可读写DVD光盘

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只读光盘只能读取数据而不能重写,而可读可写光盘则能够重复读写,因而有更大的应用范围。高密度的可读写光盘正成为多媒体时代的软磁盘,1997年底市场上推出的可读写数字视频光盘(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5GB。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,且图像质量将进一步提高。

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-Change Recording)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,如图1所示。

图1
图1 🔍原图 (601×180)

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%,因而允许通过对反射光密度的检测进行数据读取。行家们普遍看好用相变记录技术作为高密度可读写DVD光盘记录技术,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驱动器将采用更短波长的光,最有可能采用的光源是蓝光和绿光。

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-边缘(Mark-Edge)和纹面-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。这两个方面结合起来,就可以将光盘记录密度提高约2倍。

采用纹面-纹道技术,将相变光盘数据记录到光盘的纹道上,如图2所示。在纹面和纹道之间采用相差为1/6λ(λ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-纹道记录技术成为一种真正可行的增加记录密度的方法。

图2
图2 🔍原图 (617×524)

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的处理。现行使用同心轨道格式的磁光式光盘肯定将被淘汰。采用螺旋式轨道格式,有两种方法将一个轨道转动一周后与相邻的轨道连接。即双螺旋和单螺旋格式。双螺旋格式的优点是原版制作比较容易,所有原版制作设备只需将轨道依着一个简单的螺旋来形成。相比之下,单螺旋技术中纹道轨的位置必须在每旋转一周后改变,因此在技术实现中必须考虑到每次轨道极性交替跳变对稳定性带来的影响。

可读写DVD光盘中的另一个问题是如何在扇区轨道接头(Header)中形成前置坑。前置坑的作用是定位扇面地址,它们的高度与纹面一致,并在扇区轨道接头区域形成。在纹面-轨道记录中,目前最常用的前置坑形成方法有两种,即专用地址技术和中间(共享)地址技术,如图2所示。

在可读写DVD中,区域不变线性速度(Zone Con-stant Linear Velocity-ZCLV)负责控制旋转动作,这种方法与现行的CD机和磁光式(MO)光盘机中所采用的方法相兼容。

DVD光盘的内圈和外圈轨道间的记录速率(即数 据传输速率)会有不同。所以,当记录动态图像或声音 数据时,整条数据串中的数据传输速率必须保持一致, 可读写DVD所采用的ZCLV技术是将光盘记录面的可 记录部分划分为若干同心区(Concentric Zones),然后在每个同心区内采用CLV技术来控制,从而使整个数据传输速度都能保持一致。当在同一个区内要改变存取位置时,也不需要调节光盘速度或同步记录/回放时钟,从而缩短了搜寻时间。

目前,绿色和蓝色激光二极管技术尚需一段时间才能成熟,这类二极管可以有效地提供可读写DVD所需的几十mW输出功率。

通过对可读写DVD所采用的技术分析,表明高密 度可读写DVD制造技术已经确定,当前这些技术正在迅速发展和成熟。可读写DVD光盘不久将会像现行的软磁盘一样,成为多媒体电脑的“软件磁盘”。(成开友)