中原工学院光信息存储技术与光盘光电信息技术中原工学院理学院曾灏宪信息存储的历史大容量、高速度、高密度.pptx

中原工学院;;4.1光盘及存储类型;光存储 ;光盘存储类型 专用再现光盘 也叫“只读（read only）”光盘 只能用来再现光盘信息，一般由专业工厂事先做好，用户不能自行追加记录 如音乐cd、VCD、影音DVD、软件光盘等 记录用光盘 “写后直读型（DRAW）”光盘 兼有写入和读出两种功能，并且写入后不需处理即可直接读出所记录的信息 分为一次写入（WORM）和可擦重写（RW）两类 ;光盘存储的特点 存储密度高 写入读出速率高 存储寿命长 每信息位的价格低、易复制 有随机寻址能力，随机存取时间小于60ms 非接触写入读出，防尘耐污染，操作方便 ;4.2只读存储光盘;;利用激光聚焦成亚微米级激光束，对光盘信息层进行扫描，光束扫描凹坑边缘时，反射率发生变化，表示二进制数“1”，在坑内或岸上均为“0” 通过光电探测器检测反射回来的信号，从而读出0、1数据 ;在光盘上写入信???的装置称作光盘记录系统；;偏振分光板PBS;利用衍射光栅分出3束光构成3光束系统; ;光盘系统的关键技术 光盘系统的核心装置是光盘驱动器，它是一种超精密光电子装置。主要包括：光学系统、机械系统、伺服跟踪系统和信号处理系统。 光盘驱动器的组成框图如下所示。 ;下面着重介绍一下其中的光电部分;光学头光电系统 激光头的作用及结构 激光头（Optical Pick-up）又称光学头或光拾信器，其作用是检测光盘上的光信号，是光盘系统的关键部件。（有记录功能的光盘系统激光头还有写入功能，写入时激光功率较高） 激光头是由一定数量元件组成的一种光学装置，并非单一元件。 为确保准确无误地检测光信号，激光头应小巧轻便、在任何状态下都能正确地读出信号，且易制造、成本低。;（a）是cd中常用的，比较简单 （b）是cd、vcd中常用的 （c）是（b）的改进型，检测（探测）和发光由同一LD完成，又称自耦合系统(Self-Coupled Optical Pickup:SCOOP);典型的激光头光电系统 此为三束型，在CD唱机及VCD机中被广泛采用;典型的激光头光电系统 此光学装置为三束型，在CD唱机及VCD机中被广泛采用。;典型的激光头光电系统 此光学装置为三束型，在CD唱机及VCD机中被广泛采用。;典型的激光头光电系统 此光学装置为三束型，在CD唱机及VCD机中被广泛采用。;典型的激光头光电系统 此光学装置为三束型，在CD唱机及VCD机中被广泛采用。;典型的激光头光电系统 此光学装置为三束型，在CD唱机及VCD机中被广泛采用。;典型的激光头光电系统 此光学装置为三束型，在CD唱机及VCD机中被广泛采用。;ROM光盘主盘与副盘的制备 ;/common/compact_disk_5.htm;ROM光盘的大批量复制 设备：塑料注射成型机 过程：;4.3一次写入光盘;存储介质特性要求 分辨率及信息凹坑的规整几何形状 没有中间处理过程 较好的记录阈值 记录灵敏 较高的反衬度 稳定的抗显微腐蚀能力 与预格式化衬盘相容 高生产率和低成本 应用及前景 作为永久保存资料的一种手段——光盘库 家用：依然很有前景 企业用：速度慢，将会被替代;作业：;4.4可擦重写光盘;可擦重写相变光盘的原理 常见的可逆相结构变化有下列三种: 晶态I与晶态II之间的可逆相变——反衬度太小，没有实用价值 非晶态I与非晶态II之间的可逆相变——反衬度太小 玻璃态与晶态之间的可逆相变 ;可擦重写相变光盘的原理 常见的可逆相结构变化有下列三种: 晶态I与晶态II之间的可逆相变——反衬度太小，没有实用价值 非晶态I与非晶态II之间的可逆相变——反衬度太小 玻璃态与晶态之间的可逆相变 √;激光热致相变可擦重写光存储 （1）存储材料 多元半导体 共价键结构，晶态长程有序，玻璃态短程有序 平均配位数2.45 初始时，蒸发、溅射的非晶态记录介质是无定形态;晶态;从激光热效应导致可逆相变的角度看，材料设计应考虑以下因素;（2）存储原理与过程 ;激光光致相变可擦重写光存储 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，在极短的时间内，通过直接固态相变，完成晶化过程 入射激光束不与非晶网格直接作用，而是通过激发电子，然后由电子与网格作用，所以网格的温度变化不大;激光脉冲结束后，过热电子在与声子相互作用的过程中将能量传递给网格，或与空穴复合释放能量，最终使介质回到自由能最低的晶态 光晶化是一种无扩散的跃迁复合机制，晶化过程（0.01~0.2ns）比热致晶化（0.5μs~1.0ms）要快，可实现更高速写入 ;可擦重写磁光光盘存储 磁光记录由来已久 1957年，美国Bell实验室H.Williams用热笔在MnBi薄膜上记录，用法拉第效应读出 1958年，L.