光存储技术ppt课件.ppt

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1、第十章光存储技术OpticalStorageSystem存储器的发展纸张微缩胶片技术磁记录：利用磁通变化、磁化电流进行读写存在物理极限：超顺磁性限制面密度40GB/in2全光存储：利用激光使光盘发生各种物理、化学变化来进行信息的写、擦或直接重写光记录的密度受到衍射极限的限制10.1存储器概述2.光盘的类型：只读式(ROM)、只写一次式(WORM)、可擦式(RW)、直接重写光盘(OW)3.光存储的特点：1)存储密度高：1μm光点，记录密度107～108B/cm22）非接触式读写信息3）存储寿命长：10年以上4）信息信噪比高：多次读写S/N不降低5）信息位价格低缺陷

2、：光头体积大、影响记录速度原始误码率高，须采取强有力的误码校正措施4.光盘的特性参数：1）类型8）误码率2）光盘直径9）信息位价格3）存储密度4）存储容量5）数据传输速率6）存取时间7）信噪比10.2光盘存储器的工作原理光盘驱动器的结构：CD盘上的数据要用CD驱动器来阅读CD驱动器由光学读出头、光学读出头驱动机构、CD盘驱动机构、控制线路以及处理光学读出头读出信号的电子线路等组成。光学读出头是CD系统的核心部件之一，它由光电检测器、透镜、激光束分离器、激光器等元件组成，它的结构如右图所示。激光器发出的激光经过几个透镜聚焦后到达光盘，从光盘上反射回来的激光束沿原来

3、的光路返回，到达激光束分离器后反射到光电检测器，由光电检测器把光信号变成电信号，再经过电子线路处理后还原成原来的二进制数据。光头的分类：1）普通光头：结构包括（LD、准直物镜、分束棱镜、聚焦物镜、误差探测光学系统）2）分离式光头：减小光头重量，把聚焦物镜、跟踪发射镜与光头其他部分分离开，提高其飞行速度，利于快速存取3）光纤光头：固定和移动部分之间的光能耦合用光纤来实现4）全息光头：全息元件代替体积大而重的光学元件5）集成光头：由分束光栅、抛物面形波导镜面组成2.光盘的读写原理CD盘片结构激光唱盘、CD-ROM、数字激光视盘等统称为CD盘。CD盘主要由保护层、反射

4、激光的铝反射层、刻槽和聚碳脂衬垫组成CD盘上有一层铝反射层，看起来是银白色的，所以人们把它称为“银盘”。还有一种正在大批量进入市场的盘称为CD-R(CD-Recordable)盘，它的反射层是金，所以又这种盘称为“金盘”。CD盘的外径为120mm，重量为14克～18克。激光唱盘分3个区：导入区、导出区和声音数据记录区CD盘的光道结构CAV(constantangularvelocity)CLV(constantlinearvelocity)软磁盘存放数据的磁道是同心环CD盘光道的结构是螺旋型光道长度大约为5公里磁盘片转动的角速度是恒定的，通常用CAV(const

5、antangularvelocity)表示，但在这一条磁道和另一条磁道上，磁头相对于磁道的速度(称为线速度)是不同的。采用同心环磁道的好处之一是控制简单，便于随机存取，但由于内外磁道的记录密度(比特/每英寸)不相同，外磁道的记录密度低，内磁道的记录密度高，外磁道的存储空间就没有得到充分利用，因而存储器没有达到应有的存储容量。CD盘转动的角速度在光盘的内外区是不同的，而它的线速度是恒定的，就是光盘的光学读出头相对于盘片运动的线速度是恒定的，通常用CLV(constantlinearvelocity)表示。由于采用了恒定线速度，所以内外光道的记录密度(比特数/每英寸

6、)可以做到一样，这样盘片就得到充分利用，可以达到它应有的数据存储容量，但随机存储特性变得较差，控制也比较复杂。数据是怎样写入到CD盘上的利用有无凹坑反射率的不同来记忆“1”和“0”变：1不变：0凹坑的要求：1）边缘清晰，宽度一致，长度等于光脉冲宽度乘以介质的扫描速度2）凹坑前后沿模糊，长宽失真，读出就会产生噪声、误码3）凹坑有无代表1/0，此为数字记录凹坑的长度、间隔代表视频信息，此为模拟记录4）凹坑的深度约为激光波长的1/4，从凹坑反射回来的激光与其周围反射回的激光光程相差1/2λ时，正好干涉相消，相当一部分光就不会返回物镜，光强减弱CD盘上的数据是用压模(s

7、tamper)冲压而成的，而压模是用原版盘(masterdisc)制成的。在制作原版盘时，是用编码后的二进制数据去调制聚焦激光束，如果写入的数据为“0”，就不让激光束通过，写入“1”时，就让激光束通过，或者相反。在制作原版盘的玻璃盘上涂有感光胶，曝了光的地方经化学处理后就形成凹坑，没有曝光的地方保持原样，二进制信息就以这样的形式刻录在原版盘上。在经过化学处理后的玻璃盘表面上镀一层金属，用这种盘去制作母盘(motherdisc)，然后用母盘制作压模，再用压模去大批量复制。成千上万的CD盘就是用压模压出来的，所以价格才这样便宜(版权费除外)。3.只读存储光盘ROM1

8、)存储原理：视频、音频信