基于反射率探测的多记录层相变可擦重写光学存储技术.pdfVIP

2l}一3l 24 电光与控制 1999年第 2期 (总第 74期) 基于反射率探测 的多记录层 相变可擦重写光学存储技术 弋 3 胡磊 力 (浙江大学近代光学仪器耳泵{丽 驻室 杭州 310027) [摘要]对 多记录层光学存储技术进行 了详细的论述 。提出了采用探测反射 率来实现三维光学存储 的新方案 。研究相变可擦重写存储介质的特性 。为系统 的实现提供 了较为完善 的设计思路 。为实现三维光擘存储奠定 了坚实的基础 关键词 光学存储 可擦重 写 兰 基 垦生±堡型 1 引言 数据存储技术随计算机技术 的发展而迅速发展起来口]，由于计算机对存储器 的要求 越来越 高 ，使得 技术人员不得 不根据计算机要求 的两个不 同侧重点而开发 出两种 不同类 型的存储器 。一种 是提供 自由、高速 的随机存取 ；而另一种则是提供 大容量 的耐久性的存 取 。前者发展为计算机 内存 ，其存取速度非常高 ，而且还在不断提高，但是其容量较低 ，难 以满足用户要求 ，同时数据要求 上电保存 ，不能持久 ，另外其 价格 昂贵 ，目前 一般在 lO元 ／ Mbyte以上。后者发展成为计算机的后备存储器 ，包括磁盘 、磁带、磁卡及对应 的光盘、光 带、光卡等。与 内存相 比，它们存取速度低得多，但数据集 中紧凑 ，容量大，适于长久保存 ， 而且价格要 便宜得多 ，如高密软盘仅 为 5元 ／Mbyte左右 ，硬盘仅 为 0．4元 ／Mbyte左右 。 采用磁存储的计算机后备存储器 ，其技术发展较早 (约从 6O年代开始)且 已经非常成熟 ， 但 由于磁存储的信息密度难 以进一步提高，而且缺乏长期可靠性 ，另外磁存储介质对环境 的要求也 比较 高 ，因此难 以满足用户越来越高 的要求 从 7O年代开始 ，技术人员注意到光学存储 的强大优势和广阔前景 ，在娱乐业 的投资 支持下，开发出了一系列光学存储器及其驱动设备。它们的实现方法多种多样，但其中的 原理大都一样 ，即利用探测介质上数据所在象索对光的反射率或折射率不 同标定 出不 同 的数据 ，而数据 的擦 除和写^一般是把相干性 、单色性很好 的激光 聚焦到光衍射极 限的斑 点上 ，这个斑点 (直径一般 小于 1．,tni)使 光盘上 的存储介 质产 生物理 或化学变 化 ，从而改 变 该象素反射率或折射率 。 目前 的光学存储器可分为三类 ：可写一次 (wORM)、只读 (ROM)和可擦重写 (EDAW)。绝 大部分采 用二进制数据 ，即 0或 1。 光学存储与磁存储相 比，具有 以下优点 ； (1)存储密度要高得多 。现在 的5x／~光盘能存储 IGbyte以上，其每英寸光道数可达 收稿 日期 ll999一o3—08 胡磊 力 ： 蓦于反射率探涮的多记录层相变可擦 重写光 学存储技术 25 25k 以上 。 (2)价格要便宜得多 。只读 光盘价格仅为 20元 ／Gbyte左 右 ，可写一次光盘价格也较 低 ，相对来说可擦重 写光盘价格较 高 ，如何降低可擦重写光盘 的成本也正是 当前的一个 努 力方 向。 (3)光学存储具有较高的稳定性和耐用性 。 目前 ，大多数光盘制造商担保的光盘寿命 为 1O年 以上 ，光盘对工作环境的要求也较低 ，如 OC～6O℃，相对湿度 5 ～95 。而且一 光盘 驱动器 也具有很 高 的可靠 性 ，一些光驱通过对元件数量、种 类计 算来进 行 MTBF测 试统计 ，其结果为保证上万小 时开机 另外 ，经多次擦写 (针对可擦重写类 )、读职 ，存储信 号的载 噪比基本 上保 持不变 ，通常在 45dB 以上 。 (4)光学头与存储介质层 的距 离较 远，使得 光盘便于从驱动器 中拿出和放 人 ，而磁盘 要想得到较高的存储密度