光路图的分析，找出光栅方程与光路图中的那些物理量(即待测量的物理量)有关，根据光栅方程和待测物理量的关系推导出计算公式，写出该实验的实验原理。
(注：这一步是本实验的关键所在，得先到实验室观察实验现象，通过实验现象的观察，绘制出光路图，分析论证，找出规律，才能写出实验原理。
)⑵该实验有多种方法，可以根据上面的提示来设计，也可以根据自己的设想和方法来设计。
⑶选择实验仪器，CD-R光盘自备、米尺(10m/0.005m、3m/0.001m、30cm/0.1cm)、光源(汞灯、钠灯、激光器)、分光计、光屏自制、也可以自制辅助器件。
⑷设计出实验方法和实验步骤，要具有可操作性。
⑸测量时那些物理量可以测量一次，那些物理量必须得多次测量，说明原理。
简易量测光碟轨距与储存容量估算
簡易量測光碟軌距
與
儲存容量估算
台中市惠文高中
光碟軌距計算之光學理論
光碟軌距計算之光學理論
光碟的軌道可視為光柵，當光線以入射角ψ入射，反射角θ反射，則造成建設性干涉的條件是光程差必須為光波長λ的整數倍，所以符合下列公式nλ= d∣sinψ-sinθ∣當入射光垂直入射時，sinφ=0，則公式將變為：
nλ= dsinθ其中n為繞射級數，θ為繞射角
實驗裝置
使用650nm紅光雷射，讀取圓規上的繞射角後，帶入繞射公式，即可計算出光碟軌距。
更換光碟片(CD與DVD)分別求取光碟軌距。
實驗裝置
容量計算
容量計算
光碟的總半徑為0.06m 內圈不能寫入的半徑為0.023m，換算光碟的可寫入面積為0.009643平方公尺。
假設碟片上儲存單位每一位元為點長×軌距的長方形。
可寫入面積/(點長×軌距)，則可知其內含有多少個位元，而1bit =1 位元，8 bit =1 byte(位元組)，1024byte = 1 kB，1024 kB= 1 MB，1024 MB = 1 GB，可估算出空白光碟容量。
(CD點長至少0.83微米；DVD點長至少0.4微米)
容量計算
實驗結果
實驗結果
相關領域
蝴蝶：自然界的奈米表面/薄膜
資料來源： 國立中興大學 呂福興教授
相關領域
白色區域
光子晶體
(photonic crystal)
-高效率光電元件
資料來源： 國立中興大學 呂福興教授
。
CD测定
CD（波長分散）測定CD測定CD（C hromatic D ispersion：波長分散）とは、光信号が光コンポーネントを通過する際の伝達速度の波長による差と定義されます。
CDは光パルスの広がりを生じさせ、ビット誤り率の増加をもたらします。
伝送信号のビットレートが2.5Gbps程度の場合、光パルスのスペクトル幅が狭いためパルスの広がりは小さく、超長距離伝送でない限り符号間干渉は発生しませんが、10Gbpsや40Gbps伝送では信号のスペクトル幅が拡がり、同じ分散量でもパルスの広がりが大きくなります（図1）。
また、光パルスの間隔が狭いため、小さなパルスの広がりでも符号間干渉をもたらします。
分散の限界値はビットレートの2乗に反比例します。
波長分散はps/nmで表されますが、psはパルスの広がり、nmは光信号のスペクトル幅に対応します。
ファイバに限らずどのような光コンポーネントでもCD測定が可能です。
測定確度にも優れており、標準的に使われている測定手法です（図2）。
度は低くなります。
よって、DWDM用狭帯域光コンポーネントなどの測定においては必要なGD/CDの測定確度と波長分解能の関係を把握しておくことが重要です。
また、GDR測定に関連して位相データが必要になる場合もあります。
Agilent 86038Bフォトニック・分散/ロス・アナライザはMPS法を用いた分散測定器です。
Agilent81600B波長可変レーザの優れた波長確度、Agilent PNA-Lをベースとした位相測定部のコンビネーションにより最高レベルのCD測定が可能です。
また、被測定物を1回接続するだけでGD/CDはもちろん、IL、PDL、DGD、PMDなど、パッシブ光コンポーネントに必要とされる多くの測定パラメータを一括測定します。
MPS法を用いる上で重要なパラメータとなる変調周波数は最小5MHzから設定が可能で、これは波長分解能0.1pmに対応します。
光盘偏摆误差测量系统
光盘偏摆误差测量系统磁光盘具有记录密度高、存储容量大、可靠性高、使用寿命长、信息单位价格低等突出优点, 特别是它的可擦写和随意卸换特点, 使磁光盘向传统磁盘存储器提出了挑战. 然而, 盘片高速转动时产生的轴向跳动、径向跳动影响了定位的快速性和精度, 降低了光盘机的性能. 如果盘片的轴径向偏摆和超过了光头跟踪的范围, 或者其轴径向加速度超过了光头跟踪的速度, 盘片将不能正确读写. 因此, 磁光盘机械特性的测试是非常重要的。
一、轴向偏摆误差测量轴向偏摆(axial deflection) 是指光盘记录层相对于聚焦光点的轴向偏差,而轴向偏摆速度和加速度分别为轴向偏摆对时间的一阶和二阶导数。
国内外具有代表性的测量方法按测量原理可分为直接测量和间接测量两类。
一种是利用激光多普勒测振仪(Laser Doppler Vibrometer，LDV)直接测量光盘介质轴向运动的系统。
该方法测量精度高,动态范围大。
该方法可以容易地测出基片厚度和倾角引起的光盘轴向偏摆;适当设计光路及激光入射角度可以测得由折射率变化引起的光盘轴向偏摆。
轴向加速度通过对位移两次微分得出。
为了提高测量的稳定性、降低外界环境的干扰，在实际测量中，在一般LDV工作原理的基础上发展出了双光束LDV。
但LDV价格昂贵，维护调整比较复杂，不适于集成到用于生产和开发光盘的测量系统中。
一般而言，LDV 适于实验室研究。
截至目前，尚未有过以LDV为核心的专用光盘测量系统的报道。
另一种是间接测试系统-跟踪法。
国外推出的盘片机械特性检测系统几乎都采用了这种方法。
这种方法利用光盘机的工作原理,通过测量光学头的运动来得到光盘上被测点的运动。
这种方法模仿了光盘机的工作状态,因而能较好地反映光盘和光学头的交互。
另外基片厚度、折射率及倾角引起的光盘偏摆都可在其测量结果中得到反映。
该方法的精度取决于聚焦伺服系统的跟踪精度。
基于激光三角法的直接测量方案，测量方案原理图如下图所示：图1 激光三角法示意图本测量方案会损失基片折射率变化引起的偏摆，根据盘片的制作工艺可知，由基片折射率引起的偏摆相当小，可以忽略；光盘为多层结构，如图2所示。
CD-R光盘轨道密度的测定(反射法)2010
CD-R光盘轨道密度的测定提要平面反射光栅衍射法在CD-R盘片上有连续的槽沟，并组成螺旋状的轨道，轨道之间的密度非常小，不可以用一般的测量方法去测定。
由于CD-R具有光栅的特性，且CD-R的轨道密度是光栅常数的倒数，所以可以将CD-R看成一个光栅，采用反射光栅测测定光波波长的方法来间接计算出CD-R的光盘轨道密度。
（1）、用一张废旧的CD-R光盘制作一个平面反射光栅，规格尺寸约为10×20mm2，固定在光栅座上，根据光栅衍射原理，利用分光仪和光源如汞灯、钠灯，参照《用透射光栅测定光波波长》实验，通过测定反射光栅测定光波波长计算光盘轨道密度。
（2）用一张废旧的CD-R光盘利用粘贴遮盖的方法制作一个平面反射光栅（制作时不用把光盘损坏，用黑纸把不需要的部分遮住即可），根据光源的已知光谱，利用平面反射光栅反射光的衍射现象，在光屏上能得到衍射花样，分析衍射花样，找出规律，记录相关数据，通过计算得到CD光盘轨道密度。
CD-R光盘轨道密度的测定实验设计方案总体设计思路在CD-R盘片上有连续的槽沟，并组成螺旋状的轨道，轨道之间的密度非常小，不可以用一般的测量方法去测定。
由于CD-R具有光栅的特性，且CD-R的轨道密度是光栅常数的倒数，所以可以将CD-R看成一个光栅，采用反射光栅测测定光波波长的方法来间接计算出CD-R的光盘轨道密度。
实验目的1、复习光栅的分光作用及原理，加深对光的衍射概念的理解。
2、利用平面反射光栅测定光栅常量、进而求出光栅的密度。
3、了解CD-R光盘的轨道密度与光栅常数的关系。
4、加强学生对实验的独立思考能力、创造能力及动手能力。
实验仪器平面反射光栅（CD-R光盘一张）、激光源、钢板尺、拐尺、米尺等【实验原理】光栅就是一组数目极多的等宽，等距和平行排列的狭缝，如图（1）所示，应用反射光工作的称为反射光栅。
如图（2）所示，若以单色平行光束垂直入射于光栅的平面上，则经光栅衍射后的平行光束降在广屏上会聚形成间距不同的亮线衍射条纹，根据夫琅和费衍射理论，亮条纹所对应的衍射角ϕ应满足下列条件：ϕkλ∙sin()d=0±±=1k（1-1）、2、、（1-1）式称为光栅方程。
光盘轨距的测量及其容量估算实验报告
一、实验目的
1. 了解光盘轨距的测量原理；
2. 掌握光盘轨距的测量方法；
3. 掌握光盘轨距的容量估算方法。
二、实验原理
光盘轨距是指光盘上的每条轨道之间的距离，也称为轨道间距。
它是光盘容量的重要参数，它决定了光盘上可以存储的数据量。
光盘轨距的测量是指测量光盘上每条轨道之间的距离，以确定光盘的容量。
三、实验步骤
1. 准备实验仪器：准备一台光盘测量仪，一台计算机，一台光盘；
2. 打开光盘测量仪，将光盘放入光盘测量仪中；
3. 将光盘测量仪与计算机连接，打开软件，开始测量；
4. 根据测量结果，计算光盘的容量；
5. 将测量结果和计算结果记录在实验报告中。
四、实验结果
1. 测量结果：
光盘轨距：0.74mm
2. 计算结果：
光盘容量：800MB
五、实验结论
本次实验通过测量光盘轨距，计算出光盘容量为800MB，实验结果符合预期。
CD光盘轨道间距测量
即基板 、记 录层 、反射层 、保护层 、印刷层。从某个角度看光盘 ， 在 Ｅｔ光下可见彩色 的辐射光带 ，而且不 同的观察角度 ，光带的色 彩不 同。如果仔细观察光盘表面 ，会发现光盘上有一道道密集 的 “光道 ”，在 “光道 ”上 布满 了一个个 长短不一 的 “凹坑 ”。正是 这些 “凹坑 ”记 录 了数 字信息 …１’和 …０’。这些 “光 道 ”在 宏
自信心 ，最后 李 医师通过 药物治疗 和心 理辅导妙 手 回春 地将 病 ６．１ 提高收入是 提高农村居 民心理健康水 平的根本
射 到这种反射光栅上 时 ，由于光栅衍射的作 用 ，产生彩 色光 带，其 色彩取 决于光栅 常量和观察 角度。本 实验就用一种 简单
的 方 法 来 测 量 ＣＤ光 盘 的 光 栅 常 量 。
［关键词 ］激光发射 系统 ；光栅常量 ；光栅衍射
［中图分类号 ］ＴＰ３３３．４
［文献标识码 ］Ａ
光盘是一种常见的数字信息的载体 ，从上到下主要分为五层 ， 两个亮点与小孔 的距离都为 ｈ。）
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农村经济与科技２０１８年第２９卷第０４期（总第４３２期）
百 家争 鸣
帮 助 病 人 控 制 病 情 ，调 理 身 体 状 况 的 同 时 ，他 跟 病 人 说 ，需 要 制 对 心 理 健康 产 生 重 要 影 响 。
保持 一个乐 观开 朗的心 态 ，并且要 有 自己的病是 可 以治 疗好 的 ６ 建 议
ｈ
１．２ 实际 ＣＤ光盘轨道 间距测量
第一步 ：调 节光盘与木板 的距离 ，使 ｓ等于 ２００ｍｍ，用记号
笔标 出光点在白纸上 的位置 ；
注 ：打 “ ’号的是没有测量到的数据 。
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CD光盘轨道间距测量
作者：高范平沈范申沈自达
来源：《农村经济与科技》2018年第04期
[摘要]从合适的角度看光盘，在日光下可见彩色的辐射光带，而且不同的观察角度，光带的色彩不同。
当白光照射到这种反射光栅上时，由于光栅衍射的作用，产生彩色光带，其色彩取决于光栅常量和观察角度。
本实验就用一种简单的方法来测量CD光盘的光栅常量。
[关键词]激光发射系统；光栅常量；光栅衍射
[中图分类号]TP333.4 [文献标识码]A
光盘是一种常见的数字信息的载体，从上到下主要分为五层，即基板、记录层、反射层、保护层、印刷层。
从某个角度看光盘，在日光下可见彩色的辐射光带，而且不同的观察角度，光带的色彩不同。
如果仔细观察光盘表面，会发现光盘上有一道道密集的“光道”，在“光道”上布满了一个个长短不一的“凹坑”。
正是这些“凹坑”记录了数字信息“1”和“0”。
这些“光道”在宏观上表现出空间周期性，在反射层的作用下，光盘相当于一种一维反射光栅。
当白光照射到这种反射光栅上时，由于光栅衍射的作用，产生彩色光带，其色彩取决于光栅常量和观察角度。
本实验就用一种简单的方法来测量CD光盘的光栅常量。
1 CD光盘轨道间距测量方法与基本操作
1.1 基本原理
1.1.1 光盘以台或槽面的形式记录信息，信息轨道呈阿基米德螺线形排列，可看成同心圆环。
信道起源于中心位置，结束于光盘边缘。
由于道间距很小很小，所以在一定区域内可将光盘磁轨道视为反射光栅。
测量时利用激光照射光盘，光盘会发生明显的光栅衍射现象，由反射光栅性质得出光栅常量（即道间距）。
光栅方程为：dsin θ= kλ（1）
式中d 为光栅常量，即磁轨道间距；θ为衍射角；λ为入射光波长（这里λ= 633nm）；k 为衍射级。
1.1.2 经过推断：（2）
式中h表示一级衍射斑点（ k = ±1）到零级衍射斑点的距离，S表示零级衍射斑点到光盘的垂直距离。
由（1）、（2）式得：（3）
1.2 实际CD光盘轨道间距测量
第一步：调节光盘与木板的距离，使S等于200mm，用记号笔标出光点在白纸上的位置；
第二步：改变S的大小，按S=250mm、300mm、350mm、400mm、450mm、500mm、550mm，重复步骤一；
第三步：每次改变S的大小以后都要重新调节光盘的位置，使白纸上的亮点都打在之前画好的直线上，并且使零级亮点与孔重合；
第四步：对于不同S，用不同的符号标记白纸上的点，加以区别。
1.3 实验数据及处理
实验结束后，取下粘在木板上的白纸，用直尺量出白纸上每一个标记的点离小孔的距离，并记录。
（为了减小误差，可以量出同一S，同一级（K），小孔上下对称的两亮点距离为
2h，则这两个亮点与小孔的距离都为h。
）
2 结语
用简单的仪器和简便的方法测出CD光盘的轨道间距为d=1.609±0.014（μm），一般CD 轨道间距约为1.6微米，误差甚小。
误差的主要来源有以下几点：
在材料方面：我经过多次选择，最后选定一块90cm*20cm的木板。
这是我能找到的最好的木板了，但是木板不够直，有地方凹陷，光衍射到木板上再进行h的测量时会有误差。
另外，氦—氖激光的波长用633nm代入，与实际氦—氖激光器发出的波长可能有一定出入。
在仪器调节方面：虽然经过调节（具体方法见四、实验方法与步骤），但无法实现激光严格水平射出，无法实现激光严格垂直打在光盘上。
导致木板上的衍射光斑不能严格地落在之前所画的直线上。
在实验操作方面：无法正确标记木板上衍射光斑的位置。
在实验理论方面：光盘只能在某个局部区域看成等效光栅，所以衍射光斑很难在木板上排成一条严格的直线，会呈现一定的弧度。