36173

ИЗГОТОВЛЕНИЕ BD-ДИСКОВ

Контрольная

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Мастеринг BDдисков Существует три основные технологии мастеринга BDдисков: метод PTM иммерсионный метод и метод записи пучком электронов. Системы EBR Electron Beam Recorder использующие для записи пучок электронов наиболее дороги но позволяют получить очень высокое разрешение.1 иллюстрирует процесс формирования дорожки записи. Такая длина волны близка к длине волны излучения газовых лазеров которые применяются для записи оптических дисков в форматах CD и DVD.

Русский

2013-09-21

401 KB

5 чел.

ИЗГОТОВЛЕНИЕ BD-ДИСКОВ

Процесс изготовления BD-диска занимает всего 4 секунды. В будущем планируется это время сократить еще больше - до 3-3,5 секунд.

Мастеринг BD-дисков

Существует три основные технологии мастеринга BD-дисков: метод PTM, иммерсионный метод и метод записи пучком электронов.

Метод РТМ (Phase Transition Metal), где в качестве источника излучения используется синий лазер, является наиболее перспективным для реализации компактных и дешевых систем мастеринга.

В иммерсионном методе в качестве источника излучения используется ультрафиолетовый лазер, а запись осуществляется сквозь слой жидкости, которая вводится между внешней поверхностью высокоапертурного объектива (NA = 0,95) и поверхностью фоторезиста. Этот метод также является недорогим, хорошо согласуется с обычными системами мастеринга оптических дисков и уже используется европейскими компаниями.

Системы EBR (Electron Beam Recorder), использующие для записи пучок электронов, наиболее дороги, но позволяют получить очень высокое разрешение. Используются японскими компаниями.

Мастеринг с использованием технологии РТМ (Phase Transition Metal)

Основная идея этой технологии состоит в использовании специального неорганического материала, который способен изменять свое фазовое состояние при воздействии лазерного излучения из исходного аморфного до кристаллического. После этого экспонированные кристаллические зоны становятся растворимыми в обычной обрабатывающей жидкости. Таким образом, этот материал является разновидностью неорганического фоторезиста.

Рис. 10.1 иллюстрирует процесс формирования дорожки записи. Используемый здесь материал имеет максимальную чувствительность к излучению с длиной волны 405 нм. Такая длина волны близка к длине волны излучения газовых лазеров, которые применяются для записи оптических дисков в форматах CD и DVD. Здесь используется объектив с числовой апертурой 0,95 – такой же, как в обычных системах мастеринга. Изменение фазового состояния используемого в данной технологии неорганического резистивного материала происходит в результате термохимической, а не фотохимической реакции, как в обычном неорганическом фоторезисте. Поэтому кристаллизация материала происходит только в зоне, где интенсивность лазерного излучения выше границы термохимической реакции. Следовательно, размеры меток получаются значительно меньше диаметра записывающего пятна.


В качестве подложки для напыления фоторезиста здесь используются кремниевые пластины – главным образом из-за их умеренной теплопроводности в сравнении с обычными стеклянными, которые используются для изготовления мастер-дисков CD и DVD.

Оптическая головка и схема управления лазером в системе РТМ и в BD-рекордере очень похожи друг на друга. Если необходимо добиться более высокого качества записи, можно использовать те же самые мультиимпульсные стратегии записи, что используются в обычных потребительских рекордерах. Процесс изменения фазового состояния фоторезиста сопровождается изменением его отражающей способности, поэтому оценку качества записи можно осуществлять, наблюдая за изменением отражающей способности регистрирующего слоя. Такая особенность РТМ-системы позволяет быстро и легко определять оптимальные условия записи. Не нужно дожидаться полного завершения технологического процесса по изготовлению матрицы для тиражирования дисков, чтобы, оценив результат, внести в него коррективы и только потом произвести следующий эксперимент. Оптимизация процесса записи в реальном времени является одной из ключевых особенностей системы РТМ. Поскольку оптическая головка РТМ-системы похожа на оптическую головку обычного BD-рекордера, вся система получается компактной, легкой, отличается высокой надежностью и стабильностью в работе, а также малым потреблением энергии. Вдобавок ко всему ей, в отличие от обычных систем мастеринга с использованием газовых лазеров, не требуется громоздкая система водяного охлаждения.

Поскольку в технологии РТМ используются кремниевая подложка и неорганический фоторезист, то матрицу можно делать по полученному диску-оригиналу сразу после завершения его записи и последующей обработки в технологическом растворе. Более того, поскольку неорганический фоторезист обладает достаточной твердостью и прочностью, можно по одному диску-оригиналу изготовить до десяти матриц без малейшего ухудшения качества сигнала. Благодаря использованию относительно дешевых и легко доступных кремниевых пластин для изготовления основы мастер-диска из технологического процесса устраняются такие дорогостоящие операции, как полировка стеклянной подложки, контроль дефектов, металлизация фоторезиста, изготовление цельнометаллического оригинала и изготовление промежуточных копий. Такое упрощение технологического процесса, наряду с другими преимуществами, обеспечивает еще и очень существенное снижение себестоимости матриц.

Иммерсионный метод мастеринга

Одним из существенных преимуществ оптических дисков в сравнении с другими носителями информации является простота и низкая стоимость их тиражирования. Изготовление мастер-диска (мастеринг) является ключевым этапом в изготовлении штампа, с помощью которого в дальнейшем осуществляется тиражирование дисков BD-ROM. В период появления технологии BluRay эволюция оборудования для мастеринга оптических дисков еще не достигла того уровня, который требовался для записи дисков емкостью 25 ГБ, подобных дискам BD-ROM. Причина тому – невозможность получения записывающего пятна достаточно малых размеров.

Элегантным решением проблемы является использование метода погружения в жидкость, который просто добавляется в уже существующую инфраструктуру записывающего оборудования и позволяет усовершенствовать технологию мастеринга оптических дисков, не внося в нее чрезмерно больших изменений. Используя иммерсионную систему, хорошо известную в микроскопии, можно получить очень маленькое световое пятно для формирования крошечных пит BD-диска.

Иммерсионная система (от позднелат. immersio — погружение) — это оптическая система, в которой пространство между предметом и первой линзой заполнено иммерсионной жидкостью. Оптические характеристики иммерсионной жидкости (показатель преломления и дисперсия) входят в аберрационный расчет объектива и учитываются при определении его оптических параметров (увеличение, числовая апертура), а также при аберрационной коррекции (исправление по полю, ахроматизация, исправление хроматических и сферических аберраций).

На первый взгляд метод погружения в жидкость кажется неосуществимым в механизме записи с ее высокими скоростями записи и высокими требованиями к стабильности механических параметров. Однако разработанное техническое решение опровергает такое мнение (рис. 10.2).

В качестве иммерсионной жидкости могут использоваться глицерин (показатель преломления 1,4739) или дистиллированная вода (показатель преломления 1,3329). Иммерсионная жидкость вводится между вращающимся диском и объективом перед записывающим пятном через специальное отверстие.

Полученная таким путем система очень похожа на обычный лазерный рекордер, который используется для записи CD и DVD. Для записи одного BD-диска емкостью 25 Гб достаточно не более 30 мл иммерсионной жидкости.

Мастеринг с помощью пучка электронов

Для изготовления оптических дисков с высокой плотностью записи информации необходимо оборудование для мастеринга с высоким разрешением. Обычное оборудование с использованием лазерного рекордера не способно обеспечить мастеринг оптических дисков высокой плотности, поскольку его разрешающей способности для этого недостаточно. Для того чтобы повысить разрешение, было разработано оборудование, использующее для записи пучок электронов – электронно-лучевой рекордер EBR (Electron Beam Recorder). Конструкция EBR, разработанного фирмой Pioneer, показана на рис. 10.3.

Запись производится в вакуумной камере, которая при этом должна быть размещена на массивном основании с хорошей защитой от вибраций. Электронно-лучевая трубка располагается над центром вакуумной камеры. С одной из сторон камеры находится детектор вторичных электронов, необходимый для наблюдения за ходом процесса. Излучающая и детектирующая части датчика высоты располагаются с противоположных сторон вакуумной камеры.

Перемещение каретки с мастер-диском вдоль оси Х осуществляется с помощью двигателя постоянного тока и направляющего винта. Двигатель вращения диска, который закрепляется на его шпинделе, установлен в верхней части каретки. Источником потока электронов служит термоэлектронный эмиттер (Thermal Field EmitterTFE).

Пучок электронов, генерируемый TFE, фокусируется на поверхность диска с помощью двух электронных линз, расположенных внутри электронно-лучевой трубки. Точность фокусировки пучка – 6 мрад (половина угла сведения). Энергия пучка – 50 кЭв при величине тока 130 нА и диаметре луча 55 нм.

Модуляция луча осуществляется парой запирающих пластин, расположенных внутри электронно-лучевой трубки. Время запирания – около 10 нс. Колебания поверхности диска и его положение по вертикальной оси Z постоянно контролируются во время записи с помощью оптического датчика высоты и на основе сигнала ошибки, вырабатываемого этим датчиком,  поддерживается точное положение фокуса на поверхности диска путем регулировки фокусного расстояния электронных линз. Положение луча на записываемой дорожке контролируется путем измерения с помощью интерферометра положения расположенного на каретке зеркала. Сигнал ошибки отрабатывается путем перемещения каретки и с помощью отклоняющей системы, расположенной внутри электронно-лучевой трубки. С помощью отклоняющей системы отрабатывается также ошибка трекинга, возникающая из-за радиального биения диска.

Метод записи с помощью пучка электронов отличается высокой точностью и обладает большим запасом разрешающей способности. На рис. 10.4а показан образец записи, соответствующий диску BD-ROM емкостью 25 Гб, с шагом дорожек 320 нм и минимальной длиной пита 149 нм. Величина джиттера, обусловленного колебаниями размеров пит, не более 5%.

Рядом, на рис. 10.4б, для демонстрации потенциальных возможностей технологии EBR показана запись, выполненная в формате BD, но с плотностью записи, в 8 раз превышающей плотность записи на дисках BD-ROM – 201 Гб. Запись выполнена при точности фокусировки пучка 3 мрад (половина угла сведения). На рис. 10.4в показана полученная тем же путем сплошная спиральная дорожка.

Технология EBR существует с 2006 года (фирма Pioneer) и в будущем может использоваться для записи оптических дисков потребительских форматов с высокой плотностью записи.

Интенсивность лазерного излучения

Неорганический фоторезист

Распределение интенсивности  излучения в сфокусированном лазерном луче

раница фотохимической реакции

Граница термохимической реакции

Зона кристаллизации

Рис. 10.1. Механизм записи с использованием технологии РТМ

Направление вращения диска

Объектив

Поперечное сечение

Водяной след

Нижняя линза

Фокус

Вид снизу

Вводное отверстие для жидкости

Вводное отверстие для жидкости

Рис. 10.2. Принцип действия иммерсионной системы

Электронно-лучевая трубка

Датчик высоты

Устройство для оценки и регулировки параметров лазерного луча

Зеркало

Вакуумная камера

Перемещение по оси Y

Интерферометр

Лазерная головка

Диск

Детектор вторичных электронов

Порт коммутации

Двигатель постоянного тока

Перемещение по оси Х

Винт

Гибкие трубки

Перемещение по оси Y

Двигатель вращения диска

Рис. 10.3. Общий вид EBR, разработанного фирмой Pioneer

(а) BD-ROM 25 Гб

(б) ROM 201 Гб

(с) Простая спираль

Рис. 10.4. Образцы записи, полученные с помощью EBR


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

53404. Розв’язування задач з використанням циклічних операторів 69.5 KB
  Мета: створити умови для формування навичок розвязування найпростіших задач що містять цикли використовуючи різні команди повторення; розвивати логічне мислення операторську культуру; продемонструвати виконання на компютері різних циклічних програм; виховувати працьовитість інтерес до предмета. Вправа Online Вибудуємо лінію ключових слів з теми Циклічні оператори Цикл повторення параметр циклдоки циклдо циклдля змінна лічильник оператор логічний вираз умова while repet begin end pscl програма виконання. На...
53405. Оформлення тексту в HTML – документі 234 KB
  Хід уроку Перед початком уроку на учнівські компютери та робоче місце вчителя має бути розміщено папки : Організаційний момент Актуалізація опорних знань Учитель пропонує учням виконати завдання “Магічний квадрат. Завдання має бути виведене на інтерактивну дошку а кожен учень повинен отримати картку з наступним текстом : Юний друже Для виконання даного завдання знайди файл що міститься за наступною адресою : C: Documents nd Settings Учень Рабочий стол HTML Урок _3 mgic. Бажаю успіху D O C T I T H B T B D L E H Y G T...
53406. Занимательная Информатика 57.5 KB
  Вопросы Мозг компьютера Процессор Устройство для запуска считывания информации с магнитных дисков Дисковод Устройство для распечатки информации на бумаге Принтер Лицо компьютера Монитор Наиболее распространенный манипулятор Мышь Устройство введения графической информации Сканер Устройство введения звуковой информации Микрофон Устройство для сохранения информации Память Устройство которое обеспечивает запись и считывание информации с магнитной ленты...
53407. Введення, редагування й форматування тексту 151.5 KB
  ОБЛАДНАННЯ: персональні компютери роздатковий матеріал таблиці Клавіатура Текстовий редактор MS Word. Заповнюють опитувальний лист: Підпишіть рисунок що зображує вікно ТП MS Word. Виберіть підкресліть із запропонованого списку можливості які надає ТП MS Word: створення і редагування текстів форматування абзаців створення таблиць вставка в текст обєктів інших програм форматування дисків форматування символів створення малюнків форматування сторінки друк документа копіювання дисків.
53408. Компьютерная среда и алгоритмы 47 KB
  Тема: Компьютерная среда и алгоритмы. Цель: закрепление и проверка знаний учащихся по теме Алгоритмы и изучение нового материала по теме Компьютерная среда Логомиры Задачи: Обучающая: усвоить понятие алгоритма компьютерная среда логомиры. Она называется Компьютерная среда и алгоритмы Напомните мне что такое алгоритм Правильно. Среда каждой программы имеет свои инструменты и допускает определённый набор действий которые можно выполнить.
53409. Настроювання параметрів сторінок. Створення колонтитулів. Робота з редактором формул 651.5 KB
  Тому важливо оформити документ так щоб він гарно виглядав не тільки на екрані але й на аркуші паперу вміти правильно задати параметри сторінки. План Розмір сторінки поля. Орієнтація сторінки. Встановлення параметрів сторінки.
53410. Алгоритми та їх властивості 55 KB
  Алгоритми та їх властивості Епіграф до уроку: Коль кругом все будет мирно Так сидеть он будет смирно; Но лишь чуть со стороны Ожидать тебе войны Иль набега силы бранной Иль другой беды незваной Вмиг тогда мой петушок Приподымет гребешок Закричит и встрепенется И в то место обернется. Навчальна: дати поняття про алгоритм його властивості; навчити розпізнавати алгоритми навколо себе; вміти розрізняти правильно та неправильно сформульовані алгоритми; формувати цілісну уяву про картину всесвіту; формувати науковий світогляд;...
53411. оздание документов в текстовом процессоре 45 KB
  Задачи: помочь учащимся получить представление об офисном пакете OpenOffice познакомиться с возможностями программы Word научить основным операциям редактирования и форматирования текста в Word. Вопрос: Назовите этапы подготовки текстовых документов. Вопрос: Какие операции входят в процесс редактирования текстового документа Ответ: Исправление ошибок правописание удаление и добавление фрагментов.
53412. Кодирование 71 KB
  Прогнозируемые результаты: Дети познакомятся с новыми понятиям кодирование и декодирование. Дети научатся решать задачи при помощи кодирования и декодирования. № Этапы Деятельность учителя Деятельность учащихся Примечания 1 Организационный момент Здравствуйте дети Меня зовут Алиса Андреевна.Что такое графыКак обозначаются графы Что такое круг Что такое точкаЧто такое стрелочки Дети называют тему.