光存储
稀土材料在光存储技术中的应用与研究
稀土材料在光存储技术中的应用与研究引言随着信息技术的进步和快速发展，存储技术也在不断革新与演进。
光存储技术作为一种高密度、高速度、非易失性的存储方式，受到了广泛关注。
在光存储技术中，稀土材料发挥着重要的作用。
本文将介绍稀土材料的定义、种类以及在光存储技术中的应用与研究进展。
稀土材料的定义与种类稀土材料是指由稀土元素组成的材料，稀土元素是指周期表中镧系元素和钇以及镥的总称。
稀土元素具有特殊的电子结构以及独特的磁光、光学、电学和热学性质，因此稀土材料具有许多特殊的物理化学性质。
目前已知的稀土元素共有17种，其中包括镧、铈、镨、钕、钷、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、铪、钇和钇锂。
这些稀土元素可以通过矿石的选矿、冶炼和分离等工艺得到。
根据稀土元素的不同，稀土材料可以分为多种不同的类型。
其中较为常见的有离子型稀土材料和基质型稀土材料。
离子型稀土材料是指在晶体或复合材料的基底中掺入稀土元素离子，如锌硒酸铕晶体、浸渍法制备的稀土玻璃等。
而基质型稀土材料是指将稀土元素直接掺入基质材料中，如稀土掺杂的玻璃纤维、稀土掺杂的半导体材料等。
稀土材料在光存储技术中的应用与研究进展光存储技术概述光存储技术是一种利用激光束对存储介质进行信息读写的技术。
相比于传统的磁存储技术和固态存储技术，光存储技术具有更高的存储密度、更快的读写速度和更长的数据保存时间。
光存储技术主要包括光致变色存储、光学存储和光学烧蚀存储等。
稀土材料在光致变色存储中的应用光致变色存储是一种通过激光束对稀土材料进行激发，使其发生颜色变化来实现信息存储的技术。
在光致变色存储中，稀土材料被用作存储介质，其特殊的光学性质使得存储介质在激光照射下发生颜色变化，并且能够保持这种颜色变化的状态。
稀土材料在光致变色存储中的应用主要有两个方面。
首先，稀土材料能够实现高密度的数据存储。
由于稀土材料具有较高的掺杂浓度和较小的晶胞体积，因此可以实现更高的存储密度。
其次，稀土材料还具有较长的数据保存时间。
光存储原理
光存储原理
光存储特点：
（3）生产成本低廉、数据复制工艺简单、效率高。目前光盘 盘片和光盘机的生产技术都已成熟。盘基用有机高分子材料注 塑而成。只读盘上的信息是在注塑过程中模压在盘基上的。复 制过程中盘片所需的加工周期仅2秒左右。按现有设备工艺材 料水平计算，只读光盘每兆字节的生产成本低于0.1分人民币。 一次写入光盘每兆字节的成本也仅0.2分是最廉价的信息记录 载体，已经成为计算机标准外设和常规的家用电器。
光存储原理
光盘知识：
DVD－ROM—电脑软件只读光盘，用途类似CD－ROM； DVD－Video—家用的影音光盘，用途类似LD或Video CD； DVD－Audio—音乐盘片，用途类似音乐CD； DVD－R（或称DVD－Write－Once)—限写一次的DVD，用途 类似CD－R； DVD－RAM(或称DVD－Rewritable)——可多次读写的光盘， 用途类似MO。
光存储原理
光存储特点：
（2）存储寿命长、功能多样化：光存储是利用精细聚焦能量 密集的激光束，通过厚度为0.6或1.2ｍｍ的盘基，对密封在保 护层之间的记录介质的相互作用来实现数据写入、读取与擦除 的。盘基及记录介质均由性能稳定的材料制成，在常温环境下 数据保存寿命在100年以上，而且可根据不同用途挑选不同的 介质制成只读、一次写入、可直接重写等不同功能的光盘。相 应的光盘驱动器(光盘机)也可以设计成单一功能或多功能的系 统,以满足不同用途的需要。
光存储原理
光盘知识：
与CD相比，DVD具有以下的几项优势：
光存储原理
光盘知识：
与CD相比，DVD具有以下的几项优势：
1、大容量和快速读取∶大多DVD与一般CD的大小相同，直径 约12公分（也有8公分的），由二个厚度各为0.6mm的基质层 粘贴而成，采用多面多层的技术，即每一面光盘可以储存双层 信息，一张光盘最多可有四面的储存空间，DVD利用聚焦更集 中的红光镭射提高了每单位面积的储存密度，因此可说其储存 空间是空前的大。此外，利用较短波长的镭射和较密集的信息 坑制作，可以使单层DVD的最大读取率达 11.08 Mbit/sec，相 当于八倍速的光盘机。Leabharlann 光存储原理光盘知识：
光信息存储技术.ppt
光 盘 机
写
/
读信号
处理系统
机械系统 写信号处理系统 读信号处理系统
关键问题：可靠性、有效性
（3）系统中光学头的 基本构成
典型的光盘 构成系统
基本元件： （a）光源LD：激光器 780nm，650nm （b）准直、扩束系统
椭圆，发散
准直，圆形
（c）PBS（偏振分光棱镜） （PBS+λ/4波片） 光束 隔离器
参数的变化……应从设计角度更好的选 择材料及元器件的稳定性。
军用光盘总体要求：防温、防潮、 防震、防霉、防冲击、防电磁波及辐射。 分为车载、机载、舰载三类。
（2）光盘存储系统的基（ 介 质 ）
加工工艺
动态在线检测 离线全面质量检测
盘 存 储
系 统
供电系统
光盘驱动器
光学头系统 伺服系统
第10章 光信息存储技术
一.基本特点与运用 1）光盘特点
容量大—5.25˝ 0.65G 非接触读写—无损伤 高的数据传输率 永久性或半永久性存储（10~50S） 信息价位低 形成光盘库（活动盘）
2）领域 数据存储、图像存储 多媒体或多媒体工作站 视频节目存储介质
二.发展简史 国外，研究始于70年代
达到：40~100Gbit/盘
三.国内外发展状况 80年代 广电部第一次光盘制式可行性调研单
位有：清华、华工、复旦、北航 科学院：上海光机、上海冶金、52所 工厂：南京七一四厂 主要研究始于“七·五”规划
“九·五”国家科委星火计划 磁光光盘的产业化
牵头单位：成都电子科技大学（天 级公司） 参加单位：华工、清华 主要完成生产线上的测试设备改造
荷兰:PHILIPS 1972.9.5诞生第一台激光唱机，体积大，
光存储技术
第七讲光存储技术本章内容一、概述二、光盘存储三、全息存储技术一、概述什么是信息的光存储？利用光子与物质的作用，将各种信息如图像、语言、文字以及相关数据记录下来，需要时再将其读出。
绘画和文字是人类文明中最生动的光存储方式。
照相和电影是光学存储技术的重大成就。
1、光存储2、光存储原理及分类（1）原理：只要材料的某种性质对光敏感，在被信息调制过的光束照射下，能产生物理、化学性质的改变，并且这种改变能在随后的读出过程中使读出光的性质发生变化，都可以作为光学存储的介质。
（2）分类按介质的厚度：面存储、体存储；按数据存取：逐位存储、页面并行式存储； 按鉴别存储数据：位置选择存储、频率选择存储等。
3、光存储的特点（1）存储密度高信息的存储密度表征单位面积或单位体积可存储的二进制位数（bit/cm2，bit/cm3），用以表示各种存储方法的性能指标。
电子存储器的存储密度约104－106 bit/cm2，即使是超大规模集成电子存储器也不会超过106 bit/cm2。
光学存储器的理论极限值：面存储密度为1/λ2；体存储密度为1/λ3 。
按λ=500 nm 计算，存储密度为1 Tbit/cm3。
3、光存储的特点（2）并行程度高光子之间不会相互作用，因而光计算的并行处理能力远远高于电子计算。
提供并行输入输出和数据传输。
（3）抗电磁干扰光子不荷电，抗电磁干扰。
（4）存储寿命长磁存储2—3年；光存储10年以上。
（5）非接触式读／写信息（6）信息价格位低价格可比磁记录低几十倍。
本章内容一、概述二、光盘存储三、全息存储技术二、光盘存储自60年代末美国ECD及IBM公司共同研制出第一片光盘以来，光盘存储技术发展之迅速出人意料。
激光唱片(CompactDisk，CD)激光视盘(LaserVideo—Disk，LVD)：LD，VCD，DVD……。
计算机外存设备：光盘1 、光盘存储的原理激光经聚焦后可在记录介质中形成极微小的光照微区(直径为光波长的线度，即1μm 以下)，使光照部分发生物理和化学变化，从而使光照微区的某种光学性质(反射率、折射率、偏振特性等)与周围介质有较大反衬度，可以实现信息的存储。
光存储技术
光存储技术发展现状班级：07111306学号：1120131797姓名：程显达1.引言光存储技术是利用光子与物质的作用，将各种信息比如图像、语言、文字等相关数据记录下来，需要的时候再将其读出的存储技术。
光存储技术具有非接触式读写、寿命长、信息位的价格低等优点，随着光量子数据存储技术、三维体存储技术、近场光学技术、光学集成技术的发展，光存储技术必将成为信息产业中的支柱技术。
2.光存储技术的原理从概念上讲，光存储技术是用激光照射介质，通过激光与介质的相互作用使介质发生物理、化学变化，将信息存储下来的技术。
它的基本物理原理为：存储介质受到激光照射后，介质的某种性质（如反射率、反射光极化方向等）发生改变，介质性质的不同状态映射为不同的存储数据，存储数据的读出则通过识别存储单元性质的变化来实现。
对于介质的选取，只要材料的某种性质对光敏感，在被信息调制过的光束照射下，能产生物理、化学性质的改变，并且这种改变能在随后的读出过程中使读出光的性质发生变化，都可以作为光学存储的介质。
举一个例子来简单说明原理，目前得到广泛应用的CD光盘、DVD光盘等光存储介质以二进制数据的形式来存储信息。
信息写入过程中，将编码后的数据送入光调制器，使激光源输出强度不同的光束。
调制后的激光束通过光路系统，经物镜聚焦照射到介质上。
存储介质经激光照射后被烧蚀出小凹坑，所以在存储介质上存在被烧蚀和未烧蚀两种不同的状态，分别对应两种不同的二进制状态0或1。
读取信息时，激光扫描介质，在凹坑处入射光不返回，无凹坑处入射光大部分返回。
根据光束反射能力的不同，将存储介质上的二进制信息读出，再将这些二进制代码解码为原始信息。
3.光存储技术的优点(1).存储密度高，存储容量大。
信息的存储密度表征单位面值或单位体积可存储的二进制位数，用以表示各种存储方法的性能治标。
电子存储器的存储密度约104-106bit/cm2，即使是超大规模集成电子存储器也不会超过106bit/cm2。
光存储与其他存储的优劣
光存储与闪存之间的优劣势光存储技术与闪存相比而言，两者都经历了不同的发展历史，光存储技术相对于闪存来说技术产生要更早，技术上也相对更加稳定、纯正，同时也处于技术更新的瓶颈；而闪存相对而言发展历史比较短，技术上也有相当大的提升空间，同时也更能满足当代社会发展的需求。
一：光存储伴随信息资源的数字化和信息量的迅猛增长，对存储器的存储密度、存取速率及存储寿命的要求不断提高。
在这种情况下，光存储技术应运而生。
光存储技术的发展经过了如下一些重要过程：只读式光盘记录信息：记录介质为涂有光刻胶的玻璃盘基。
在调制后的激光束的照射下，再经过曝光、显影、脱胶等过程，正像母盘上就出现凹凸的信号结构。
之后利用蒸发和电镀技术，得金属负像母盘，最后用注塑法或光聚合法在金属母盘上复制光盘。
读出信息：激光照射在凹坑上，利用凹坑与周围介质反射率差别读出信息。
CD-R 光盘记录信息：利用热效应。
用聚焦激光束照射 CD-R 光盘中的有机染料记录层，照射点的染料发生汽化，形成与记录信息对应的坑点，完成信息的记录。
读出信息：利用坑点与周围介质反射率的区别。
可檫写光盘（1）相变型存储材料的光盘记录信息：高功率调制后的激光束照射记录介质，形成非晶相记录点。
非晶相记录点的反射率与未被照射的晶态部分有明显的差异。
读出信息：用低功率激光照射存储单元，利用反射光的差异读出信息。
信息的擦除：相记录点在低功率、宽脉冲激光照射下，又变回到晶态。
（2）磁光存储材料的光盘记录信息：记录介质为磁化方向单向规则排列的垂直磁光膜。
在聚焦激光束照射下，发生热磁效应，记录点的磁化方向发生变化，进而完成信息记录。
读出信息：利用法拉第效应和克尔效应。
信息的擦出：在激光的作用下，改变偏磁场的方向，删出了记录信息。
2 第一代、第二代光盘技术多媒体信息时代的第一次数字化革命是以直径为 12cm 的高音质 CD（Compact disc）光盘取代直径为 30cm 的密纹唱片。
这其中包括 CD-ROM, CD-R 和 CD-RW 类型。
第六章光存储技术
第六章光存储技术光存储技术是一种利用激光在光盘上记录和读取信息的技术。
这种技术最早出现在20世纪70年代，经过几十年的发展，已经成为信息存储领域的重要分支。
光存储技术具有存储容量大、数据保存时间长、读写速度快等优点，广泛应用于计算机、消费电子、医疗、教育等多个领域。
光存储技术的基本原理是通过激光在光盘上烧蚀出凹坑或改变光盘表面材料的性质，形成信息的记录。
读取时，激光照射到光盘上，通过检测反射光的变化来还原信息。
光存储技术的核心设备是光盘驱动器，它负责控制激光的发射、聚焦、读取等过程。
目前，光存储技术主要包括CD、DVD、蓝光等几种类型。
CD是最早出现的光存储介质，容量为650MB，主要应用于音乐、软件等领域。
DVD是CD的升级版，容量为4.7GB，广泛应用于电影、游戏等领域。
蓝光则是最新的光存储技术，容量可达25GB，适用于高清电影、大容量数据存储等需求。
随着科技的不断进步，光存储技术也在不断创新。
例如，holographic storage（全息存储）技术、MDISC（Millennium Disc）技术等新型光存储技术正在研发中，这些技术有望在未来提供更大的存储容量和更长的数据保存时间。
光存储技术作为一种成熟的信息存储技术，在现代社会中发挥着重要作用。
未来，随着科技的不断发展，光存储技术将会继续创新，为人类提供更高效、更便捷的信息存储解决方案。
光存储技术的发展历程光存储技术的起源可以追溯到20世纪60年代，当时科学家们开始研究利用激光来记录和读取信息。
1972年，荷兰飞利浦公司推出了第一张CD（Compact Disc），这标志着光存储技术的正式诞生。
CD的出现极大地改变了音乐和软件的存储方式，它具有高保真、可重复播放等优点，迅速在全球范围内普及。
随着技术的进步，光存储技术不断升级。
1995年，DVD（Digital Versatile Disc）正式上市，其容量是CD的7倍，不仅能够存储更多的数据，还支持高质量的音视频播放。
玻璃多维光存储技术
玻璃多维光存储技术嘿，朋友们！今天咱来聊聊这个玻璃多维光存储技术。
你说这玻璃多维光存储技术啊，就像是一个超级大的魔法盒子！想象一下，普通的玻璃一下子变得超级厉害，能把好多好多的信息都藏在里面。
这可不是一般的玻璃哦，这是充满了科技魔力的玻璃呢！它能存的东西那可真是多得吓人。
咱平时的那些照片啊、视频啊、文件啊，都能轻轻松松地塞进去。
而且啊，它还特别稳当，不像有些存储设备，一不小心摔了碰了就完蛋了。
这玻璃可坚强着呢，不怕摔不怕碰，信息安安稳稳地待在里面。
你说这技术牛不牛？那简直太牛啦！它就像是给我们的记忆和知识找了一个超级安全的家。
而且这个家还特别大，能装下无穷无尽的宝贝。
这玻璃多维光存储技术还有个特别厉害的地方，就是它能保存很长很长时间。
咱都知道，有些东西时间长了就容易坏，可它不会。
几十年、几百年后，我们的子孙后代还能从里面找到我们现在的记忆和智慧呢，多神奇啊！它就像是一个时间的胶囊，把我们现在的一切都完好地保存起来，等着未来的人去开启。
哎呀，一想到这个我就觉得特别兴奋！你再想想，要是没有这么厉害的技术，我们的那些宝贵资料该怎么办呢？说不定就会慢慢消失不见啦，那多可惜呀！所以说，这玻璃多维光存储技术真是太重要啦！咱平时用手机、电脑啥的，存储空间总是有限的，还得经常清理。
但有了这个技术，就好像有了一个无限大的存储空间，再也不用担心没地方放东西啦！这多爽啊！而且啊，随着科技的不断进步，这玻璃多维光存储技术肯定还会变得更厉害。
说不定以后能存的东西更多，保存的时间更长，读取的速度更快呢！那时候，我们的生活又会发生多大的变化呀，真是让人期待呢！总之呢，玻璃多维光存储技术就是一个超级棒的科技宝贝，给我们的生活带来了好多好多的便利和惊喜。
咱可得好好感谢那些研究出这个技术的科学家们，是他们让我们的生活变得更加丰富多彩啦！怎么样，朋友们，你们是不是也觉得这玻璃多维光存储技术厉害得不得了呢？。
光存储技术简介 ppt课件
DVD-Dual
DVD-Dual规范是索尼公司设计并率先推行。 包括SONY、NEC等在内的厂商针对DVD-R/RW 与DVD+R/RW不兼容的问题，提出了DVD Dual 这项新规格，也就是DVD±R/RW的设计。DVD Dual并没有DVD Multi那样统一的规范，可 以让厂商们自由发挥。DVD±R/RW刻录机可 以同时兼容DVD-R/RW和DVD+RW这两种规格， 使用者就不用担心DVD刻录盘搭配的问题。
DVD各种格式对比
DVD-Multi
由于DVD-RAM、DVD-R和DVD-RW三种DVD刻录规格互不 兼容，用户使用时常受到DVD相关软、硬件的设计和 兼容性问题的困扰。为解决DVD规格混乱的状况，松 下公司提出了DVD-Multi规格，并得到了Intel、三 星等公司的支持。DVD-Multi技术以DVD-RAM为主要 架构，兼容DVD-RAM、DVD-R、DVD-RW，CD-R/CD-RW 等。严格的说DVD-Multi并不是一项技术，而是前两 种DVD刻录规格组合而衍生出来的产物。
(1)DVD-5规格：单面单层，标准的资料记录量为4.7GB (2)DVD-9规格：单面双层，即将资料层增加到两层，理
论上资料记录量可以提升到9.4GB ，但是由于双层的 构造会干扰信号的稳定度，所以实际上的最高资料记 录量只能够达到8.5GB。 (3)DVD-l0规格：双面单层，也就是DVD片的正反面都可 以储存资料，资料记录量为9.4GB，为DVD-5的两倍。 (4)DVD-l8规格：双面双层，也就是DVD-9的双面，容量 可以高达l7GB。
DVD-R/RW
DVD-R/RW格式由Pioneer先锋公司开发，初期格式为 3.9GB，刻录速度为一倍速，相当于9倍CD读写速度。 第一代的规格中只有DVD-R格式，而且刻录容量、结 构与DVDROM完全不同，面临与DVDRAM相同的不兼容命 运，但是先锋公司迅速推出了替代的2.0版技术，将 容量改为单面4.7GB，双面9.4GB，并且同时推出了包 括多次复写的DVD-RW规格，大大改善了兼容性问题。
光存储
• 这个存储信息的介质就是我们通常所说的 光盘。
第二节 光存储的类型
1.只读型光存储系统
–只读型光盘包括CD-ROM等。 –CD-ROM（Compact Disc-Read Only Memory）只读式压缩光盘，其技术来 源于激光唱盘，形状也类似于激光唱 盘，能够存储650MB左右的数据。 –用户只能从CD-ROM读取信息，而不能 往盘上写信息。
• 保护层上印有 标识。 • 铝反射层提高 盘片反射率。 • 预刻槽用于光 道径向定位。 • 代表信息的凹 坑就压在透明 衬底上。
CD-ROM 盘的底视图
CD盘的外径为120 mm，重量为14 克～18克。激光唱盘分3个区：导入 区、导出区和声音数据记录区。
二.光盘的读取原理
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。 凹坑的边缘代表“1”，凹坑和非凹坑 的平坦部分代表“0”，凹坑的长度和 非凹坑的长度都代表有多少个“0”。
需要强调的是，凹坑和非凹坑本身不 代表１和０，而是凹坑端部的前沿和 后沿代表１，凹坑和非凹的长度代表 ０的个数。
三. 光盘的写入原理
• 写入： • 利用激光单色性高、方向性好、高亮度的 特点，先将其聚焦为直径1微米左右的微小光点， 照射在储存介质上形成光照微区，由于微小光点 能量高度集中，通过发生化学、物理反应，使光 照微区的某种光学特性与周围介质反衬较大，从 而在该微区记录了相应的信息或数据。
读出光束的功率一定要比写入光束的功率 低，以保证读出光点的功率密度小于存储 介质的记录阈值，否则将破坏盘面上原已 写入的信息。（记录能量可达数兆瓦/平方 厘米）
• 用激光器作为写读能源： 90％ 10％
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
全光光盘 全光记录
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（软盘、硬盘、 磁带）和磁头。硬盘的存储容量已由50MB、500MB 发展到60GB以上，并将很快逼近其物理极限—— 2 超顺磁性限制面密度40GB/ in
• 磁光记录是利用激光退磁，偏置磁场在磁 光光盘上进行信息的写入。磁光存储器件 为磁光盘MD • 全光记录是直接利用激光使光盘发生各种 物理或化学变化来进行信息的写、擦或直 接重写，其结构要素包括光记录介质和光 头。光记录介质包括一次性压膜的CD、 DVD，一次性写入CD-R、DVD-R，以及相 变光盘CD-RW、DVD-RW。
检错和纠错算法的发展，这 些检验值会使大部分的数据 读出错误被自动纠正。而且 光盘驱动器中，读数据的硬 件电路也具有填补少量数据 丢失的功能。
五、光盘的分类
(1)只读存储光盘(ROM) 这种光盘中的数据是在光盘生产过程中 刻入的，用户只能从光盘中反复读取数 据。这种光盘制造工艺简单，成本低， 价格便宜，其普及率和市场占有率最高 。 常见的有：VCD，CD-Audio，CDROM，DVD-ROM
磁道与光道
凹.凸区间写在一根单向的螺旋 线上，螺旋线从近孔的地方出发， 一直到离盘边32mm处，共 22188圈（每毫米约600圈）， 长度可达5.6km！！！
DVD的存储容量是怎样提高的
DVD盘光道之间的间 距由原来的1.6m缩小到 0.74m，而记录信息的 最小凹凸坑长度由原来 的0.83m缩小到0.4m， 这是DVD盘的存储容量可 提高到4.7 GB的主要原 因，它的容量是CD的7倍
9.2光存储与光盘
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。
二、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。
9.5.1可擦重写相变光盘的存储原理
• RW相变光盘是利用记录介质在两个稳定态之 间的可逆相结构变化来实现反复的写和擦。常 见的相结构变化行下列几种： • 1)晶态Ⅰ晶态Ⅱ之间的可逆相变，这种相 变反衬度太小，没有实用价值。 • 2)非晶态Ⅰ非晶态Ⅱ之间的可逆相变，这 种相变反衬度也太小，没有实用价值。 • 3)发生玻璃态晶态之间的可逆相变，这种 相变有实用价值。
• 抗电磁干扰。因为外界电磁干扰的频率远低于光频 ，即使不同光束之间也很难互相干扰。 • 记录速度快：单通道 多通道 • 价格低廉 50MB/s 200MB/s
暂时的缺点：
数据传输速率比磁盘机低 在CD-ROM光盘的大容量存 储空间中，有相当一部分被 由于存储单元面积过小，光盘原始误码率较 专门用于检错和纠错。由于 高。不过科技人员发明了很多解决方案。
9.5 可擦重写光盘
• 可擦重写光盘从记录介质写、读、擦的机理来讲，主 要分为两大类： • 1)相变光盘；这类光盘采用多元半导体元素配制成 的结构相变材料作为记录介质膜，利用激光与介质膜 相互作用时，激光的热和光效应导致介质在晶态与玻 璃态之间的可逆相变来实现反复写、擦要求，可分为 热致相变光盘和光致相变光盘。 • 2)磁光盘：这种光盘采用稀土—过渡金属合金制成 的磁性相变介质作为记录薄膜．这种薄膜介质具有垂 直于薄膜表面的易磁化轴，利用光致退磁效应以及偏 置磁场作用下磁化强度取向的正或负来区别二进制中 的“0”或“1”。
9.3 只读存储光盘
• 9.3.1 ROM光盘存储原理
Ar离子激光器 调制器 光刻胶
信号发生器
前置放大 玻璃衬盘
(1)衬盘甩胶
(2)调制曝光
(3)显影刻蚀 银 (4)喷镀银层 镍 (5)电镀镍层
（6）镍膜剥离
9.3.2 ROM光盘主盘与副盘的制备
(1)衬盘甩胶 对玻璃等衬组进行精密研磨、抛光后进行超声清洗，得到规 格统一、表面清洁的衬盘；在此衬盘上滴以光刻胶，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。 (2)调制曝光 将膜片置人高精度激光刻录机中，按预定调制信号进行信息 写入。若衬盘以恒定角速度旋转，同时刻录机的光学头沿径 向匀速平移，则可在甩了胶的盘片上刻求出螺旋形的信息道 。 (3)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(若为负件光刻胶，不曝 光部分脱落)，于是各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倍息有关。这种携带有 调制信息的有凹凸信息结构的盘片就是主盘。由于此过程中 所用的光刻胶般为正性，因而所得主盘为正像主盘。
”
• 以上写读方式写后就 可以立即读出，可检 测出记录信号和读出 信号之间的任何差异 。如发现某段有不可 校正的错误，可将该 段作废，在下一个地 址重新写入信息。
激光光头是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。
9.4一次写入光盘
• 一次写入光盘是利用激光光斑在存储介质的微区产生不可 逆的物理化学变化进行信息记录的盘片 • 其记录方式主要有以下几种： • 1)烧蚀型：存储介质可以是金属、半导体合金、金属氧 化物或有机染料。利用介质的热效应，使介质的微区熔化 、蒸发，以形成信息坑孔 • 2)起泡型：存储介质由聚合物—高熔点金属两层薄膜组 成。激光照射使聚合物分解排出气体，两层问形成的气泡 使上层薄膜隆起，与周围形成反射率的差异而实现信息的 记录 • 3)熔绒型：存储介质用离子刻蚀的硅，表面呈现绒状结 构，激光光斑使照射部分的绒面熔成镜面，实现反差记录 。 • 4)合金化型：用Pt-Si、Rh-Si或Au-Si制成双层结构， 激光加热的微区熔成合金．形成反差记录。 • 5)相变型：存储介质多用硫属化合物或金属合金制成薄 膜，利用金属的热效应和光效应使被照微区发生非晶相到 晶相的相变
(4)喷镀银层 在主盘表面喷镀一层银膜。这层银膜一方面用来提高 信息结构的反射率，以便检验主盘质量，另方面，还 作为下—步电镀银的电极之一。 (5)电镀镍层 在喷镀银的盘片表面用电解的方法镀镍，使得主盘长 出一层厚度符合要求的金属镍膜。 (6)将上述盘片经过化学处理，使得镍膜从主盘剥脱，形 成—个副盘。 (7)上述主盘每一个都可以通过(5)、(6)步骤的重复，制 得若干个副像子盘——副盘；而每一个副盘又都可以 以通过(5)、(6)步骤的重复，制得若十个正像子盘。
三、光盘的写读原理
最基本原理： 写入： 利用激光单色性高、方向性好、高亮度的特点， 先将其聚焦为直径1微米左右的微小光点，照射在 储存介质上形成光照微区，由于微小光点能量高度 集中，通过发生化学、物理反应，使光照微区的某 种光学特性与周围介质反衬较大，从而在该微区记 录了相应的信息或数据。
反射率、折射率、偏振特性等
I 写 读 擦
T Tm
t
• 激光光致相变可擦重写光存储 • 随着激光波长移向短波，激光的光致相结构变化效应逐 渐明显，相变机制也与热相变的机制不同。研究表明，符 合化学计量比的介质不仅可以用单纯加热的方式使之晶化 ，还可以不加热、通过激光束或电子束的粒子作用在极短 时间内完成晶化的全过程。这一过程中，介质在光激发作 用下通过无原子扩散的直接固态相变实现从玻璃态到晶态 的突发性转变，在晶化突然发生的瞬间，介质中光照微区 的温度还来不及升高至晶化温度Tc之上，因而相变速度 极快。 • 高功率密度的激光脉冲作用下，介质内部的带间吸收的速 率远小于自由载流子吸收，自由载流子浓度剧增，形成温 度很高的电子-空穴等离子体。激光脉冲结束后，等离子 体中的过热电子在与声子相作用(e—Ph碰撞)过程中将能 量传递给晶格，或与空穴复合而释放能量，最终使介质回 到自由能最低的晶态。
• (1)存储材料 • 该类存储盘所用相变介质的非晶态记录介质是 无定形态，不稳定．可以通过晶化过程中进入结 晶态，也可以通过玻璃化过程进入玻璃态，即通 过读、写、擦等初始化过程进入晶态或玻璃态。 • 由于两态光学参量差异很大，因而可获得较大的 反衬度和信噪比。因此记录介质得可逆相变选定 为玻璃态和晶态之间的反复转变：写信息时吸收 能量从晶态进入玻璃态，除信息时从玻璃态回到 晶态。
9.5.2 可擦重写磁光光盘存储
• 1信息的写入 • CdCo有一垂直于薄膜表面的 易磁化轴。在写入信息之前． 用一定强度的磁场Ho对介质 进行初始磁化，使各磁畴单元 具有相同的磁化方向。在写入 信息时，磁光读写头的脉冲激 光聚焦在介质表面，光照微斑 因升温面迅速退磁，此时通过 读写头中的线圈施加一反偏磁 场，就可使光照区微斑反向磁 化，而无光照的相邻磁畴磁化 方向仍保持原来的方向，从而 实现磁化方向相反的反差记录 。
最基本原理 读取：
激光
聚焦
扫描信息轨道
根据反射光变化信息实际况：• 用激光器作为写读能源：
90％ 10％
调制信号
记录光束分别表示0和 刻录光盘 1
盘上的微小凹凸
聚焦
聚焦
光盘
读出光束
光检测器
信号
早期：Ar+激光器，He-Ne激光器（体积太大） 现今：半导体激光器 陈列式半导体激光器（效率很高）
“注 沿 0 意 和 ： 后 或凹 沿 “坑 代 1 和 “ 表 ，非 0 “ 而凹 1 是坑 。 ， 凹本 其 坑身 它 端并 代 部不 表 的代 前表 ” ” ”
四、光存储的特点
优点：
8 2 10 byte / cm • 存储密度高。存储面密度可达