刻录机的基本原理
刻录光盘的机器,称它为刻录机,可被刻录的片,也称它为空白刻录片(就是俗称的空盘),而事实上,刻录的过程是一项极为复杂的光学过程。
从软件的操作与硬件的应用将之简化,所以只要学会刻录软件的应用与硬件的搭配即可进行刻录工作,而基本上,那些复杂的过程就交给电脑去处理了。
听起来刻录似乎很简单吧! 学学软件就可以上路了?但事实上在软件的应用上却有着许许多多的学问,这也是计算机书店里刻录书籍充斥的原因之一。 //先了解激光
简单说来,激光是一种经由放射性物质增幅的光,意即把能量源输入活发性的物质时,便会产生激光,而这些活泼性的物质可以是混合的气体或离子等,而激光的强度就取决于输入的能量大小与所使用的物质,像一般光盘机中所使用的激光,其功率是相当低的,如果将激光的功率给提升到一定的程度的话,穿透金属等其它物质对激光来讲根本不是问题,所以各位曾耳闻的“死光枪”等科学武器,在激光的应用领域上,并不是一项困难的工作,所以激光的应用可以从生活到国防,是一项应用极为广泛的“产品”。
在电脑的应用上,激光强烈而集中的光束,能够极为准确的侦测到光盘中的细密资料,而这样的过程是以激光的反射光来接受读取,所以基本上读取装置与光盘片并无接触与摩擦,也由于激光光束准确的读取特性,使得光盘上的资料密度可以很高,因为激光是以光速来反应读的资料,所以激光不但可以读取资料也可以用来刻录资料,从市场上普遍的各式CDROM、影音光盘机、DVD、刻录机等,您就就可知道这个理论的实用性了。
在光盘机上,激光射向旋转中的光盘片然后反射向旋转中反射光通过一片透镜并射向接收资料的光电装置,而这个光电装置可连接的电路能够辩识出激光所反射回来的资料,在光盘上,资料是凹槽(pits)及平面(lands)的型式来加以编码,而光电装置的电路即能辩识出激光射中的平面及射中凹槽的所走距离差这就称为相位提升(Phase Shift),而这个技术就是在光盘中资料储存与读取的基础。
经由光电读取装置,反射回到的凹槽与平面将会转换成1与0的数位讯号,而这1与0及0与1的转换就可表示出许多复杂的类比资料了,这样说你能了解吗!? //再了解光盘片 接下来要谈的是我们生活中常接触的CD(Compact Disk)——光盘,光盘与传统的储存媒体最大的差别是,光盘片可储存的资料密度相当大,片中的资料也可压缩的相当小,而且还能够正确无误的读取,当然,它的携带容易及用不磨损的特点也是很吸引人的。
一般来说,一片光盘约可储存680MB的资料(指声音资料),若是包含影音资料的话,也可达到650MB (约450片1.44MB的磁碟片),而如此的高容量约可置入74分钟的高音质音乐或至少5000000页的文字,所以它的高容量特性,深受到各界的喜爱。
光盘片的材质是一种称为“聚碳酸脂”的石化制品,在光盘的制造过程里,“聚碳酸脂”先被融成膏状,再倒入模具中,而模具中已有资料的凹痕(就是先前说的0与1啦!),完成之后的光盘片此时称为“塑胶基片”(或称基板)。
基板上的凹槽是以圆型的螺旋状由基片中央往外部延伸,其表面喷有一层铝质的反光涂料(或称反射层),以清楚的显示出凹槽与平面的分布情形。而上述的铝质涂料相当的薄,厚度约500埃(1埃为千万分之一公里),而基板上除了这铝质涂料外,还有一层透明的保护涂料(保护铝层),激光光可穿透保护涂料来读取资料,而最后一个步骤就是在光盘片上印上标签,如此一来方告完成。 //刻录的原理 CD-R和一般大量压制的CD片有许多地方不同,虽然一般的CD-R空片看起来是空白的,但事实上它的表面已有螺旋状的沟槽了,而这沟槽主要的功能是在刻录资料时,激光所要走的轨迹,CD-R的涂料层为“金”(一般CD为铝),而“金”的好处除了具有较佳的抗腐蚀性之外,更有极佳的反射效果,最重要的是,在基板与这“金”属层中,还有一层有机染料,而正一层就是用来刻录用的(终于谈到重点了!)。
当开始进行刻录的时候,光盘机的激光光束通过塑胶基片,而对有机染料进行加热,当有机染料受热后便会变形上升而凸出至金属层,而读取的时候这凸出去的地方就变成读取时的凹槽了,所以CD-ROM就可以和读取一般的CD样样来读取CD-R片了。 //CD-R 的制程 CD-R刻录机是以775nm及795nm之间的激光在CD-R有机染料面直接加热而烧出凹槽(pit),或是使有机染料发生化学性变化(Degrade),总而言之就是改变有机染料层对光的反射率,当CD-ROM以低功率的激光读到凹槽和原来的表面不同的反射率时,被烧出的凹槽的地方它会吸收部分的激光,原来的表面不吸收而反射激光,而CD-ROM正是藉着不同的反射结果转换成判读的数据资料的。在刻录时,CD-R刻录机是采用等速(CLV;Constant Linear Velocity)的方式进行刻录,而这也代表刻录机中的碟片转速是变动的,例如CD-R 4倍速的刻录机每秒传输为600K资料,为了达成这个资料传输量,刻录机会当读写装置靠近片子内圈时转的比较快,当读写装置靠近片子外圈时则会把转速给降下来,所