การจัดเก็บข้อมูลด้วยแสง

การจัดเก็บข้อมูลด้วยแสง

คอมแพคดิสก์ยังเป็นตัวอย่างของการบรรจบกันของคอมพิวเตอร์ ระบบสื่อสาร และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ในยุคของข้อมูลดิจิตอล เวอร์ชันล่าสุดช่วยให้เราสามารถบันทึกและแก้ไขชิ้นส่วนเสียงด้วยคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลหรือเครื่องบันทึกซีดีที่บ้าน จากนั้นฟังผลลัพธ์ในเครื่องเล่นซีดีทั่วไป ขณะนี้มีการนำแผ่นวิดีโอดิจิทัล (DVD) มาใช้เผยแพร่ภาพยนตร์ที่บันทึกไว้ล่วงหน้า และระบบดิสก์ออปติคัล

สำหรับ

บันทึกวิดีโอดิจิทัลจะเปิดตัวในห้องปฏิบัติการวิจัยเร็วๆ นี้ ระบบแห่งอนาคตเหล่านี้จะต้องการความหนาแน่นในการจัดเก็บที่สูงกว่าที่มีอยู่ในปัจจุบัน ปัจจุบัน คอมแพคดิสก์หน้าเดียวเก็บข้อมูลได้ 650 เมกะไบต์ ซึ่งสอดคล้องกับความหนาแน่นของข้อมูล 1 บิตต่อตารางไมครอน ในช่วงต้นทศวรรษ 1980 

ความหนาแน่นของพื้นที่จัดเก็บข้อมูลนี้สูงกว่าฮาร์ดดิสก์แบบแม่เหล็กทั่วไปถึง 100 เท่า ในขณะนั้นฟล็อปปี้ดิสก์ที่มีความจุเพียง 1.4 เมกะไบต์สามารถจัดเก็บระบบปฏิบัติการทั้งหมดของคอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลได้ อย่างไรก็ตาม ตั้งแต่นั้นมา ความจุในการจัดเก็บและพลังการประมวลผลที่เพิ่มขึ้นได้นำไปสู่

การระเบิดของซอฟต์แวร์ โดยเกมคอมพิวเตอร์หลายเกมในปัจจุบันสามารถบรรจุซีดีทั้งแผ่นได้อย่างง่ายดาย คอมแพคดิสก์เวอร์ชันบันทึกและเขียนซ้ำได้ซึ่งมีวางจำหน่ายเมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมา ประสบความสำเร็จในเชิงพาณิชย์อย่างมาก แม้ว่าตลาดสำหรับซีดีรอมแบบอ่านอย่างเดียวยังคงเติบโต 

แต่คาดว่าที่เก็บข้อมูลแบบออปติคอลที่บันทึกได้หรือเขียนซ้ำได้จะคิดเป็น 40% ของตลาดออปติคัลดิสก์ไดรฟ์ ซึ่งมีมูลค่าประมาณ 1 หมื่นล้านดอลลาร์ภายในปี 2543 แต่จอกศักดิ์สิทธิ์สำหรับการจัดเก็บออปติคอลคือการแทนที่เครื่องบันทึกเทปวิดีโอแบบดั้งเดิมด้วยระบบที่ใช้ออปติคัลดิสก์ 

ความพยายามเริ่มต้นในการแนะนำดิสก์วิดีโอออปติคัลแบบอ่านอย่างเดียวประสบผลสำเร็จอย่างจำกัด ความพยายามในช่วงแรก เครื่องเล่นวิดีโอดิสก์แบบอะนาล็อกที่เรียกว่า ล้มเหลวเนื่องจากคุณภาพของภาพไม่ดีพอ และลูกค้าไม่ต้องการระบบที่ไม่สามารถบันทึกได้ ซีดี-วิดีโอล้มเหลวเนื่องจาก

สามารถ

จัดเก็บวิดีโออะนาล็อกได้เพียง 6 นาทีและเสียงดิจิทัล 20 นาทีในแผ่นดิสก์ขนาดมาตรฐาน Video-CD ซึ่งใช้เทคนิคการบีบอัดข้อมูลเพื่อจัดเก็บเสียงและวิดีโอดิจิทัล 74 นาที ค่อนข้างประสบความสำเร็จในประเทศจีน ซึ่งการแพร่ภาพวิดีโอยังไม่แพร่หลายและความต้องการคุณภาพของภาพไม่รุนแรงนัก

ความพยายามครั้งล่าสุดคือ DVD-Video ซึ่งเป็นอีกหนึ่งระบบอ่านอย่างเดียวที่กำลังเปิดตัวในตลาดยุโรป ความจุ 4.7 Gbytes และการใช้เทคนิคการบีบอัดข้อมูลทำให้ DVD-Video สามารถนำเสนอวิดีโอคุณภาพสูงที่บันทึกไว้ล่วงหน้า เสียง 8 ช่องและคำบรรยายสูงสุด 32 ช่อง

แต่ผู้สืบทอดที่คู่ควรกับเครื่องบันทึกวิดีโอในปัจจุบันควรรวมระบบออปติคัลดิสก์ที่เขียนซ้ำได้พร้อมกับคุณภาพของภาพและเสียงที่เหนือกว่า 4 ชั่วโมง นอกจากนี้ยังให้การเข้าถึงแบบสุ่มอย่างรวดเร็วของระบบที่ใช้แผ่นดิสก์ ขจัดความจำเป็นในการกรอกลับที่น่าเบื่อและการค้นหาที่ซับซ้อนในระบบ

ที่ใช้เทปคาสเซ็ท เครื่องบันทึกวิดีโอที่ใช้ออปติคัลดิสก์จะช่วยให้สามารถบันทึกและตัดต่อวิดีโอดิจิทัลได้ ทำให้คอมพิวเตอร์ส่วนบุคคลเป็นแพลตฟอร์มมัลติมีเดียอย่างแท้จริง เมื่อรวมกับบริการออนไลน์และการเผยแพร่วิดีโอดิจิทัลทางเคเบิลหรือดาวเทียม คาดว่าจะมีแอปพลิเคชันใหม่เกิดขึ้นมากมาย

แอปพลิเคชันดังกล่าวต้องการความจุของดิสก์ประมาณ 10 Gbytes โดยมีการเขียนข้อมูลลงดิสก์และเข้าถึงในอัตราอย่างน้อย 5-10 Mbit s -1 การแข่งขันกำลังดำเนินต่อไปเพื่อพัฒนาเครื่องบันทึกวิดีโอดิจิทัลกำลังสูง ถอดเปลี่ยนได้และถอดออกได้ รูปแบบใหม่ของการจัดเก็บข้อมูลแบบออปติคัล

ต้องคงไว้ซึ่งคุณประโยชน์มากมายของเทคโนโลยี ตัวอย่างเช่น คอมแพคดิสก์กลายเป็นที่นิยมเพราะนำเสนอวิธีกระจายข้อมูลราคาถูกและมีประสิทธิภาพ สามารถลบออกได้ง่าย จะเก็บรักษาข้อมูลได้อย่างน่าเชื่อถือนานกว่า 30 ปี และสามารถเข้าถึงและเรียกค้นข้อมูลได้อย่างรวดเร็ว ความสำเร็จของพวกเขา

ยังมาจากข้อเท็จจริงที่ว่าแผ่นดิสก์และเครื่องเล่นที่ผลิตโดยผู้ผลิตรายอื่นสามารถใช้งานร่วมกันได้ทั้งหมด การกำหนดมาตรฐานทั่วโลก  ด้วยนโยบายของบริษัทที่เกี่ยวข้อง  จึงเป็นขั้นตอนสำคัญในการพัฒนาเทคโนโลยีใหม่สำหรับการจัดเก็บข้อมูลแบบออปติก ข้อมูลดิจิทัลในซีดีถูกเข้ารหัส

ในรูปแบบ

ของหลุมที่มีความยาวต่างกัน (รูปที่ 1) รูปแบบนี้สามารถทำซ้ำได้ด้วยต้นทุนที่ต่ำและในปริมาณมากด้วยกระบวนการที่เรียกว่าการฉีดขึ้นรูป ซึ่งใช้สแตมป์ที่มีรูปแบบที่ต้องการเพื่อขึ้นรูปชั้นพื้นผิวของแผ่นพลาสติกหนา 1.2 มม. จากนั้น “ชั้นข้อมูล” นี้จะถูกเคลือบด้วยกระจกโลหะและเคลือบ

ในการอ่านข้อมูล ลำแสงเลเซอร์จะโฟกัสผ่านวัสดุพิมพ์ไปยังชั้นข้อมูล และเครื่องตรวจจับโฟโตไดโอดจะรวบรวมแสงที่สะท้อนกลับผ่านเลนส์ (รูปที่ 2) หลุมสะท้อนแสงกลับน้อยกว่าพื้นที่ระหว่างพวกเขา

จุดโฟกัสที่เกิดจากเลนส์ใกล้วัตถุมีเส้นผ่านศูนย์กลางจำกัดเนื่องจากการเลี้ยวเบนและถูกจำกัดไว้

ที่ประมาณl /2 NAโดยที่lคือความยาวคลื่นของแสงและNAคือตัวเลขรูรับแสงของเลนส์ เครื่องเล่นคอมแพคดิสก์ใช้เลเซอร์อินฟราเรดที่มีความยาวคลื่น 780 นาโนเมตร และค่ารูรับแสงของเลนส์เป็นตัวเลขNA = n sin q maxโดยที่nคือดัชนีการหักเหของแสงในตัวกลาง ( n = 1 ในอากาศ) 

และq ค่าสูงสุดคือมุมภายนอกของกรวยที่เกิดจากลำแสงที่มาบรรจบกัน เนื่องจากกฎการหักเหของแสงของสเนลล์ซึ่งกล่าวว่าnsin qเป็นค่าคงที่ รูรับแสงตัวเลขจะไม่เปลี่ยนแปลงเมื่อเปลี่ยนจากอากาศเป็นพื้นผิวพลาสติก ในเครื่องเล่นคอมแพคดิสก์ โดยทั่วไป NAจะอยู่ที่ 0.40-0.52 ซึ่งให้เส้นผ่านศูนย์กลางลำแสงประมาณ 1 µm การอ่านข้อมูลผ่านวัสดุพิมพ์ ฝุ่นละอองและรอยขีดข่วนเล็กๆ บนพื้นผิว

credit : เว็บแท้ / ดัมมี่ออนไลน์