ОПТИЧЕСКИЕ (ЛАЗЕРНЫЕ) ДИСКИ. ПЕРСПЕКТИВНЫЕ ВИДЫ
НОСИТЕЛЕЙ ИНФОРМАЦИИ
Развитие материальных носителей документированной информации в целом идёт по пути
непрерывного поиска объектов с высокой долговечностью, большой информационной
ёмкостью при минимальных физических размерах носителя. Начиная с 1980-х годов, всё
более широкое распространение получают оптические (лазерные) диски. Это пластиковые
или алюминиевые диски, предназначенные для записи и воспроизведения информации
при помощи лазерного луча.
Впервые оптическая запись звуковых программ для бытовых целей была осуществлена в
1982 г. фирмами "Sony" и "Philips" в лазерных проигрывателях на компакт-дисках,
которые стали обозначаться аббревиатурой CD (Compact Disc). В середине 1980-х годов
были созданы компакт-диски с постоянной памятью - CD-ROM (Compact Disc - Read Only
Memory). C 1995 стали использоваться перезаписываемые оптические компакт-диски: CDR
(CD Recordable) и CD-E (CD Erasable).
Оптические диски имеют обычно поликарбонатную или стеклянную термообработанную
основу. Рабочий слой оптических дисков изготавливают в виде тончайших плёнок
легкоплавких металлов (теллур) или сплавов (теллур-селен, теллур-углерод, теллур-селен-
свинец и др.), органических красителей. Информационная поверхность оптических дисков
покрыта миллиметровым слоем прочного прозрачного пластика (поликарбоната). В
процессе записи и воспроизведения на оптических дисках роль преобразователя сигналов
выполняет лазерный луч, сфокусированный на рабочем слое диска в пятно диаметром
около 1 мкм. При вращении диска лазерный луч следует вдоль дорожки диска, ширина
которой также близка к 1 мкм. Возможность фокусировки луча в пятно малого размера
позволяет формировать на диске метки площадью 1-3 мкм¦. В качестве источника света
используются лазеры (аргоновые, гелий-кадмиевые и др.). В результате плотность записи
оказывается на несколько порядков выше предела, обеспечиваемого магнитным способом
записи. Информационная ёмкость оптического диска достигает 1 Гбайт (при диаметре
диска 130 мм) и 2-4 Гбайт (при диаметре 300 мм).
В отличие от магнитных способов записи и воспроизведения, оптические методы
являются бесконтактными. Лазерный луч фокусируется на диск объективом, отстоящим
от носителя на расстоянии до 1 мм. При этом практически исключается возможность
механического повреждения оптического диска106. Для хорошего отражения лазерного
луча используется так называемое "зеркальное" покрытие дисков алюминием или
серебром.
Широкое применение в качестве носителя информации получили также
магнитооптические компакт-диски типа RW (Re Writeble). На них запись информации
осуществляется магнитной головкой с одновременным использованием лазерного луча.
Лазерный луч нагревает точку на диске, а электромагнит изменяет магнитную
ориентацию этой точки. Считывание же производится лазерным лучом меньшей
мощности.
Во второй половине 1990-х годов появились новые, весьма перспективные носители
документированной информации - цифровые универсальные видеодиски DVD (Digital
Versatile Disk) типа DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R с большой ёмкостью (до 17 Гбайт).
Увеличение их ёмкости связанос использованием лазерного луча меньшего диаметра, а
также двухслойной и двусторонней записи.
По технологии применения оптические, магнитооптические и цифровые компакт-диски
делятся на 3 основных класса:
1. диски с постоянной (нестираемой) информацией (CD-ROM). Это
пластиковые компакт-диски диаметром 4,72 дюйма и толщиной 0,05 дюйма.
Они изготавливаются с помощью стеклянного диска-оригинала, на который
наносится фоторегистрирующий слой. В этом слое лазерная система записи
формирует систему питов (меток в виде микроскопических впадин), которая
затем переносится на тиражируемые диски-копии. Считывание информации
осуществляется также лазерным лучом в оптическом дисководе
персонального компьютера. CD-ROM обычно обладают ёмкостью 650
Мбайт и используются для записи цифровых звуковых программ,
программного обеспечения для ЭВМ и т.п.;
2. диски, допускающие однократную запись и многократное воспроизведение
сигналов без возможности их стирания (CD-R; CD-WORM - Write-Once,
Read-Many - один раз записал, много раз считал). Используются в
электронных архивах и банках данных, во внешних накопителях ЭВМ. Они
представляют собой основу из прозрачного материала, на которую нанесён
рабочий слой;
3. реверсивные оптические диски, позволяющие многократно записывать,
воспроизводить и стирать сигналы (CD-RW; CD-E). Это наиболее
универсальные диски, способные заменить магнитные носители
практически во всех областях применения. Они аналогичны дискам для
однократной записи, но содержат рабочий слой, в котором физические
процессы записи являются обратимыми. Технология изготовления таких
дисков сложнее, поэтому они стоят дороже дисков для однократной записи.
В настоящее время оптические (лазерные) диски являются наиболее надёжными
материальными носителями документированной информации, записанной цифровым
способом. Вместе с тем активно ведутся работы по созданию ещё более компактных
носителей информации с использованием так называемых нанотехнологий, работающих с
атомами и молекулами. Плотность упаковки элементов, собранных из атомов, в тысячи
раз больше, чем в современной микроэлектронике. В результате один компакт-диск,
изготовленный по нанотехнологии, можетзаменить тысячи лазерных дисков107.