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光存储技术的发展趋势

分类:
行业新闻
作者:
来源:
2018/07/31
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【摘要】:
从光存储的鼻祖CD面世,再到其进化版本VCD,随后的DVD,直到如今蓝光的BD,其间二十余年的发展历程,光存储得到了飞速的发展,其存储容量也越来越大。最常见的DVD,即单面单层DVD的资料容量约为CD的7倍,这是因为DVD和VCD虽然同样是使用红色激光来读取光盘片中的资料,但由于DVD的光学读取头所产生的光点较小,将原本0.85um的读取光点大小缩小到0.55um,因此在同样大小的盘片面积上,DV

从光存储的鼻祖CD面世,再到其进化版本VCD,随后的DVD,直到如今蓝光的BD,其间二十余年的发展历程,光存储得到了飞速的发展,其存储容量也越来越大。最常见的DVD,即单面单层DVD的资料容量约为CD的7倍,这是因为DVD和VCD虽然同样是使用红色激光来读取光盘片中的资料,但由于DVD的光学读取头所产生的光点较小,将原本0.85um的读取光点大小缩小到0.55um,因此在同样大小的盘片面积上,DVD资料储存的密度便可成倍提高。

实现低价位DVD系列光盘及驱动器的规模生产

直径为120mm的DVD光盘单面容量4.7GB,双面容量9.4GB,如果改成双面双层,容量可达到18GB,组成了标称容量为5GB、9GB、10GB、18GB的DVD-5、DVD-9、DVD-10、DVD-18的光盘系列。只要这种光盘及光盘机的生产成本能降低到当今CD-ROM或CD-R光盘及光盘机的价位,就足够满足一般信息系统及家用电器的需求。由于DVD系列产品仍以传统的光盘制造技术为基础,基本工作原理没有改变,只是将信息符坑点的尺寸从原来的0.83μm降低到0.4μm,信道间距从原来的1.6μm降低到0.74μm。这种光盘机的结构原理也没有太大的变化,所用的半导体激光器的波长略有缩短,一旦形成规模,成本必将大幅度下降。目前,加工这种高密度光盘母盘及盘片注塑的设备及技术都已完全成熟。

 

进一步提高DVD光盘质量、成品率及功能

目前,DVD光盘的成品率,无论是母盘制作还是最终产品的成品率都低于普通CD光盘,从而也影响其生产成本。各种生产光盘的专用加工和测试设备还需要进一步更新,将深紫外超分辨率曝光技术、电子束曝光技术、多层光致抗蚀剂技术、无显影曝光技术、4X或更高速的刻录技术等引入母盘制作,以便进一步提高母盘质量和成品率。DVD光盘及光盘机将在功能上进行改进,首先是多功能化,包括光盘机和盘片的多功能化,即一台光盘机可用于只读、一次写入不可擦除及可直接改写等不同盘片,而盘片也可能作成同时具有只读和可擦写功能。此外随着编码技术和集成电路技术的进步,光盘机的编码及控制软件功能还将进一步改进,将分散的视频、音频、编码、解码、调制、解调、通道控制、伺服控制重新整合成少数芯片甚至单一芯片,不仅能降低成本,还会大大提高系统的可靠性。为了使光盘机使用更方便,其另一改进方向是光盘机的智能,使人机界面更加简单,操作更为简便。

 

在记录密度不变的条件下提高系统性能

如果将光盘库、光盘塔及光盘阵列与自动换盘系统有机结合,可以大大提高系统容量、数据传输率和显着改善存储数据的可靠性。目前最大的光盘库容量已可达到TB量级(即1012字节)。综合利用其它新技术开发下一代新产品高密度数据存储技术始终是信息技术和计算机技术发展中不可缺少的关键研究领域。早在2005年,新型网络系统和第三代多媒体就已出现,计算机外部存储容量至少达到100GB,数据传输率至少为40Mbps,现有的各种光盘都不能满足要求,即使上面提到的DVD-RAM光盘系统也与此目标相距甚远。需要采用新技术和新材料,研究开发出新一代高密度、高速光存储技术和系统。

 

蓝光光盘——最先进的光存储技术

蓝光光盘(BD-ROM)技术采用波长为450nm的蓝紫色激光,通过广角镜头上比率为0.85的数字光圈,它成功使聚焦的光点尺寸进一步缩小。而且蓝光光盘的盘片采用了新的0.1mm厚的光学透明保护层,以减少盘片在转动过程中,由于倾斜而造成的读写异常或错误的机会,这使得盘片数据的读取更加容易,极大地提高存储密度。 蓝光光盘盘片的轨道间距减小至 0.32mm,仅仅是当前DVD(采用红光)盘片的一半;而其记录单元——凹槽(或化学物质相变单元)的最小直径是0.14mm,也远比当前DVD盘片的 0.4mm凹槽小得多。

蓝光光盘单面单层盘片的存储容量被定义为23.3GB、25GB和27GB,其中最高容量(27GB)高出现在流行的红光DVD单面单层盘片20多GB,足以存储超过2小时播放时间的高清晰度电视HDTV内容,或超过13小时播放时间的标准电视节目(VHS制式图像质量, 3.8MB/s)。这仅仅是单面单层实现的容量,蓝光光同样又单面双层、双面双层使容量更加可观。而现在如Matsushita、Hitachi和 SONY的容量约为50GB的双层蓝光光盘盘片也已出现。蓝光光盘新技术具有36MB/s的数据传输速率,并且采用了MPEG-2作为流媒体的压缩方式,以与全球的数字广播标准保持兼容。

 

蓝光极大地提高了光盘的存储容量,对于光存储产品来说,蓝光提供了一个跳跃式发展的机会。目前为止,蓝光是最先进的大容量光碟格式,BD激光技术的巨大进步,使你能够在一张单碟上存储25GB的文档文件。这是现有(单碟)DVD的5倍。在速度上,蓝光允许1到2倍或者说每秒4.5至9兆的记录速度。

 

存储技术的发展历程中随着光学技术、激光技术、微电子技术、材料科学、细微加工技术、计算机与自动控制技术的发展,光存储技术在记录密度、容量、数据传输率、寻址时间等关键技术上将有巨大的发展潜力。在下一个世纪初,光盘存储将在功能多样化,操作智能化方面都会有显著的进展。随着光量子数据存储技术、三维体存储技术、近场光学技术、光学集成技术的发展,光存储技术必将在下一世纪成为信息产业中的支柱技术之一。深圳东方泰和科技有限公司光存储系统整体解决方案提供全面的解决方案、专业化的硬件平台、强有力的软件系统及完善的售后服务体系。

 

 

 

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