電腦基礎知識

核心提示：
讀盤原理 我們常說的CD實際上是Compactdiscs的縮寫。不管其存儲的是音樂（Audio）、數(shù)據(jù)（Data）還是其它多媒體視頻文件（Video）等，所有數(shù)據(jù)都經過數(shù)字化處理變成0與1，其所對應的就是光盤上的Pits（凹點）和L

讀盤原理
    常說的CD實際上是Compactdiscs的縮寫。不管其存儲的是音樂（Audio）、數(shù)據(jù)（Data）還是其它多媒體視頻文件（Video）等，所有數(shù)據(jù)都經過數(shù)字化處理變成"0"與"1"，其所對應的就是光盤上的Pits（凹點）和Lands（平面）。
所有的Pits都有著相同的深度與長度。一個Pits大約只有半微米寬，大概就是五百粒氫原子的長度。而一張CD光盤上大約有28億個這樣的Pits。當激光映射到盤片上時，如果是照在Lands上，那么就會有70％到80％激光被反射回；如果照在Pits上，就無法反射回激光。根據(jù)反射和無反射的情況，光盤驅動器就可以解讀"0"或"1"的數(shù)字編碼了。

光盤結構原理
   常說的刻錄盤則是指CD-R和CD-RW兩種。CD-R是CD-Recorder或CD-Recordable的縮寫，是一張光盤只可以讓用戶寫一次的光盤驅動器，其數(shù)據(jù)格式與CD-ROM相同；CD-R規(guī)格書由飛利浦公司（philips）和索尼（sony）共同制定于1990年，雅馬哈公司（yamaha）在同年推出了第一部2倍速CD-R驅動器。
CD－RW是CD-ReWritable的縮寫，是允許用戶在同一張可擦寫光盤上反復進行數(shù)據(jù)擦寫*作的光盤驅動器，由ricoh公司首先推出。CD－RW采用相變技術來存儲信息。相變技術是指在盤片的記錄層上，某些區(qū)域是處于低反射特性的非晶體狀態(tài)；數(shù)據(jù)是通過一系列的由非晶體到晶體的變遷來表示。CD－RW 驅動器在進行記錄時，通過改變激光強度來對記錄層進行加熱，從而導致從非晶體狀態(tài)到晶體狀態(tài)的變遷。
    與CD－R驅動器相比，CD－RW具有明顯的優(yōu)勢：CD－R驅動器所記錄的資料是永久性的，刻成就無法改變。若刻錄中途出錯，則既浪費時間又浪費光盤；而CD－RW驅動器一旦遭遇刻錄失敗或須重寫，可立即通過軟件下達清除數(shù)據(jù)的指令，令CD－RW光盤重獲"新生"，又等重新寫入數(shù)據(jù)。 電腦自動關機
市場上的刻錄盤片價格不等，質量也參差不齊，有些刻錄盤片更是在硬件結構上做文章，我們都知道CD－R刻錄盤的結構應該是從上到下共有五層：
1. 印刷層
2. 保護層
3. 反射層
4. 染料層
5. 底層
CD-RW刻錄盤的結構應該有七層：
1. 印刷層
2. 保護膠層
3. 反射層
4. 介電層
5. 紀錄層
6. 介電層
7. 底層
但是有些廉價的刻錄盤片只是有基本的3.反射層4. 染料層5. 底層，省略了保護層和印刷層，這樣只要盤片的背面稍有摩擦，整張的刻錄盤就報廢了。所以在購買刻錄盤片的時候不要只考慮盤片的價格，要知道上面的數(shù)據(jù)才是真正的無價之寶啊。
雖然CD 和CD-R和CDRW只差了一兩個字,但是在實現(xiàn)的技術上可是完完全全的兩碼事.一個是壓制出信息坑,一個則是燒制出信息坑。
壓制盤片的工作流程：
1、數(shù)據(jù)檢測：
光盤的內容一般來自音像制作單位或軟件開發(fā)商，這些單位在節(jié)目制作完畢后，會將內容刻錄在一張CD-R光盤上或錄制在母帶上作為"源盤"交給復制生產商。復制生產商為了保證制作出的光盤不出現(xiàn)質量問題，通過先進的檢測設備對源盤上的數(shù)據(jù)進行檢測，這些檢測設備的精度比我們使用的光驅或其它光盤播放設備精度高的多，并經常用標準盤進行校對以保證設備的精度。只有不存在數(shù)據(jù)問題的源盤才被轉到母版制作工序。
2 、制作模片：
制作模片是一個復雜的過程，也是關系光盤質量的重要過程。
首先，為了保證光盤的普遍可讀性，光盤復制廠商會對母帶或CD-R上的數(shù)據(jù)進行格式化，以保證這些數(shù)據(jù)符合ISO9660 CD-ROM邏輯格式的國際標準，通過格式化的數(shù)據(jù)可以在PC、Mac、Unix等*作系統(tǒng)中使用。轉換后，設備會對格式化的數(shù)據(jù)進行逐字節(jié)的核對，以保證數(shù)據(jù)的正確。
當然，如果您制作APPLE格式或UNIX格式的光盤，現(xiàn)有的設備也會對它作出相應的處理。 在玻璃基片上的感光樹脂是用一個旋轉涂膜系統(tǒng)按照(紅客基地 www.HonkBase.com 推薦)螺旋軌道以1~8微米（比頭發(fā)細460倍）的厚度涂上去的，接收到激光束記錄儀發(fā)射出藍色激光的感光樹脂曝光，然后通過顯影藥水將曝光部分腐蝕掉，在未被腐蝕的部分和腐蝕掉部分之間就形成了凸起和凹下，這樣就將信息留在基片上。
    制作基片的過程是整個光盤制作過程最關鍵的一環(huán)，光盤質量再好也只能達到基片的質量，而且這些凸起和凹下僅相當于煙塵顆粒的大小，所以制作基片的車間空氣中塵埃的數(shù)量是嚴格控制在一定數(shù)量內的，任何一個灰塵都可能造成嚴重的數(shù)據(jù)丟失。經過顯影的主片，在樹脂表面上蒸鍍一層銀作為導電層，以便為以后的電鑄工藝做準備。這個過程實際上是一個電鍍的過程，但形成的厚度較電鍍厚的多，所以被稱為"電鑄"，電鑄制作出可以用于復制生產的金屬模子，將基片放入含有鎳離子（一般是磺胺基鎳）的電解液中。
    通電后，基片表面含銀部分不斷吸引鎳離子，鎳層不斷增厚，最終形成一個0.3毫米的鎳片。這個堅硬的鎳片是同主片的凸凹正好相反，被稱為"父片"。 制作成"父片"后，并不是馬上用父片開始制作光盤，而是采用同樣的方法來制作"母片"，再利用"母片"制作"模片"。
3、注塑生產：
    注塑機是由一個模片和模具組成，模片就是我們在母版作工序中的最終產品，通過它可以在盤基上形成信息面。
模具則是一個光滑的表面（讀取面），再加熱筒中熔融的聚碳酸脂被傳送到模具中，同時模片和模具閉合形成一個空腔，在空腔內注入聚碳酸脂的同時，加熱筒的螺桿轉動，推動模片向前移動，給聚碳酸脂一個壓力，使其表面同兩邊的模具完全貼合，并開始強制冷卻。
    這個過程一般為3~5秒鐘，一張光盤的質量好壞取決于模片的質量、加熱的溫度、螺桿的壓力和冷卻的時間。模片質量不好就無法保證數(shù)據(jù)的準確；加熱溫度和螺桿的壓力與模片同聚碳酸脂的貼合度有直接關系，貼合度低就無法保證信息的正確。
4、濺射：
    反射層下面的工序就是真空濺射反射層，濺射工藝也是在一體機里面完成的。
其原理是將高純度的鋁做成圓形的"鋁靶"，上下通正負極，中間真空并充填惰性氣體。當通電的時候，鋁靶上的鋁原子受電子沖擊濺射到光盤的信息面上，從而形成一個反射層。鋁靶同光盤之間的距離很短，并有一對銅制的比光盤稍小的圓環(huán)，防止鋁濺射到光盤以外。
由于采用濺射的方法，每張光盤的反射層都很薄，僅有幾個鋁分子厚。 鋁靶的內部同樣要求高度的清潔，因為任何雜質都會使光盤反射層出現(xiàn)"針眼"，或者雜質碳化造成黑點。一般一個鋁靶可以生產10萬張電腦光盤，但連續(xù)使用的鋁靶能夠生產更多的產品。
前面我們提到的金盤是用銅合金或者金做反射層，如果采用銅合金作為反射層就不能采用濺射的方法了，而是將金粉或銅合金粉采用類似"噴粉"的方法涂附在光盤的信息面上。除了銅合金本身價格高以外，這樣的工藝不僅效率不高，而且損耗大，容易出現(xiàn)質量問題，所以這也是金盤價格高的另一個原因。

5、涂附保護漆

6、印刷盤片

燒制盤片基本過程
   制盤片相比,燒制盤片的過程要求并沒有那么的高,因為盤體和刻錄機都是事先已經生產好的了,刻錄數(shù)據(jù)到刻錄盤上,其實只是相當于完成了壓制盤片中的一個環(huán)節(jié)而已.但是就是刻錄盤片和刻錄機的出現(xiàn),讓那些不用大批量復制盤片的用戶找到了自己燒錄盤片最廉價最容易實現(xiàn)的途徑。
刻錄機要刻錄盤片,刻錄盤片肯定是和只讀光盤的原里不一樣了,那么可燒錄盤片的秘密在那里呢?其實就是在刻錄盤片的染料層上。

CD－R染料的讀寫原理
     CD-R有機染料數(shù)字光存儲中，寫入信息時記錄介質產生不可逆的物理化學變化，形成永久性的記錄。寫入時10mW左右的激光束在記錄介質膜層上聚焦成直徑約1mm的微光斑，能量密度達106W/cm2, 在不到1ms的時間內把光照微區(qū)內的膜層溫度升高到數(shù)百度，使膜面性質發(fā)生改變或完全破壞，形成穩(wěn)定的記錄信息點。
只讀光盤的巨大成功為寫一次型光盤的崛起奠定了堅實的基礎。同時，寫一次型光盤以用戶手中數(shù)以千萬計的只讀光盤機為基礎，與只讀光盤兼容（能被相應的只讀光盤機讀出）是其作為商品取得成功的前提。所以，CD－R染料讀寫機理應與只讀類光盤相兼容。 寫一次型光盤的記錄是光熱效應記錄，即記錄激光束的光能轉化為熱能對記錄介質起作用，形成記錄信息符。 電腦知識
一般認為，激光誘導型有機光盤染料介質的寫入包括以下三個階段：
1、 染料吸收激光光子，躍遷到各個激發(fā)態(tài)。
2、 在納秒的時間內，吸收的光子能量通過輻射（熒光和磷光）轉化為光能或通過內轉換等非輻射途徑轉換為熱能。由此可見，為使記錄層具有較好的寫入性能，一般要選擇那些具有較高的非輻射躍遷效率以及極低的熒光和磷光量子產率的染料。一些熱轉換效率接近于1的染料常被用于光盤介質。
3、 吸收的熱量使得記錄層的溫度在短時間內達到數(shù)百度（如250℃以上），由此引發(fā)了記錄層染料的漂白和鼓泡或基片的熔化、流動、變形和燒蝕等過程。 在以上三個階段之后，有關CD－R盤片變化原理尚沒有統(tǒng)一認識。
一種看法是：
染料層在激光的作用下迅速熔化、變形、氣化、分解，基片和反射層之間形成一個類似于CD的信號坑（約1mm）。由于信號的讀出是根據(jù)凹坑處反射率降低來實現(xiàn)的，這種反射率的降低可以認為是由于凹坑處本身的反射率降低引起。
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    另一種解釋認為被反射層和基片所密封的染料層中不可能出現(xiàn)具有空隙的凹坑，在激光照射處的染料層發(fā)生了流動，使得染料層滲透的PC基片中形成一個深度為80nm左右的凹坑，在金反射層表面也形成約7nm左右的鼓包，同時在該處的染料層被流回的聚碳酸酯所稀釋。
2、染料的性質
    早期稱作WORM的寫一次型光盤，記錄介質采用的是無機材料。但無機材料對各種波長的光都有較強烈的吸收，不能滿足在780nm處有高于70%的原始反射率的要求，從而不能與只讀光盤兼容；其次，無機材料還有長時間受光照容易產生龜裂，以及易氧化等缺點，而有機染料則能避免這些缺點。此外，有機染料的還有一下突出優(yōu)點：
1. 具有較低的熔點和軟化溫度，因而具有較高的靈敏度；
2. 具有較低的熱導率，有利于形成較小的微坑；
3. 性能穩(wěn)定，不易受到空氣和濕度的腐蝕；
4. 可以用旋轉涂布法制作光盤，制作成本較低；
5. 毒性一般比常用無機介質要��；
6. 有機染料的光學及熱學性能可通過改變分子結構來調整，利于有機合成。
    所以在目前CD－R盤片中普遍采用有機染料。CD－R光盤染料按其結構可將其分為花菁、酞菁、醌類、金屬絡合物、偶氮類化合物等。目前廣泛用于CD-R的有機一次記錄材料有花菁染料、酞菁和偶氮染料。工業(yè)生產上所用的大部分為花菁染料，制成的CD-R光盤呈綠色，稱"綠盤"；也有一部分用酞菁染料，光盤呈淡綠的金色，稱"金盤"；用偶氮染料制成的CD-R光盤為藍褐色，稱為"藍盤"。

3、CD-R染料的配制和回收
    CD－R染料溶液由染料、主溶劑、副溶劑組成。由于盤片性能主要由染料層厚度和  染料在槽和岸上的分布(槽填充來決定), 而膜層厚度受到染料濃度和旋轉程序設定的控制而槽填充受到副溶劑濃度的控制， 所以只要嚴格控制染料的濃度和第二種溶劑的含量，才能確保有一個比較穩(wěn)定的工藝參數(shù)，能提高染料的循環(huán)次數(shù)。在生產中染料的濃度正比于染料的吸光度，染料吸光度的測量用分光光度計，而副溶劑的測量主要依靠氣相色譜分析。

CD－R盤片染料的配制過程為：
1）染料和溶液的準備：主要是染料和主、副溶液的準備。
2）由粉末配制染料（未攙雜攪拌)：首先確定染料粉末的重量(通常為染料重量的2%-3%)并按相應比例計算出主溶劑和副溶劑所必須的相對體積。量出主溶劑的一半加入到合適尺寸的器皿中在攪拌時，要慢慢的向器皿中加入所有的染料和副溶劑，持續(xù)攪拌直到所有的染料溶解。量出剩余的主溶劑使最終溶液達到預期的重量，最后用過濾器過濾新配制的染料溶液。
3）染料測定：取一定量的過濾后的染料溶液樣品，有主溶液稀釋。使用分光光度計在500～900nm的區(qū)域內測出樣品光譜并記錄最大波長(～713nm)和在最大波長處的吸光度。最終的吸光度同標準樣本作的比較作為接受性試驗。
4）染料溶液濃度的檢驗：由于染料濃度正比于染料的吸光度(Beer-Lambert 法則：Log10I0/I (吸光度)＝ε.l.c 其中ε=衰減系數(shù)(extinction coeff)，l=光程長度(pathlength)，c=濃度)，通過分光光度計檢驗。
5）副溶劑濃度檢驗：由于副溶劑在～280nm處吸收在這個區(qū)域的響應完全被染料的吸光度覆蓋了，分光光度計不適合用于它的檢測，因此主要使用氣相色譜分析對副溶劑濃度進行檢測。/
6）染料回收：在旋涂完成后，染料固體可以通過旋轉式蒸發(fā)器從溶液中提取出來或將未沉積的染料溶液排入回流收集容器中。由于旋涂和排流過程中大量的主溶劑蒸發(fā)了，回流的染料溶液是高度濃縮的，通過分光光度計測量溶液中染料的濃度，加入相應主溶液，再通過氣相色譜分析計算出所需副溶劑的量并加入其中，最后通過過濾器攪拌和過濾再次利用。 由于染料在CD－R盤片中的重要性，其配制過程應嚴格按照相應的規(guī)程執(zhí)行。
4、CD-R染料的涂布和洗邊
    與只讀型CD盤片相比，CD－R盤片的制造工藝中，主要不同的就是與染料有關的的步驟。即染料的涂布、洗邊和烘干是CD－R盤片制造所特有的，其中染料的涂布和洗邊是比較關鍵的兩步，下面就這兩步進行介紹。
CD－R盤片的通常的涂布方式采用 (Spin Coating) 旋轉涂布。這種方法是注塑后的基片首先經過冷卻，然后將配制的染料溶液滴到光盤基片表面，并將盤片高速旋轉而形成很厚的一層并逐漸揮發(fā)減薄，進而在盤基上涂一層0.2um厚的染料層。染料層是CD-R基片工作的核心部分，控制的關鍵在于染料涂布的位置、厚度與均勻性，這兩個參數(shù)均會在不同程度過上影響到CD-R反射率（Reflec-tivity）、推挽信號（Push-Pull）、徑向對比（Radial Contrast）和不同速率刻錄時CD-R的表現(xiàn)。
盤片的溝槽形貌，染料的配置控制染料涂布的厚度和均勻性。為了使染料能均勻涂布在盤基表面，其旋轉速度應嚴格控制。計算機知識
在CD－R產生之初，日本公司通常是采用8階段甩涂方案，即通過8個不同轉速的控制，來完成染料的涂布。經過改進目前普遍采用3步或4步法甩涂，主要過程是先通過慢轉速，將染料涂布完全，之后逐步加快轉速來完成薄化涂層和溶劑干燥等，整個過程大約10秒。
    洗邊的作用是把盤片最外圈約1.5mm的染料層用溶劑沖洗掉。這種處理主要是使反射層能完全覆蓋盤片的邊緣，使得染料完全與空氣隔絕，以防止大氣從邊緣對染料薄膜起化學作用。如果洗邊位置過小，銀層不完全覆蓋染料，容易引起盤片最外圍性能不穩(wěn)定，洗邊太多，又破壞盤片的最大數(shù)據(jù)容量。
洗邊的位置和圓整性是靠調節(jié)清邊的終結位置，溶劑量以及時間轉速來實現(xiàn)的。相比壓制盤片而言,刻錄盤的制作復雜程度有過之而無不及,但是這些工藝是在工廠里就完全搞定的了,普通用戶自然不用為其*心,他們只用把注意力放在什么牌子上的刻錄盤比較好用,比較耐用,價格又比較便宜就可以了。

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