光盤由無色透明的基板記錄層，純銀反射層、保護(hù)層、印刷層組成。

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記錄層的成分是不同顏色的有機(jī)染料可以使光盤表現(xiàn)出不同的顏色。而光盤的信息都記錄在這層有機(jī)染料上。刻錄機(jī)通過將激光數(shù)聚焦，可以永久性的在記錄層以螺旋狀軌跡由內(nèi)而外刻上不同長度的坑。這些凹坑和原始的平地就是數(shù)據(jù)。

在讀取時，激光透過半反射棱鏡匯聚在物鏡上，物鏡將激光聚焦成為極其細(xì)小的光斑，照在光盤上，沿著螺旋軌跡前進(jìn)。光線被反射后，再次穿過物鏡，通過半反射結(jié)構(gòu)的棱鏡反射罩在記錄光線號的光電二極管上，凹坑的深度為對應(yīng)激光波長的四分之一。

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我們可以將照射在涂料上的激光看成兩部分，在經(jīng)過凹坑與平地的邊緣時，其中一束光發(fā)生反射的位置變化，導(dǎo)致兩束光重新匯合后產(chǎn)生了半個波長的相位差。相位差使得反射后匯聚的兩束光振幅相互抵消，亮度變暗。當(dāng)兩束光回到同一水平面上反射相位差為零，重新變亮。

這種在凹坑邊緣發(fā)生的短暫變暗，會以信號強(qiáng)度跳變的形式被記錄，這些跳變就是光盤中二進(jìn)制數(shù)據(jù)里的1。而凹坑和平地代表若干個連續(xù)的0，所以只要用二進(jìn)制碼表達(dá)信息。再一一對應(yīng)的刻在光盤上就能記錄數(shù)據(jù)嗎？答案是不，計算機(jī)常用的字符編碼一個字節(jié)包含8位二進(jìn)制碼，共有256種排列。

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但是現(xiàn)有的技術(shù)不允許記錄兩個連續(xù)的一，這是因為一只能出現(xiàn)在凹坑邊緣，這就導(dǎo)致了兩個一之間必然有零。同時持續(xù)讀取零，也會因為長距離的凹坑或平地而失去方向，導(dǎo)致光頭出軌。受制于這些條件，可用的字符編碼遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足256個，于是數(shù)據(jù)在寫入光盤之前需要對編碼進(jìn)行調(diào)制。

常見的調(diào)制規(guī)則是EFM （八比十四調(diào)制）將八位編碼空間擴(kuò)展到十四位，可以表示16384個編碼。接下來規(guī)定1，不能連續(xù)出現(xiàn)。連續(xù)的0只能有2到10個，這樣就能剔除掉一萬多個不能使用的碼，剩下的256個可用的十四位碼可以和原有的256個八位碼一一對應(yīng)，使數(shù)據(jù)能順利讀取。為了防止相鄰編碼的一首尾相接，每個編碼結(jié)尾還要再加入三位耦合碼，并在讀取時忽略掉最終八位字符編碼變成了17位，刻在了光盤上。

另外，為了防止在讀取過程中盤面的劃痕、指紋印，導(dǎo)致讀取錯誤，每2048字節(jié)的數(shù)據(jù)都需要附加一段288字節(jié)的校驗碼，可以用于校驗并糾正數(shù)據(jù)產(chǎn)生的錯誤。

只讀光盤經(jīng)過一次寫入之后，數(shù)據(jù)就不能更改，而可擦寫光盤則采用如銀銀t d 合金和鍺t d 合金等相變材料作為記錄層，相變材料具有兩種穩(wěn)定狀態(tài)：晶態(tài)和非晶態(tài)。在寫入時射出高功率的射線，使相變材料的溫度超過相變溫度，被照射區(qū)域的相變材料由晶態(tài)變?yōu)榉蔷B(tài)，而用中等功率的激光產(chǎn)生的溫度，則可以將非結(jié)晶的組織還原成晶態(tài)，具有較高透光率的晶態(tài)，相當(dāng)于平地，較低透光率的非晶態(tài)則相當(dāng)于凹坑。通過不同功率激光的切換就能實現(xiàn)光盤數(shù)據(jù)的多次寫入和擦除。

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當(dāng)代生活中已經(jīng)很難見到光盤，主要原因是光盤的容量太小了。為了在這張直徑十二厘米的塑料片上增大容量，首先要使用更小的坑道來記錄信息。為了讀取更小的坑道，需要更短波長的光，才能聚焦更小的光斑。單盤容量25GB的藍(lán)光光盤通過使用波長405nm的藍(lán)紫色光，將物鏡聚焦的光斑縮小到了580nm。這已經(jīng)接近了光學(xué)極限。其次，為了節(jié)約數(shù)據(jù)長度，藍(lán)光采用了17pp 調(diào)制碼，相比8：14調(diào)制編碼率從47.06%提升到了66.67%。另外，還可以在記錄層上疊加記錄層，只要改變激光的焦距，就能讀取各層數(shù)據(jù)。目前常見的4層藍(lán)光光盤將容量擴(kuò)大到了100GB。

更大容量的只讀光盤只能在數(shù)據(jù)中心見到。以工業(yè)級藍(lán)光光盤庫為例，以12個300GB 只讀藍(lán)光光盤組成的盤匣為儲存單位，可以在一個機(jī)柜中實現(xiàn)1.92p b 的數(shù)據(jù)存儲。

光盤能讓數(shù)據(jù)可靠存儲超過50年，廣泛應(yīng)用于博物館、科研單位等，需要長期存儲大量備份歷史數(shù)據(jù)的機(jī)構(gòu)，只讀光盤無法被篡改的特性決定了，數(shù)據(jù)被刻在這些塑料片上，即使過去半個世紀(jì)，只要它還能反光，就可以讀取那些留在你記憶中的音樂、電影、游戲會永遠(yuǎn)停在某個角落等你。

責(zé)任編輯：haq