了解 CD/DVD 的成分以及光碟技術背後的秘密

CD 是由什麼製成的 幾個世代以來，它一直吸引著人們的好奇心，並對使我們能夠在光碟上儲存大量資料的技術提出了質疑。為了尋求理解，我們將深入研究光儲存媒體的世界，它已成為我們日常生活的一部分，採用創新材料製成，可以精確地保存和檢索資料。請允許我們透過閱讀這篇文章來更詳細地解釋。

第 1 部分。
第 2 部分。
第 3 部分。
第 4 部分。

第 1 部分。

CD 和 DVD 等光學儲存媒體由多層不同材料製成，例如聚碳酸酯基板、反射層、資料層、保護層以及帶有標籤印刷的其他材料。要了解 DVD 是由什麼材料製成的，您可以閱讀我們在下面添加的資訊。

1. 聚碳酸酯基板

聚碳酸酯基板是 CD 或 DVD 的基座。它是一種耐用、透明的塑料，用作圓盤的底座，並為其上方的層提供穩定性和支撐。此透明塑膠層是基礎，為光碟提供結構支撐。在此過程中，基板上會模製出一個稱為軌道的螺旋凹槽，稍後資料將在軌道上進行編碼。

2.資料層

資料層需要感光染料或染料組合。當染料暴露在雷射下時，其物理狀態會改變，通常從無定形變為晶體。在製造過程中，資料層被雷射燒灼，形成微小的凹坑和平面。這些凹坑和凸台的存在或不存在對二進位資料 0 和 1 進行編碼，代表數位資訊。

3. 反射層

反射層由鋁、銀或金濺鍍到聚碳酸酯基板上形成反射層。這一層反射光驅雷射二極體發射的雷射光束。當雷射照射到反射層時，它會反射回來，指示表面上存在或不存在凹坑（也稱為凹陷）以及陸地或平坦區域。這些凹坑和凸台代表了儲存在光碟上的數位資料。

4. 保護層

為了防止物理損壞而添加的 CD 材料之一是保護層。它是一種透明的保護漆，塗在反射層和資料層上，起到保護作用。這一層保證了資料的完整性，並防止添加的兩層效能下降，從而延長了儲存時間。

5. 標籤列印 [可選]

標籤打印位於光碟的頂部表面，可列印標籤或藝術品。可列印表面允許直接在光碟上進行高品質全彩列印。唯一目的是在光碟上提供視覺資訊、品牌或裝飾元素。然而，標籤使用不當會導致光碟失去平衡並影響其旋轉，從而導致讀取錯誤。

第 2 部分。

CD 和 DVD 如何運作？這種類型的磁碟基於光學儲存技術工作。很好的例子是讀取資料、編碼和解碼資料、資料檢索過程、播放音訊、視訊和寫入。以下是它們如何運作的詳細說明。

讀取數據

• 雷射二極體：電腦和其他設備中的光碟機使用雷射二極體從 CD 和 DVD 讀取資料。
• 雷射聚焦：雷射二極體發射聚焦的光束。
• 讀取坑和地：當光碟旋轉時，雷射光束撞擊反射層。資料層上存在凹坑和平面，導致雷射反射不同。光碟機中的感測器可以偵測到這種變化。

編碼和解碼數據

• 二進位代碼：資料層上凹坑的存在或缺失表示二進位資料。凹陷可能代表 0，而凹陷的缺失可能代表 1。
• 解碼模式：當光碟旋轉時，雷射會讀取凹坑和凸台的圖案。驅動器的電子設備將該模式解碼回二進位資料。

資料檢索過程

• 追蹤和伺服系統：光碟機的追蹤和伺服系統確保雷射跟隨螺旋軌道並不斷聚焦在資料層上，即使光碟有輕微刮痕或彎曲。
• 糾錯：光碟在資料中嵌入了糾錯碼，例如 Reed-Solomon。這些代碼使驅動器能夠糾正由光碟表面的輕微刮痕或缺陷引起的錯誤。

播放音訊和視頻

• 音訊 CD：對於音訊 CD，二進位資料被轉換為類比訊號，然後發送到音訊輸出以透過揚聲器播放。
• 視訊 CD：對於 DVD，數位資料被解碼為視訊和音訊訊號，然後發送到電視或顯示器進行播放。 DVD 還可以包含選單、字幕和多個音軌，從而實現互動式多媒體體驗。

寫入 [用於可刻錄光碟]

• 記錄數據：對於可記錄 CD 或 CD-R 和 DVD、DVD-R 或 DVD+R，高功率雷射會改變可記錄層上染料的物理狀態，從而產生凹坑和凸台。此過程將新資料編碼到光碟上。
• 重寫 [僅適用於可重寫光碟]： CD-RW、DVD-RW 和 DVD+RW 等可重寫光碟使用可以在結晶狀態和非結晶狀態之間來回變換的相變材料。低功率雷射會改變材料的狀態，使光碟能夠被多次重寫。

第 3 部分。

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