Оптические методы в информатике. Лантух Ю.Д. - 94 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

16
22
41d1с
λ
== . (6.2)
Например, на волне полупроводникового лазера, т. е. при 8,0
λ
мкм,
плотность записи будет примерно равна
7
107,3 с бит/см
2
, а ширина каждой
дорожки имеет порядок микрона. (Следует отметить, что фактический размер
записанного пятна может быть значительно меньше, чем предельный размер,
определяемый формулой (6.1), — это зависит от физики взаимодействия лазер-
ного излучения с фоточувствительным материалом, на котором записывается
информация).
При считывании информации фиксируется изменение коэффициента от-
ражения. При этом сфокусированный лазерный луч не должен перекрывать два
соседних бита, иначе появятся помехи. Поэтому если для считывания информа-
ции применяется тот же лазер, что и для записи (как показано на рисунке 6.6),
то информационные биты (т. е. отверстия) надо располагать с шагом
λ
2
d
,
т.е. порядка 1,6 мкм.
При считывании информации с оптического диска необходимо обеспе-
чить слежение луча лазера за спиральной дорожкой (с точностью порядка 0,1 -
0,2 мкм). Кроме того, в процессе записи и считывания надо скомпенсировать
биения диска, чтобы расстояние между выходной линзой и плоскостью диска
сохранялось неизменным (иначе размер пятна будет увеличиваться вследствие
расфокусировки, что приведет к уменьшению плотности). Требуемая точность
слежения за фокусом зависит от глубины резкости линзы. Для применяемых
обычно короткофокусных объективов (
DF 1 - 1,5) достаточно следить за
фокусным расстоянием с точностью 1—2 мкм. Быстродействие систем слеже-
ния определяется частотой вращения диска, которая лежит в пределах 500 -3000
оборотов в минуту.
Для того чтобы при считывании свести к минимуму вероятность ошибки,
вводится избыточное кодирование информации при записи; на это обычно тра-
тится 20 - 30% информационной емкости диска.
Метод записи информации путем выжигания пятен в тонких (порядка де-
сятых долей микрометра) пленках оказался чрезвычайно удобным при создании
оптических дисков. В этом случае достигается разрешение, ограниченное лишь
дифракцией, а главное, не требуется химической обработки (или каких-либо
других операций) для проявления и фиксации записанной информации. Это по-
зволяет осуществлять контрольное считывание в процессе записи и при обна-
ружении ошибок проводить повторную запись на соседние участки носителя.
Недостатком этого метода является низкая чувствительность указанных носи-
телей (порядка 10
-1
- 10
-2
Дж/см
2
), что ограничивает скорость записи информа-
ции. Скорость записи информации определяется формулой
ρσ
ν
P
=
, (6.3)
     с = 1 d 2 = 1 4 λ2 .                        (6.2)

     Например, на волне полупроводникового лазера, т. е. при λ ≈ 0,8 мкм,
плотность записи будет примерно равна с ≈ 3,7 ⋅ 10 7 бит/см2, а ширина каждой
дорожки имеет порядок микрона. (Следует отметить, что фактический размер
записанного пятна может быть значительно меньше, чем предельный размер,
определяемый формулой (6.1), — это зависит от физики взаимодействия лазер-
ного излучения с фоточувствительным материалом, на котором записывается
информация).
       При считывании информации фиксируется изменение коэффициента от-
ражения. При этом сфокусированный лазерный луч не должен перекрывать два
соседних бита, иначе появятся помехи. Поэтому если для считывания информа-
ции применяется тот же лазер, что и для записи (как показано на рисунке 6.6),
то информационные биты (т. е. отверстия) надо располагать с шагом d ≈ 2λ ,
т.е. порядка 1,6 мкм.
       При считывании информации с оптического диска необходимо обеспе-
чить слежение луча лазера за спиральной дорожкой (с точностью порядка 0,1 -
0,2 мкм). Кроме того, в процессе записи и считывания надо скомпенсировать
биения диска, чтобы расстояние между выходной линзой и плоскостью диска
сохранялось неизменным (иначе размер пятна будет увеличиваться вследствие
расфокусировки, что приведет к уменьшению плотности). Требуемая точность
слежения за фокусом зависит от глубины резкости линзы. Для применяемых
обычно короткофокусных объективов ( F D ≈ 1 - 1,5) достаточно следить за
фокусным расстоянием с точностью 1—2 мкм. Быстродействие систем слеже-
ния определяется частотой вращения диска, которая лежит в пределах 500 -3000
оборотов в минуту.
       Для того чтобы при считывании свести к минимуму вероятность ошибки,
вводится избыточное кодирование информации при записи; на это обычно тра-
тится 20 - 30% информационной емкости диска.
       Метод записи информации путем выжигания пятен в тонких (порядка де-
сятых долей микрометра) пленках оказался чрезвычайно удобным при создании
оптических дисков. В этом случае достигается разрешение, ограниченное лишь
дифракцией, а главное, не требуется химической обработки (или каких-либо
других операций) для проявления и фиксации записанной информации. Это по-
зволяет осуществлять контрольное считывание в процессе записи и при обна-
ружении ошибок проводить повторную запись на соседние участки носителя.
Недостатком этого метода является низкая чувствительность указанных носи-
телей (порядка 10-1 - 10-2 Дж/см2), что ограничивает скорость записи информа-
ции. Скорость записи информации определяется формулой

                                    P
                               ν=         ,                             (6.3)
                                    σ ρ


16