Les disques compacts optiques sont apparus en accès général en 1982, le prototype a vu le jour encore plus tôt - en 1979. Initialement, les compacts ont été développés en remplacement des disques vinyle, en tant que support meilleur et plus fiable. On pense que les disques laser sont le résultat du travail conjoint des équipes de deux sociétés technologiques - le japonais Sony et le néerlandais Philips.
De plus, la technologie de base des "lasers froids", qui a rendu possible l'apparition de disques laser, a été développée par les scientifiques soviétiques
Alexander Prokhorov et
Nikolai Basov . Pour leur invention, ils ont reçu le prix Nobel. La technologie a évolué davantage et dans les années 70, Philips a développé un moyen de graver des CD, ce qui a marqué le début du CD. Au départ, les ingénieurs de l'entreprise ont créé l'ALP (audio long play) comme alternative aux disques vinyles.
Le diamètre des disques ALP était d'environ 30 centimètres. Un peu plus tard, les ingénieurs ont réduit le diamètre des disques, tandis que le temps de lecture est passé à 1 heure. Les disques laser et leur appareil de lecture ont été présentés pour la première fois
par Philips en 1979. Après cela, l'entreprise a commencé à chercher un partenaire pour poursuivre les travaux sur le projet - la technologie était considérée par les développeurs comme internationale, et il était difficile de la développer au niveau requis et de la vulgariser par elle-même.
Le début de tout
La direction a décidé d'essayer d'établir des contacts avec des entreprises technologiques du Japon, alors que ce pays était à la pointe des technologies haut de gamme. Pour ce faire, les délégués de Philips se sont rendus dans le pays, ils ont réussi à rencontrer le président de Sony, qui s'est intéressé à la technologie.
Presque immédiatement,
une équipe d'ingénieurs Philips-Sony a été
formée et ils ont développé les premières spécifications technologiques. Le vice-président de Sony a insisté pour augmenter le volume du disque, il voulait que le CD accueille la neuvième symphonie de Beethoven, pour laquelle le volume du disque a été étendu de 1 heure à 74 minutes (il y a une opinion que ce n'est qu'une belle histoire marketing). La quantité de données qui tient sur un tel disque était de 640 Mo. Les ingénieurs ont également développé des paramètres de qualité sonore. Par exemple, la fréquence d'échantillonnage des signaux stéréo a été réglée à 44,1 kHz (pour un canal à 22,05 kHz) avec une largeur de bits de 16 bits chacun. La norme Red Book est donc apparue.
Le nom de la nouvelle technologie n'est pas apparu soudainement - il a été choisi parmi plusieurs options, notamment Minirack, Mini Disc, Compact Rack. En conséquence, les développeurs ont combiné les deux noms, obtenant un disque compact hybride. Enfin, ce nom a été choisi en raison de la popularité croissante des cassettes audio (technologie
Compact Cassette ).
Philips et Sony ont également joué un rôle crucial dans l'élaboration des spécifications des premiers CD numériques, appelés le Livre jaune ou CD-ROM. La nouvelle spécification a permis de stocker non seulement de l'audio, mais aussi du texte et des données graphiques sur des disques. La détermination du type de disque a été effectuée automatiquement lors de la lecture de l'en-tête. Le problème était qu'un CD compatible avec le Livre jaune ne pouvait fonctionner qu'avec un type de lecteur spécifique qui n'était pas universel.
Le 17 août 1982, le premier CD est sorti à l'usine Philips de la ville allemande de Langenhagen. Il a enregistré l'album
The Visitors d'ABBA. Il convient de noter que le revêtement de vernis des premiers disques n'était pas de très haute qualité, de sorte que les acheteurs compacts les gâtaient souvent. Au fil du temps, la qualité du disque s'est améliorée. Les premières années, ils ont été utilisés exclusivement dans les équipements hi-fi, ils ont été utilisés en remplacement des disques vinyle et des cassettes.
Depuis 2000, des disques d'une capacité de 700 Mo ont commencé à être mis en vente, ce qui a permis d'enregistrer de l'audio avec une durée totale allant jusqu'à 80 minutes. Ils ont complètement remplacé les disques de 650 Mo du marché. Il existe également 800 Mo de supports, mais ils n'étaient pas adaptés à tous les lecteurs, de sorte que ces disques n'étaient pas particulièrement répandus. Il a été possible d'augmenter l'espace disponible pour le stockage des données en réduisant la distance entre les pistes. Ainsi, par exemple, pour les disques d'une capacité de 650 Mo, la distance entre les pistes est de 1,7 microns, et pour 800 Mo de disques, cet indicateur est réduit à 1,5 microns. De plus, pour les premiers, la vitesse est de 1,41 m / s et pour les seconds de 1,39 m / s.
Comment ça marche
Le disque se compose de plusieurs couches. Le substrat est en polycarbonate, son épaisseur est de 1,2 mm, son diamètre est de 120 mm. Une autre couche est placée sur le substrat - le métal (il peut s'agir d'or, d'argent ou, le plus souvent - d'aluminium). Ensuite, la couche métallique est protégée par un vernis, qui est appliqué à la nomenclature. Le support protège la couche métallique de manière fiable, de sorte que des rayures très profondes interfèrent avec la lecture. Le diamètre du trou dans le disque est de 15 mm.
Le format de stockage des données pour les disques est
Red Book (décrit ci-dessus). Les erreurs de lecture sont corrigées à l'aide du code Reed-Solomon, de sorte que les rayures légères ne réduisent pas la lisibilité du disque.
Les données sur le disque sont enregistrées sous la forme d'une piste en spirale à partir des dénommés creux (creux), qui sont extrudés à base de polycarbonate. Chaque fosse a une profondeur d'environ 100 nm et une largeur de 500 nm. La longueur de la fosse est de 850 nm à 3,5 μm. Les pitas diffusent ou absorbent la lumière, le substrat se réfléchit. Ainsi, un disque enregistré est un excellent exemple d'un réseau de diffraction réfléchissant.
Le disque est lu à l'aide d'un faisceau laser d'une longueur d'onde de 780 nm, qui est émis par un laser à semi-conducteur. Le principe de la lecture est d'enregistrer les changements d'intensité de la lumière réfléchie. Ainsi, le faisceau laser converge sur la couche d'informations, le diamètre du spot lumineux dans ce cas est de 1,2 µm. Le signal maximum est enregistré entre les puits. En cas de contact avec la fosse, une intensité lumineuse plus faible est enregistrée. Les changements d'intensité sont convertis en un signal électrique avec lequel l'équipement fonctionne.
Comment créer un disque
- La première étape consiste à préparer les données à exécuter dans la série;
- La photolithographie est la deuxième étape, c'est le processus de création d'un tampon de disque. Tout d'abord, un disque de verre est créé sur lequel une couche de matériau photorésistif est appliqué et des informations y sont enregistrées. Le matériau modifie les propriétés physicochimiques sous l'influence de la lumière;
- Les données sont enregistrées à l'aide d'un faisceau laser. Avec l'augmentation de la puissance du laser (lorsque vous devez créer une fosse), les liaisons chimiques des molécules du matériau photorésistif sont détruites et il gèle;
- La résine photosensible est gravée (de diverses manières, du plasma à l'acide), les zones non affectées par le laser sont retirées de la matrice;
- Le disque est placé dans un bain de placage, où une couche de nickel est déposée à sa surface;
- Les disques sont estampés par moulage par injection, le disque de verre d'origine est utilisé comme source;
- Ensuite, du métal est pulvérisé sur la couche d'informations;
- Un vernis protecteur est appliqué à l'extérieur, sur lequel une image graphique est déjà appliquée.
Et les CD-RW?
Le CD-RW est un type de CD qui est apparu en 1997. Initialement, la norme s'appelait
CD-Erasable (CD-E, CD effaçable).
Ce fut une véritable percée dans le domaine de l'enregistrement et du stockage des informations. Après tout, obtenir un support de stockage peu coûteux et spacieux était le rêve de milliers d'ingénieurs et d'utilisateurs. Le CD-RW est similaire dans sa structure et son principe de fonctionnement à un CD ordinaire, mais la couche d'enregistrement est différente - il s'agit d'un alliage spécialisé de chalcogénures. Le tellure d'argent, d'indium, d'antimoine et d'antimoine le plus couramment utilisé. Lorsqu'il est chauffé au-dessus de la température de fusion, un tel alliage passe d'un état cristallin à un état amorphe.
Dans ce cas, la transition de phase est réversible, ce qui est la base du processus de réécriture. L'épaisseur de la couche active du disque n'est que de 0,1 μm, il est donc facile d'agir sur la substance avec un laser. Le processus d'enregistrement se produit sous l'influence d'un faisceau laser, la couche active dans ce cas passe dans la masse fondue (les zones affectées par le laser). La chaleur se diffuse ensuite dans le substrat et la masse fondue passe dans un état amorphe. Pour les segments amorphes, des caractéristiques telles que la permittivité, le coefficient de réflexion et, par conséquent, le changement d'intensité de la lumière réfléchie. Il contient des informations sur l'enregistrement sur un disque. La lecture est effectuée à l'aide d'un laser de puissance inférieure, qui ne peut pas affecter la couche active. Lors de l'enregistrement, la couche active est chauffée à 200 degrés Celsius, ce qui lui permet de faire à nouveau une transition de phase vers un état cristallin.
L'utilisation répétée de CD-RW entraîne une fatigue mécanique de la couche de travail. Par conséquent, les ingénieurs qui ont développé la technologie ont utilisé des substances à faible taux d'accumulation de fatigue. Les CD-RW peuvent résister à environ mille cycles de doublage.
DVD - encore plus de capacité!
Les premiers DVD sont apparus au Japon en 1996, ils sont apparus en réponse à la demande d'utilisateurs et d'entreprises qui avaient besoin de supports de plus en plus volumineux. Initialement, plusieurs lecteurs haute capacité ont été développés simultanément. Deux domaines de développement indépendants sont apparus: Multimedia Compact Disc (Philips et Sony), - Super Disc (8 grandes entreprises, dont Toshiba et Time Warner). Un peu plus tard, les deux directions ont fusionné en une seule sous l'influence d'IBM. Elle a convaincu ses partenaires de ne pas répéter les événements de la «guerre des formats» lors de la bataille pour la priorité entre les normes des cassettes vidéo «Video Home System» et «Betamax».
La technologie a été annoncée en septembre 1995, la même année, les développeurs ont publié des spécifications. Le premier graveur de DVD est sorti en 1997.
Il a été possible d'augmenter la capacité d'enregistrement tout en conservant les dimensions précédentes grâce à l'utilisation d'un laser rouge d'une longueur d'onde de 650 nm. Le pas de piste est deux fois plus petit que celui du CD et est de 0,74 μm.
Blu-ray - le support optique le plus avancé
Un autre type de support optique avec une densité de données beaucoup plus élevée que les CD ou DVD. La norme a été développée par un consortium international de BDA. Le premier prototype est apparu en octobre 2000.
La technologie implique l'utilisation d'un laser à ondes courtes (longueur d'onde 405 nm), d'où le nom vient. La lettre "e" a été supprimée car l'expression blue ray est couramment utilisée en anglais et ne peut pas être brevetée. L'utilisation d'un laser bleu (bleu-violet) a permis de rétrécir la piste à 0,32 μm, augmentant la densité d'enregistrement des données. La vitesse de lecture des médias est passée à 432 Mbps.
UDF - Format de disque universel
UDF est une spécification de format de système de fichiers indépendante du système d'exploitation. Il est conçu pour stocker des fichiers sur des supports optiques - CD, DVD et Blu-Ray. UDF n'a pas de limites de 2 et 4 Go pour les fichiers enregistrables, donc ce format est idéal pour les disques haute capacité - DVD et Blu-Ray.
Disques optiques et Internet
Les entreprises technologiques continuent d'améliorer les disques optiques. Ainsi, Sony et Panasonic en 2016 ont pu augmenter la capacité des supports optiques à 3,3 To. Dans le même temps, les performances du disque sont maintenues, selon les représentants de Sony, jusqu'à 100 ans.
Néanmoins, tous les types de disques optiques perdent progressivement de leur popularité - avec le développement d'Internet, les utilisateurs n'ont plus besoin d'accumuler des données sur les disques. Les informations peuvent être stockées dans le cloud, ce qui est beaucoup plus pratique (combien plus sûr est une autre question). Les CD sont loin d'être aussi populaires qu'ils l'étaient il y a quelques années, mais ils ne sont probablement pas complètement oubliés (comme dans le cas des cassettes audio) - ils seront utilisés pour créer des archives d'informations commerciales importantes.
Si les disques optiques de téraoctets entrent en série, leur utilisation sera limitée - peut-être qu'avec leur aide, ils distribueront des films 4K et des jeux modernes avec une variété de bonus différents. Mais ils seront surtout utilisés pour créer des sauvegardes. Et si Sony dit la vérité sur la sécurité séculaire des données enregistrées, l'entreprise utilisera la nouvelle technologie très activement.