Disco ótico - Optical disc
| Tipos de memória de computador e armazenamento de dados |
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| Discos óticos |
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Em tecnologias de computação e gravação de disco óptico , um disco óptico ( OD ) é um disco plano, geralmente circular, que codifica dados binários ( bits ) na forma de poços e aterrissam em um material especial, geralmente alumínio , em uma de suas superfícies planas. Seus principais usos são a distribuição física de dados offline e o arquivamento de longo prazo . Mudanças de cava para terra ou de terra para cava correspondem a um valor binário de 1; enquanto nenhuma mudança, independentemente de ser em um terreno ou área de cava, corresponde a um valor binário de 0.
Existem discos ópticos não circulares para fins de moda; consulte Disco compacto moldado .
Design e tecnologia
O material de codificação fica sobre um substrato mais espesso (geralmente policarbonato ) que compõe a maior parte do disco e forma uma camada de desfocagem de poeira. O padrão de codificação segue um caminho espiral contínuo cobrindo toda a superfície do disco e se estendendo da trilha mais interna até a trilha mais externa.
Os dados são armazenados no disco com um laser ou máquina de estampagem e podem ser acessados quando o caminho dos dados é iluminado com um diodo laser em uma unidade de disco óptico que gira o disco a velocidades de cerca de 200 a 4.000 RPM ou mais, dependendo de o tipo de unidade, formato do disco e a distância da cabeça de leitura do centro do disco (as trilhas externas são lidas em uma velocidade de dados mais alta devido a velocidades lineares mais altas nas mesmas velocidades angulares ).
A maioria dos discos ópticos exibe uma iridescência característica como resultado da grade de difração formada por suas ranhuras. Este lado do disco contém os dados reais e é normalmente revestido com um material transparente, geralmente laca .
O verso de um disco óptico geralmente tem uma etiqueta impressa, às vezes feita de papel, mas geralmente impressa ou carimbada no próprio disco. Ao contrário do disquete de 3 1 ⁄ 2 polegadas , a maioria dos discos ópticos não tem uma caixa protetora integrada e, portanto, são suscetíveis a problemas de transferência de dados devido a arranhões, impressões digitais e outros problemas ambientais. Blu-rays tem um revestimento chamado durabis que atenua esses problemas.
Os discos ópticos têm geralmente entre 7,6 e 30 cm (3 a 12 pol.) De diâmetro, sendo 12 cm (4,75 pol.) O tamanho mais comum. A chamada área de programa que contém os dados geralmente começa a 25 milímetros de distância do ponto central. Um disco típico tem cerca de 1,2 mm (0,05 pol.) De espessura, enquanto a distância da trilha (distância do centro de uma trilha ao centro da próxima) varia de 1,6 μm (para CDs ) a 320 nm (para discos Blu-ray ) .
Tipos de gravação
Um disco óptico é projetado para suportar um dos três tipos de gravação: somente leitura (por exemplo: CD e CD-ROM ), gravável (uma única gravação, por exemplo, CD-R ) ou regravável (regravável, por exemplo, CD-RW ) . Os discos ópticos de gravação única geralmente têm uma camada de gravação de corante orgânico (também pode ser um ( ftalocianina ) Azo , usado principalmente pela Verbatim , ou um corante oxonol, usado pela Fujifilm ) entre o substrato e a camada reflexiva. Os discos regraváveis normalmente contêm uma camada de gravação de liga composta de um material de mudança de fase , geralmente AgInSbTe , uma liga de prata , índio , antimônio e telúrio . Os corantes azo foram introduzidos em 1996 e a ftalocianina só começou a ter ampla utilização em 2002. O tipo de corante e o material usados na camada reflexiva de um disco óptico podem ser determinados pelo brilho de uma luz através do disco, como diferentes corantes e combinações de materiais têm cores diferentes.
Discos graváveis Blu-ray Disc geralmente não usam uma camada de gravação de tinta orgânica, em vez disso, usam uma camada de gravação inorgânica. Aqueles que o fazem são conhecidos como discos de baixo para alto (LTH) e podem ser feitos nas linhas de produção de CD e DVD existentes, mas são de qualidade inferior aos discos Blu-ray graváveis tradicionais.
Uso
Os discos ópticos são frequentemente armazenados em caixas especiais, às vezes chamadas de caixas de joias e são mais comumente usados para preservação digital , armazenamento de música (por exemplo, para uso em um reprodutor de CD ), vídeo (por exemplo, para uso em um reprodutor de Blu-ray ) ou dados e programas para computadores pessoais (PC), bem como distribuição de dados em papel off-line devido aos preços por unidade mais baixos do que outros tipos de mídia. A Optical Storage Technology Association (OSTA) promoveu formatos de armazenamento óptico padronizados .
Bibliotecas e arquivos adotam procedimentos de preservação de mídia ótica para garantir a utilização contínua na unidade de disco ótico do computador ou no reprodutor de disco correspondente.
Operações de arquivo de dispositivos tradicionais de armazenamento em massa , como drives flash , cartões de memória e discos rígidos, podem ser simuladas usando um sistema de arquivos UDF live .
Para backup de dados de computador e transferência de dados físicos, os discos ópticos, como CDs e DVDs, estão gradualmente sendo substituídos por dispositivos de estado sólido menores e mais rápidos, especialmente a unidade flash USB . Espera-se que essa tendência continue à medida que as unidades flash USB continuam a aumentar em capacidade e cair no preço.
Além disso, música, filmes, jogos, software e programas de TV comprados, compartilhados ou transmitidos pela Internet reduziram significativamente o número de CDs de áudio, DVDs de vídeo e discos Blu-ray vendidos anualmente. No entanto, CDs de áudio e Blu-rays ainda são preferidos e comprados por alguns, como uma forma de apoiar suas obras favoritas e obter algo tangível em troca e também porque os CDs de áudio (junto com discos de vinil e fitas cassete ) contêm áudio não compactado sem os artefatos introduzidos por algoritmos de compressão com perdas como MP3 e Blu-rays oferecem melhor qualidade de imagem e som do que streaming de mídia, sem artefatos de compressão visíveis, devido a taxas de bits mais altas e mais espaço de armazenamento disponível. No entanto, os Blu-rays às vezes podem ser torrados pela internet, mas o torrenting pode não ser uma opção para alguns, devido a restrições impostas por ISPs por motivos legais ou de direitos autorais, baixas velocidades de download ou falta de espaço de armazenamento disponível, uma vez que o o conteúdo pode pesar até várias dezenas de gigabytes. Blu-rays pode ser a única opção para quem deseja jogar jogos grandes sem ter que baixá-los em uma conexão de internet lenta ou não confiável, razão pela qual eles ainda são (em 2020) amplamente utilizados por consoles de jogos, como o PlayStation 4 e Xbox One X . Em 2020, era incomum que os jogos de PC estivessem disponíveis em um formato físico como o Blu-ray.
Os discos não devem ter adesivos e não devem ser armazenados junto com papel; os papéis devem ser removidos da caixa antes do armazenamento. Os discos devem ser manuseados pelas bordas para evitar arranhões, com o polegar na borda interna do disco. O padrão ISO 18938: 2008 trata das melhores técnicas de manuseio de discos ópticos. A limpeza do disco óptico nunca deve ser feita em um padrão circular, para evitar a formação de círculos concêntricos no disco. A limpeza inadequada pode riscar o disco. Os discos graváveis não devem ser expostos à luz por longos períodos de tempo. Os discos óticos devem ser armazenados em ambiente seco e fresco para aumentar a longevidade, com temperaturas entre -10 e 23 ° C, nunca excedendo 32 ° C, e com umidade nunca caindo abaixo de 10%, com armazenamento recomendado de 20 a 50% de umidade sem flutuações de mais de ± 10%.
Durabilidade
Embora os discos óticos sejam mais duráveis do que os formatos anteriores de áudio-visual e de armazenamento de dados, eles são suscetíveis a danos ambientais e de uso diário, se manuseados incorretamente.
Os discos ópticos não são propensos a falhas catastróficas incontroláveis , como colisões de cabeça , picos de energia ou exposição à água como unidades de disco rígido e armazenamento flash , uma vez que os controladores de armazenamento das unidades ópticas não estão vinculados aos próprios discos ópticos como unidades de disco rígido e memória flash controladores e um disco geralmente pode ser recuperado de uma unidade óptica com defeito empurrando uma agulha não afiada no orifício de ejeção de emergência, e não tem ponto de entrada imediata de água e nenhum circuito integrado.
Segurança
Como a mídia em si só é acessada por meio de um feixe de laser, sem circuitos de controle interno, ela não pode conter hardware malicioso, como os chamados patinhos de borracha ou assassinos USB .
O malware não consegue se espalhar pela mídia pressionada de fábrica, pela mídia finalizada ou pelos tipos de unidade -ROM ( memória somente leitura ) cujos lasers não têm força para gravar dados. O malware é convencionalmente programado para detectar e se espalhar por dispositivos de armazenamento em massa tradicionais , como unidades flash , unidades de estado sólido externas e unidades de disco rígido .
História
O primeiro registro do uso histórico de um disco óptico foi em 1884, quando Alexander Graham Bell , Chichester Bell e Charles Sumner Tainter gravaram o som em um disco de vidro usando um feixe de luz.
Optophonie é um exemplo muito antigo (1931) de um dispositivo de gravação que usa luz para gravar e reproduzir sinais de som em uma fotografia transparente.
Um antigo sistema de disco óptico existia em 1935, denominado Lichttonorgel .
Um dos primeiros discos ópticos analógicos usados para gravação de vídeo foi inventado por David Paul Gregg em 1958 e patenteado nos Estados Unidos em 1961 e 1969. Esta forma de disco óptico foi uma forma muito antiga de DVD ( Patente dos EUA 3.430.966 ). É de especial interesse que a patente dos EUA 4.893.297 , registrada em 1989, emitida em 1990, gerou receita de royalties para DVA da Pioneer Corporation até 2007 - então abrangendo os sistemas de CD, DVD e Blu-ray. No início dos anos 1960, a Music Corporation of America comprou as patentes de Gregg e sua empresa, Gauss Electrophysics .
O inventor americano James T. Russell recebeu o crédito de inventar o primeiro sistema para registrar um sinal digital em uma folha ótica transparente que é iluminada por trás por uma lâmpada de halogênio de alta potência. O pedido de patente de Russell foi depositado pela primeira vez em 1966 e ele obteve uma patente em 1970. Após litígio, a Sony e a Philips licenciaram as patentes de Russell (então detidas por uma empresa canadense, Optical Recording Corp.) na década de 1980.
Os discos de Gregg e Russell são mídias flexíveis lidas no modo transparente, o que impõe sérias desvantagens. Na Holanda, em 1969, o físico da Philips Research , Pieter Kramer, inventou um videodisco óptico em modo reflexivo com uma camada protetora lida por um feixe de laser focalizado Patente US 5.068.846 , registrada em 1972, emitida em 1991. O formato físico de Kramer é usado em todos os discos ópticos. Em 1975, a Philips e a MCA começaram a trabalhar juntas e, em 1978, comercialmente muito tarde, eles apresentaram seu tão aguardado Laserdisc em Atlanta . A MCA entregou os discos e a Philips os jogadores. No entanto, a apresentação foi um fracasso comercial e a cooperação terminou.
No Japão e nos Estados Unidos, a Pioneer teve sucesso com o Laserdisc até o advento do DVD. Em 1979, Philips e Sony , em consórcio, desenvolveram com sucesso o CD de áudio .
Em 1979, a Exxon STAR Systems em Pasadena, CA construiu uma unidade WORM controlada por computador que utilizou revestimentos de película fina de telúrio e selênio em um disco de vidro de 12 "de diâmetro. O sistema de gravação utilizou luz azul em 457 nm para registrar e luz vermelha em 632,8 nm para ler. A STAR Systems foi comprada pela Storage Technology Corporation (STC) em 1981 e transferida para Boulder, CO. O desenvolvimento da tecnologia WORM continuou usando substratos de alumínio de 14 "de diâmetro. O teste beta das unidades de disco, originalmente rotuladas como Laser Storage Drive 2000 (LSD-2000), foi apenas moderadamente bem-sucedido. Muitos dos discos foram enviados para RCA Laboratories (agora David Sarnoff Research Center) para serem usados nos esforços de arquivamento da Biblioteca do Congresso. Os discos STC utilizaram um cartucho selado com uma janela ótica para proteção da Patente US 4.542.495 .
O formato de CD-ROM foi desenvolvido pela Sony e Philips , lançado em 1984, como uma extensão do Compact Disc Digital Audio e adaptado para conter qualquer forma de dados digitais. No mesmo ano, a Sony demonstrou um formato de armazenamento de dados LaserDisc , com uma capacidade de dados maior de 3,28 GB.
No final da década de 1980 e no início da década de 1990, a Optex, Inc. de Rockville, MD, construiu um sistema de disco de vídeo digital óptico apagável Patente US 5.113.387 usando Electron Trapping Optical Media (ETOM) Patente US 5.128.849 . Embora essa tecnologia tenha sido escrita na edição de dezembro de 1994 da Video Pro Magazine, prometendo "a morte da fita", ela nunca foi comercializada.
Em meados da década de 1990, um consórcio de fabricantes (Sony, Philips, Toshiba , Panasonic ) desenvolveu a segunda geração do disco óptico, o DVD .
Os discos magnéticos encontraram aplicações limitadas no armazenamento de dados em grande quantidade. Portanto, houve a necessidade de encontrar mais algumas técnicas de armazenamento de dados. Como resultado, verificou-se que usando meios ópticos podem ser feitos grandes dispositivos de armazenamento de dados que por sua vez deram origem aos discos ópticos. A primeira aplicação desse tipo foi o Compact Disc (CD), que era usado em sistemas de áudio.
A Sony e a Philips desenvolveram a primeira geração de CDs em meados da década de 1980 com as especificações completas para esses dispositivos. Com a ajuda deste tipo de tecnologia, a possibilidade de representar o sinal analógico em sinal digital foi explorada em um grande nível. Para isso, as amostras de 16 bits do sinal analógico foram obtidas a uma taxa de 44.100 amostras por segundo . Esta taxa de amostragem foi baseada na taxa de Nyquist de 40.000 amostras por segundo necessárias para capturar a faixa de frequência audível de 20 kHz sem aliasing, com uma tolerância adicional para permitir o uso de pré-filtros de áudio analógico menos que perfeitos para remover qualquer superior frequências. A primeira versão do padrão permitia até 75 minutos de música, o que exigia 650 MB de armazenamento.
O disco DVD apareceu depois que o CD-ROM se espalhou pela sociedade.
O disco óptico de terceira geração foi desenvolvido em 2000–2006 e apresentado como disco Blu-ray. Os primeiros filmes em discos Blu-ray foram lançados em junho de 2006. O Blu-ray acabou prevalecendo em uma guerra de formatos de disco óptico de alta definição em relação a um formato concorrente, o HD DVD . Um disco Blu-ray padrão pode armazenar cerca de 25 GB de dados, um DVD de cerca de 4,7 GB e um CD de cerca de 700 MB.
Primeira geração
Desde o início, discos ópticos foram usados para armazenar vídeo analógico com qualidade de broadcast e, posteriormente, mídia digital, como música ou software de computador. O formato LaserDisc armazenava sinais de vídeo analógico para a distribuição de vídeo doméstico , mas perdeu comercialmente para o formato de videocassete VHS , devido principalmente ao seu alto custo e não regravabilidade; outros formatos de disco de primeira geração foram projetados apenas para armazenar dados digitais e inicialmente não eram capazes de serem usados como um meio de vídeo digital .
A maioria dos dispositivos de disco de primeira geração tinha um cabeçote de leitura a laser infravermelho. O tamanho mínimo do ponto de laser é proporcional ao comprimento de onda do laser, então o comprimento de onda é um fator limitante sobre a quantidade de informação que pode ser armazenada em uma determinada área física do disco. O alcance do infravermelho está além da extremidade de comprimento de onda longo do espectro de luz visível, portanto, suporta menos densidade do que a luz visível de comprimento de onda mais curto. Um exemplo de capacidade de armazenamento de dados de alta densidade, obtida com um laser infravermelho, é 700 MB de dados de usuário líquidos para um disco compacto de 12 cm.
Outros fatores que afetam a densidade de armazenamento de dados incluem: a existência de várias camadas de dados no disco, o método de rotação ( velocidade linear constante (CLV), velocidade angular constante (CAV) ou CAV zoneado), a composição de terrenos e poços, e a quantidade de margem não utilizada está no centro e na borda do disco.
- Disco compacto (CD) e derivados
- LaserDisc
- GD-ROM
- Dual de mudança de fase
- Disco compacto de densidade dupla (DDCD)
- Disco magneto-óptico
- MiniDisc (MD)
- Escreva uma vez, leia muitos (WORM)
Segunda geração
Os discos ópticos de segunda geração eram para armazenar grandes quantidades de dados, incluindo vídeo digital com qualidade de broadcast. Esses discos geralmente são lidos com um laser de luz visível (geralmente vermelho); o comprimento de onda mais curto e a maior abertura numérica permitem um feixe de luz mais estreito, permitindo poços e pontos menores no disco. No formato DVD, isso permite 4,7 GB de armazenamento em um disco padrão de 12 cm, lado único e camada única; como alternativa, mídias menores, como o formato DataPlay , podem ter capacidade comparável à do disco compacto padrão maior de 12 cm.
- DVD e derivados
- Disco de jogos Nintendo GameCube (derivado de miniDVD)
- Disco óptico Wii (derivado de DVD)
- Super Audio CD (SACD)
- Disco Versátil Aprimorado
- DataPlay
- Hi-MD
- Universal Media Disc (UMD)
- Ultra Density Optical
Terceira geração
Os discos ópticos de terceira geração são usados para distribuir vídeo e videogames de alta definição e suportam maiores capacidades de armazenamento de dados, realizadas com lasers de luz visível de comprimento de onda curto e maiores aberturas numéricas. O disco Blu-ray e o HD DVD usam lasers azul-violeta e lentes de foco de maior abertura, para uso com discos com fossos e saliências menores, portanto, maior capacidade de armazenamento de dados por camada. Na prática, a capacidade efetiva de apresentação de multimídia é aprimorada com codecs aprimorados de compressão de dados de vídeo , como H.264 / MPEG-4 AVC e VC-1 .
- Blu-ray (até 400 GB - experimental)
- Disco óptico Wii U (25 GB por camada)
- HD DVD (formato de disco descontinuado, até 51 GB de camada tripla)
- CBHD (um derivado do formato HD DVD)
- HD VMD
- Disco Profissional
Anunciado, mas não lançado:
Quarta geração
Os formatos a seguir vão além dos atuais discos de terceira geração e têm o potencial de armazenar mais de um terabyte (1 TB ) de dados e pelo menos alguns são destinados ao armazenamento frio de dados em data centers :
Anunciado, mas não lançado:
- LS-R
- Discos revestidos de proteína
- Disco óptico volumétrico empilhado
- DVD 5D
- Armazenamento de dados ópticos 3D (não uma tecnologia única, os exemplos são Hyper CD-ROM e Disco Multicamada Fluorescente )
Visão geral dos tipos ópticos
| Nome | Capacidade | Experimental | Anos |
|---|---|---|---|
| LaserDisc (LD) | 0,3 GB | 1971-2001 | |
| Gravar uma vez, ler muitos discos (WORM) | 0,2–6,0 GB | 1979–1984 | |
| Disco compacto (CD) | 0,7–0,9 GB | 1982 – presente | |
| Memória óptica de captura de elétrons (ETOM) | 6,0–12,0 GB | 1987-1996 | |
| MiniDisc (MD) | 0,14-1,0 GB | 1989 – presente | |
| Disco magneto ótico (MOD) | 0,1–16,7 GB | 1990 – presente | |
| Disco digital versátil (DVD) | 4,7–17 GB | 1995 – presente | |
| LIMDOW ( sobregravação direta da modulação da intensidade do laser) | 2,6 GB | 10 GB | 1996 – presente |
| GD-ROM | 1,2 GB | 1997-presente | |
| Disco Fluorescente Multicamadas | 50-140 GB | 1998-2003 | |
| Disco multicamada versátil (VMD) | 5–20 GB | 100 GB | 1999-2010 |
| Hyper CD-ROM | 1 PB | 100 EB | 1999? -? |
| DataPlay | 500 MB | 1999-2006 | |
| Ultra Density Optical (UDO) | 30–60 GB | 2000 – presente | |
| FVD (FVD) | 5,4–15 GB | 2001 – presente | |
| Disco Versátil Aprimorado (EVD) | DVD | 2002-2004 | |
| HD DVD | 15–51 GB | 1 TB | 2002-2008 |
| Disco Blu-ray (BD) | 25 GB 50 GB 100 GB ( BDXL ) 128 GB ( BDXL ) |
1 TB | 2002-presente 2010-presente (BDXL) |
| Disco Profissional para Dados (PDD) | 23 GB | 2003-2006 | |
| Disco Profissional | 23–128 GB | 2003-presente | |
| Disco Multicamada Digital | 22-32 GB | 2004–2007 | |
| Armazenamento de dados ópticos multiplexados (MODS-Disc) | 250 GB – 1 TB | 2004 – presente | |
| Universal Media Disc (UMD) | 0,9-1,8 GB | 2004–2014 | |
| Disco Versátil Holográfico (HVD) | 6,0 TB | 2004–2012 | |
| Disco revestido de proteína (PCD) | 50 TB | 2005–2006 | |
| M-DISC | 4,7 GB (formato DVD) 25 GB (formato Blu-ray) 50 GB (formato Blu-ray) 100 GB ( formato BDXL ) |
2009 – presente | |
| Disco de Arquivo | 0,3-1 TB | 2014 – presente | |
| Ultra HD Blu-ray | 50 GB 66 GB 100 GB |
2015 – presente |
- Notas
Discos ópticos graváveis e graváveis
Existem inúmeros formatos de dispositivos de gravação óptica direta em disco no mercado, todos baseados no uso de um laser para alterar a refletividade do meio de gravação digital , a fim de duplicar os efeitos dos poços e terrenos criados quando um disco óptico comercial é pressionado. Formatos como CD-R e DVD-R são " Gravar uma vez, ler vários " ou gravar uma vez, enquanto CD-RW e DVD-RW são regraváveis, mais como uma unidade de disco rígido de gravação magnética (HDD). As tecnologias de mídia variam, o M-DISC usa uma técnica de gravação e mídia diferentes em comparação com DVD-R e BD-R.
Varredura de erro de superfície
A mídia ótica pode ser verificada de forma preditiva em busca de erros e deterioração da mídia muito antes que qualquer dado se torne ilegível.
Uma taxa mais alta de erros pode indicar mídia deteriorada e / ou de baixa qualidade, danos físicos, uma superfície suja e / ou mídia gravada usando uma unidade óptica com defeito. Esses erros podem ser compensados pela correção de erros até certo ponto.
O software de verificação de erros inclui Nero DiscSpeed , k-probe , Opti Drive Control (anteriormente "CD speed 2000" ) e DVD info Pro para Windows e QPxTool para plataforma cruzada .
O suporte à funcionalidade de digitalização de erros varia de acordo com o fabricante e o modelo da unidade óptica.
Tipos de erro
Existem diferentes tipos de medições de erro, incluindo os chamados erros "C1" , " C2 " e "CU" em CDs e " Erros PI / PO (paridade interno / externo)" e os mais críticos "falhas PI / PO" em DVDs . As medições de erro mais detalhadas em CDs suportados por poucas unidades ópticas são chamadas de E11 , E21 , E31 , E21 , E22 , E32 .
"CU" e "POF" representam erros incorrigíveis em CDs e DVDs de dados , respectivamente, portanto , perda de dados e pode ser o resultado de muitos erros menores consecutivos.
Devido à correção de erros mais fraca usada em CDs de áudio ( padrão Red Book ) e CDs de vídeo ( padrão White Book ), os erros C2 já levam à perda de dados. No entanto, mesmo com erros C2, o dano é incompreensível até certo ponto.
Os discos Blu-ray usam os chamados parâmetros de erro LDC ( Long Distance Code s) e BIS ( Burst Indication Subcode s). De acordo com o desenvolvedor do software Opti Drive Control , um disco pode ser considerado saudável com uma taxa de erro LDC abaixo de 13 e taxa de erro BIS abaixo de 15.
Fabricação de discos ópticos
Os discos ópticos são feitos usando replicação. Este processo pode ser usado com todos os tipos de disco. Os discos graváveis têm informações vitais pré-gravadas, como fabricante, tipo de disco, velocidades máximas de leitura e gravação, etc. Na replicação, uma sala limpa com luz amarela é necessária para proteger o fotorresiste sensível à luz e para evitar que a poeira corrompa os dados no disco.
Um mestre de vidro é usado na replicação. O master é colocado em uma máquina que o limpa o máximo possível com uma escova giratória e água deionizada, preparando-o para a próxima etapa. Na próxima etapa, um analisador de superfície inspeciona a limpeza do mestre antes que o fotorresiste seja aplicado no mestre.
O fotorresiste é então cozido em um forno para solidificá-lo. Então, no processo de exposição, o mestre é colocado em uma plataforma giratória onde um laser expõe seletivamente o resistir à luz. Ao mesmo tempo, um revelador e água desionizada são aplicados ao disco para remover a máscara exposta. Esse processo forma os poços e os terrenos que representam os dados do disco.
Uma fina camada de metal é então aplicada ao mestre, fazendo um negativo do mestre com os poços e os pontos nele. O negativo é então retirado do master e revestido com uma fina camada de plástico. O plástico protege o revestimento enquanto uma puncionadeira faz um furo no centro do disco e perfura o excesso de material.
O negativo agora é um carimbo - uma parte do molde que será usada para replicação. Ele é colocado em um lado do molde com o lado dos dados contendo os poços e as áreas voltadas para fora. Isso é feito dentro de uma máquina de moldagem por injeção. A máquina então fecha o molde e injeta o policarbonato na cavidade formada pelas paredes do molde, que forma ou molda o disco com os dados nele.
O policarbonato fundido preenche os poços ou espaços entre os terrenos do negativo, adquirindo sua forma ao se solidificar. Esta etapa é um pouco semelhante à prensagem de discos .
O disco de policarbonato resfria rapidamente e é imediatamente removido da máquina, antes de formar outro disco. O disco é então metalizado, coberto com uma fina camada reflexiva de alumínio. O alumínio preenche o espaço antes ocupado pelo negativo.
Uma camada de verniz é então aplicada para proteger o revestimento de alumínio e fornecer uma superfície adequada para impressão. O verniz é aplicado próximo ao centro do disco, e o disco é girado, distribuindo o verniz uniformemente na superfície do disco. O verniz é endurecido com luz ultravioleta. Os discos são então serigrafados ou uma etiqueta é aplicada.
Os discos graváveis adicionam uma camada de tinta e os discos regraváveis adicionam uma camada de liga de mudança de fase, que é protegida por camadas dielétricas superior e inferior (eletricamente isolantes). As camadas podem ser pulverizadas. A camada adicional fica entre as ranhuras e a camada reflexiva do disco. Os sulcos são feitos em discos graváveis no lugar dos tradicionais poços e terrenos encontrados nos discos replicados, e os dois podem ser feitos no mesmo processo de exposição. Nos DVDs, são realizados os mesmos processos dos CDs, mas em um disco mais fino. O disco mais fino é então colado a um segundo disco, igualmente fino, mas vazio, usando adesivo líquido opticamente transparente curável por UV , formando um disco DVD. Isso deixa os dados no meio do disco, o que é necessário para que os DVDs atinjam sua capacidade de armazenamento. Em discos multicamadas, revestimentos semirreflexivos em vez de refletivos são usados para todas as camadas, exceto a última camada, que é a mais profunda e usa um revestimento refletivo tradicional.
Os DVDs de camada dupla são feitos de maneira ligeiramente diferente. Após a metalização (com uma camada de metal mais fina para permitir a passagem de alguma luz), as resinas de transferência de base e fosso são aplicadas e pré-curadas no centro do disco. Em seguida, o disco é prensado novamente com um estampador diferente, e as resinas são completamente curadas com luz ultravioleta antes de serem separadas do estampador. Em seguida, o disco recebe outra camada de metalização mais espessa e é então colado ao disco em branco usando cola LOCA. Os discos DVD-R DL e DVD + R DL recebem uma camada de tinta após a cura, mas antes da metalização. Os discos CD-R, DVD-R e DVD + R recebem a camada de tinta após serem pressionados, mas antes da metalização. CD-RW, DVD-RW e DVD + RW recebem uma camada de liga metálica imprensada entre 2 camadas dielétricas. O HD-DVD é feito da mesma forma que o DVD. Em mídias graváveis e regraváveis, a maior parte do carimbo é composta de sulcos, não poços e terrenos. As ranhuras contêm uma frequência de oscilação que é usada para localizar a posição do laser de leitura ou gravação no disco. Os DVDs usam pre-pits em vez disso, com uma oscilação de frequência constante.
Blu-ray
Os discos Blu-ray HTL (tipo alto para baixo ) são feitos de maneira diferente. Primeiro, um wafer de silício é usado em vez de um mestre de vidro. O wafer é processado da mesma forma que um mestre de vidro.
O wafer é então galvanizado para formar um stamper de níquel de 300 mícrons de espessura, que é retirado do wafer. O stamper é montado em um molde dentro de uma prensa ou gravadora.
Os discos de policarbonato são moldados de maneira semelhante aos discos de DVD e CD. Se os discos que estão sendo produzidos forem BD-Rs ou BD-REs, o molde é equipado com um estampador que estampa um padrão de ranhura nos discos, em vez das cavidades e saliências encontradas nos discos BD-ROM.
Após o resfriamento, uma camada de liga de prata com 35 nanômetros de espessura é aplicada ao disco usando pulverização catódica . Em seguida, a segunda camada é feita com a aplicação de resinas de transferência de base e de caroço no disco, e são pré-polimerizadas em seu centro.
Após a aplicação e pré-cura, o disco é prensado ou gofrado com um stamper e as resinas são imediatamente curadas com intensa luz ultravioleta, antes que o disco seja separado do stamper. O carimbo contém os dados que serão transferidos para o disco. Esse processo é conhecido como gofragem e é a etapa que grava os dados no disco, substituindo o processo de prensagem usado na primeira camada, e também é usado para discos DVD multicamadas.
Em seguida, uma camada de liga de prata com 30 nanômetros de espessura é espalhada no disco e o processo é repetido quantas vezes forem necessárias. Cada repetição cria uma nova camada de dados. (As resinas são aplicadas novamente, pré-curadas, estampadas (com dados ou ranhuras) e curadas, a liga de prata é pulverizada e assim por diante)
Os discos BD-R e BD-RE recebem (por meio de pulverização catódica) uma liga de metal (camada de gravação) (que é ensanduichada entre duas camadas dielétricas, também pulverizadas, em BD-RE), antes de receberem a metalização de 30 nanômetros (liga de prata, alumínio ou ouro), que é pulverizada. Alternativamente, a liga de prata pode ser aplicada antes da aplicação da camada de gravação. As ligas de prata são geralmente usadas em Blu-rays e o alumínio geralmente é usado em CDs e DVDs. O ouro é usado em alguns CDs e DVDs de "Arquivo", pois é mais inerte quimicamente e resistente à corrosão do que o alumínio, que corrói em óxido de alumínio , que pode ser visto no disco podridão como manchas ou pontos transparentes no disco, que evitam o disco de ser lido, uma vez que a luz do laser passa através do disco em vez de ser refletida de volta para o conjunto de captação do laser para ser lido. Normalmente, o alumínio não sofre corrosão, pois possui uma fina camada de óxido que se forma em contato com o oxigênio. Neste caso, pode corroer devido à sua finura.
Em seguida, a camada de cobertura de 98 mícrons de espessura é aplicada usando adesivo líquido opticamente transparente curável por UV , e uma camada dura de 2 mícrons de espessura (como Durabis ) também é aplicada e curada usando luz ultravioleta. Na última etapa, uma camada de barreira de nitreto de silício com 10 nanômetros de espessura é aplicada ao lado do rótulo do disco para proteger contra a umidade. Os Blu-rays têm seus dados muito próximos da superfície de leitura do disco, o que é necessário para que os Blu-rays alcancem sua capacidade.
Os discos em grandes quantidades podem ser replicados ou duplicados. Na replicação, o processo explicado acima é usado para fazer os discos, enquanto na duplicação, os discos CD-R, DVD-R ou BD-R são gravados e finalizados para evitar novas gravações e permitir uma compatibilidade mais ampla. (Consulte Criação de disco óptico ). O equipamento também é diferente: a replicação é realizada por maquinários totalmente automatizados, cujo custo é da ordem de centenas de milhares de dólares no mercado de usados, enquanto a duplicação pode ser automatizada (usando o que é conhecido como autoloader) ou ser feita por mão e requer apenas um pequeno duplicador de mesa.
Especificações
| Geração | Base | Máx. | |
|---|---|---|---|
| (Mbit / s) | (Mbit / s) | × | |
| 1o (CD) | 1,17 | 65,6 | 56 × |
| 2º (DVD) | 10,57 | 253,6 | 24 × |
| 3º (BD) | 36 | 504 | 14 × |
| 4º (AD) | ? | ? | 14 × |
| Designação | Lados | Camadas (total) |
Diâmetro | Capacidade | ||
|---|---|---|---|---|---|---|
| (cm) | ( GB ) | |||||
| BD | SS SL | 1 | 1 | 8 | 7,8 | |
| BD | SS DL | 1 | 2 | 8 | 15,6 | |
| BD | SS SL | 1 | 1 | 12 | 25 | |
| BD | SS DL | 1 | 2 | 12 | 50 | |
| BD | SS TL | 1 | 3 | 12 | 100 | |
| BD | SS QL | 1 | 4 | 12 | 128 | |
| CD – ROM 74 min | SS SL | 1 | 1 | 12 | 0,682 | |
| CD – ROM 80 min | SS SL | 1 | 1 | 12 | 0,737 | |
| CD-ROM | SS SL | 1 | 1 | 8 | 0,194 | |
| DDCD – ROM | SS SL | 1 | 1 | 12 | 1,364 | |
| DDCD – ROM | SS SL | 1 | 1 | 8 | 0,387 | |
| DVD – 1 | SS SL | 1 | 1 | 8 | 1,46 | |
| DVD – 2 | SS DL | 1 | 2 | 8 | 2,66 | |
| DVD – 3 | DS SL | 2 | 2 | 8 | 2,92 | |
| DVD – 4 | DS DL | 2 | 4 | 8 | 5,32 | |
| DVD – 5 | SS SL | 1 | 1 | 12 | 4,70 | |
| DVD – 9 | SS DL | 1 | 2 | 12 | 8,54 | |
| DVD – 10 | DS SL | 2 | 2 | 12 | 9,40 | |
| DVD – 14 | DS DL / SL | 2 | 3 | 12 | 13,24 | |
| DVD – 18 | DS DL | 2 | 4 | 12 | 17.08 | |
| DVD – R 1.0 | SS SL | 1 | 1 | 12 | 3,95 | |
| DVD – R (2.0), + R, –RW, + RW | SS SL | 1 | 1 | 12 | 4,7 | |
| DVD-R, + R, –RW, + RW | DS SL | 2 | 2 | 12 | 9,40 | |
| DVD – RAM | SS SL | 1 | 1 | 8 | 1,46 | |
| DVD – RAM | DS SL | 2 | 2 | 8 | 2,65 | |
| DVD – RAM 1.0 | SS SL | 1 | 1 | 12 | 2,58 | |
| DVD – RAM 2.0 | SS SL | 1 | 1 | 12 | 4,70 | |
| DVD – RAM 1.0 | DS SL | 2 | 2 | 12 | 5,16 | |
| DVD – RAM 2.0 | DS SL | 2 | 2 | 12 | 9,40 | |
Veja também
- Protocolo de descrição de disco
- Lista de fabricantes de discos ópticos
- Formato de disco universal (UDF)
Referências
links externos
- "Arquivo do Inventor da Semana: O CD Digital" . Instituto de Tecnologia de Massachusetts. Dezembro de 1999. Arquivado do original em 19/06/2008 . Página visitada em 2007-07-13 .
- Dudley, Brier (29 de novembro de 2004). "A invenção do cientista foi abandonada por uma canção" . The Seattle Times . Página visitada em 2007-07-13 .
- "David Gregg e o disco óptico" . About.com . Página visitada em 2007-07-13 .
- Byers, Fred R. (2003). Cuidado e manuseio de CDs e DVDs - Um Guia para Bibliotecários e Arquivistas (PDF) (Relatório). Instituto Nacional de Padrões e Tecnologia . Arquivado do original (PDF) em 23 de setembro de 2008 . Recuperado em 17 de julho de 2009 .
- Romeyn, Jacob. "50º aniversário do disco óptico" .
- "Optical Storage Technology Association" .
- O'Kelly, Terence. "Guia de referência para mídia óptica" (PDF) . Memorex Inc. - via ANT Audio.
- "A história das ideias" o disco óptico como um "único" portador de informação na gestão de sistemas " . European Society of the History of Science. Arquivado do original em 2015-05-18 . Página visitada em 2013-06-11 .
- "Videodisco transmissivo da Thomson-CSF" .
- "Conheça sua mídia de armazenamento digital: um guia para os tipos mais comuns de mídia de armazenamento digital encontrados em arquivos" . EUA: Universidade do Texas em San Antonio.