光碟是利用什麼原理進行資訊讀寫的記憶體

光碟是利用「雷射」原理進行資訊讀寫的記憶體。光碟是用雷射掃描的記錄和讀出方式保存資訊的一種媒體；它是利用雷射原理進行讀取、寫入的設備，是迅速發展的一種輔助記憶體，可以存放各種文字、聲音、圖形、影像和動畫等多媒體數位資訊。

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光碟（英文：Optical disc，又譯為光盤）於1965年由美國發明家詹姆斯·拉塞爾（英文：James Russell (inventor)）發明，當時所儲存的格式仍以類比訊號（Analog）為主。它是一種用雷射掃描的記錄和讀出方式保存資訊的媒體。大約在1990年代中期時開始普及，具有存放大量資料的特性，1片12cm的CD-R約可存放1小時的MPEG1的視頻，或74分鐘的音樂，或680MB的資料。

光碟是一種以光資訊做為儲存的載體並用來儲存資料的物品。分不可擦拭光碟，如CD-ROM、DVD-ROM等；、可擦寫光碟，如CD-RW、DVD-RAM等。

光碟是利用雷射原理進行讀取、寫入的設備，是迅速發展的輔助記憶體，可以存放各種文字、聲音、圖形、圖像和動畫等多媒體數位訊息。

結構

• 基板

  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)，衝擊韌性極佳、使用溫度範圍大、尺寸穩定性佳、耐候性、無毒性。一般來說，基板是無色透明的聚碳酸酯板，在整個光碟中，它不僅是溝槽等的載體，更是整體個光碟的實體外殼。 CD光碟的基板厚度為1.2mm、直徑為120mm，中間有孔，呈圓形，它是光碟的外形體現。光碟之所以能夠隨意取放，主要取決於基板的硬度。

  在讀者的眼裡，基板可能就是放在最底部的部分。不過，對於光碟而言，卻並不相同。如果你把光碟比較光滑的一面（雷射頭面向的一面）面向自己，那最表面的一面就是基板。需要說明的是，在基板方面，CD、CD-R、CD-RW之間是沒有差別的。

• 記錄層

  這是燒錄時刻錄訊號的地方，其主要的工作原理是在基板上塗抹上專用的有機染料，以供雷射記錄資訊.由於燒錄前後的反射率不同，經由雷射讀取不同長度的訊號時，經由反射率的變化形成0與1訊號，藉以讀取資訊。 2013年市面上有三大類有機染料：花菁（Cyanine）、酞菁(Phthalocyanine) 及偶氮(AZO）。

  一次性記錄的CD-R光碟主要採用（酞菁）有機染料，當此光碟在進行燒錄時，雷射就會對在基板上塗的有機染料，進行燒錄，直接燒錄成一個接一個的"坑"，這樣有"坑"和沒有"坑"的狀態就形成了'0'和'1'的信號，這一個接一個的"坑"是不能恢復的，也就是當燒成"坑"之後，將永久地保持現狀，這也意味著此光碟不能重複擦寫。這一連串的"0"、"1"訊息，就組成了二進位代碼，從而表示特定的資料。

  在這裡，需要特別說明的是，對於可重複擦寫的CD-RW而言，所塗抹的就不是有機染料，而是某種碳性物質，當雷射在燒錄時，就不是燒成一個接一個的"坑"，而是改變碳性物質的極性，透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，這也表示此光碟可以重複擦寫。

• 反射層

  這是光碟的第三層，它是反射光碟機光束的區域，借反射的雷射光束讀取光碟片中的資料。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，我們的光碟可以當作鏡子用，就是因為有這一層的緣故。

• 保護層

  它是用來保護光碟中的反射層及染料層防止訊號被破壞。材料為光固化丙烯酸類物質。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

  印刷盤片的客戶標誌、容量等相關資訊的地方，這就是光碟的背面。其實，它不僅可以標示訊息，還可以起到一定的保護光碟的作用。

  光碟的誕生結束了錄影帶音像時代。

讀取技術

1）CLV技術：（Constant-Linear-Velocity）恆定線速度讀取方式。在低於12倍速的光碟機中所使用的技術。它是為了保持資料傳輸率不變，而隨時改變旋轉光碟的速度。讀取內沿資料的旋轉速度比外部快許多。

2) CAV技術：（Constant-Angular-Velocity）恆定角速度讀取方式。它是用同樣的速度來讀取光碟上的資料。但光碟上的內沿資料比外沿資料傳輸速度低，越往外越能體現光碟機的速度，倍速指的是最高資料傳輸率。

3) PCAV技術：（Partial-CAV）區域恆定角速度讀取方式。是融合了CLV和CAV的一種新技術，它是在讀取外沿資料採用CLV技術，在讀取內沿資料採用CAV技術，提高整體資料傳輸的速度。

光碟類型

CD：（Compact-Disc）光碟。 CD是由liad-in（資料開始記錄的位置）；而後是Table-of-Contents區域，由內外記錄資料；在記錄之後加上一個lead-out的資料軌結束記錄的標記。在CD光碟，類比資料透過大型燒錄機在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。 1982年SONY、Philips所共同訂定紅皮書標準，以音軌方式儲存聲音資料。 CD-ROM都相容於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。是多媒體電腦的嘗試。

CD-ROM：（Compact-Disc-Read-Only-Memory）只讀光碟機。 1986年， SONY、Philips一起制定的黃皮書標準，定義檔案資料格式。定義了用於電腦資料儲存的MODE1和用於壓縮視訊圖象儲存的MODE2兩種類型，使CD成為通用的儲存媒體。並加上偵錯碼及更正碼等位，以確保電腦資料能完整讀取無誤。

GD-ROM：（Gigabyte Disc）千兆光碟由雅馬哈製作，日本世嘉公司於1998年投入適用於媒體記錄和遊戲機的一種多媒體光碟，最大儲存量為1GB，用於取代當時市場上普遍存在的650MB-700MB容量的CD-ROM光碟。 GD-ROM由雅馬哈生產，它的工作原理是在原有CD-ROM的基礎上，將資料再次打包，壓縮處理以增加儲存量。 GD-ROM的資料由於其構造和生產因素，無法用傳統的CD燒錄機進行複製。

CD-PLUS：1994年，Microsoft公佈了新的增強的CD的標準，又稱為CD-Elure。它是將CD-Audio音效放在CD的第一軌，而後放資料檔案，如此一來CD只會讀到前面的音軌，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、Microsoft對CD-ROM標準擴充形成的白皮書標準。又分為FORM1、FORM2兩種及一種增強型CD標準CD 。

VCD：（Video-CD）雷射視盤。 SONY、Philips、JVC、Matsu**a等共同製定，屬白皮書標準。是指全動態、全螢幕播放的雷射影視光碟。

CD-I：（Compact-Disc-Interactive），是Philips、SONY共同訂定的綠皮書標準。是互動式光碟系統。 1992年實現全動態視訊影像播放。

Photo-CD：1989年，KODAK公司推出相片光碟的橘皮書標準，可存100張具有五種格式的高解析度照片。可加上對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發表多段式一次寫入光碟資料格式。屬於橘皮書標準。在光碟上加一層可一次性記錄的染色層，可通進行刻錄。

CD-RW：在光碟上增加一層可改寫的染色層，透過雷射可在光碟上重複多次寫入資料。

SDCD：（Super-Density-CD）是東芝(TOSHIBA）、日立(Hitachi）、先鋒、松下（Panasonic）、JVC、湯姆森(Thomson）、三菱、Timewamer等製訂一種超密度光碟規範。雙面提供5GB的儲存量，資料壓縮比不高。

MMCD：（Multi-Mdeia-CD）是由SONY、Philips等製定的多媒體光碟，單面提供3.7GB儲存量，資料壓縮比較高。

HD-CD：（High-Density-CD）高密度光碟。容量大。單面容量4.7GB，雙面容量高達9.4GB，有的達到7GB。 HD-CD光碟採用MPEG-2標準。

MPEG-2：1994年，ISO/IEC組織制定的運動影像及其聲音編碼標準。針對廣播級的影像和立體聲訊號的壓縮和解壓縮。

DVD：（Digital-Versatile-Disk）數位多用光碟，以MPEG-2為標準，擁有4.7G的大容量，可儲存133分鐘的高解析度全動態影視節目，包括個杜比數位環繞聲音軌道，影像和聲音品質是VCD所不及的。

DVD RW：可重複寫入的DVD光碟，又叫DVD-E。由HP、SONY、Philips共同發行的標準。容量為3.0GB，採用CAV技術以獲得較高的資料傳輸率。

PD光碟機：（PowerDisk2）是Panasonic公司將可寫光碟機和CD-ROM合而為一，有LF-1000（外置式）和LF-1004（內建）兩種類型。容量為650MB，數據傳輸率達5.0MB/s，採用微型雷射頭及精密機電伺服系統。

DVD-RAM：DVD論壇協會所建立和公佈的一項商務可讀寫DVD標準。它容量大而價格低、速度不慢且相容性高。

UMD：（Universal Media Disc）索尼電腦娛樂（簡稱SCEI，通常稱為SCE）自主研發的UMD光盤全稱為「Universal Media Disc（通用媒體光盤）」UMD光碟於2005年6月21日被國際標準組織Ecma International正式認可為標準規格。尺寸（約）：65mm×64mm×4.2mm ，塑膠保護外殼。 UMD碟採用660奈米紅光鐳射雙層記錄方式，最高容量為1.83GB。 UMD碟是作為PSP的遊戲光盤使用，不過在索尼的計畫中，這種新一代小型光盤將會廣泛應用於各種影音產品中。索尼集團旗下的索尼音樂、索尼電影等都展出了採用UMD存放的MTV和電影片段。 2013年UMD規格有「UMDAudio」和「UMDVideo」兩種，採用了新一代的H.264/AVC影像壓縮標準以及索尼自主製定的ATRAC3Plus音訊壓縮標準。

BD-ROM：（Blu-ray Disc）BD-ROM為Blu-ray Disc的唯讀光碟，能夠儲存大量資料的外部儲存媒體，可稱為「藍光光碟」。

BD是DVD之後的下一代光碟格式之一，以儲存高品質的影音以及高容量的資料儲存。須注意的是「藍光光碟」此一稱謂並非本產品的官方正式中文名稱，此乃中文世界裡人們為了易記而自行取的非官方的中文名稱，SONY公司本身並未幫本產品的中文名稱正名。藍光光碟是由SONY及松下電器等企業組成的「藍光光碟聯盟」（Blu-ray Disc Association:BDA）策劃的次世代光碟規格，並以SONY為首於2006年開始全面推動相關產品。藍光光碟的命名是由於其採用波長405奈米（nm）的藍色雷射光束來進行讀寫操作（DVD採用650奈米波長的紅光讀寫器，CD則採用780奈米波長）。藍光光碟的英文名稱不使用「Blue-ray」的原因，是「Blue-ray Disc」一詞在歐美地區流於通俗、口語化，並具有說明性意義，於是不能構成註冊商標申請的許可，因此藍光光碟聯盟去掉英文字e來完成商標註冊。 2008年2月19日，隨著HD DVD領導者東芝宣布將在3月底退出所有HD DVD相關業務，持續多年的下一代光碟格式之爭正式劃上句號，最終由SONY主導的藍光光碟勝出。

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