光學(xué)存儲材料PPT學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1光學(xué)存儲材料光學(xué)存儲材料第1頁/共59頁 隨著計算機硬件技術(shù)高速發(fā)展，傳統(tǒng)以紙，磁為介質(zhì)記錄隨著計算機硬件技術(shù)高速發(fā)展，傳統(tǒng)以紙，磁為介質(zhì)記錄 方式遇到了前所未有的挑戰(zhàn)，光存儲已成為主流。方式遇到了前所未有的挑戰(zhàn)，光存儲已成為主流。 以以CD-R光盤為代表光存儲產(chǎn)品在短短時間開辟廣闊市場。光盤為代表光存儲產(chǎn)品在短短時間開辟廣闊市場。 全球全球CD-R生產(chǎn)線近千條，我國已投產(chǎn)和在建的生產(chǎn)線近千條，我國已投產(chǎn)和在建的CD-R光盤生光盤生 產(chǎn)線數(shù)百條，全球存儲材料需求價值每年可達(dá)數(shù)十億產(chǎn)線數(shù)百條，全球存儲材料需求價值每年可達(dá)數(shù)十億 元。元。 目前存儲材料提供商主要來自國外少數(shù)廠家，其價格一直

2、目前存儲材料提供商主要來自國外少數(shù)廠家，其價格一直 高居不下。高居不下。第2頁/共59頁 光盤：即高密度光盤(Compact Disc)是近代發(fā)展起來不同于磁性載體的光學(xué)存儲介質(zhì)，用聚焦的氫離子激光束處理記錄介質(zhì)的方法存儲和再生信息，又稱激光光盤。第3頁/共59頁 光盤存儲技術(shù)研究始于60年代，真正獲得發(fā)展在70年代。1972年用聚焦的氫離子激光束在記錄介質(zhì)上燒蝕微孔的方法錄制電視節(jié)目，用氫氖激光掃描信息軌道，按反射強度的變化再現(xiàn)已錄的信息。1978年激光電視唱片正式在市場出售。1982年出現(xiàn)了記錄帶有聲音的靜止圖象的光盤1984年日本研制出可反復(fù)擦寫的光盤。目前，借助于各種軟、硬件，光盤已可

3、以達(dá)到數(shù)據(jù)、圖象、聲音的綜合處理。第4頁/共59頁二、光盤的種類光盤按功能可分為三類：只讀式光盤（Compact Disc-Read Only Memory, CD-ROM）寫讀光盤（Write Once Read Memory，WORM）可擦寫光盤（Optical Random Access Memory, ORAM）第5頁/共59頁 只讀式光盤是第一代光盤，信息一旦錄入，用戶無法改變盤片上的內(nèi)容，也無法錄入自己的信息。這種光盤目前技術(shù)上最成熟，應(yīng)用也最廣泛。 寫讀光盤是第二代光盤，不僅可以讀出已錄入的信息，而且可在空白的盤片空間追加錄入新的信息，但與只讀光盤一樣，信息一旦錄入，則不能改變。

4、 可擦寫光盤是第三代光盤，同磁盤一樣，可以刪除、改寫已錄入的信息，也可以在盤片空間允許的情況下錄入新的信息。 光盤-光盤驅(qū)動器第6頁/共59頁 光盤由三層構(gòu)成：即盤基、記錄層、防護層。 盤基由有機玻璃、聚酯樹酯等材料制作。記錄層是光盤的核心，由碲合金或碲與氧化碲混合記錄薄膜等材料組成（光敏膜可以是低熔點的薄金光敏膜可以是低熔點的薄金屬或半金屬，也可以是有機物質(zhì)敏感膜屬或半金屬，也可以是有機物質(zhì)敏感膜 ）。防護層由塑料、有機玻璃等材料構(gòu)成，用以保護盤面上信息。三、光盤的結(jié)構(gòu)第7頁/共59頁可寫一次型光盤CD-R 利用激光在CD-R有機染料記錄面直接加熱而燒出坑(Pit)或是使有機染料曾發(fā)生化學(xué)性

5、退化 (Degrade)，總之就改變有機染料記錄面對光的反射率。當(dāng)光驅(qū)較低功率的激光讀到坑 (Pit) 和原來的表面不同的反射率，被燒出坑 (Pit) 的地方它會吸收部分的激光，而原來的表面不吸收而反射激光，光驅(qū)將不同的反射結(jié)果轉(zhuǎn)換成對應(yīng)的數(shù)據(jù)第8頁/共59頁可重寫型光盤 可重寫入型指光盤片可無限次的重復(fù)寫入，將舊數(shù)據(jù)洗掉，重新寫上新數(shù)據(jù)磁光盤 CD-MO(Magneto-Optical)相變盤 PD(Phase-change Dual)CD-RW(Rewritable)第9頁/共59頁我們的切入點我們的切入點 保護層保護層 記錄層記錄層 反射層反射層 盤盤 基基 CD-R光盤的光盤的 結(jié)結(jié)構(gòu)

6、構(gòu)CD-RCD-R光盤結(jié)構(gòu)光盤結(jié)構(gòu)第10頁/共59頁保護層保護層記錄層記錄層反射層反射層盤盤基基780nm激光器激光燒激光燒蝕形成蝕形成的凹坑的凹坑 CD-R光盤記錄原理光盤記錄原理第11頁/共59頁用激光可實現(xiàn)高密度存儲的原因是由于空間相干性好的激光可被聚焦到其尺寸僅由波長衍射極限所決定的微小光斑，用這種高密度能量可在金屬薄膜和有機薄膜上開成用激光可實現(xiàn)高密度存儲的原因是由于空間相干性好的激光可被聚焦到其尺寸僅由波長衍射極限所決定的微小光斑，用這種高密度能量可在金屬薄膜和有機薄膜上開成0.6 m 左右的小孔，并進行數(shù)字寫入（數(shù)字脈沖碼為左右的小孔，并進行數(shù)字寫入（數(shù)字脈沖碼為“1”時，開孔；

7、時，開孔；“0”時不開孔）?，F(xiàn)在一般是在玻璃或者時塑料圓盤上涂以鋁層。小孔通常稱為穴，穴與穴之間相隔約時不開孔）?，F(xiàn)在一般是在玻璃或者時塑料圓盤上涂以鋁層。小孔通常稱為穴，穴與穴之間相隔約1.6 m 穴的連線呈自盤中心向外的螺旋形，穴嵌在平頂?shù)穆菪图怪?，脊與脊之間由寬約穴的連線呈自盤中心向外的螺旋形，穴嵌在平頂?shù)穆菪图怪?，脊與脊之間由寬約1.6 m 的槽隔開的槽隔開. .當(dāng)用強激光束照射薄膜時，一個人射功率為當(dāng)用強激光束照射薄膜時，一個人射功率為5mW、100ns的聚焦光脈沖可使薄膜溫度上升到的聚焦光脈沖可使薄膜溫度上升到 1000K。第12頁/共59頁第13頁/共59頁第14頁/共59頁

8、第15頁/共59頁C D C D 光盤表面形貌的光盤表面形貌的A F M A F M 三維圖三維圖 3 D V D 3 D V D 光盤表面形貌的光盤表面形貌的A F M A F M 三維圖三維圖 第16頁/共59頁第17頁/共59頁第18頁/共59頁第19頁/共59頁間。間。第20頁/共59頁第21頁/共59頁第22頁/共59頁的方法可全部擦洗，也可通的方法可全部擦洗，也可通過相減光學(xué)運算修改全息圖。過相減光學(xué)運算修改全息圖。第23頁/共59頁第24頁/共59頁的區(qū)域（空間編碼），可實的區(qū)域（空間編碼），可實現(xiàn)多個全息圖在同一晶體中現(xiàn)多個全息圖在同一晶體中的多像存儲的多像存儲第25頁/共59

9、頁第26頁/共59頁第27頁/共59頁第28頁/共59頁感的，原來的全息圖就被固定下來感的，原來的全息圖就被固定下來了。了。第29頁/共59頁存儲器動態(tài)讀寫的能力。另外存儲器動態(tài)讀寫的能力。另外由于扇形效應(yīng)以及動態(tài)失配光由于扇形效應(yīng)以及動態(tài)失配光柵引起的信噪比降低也是一個柵引起的信噪比降低也是一個亟待解決的問題。亟待解決的問題。第30頁/共59頁第31頁/共59頁光盤的特點1. 存儲容量大；一張一張CD-R的容量為的容量為650M，相當(dāng)于，相當(dāng)于450張張軟盤。在刻錄信軟盤。在刻錄信 息時可分多次直至刻滿整張光盤。息時可分多次直至刻滿整張光盤。2. 穩(wěn)定性與數(shù)據(jù)保存性好，堅固耐用；3. 保存時

10、間長； 光盤信息的讀取采用非接觸式激光掃描，多次讀取不會象磁盤、磁帶那樣磨損盤面，且數(shù)據(jù)信息為物理性存儲，不受電磁場、光照、氣溫、濕度等的影響、此外，由于盤面上有保護層，密封性好，不受塵土、手印等的損害。4. 結(jié)構(gòu)小巧，性能價格比高。5.刻錄后的光盤能在刻錄后的光盤能在CD機、機、VCD機、機、CD-ROM、DVR等播等播 放機上播放和檢索。放機上播放和檢索。第32頁/共59頁第33頁/共59頁第34頁/共59頁第35頁/共59頁第36頁/共59頁第37頁/共59頁第38頁/共59頁成份的變化還是使用全新的成份的變化還是使用全新的高分子呢？高分子呢？第39頁/共59頁第40頁/共59頁第41頁

11、/共59頁第42頁/共59頁目前僅能記錄最多目前僅能記錄最多4.7GB的的PC料，未來需求必將會更多，料，未來需求必將會更多，PCHC將會取代將會取代PC成為成為”標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)”。第43頁/共59頁第44頁/共59頁第45頁/共59頁第46頁/共59頁CD-R的用途的用途第47頁/共59頁CD-R光盤的容量光盤的容量第48頁/共59頁CD-R光盤的用途光盤的用途第49頁/共59頁第50頁/共59頁市場分析市場分析不同盤片的市場需求不同盤片的市場需求02.0004.0006.0008.00010.00012.00014.00016.0001997199819992000200120022003200

12、42005Worldwide Consumption (millions)CD-A,ROM,VDVD-A,V,ROMCD-RDVD-RCD-RWDVD-ReW第51頁/共59頁市場分析市場分析 CD-RCD-R市場需求預(yù)測市場需求預(yù)測第52頁/共59頁市場分析市場分析全球全球CD-R光盤生產(chǎn)線分布光盤生產(chǎn)線分布60040601000100200300400500600700港臺地區(qū)大陸日本歐美2年內(nèi)再建250條生產(chǎn)線第53頁/共59頁全球全球CD-RCD-R生產(chǎn)線對存儲材料的需求生產(chǎn)線對存儲材料的需求0.31.814.3051015染料市場需求/億元國內(nèi)已經(jīng)投產(chǎn)的17條生產(chǎn)線國內(nèi)已建和在建的100條生產(chǎn)線全球生產(chǎn)線（800條計算）CD-R光盤存儲材料市場光盤存儲材料市場新上250條線將有4.5億元的存儲材料需求第54頁/共59頁CD-RCD-R發(fā)展的新機遇發(fā)展的新機遇今年開始全球今年開始全球CD-R盤片供不應(yīng)求盤片供不應(yīng)求成為全球成為全球CD-R光盤生產(chǎn)基地光盤生產(chǎn)基地CD-R刻錄機價格跌破千元刻錄機價格跌破千元23年國內(nèi)建立年國內(nèi)建立250條條CD-R生產(chǎn)生產(chǎn)線線2005年國內(nèi)光盤產(chǎn)業(yè)上市公司年國內(nèi)光盤產(chǎn)業(yè)上市公司20家家光盤產(chǎn)