新一代可读写DVD技术分析..docxVIP

新一代可读写DVD技术分析自从1982年音乐光盘(CD)问世以来，光盘作为大容量存储介质得到了迅猛的发展，数据只读光盘及CD - ROM驱动器现已逐步成为PC机的标准配置。光盘存储技术的发展，促进了多媒体电脑时代的到来。只读光盘只能读取数据而不能重写，而可读写光盘则能够重复读写，因而有更大的应用范围。大容量的可读写光盘正成为多媒体时代的软磁盘，预计在1997年市场上推出的可读写数字视频光盘(Digital Video Disk-DVD)，其每面的容量约为目前CD的4倍(2.6GB)，两面的总容量将超过SGB。根据当前光盘记录密度发展的趋势预测，可读写DVD光盘的容量在2000年以前便可达到目前CD的8倍，仅光盘一面便能存储整部电影，且图象质量将进一步提高。下面将对可读写DVD光盘中采用的一些关键技术加以介绍和分析。2相变记录技术目前，用来增加可读写DVD光盘记录密度的技术已经确定，即相变记录(Phase一ChangeRecordjng)技术，其原理是利用激光束的热效应改变光盘记录层上的结晶相和非结晶相来记录数据。由世界七大公司组成的SD标准组织已于1995年5月提出了可读写DVD标准的建议，如表1所示。在这个建议中，明确要求使用相变技术作为可读写DVD的数据记录方案。事实上，除相变记录技术外，可读写光盘的记录也采用磁光式(Megnetieoptieal-Mo)技术实现，其原理是利用激光束产生的热以及磁记录层的磁化特性记录数据。磁化方法又分为光调制和磁调制两种。但是，磁光式技术在应用上比较困难。比如磁调制技术，因为这种技术采用磁极转向原理，磁头必须放置在距离记录层表面数+微米之内，而对于双层盘结构，磁头与记录层表面的最小距离为0.6mm，这个距离对于磁调制记录的操作未免太大。又如光调制技术，一个原来用红光来设计的光盘，改用蓝光或绿光来读取数据时，读出的信号便会很弱，影响数据的读取，这使得磁光式记录介质在光源变化时将无法保持兼容。SD建议采用相变记录技术的主要原因正在于此，这种技术很少受光源波长的影响。而且，从发展的趋势看，为提高光盘的记录密度，DVD驱动器将采用更短的波长，最有可能采用的光源是蓝光和绿光。相变记录光盘机和CD-ROM都采用检测光反射密度的方式读取数据，故在只回放DVD驱动器或DVD-RoM驱动器上播放CD一ROM介质，比起在磁光式光盘机上回放要容易得多。这是因为磁光式光盘采用光调制和脉动激光磁场调制原理，为了读取数据，采取反光极化板反向旋转以改变磁化方向的方法。相变记录技术使用激光束的热效应改变介质结晶和非结晶状态的相位原理记录数据，如下图所示。在这种技术中，激光束采用密度调制，通过激光的热能改变光盘介质结晶态和非结晶态的相位，进行数据记录;由于结晶态的反射性要比非结晶态高10%到30写，因而允许通过对反射光密度的检测进行数据读取。3增加记录密度的方法采用相变记录技术的另一个原因是便于增加光盘的线性记录密度。目前，增加相变光盘记录密度的方法有三种，即红激光二极管、纹路一边缘(Mark-Edge)和纹面一纹道(Land-Groove)技术。采用红激光二极管可以有效地缩小光束点的直径，而所采用的红光波长为650nm，物镜的数值孔径则增加到0.6。这两方面结合起来，就可将光盘记录密度提高约2倍。采用纹路一边缘技术，数据是写到一个记录纹路的两边边缘上。用这种方法得到的记录密度比起传统的纹路一位置(Mark-Position)记录法高出约1.5倍。传统的纹路一位置记录法是将数据写在记录纹路的中间，其中记录纹路的长度与轨道长度的比率仅为20%~30%;而在纹路一边缘记录中，这个比率可增至50%。纹路一边缘记录的缺点是使单位长度的热能增加，从而导至光盘记录层的加速老化。目前的DVD产品已能达到10万次可重写，且不会出现间题。通过光盘记录层技术的进一步改进，可望将重写次数增加到50万次以上。采有纹面一纹道技术，即只将现在的相变光盘数据记录到光盘的纹道上，如图1所示。这时的纹面有两个作用，即作为轨道运行的导引和抑制来自邻近纹道的相互干扰。如果数据不仅写在纹道上，也能够写在纹面上，那么对于一条同宽度的纹道来说，其数据密度便能增加一倍。这种设想并不是现在才被提出，而是这种方法的可行性一直被人们怀疑，认为这种方法的轨道间的相互干扰将会抵消记录密度的实际增益。事实上，若在纹面和纹道之间采用相差为1/6、(久为波长)的光源，则产生于邻近轨道的相互干扰会显著减小，从而使得纹面一纹道记录技术成为一种真正可行的增加记录密度的方法。4轨道格式的确定轨道格式的确定，就是确定纹面轨(LandTrack)与纹道轨(GrooveTrack)连接的方式。相变记录可读写DVD光盘机设计采用螺旋式轨道格式，这种格式可以简化播放电影和连续音乐数据（CD）的处理。现