一種利用鐳射將資訊寫入和讀出的高密度存儲媒體。能獨立地在光碟上進行資訊讀出或讀、寫的裝置,稱為光碟記憶體或光碟驅動器。

  原理 寫入時,一束經寫入資訊調製的鐳射聚焦成微米級直徑的光斑,照射在旋轉光碟表面的光敏膜上。此光斑同時作緩慢的徑向運動,在光敏膜上掃描出微米級間距的環狀或螺旋線狀資訊軌跡。以碲基光敏膜為例。此時它立即被鐳射燒蝕成一系列與資訊相對應的凹坑,而將資訊寫入。讀出時,一一束減小功率的激光束照射並跟蹤此信息軌跡。經反射的激光強度會隨凹坑群的佈局作相應的變化,通過數據檢測器將激光信息讀出。為使激光束精確地聚焦、對準、跟蹤光盤上的信息軌跡,光盤存儲器備有多種伺服機構。

光盤存儲器原理圖

  分類 光盤有隻讀光盤、一次寫入光盤和可擦除光盤3類。① 隻讀光盤。類似普通唱片,其上信息由專業制造廠錄制。制作過程是:先將信息刻錄進原版片,再制成壓膜,然後壓成塑料復制品供應給用戶。用戶隻能用它放演已錄入的信息,不能寫入信息。隻讀光盤是最早研制並商品化的一種光盤。它原是提供文娛電視節目作為開發目標的。現在隻讀光盤提供的信息雖已多樣化,但仍習慣地稱為電視唱片。激光電視唱片系統於1978年首先由美國麥克納伏克斯和美國音樂公司(MCA) 商品化。另一種直徑為 120毫米,存儲有數字化聲頻節目的隻讀光盤稱為小型唱片(CD)。用它存儲編碼數據時,稱之為小光盤隻讀存儲器(CD-ROM)。隻讀光盤在錄制原版片壓模時的成本雖較昂貴,但大批量生產的復制品售價卻很低廉,適於用作大量發行的信息媒體。②一次寫入光盤。具有隨錄隨放功能。但信息一經寫入,其光敏膜上形成不可復原的凹坑、微泡等形變,故不能擦除重寫。它適用於不需多量復份的檔案性資料的長久保存。因它主要用來存儲數字數據,通常稱為光學數字數據盤。第一臺一次寫入光盤存儲器於1978年由美國和荷蘭的菲利普公司研制成功。③可擦除光盤。其光敏膜采用諸如錳鉍系光磁材料、氧化碲可逆晶態--非晶態相轉移材料。第一次寫入信息引起的局部光敏膜的磁化或非晶態相轉移變化,可通過激光照射加溫或外加磁場來恢復原始狀態。與磁盤相似,兼有信息隨錄隨放和反復擦寫的功能。它適用於需經常更新的信息的存儲。此類光盤現處於原型產品階段。

  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10101011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,以復制1000片作成本核算,低於縮微品、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,具有隨機存取特性。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適於存儲聲音、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。

  應用 在國外,光盤除已較廣泛地用於文娛、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將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。