36163

Физические характеристики, позволившие получить высокую информационную емкость диска BluRay

Реферат

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Минимальный диаметр b светового пятна в точке фокуса прямо пропорционален длине волны излучения лазера и обратно пропорционален числовой апертуре объектива: где с – коэффициент величина которого зависит от уровня световой энергии по которому измеряется диаметр пятна. Сравнительные размеры светового пятна по уровню первого темного кольца Эйри для излучения с длиной волны 780 нм CD 650 нм DVD и 405 нм BluRay приведены на рис. Площадь же светового пятна как известно прямо пропорциональна квадрату его радиуса S = πr2 или диаметра S =...

Русский

2013-09-21

90 KB

5 чел.

Физические характеристики, позволившие получить высокую информационную емкость диска BluRay

Основными элементами, которые позволили более чем в 5 раз увеличить емкость диска BluRay в сравнении с его непосредственным предшественником – диском DVD, являются новый полупроводниковый лазер на основе нитрида галлия GaN (вместо лазера на основе арсенида галлия GaAs, который использовался как в формате DVD, так и в формате CD), излучающий синий свет с длиной  волны λ = 405 нм, и  фокусирующий объектив с числовой апертурой NA = 0,85.

Числовая апертура NA (Numerical Aperture) объектива определяется выражением

NA = n sinθ,             

где n – показатель преломления среды, в которой распространяется свет;

θ – угол, под которым виден радиус входного зрачка объектива из точки пересечения его оптической оси с фокальной плоскостью (рис.1.2).

Показатель преломления воздушной среды n = 1, поэтому в воздухе

NA = sin θ.          

Величина угла α = 2θ, под которым виден диаметр входного зрачка объектива из той же точки, называется угловой апертурой.

Длина волны синего лазера в системе BD – 405 нм, что, очевидно, значительно меньше длины волны красного лазера, используемого в DVD – 650 нм. Числовая апертура объектива в формате BD (NA = 0,85), наоборот, больше, чем в формате DVD (NA = 0,6). Минимальный диаметр b светового пятна в точке фокуса прямо пропорционален длине волны излучения лазера и обратно пропорционален числовой апертуре объектива:

где с – коэффициент, величина которого зависит от уровня световой энергии, по которому измеряется диаметр пятна.

Распределение энергии в лазерном пучке описывается функцией Гаусса, а измерение диаметра пучка может производиться по уровню 0,5, по уровню 0,7 или по уровню первого темного кольца Эйри. Чаще всего используют оценку по уровню первого темного кольца картины Эйри, в пределах которого сосредоточена практически вся энергия света (с = 1,22), или по уровню 0,5 (с = 0,61). Сравнительные размеры светового пятна по уровню первого темного кольца Эйри для излучения с длиной волны 780 нм (CD), 650 нм (DVD) и 405 нм (BluRay) приведены на рис. 1.3.

Площадь же светового пятна, как известно, прямо пропорциональна квадрату его радиуса (S = πr2) или диаметра (S = πd2/4).

Квадрат длины волны излучения синего лазера меньше квадрата длины волны излучения красного лазера примерно в 2,6 раза (6502/4052 ≈ 2,6), следовательно, уменьшение длины волны излучения лазера приводит к уменьшению площади светового пятна примерно в 2,6 раза.

Квадрат апертуры объектива в формате BD больше квадрата апертуры объектива в формате DVD примерно в 2 раза (0,852/0,62 ≈ 2), следовательно, увеличение апертуры объектива приводит к уменьшению площади светового пятна еще в 2 раза. Общее уменьшение площади светового пятна составит, таким образом, величину 5,2 (рис. 1.4). Это позволяет уменьшить как ширину дорожек записи, так и расстояние между ними (шаг дорожек на дисках формата BD составляет величину 0,32 нм против 0,74 на дисках формата DVD).

Уменьшение площади светового пятна более чем в 5 раз определяет увеличение информационной емкости диска BD в сравнении с диском DVD также более чем в 5 раз (25 Гб у диска BD против 4,7 у диска DVD).


α

θ

Входной зрачок объектива

окальная плоскость

Оптическая ось

α = 2θ – угловая апертура

NA = n sinθ – числовая апертура

Рис.1.2. К понятиям числовой и угловой апертуры

Рис. 1.3. Сравнительные размеры светового пятна для различных длин волн  лазерного излучения

Толщина защитного слоя

Площадь светового пятна

Числовая апертура NA

Длина волны излучения лазера λ

650 нм

405 нм

0,6 мм

0,1 мм

1,2 мм

1,2 мм

Рис. 1.4. Параметры, обеспечивающие повышение плотности записи на диске BD в сравнении с плотностью записи на DVD


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

14625. Изучение метода преобразования систем координат промышленных роботов и кодирования кинематических цепей «иркутским методом» на примере робота МП-9С (Ритм -01-02) 196.5 KB
  Лабораторная работа №2: Вариант 1 Изучение метода преобразования систем координат промышленных роботов и кодирования кинематических цепей иркутским методом на примере робота МП9С Ритм 0102 . ЦЕЛЬ РАБОТЫ: – выбор абсолютной и связанных систем координат ПР; –
14626. Изучение методики разработки программ в системе MATLAB при изучении кинематического управления роботами 156.5 KB
  Лабораторная работа №1: Вариант 1 Изучение методики разработки программ в системе MATLAB при изучении кинематического управления роботами. Изучение методики разработки программ в системе MATLAB при изучении кинематического управления роботами Цель работы: Изу...
14627. ИЗУЧЕНИЕ ДЕЙСТВИЯ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ НА ВЕЩЕСТВО И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ УЛЬТРАЗВУКА 54.5 KB
  2 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА ИЗУЧЕНИЕ ДЕЙСТВИЯ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ КОЛЕБАНИЙ НА ВЕЩЕСТВО И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПАРАМЕТРОВ УЛЬТРАЗВУКА ЦЕЛЬ РАБОТЫ: изучить свойства ультразвука его взаимодействие с веществом; ознакомиться с устройством и работой ультразву...
14628. ДИНАМИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ НА УДАРНЫЙ ИЗГИБ 452 KB
  ДИНАМИЧЕСКИЕ ИСПЫТАНИЯ НА УДАРНЫЙ ИЗГИБ Методические указания к лабораторным и практическим работам по специальным дисциплинам для студентов металловедческих специальностей Данные методические указания включают в себя понятие ударной вязкости и методы ее опред
14629. Особенности устройства и работы твердотельных лазеров 1.22 MB
  Методические указания к лабораторным работам Особенности устройства и работы твердотельных лазеров Твердотельные лазеры ТТЛ с которых в 1960 г началась лазерная эра первым в мире был сконструирован ТТЛ на кристалле рубина 1960г; в 1961 г был создан лазер на неодимовом...
14630. Трёхступенчатая токовая защита линий с односторонним питанием 550 KB
  Лабораторная работа Трёхступенчатая токовая защита линий с односторонним питанием Цель работы: ознакомление с принципом работы трехступенчатой токовой защиты расчёт параметров срабатывания защиты и реле проверка селективности чувствительности и быстродейст...
14631. Определение потерь тепла через систему охлаждения автомобильного двигателя 534 KB
  Лабораторная работа №4 Определение потерь тепла через систему охлаждения автомобильного двигателя Цель работы: Изучение теплового баланса двигателя и практическое определение потерь тепла через систему охлаждения автомобильного двигателя. Оборудование: дви
14632. Определение твердости материалов вдавливанием 1.3 MB
  Определение твердости материалов вдавливанием: Методическая разработка к лабораторным и практическим работам по специальным дисциплинам / В.А.Хотинов И.Ю.Пышминцев. Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУУПИ 2004. 19 с. Рассмотрены методы определения твердости по Бринеллю Викке
14633. Сопротивление материалов 8.39 MB
  1Изгиб. Определения. Основные типы балок и опор. Правило знаков. Деформационный изгиб вызывают внешние силы и моменты плоскость действия которых проходит через продольную ось бруса силы перпендикулярны продольной оси . Силовая плоскость – плоскость в которой действ...