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

33912. Средняя геометрическая 12.21 KB
  Средняя геометрическая. Для несгруппированных данных или для сгруппированных данных с равными частотами применяется средняя геометрическая простая:.
33913. Средняя квадратическая и другие степенные средние 11.35 KB
  Для несгруппированных данных: Для сгруппированных данных: Правило мажорантности старшинства состоит в том что при расчете по одним и тем же данным между числовыми значениями средних исчисляется по разным формулам всегда сохраняется неравенство: Хсред. Гармоническая =Хсред. Геометрическая =Хсред. =Хсред квадратическая.
33914. Область применения различных видов степенной средней 10.74 KB
  Средняя арифметическая величина – среднее слагаемое поэтому если есть данные по варьированному осредненному признаку известен объем статистической совокупности то применяем арифметическую среднюю. Для вариационного ряда распределения применяется средняя арифметическая взвешенная. Если имеются данные по величине признака на начало каждого периода то применяется средняя хронологическая. Квадратическая средняя используется при расчете средних темпов роста.
33915. Общее понятие о вариации, показатели величины вариации и способы их расчета 13.27 KB
  Общее понятие о вариации показатели величины вариации и способы их расчета. Показатели вариации показатели стабильности позволяют сделать вывод об однородности совокупности о надежности типичности средней. Для измерения величины вариации используется абсолютный и относительный показатель вариации. Размах вариации R=XmxXmin.
33916. Абсолютные показатели вариации 20.12 KB
  Чтобы дать представление о величине варьирующего признака недостаточно исчислить средний показатель. Кроме средней необходим показатель характеризующий вариацию признака. Вариация – это изменение значения признака у отдельных единиц совокупности.
33917. Относительные показатели вариации 15.59 KB
  Относительные показатели вариации Для сравнения вариации в разных совокупностях рассчитываются относительные показатели вариации. К ним относятся коэффициент вариации коэффициент осцилляции и линейный коэффициент вариации относительное линейное отклонение. Коэффициент вариации – это отношение среднеквадратического отклонения к среднеарифметическому рассчитывается в процентах: . Коэффициент вариации позволяет судить об однородности совокупности: – 17 – абсолютно однородная; – 17–33 – достаточно однородная; – 35–40 – недостаточно...
33918. Мода. Определение моды в дискретных вариационных рядах 15.34 KB
  Определение моды в вариационных рядах с равными интервалами.6 где x0 – нижняя граница модального интервала модальным называется интервал имеющий наибольшую частоту; i – величина модального интервала; fMo – частота модального интервала; fMo1 – частота интервала предшествующего модальному; fMo1 – частота интервала следующего за модальным.
33919. Понятие медианы, квартилей, децилей 11.29 KB
  Понятие медианы квартилей децилей Медианазначение признака которое делит стат.совти имеет значение признака не МЕНЬШЕ медианы а другая половина – значение признака не больше медианы. Значение изучаемого признака всех ед.совти не четное то значение признака находящееся в середине ранжированного ряда будет являться медианой а если число ед.
33920. Определение структурных средних в дискретных вариационных рядах 14.62 KB
  Мода это наиболее часто встречающийся вариант ряда. Модой для дискретного ряда является варианта обладающая наибольшей частотой. Медиана это значение признака которое лежит в основе ранжированного ряда и делит этот ряд на две равные по численности части.