Cakram optik muncul dalam akses umum pada tahun 1982, prototipe melihat cahaya lebih awal - pada tahun 1979. Awalnya, compacts dikembangkan sebagai pengganti cakram vinil, sebagai media yang lebih baik dan lebih dapat diandalkan. Dipercaya bahwa disk laser adalah hasil kerja sama tim dari dua perusahaan teknologi - Sony Jepang dan Philips Belanda.
Pada saat yang sama, teknologi dasar "laser dingin", yang memungkinkan munculnya cakram laser, dikembangkan oleh ilmuwan Soviet
Alexander Prokhorov dan
Nikolai Basov . Untuk penemuan mereka, mereka dianugerahi Hadiah Nobel. Teknologi ini berkembang lebih lanjut, dan pada tahun 70-an Philips mengembangkan cara untuk membakar CD, yang menandai awal dari CD. Awalnya, para insinyur perusahaan menciptakan ALP (audio long play) sebagai alternatif untuk rekaman vinil.
Diameter cakram ALP adalah sekitar 30 sentimeter. Beberapa saat kemudian, para insinyur mengurangi diameter cakram, sementara waktu bermain berkurang menjadi 1 jam. Cakram laser dan perangkat pemutaran untuk mereka pertama kali
diperlihatkan oleh Philips pada tahun 1979. Setelah itu, perusahaan mulai mencari mitra untuk pekerjaan lebih lanjut pada proyek - teknologi dilihat oleh pengembang sebagai internasional, dan sulit untuk mengembangkannya ke tingkat yang diperlukan dan mempopulerkannya sendiri.
Awal dari segalanya
Manajemen memutuskan untuk mencoba menjalin kontak dengan perusahaan teknologi dari Jepang, sementara negara ini berada di garis depan teknologi hi-end. Untuk melakukan ini, delegasi Philips pergi ke negara itu, mereka berhasil bertemu dengan presiden Sony, yang menjadi tertarik pada teknologi.
Hampir segera, tim insinyur Philips-Sony
dibentuk , dan mereka mengembangkan spesifikasi teknologi pertama. Wakil presiden Sony bersikeras untuk meningkatkan volume disk, ia menginginkan CD untuk mengakomodasi simfoni kesembilan Beethoven, yang volume disknya diperluas dari 1 jam menjadi 74 menit (ada pendapat bahwa ini hanyalah kisah pemasaran yang indah). Jumlah data yang sesuai pada disk tersebut adalah 640 MB. Insinyur juga mengembangkan parameter kualitas suara. Misalnya, frekuensi sampling sinyal stereo diatur pada 44,1 kHz (untuk satu saluran 22,05 kHz) dengan lebar bit masing-masing 16 bit. Jadi standar Buku Merah muncul.
Nama teknologi baru tidak muncul tiba-tiba - itu dipilih dari beberapa opsi, termasuk Minirack, Mini Disc, Compact Rack. Hasilnya, para pengembang menggabungkan kedua nama tersebut, mendapatkan Compact Disc hybrid. Last but not least, nama ini dipilih karena semakin populernya kaset audio (teknologi
Compact Cassette ).
Philips dan Sony juga memainkan peran penting dalam mengembangkan spesifikasi untuk CD digital pertama, yang disebut Yellow Book atau CD-ROM. Spesifikasi baru memungkinkan untuk menyimpan tidak hanya audio, tetapi juga data teks dan grafik pada disk. Menentukan jenis disk dilakukan secara otomatis saat membaca header. Masalahnya adalah bahwa CD yang memenuhi Yellow Book hanya dapat bekerja dengan jenis drive tertentu yang tidak universal.
Pada 17 Agustus 1982, CD pertama dirilis di pabrik Philips di kota Langenhagen, Jerman. Ini merekam album
The Visitors by ABBA. Perlu dicatat bahwa lapisan pernis dari cakram pertama tidak berkualitas sangat tinggi, sehingga pembeli yang kompak sering merusaknya. Seiring waktu, kualitas disk telah meningkat. Beberapa tahun pertama mereka digunakan secara eksklusif dalam peralatan hi-fi, mereka digunakan sebagai pengganti kaset dan kaset.
Sejak tahun 2000, disk dengan kapasitas 700 MB mulai muncul pada penjualan, yang memungkinkan untuk merekam audio dengan total durasi hingga 80 menit. Mereka sepenuhnya menggantikan 650 MB disk dari pasar. Ada juga 800 MB media, tetapi mereka tidak cocok untuk semua drive, sehingga disk seperti itu tidak terlalu luas. Dimungkinkan untuk menambah jumlah ruang yang tersedia untuk menyimpan data dengan mengurangi jarak antar trek. Jadi, misalnya, untuk disk dengan kapasitas 650 MB, jarak antara trek adalah 1,7 mikron, dan untuk 800 MB disk indikator ini dikurangi menjadi 1,5 mikron. Juga, untuk yang pertama, kecepatannya adalah 1,41 m / s, dan untuk yang terakhir 1,39 m / s.
Bagaimana cara kerjanya
Disk terdiri dari beberapa lapisan. Substratnya adalah polycarbonate, ketebalannya 1,2 mm, diameternya 120 mm. Lapisan lain ditempatkan pada substrat - logam (dapat berupa emas, perak atau, paling sering - aluminium). Selanjutnya, lapisan logam dilindungi dengan pernis, yang diterapkan pada jadwal. Bagian belakang melindungi lapisan logam dengan andal, sehingga goresan yang sangat dalam mengganggu pembacaan. Diameter lubang di disk adalah 15 mm.
Format penyimpanan data untuk disk adalah
Buku Merah (dibahas di atas). Kesalahan baca diperbaiki dengan menggunakan kode Reed-Solomon, sehingga goresan ringan tidak mengurangi keterbacaan disk.
Data pada disk dicatat dalam bentuk lintasan spiral dari apa yang disebut lubang (ceruk), yang diekstrusi dalam basis polikarbonat. Setiap lubang memiliki kedalaman sekitar 100 nm dan lebar 500 nm. Panjang pit adalah dari 850 nm hingga 3,5 μm. Pitas menyebarkan atau menyerap cahaya, media memantulkan. Jadi, disk yang direkam adalah contoh yang sangat baik dari kisi difraksi reflektif.
Disk dibaca menggunakan sinar laser dengan panjang gelombang 780 nm, yang dipancarkan oleh laser semikonduktor. Prinsip membaca adalah mencatat perubahan intensitas cahaya yang dipantulkan. Jadi, sinar laser menyatu pada lapisan informasi, diameter titik cahaya dalam kasus ini adalah 1,2 μm. Sinyal maksimum direkam antara lubang. Jika terjadi kontak dengan lubang, intensitas cahaya yang lebih rendah direkam. Perubahan intensitas diubah menjadi sinyal listrik, yang digunakan peralatan tersebut.
Cara membuat disk
- Langkah pertama adalah menyiapkan data untuk dijalankan dalam seri;
- Photolithography adalah tahap kedua, ini adalah proses membuat cap disk. Pertama, disk kaca dibuat di mana lapisan bahan fotoresistif diterapkan, dan informasi dicatat di dalamnya. Bahan mengubah sifat fisikokimia di bawah pengaruh cahaya;
- Data direkam menggunakan sinar laser. Dengan meningkatnya daya laser (ketika Anda perlu membuat lubang), ikatan kimiawi dari molekul bahan fotoresistif hancur, dan membeku;
- Fotoresis terukir (dalam berbagai cara, dari plasma ke asam), area yang tidak terpengaruh oleh laser dikeluarkan dari matriks;
- Disk ditempatkan dalam wadah pelapis, di mana lapisan nikel disimpan di permukaannya;
- Disk dicap oleh cetakan injeksi, disk kaca asli digunakan sebagai sumber;
- Selanjutnya, logam disemprotkan ke lapisan informasi;
- Pernis pelindung diterapkan di luar, di mana gambar grafis sudah diterapkan.
Bagaimana dengan CD-RW?
CD-RW adalah jenis CD yang muncul pada tahun 1997. Awalnya, standar itu disebut
CD-Erasable (CD-E, CD yang bisa dihapus).
Itu adalah terobosan nyata di bidang perekaman dan penyimpanan informasi. Bagaimanapun, untuk mendapatkan media penyimpanan yang murah dan luas adalah impian ribuan insinyur dan pengguna. CD-RW memiliki struktur dan prinsip operasi yang sama dengan CD biasa, tetapi lapisan perekamannya berbeda - ini adalah paduan khusus chalcogenides. Perak-indium-antimony-telurium yang paling umum digunakan. Ketika dipanaskan di atas suhu leleh, paduan semacam itu beralih dari keadaan kristal ke yang amorf.
Dalam hal ini, transisi fase dapat dibalik, yang merupakan dasar untuk proses penulisan ulang. Ketebalan lapisan aktif disk hanya 0,1 μm, sehingga mudah untuk bertindak pada zat dengan laser. Proses perekaman terjadi di bawah pengaruh sinar laser, lapisan aktif dalam kasus ini masuk ke dalam lelehan (area-area yang dipengaruhi oleh laser). Kemudian panas berdifusi ke dalam substrat, dan lelehan masuk ke keadaan amorf. Untuk segmen amorf, karakteristik seperti permitivitas, koefisien refleksi dan, oleh karena itu, mencerminkan perubahan intensitas cahaya. Ini membawa informasi tentang merekam pada disk. Membaca dilakukan menggunakan laser dengan daya lebih rendah, yang tidak dapat mempengaruhi lapisan aktif. Saat merekam, lapisan aktif dipanaskan hingga 200 derajat Celcius, yang memungkinkannya untuk kembali membuat fase transisi ke keadaan kristal.
Penggunaan berulang CD-RW menyebabkan kelelahan mekanis pada lapisan yang bekerja. Oleh karena itu, para insinyur yang mengembangkan teknologi menggunakan zat dengan tingkat akumulasi kelelahan rendah. CD-RW dapat menahan sekitar seribu siklus sulih suara.
DVD - kapasitas lebih besar lagi!
DVD pertama muncul di Jepang pada tahun 1996, mereka muncul sebagai tanggapan atas permintaan pengguna dan bisnis yang membutuhkan lebih banyak media yang luas. Awalnya, drive berkapasitas tinggi dikembangkan oleh beberapa perusahaan sekaligus. Dua area pengembangan independen muncul: Multimedia Compact Disc (Philips dan Sony), - Super Disc (8 perusahaan besar, termasuk Toshiba dan Time Warner). Beberapa saat kemudian, kedua arah bergabung menjadi satu di bawah pengaruh IBM. Dia meyakinkan rekan-rekannya untuk tidak mengulangi peristiwa "perang format" ketika pertempuran untuk prioritas antara standar kaset video "Sistem Home Video" dan "Betamax" sedang terjadi.
Teknologi ini diumumkan pada September 1995, pada tahun yang sama, pengembang menerbitkan spesifikasi. Pembakar DVD pertama dirilis pada tahun 1997.
Dimungkinkan untuk meningkatkan kapasitas perekaman sambil mempertahankan dimensi sebelumnya karena penggunaan laser merah dengan panjang gelombang 650 nm. Track pitch dua kali lebih kecil dari CD dan 0,74 μm.
Blu-ray - media optik paling canggih
Jenis lain dari media optik dengan kepadatan data yang jauh lebih tinggi daripada CD atau DVD. Standar ini dikembangkan oleh konsorsium internasional BDA. Prototipe pertama muncul pada Oktober 2000.
Teknologi ini melibatkan penggunaan laser gelombang pendek (panjang gelombang 405 nm), dari mana namanya berasal. Huruf "e" dihapus karena ungkapan sinar biru umumnya digunakan dalam bahasa Inggris dan tidak dapat dipatenkan. Penggunaan laser biru (biru-ungu) memungkinkan untuk mempersempit trek ke 0,32 μm, meningkatkan kepadatan perekaman data. Kecepatan baca media meningkat menjadi 432 Mbps.
UDF - Format Disk Universal
UDF adalah spesifikasi format sistem file yang independen terhadap OS. Ini dirancang untuk menyimpan file pada media optik - baik CD, DVD dan Blu-Ray. UDF tidak memiliki batasan 2 dan 4 GB untuk file yang dapat direkam, sehingga format ini ideal untuk disk berkapasitas tinggi - DVD dan Blu-Ray.
Cakram optik dan Internet
Perusahaan teknologi terus meningkatkan cakram optik. Jadi, Sony dan Panasonic pada tahun 2016 mampu meningkatkan kapasitas media optik menjadi 3,3 TB. Pada saat yang sama, kinerja disk tetap terjaga, menurut perwakilan Sony, hingga 100 tahun.
Namun demikian, semua jenis disk optik secara bertahap kehilangan popularitas - dengan perkembangan Internet, tidak ada lagi kebutuhan bagi pengguna untuk mengumpulkan data pada disk. Informasi dapat disimpan di cloud, yang jauh lebih nyaman (seberapa jauh lebih aman adalah pertanyaan lain). CD jauh dari populer seperti beberapa tahun yang lalu, tetapi mereka kemungkinan besar tidak sepenuhnya terlupakan (seperti dalam kasus kaset audio) - mereka akan digunakan untuk membuat arsip informasi bisnis yang penting.
Jika cakram optik terabyte dimasukkan ke dalam seri, maka penggunaannya akan terbatas - mungkin dengan bantuan mereka, mereka akan mendistribusikan film 4K dan game modern dengan berbagai bonus berbeda. Tetapi kebanyakan dari mereka akan digunakan untuk membuat cadangan. Dan jika Sony mengatakan yang sebenarnya tentang keamanan lama dari data yang direkam, maka bisnis akan menggunakan teknologi baru dengan sangat aktif.