光电子第7光存储技术.pptVIP

第7章 光信息存储技术 内容提要 §7.1 光存储技术概论 一.概述 1）光盘特点 容量大—5.25? 0.65G 非接触读写—无损伤 高的数据传输率 永久性或半永久性存储（10~50S） 信息价位低 形成光盘库（活动盘） 2）领域 数据存储、图像存储 多媒体或多媒体工作站 电影视频节目存储介质 二.发展简史 国外，研究始于70年代 荷兰:PHILIPS 1972.9.5诞生第一台激光唱机，体积大，很笨重。He-Ne体积大，材料要求高 1976→向美国推销第一代产品 1982→向西欧推销第二代产品（改进型产品） 日本崛起在70年代中后期 SONY TOSHIBA SANYO PANASONIC…. 形成两大派势： 分别以东芝、索尼为代表 都想以自己的企业标准作为 行业标准（国际标准） 世界光盘标准化协会协调工作组 光盘技术发展：分为三个里程碑 70年代 Ⅰ里程碑： 5.25? 光盘 90年代中期 Ⅱ里程碑 5.25? 光盘 DVD 单面单层 4.7GB 双面双层 19GB 95年之后 Ⅲ里程碑 蓝光光盘（一个单层的蓝光光盘的容量为25或是22GB，足够刻录一个长达4小时的高清晰电影）现在已商用 NMD 近场光学 单面容量 B.发展趋势（高密、高效、高速） 高密： 短波长LD，NA↗ ，衬盘厚度↙ ，道间距↙ 高效： 记录方法、数据格式，新型 的光学头改进 高速： 存储技术、记录速度 高密度实现方法： ① 减小LD的波长 780nm↘ 650/635red↘ 532nm 405nm blue ② 增大读出物镜的NA 0.45↗ ……0.65↗ ③ 减小信道密度 1.2μm↘0.74 μm ④ 减小光盘盘基厚度 1.2mm↘0.6mm ⑤ 编码技术、数据格式等 未来光存储方向 持续光源烧孔和三维光信息存储 光斑变色存储技术 电子俘获光存储技术 全息信息存储技术 纳米与自聚焦技术 NMD近场存储技术 四.光盘标准 对各类光盘的技术规格、盘片的物理尺寸、信息记录的物理格式及逻辑格式、信源/信道编码方法等技术内容作出了详细的规定 由于不同的标准往往用不同颜色的彩页作为封面，因此，人们习惯用彩页颜色的方法来特指某一类光盘的技术标准。 表格 §7.2.光存储系统基本原理 概述 无论是CD光盘、DVD光盘等光存储介质，采用的存储方式都与软盘、硬盘相同，是以二进制数据的形式来存储信息。 而要在这些光盘上面储存数据，需要借助激光把电脑转换后的二进制数据用数据模式刻在扁平、具有反射能力的盘片上。 而为了识别数据，光盘上定义激光刻出的小 坑就代表二进制的“1”，而空白处则代表二进制的“0”。　 概述 DVD盘的记录凹坑比CD-ROM更小，且螺旋储存凹坑之间的距离也更小。DVD存放数据信息的 坑点非常小，而且非常紧密，最小凹坑长度仅为0.4μm，每个坑点间的距离只是CD-ROM的50%，并且轨距只有0.74μm　 CD光驱、DVD光驱等一系列光存储设备，主要的部分就是激光发生器和光监测器。 光驱上的激光发生器实际上就 是一个激光二极管，可以产生对应波长的激光光束，然后经过一系列的处理后射到光盘上，然后经由光监测器捕捉反射回来的信号从而识别实际的数据。 概述 如果光盘不 反射激光则代表那里有一个小坑，那么电脑就知道它代表一个“1”；如果激光被反射回来，电脑就知道这个点是一个“0”。然后电脑就可以将这些二进制代码转 换成为原来的程序。当光盘在光驱中做高速转动，激光头在电机的控制下前后移动，数据就这样源源不断的读取出来了。 光盘（介质） 光盘机 光盘存储系统 一.激光头原理和结构 1.光学头的基本构成 光学头是由 1.对物透镜 2.准直透镜 3.偏光分光棱镜 4.分光棱镜 5.反射镜 6.1/4波长板 7.焦点误差检出光学系 8.寻轨误差检出光学系， 9.焦点控制伺服机构（F-ACT）, 10.寻轨控制伺服机构(T-ACT)等伺服机械控制部品，还有 11.半导体激光二极管， 12.多分割光电二极管PD(photo diode)等光电部件构成的。 2.工作原理分析 光学头能够读出光盘上的信号的原理是从激光二极管射出的发散P线性偏振激光通过准直透镜，成为平行光，再通过1/4波长片时，偏振方向旋转45度，变为圆偏光，这束平行的圆偏光被对物透镜聚焦到光盘的信息面，再反射回来（根据盘面的凸凹对光的反射不同），通过1/4波长片时，再一次偏振方向被旋转45度，成为S线性偏振光， 在偏光分光棱镜PBS处 被反射到误差检出系和信号系，反射光再一次被分为两路，误差系的一路通过凸透