光盤:存儲和再生信息的載體-中文百科頻道

概述

一種利用激光将信息寫入和讀出的高密度存儲媒體。能獨立地在光盤上進行信息讀出或讀、寫的裝置，稱為光盤存儲器或光盤驅動器。

由于軟盤的容量小，光盤憑借大容量得以廣泛使用。我們聽的CD是一種光盤，看的VCD也是一種光盤。

現在一般的硬盤容量在3GB到20多GB之間，軟盤的容量為1.44MB多，光盤的最大容量大約是650MB，（DVD盤片單面4.7GB）。

光盤的存儲原理比較特殊，裡面存儲的信息不能被輕易地改變。也就是說我們常見的光盤生産出來的時候是什麼樣，就一直是那樣了那我們有沒有辦法把自己寫的文章存在光盤上呢？

有一種特殊的光盤CD-R是可以寫的，但需要使用"光盤刻錄機"才能把文章寫到CD-R光盤上。

說到這裡，我們來想一下，光盤是屬于内存儲器還是外存儲器呢？要記住，我們所說的内部存儲器就是内存，而外部存儲器都是可以電腦中拆卸下來的。常見的外部存儲器有硬盤、光盤、軟盤。

發展曆史

1958年就發明光盤技術了，可是直到1972年，第一張視頻光盤才問世，6年後的1978年它開始在市場上賣。那個時候的光盤是隻讀的，雖然不能寫，但是能夠保存達到VHS錄像機水準的視頻，使得它很有吸引力。

CD—全稱：COMPACT DISC（激光唱片，光盤）

CD代表小型鐳射盤，是一個用于所有CD媒體格式的一般術語，最大容量700MB。1982年8月31日傍晚，日本各大媒體都争相報導“引發音頻之夢的數字Player終于上市”、“數字音頻時代開幕”等消息。原來，當天SONY．CBS／SONY．荷蘭飛利浦與POLYGRAM四家公司共同舉辦了CD這個數字錄音格式的發布會，并決定從秋季起開始在日本發售。

直徑僅僅12cm，利用數字信号錄音，隻要一個按鈕就可執行選曲，能夠半永久的使用，CD實現了許多樂迷的夢想。是年10月1日，SONY推出了第一台CD機CDP-101。16萬8,000日圓的價格，對一般消費者而言是很難接受的。不過隻要想到裡面的技術與開發時間，能做成商品的确是一個奇迹。

進入1983年後，其它公司的CD機也相繼上市，銷售形勢一片大好。但是，大家看到了，由于網絡下載、mp3的出現，現在的CD也已經沒落。

磁光盤—又叫MO光盤

MO全稱Magneto-Optical Disk，即磁光盤的意思。1991年第一張mo盤就已經開始發行，它具有體積小，不用安裝驅動程序，容量大等優點。但最終受到價格因素制約，沒能在個人用戶中普及開來。可是憑着超高的安全性和穩定性，目前仍有不少科研、政府機構或是蘋果機使用比較多的廣告公司仍在使用。最大容量可達9.1GB，普遍應用于電子郵件存儲，醫療圖像傳送與保存，聲音記錄，金融記錄存儲。

DVD是使用了不同激光技術的CD，它采用了780納米的紅外激光（标準CD則采用625－650納米的紅色激光），這種激光技術使得DVD可以在同樣的面積中保存更多的數據。一張雙層DVD容量可達8.5GB。

現在最引人矚目的，是藍光DVD和HD-DVD這兩種競争的光盤技術。藍色激光使得存儲的容量進一步增長，目前看起來，好像藍光DVD更流行一些。不過如果我們目光放更長遠一些，也許一種被稱為“Holographic Versatile Disc”的光盤，可以提供比藍光DVD大160倍的容量－－高達3.9TB，相當于保存4600到11900小時的MPEG4格式的電影，最大容量大約50GB。

藍光光盤不算什麼——300G全息光盤

InPhase Technologies公司日前宣布已經開始量産并銷售全息存儲驅動器和300GB容量的全息光盤(HVD)，其中驅動器“Tapestry HDS-300R”要價18000美元，300GB容量的全息光盤也高達180美元。目前主要的客戶是政府機構和大型企業。

InPhase在2005年4月就實現了200Gbit/平方英寸的存儲密度，06年初它們則宣布了，存儲密度達到了515Gbit/平方英寸，容量可達360GB全息光盤。這一存儲密度已經遠遠超過了包含硬盤在内的現所有存儲媒體（目前實驗室裡硬盤單碟最高為345Gbit/平方英寸）。

根據InPhase給出的設想圖，全息光盤的容量将在2010年将提高到1.6TB，同時将寫入速度提升至120MB/s，也就是說在容量提升的同時存儲時間并不會變長；而在2008年，它們還将推出可擦寫的全息光盤，當然這一切隻是計劃。

全息光盤在存儲數據時，從不同角度在包含數據的信号光上層疊參照光，使之産生幹涉，然後将幹涉波記錄在介質上。通過稍稍改變參照光的角度來記錄，就可以在同一位置層疊記錄多個信号光。

目前300GB容量的全息光盤，采用激光波長為407nm的藍紫色激光，所使用介質的記錄層厚度為1.5mm，寫入時的數據傳輸速度為20MB/秒，使用壽命為50年。

● 雙光子3D技術——12cm光盤存儲1TB

美國Call/Recall公司日前宣布，它們已經成功開發并測試了TB級光盤，并且已經加入産品設計以及生産範圍的讨論。早今年早期該公司開發的253GB光盤一樣，TB級光盤仍然采用雙光子吸收3D技術，利用雙光子吸收現象進行記錄時，由于能夠抑制上下記錄層之間的幹涉（串擾），因此在多層記錄時便于通過縮小層間隔來提高記錄密度。

相對于早期的光盤技術，本次雙光子3D技術使用一特别“near-field”透鏡和“three-dimensionally”螢光媒介技術。能夠在1.2mm厚的光盤片上記錄上百層，讓DVD光盤大小的媒體達到全息一樣的存儲密度。

目前，雙光子吸收技術能夠實現50倍于藍光、400倍于DVD的容量，但是在未來Call/Recall的光學技術不光能夠實現1TB、5TB甚至15TB。Call/Recall公司總裁Wayne Yamamoto稱，“商業和企業必須存放和處理相當大的數據，并且需要定時維護和管理這些數據，Call/Recall光盤比磁帶機更具有管理和維護的優勢。”

特點

①信息存儲密度很高，達10位/毫米，約比磁盤高50倍，與黑白雙色調縮微品相當。一張300毫米光盤單面的存儲容量達10～10位。用它可以存儲約50萬頁由文字數字編碼信息組成的Ａ4資料，或5萬幀靜止的電視彩色圖像,或0.5～1小時電視節目,或2～3萬頁分辨率為8線毫米的Ａ4影像資料。

②媒體的成本低廉，用隻讀光盤存儲圖像，以複制1000片作成本核算，低于縮微品、幻燈片。一次寫入光盤的每位存儲成本為磁帶的十五分之一。

③光盤是一種電子存儲器，具有随機存取特性。一次寫入光盤的平均存儲時間為62～300毫秒，可用作計算機大容量外存儲器。

④存檔性能優良。因采用激光讀寫信息，讀寫頭與盤片表面不接觸，無機械磨損，抗污染能力強，數據可靠，保存期超過10年。

⑤适于存儲聲音、活動和靜止圖像、高分辨率影像資料、數字編碼數據等多種信息。

原理

光盤是如何造出來的？面對這個問題，可能很多人都沒有辦法回答出來。我們的台式電腦，可以通過組裝的形式來制造，例如把處理器、内存、硬盤、主闆等配件，安裝在機箱裡，就形成了一台電腦。而一塊主闆則是通過電路闆布線、貼片、焊接、插件、再焊接等步驟完成的。然而，一張薄薄的光盤，它又如何才能制造出來呢？

要了解光盤的制造原理，首先就要了解光盤的結構，其結構同制造過程密切相關。大家都知道，光盤隻是一個統稱，它分成兩類，一類是隻讀型光盤，其中包括CD-Audio、CD-Video、CD-ROM、DVD-Audio、DVD-Video、DVD-ROM等；另一類是可記錄型光盤，它包括CD-R、CD-RW、DVD-R、DVD＋R、DVD＋RW、DVD-RAM、Double layer DVD＋R等各種類型。

光盤分類

CD：

（Compact-Disc）光盤。CD是由liad-in（資料開始記錄的位置）；而後是Table-of-Contents區域，由内及外記錄資料；在記錄之後加上一個lead-out的資料軌結束記錄的标記。在CD光盤，模拟數據通過大型刻錄機在CD上面刻出許多連肉眼都看不見的小坑。

CD-DA：

（CD-Audio）用來儲存數位音效的光碟片。1982年SONY、Philips所共同制定紅皮書标準，以音軌方式儲存聲音資料。CD-ROM都兼容此規格音樂片的能力。

CD-G：

（Compact-Disc-Graphics）CD-DA基礎上加入圖形成為另一格式。但未能推廣，是對多媒體電腦的一次嘗試。

CD-ROM：

（Compact-Disc-Read-Only-Memory）隻讀光盤機。1986年，SONY、Philips一起制定的黃皮書标準，定義檔案資料格式。定義了用于電腦數據存儲的MODE1和用于壓縮視頻圖象存儲的MODE2兩類型，使CD成為通用的儲存介質。并加上偵錯碼及更正碼等位元，以确保電腦資料能夠完整讀取無誤。

CD-PLUS：

1994年，Microsoft公布了新的增強的CD的标準，又稱為CD-Elure。它是将CD-Audio音效放在CD的第一軌，而後放資料檔案，如此一來CD隻會讀到前面的音軌，不會讀到資料軌，達到電腦與音響兩用的好處。

CD-ROM XA：

（CD-ROM-eXtended-Architecture）1989年,SONY、Philips、Micuosoft對CD-ROM标準擴充形成的白皮書标準。又分為FORM1、FORM2兩種和一種增強型CD标準CD+。

VCD：

（Video-CD）激光視盤。SONY、Philips、JVC、Matsu**a等共同制定，屬白皮書标準。是指全動态、全屏播放的激光影視光盤。

CD-I：

（Compact-Disc-Interactive），是Philips、SONY共同制定的綠皮書标準。是互動式光盤系統。1992年實現全動态視頻圖像播放

Photo-CD: 1989年，KODAK公司推出相片光盤的橘皮書标準，可存100張具有五種格式的高分辨率照片。可加上相應的解說詞和背景音樂或插曲，成為有聲電子圖片集。

CD-R：

（Compact-Disc-Recordable）1990年，Philips發表多段式一次性寫入光盤數據格式。屬于橘皮書标準。在光盤上加一層可一次性記錄的染色層，可通進行刻錄。

CD-RW：

在光盤上加一層可改寫的染色層，通過激光可在光盤上反複多次寫入數據。

SDCD：

（Super-Density-CD）是東芝(TOSHIBA)、日立(Hitachi)、先鋒、松下(Panasonic)、JVC、湯姆森(Thomson)、三菱、Timewamer等制訂一種超密度光盤規範。雙面提供5GB的儲存量，數據壓縮比不高

MMCD：

（Multi-Mdeia-CD）是由SONY、Philips等制定的多媒體光盤，單面提供3.7GB儲存量，數據壓縮比較高。

HD-CD：

（High-Density-CD）高密度光盤。容量大。單面容量4.7GB，雙面容量高達9.4GB，有的達到7GB。HD-CD光盤采用MPEG-2标準。

MPEG-2：

1994年，ISO/IEC組織制定的運動圖像及其聲音編碼标準。針對廣播級的圖像和立體聲信号的壓縮和解壓縮。

DVD：

（Digital-Versatile-Disk）數字多用光盤，以MPEG-2為标準，擁有4.7G的大容量，可儲存133分鐘的高分辨率全動态影視節目，包括個杜比數字環繞聲音軌道，圖像和聲音質量是VCD所不及的。

DVD+RW：

可反複寫入的DVD光盤，又叫DVD-E。由HP、SONY、Phioips共同發布的一個标準。容量為3.0GB，采用CAV技術來獲得較高的數據傳輸率

PD光驅：

（PowerDisk2）是Panasonic公司将可寫光驅和CD-ROM合二為一，有LF-1000（外置式）和LF-1004（内置式）兩種類型。容量為65OMB，數據傳輸率達5.0MB/s，采用微型激光頭和精密機電伺服系統。

DVD-RAM：

DVD論壇協會确立和公布的一項商務可讀寫DVD标準。它容量大而價格低、速度不慢且兼容性高。

應用

在國外，光盤除已較廣泛地用于文娛、教學、職業訓練等領域外，在情報圖書領域已實現商品化的有下列幾個主要方面：

①情報圖書資料檢索。美國圖書館公司的書目文檔小型光盤隻讀存儲器,每張存儲100萬條機讀目錄(MARC)記錄。信息存取公司的Info-trac電視唱片題錄系統，每張存儲50萬條報刊題錄。伯格曼公司PATSEARCH電視唱片，每張存儲約8萬幅圖像，用以配合專利數據庫向用戶提供美國專利的插圖。

②百科全書、手冊、指南等的存儲。如美國阿塔裡公司已将格勞裡厄美國學術百科全書制成CD-ROM版本發行。

③全文影像資料的聯機提供。采用一次寫入光盤存儲影像資料，構成光盤文件存檔系統，能實現全文資料的聯機提供。大型系統可做到存儲2500萬頁資料全文，從中取出任何一頁資料平均隻需14秒鐘。

當前美國、日本、西歐專利局已進入試用階段。美國國會圖書館正試驗利用光盤永久性保存紙質資料。一張光盤的信息可靠保存期雖不夠長，但運用數字糾錯技術，可保持原樣地一代接一代翻錄下去。采用光盤存儲還使原始紙質資料的存儲空間縮減200～1000倍。

類型及結構

根據光盤結構，光盤主要分為CD、DVD、藍光光盤等幾種類型，這幾種類型的光盤，在結構上有所區别，但主要結構原理是一緻的。而隻讀的CD光盤和可記錄的CD光盤在結構上沒有區别，它們主要區别在材料的應用和某些制造工序的不同，DVD方面也是同樣的道理。現在，我們就以CD光盤為例進行講解。

我們常見的CD光盤非常薄，它隻有1.2mm厚，但卻包括了很多内容。CD光盤主要分為五層。其中包括基闆、記錄層、反射層、保護層、印刷層等。現在，我們分别進行說明。

基闆

它是各功能性結構(如溝槽等)的載體，其使用的材料是聚碳酸酯(PC)，沖擊韌性極好、使用溫度範圍大、尺寸穩定性好、耐候性、無毒性。一般來說，基闆是無色透明的聚碳酸酯闆，在整個光盤中，它不僅是溝槽等的載體，更是整體個光盤的物理外殼。CD光盤的基闆厚度為1.2mm、直徑為120mm，中間有孔，呈圓形，它是光盤的外形體現。光盤之所以能夠随意取放，主要取決于基闆的硬度。

在讀者的眼裡，基闆可能就是放在最底部的部分。不過，對于光盤而言，卻并不相同。如果你把光盤比較光滑的一面(激光頭面向的一面)面向你自己，那最表面的一面就是基闆。需要說明的是，在基闆方面，CD、CD－R、CD－RW之間是沒有區别的。

記錄層(染料層)

這是燒錄時刻錄信号的地方,其主要的工作原理是在基闆上塗抹上專用的有機染料，以供激光記錄信息。由于燒錄前後的反射率不同,經由激光讀取不同長度的信号時,通過反射率的變化形成0與1信号，借以讀取信息。目前市場上存在三大類有機染料：花菁(Cyanine)、酞菁(Phthalocyanine)及偶氮(AZO)。

目前，一次性記錄的CD-R光盤主要采用(酞菁)有機染料，當此光盤在進行燒錄時，激光就會對在基闆上塗的有機染料，進行燒錄，直接燒錄成一個接一個的"坑"，這樣有"坑"和沒有"坑"的狀态就形成了‘0'和‘1'的信号，這一個接一個的"坑"是不能回複的，也就是當燒成"坑"之後，将永久性地保持現狀，這也就意味着此光盤不能重複擦寫。

這一連串的"0"、"1"信息，就組成了二進制代碼，從而表示特定的數據。

在這裡，需要特别說明的是，對于可重複擦寫的CD-RW而言，所塗抹的就不是有機染料，而是某種碳性物質，當激光在燒錄時，就不是燒成一個接一個的"坑"，而是改變碳性物質的極性，通過改變碳性物質的極性，來形成特定的"0"、"1"代碼序列。這種碳性物質的極性是可以重複改變的，這也就表示此光盤可以重複擦寫。

反射層

這是光盤的第三層，它是反射光驅激光光束的區域，借反射的激光光束讀取光盤片中的資料。其材料為純度為99.99%的純銀金屬。

這個比較容易理解，它就如同我們經常用到的鏡子一樣，此層就代表鏡子的銀反射層，光線到達此層，就會反射回去。一般來說，我們的光盤可以當作鏡子用，就是因為有這一層的緣故。

保護層

它是用來保護光盤中的反射層及染料層防止信号被破壞。材料為光固化丙烯酸類物質。另外現在市場使用的DVD+/-R系列還需在以上的工藝上加入膠合部分。

印刷層

印刷盤片的客戶标識、容量等相關資訊的地方，這就是光盤的背面。其實，它不僅可以标明信息，還可以起到一定的保護光盤的作用。

制造材料

從主要結構來講，CD、DVD光盤的結構是一緻的，隻不過，它們的厚度和用料有所不同。在上面的介紹中，我們提到CD光盤的厚度為1.2mm，這個厚度是否可以改變？回答是否定的。

在實際應用中，讀取和燒錄CD、DVD、藍光光盤的激光是不同的。大家都知道，CD的容量隻有700MB左右，而DVD則可以達到4.7GB，而藍光光盤更是可以達到25GB。它們之間的容量差别，同其相關的激光光束的波長密切相關。

一般而言，光盤片的記錄密度受限于讀出的光點大小，即光學的繞射極限(Diffraction Limit)，其中包括激光波長λ，物鏡的數值孔徑NA。所以傳統光盤技術要提高記錄密度，一般可使用短波長激光或提高物鏡的數值孔徑使光點縮小，例如CD(780nm，NA：0.45)提升至DVD(650nm，NA：0.6)，再到Blu-ray Disc盤片(405nm，NA：0.85)。

對于CD光盤，其激光波長為780nm，物鏡的數值孔徑NA為0.45，激光束會集到一點的距離需要1.2mm，這就決定了CD光盤基闆的厚度為1.2mm。不管是CD光盤的基闆過厚，還是過薄，激光束都不能會集到一點，從而嚴重影響數據的燒錄和讀取。

我們可以看到，DVD光盤的激光波長為650nm，物鏡的數值孔徑NA為0.6，而激光束會集到一點的距離隻需要0.6mm，這決定DVD光盤基闆的厚度為0.6mm。

不過，0.6mm的厚度太薄，其制造出來的光盤也會因為太薄而容易折斷。因此，在DVD的實際制造過程中，會把兩片0.6mm厚的基闆叠合在一起，共同組成1.2mm的厚度。當然，在這種情況下，隻有一片基闆在記錄數據，而另一片基闆則完全起保護的作用。

光盤尺寸

普通标準120型光盤

尺寸：外徑120mm、内徑15mm

厚度：1.2mm

容量：DVD4.7GB；CD650MB/700MB/800MB/890MB

小團圓盤80型光盤

尺寸：外徑80mm，内徑21mm

厚度：1.2mm

容量：39--54MB不等

名片光盤

尺寸：外徑56mmX86mm，60mmX86mm内徑22mm

厚度：1.2mm

容量：39--54MB不等

雙弧形光盤

尺寸：外徑56mmX86mm，60mmX86mm内徑22mm

厚度：1.2mm

容量：30MB/50MB

異型光盤

尺寸：可定制

厚度：1.2mm

容量：50MB/87MB/140MB/200MB

光盤讀取技術

CLV技術：（Constant-Linear-Velocity）恒定線速度讀取方式。

在低于12倍速的光驅中使用的技術。它是為了保持數據傳輸率不變，而随時改變旋轉光盤的速度。讀取内沿數據的旋轉速度比外部要快許多。

CAV技術：（Constant-Angular-Velocity）恒定角速度讀取方式。

它是用同樣的速度來讀取光盤上的數據。但光盤上的内沿數據比外沿數據傳輸速度要低，越往外越能體現光驅的速度，倍速指的是最高數據傳輸率。

PCAV技術：（Partial-CAV）區域恒定角速度讀取方式。

是融合了CLV和CAV的一種新技術，它是在讀取外沿數據采用CAV技術，在讀取内沿數據采用CAV技術，提高整體數據傳輸的速度。

發展趨勢

光盤的發展趨勢是向高容量存儲(如去年開始面世的DVD+RDL産品)，業界的技術研發也以此為導向。

現在，已經出現了單面雙層的DVD盤片。單面雙層盤片(DVD+R Double Layer)是利用激光(Laser beam)聚焦的位置不同，在同一面上制作兩層記錄層，單面雙層盤片在第一層及第二層的激光功率(Writing Power)相同(激光功率為<30mW)，反射率(Reflectivity)也相同(反射率為18%～30%)，刻錄時，可從第一層連續刻錄到第二層，實現資料刻錄不間斷。

光盤的發展

光盤的發展曆程紙的發明極大地促進了人類文明的進步，它記載了人類文明的發展史，造就了一批新興的工業。從信息存儲的角度看，CD-ROM完全可以看成一種新型的紙。一張小小的塑料圓盤，其直徑不過12厘米（5英寸），重量不過20克，而存儲容量卻高達600多兆字節。

如果單純存放文字，一張CD-ROM相當于15萬張16開的紙，足以容納數百部大部頭的著作。但是，CD-ROM在記錄信息原理上卻與紙大相徑庭，CD-ROM盤上信息的寫入和讀出都是通過激光來實現的。激光通過聚焦後，可獲得直徑約為1微米（μm）的光束。

據此，荷蘭飛利浦(Philips)公司的研究人員開始使用激光光束來進行記錄和重放信息的研究。1972年，他們的研究獲得了成功，1978年投放市場。最初的産品就是大家所熟知的激光視盤（LD,Laser Vision Disc）系統。

從LD的誕生至今，光盤有了很大的發展，它經曆了三個階段：

①LD-激光視盤；

②CD-DA激光唱盤；

③CD-ROM。

下面簡單介紹這三個階段性的産品特點。

LD-激光視盤它就是通常所說的LCD，直徑較大，為12英寸，兩面都可以記錄信息，但是它記錄的信号是模拟信号。模拟信号的處理機制是指模拟的電視圖像信号和模拟的聲音信号都要經過FM（Frequency Modulation）頻率調制、線性疊加，然後進行限幅放大。限幅後的信号以0.5微米寬的凹坑長短來表示。

CD-DA激光唱盤LD雖然赢得了成功，但由于事先沒有制定統一的标準，使它的開發和制作一開始就陷入昂貴的資金投入中。

1982年，由飛利浦公司和索尼(Sony)公司制定了CD-DA激光唱盤的紅皮書（Red Book）标準。由此，一種新型的激光唱盤誕生了。CD-DA激光唱盤記錄音響的方法與LD系統不同，CD-DA激光唱盤系統首先把模拟的音響信号進行PCM（脈沖編碼調制）數字化處理，再經過EFM（8~14位調制）編碼之後記錄到盤上。數字記錄代替模拟記錄的好處是：對幹擾和噪聲不敏感；由于盤本身的缺陷、劃傷或沾污而引起的錯誤可以校正。

CD-ROM CD-DA系統取得成功以後，這就使飛利浦公司和索尼公司很自然地想到，利用CD-DA作為計算機大容量隻讀存儲器。但要把CD-DA作為計算機的存儲器，還必須解決兩個重要問題：

①建立适合于計算機讀寫的盤的數據結構；

②CD-DA誤碼率必須從現有的10-9降低到10-12以下。

由此就産生了CD-ROM的黃皮書(Yellow Book)标準。這個标準的核心思想是：盤上的數據以數據塊的形式來組織，每塊都要有地址。這樣做後，盤上的數據就能從幾百兆字節的存儲空間上迅速找到。為了降低誤碼率，采用增加一種錯誤檢測和錯誤校正的方案。

錯誤檢測采用了循環冗餘檢測碼，即所謂CRC；錯誤校正采用裡德-索洛蒙(Reed Solomon)碼。黃皮書确立了CD-ROM的物理結構，而為了使其能在計算機上完全兼容，後來又制定了CD-ROM的文件系統标準，即ISO9660。有了這兩個标準，CD-ROM在全世界範圍内得到了迅速推廣和愈來愈廣泛的應用。

在80年代中期，光盤的發展非常快，先後推出了WORM光盤、CD-ROM光盤、磁光盤（MOD）、相變光盤（PCD，Phase Change Disk)等新的品種。這些光盤的出現，給信息革命帶來了很大的推動。CD-ROM的複制CD-ROM的複制并不神秘，可以簡單地分為五個環節：

（1）預制主片；

（2）制主片；

（3）電鑄；

（4）複制；

（5）印刷；

（6）包裝預制主片由于CD-R系統的出現，這一過程實際上可以簡化為将CD-ROM節目的程序和數據刻錄成CD-R盤的過程。

這個過程包括如下幾個步驟：

（1）預制：将CD-ROM節目的程序和數據，利用預制作軟件，在硬盤上按CD-ROM ISO9660格式模拟生成映像文件。該映像文件模拟真實的CD-R盤的文件和目錄結構。

（2）優化、測試：通過CD-R制作系統軟件，存取CD-ROM映像文件，就像存取已經放在CD-ROM盤片上一樣。這時對CD-ROM節目的程序和數據進行測試和優化，盡量使最頻繁存取的文件放在CD-ROM"盤片"的最前端。

（3）刻錄：将已經生成好的CD-ROM映像文件，利用刻錄軟件刻錄到CD-R盤片上去。

值得注意的是，CD-R的刻錄過程中不允許中斷，一量發生中斷，盤片就有可能報廢。一般CD-R軟件支持多種CD格式。在刻錄時，可以選擇你所需要的格式，這也包括CD-I和CD-XA，及允許多個文件系統共處于一個CD-ROM的混合格式（例如ISO和HFS）。

在預制主片的過程中，通常要進行逐字節的核查，以确保數據毫無差錯地轉換到新的格式。制主片這一過程實際上是我們将經過處理後的寫在CD-R盤上的數據，記錄在玻璃盤上的過程。因為任何CD-ROM盤的質量最高隻能達到生産該盤所用的主片的質量，所以制主片這一過程被認為是在整個生産過程中最關鍵的一步。

在制主片過程中所制出的CD凹點，是所有制造形成物中最小的――每一個隻有煙霧的顆粒大小，這就意味着最微小的雜質也會損壞大量數據。所以制造主片及CD-ROM的生産過程中，一個關鍵條件就是空氣中微粒數量要得到嚴格控制，以保證潔淨的工作環境。盡管現在有多種制作CD主片的方法，但最常用的是感光性樹脂系統。

這種方法是将感光性樹脂（一種光敏化學物質，與沖洗黑白照片用的感光乳劑相似）用于一個經特殊處理的玻璃基片上，以制出一個玻璃主片。感光性樹脂通常都是由一個旋轉塗膜系統以大約1／8微米――比人的頭發細640倍的厚度塗上去的。計算機将格式化後的輸入媒體上的信息，轉化為激光束記錄儀上一系列"開"和"關"的脈沖，通過這一激光編碼過程将數據記錄到感光樹脂塗層上。

在一個螺旋形軌道上，激光束記錄儀使部位感光性樹脂在藍光下曝光，這樣就生成了光盤的具體内容。玻璃母盤也要用化學顯像藥水來進行顯影。感光性樹脂上曝光的部分被腐蝕掉以後，就在抗蝕性的表面上形成了上億個微小的凹點。經過顯影之後，要在感光性樹脂表面蒸敷上一層金屬膜（通常是銀），以便其後玻璃主片電鑄時有一個導電的表面。電鑄電鑄的最終目的是産生用于複制CD的金屬模子。

在制作玻璃主片的這一過程中，由于有一層銀膜而導電的主片，浸浴在含有鎳離子的電解質溶液裡。通過一個電路使其通電後，帶有光盤映像的玻璃主片上的曝光區域不斷吸引鎳離子。鎳層不斷加厚，并與曝光後的感光樹脂表面上腐蝕出的凹點和台面（凹點之間的部分）的輪廓一緻。

最終結果是形成一個厚且堅固的鎳片，其金屬表面上留下了與光盤完全相反的印膜。這一片原始的金屬片被稱為金屬主片或是"父片"（Father）。之所以稱其為"父片"，是因為它将被用于生成另外兩個金屬片，分别稱為"母片"（Mother）和"模片"（Stamper）。

通過其後的電鑄過程，母片和模片的數量不斷增加。母片是由父片而來的，而模片又是由母片而來的，每一片是另外一片的相反呈像。模片是金屬主片的完全複制品，也是這一生産階段的最終産品。通過金屬模片将進行塑料CD複制品的大規模生産。

複制生産CD-ROM成品的第一步，是将數據從模片上轉移到塑料基片上。一個高精度的注塑模具将光學等級的塑料所制成的融化樹脂注入模具空腔。模具的一面是模片。這一過程隻需要幾秒鐘，其産品是一個其中一面印有點的輪廓清晰的塑料盤。其後塑料盤載有數據的一面要鍍上一層極薄純鋁，這是為了形成一個讀出盤上數據所必須的反光表面。

典型的給盤鍍金屬的方法是濺鍍（Sputtering）。在濺鍍過程中，每一張盤都被噴射上鋁原子，以産生均勻的鍍層。生産的最後一步是在鋁表面再加上一層堅固的漆膜。這一層漆保護鋁膜不會被劃傷，不會氧化，并可作為标簽印刷的工作表面。印刷和包裝通過高速絲網印制或是膠版印刷，可以将圖片印在盤的漆層上。

圖片的翻印可以達到八種顔色，不過這還要看複制商的标簽印刷的能力。絲網印刷是最常使用的方法。它是将圖片轉換為一張有孔的網，墨通過網附着在盤上。這一過程與蠟紙印刷相似。膠版印刷使用墨滾及印刷台轉換圖片。這一方法在傳統商業印刷中使用廣泛，現在也用于光盤商标的印刷。膠版印刷進行圖片翻版時可以取得更高質量的分辨率，它優于絲網印刷的地方是可以印刷增強的四色圖片及其他的複雜圖形。

印刷之後，光盤或是自動或手工進行包裝。盡管現在有許多其他可行的并進入應用的包裝方法，但塑料盒子仍然是CD-ROM使用最多、最普遍的包裝方法。

這是由于塑料盒堅固耐用，并且全自動化的生産線很普及。其他被普遍使用的包裝方法（其中一些方法可能需要手工操作）包括：

（1）輕型包裝，如Tyvek和紙闆套；

（2）透明塑料套，如Viewpaks；

（3）有益環保的紙闆質地的盒子，如Digipaks的Ecopaks。

經過這五個環節，CD-ROM複制就完成了。但在生産過程中，生産的每一環節對質量都應有嚴格的控制，以确保符合工業生産規格。這樣才能保證所有光盤的誤差在可以接受的差異範圍之内，即被控制在所有CD-ROM驅動器允許的範圍之内。

CD-ROM的結構對CD唱盤(CD-DA)結構了解的人，從物理上也不難理解CD-ROM。CD-ROM使用了與CD-DA相同規格的盤和光學技術，以及相同的原版盤制作和壓制方法。這兩種盤的主要差别是盤上的數據結構，以及數據尋址和糾錯能力。

下面介紹CD-ROM盤及其物理數據結構。CD-ROM盤片标準的CD-ROM盤片直徑為120毫米（4.72英寸），中心裝卡孔為15毫米，厚度為1.2毫米，重量約為14~18克。CD-ROM盤片的徑向截面共有三層：

（1）聚碳酸酯(Polycarbonate)做的透明襯底；

（2）鋁反射層；

（3）漆保護層；CD-ROM盤是單面盤，不做成雙面盤的原因，不是技術上做不到，而是做一片雙面盤的成本比做兩片單面盤的成本之和還要高。

因此，CD-ROM盤有一面專門用來印制商标，而另一面用來存儲數據。激光束必須穿過透明襯底才能到達凹坑，讀出數據，因此，盤片中存放數據的那一面，表面上的任何污損都會影響數據的讀出性能。編碼為了在物理介質上存儲數據，必須把數據轉換成适于在介質上存儲的物理表達形式。

習慣上，把數據轉換後得到的各種代碼稱為通道碼。之所以叫通道碼，是因為這些代碼要經過通信通道。通道碼并不是什麼新概念，磁帶、磁盤、網絡都使用通道碼。可以說，所有高密度數字存儲器都使用0和1表示的通道碼。

如軟磁盤，它就使用了改進的調頻制（MFM , Modified Frequency Modulation）編碼，通過MFM編碼把數據變成通道碼。CD-ROM和CD-DA一樣，把一個8位數據轉換成14位的通道碼，稱為8－14調制編碼，記為EFM(Eight-to-Fourteen Modulation)。根據通道碼可以确定光盤凹坑和非凹坑的長度。數據結構由于CD-ROM産生的技術背景是CD-DA，加上其螺旋形線型光道結構、以恒定線速度（CLV）轉動、容量大等諸多因素，導緻CD-ROM的數據結構比硬磁盤和軟磁盤的數據結構複雜得多。

CD-ROM盤區劃分為三個區，即導入區(Lead-in Area)、用戶數據區(User Data Area和導出區(Lead-out Area)。這三個區都含有物理光道。所謂物理光道是指360°一圈的連續螺旋形光道。這三個區中的所有物理光道組成的區稱為信息區（Information Area）。在信息區，有些光道含有信息，有些光道不含信息。含有信息的光道稱為信息光道（Information Track）。

每條信息光道可以是物理光道的一部分，或是一條完整的物理光道，也可以是由許多物理光道組成。信息光道可以存放數字數據、音響信息、圖像信息等。含有用戶數字數據的信息光道稱為數字光道，記為DDT(Digital Date Track)；含有音響信息的光道稱為音響光道，記為ADT(Audio Track)。一片CD-ROM盤，既可以隻有數字數據光道，也可以既有數字數據光道，又有音響光道。

在導入區、用戶數據區和導出區這三個區中，都有信息光道。不過導入區隻有一條信息光道，稱為導入光道（Lead-in Track）；導出區也隻有一條信息光道，稱為導出光道（Lead-out Track）。用戶數據記錄在用戶數據區中的信息光道上。所有含有數字數據的信息光道都要用扇區來構造，而一些物理光道則可以用來把信息區中的信息光道連接起來。

錯誤檢測與糾正激光盤同磁盤、磁帶一類的數據記錄媒體一樣，受到盤的制作材料的性能、生産技術水平、驅動器以及使用人員水平等的限制，從盤上讀出的數據很難完全正确。

據有關研究機構測試和統計，一片未使用過的隻讀光盤，其原始誤碼率約為3×10－4；有傷痕的盤約為5×10－3。針對這種情況，激光盤存儲采用了功能強大的錯誤碼檢測和糾正措施，采用的具體對策歸納起來有三種：

(1)錯誤檢測碼EDC(Error Detection Code)。采用CRC碼(cyclic Redundancy Code)檢測讀出數據是否有錯。CRC碼有很強的檢錯功能，但沒有開發它的糾錯功能，因此隻用它來檢錯。

(2)錯誤校正碼或稱為糾錯碼ECC(Error Correction Code)。采用裡德-索洛蒙碼，簡稱為RS碼，進行糾錯。RS碼被認為是性能很好的糾錯碼。

(3)交差裡德-索洛蒙碼CIRC(Cross Interleaved Reed-Solomon Code)。這個碼可以理解為在用RS編譯碼前後，對數據進行插值和交叉處理。

新型

日本東京大學的研究團隊已經發現一種材料，可以用來制造更便宜、容量更大得多的超級光盤，可以儲存的容量是一般DVD的5千倍。

這個研究團隊的主持人、東京大學化學教授大越慎一（Shin-ichi Ohkoshi)24日表示，這種材料平常是能導電的黑色金屬狀态，在受到光的點擊後會轉變成棕色的半導體。這是一種透明的新型氧化钛，在室溫下受到光的照射，能夠任意在金屬和半導體之間轉變，因而産生儲存數據的功能。

大越慎一表示，這種材料是新一代光學儲存裝置的明日之星，它所制成的新光碟，容量是藍光光盤的1千倍，而藍光光盤的容量則是一般DVD的5倍。一般來說，一張DVD容量為4.7G，一張藍光光盤容量為25G。最新的藍光協會表示，新藍光光盤容量可以達到128G。但是東京大學的最新光盤容量将達25000G，也就是所謂的25TG。

2012年11月，富士新技術單張盤片容量可達15TB。

富士膠片開發出了利用雙光子吸收熱量的新型光盤記錄方式，現已确認可實現每層25GB的記錄密度，與藍光光盤相同，并且該技術有可能實現多達20層的多層化。利用該技術可實現雙面、總容量為1TB的光盤。此次開發的新型記錄技術有兩大特點，分别是（1）未來有可能通過一張光盤實現15TB的容量（2）有望實現與磁帶同等的低成本，成本僅為HDD硬盤的1/3。

富士膠片此次的記錄方式利用了适于實現多層化的雙光子吸收現象。由于伴随雙光子吸收産生的反應可以限定在激光焦點的較小範圍内，因此可以增加記錄層的數量。通過改變照射激光的照射時間，還可以控制凸形記錄标志的高度，從而可實現多值化。根據果推測，富士膠片“将來有可能實現容量為25GB/層×3倍（8值）×100層×2倍（雙面）=15TB的光盤”。

妙用”

精緻的光盤台燈，會發出夢幻般的燈光

光盤數據側的強反光性是我們用它當燈罩材料的原因

看這是什麼？一棵“光盤樹”！有時候我們隻要多動動腦筋，不需要勞神費力，就能做出令人稱奇的藝術品

用了幾年電腦的人，都會有大把的報廢光盤。通常我們會把這些廢盤扔掉，無意中讓這些廢塑料污染了環境。

用不能用，扔又沒地方扔，難道報廢的光盤真的這麼難處理？有沒有什麼辦法把它們充分利用起來，為我們的生活增添一點光彩？

用CD制作耳環架

如果你開着一個飾品店，或者是一個時尚愛好者，那麼耳環如何擺放一定經常困擾着你。如果把耳環放在盒子裡，戴的時候可有點麻煩——首先是難找，再者，如果纏到一塊，就更麻煩了。我可以教您一個辦法，用廢舊CD做個耳環架，既漂亮，又實用，要是在女朋友生日送她，那就太浪漫了。

首先，準備一個紙筒，尺寸比CD中心圓孔稍大，或者正好與CD中心孔大小一樣。測量CD中心孔的尺寸，如果比紙筒尺寸大，用木锉小心地把中心孔擴大一些（這個過程一定要小心，用勁稍大，CD就可能碎掉，那可就前功盡棄了）。然後把CD數據面向上套在準備好的紙筒上（盡量接近紙筒底端），再在紙筒上不同方向插3個大頭針，用于支撐CD，這樣，耳環架的底座就做好了。

同樣，再取3到4張CD，擴大中心孔，然後用鑽或木挫在CD邊緣打出幾個小孔，如果耳環多，不妨多打幾個。重複以上步驟，把CD套在紙筒上，用大頭針支撐，就可以了。

如果把耳環架放在展覽櫥窗裡，燈光照射下，CD的光亮與耳環的寶石交相輝映，效果太棒了。

用CD做光反射器

說光反射器，可能大家有點糊塗，其實我們要做的就是把CD安裝到燈罩裡，這樣，光的反射效果增強，看起來燈光就更亮了。

首先，測量燈罩的尺寸，看需要幾張CD，以CD能均勻地安裝在燈罩裡面側邊即可（一般4——5張就夠了）。

然後在CD邊緣對稱打4個孔（3點、6點、9點、12點）。同樣要注意的是，打孔的時候要小心，不要把CD弄碎了。

再次看一下燈罩尺寸，确定CD的安裝位置，把CD放在燈罩裡面，在燈罩相應位置上打孔，用彩帶穿過CD與燈罩對應位置的孔，把CD固定在燈罩上（3點連6點、9點連12點、或者3點連6點、6點連12點、看您更喜歡什麼樣的形狀了），要注意彩帶的接頭放在燈罩裡面，如果接頭在外面，那也沒關系，不妨打個蝴蝶結，同樣漂亮。

把所有CD在燈罩上固定好，光反射器就做好了，接上電源試一試，亮度明顯提高！

原來也有人在摩托車後面裝CD當反光鏡，也是利用了這個原理，不過用CD做燈罩顯然更時髦一些是吧。

用CD做台燈

做CD台燈的想法源于一次偶然的發現。我原來工作的公司有很多CD，這些CD堆在窗台上，幾乎把窗戶都全擋上了，當陽光透過CD照進來的時候，呈淡淡的藍色，讓人心曠神怡。從那時起，我就一直在想，如果能用CD做個台燈就太好了。

但這個想法實現起來還是挺困難，首先要有大量的CD盤，其次，還要有合适的燈具，燈管尺寸不能太粗，瓦數又不能太大（否則，CD就要被烤焦了）。經過幾年的積攢，我終于備齊了所有的材料，制作了一盞獨一無二的夢幻水晶燈。

首先，準備一個應急燈，燈管尺寸要比CD中心孔略小。把應急燈拆開，保留熒光燈管、燈管接頭、電池盒、開關、電路元件備用。

然後制作台燈的底座。取一塊三合闆，鋸出3——4個比CD盤略大的圓形，用白乳膠粘起來并打磨光滑。在底座下方挖一個洞，尺寸以正好容納電池盒為好，并在電池盒位置鑽一個小孔用于走線。在底座上方錯開電池盒的位置也挖一個洞，把電路闆固定在這裡。在底座中心挖一個圓孔用于固定下方的燈管接頭，然後再把電源開關固定在底座側方，這樣底座就做好了。

接着制作台燈的燈架。首先看CD中心孔尺寸是否比燈管稍大，如果CD中心孔尺寸偏小，用锉刀把中心孔擴大一些，然後在距離中心5CM的位置打一個小孔（用于走線）。所有CD都加工好以後，把底座線路以及燈管下部接頭接好，固定好燈管，把第一片CD光面向上套在燈管上，連接上部燈管接頭的電線從預先打好的小孔中穿過，在第一片CD面上塗少量白乳膠，再套另一片CD，用手掌輕輕壓緊。重複這一步驟，直到CD盤厚度達到理想的高度。

最後，連接好燈管上方接頭，裝上電池，開啟開關，夢幻水晶燈就做好了。最後，要再次提醒您，燈管功率不要太高，否則把CD烤焦可就煞風景了。