منو
 کاربر Online
1013 کاربر online

ثبت اطلاعات در دیسکهای نوری

تازه کردن چاپ
علوم طبیعت > فیزیک > الکتریسیته و مغناطیس > مغناطیس
علوم طبیعت > فیزیک > اپتیک > فیزیک لیزر
علوم طبیعت > فیزیک > فیزیک جامد و الکترونیک > فیزیک لایه نازک
(cached)

مقدمه

فرآیند ثبت اطلاعات بستگی به این دارد که آیا قرار است اساسا دیسک به تعداد زیادی برای مشتریان بازار کپی برداری شود و یا برای ذخیره سازی مهیا می‌شود. بیشتر دیسکها ، به هر منظوری که تهیه شوند، حاوی اطلاعات زیادی با کیفیت خوب هستند. لذا کپی کردن آنها نسبتا آسان و ارزان است. برای مثال ، اطلاعات از نوار ویدئویی بر روی سطحی که mastering نامیده می‌شود، ثبت می‌شود. در این فرآیند دیسک اصلی تولید می‌شود و جهت کپی کردن بکار گرفته می‌شود، که برای تولید به تعداد زیاد با روش injection-molding مورد استفاده قرار می گیرد.

در فرآیند ساختن دیسک اصلی ، یک زیر لایه شیشه‌ای مسطح ، با یک لایه از ماده حساس به نور (فوتورزیست) به ضخامت حدود μm 12.0 پوشش داده می‌شود. سپس نقش مورد نظر توسط متمرکز نمودن باریکه لیزر ، شدت آن بر اساس اطلاعاتی که باید ثبت شود با یک مدولاتور آگوستو – اپتیک یا الکترو - اپتیک مدوله می‌شود، ثبت می‌شود. مناطق نور دیده فوتورزیست می‌توانند حل شوند و ایجاد سوراخها یا گودالهایی در فوتورزیست نمایند. این فرآیند خیلی شبیه به روشهای مشابه فوتولیتوگرافی است که در تولید انبوه مدارهای الکتریکی بکار گرفته می‌شود.



img/daneshnameh_up/3/3b/optical.jpg

دیسک اصلی با فرکانس زاویه‌ای Hz 25 تحت نور متمرکز شده لیزر دوران می‌کند، که به صورت شعاعی به سمت بیرون جاروب می‌شود و بنابراین مسیر مارپیچ برای گودالها ایجاد می‌کند. برای مثال ، با استفاده از پرتو لیزر He-Ne با عدسی با NA حدود 0.65 ، ایجاد گودالهایی به پهنای 0.6 - 0.8 میکرون با فاصله مسیر حدود μm 6.1 ، نسبتا آسان است. در حدود چندین میلیون گودال در ثانیه می‌توانند تشکیل شوند و فاصله و طول آنها در حدود میکرون است. دیسک اصلی ثبت شده بازرسی می‌شود و اگر رضایت بخش بود جهت تهیه نگاتیو بکار می‌رود که "پدر" نامیده می‌شود. این کپی منفی با روش electroplating با نیکل پوشانده می‌شود. سپس نیکل از دیسک اصلی جدا می‌شود و متعاقبا به عنوان مهر مورد استفاده قرار می‌گیرد. این عمل نیز با روش electroplating مجددا با نیکل پس از اصلاح به روش شیمیایی "پدر" انجام می گیرد.

همینطور ، از هر دیسک مادر نیز چندین نگاتیو "پسر" که برای تولید انبوه بکار می‌رود، تولید می‌شود. برای مثال توسط شرکت فیلیپس روش دو مرحله‌ای برای توسعه و تولید دیسکهای ویدیویی ارائه شده است که در ضخامت زیر لایه mm 2.1 و سطح با لایه‌های آلومینیوم به عنوان پوشش بازتاب کننده و پوشش محافظ ساخته شده است. آن دو دیسک را به هم چسبانده تا یک دیسک دو طرفه ویدیویی را شکل دهند.

مواد ثبت کننده

گودالها دارای ابعاد میکرون است و از این رو مواد ثبت کننده نیز باید دارای توان تفکیک بالا باشند، و برای آنکه بتوان توان لیزری مورد نیاز را به حداقل رسانید باید دارای حساسیت خیلی بالا باشند. ترجیحا مواد ثبت کننده باید بتوانند ثبت زمان واقعی را بدست دهند و اجازه خواندن سریع اطلاعات ذخیره شده را نیز ممکن سازند. یعنی بطور ایده آل فرآیندهای مرحله‌ای بین نوشتن و خواندن وجود نداشته باشد. علاوه بر فوتورزیستها ، فیلمهای فلزی ، مخصوصا آنهایی که بر اساس آلیاژ تلوریم ساخته شوند، دارای دقت خوب و حساسیت بالا هستند. در این حالت تابش لیزر پالسی ایجاد گودال یا حفره در لایه نازک فلز می‌کند، (از طریق ذوب یا برداشتن) و بازتاب لایه نازک را تغییر می‌دهد. از آنجایی که ایجاد حفره فرآیند حرارتی است، طول موج لیزر خیلی مهم نیست و از هر لیزری که بتواند توان مورد نیاز را بدست دهد برای نوشتن می‌توان استفاده نمود.

تلوریم خالص دارای نقطه ذوب و جوش پایین است و در شرایط معمولی نسبتا پایدار است و سریعا اکسید و خراب می‌شود و در شرایط رطوبت بالا خواص خود را از دست می‌دهد. با آلیاژ نمودن آن با سلنیوم پایداری آن افزایش می‌یابد. روشهایی به منظور جلوگیری از تماس آلیاژ تلوریم با هوا توسعه یافته است که شامل ساندویچ هوا و یا ساختمان ضد انعکاسی سه لایه‌ای است. در روش اول دو قطعه شیشه یا پلاستیک شفاف که روی سطح هر یک لایه نازک از تلوریم به ضخامت nm 30 پوشانده شده است با یک لایه از هوا به ضخامت mm 1 بین آنها ساندویچ می‌شود و اطراف آن بسته می‌شود تا از نفوذ هوا به آن جلوگیری شود. نور ثبت کننده پس از گذشتن از این مواد یک منطقه کوچکی از لایه نازک را تبخیر می‌کند و ایجاد حفره می‌نماید. پرتو قرائت کننده شدیدا توسط محلهای پوشش داده نشده بازتاب می‌شود ولی وقتی وارد محفظه شد، دیگر بازتاب نمی‌شود.

در ساختمان سه لایه‌ای یک لایه دی الکتریک بین یک لایه بازتاب کننده عالی مانند آلومینیوم و لایه نیم شفاف آلیاژ تلوریم قرار می‌گیرد. لایه‌های دی الکتریک و تلوریم باهم دارای ضخامت اپتیکی 4/λ هستند، بطوری که سه لایه باهم یک لایه ضد انعکاسی برای طول موج لیزر (که برای قرائت بکار می‌رود)، می‌سازد. پرتوی که برای نوشتن بکار می‌رود حفره‌هایی را در تلوریم ایجاد می‌کند، بطوری که وقتی که نور قرائت کننده وارد چنین حفره‌هایی می‌شود، مستقیما از دی الکتریک عبور می‌کند و به لایه تلوریم می‌رسد و سپس بازتاب می‌شود، در حالی که در محلهایی که حفره نیست نور به آن شدت بازتاب نمی‌شود. بنابراین فرق نمایان نوری سه لایه خیلی زیاد است. آلیاژ حساس تلوریم با پلاستیک شفافی که روی آن پوشش داده می‌شود بدست می‌آید که آن قدر ضخیم است که فرآیند ضد انعکاسی را تحت تأثیر قرار نمی‌دهد.

روش برداشت سطح

یک روش دیگر برای ایجاد گودال با روش برداشتن سطح ، که می‌تواند باعث مشکل آلودگی مواد کنده شده شود، ایجاد حباب است. در این حالت لایه حساس از دو لایه پلیمر فلز تشکیل شده است. در اثر تابش نور لیزر فلز گرم می‌شود. این گرما به پلیمر منتتقل می‌شود که در چند صد درجه سانتیگراد تجزیه می‌شود، گاز منتشره دو لایه را از هم جدا می‌کند و فلز را به شکل حباب در می‌آورد که با قطری در حدود اندازه لکه لیزر حباب دارای مشخصه ثابتی است و به عنوان مرکز پراکندگی نور در قرائت بکار می‌رود. دیسکهای اپتیکی که بر اساس ایجاد گودالها در لایه نازک فلز و یا حبابهای در دو لایه دی الکتریک - فلز شکل می‌یابند، برای کپی برداری به تعداد زیاد بکار می‌روند. دیسکهای با حباب بخصوص برای تکثیر بکار می‌رود. چرا که حبابها کاملا محکم هستند. هر دو نوع دیسک از نظر دیگری نیز مفید هستند و مشخصا آنها را می‌توان برای ثبت اثر مستقیم و یا خواندن مستقیم نوری پس از نوشتن (DRAW) بکار برد. این روش ذخیره اطلاعات On-Line در کاربرد ثبت نوری برای سیستمهای یارانه اساسی است.

دستیابی به DRAM از این نظر که گرمایی که به ماده ثبات منتقل می‌شود، تا گودال ، حفره و یا دیگر تغییرات سطوح ایجاد کند، به حداقل می‌رسد بطوری که می‌تواند سریعا ناپدید شود قابل توجه است. لازمه این امر معمولا استفاده از لایه خیلی نازک حساس است که بر روی یک زیر لایه برای محکم قرار گرفتن پوشانده شود که علاوه بر این مانند یک خنک کننده گرما عمل می‌کند. بنابراین شکل خواندن بسیار سریع و دائمی می‌شود، بطوری که آن را می‌توان توسط پرتو لیزر دیگری که فقط μm 10 دور تراز پرتو قرائت کننده ، قرار دارد قرائت کرد. در خیلی از سیستمها دو لیزر بکار می‌رود. یکی با خروجی حدود 25 میلی وات ، که باریکه برای نوشتن را تشکیل می‌دهد و دیگری با خروجی حدود mW 1 که برای قرائت کردن بکار می‌رود. واضح است که باریکه قرائت کننده باید به قدر کافی کم توان باشد تا به دیسک صدمه‌ای نزند.

احتیاط کامل باید به عمل آید تا مطمئن شویم که بازتابهای باریکه برای نوشتن با باریکه قرائت کننده تداخل نکند. این امر با جدایی زاویه‌های باریکه‌های لیزر و پلاریزاسیون مختلف امکان پذیر است. در سیستمهای دیگر یک لیزر برای هر دو منظور نوشتن و خواندن بکار برده می‌شود. DRAM امکان می‌دهد اطلاعات ذخیره شده به هنگام نوشتن دیده شوند و احیانا اگر باید اصلاح شوند، این کار صورت پذیرد. مراحل ثبت که تا کنون بیان شد، تغییرات دائمی روی دیسک نوری ایجاد می‌کند که نتیجتا داده‌ها باید بدون خطا برای مدت زمان طولانی قابل خواندن باشند، که بسیار برای ذخیره سازی آرشیو لازم است. ادعا شده است که عمر ذخیره سازی از ده سال تجاوز می‌کند در حالی که برای بعضی از اهداف 30 سال مورد نظر است.

مباحث مرتبط با عنوان


تعداد بازدید ها: 17745


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..