光盘“磁道”的测量

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1、光盘“磁道”的测量数理学院物理2班马良群12205215前言光盘存储技术是70年代初开始发展起来的一项高新技术。光盘存储具有存储密度高、容量大、可随机存取、保存寿命长、工作稳定可靠、轻便易携带等一系列其它记录媒体无可比拟的优点，特别适于大数据量信息的存储和交换。光盘存储技术不仅能满足信息化社会海量信息存储的需要，而且能够同时存储声音、文字、图形、图象等多种媒体的信息，从而使传统的信息存储、传输、管理和使用方式发生了根本性的变化。光盘存储技术近年来不断取得重大突破，并且进入了商业化大规模生产，在日本、北美及

2、欧洲工业化国家已逐渐形成了独立的光盘产业，其应用范围也在不断扩大，几乎已深入到人类社会活动和生活的一切领域，对人类的工作方式、学习方式和生活方式产生了深远的影响。在过去的几年中，世界各主要光盘产业国家的光盘产业销售额都在以两位数以上的速度增长，1996年底全世界各种光盘驱动器的销售总量达5760万台，全球光盘盘片的销售量达到了1亿片。光盘的发展在一定程度上反映了一个国家信息化程度，光盘的信息存储已成为当今各大生产商争相开发和改进的项目。现在，DVD又将开发蓝光技术，其光盘的信息储存量将大大增加，新一轮的革

3、命正在进行。光盘的基本参数：1.机械参数:主要是有关中心孔及夹持区的尺寸，盘片的高度、厚度等。这些参数是盘片的基础主要由模具来控制。由于这些属于几何尺寸，当盘片模具调整好后一般不会有大的变化，故此类参数在生产线设计和调整时来完成。其中主要有如下参数：名称中心孔直径信息纪录区盘片宽度盘基厚度CD15mm33mm14.9mm33mm

4、种使用激光光束有盘片衬底（盘基）边反射读出，也就是读心激光束需要两次通过盘片的盘基并为盘片的反射层所反射完成盘片信息的读写操作。因此，盘基和反射层的光学特性对于盘片的读写有着重要的影响。例如，对于CD－R类盘片盘基双折射是及其重要的参数。光学特性参数需要在光学测试设备上进行。其中主要有如下参数。盘基折射率：CD:1.55±0.10DVD:给定了一个范围，并据此给出了盘基厚度。（其范围在1.35到1.65之间）盘基双折射：透明盘基的双折射是以光程差来表示（平行光束、圆偏振光、垂直入射、双程）CD:<100n

5、mDVD：<100nm盘片反射率：反射率是在信息区未记录部分，透明盘基和反射层在垂直入射和平行光的情况下测得的CD：>70%DVD:>70%(单层)25-40%(双层)盘片反射率变化:CD：<3％DVD:<1.5%单圈<3.3%整盘实验目的1.测量光盘“磁道”的横向密度。2.熟悉测距显微镜的使用方法。实验仪器安置本实验仪器安置如图1：图1光盘载台：光盘载台是一个结构比较简单的装置，主要有平台，中心圆柱和磁性压片组成。中心圆柱尺寸和光盘中心尺寸对应，防止光盘左右移动，磁性压片起固定作用，反射镜反射单色光并照

6、射到平台上。实验原理CD光盘和DVD光盘相比，其凹坑的大小和间距相对大一些，本实验以CD光盘为例。光盘的微观景象如图2如果把光盘横向切开，其结构如图3：虽然光盘凹坑和上平面都可以反射光线，但是，如果光线以合适的角度入射的时候（本实验入射角为52度左右），凹坑内的反射光线将无法射出，如图4如果我们观察反射光的话，就会看见很多暗区，那就是凹坑，利用这一点，就可以测量光盘磁道的横向密度。那么用什么来观察反射光呢？由于光盘上坑道宽度只有0.6um，人眼无法识别。测距显微镜可以解决这个问题（普通光学显微镜的分辨率在

7、0.2um以上）。实验中光路如图5，为了观察，用细磨砂玻璃，当光射到上面时，会发生漫反射，出现明区和暗区，用显微镜观察将看到如图2的景象。光盘记录信息的凹坑为单根螺旋线形式排列，横向间距的变化很小，对整个光盘来讲，可以测量其中的一段。知道其长度L和凹坑横向总道数M，那么横向密度W为W=M/L通过图5可知，在细磨砂玻璃上所成的像与光盘本身的尺寸大小并没有变化（光盘，平面镜和细磨砂玻璃处于同一个平面）。故L可以通过测距显微镜知道。实验步骤1.按图1摆放实验装置，注意光的反射路线。2.点燃钠光灯，调节反射镜倾斜

8、角度，使显微镜的视野明亮，（如果反射的角度不对，则显微镜的视野是黑的）先调节目镜使叉丝清晰，一根叉丝垂直于标尺，再调节调焦手轮，直到看到如图2的景象。3.调节显微镜横动手轮，使显微镜视野中出现合适图案。4.测量M级凹坑的长度：先选定一个便于识别的坑道，调节横动手轮，使显微镜左移，并同时数凹坑道数，直到20道（M可以取10.20.等），然后反转横移手轮，使显微镜的纵向叉丝与20道左侧相切，记下读数L1，保持横移手轮的转动方向，使